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Abstract 최근 선박의 자율 운항에 대한 연구가 활발히 진행됨에 따라, 자율 운항에 사용될 항로의 중요도 또한 증가하였다. 선박의 항로는 그 종류와 운항할 해상 환경에 따라 서로 다른 운항 목적을 가진다. 본 연구에서는 연안에서 주로 항해하는 소형 선박의 경로 계획을 위한 방법을 연구하였다. 대양에 비해 연안은 다양한 해상 객체가 산재하며, 협수로나 정박지와 같은 좁고 얕은 지형을 운항하는 빈도가 높다. 대형 선박과 달리 소형선은 앞서 언급한 지형들 사이를 운항하여야 하므로, 해상 환경들을 정교하게 묘사한 해도를 활용할 필요가 있다. 본 연구에서 사용된 해상 객체들은 S-57 (전자 해도 표준 형식)을 따른다. S-57의 정보들은 다각형, 선, 점의 형태로 존재하기에, 이를 경로 계획에 활용하기 위해서는 이산화된 정보로 변환하는 것이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 개선된 쿼드 트리 (quadtree)를 활용하여 해상 객체들을 묘사하였다. 쿼드 트리를 활용한 해도는 복잡한 지형일수록 더욱 정교하게 표현이 가능해, 해도의 정확도는 유지하면서 해도 데이터의 용량을 줄일 수 있다. 또한, 소형 선박은 개인이 주로 운용함으로 사용자 편의를 위해 짧은 시간내에 신뢰성 높은 경로를 제공하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 개선된 쿼드 트리를 이용한 경로 계획을 위해 HPA* (Hierarchical Pathfinding A*)를 적용하여, 방대한 해도 데이터를 이용하면서도 경로 생성 시간을 단축했을 뿐만 아니라, 신뢰성 높은 경로를 계획하였다. 본 연구에서는 개선된 쿼드 트리와 HPA*를 활용하여, 실제 소형 선박에 탑재되어 안전한 경로를 생성하는 경로 계획 방법론을 제안하였으며, 우리나라 연안에서 본 연구에서 제시한 방법을 활용하여 그 효용성을 확인하였다.
Publication Date 2022-06-02

정동근, 노명일, 김기수, 이준식, 김대혁, 장왕석, "쿼드 트리를 이용한 소형선의 항로 계획 방법", 2022년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 526, 2022.06.02-04


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