A Study on the Development of the Position Detection System of Small Vessels for Collision Avoidance

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, a developed device for detecting target's location and avoiding collision is proposed. Velocity and acceleration model of target are derived to estimate target's information, i.e. position, velocity and acceleration considering process and measurement noise. Kalman filtering method applied to the estimation process and its results was confirmed by simulation. The distance measurements system using laser sensor for moving target system is also developed to confirm the effectiveness of the proposed scheme. Experiments to get information of moving target with velocity and acceleration model was executed. The data with filtering and without filtering was compared by experiments. Discontinuous measured data was changed to smooth and continuous data by Kalman filtering. It is confirmed that desired data was obtained by applying proposed scheme. UI for measuring and monitoring the target data is developed and visual and auditory alarm function is attached on the system Finally, position estimation system of moving target with good performance is achieved by low price equipments.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 단거리 영역 내에서 대상물표의 정확한 위치를 파악하여 물표와의 충돌을 방지하기 위한 시스템을 개발하였다. 이를 위해 먼저 물표를 속도 모델과 가속도 모델로 표현하여 초기위치로부터의 움직임을 프로세스 잡음과 측정 잡음이 있는 상태에서 위치, 속도 및 가속도를 추정하였다. 추정기법으로는 칼만필터를 적용하였고 시뮬레이션을 통해 제안기법의 유용성을 확인하였다. 다음으로는 레이저센서를 적용하여 이동하는 물표와의 거리를 계측할 수 있는 시스템을 제작하여 물표의 이동 정보를 검출하였다. 이동 물표를 대상으로 속도 모델과 가속도 모델을 적용하여 실험을 수행하였고, 각각의 실험을 통해 불연속적인 측정데이터가 필터링을 통해 매끄럽고 연속적인 측정값으로 얻어지는 것을 확인하였다. 또한 물표 데이터의 계측과 디스플레이를 위한 UI를 구축하였으며, 물표가 일정거리 영역이내에 접근했을 경우 시각, 청각적인 경보를 울릴 수 있는 기능을 부가하였다. 본 연구결과를 통해 저가의 장비로 물표 위치의 추정 성능이 뛰어난 시스템을 구축할 수 있었다.

참고문헌 (Reference)

1 Sato, Yuji, "Study of a collision avoidance system for ships" 6 : 1141-1149, 1998

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5 Sergiy, F., "Detection and tracking of ships in open sea with rapidly moving buoy-mounted camera system" 54 : 1-12, 2012

6 Yanzhuo, Xue, "Automatic simulation of ship navigation" 38 : 2290-2305, 2011