한국해군과학기술학회
[ Article ]
Journal of the KNST - Vol. 9, No. 3, pp.697-704
ISSN: 2635-4926 (Print)
Print publication date 30 Sep 2026
Received 28 Aug 2026 Revised 08 Sep 2026 Accepted 23 Sep 2026
DOI: https://doi.org/10.31818/JKNST.2026.9.9.3.697

시뮬레이션 기반 합성 데이터셋을 활용한 선박 탐지 모델의 성능 개선

김태준1, * ; 한민성2 ; 이화섭3
1어드바이저로렌 AI연구실 연구원
2어드바이저로렌 대표이사
3해군소령/해군 작전사령부 해양작전본부 전투발전참모처 무인체계작전혁신과
Improving Ship Detection Performance Using Simulation-Based Synthetic Datasets
Tae-Jun Kim1, * ; Min-Sung Han2 ; Hwa-Seob Lee3
1Research engineer, AI Research & Data Div., AdvisorLauren
2CEO, AdvisorLauren
3LCDR, ROK Navy/Combat Development Department, Naval Operation Command, ROK Navy

Correspondence to: *Tae-Jun Kim 1161 Gyebaek-ro, Seo-gu, Daejeon, Republic of Korea Tel: +82-2-2088-4050 E-mail: taejun.kim@advl.ai

Ⓒ 2026 Korea Society for Naval Science & Technology

초록

군사·해상 감시 분야는 보안, 운용 제약으로 실선박 데이터 확보가 어렵고, 확보된 데이터도 기상, 조도 변동성을 충분히 담지 못해 탐지 성능 저하로 이어진다. 본 연구는 시뮬레이션에서 domain randomization으로 생성한 합성 선박 이미지로 YOLOv8n과 Faster R-CNN을 사전학습해 더 나은 초기 가중치를 확보하고, 이를 선박 탐지 데이터셋에서 파인튜닝해 성능 개선 효과를 검증하였다. 두 모델 모두 mAP50:95에서 일관된 개선을 보였으며, 특히 Faster R-CNN은 고IoU 구간 위치 정확도 향상과 오탐 감소가 두드러져, 합성데이터 사전학습이 탐지 정밀도 개선에 기여함을 확인하였다.

Abstract

In military and maritime surveillance applications, security and operational constraints limit the acquisition of sufficient real-world ship imagery, while existing datasets often fail to adequately represent diverse weather and lighting conditions that can degrade detection performance. In this study, YOLOv8n and Faster R-CNN are pretrained on synthetic ship images generated via domain randomization in simulation to obtain improved initial weights, followed by fine-tuning on a ship detection dataset to evaluate the resulting performance gains. Both models demonstrate consistent improvements in mAP50:95, with Faster R-CNN showing particularly notable gains in localization accuracy at high IoU thresholds and a reduction in false positives. These results indicate that synthetic-data pretraining can contribute to improved ship detection precision.

Keywords:

Synthetic Data, Domain Randomization, Object Detection, Pretraining, Marine Target Recognition

키워드:

합성 데이터, 도메인 랜덤화, 객체 탐지, 사전학습, 해상 표적 인식

Acknowledgments

본 연구는 창업진흥원과 대구창조경제혁신센터의 “2026년 「민관협력 오픈이노베이션 지원」 방산 스타트업 챌린지” 지원을 받아 수행된 연구결과이다(과제번호: 20406831, 과제명: Non-GPS 대응 함상 자율복귀·자동 이착함 AI 드론 운용체계). 본 논문의 투고 및 심사에 소요되는 비용은 2026년 해군사관학교 학술연구과제(과제명 : 소형표적의 효과적 대응을 위한 양자센싱 기반 탐지체계 개념연구)의 지원을 받았다.

References