[특허&CEO] ㈜삼우이머션, AI기반 자율운항지원시스템 개발

특허뉴스 이성용 기자 | 기사입력 2019/06/05 [17:27]

[특허&CEO] ㈜삼우이머션, AI기반 자율운항지원시스템 개발

특허뉴스 이성용 기자 | 입력 : 2019/06/05 [17:27]

 

▲ AI기반 자율운항지원시스템     © 특허뉴스

 

최근 3년간 선박 충돌·화재 등 해양사건·사고 원인 분석을 위해 실시한 감식 실적을 보면 2016615, 2017822, 20181128건으로 매년 증가 추세를 보이고 있다.

해양안전심판원 KMST에 따르면 선박사고의 최대 원인은 충돌이다. 그 원인은 대부분 선박운항자의 부적절한 상황인식에 의한 인적오류에 기인하는 것으로 분석된다.

 

4차산업혁명 시대... 자동차도 선박도 자율운항 시스템

 

▲ (주)삼우이머션 김대희 대표이사  © 특허뉴스


 실제 자율운항선박이 해상에서 안전하게 운항하기 위해서는 국제해상충돌예방규칙 등을 적용하여 검증하는 것이 필요하다
. 4차 산업혁명의 영향으로 최근 해양 분야에서도 자율운항 기능을 갖춘 차세대 선박에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 IMO(International Maritime Organization)에서는 총 4단계로 자율운항의 단계를 설정하고 자율운항이 가능한 선박을 MASS(Maritime Autonomous Surface Ship)로 규정했다. 북유럽의 노르웨이, 핀란드 등을 선두로 유럽에서는 2020년 첫 자율운항선박의 상업적인 운항을 계획하고 있다. 이에 우리나라 정부에서도 2018년 자율운항선박의 시작 단계인 스마트 자율운항선박 시운전센터 개발 사업을 공모하여 울산시가 최종 선정되었다.

현재 선박에 대한 충돌 방지 연구는 대부분이 위험영역을 설정한 후 영역 내에 상대선이 진입하면 피항하는 방식을 취하였다. 하지만, 이는 단순한 충돌방지 기능이며 실제 해상에서 운항하는 상선 및 어선에 적용하기는 어렵다. 이유인 즉, 일반적인 선박들은 충돌만을 회피하기 위해 초접근 상태까지 기다리다 피항 동작을 취하지는 않는다. , 국제해상충돌예방규칙에서도 규정된 바와 같이 미리 예비 동작을 취한다. 또한, 선박운항자의 개인적인 운항 특성은 모두 상이하기 때문에 피항의 범위를 정량적으로 나타내기는 어렵다. 이러한 이유로 선박운항자의 심리적 부담감을 지표화한 선박조종환경의 평가기법이 활용되고 있다.

 

 

삼우이머션, 인공지능(AI) 기반 자율운항지원시스템 개발

 

해양안전 IT솔루션 전문 개발업체인 삼우이머션은 인적오류로 인한 충돌 방지 및 향후 출현 예정인 자율운항선박에 적용하기 위한 운항지원시스템을 한국해양수산연수원 해양안전연구소 선박 AI 운항 연구단 단장 김원욱 교수와 함께 공동 연구 개발했다. 선박운항자의 관점에서의 기존 선박 및 자율운항선박에 적용 가능한 지원시스템을 개발한 삼우이머션은 위험영역 설정에 있어 대양과 연안으로 일정하게 구분한 정적 선박영역을 고려한 범퍼영역(bumper area)이 아닌 선박의 길이와 속력 및 선박조종성능이 고려된 동적선박영역을 이용했다.

 

 

김대희 삼우이머션 대표는 연안에서도 고속으로 운항하는 선박이 있고 대양에서도 저속으로 운항하는 선박이 있을 수 있기 때문에 선속과 선박의 길이를 동시에 고려한 동적선박영역 모델을 적용했다고 설명했다.

일반적으로 자선은 위험이 인지되면 선박운항자는 안전한 침로를 결정하여 피항 조종을 수행한다. 이때 국제해상충돌예방규칙에 따르지만 상대선이 다수 존재할 경우 특수 관계로 피항은 복잡한 상황이 되어 선박운항자자 스스로 판단하여야 한다.

이에 삼우이머션은 향후 이 시스템에 자선 및 상대선의 위치, 선속, 침로 등의 정보를 GPS, AIS, Radar 등의 항해장비를 이용하고 그 정보를 연결하면 현존선박에서 상용화가 가능할 것으로 보고 있다.

 

 

이 시스템에 대한 삼우이머션의 시뮬레이션 결과, 국제해상충돌예방규칙을 준수할 경우 유지선과 피항선의 상태에서 실제 상황과 거의 동일한 결과를 보였다. 또한 국제해상충돌예방규칙 미준수 및 복잡한 다수 선박간의 운항 상태에 대한 분석결과 실제 선박운항자의 피항 행동과 거의 유사하게 나타났다.

 

결과적으로 자율운항지원시스템이 실제 선박에 장착되어 레이더 및 AIS데이터를 수집하여 분석하면 충돌예방에 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 특히 미래의 스마트선박인 자율운항선박의 충돌방지를 위해서라도 인공지능(AI) 기반 자율운항지원시스템의 적용이 필요할 것으로 보인다.

 

AI기반 선박충돌 예방 시스템(AI-MASTER)...왜 필요한가

 

삼우이머션이 특허등록한 안공지능(AI)을 기반으로한 선박충돌 예방 시스템은 선박 충돌 감지 및 회피 알고리즘이 적용된 AI를 기반으로 하여 어선 및 연안 소형선들이 인적과실로 인한 충돌 사고가 발생하지 않도록 인지 및 판단 후 자동 회피할 수 있도록 하는 시스템이다.

 

 

이 시스템은 RADAR, AIS GPS가 연결된 GPS PLOTTER 기반으로 운용된다. 먼저 기존 선박의 AUTO PILOT과 연동하여 위험상황시 선박의 위험 회피를 수행한다. 일차적으로 주의구간에서 경보를 울려 운항자에게 변침 요청을 하며 이때 최적 피항 항로를 권고한다. 일차 경보에 운항자가 행동하지 않을 경우 위험구간에 들어오면 다시 경보를 울리며 변경된 최적 피항항로를 권고한다. 만약 여러 가지 이유로 운항자가 변침 행동을 하지 않으면 이 시스템이 자동으로 동작해 자동 충돌 회피 및 자율운항을 수행한다.

 

특히, 이 시스템은 단순한 충돌회피가 아닌 운항자의 운항 특성 및 선박의 운동 특성까지 고려해 해상 충돌사고가 매년 증가하는 추세에서 획기적인 특허기술로 인정받고 있다.

 

삼우이머션은 이 시스템을 특허 제 10-1976403해상을 운항하는 선박의 안전항로 제공 장치로 특허등록했다.

 

한편, 삼우이머션은 2011년 설립 이후 AR(증강현실), VR(가상현실)을 이용한 항만, 선박, 오프쇼어(OFFSHORE), 해경 훈련, 해군 정보, 전시·체험 분야의 다양한 가상체험 솔루션 및 시뮬레이터, 지능형 소프트웨어 솔루션을 개발·공급해오고 있다.

 

▲ VR기반 몰입형 해상 안전대응 훈련 솔루션     © 특허뉴스

 

▲ VR기반 몰입형 작업 훈련 솔루션     © 특허뉴스



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