쓰러스터를 이용한 선박 자동이접안 시스템에 관한 연구

Abstract

최근, 인공위성을 이용한 위치측정 및 통신장비의 발전에 힘입어, 항해사의 피로를 저감시키기 위한 선박의 통합선교시스템이 다양하게 개발되고 있다. 또한, 황천시 유인선박이 하기 힘든 작업을 위해, 자동화된 운항시스템을 갖춘 무인선 수요가 늘어나고 있다. 자동화된 운항시스템을 갖추기 위해서는, 황천시 부두에서 안전하게 자동이접안을 수행할 수 있는 시스템이 필수적이다. 현재 선박 이접안에는 선수/선미 쓰러스터를 이용하는 방식과, 예선을 이용하는 방식이 있으며, 모든 과정은 도선사와 선장의 구두명령에 의해 조타수와 예선선장이 수동으로 작업을 수행하고 있다. 본 연구에서는 선수/선미 쓰러스터를 이용하여 현측이동(crabbing) 및 제자리 선회(Standstill Turning)를 결합한 자동이접안 알고리즘을 설계하였다. 위치계측 및 방위정보의 계측을 위해 DGPS 및 마그네틱콤파스의 정보를 이용하였다. 또한, 자동위치추적알고리즘을 함께 설계하여, 한 부두에서 이안을 수행한 후 목표로 하는 부두의 접안위치로 자동운항하여 도달할 수 있도록 하였다. 접안된 선박에서, 항해사는 단지 이안위치와 방향, 그리고 목표로 하는 부두의 접안위치와 방향을 입력하면, 모든 과정이 자동으로 진행될 수 있도록 하였다. 본 자동이접안 시스템의 성능을 검증하기 위해, 선수 및 선미 쓰러스터를 장착한 모형선 시스템을 구축하였고, 호수에서 가상적으로 부두를 설정한 후, 모형시험을 수행하였다. 시험 결과를 토대로, 선박은 본 자동이접안 알고리즘을 통해 안전하게 자동이접안을 수행할 수 있음을 확인하였다.