• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.17 no.4
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• pp.121-128
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• 2000

In this paper, the control algorithm fur an autonomous vehicle is studied and applied to an actual 2 wheel-driven vehicle system. In order to control a nonholonomic system, the kinematic model for an autonomous vehicle is constructed by relative velocity relationship about the virtual point at distance from the vehicle's frame. And the optimal controller that based on the kinematic model is operated on purpose to track a reference vehicle's path. The actual system is designed with named 'HYAVI' and the system controller is applied. Because all the results of simulation don't satisfy the driving conditions of HYAVI, a reformed control algorithm that satisfies an actual autonomous vehicle is applied at HYAVI. At the results of actual experiments, the path tracking works very well by the reformed control algorithm. An autonomous vehicle that applied this control algorithm can be easily used for a path generation algorithm.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 1997.06c
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• pp.41-48
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• 1997

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.39C no.1
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• pp.47-59
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• 2014

This paper deals with a vision-based trajectory tracking control system for a quadrotor-type UAV for entertainment purpose in indoor environment. In contrast to outdoor flights that emphasize the autonomy to complete special missions such as aerial photographs and reconnaissance, indoor flights for entertainment require trajectory following and hovering skills especially in precision and stability of performance. This paper proposes a trajectory tracking control system consisting of a motion generation module, a pose estimation module, and a trajectory tracking module. The motion generation module generates a sequence of motions that are specified by 3-D locations at each sampling time. In the pose estimation module, 3-D position and orientation information of a quadrotor is estimated by recognizing a circular ring pattern installed on the vehicle. The trajectory tracking module controls the 3-D position of a quadrotor in real time using the information from the motion generation module and pose estimation module. The proposed system is tested through several experiments in view of one-point, multi-points, and trajectory tracking control.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.19-19
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• 2017

자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.7
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• pp.599-605
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• 2017

For an unmanned vehicle to be driven on the off-road terrain, it is necessary to consider the vehicle's stability. This paper suggests a path tracking controller for simulation of real-time vehicle stability analysis. The path tracking controller uses the preview distance to track the given trajectory. The disturbance moment is estimated using the yaw moment observer, and this information is used for compensation in the yaw moment control. On a curved path, the vehicle's desired velocity is determined from the curvature of the path. Because the vehicle is equipped with six independent motor driven wheels, the driving torques are distributed on all the wheels. The effectiveness of the path tracking controller is verified using ADAMS/MATLAB co-simulation.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.48 no.3
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• pp.214-220
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• 2024

Remote control is used for operating maritime autonomous surface ships. The operator controls the ship using control data generated by the remote control system. To ensure successful remote control, three principles must be followed: safety, reliability, and availability. To achieve this, the suitability of both the control data and operators for remote control must be established. Currently, there are no international regulations in place for evaluating remote control suitability through experiments on actual ships. Conducting such experiments is dangerous, costly, and time-consuming. The goal of this study is to develop a suitability evaluation method using the output values of control devices used in actual ship operation. The proposed method involves evaluating the suitability of data by analyzing the output values and evaluating the suitability of operators by examining their tracking of these output values. The experiment was conducted using a shore-based remote control system to operate the training ship 'Hannara' of Korea National Maritime and Ocean University. The experiment involved an iterative process of obtaining the operator's tracking value for the output value of the ship's control devices and transmitting and receiving tracking data between the ship and the shore. The evaluation results showed that the transmission and reception performance of control data was suitable for remote operation. However, the operator's tracking performance revealed a need for further education and training. Therefore, the proposed evaluation method can be applied to assess the suitability and analyze both the control data and the operator's compliance with the three principles of remote control.

• Journal of Korean Society of Transportation
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• v.33 no.4
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• pp.405-416
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• 2015

This paper developed a method analyze drivers' response characteristics using spectral analysis with car following data. Cross-correlation function and cross spectrum are produced by Fourier transform from speed fluctuations of leading vehicle and following vehicle during the designated time ${\tau}$. Based on the analysis data, a process to calculate the reaction time and stimulus-adaption index of following vehicle was developed and 170 cases of field data was applied. It was reported average of 0.654 and 2.091 seconds of stimulus-adaption index and reaction time respectively. In conclusion, the developed indexes might contribute to enhance vehicle control of autonomous vehicle more efficient and safer.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.184-185
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• 2022

국제해사기구(IMO)에서는 2017년 미래선박으로서 자율운항선박(MASS)의 개념을 채택한 바 있으며, 실해역 운항을 위한 국제법규 및 규정 검토를 진행하고 있다. 무인선은 악천후시 유인선이 수행하기 힘든 임무를 대체하거나 지원하기 위하여 원격 혹은 자율적으로 운용되는 일종의 소형 자율운항선박을 의미한다. 선박해양플랜트연구소에서는 2011년부터 해양수산부 연구개발사업을 통하여, 무인선 아라곤호 시리즈를 개발하였으며, 아라곤1호, 2호, 3호 등 총 3척을 운용하고 있다. 해당 선박은 길이 8미터, 배수량 약 3톤급의 활주선형으로 원격운항, 경로추종 및 충돌회피 등 자율운항 기능이 적용되어 있다. 한편, 무인선은 공중 드론과 달리 탑재중량이 크고, 항속시간이 길어 해상에서 감시,첩보, 정찰 등에 효용성이 높으며, 최근 한척보다는 여러 척을 운용하는 것이 효과적이어서 무인선 군집(USV Swarm)으로 해상임무를 수행하려는 연구가 다양하게 진행되고 있다. 선박해양플랜트연구소에서는 2019년부터, 기존의 아라곤호 시리즈 무인선들을 활용하여, 무인선 군집 자율운항 시스템 개발을 위한 "인공지능 기반 무인선 상황인식 및 자율운항 기술 개발" 과제를 진행하고 있다. 해상에서 불법선박이 출현시 이를 효과적으로 단속하기 위하여 추적 기동이 필요한데, 본 연구에서는 무인선 3척을 활용하여 불법선박을 추적하는 해상 감시 실해역 시험을 수행하였다. 본 논문에서는 무인선 군집 자율운항 시스템에 대하여 소개하고, 무인선 군집을 활용한 불법선 추적에 관한 실해역 시험결과에 대해 소개한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2002.12a
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• pp.223-226
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• 2002

본 논문에서는 자율 주행 로봇의 협상능력 구현에 관해 다루었다 현재 개발된 자율주행 로봇의 일반적인 능력을 보면 충돌회피, 추종, 색깔 인식 등 단순한 기능적 측면이 강하다 다시 말하면 퍼지 또는 신경망 등을 이용하였지만 실제적으로 지능이 없는 로봇에 불과하다 본 논문에서는 협상이라는 능력을 로봇에 도입해 로봇이 인간의 사고와 비슷한 과정을 통해 또 다른 로봇과 대화와 헙상을 통해 주어진 임무를 수행하는 알고리즘을 구현하였다. 제안된 알고리즘이 구현된 로봇 그룹은 주어진 임무를 위한 효율적 구현 방식 선택을 위해 협상과정을 통해 하나의 통일된 결론에 이르게 된다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.14 no.7
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• pp.907-913
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• 2004

The major interest of general mobile robot is making a route and following a maked route. But, In the case of robot that is in need of movement of partial high speed, the condition of dynamic limitation is exist, and in these conditions, it demands controlling against movements we want. In this paper, in respect of the following a route at the situation that don't have the environmental map, that is, unknown environments, to prevent the slide of moving robot or the overturn that can happen for it moves fast, we organize the dynamic condition of limitation using the fuzzy logic, and we obtain more safe and fast route tracing ability by changing the standard velocity. Especially, by modeling the line tracing mobile robot, we design the tracing controller against a realtime changing target, and using the fuzzy optimized velocity limitation controller, we confirm that our robot shows its stable tracing ability by limiting its velocity intelligently against the continuously changing line.