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자율운항선박의 회피 항로 적용을 위한 항로 추종 알고리즘 개발 (Development of Route following Algorithm for Application in Collision Avoidance Routes of Maritime Autonomous Surface Ship)

  • 차승태;정유준
    • 한국항해항만학회지
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    • 제47권6호
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    • pp.386-393
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    • 2023
  • 최근 자율 항해 기술의 수요가 높아져 관련 연구도 증가하는 추세이다. 자율운항선박들은 일반적으로 계획 항로를 추종하여 항해하는 도중 위험 상황에 따라 회피항로를 산출하고 산출된 항로를 추종한다. 항로 추종에는 일반적으로 자동조타장치가 활용되며, 자동조타장치의 운용 방식 중, 항로제어 모드를 자율운항선박에 적용하는 것이 현 시점에서 가장 적절한 방안이다. 따라서 본 논문에서는 자동조타장치의 항해제어 모드를 활용해 회피 항로를 적용하기 위한 항로 추종 알고리즘을 개발한다. 알고리즘은 직선구간과 선회구간을 구분하여 개발하였으며, 이에 대한 성능을 검증하기 위해 국제 인증을 취득한 시뮬레이터 장비를 사용하여 관련 국제 표준인 IEC 62065에서 제시한 성능을 만족하기 위한 성능 시험을 진행하였다. 성능 검증 결과로 보았을 때, 선박이 항로를 추종함에 있어서 선박과 항로 사이의 직선거리를 나타내는 Cross Track Error가 IEC 62065에서 제시하는 성능 기준을 만족하는 것을 확인하였다.

자세 기동을 고려한 항공기 탑재 다기능 레이다 통합 시뮬레이터 구현 (Implementation of Airborne Multi-Function Radar Including Attitude Maneuvering)

  • 고재열;박순서;최한림;안재명;이성원;이동희;윤정숙
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권3호
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    • pp.225-236
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    • 2017
  • 본 논문은 항공기용 다기능 레이다의 성능 평가를 위한 레이다/환경 통합 시뮬레이터 구축 및 검증에 대해 설명한다. 항공기 운용 시나리오 구현을 위해 6자유도 동역학 모델을 적용하였다. 항공기 6자유도 강체 동역학 모델에서 항공기의 자세 기동을 고려한 궤적 생성을 위해 정상 상태 비행 평형점 탐색, 오토파일럿 설계, 항공기 유도 명령 생성을 진행하였다. 레이다 시뮬레이터 구축을 위해 레이다의 표적 탐지 및 측정 모델, 추적 필터를 포함하는 레이다 운용 모델이 고려되었다. 이를 통해 항공기의 자세 기동을 고려한 다기능 레이다/환경 통합 시뮬레이터를 구현하였고, 특정 공대공 시나리오를 생성하여 레이다/환경 통합 시뮬레이터를 시험 및 검증하였다.

비행 전구간 유도제어 HILS 기법을 적용한 구동제어 알고리즘 성능 평가 연구 (Performance Evaluation for Several Control Algorithms of the Actuating System Using G/C HILS Technique)

  • 전완수;조현진;이만형
    • 한국정밀공학회지
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    • 제13권9호
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    • pp.114-129
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    • 1996
  • This paper describes the whole development phase for the underwater vehicle actuating system with high hydroload torque disturbance. This includes requirement analysis, system modeling, control algorithm design, real time implementation, test and performance evaluations. As for driving control algorithms, fuzzy logic, variable structure and PD(Proportional-Differential) algorithm were designed and implemented on board controller using a single chip microprocessor. Intel 8797. And test and performance evaluation is carried out both single test and wystem integration test. We could confirm the basic performance of actuating system through the single test and gereral developing work of any actuating systems was finished with a single performance test of actuating system without system integration test. But, we suggested that system integration test be needed. System integration test is carried out using G/C HILS(Guidance and Control Hardware-In-the -Loop Simulation) which is constituted flight motion simulator, load simulator, real time host computer and the related subsystems such as inertial navigation system, power supply system and Guidance and Control Computer etc.. The most important practical contribution of this paper is that full system characteristics such as minimal control effort, enhancement of guidance and autopilot performance by the actuating system using G/C HILS technique are investigated. Through full running G/C HILS, in spite of the passing to single tests, some control algorithm resulted in failure as to stability of full system and system time frame.

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기동헬기 측면항법 알고리즘 구현 및 검증 (Implementation and Verification of Lateral Navigation Algorithm for Korean Utility Helicopter)

  • 김성우;고은경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.354-361
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    • 2018
  • 본 논문은 비행제어 비행체 관리 시스템 대신 한국형 기동헬기 임무컴퓨터의 비행운용 프로그램에서 구현한 측면 항법 알고리즘 설계 및 검증에 대하여 기술하였다. 구현된 측면항법 기능은 비행제어 시스템으로 롤 명령을 보내고 롤 명령 값은 임무컴퓨터의 제어 알고리즘에서 계산한다. 임무컴퓨터에서 제어 알고리즘 계산 시 항공기의 자세 및 위치에 대한 측정값을 이용한다. 이 입력 값들을 이용하여 임무컴퓨터에 탑재된 비행운용 프로그램은(선택한 비행계획 등)항법 요구를 롤 명령으로 자동조종으로 보낸다. 체계통합리그에서의 통합시험, 지상 및 비행시험을 통해 측면 항법 알고리즘을 검증하였다.

공공 빅데이터를 이용한 UAV 위험구역검출 및 회피방법 (Detecting and Avoiding Dangerous Area for UAVs Using Public Big Data)

  • 박경석;김민준;김승호
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제8권6호
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    • pp.243-250
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    • 2019
  • 움직이는 UAV는 많은 위치에너지와 운동에너지를 가지므로 지상으로 추락하는 경우 많은 충격량을 가질 수 있다. 이는 인명피해로 연결될 수 있기 때문에 본 논문에서는 UAV 비행경로 상의 인구밀집지역을 위험구역으로 정의하였다. 기존의 UAV 경로비행은 사용자에 의해 미리 설정된 경로만을 운행하는 수동적인 형태였다. 일부 UAV는 경로비행 중 장애물을 회피하는 시스템 등 안전기능을 포함하고 있지만, 실시간 비행환경변화에 대응하기에는 부족하다. UAV 경로비행에 공공 빅데이터를 활용할 경우, 위험구역을 검출하고 회피비행을 수행할 수 있어서 실시간 비행환경변화에 대한 대응이 향상될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 실시간으로 수집된 빅데이터를 활용하여 위험구역을 회피하는 최적경로 비행 방안을 제안한다. 실험 결과, 제안하는 자동경로비행에서 목적지와 목적지에 따른 경로를 지정할 경우, 실시간으로 위험지역을 판단하여 최적 우회경로로 비행하는 것을 확인하였다. 추후 회피방안에 따라 비행하여 획득하는 영상의 질적 만족도를 높일 수 있는 방안을 연구할 예정이다.

AHP를 이용한 선교항해장비의 상대적 중요도 평가 (A Relative Importance Evaluation of Bridge Navigational Equipment Using AHP)

  • 권소현;정우리;문성배
    • 한국항해항만학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.9-15
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    • 2021
  • IMO는 자율운항선박을 인간의 간섭으로부터 독립하여 다양한 수준으로 운용되는 선박으로 정의하였다. 자율운항선박 안전운항지원서비스는 항계 및 협수로 내에서 안전하게 항만에 접이안하여 화물을 신속하게 적양하 할 수 있도록 육상에서 지원하는 공공 서비스 개발을 통해 자율운항선박의 안전성과 효율성을 향상시키기 위함이다. 이를 위하여 안전운항지원서비스에는 자율운항지원, 접이안 및 계류지원, 화물 적양하 및 선박입출항 지원, PSC 점검 지원, 상태모니터링 지원, 사고대응지원의 6종 서비스 개발을 포함하고 있다. 이 중 사고대응지원 서비스를 위해 선교항해장비에 대한 상대적 중요도를 전문가 집단의 의사결정방법 중 하나인 AHP 방법을 사용하여 구체적이며 정량적인 방법을 통해 객관적인 판단으로 안전하고 효율적인 안전지원서비스 제공을 위한 선교항해장비를 계층화하여 상대적 중요도를 평가하였다. 자율운항선박 안전운항지원서비스 중 사고대응지원서비스를 위한 선교항해장비를 수심정보, 위치정보, 속력정보로 구분하여 설문조사를 실시하였다. AHP 적용결과, 수심정보, 위치정보, 속력정보의 순으로 중요도를 평가하였으며, 위치정보제공을 위한 장비별 상대적 중요도는 레이더, DGPS, ECDIS, 자이로 컴파스, 자동조타장치, AIS 순으로 평가하였다. 이는 항해사 장비별 활용도와 해양사고에 미치는 영향에 대한 설문조사결과와 유사함을 알 수 있었다.

가변공간 탐색법을 이용한 다중선박의 충돌회피 알고리즘에 관한 연구 (Study on the Collision Avoidance Algorithm against Multiple Traffic Ships using Changeable Action Space Searching Method)

  • 손남선;요시타카후루카와;김선영;가쯔로기지마
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.15-22
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    • 2009
  • 자동운항 알고리즘은 인적요인에 의한 해난사고를 방지하고, 보다 효과적이고 안전한 운항을 위해 개발되어 왔다. 그러나, 대부분의 알고리즘이 수많은 선박이 입출항하는 항만근처의 실제 통항상황을 고려하여, 성능을 입증하지 않았기에, 실제 선박에 설치되어 운용된 사례는 거의 없다. 본 연구에서는 충돌사고의 위험성을 줄이고, 안전운항을 지원하기 위하여, 퍼지 이론과 가변공간 탐색법 개념을 사용한 충돌회피 알고리즘을 고안하였다. 충돌회피 알고리즘은 크게 3단계로 구성되어 있다. 첫 번째 단계에서는, 현재시간(t=to)에 타선들의 위치 및 속도정보와 자선의 위치 및 속도정보를 이용하여 퍼지 이론에 의한 충돌위험도를 계산하고 이를 바탕으로 회피를 위한, 행동공간을 구성한다. 두번째 단계에서는, 일정시간 이후($t=to+{\Delta}t$)의 타선 및 자선의 위치 및 속도를 추정하여, 다시 충돌위험도를 계산하는데, 이때는 변화된 위험도를 바탕으로 행동공간을 다시 재구성하게 된다. 세 번째 단계에서는, 추정된 행동공간들을 대상으로 최적화 기법을 사용하여, 가장 안전하고, 효율적인 회피경로를 결정하게 된다. 이와 같이 3단계로 구성된 충돌회피 알고리즘은 실시간으로 계산되어, 지속적으로 갱신된다. 본 논문에서는 고안된 가변공간 탐색법을 이용한 충돌회피 알고리즘을 한국해양연구원의 선박운항 시뮬레이터에 구현하여, 대양항해 시나리오를 대상으로 성능시험을 수행하였다. 타선박의 항해정보는 AIS 정보를 가정하였고, 최종 선정된 회피경로는 Auto-pilot에 의해 자동운항 되도록 구성하였다. 본 논문에서는 고안된 가변공간 탐색법을 이용한 충돌회피 알고리즘의 특징과 성능시험 결과에 대해 소개한다.

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서해구 자원관리형 자망ㆍ통발 어구어법 기술개발에 관한 연구 - 수조에서의 통발에 대한 어군의 입롱행동 - (Study on the Improvement of Gill Nets and Trap Nets Fishing for the Resource Management at the Coastal Area of Yellow Sea - On the Entrapping Behavior of Fishes into Trap Nets in the Water Tank Experiment -)

  • 장호영;조봉곤;고광수;한민숙
    • 수산해양기술연구
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    • 제39권1호
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    • pp.56-62
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    • 2003
  • 서해 연근해에서 사용하고 있는 기타 통발의 주 어획대상이 되고 있는 꽃게 및 피뿔고둥과 혼획율이 비교적 높은 쥐노래미를 대상으로 수조실험을 통하여 통발의 사용 경과기간에 따른 입롱행동을 조사하기 위하여 실제 어업 현장에서 사용하고 있는 통발 중에서 사용 경과기간이 서로 다른 세 종류의 통발(새 통발, 6개월 사용한 통발 및 12개월 사용한 통발)을 선별하여 각각의 통발에 대한 입롱율을 조사하고, 통발의 망목선택성을 추정하기 위한 기초자료를 얻기 위하여 꽃게나 피뿔고둥에 비해 활동성이 높은 쥐노래미에 대하여 세 종류의 망목(망목 35mm, 50mm 및 65mm)의 통발에 대한 입롱행동을 각각 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 꽃게에 대한 통발의 사용 경과기간별 입롱율은 사용 경과기간이 6개월인 통발이 평균 4.4마리(44.0%)로서 가장 높았으며, 새 통발 2.8마리(평균 28.0%), 12개월 사용한 통발 평균 2.0마리(20.0%)의 순으로 나타났다. 2. 피뿔고둥에 대한 통발의 사용 경과기간별 입롱율은 새 통발이 평균 7.3마리(36.7%)로서 가장 높았으나, 6개월 사용한 통발이 평균 7.2마리(35.8%)로서 큰 차이가 없었으며, 12개월 사용한 통발이 평균 5.7마리(28.3%)로서 가장 낮았다. 3. 쥐노래미에 대한 통발의 사용 경과기간별 입롱율은 사용 경과기간이 6개월인 통발이 평균 3.4마리(34.0%)로서 가장 높았으며, 새 통발 평균 3.0마리(30.0%), 12개월 사용한 통발 평균 2.8마리(28.0%)의 순으로 나타났다. 4. 통발의 망목별 쥐노래미의 잔류율은 망목 35mm인 통발이 평균 2.4마리(24.0%)로서 가장 높았으며, 망목 50mm인 통발이 평균 2.2마리(22.0%), 망목 65mm인 통발이 평균 2.0마리(20.0%)의 순으로 나타났다.lly, I carried out calculation of sensitivity of control constants of autopilot with various conditions of ocean environments. 사별자의 개별성과 요구에 적합한 접근방법이 모색되어야 한다. 앞으로 한국실정에 맞는 토착화된 사별관리를 위한 다각적인 연구가 시도되어야 하며 이를 실무에 적용시켜야 한다.ssumption, additional study is needed to examine the relationship between the levels of microbes and excessive concentrations of EA, and borate at a high pH level.부정적인 반응을 보였다. '한국음식을 더 많이 해서 전통음식과 친밀한 장소로 발전시키자', '계절식품을 이용하고 비슷한 종류의 음식은 빼서 가격을 낮추자', '연령에 따라서, 또, 성인에서는 성별에 따라 가격 차이를 두자'는 의견 등이 있었다.이용한 배반포의 체외생산에 있어서 배양액내 항산화제의 첨가는 체외성숙단계에서만 효과적이었다. 이것은 아마도 항산화제가 체외성숙 시 난포란 내에서 일어나는 여러 가지 생화학 반응의 처리시간과 관련하여 활성화시킴으로써 난포란의 생존력을 높인 것이라고 사료되기 때문에 앞으로는 돼지 난포란의 효율적인 체외성숙에 대해서 배양액내 첨가물질은 물론 나아가서 방법론적인 측면에서 더욱 연구되어져야 할 것이다.ed from Nusselt's film condensation theory on tilted plate. Using those two expressions, a correlation was formulated as a function of heat flux and tilt angle,