자율운항선박의 지능항해시스템(NEMO) 개발 및 성능 검증: 내수면 및 실해역 시험

Abstract

최근 자율운항선박 기술 개발에 대한 연구가 활성화되어 보다 높은 수준에서의 사람 개입을 최소화하며 주어진 항로를 자율적으로 안 전하게 항해하기 위한 지능항해 시스템 개발이 필수적으로 요구되는 실정이다. 이처럼 자율운항선박에 필수적으로 탑재되어야만 하는 지능항해 시스템은 기본적으로 주변의 해상교통 상황을 스스로 이해하고 주어진 항로를 자율적으로 운항하며 충돌과 같은 예기치 못한 상황에서도 안전한 항로를 생성하고 신속하게 추종하는 기능들이 유기적으로 연동되도록 개발한다(J.Park, et al., 2022). 본 논문에서는 개발하고 있는 지능항해 시스템 구현을 위한 핵심 기술인 유도(Guidance), 항법(Navitaion) 및 제어(Control) 기법을 포함하여, 보다 안 전한 항해를 위해 잠재된 충돌 위험을 최소화시키고, 국제충돌예방규칙(COLREGs)에서 제시하는 규정(D.Lee, et al., 2022)과 규정을 준 수하지 않은 상황에서도 대응할 수 있는 의도 추론(J.Park, et al., 2022) 기반의 회피 경로 생성 기법들을 다룬다. 게다가, 선박 운항자의 항로 선택에 있어 판단을 보조하거나 대체하기 위해 다양한 조건(안전 운항, 경제 운항 등)에 의해 생성된 항로들 중 운항 경로상에 잠재 된 위험 요소를 고려하여 최적의 항로를 스스로 선택하는 항로의사결정 기능에 대해서 소개한다. 또한, 개발한 지능항해 시스템의 신뢰성 을 확보하기 위해서는 시뮬레이션 시험, 모형선 기반의 내수면 시험, 테스트베드 기반의 실해역 시험 등 단계별 시험들을 체계적으로 수행 하여 개발 시스템의 핵심 기능들에 대한 성능을 심층적으로 분석하고 개선하였다. 본 논문에서는 자율운항선박의 지능항해 시스템을 개발 하고, 체계적인 성능 검증을 위한 3척의 모형선을 동시 활용한 내수면 시험 및 자율운항선박의 테스트베드로 건조한 해양누리호에 개발 시스템을 탑재하고 수행한 실해역 시험 결과에 대해서 소개한다.