Autonomous berthing is a crucial technology for autonomous ships, requiring optimal trajectory planning to prevent collisions and minimize time and control efforts. This paper presents a two-phase, two-point boundary value problem (TPBVP) strategy for creating an optimal berthing trajectory for a twin-propeller, twin-rudder ship with autonomous berthing capabilities. The process is divided into two phases: the approach and the terminal. Tunnel thruster use is limited during the approach but fully employed during the terminal phase. This strategy permits concurrent optimization of the total trajectory duration, individual phase trajectories, and phase transition time. The efficacy of the proposed method is validated through two simulations. The first explores a scenario with phase transition, and the second generates a trajectory relying solely on the approach phase. The results affirm our algorithm's effectiveness in deciding transition necessity, identifying optimal transition timing, and optimizing the trajectory accordingly. The proposed two-phase TPBVP approach holds significant implications for advancements in autonomous ship navigation, enhancing safety and efficiency in berthing operations.
달 착륙과 이륙은 착륙선의 자세 및 고도에 따라서 몇 가지 단계로 나누어져 있다. 따라서 최적의 착륙선 궤적을 생성하기 위해서는 각 단계에 맞는 구속 조건과 제어 값이 필요하다. 착륙과 이륙의 최적궤적생성은 연료소모 및 자세변화율을 최소화 하는 가격함수를 이용하여 최적화를 수행하였다. 본 논문에서는 궤적을 생성하는 최적제어 문제의 풀이 방법을 직접적인 접근방식중의 하나인 Gauss pseudo-spectral을 사용하였고, 이 문제로 착륙선의 기준 궤적과 상태 및 제어 값을 생성하였다.
In order to maximize the speed of Theo Jansen Mechanism in an given design space and prototyping material, the trajectory path was maximized according to several literature reviews, and the lower leg was elongated maximally in order to minimize the shift between support phase and transfer phase.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제14권2호
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pp.109-118
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2022
Workers' anomalous trajectories allow us to detect emergency situations in the workplace, such as accidents of workers, security threats, and fire. In this work, we develop a scheme to detect abnormal trajectories of workers using the edit distance on real sequence (EDR) and density method. Our anomaly detection scheme consists of two phases: offline phase and online phase. In the offline phase, we design a method to determine the algorithm parameters: distance threshold and density threshold using accumulated trajectories. In the online phase, an input trajectory is detected as normal or abnormal. To achieve this objective, neighbor density of the input trajectory is calculated using the distance threshold. Then, the input trajectory is marked as an anomaly if its density is less than the density threshold. We also evaluate performance of the proposed scheme based on the MIT Badge dataset in this work. The experimental results show that over 80 % of anomalous trajectories are detected with a precision of about 70 %, and F1-score achieves 74.68 %.
이 논문에서는 무인 달착륙 임무를 위해 고려하고 있는 달착륙 시나리오를 제안하고 제안된 시나리오를 기반으로 동력하강단계에서의 최적화 착륙궤적을 구현한다. 동력하강단계에서 달착륙선의 자세 변화는 사용 연료량뿐만 아니라 영상기반 항법의 센서 운용에도 영향을 주므로 자세 변화가 급격하게 이루어지지 않도록 자세각속도를 최적제어 가격함수에 포함하고 이때 자세각속도의 영향을 조절하는 가중치가 최적화 착륙궤적에 미치는 영향을 분석한다. 분석된 결과를 바탕으로 연료 사용을 최소화하고 안정된 자세 변화를 갖도록 최적화 착륙궤적을 설계할 수 있는 적절한 가중치를 제시한다.
재진입 비행체의 Approach & Landing단계는 Steep Glideslope 단계, Circular Flare 단계, Flare Maneuver 단계로 이루어지며, 본 논문에서는 실시간 경로 생성을 위하여 기하학적 조건을 이용한 기준궤적 생성 알고리즘을 사용하였다. 이를 통하여 재진입비행체의 착륙 안정성을 고려한 기준궤적을 빠른 시간 안에 생성할 수 있다. 그리고 본 논문에서는 비선형 시스템에 대하여 강건성을 가지는 Mamdani Fuzzy PD Controller를 통한 종방향 및 횡방향 제어기를 설계하였다. 또한 Downrange 와 Crossrange의 초기 오차를 포함하는 시뮬레이션을 수행하여, 제안된 Fuzzy 제어기의 우수한 성능을 확인하였다.
본 연구는 재진입 비행체인 Hope-X의 공력특성과 A/L 단계에 있어서 기준궤적 생성에 관한 것으로서 A/L 단계의 궤적생성을 위해서는 우선적으로 Hope-X의 양력계수와 항력계수가 필요하다. 이를 위해서 상용 유동해석 코드인 Fluent를 사용하여 Hope-X의 유동특성을 해석하였다. A/L 단계는 기준 궤적은 개념적으로 3개의 세부단계 : 기체 안정성을 위한 Steepglide Slope 단계, 안전한 착륙을 위한 Flare Maneuver 단계, 이 두 단계를 자연스럽게 연결시키는 Circular Flare단계로 이루어진다. 기준 궤적은 공력계수와 기체의 운동 특성을 고려하여 기하학적 경로식에 의한 각 단계의 경로각을 결정하는 방법을 통하여 생성된다.
Recently, there is greater demand for stable supply of electric power as higher level of our living. It becomes the important problem that the cause of fault in power system is found out in early stage, if once it occurs. In this respect, accurate classification of arcing faults in power systems is vitally important. This paper presents a new classification method for arcing faults in power system. To obtain data of various faults including high impedance fault(HIF) and low impedance fault(LIF), HIF model with the ZnO arrester is adopted and implemented within the overall transmission system model based on the electromagnetic transients program(EMTP). Results of phase plane trajectory if Clarke modal transformation using postfault current and voltage are utilized to classify types of arcing faults. The performance of the proposed method is tested on a typical 154 kV korean transmission system under various fault conditions. As can be seen from results, phase plane trajectory of postfault current should be combined with that of o component from Clarke modal transformation to give reliability of clear fault classification. Thus the proposed method can classify arcing faults including LIFs and HIFs accurately in power systems.
본 연구에서는 2상 횡분류의 평균 유동특성을 비교적 정확히 예측할 수 있는 방법을 제시하는데 있다. 이를 위하여 2상 기체 분류속에 유입되는 자유흐름의 질량 유입을 Keffer와 Baines의 유입함수를 이용하기로 하며, 입자와 기체분류사이의 궤적 이탈을 고려하기로 한다. 이런 모델을 이용하여 2상 횡분류의 분출초기의 입자와 기 체분류의 속도비(particle to gas velocity ratio at the jet exit)가 유동에 미치는 영향을 알아보고자 한다.
An experimental study on the spray characteristics of aerated-liquid jets discharged from effervescent injectors to a subsonic crossflow was conducted to investigate effects of a gas to liquid mass ratio (GLR) and a ratio of the orifice length to the diameter (L/d). The present effervescent injectors consist of a plain orifice injector and an aerator. To analyze breakup length and spray trajectory, instantaneous spray images were taken by a high speed camera. As the GLR increased, the spray penetration became higher under the same liquid mass flow rate and the breakup length became shorter due to the bubble expansion or the annular liquid film breakup. To predict the spray trajectory of two-phase flow jets into the crossflow, the homogeneous and the separated flow models were compared.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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