노면 모니터링은 노면의 함몰 정도 및 크랙 감지와 같은 위험 요소 관리를 통해 도로 환경의 안전성을 유지하는 필수적인 과정이다. 고성능 2D 레이저 센서를 탑재한 자율주행 기반 UGV를 활용한 정밀 측정이 가능하지만, 고성능 센서의 에너지 소모량 증가로 인해 배터리 용량에 대한 한계가 있다. 본 논문에서는 UGV에서 효율적인 노면 모니터링을 위한 퓨전 센서 시스템을 제안한다. 제안된 퓨전 센서 시스템은 카메라를 통한 칼라 정보와 선레이저 센서를 통한 깊이 정보를 결합하여 노면 모니터링의 정밀한 변위 탐지를 가능하게 한다. 또한 카메라 센서를 이용해 모니터링 대상의 탐지 여부에 따라 선레이저 센서 스캔 주파수를 동적으로 제어하는 동적 샘플링 알고리즘을 적용함으로써 불필요한 에너지 소모를 절감한다. 제안된 퓨전 센서 시스템에서의 평균 소비전력 모델을 제시하고 다양한 미션 환경의 크랙 분포 및 센서 특성을 고려하여 에너지 효율성을 분석한다. 성능 분석 결과, 선레이저 센서의 Active 상태 소비 전력이 Saving 상태의 2배이고, λ=10, µ=10인 환경에서 고정 샘플링 기법에 비해 전력 소비 효율이 13.3% 향상됨을 확인하였다.
본 연구는 임도의 노면조건 및 노선선형에 따른 평균주행속도 및 속도지수의 파악 뿐만 아니라 임도에서의 차량의 주행속도와 관련된 임도의 구조개선에 대한 기초자료를 제공하기 위하여 5개 노선의 임도를 대상으로 수행되었다. 임도설계시 적용되는 보통자동차의 규격인 11.5톤 카고트럭을 대상으로 실험한 결과는 다음과 같다. 1. 직선구간에서의 평균주행속도는 비적재시 노면조건에 따라 25.9-10.5km/hr, 적재시 18.2-9.0km/hr의 값을 보여 임도시설규정의 설계속도에 비해 양호한 노면의 직선부에서 조차 비적재시는 설계속도의 65%, 적재시는 61%로 나타나 규정된 설계속도보다 현저하게 미치지 못하는 값을 보였다. 2. 보통 상태의 노면조건을 가지는 임도에서 1km의 주행에 필요한 연료소비량, 즉 연료소비율을 측정한 결과 비적재시는 0.34l/km, 적재시는 0.78l/km로 나타났다. 3. 직선부에 있어서 주행속도와 곡선부에서의 평균주행속도와의 비를 이용하여 구해지는 곡선속도지수는 곡선의 반지름에 따라 0.47-0.97의 값을 나타내었다(표 3 참조). 4. 가장 양호한 노면에서의 주행속도와 그렇지 않은 노면에서의 주행속도와의 비를 이용하여 구해지는 노면속도지수는 곡선반지름에 따라 비적재시에는 0.44-0.81, 적재시에는 0.52-0.73의 값을 나타내었으며(표 4 및 표 5 참조), 종단물매를 고려하였을 때의 노면속도지수는 비적재시에 0.37-0.73, 적재시에 0.47-0.67의 값을 나타내었다(표 6 및 표 7 참조).
자동차가 도로를 주행하는데 있어, 도로설계기준에 미흡한 노면의 상태와 도로환경은 운전자에게 큰 영향을 미친다. 특히, 과거에는 도로설계를 경험적이고 관념적인 판단으로 설계하고 수행하였으나, 최근에는 3, 4차원의 요소들을 동시에 검토하고 조정하는 새로운 기술개발이 시도되고 있다. 본 연구에서는 교통사고 재현을 위한 PC-crash 프로그램을 이용하여 빙판도로의 최고점에서 제동시 주행속도와 종단경사 변화에 따른 차량의 거동특성을 분석하였다. 그 결과로, 교차로 종단경사에 대한 차량거동특성에 노면상태에 따른 마찰계수와 차량속도가 영향을 미친다는 사실을 확인하였으며, 도로설계에 대한 문제점을 사전에 해결하기 위한 시뮬레이션을 통하여 검증의 적합성을 보여주었다.
4륜 장착 자동차의 토크 전달은 2륜 구동, 4륜 구동 모드를 간단히 전환하는 방식(part time 4WD)과 항시 사륜 구동 모드에서 전후륜의 토크 전달비를 제어하는 방식(AWD, all wheel drive)이 있다. 경제의 발달에 따라서 취미 인구의 확대로 국내에만 180만 명의 R/C car 사용자가 있다. 이 중 2WD-4WD의 전환을 differential lock mechanism으로 구현한 수입산 모델의 가격이 1,000,000원을 호가하지만 가변 제어 방식이 아닌, 정차 후 2-4륜 구동 전환 방식을 적용하고 있으며 상대적으로 내구성이 떨어진다. DC motor의 출력이 늘어나고 배터리의 성능이 좋아진 현재 소형 RC car의 최고 속도는 80 km/h 정도로 빨라졌다. 그러나 마찰 계수가 낮은 노면(실내의 대부분 평활 처리된 복도)에서는 2륜 구동 모드의 활용도가 매우 낮다. 미끄러운 노면에서 후륜 구동 모드로는 oversteer가 발생하여 차량이 스핀하기 쉽고 전륜 구동 모드로는 understeer가 발생하여 제대로 된 코너링이 어렵다. 상시 4륜 구동 모드는 에너지 소모가 크고 전후륜이 tight coupling되어 있는 문제 때문에 일반적인 노면에서 부드러운 코너링이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 연구에서 제안하는 방식은 그림 1와 같이 center shaft의 중간에 영구 자석으로 만들어진 토크 전달용 판이 있고 그 사이에 자계를 차폐할 수 있는 강자성체 셔터를 서보 기구에 연결하여 서보 회전각에 따라서 구동 쪽의 토크가 피구동축으로 전달되는 양을 연속 가변제어할 수 있다. 토크 전달용 판의 차폐 면적에 따른 토크 전달양을 전/후륜 바퀴의 Static torque를 통해 측정하였으며(그림 2), 공중 상태에서 즉 공기저항만을 고려한 상태에서의 RPM 회전수 차이 측정(그림3)을 통해 구동 쪽의 회전수가 피구동축으로 전달되는 양을 측정하여 연속가변 토크 제어 전달 기구의 성능을 확인하였다. 이 기구는 현재 1차적으로는 remote controller의 ch 3(ON/OFF제어 방식)에 연결하여 특정한 양의 토크를 전륜 쪽으로 보낼 수 있도록 구현이 가능하며, ch 2(PID제어 방식)에 연결하여 연속 가변 조절이 가능하도록 구현이 가능하다. 부가적으로 Arduino board를 내장하여 전후륜의 휠센서에서 입력되는 신호를 감지하여 자동적으로 전후륜에 배분되는 토크를 제어할 수 있도록 설계 중에 있다.
우리나라의 자동차 역사는 주요 선진국에 비해 60년 정도 짧지만 자동차와 일어나는 교통사고의 발생률이나 심각도를 고려한다면 교통사고를 줄이기 위한 여러 가지 원인을 분석해 보는 것이 중요하다. 본 연구는 방송프로그램에 방송한 차량용 영상기록장치(VDR) 제보영상을 통해 다양한 교통사고의 원인을 수집하여 운전자의 행태를 분석하여 교통사고를 발생을 감소 시킬 수 있는 방안을 제시하는 연구목적이다. 방송된 차량용 영상 전체 1,262건에 대해 운전자 행태 분석을 실시하여 DB를 구축하고 이를 교통사고 분석 시스템 TAAS 통계를 비교 분석 결과 전체 1,262건 중 노면상태가 건조 할 때가 1,153건, 기상상태가 맑을 때 1,176건, 주야별 운전시 주간이 1,0,13건으로 높게 분석되었다. 또한 사고유형으로는 차대차 860건이 68.1%로 높게 분석 되었다. 따라서 운전에 장애가 되는 요소가 없는 경우 운전자 개인이 과속과 전방주시 태만이 발생할 가능성이 높으므로 운전자들에 대한 교육을 통해 의식개혁이 필요하다.
최근 외부 개입 없이 스스로 주변 환경을 파악하고 목적지까지의 이동경로를 생성하여 자율 주행하는 지능형 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 자율 주행 시스템은 기본적으로 운행 중에 사고가 발생하지 않고 안전하게 목표점까지 이동해야 한다. 본 논문에서는 레이저 변위 센서를 이용하여 노면의 왜곡(훼손된 노면, 비포장 도로, 장애물 등)을 검출하고, 영상 이진화 기법을 적용하여 위험 요소를 검출, 판단하여 주행 시스템의 안정적 운항이 가능한 경로를 생성하는 기법을 제안한다. 제안 기법의 타당성은 임의로 제작된 국부영역의 지도 데이터에 기반한 모의실험을 통하여 보인다.
차 대 보행자 교통사고는 다른 유형의 사고에 비해 피해가 매우 크고 사고의 비중도 높으나 사고의 특성 상 과학적 접근이 어렵다. 기존 보행자 사고에 관한 연구의 대부분은 차 대 보행자의 충돌 실험에 대한 실험식 도출에 집중되어 있고, 실험식에서 중요한 변수로 작용되는 인체 활주 마찰 계수에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 인체와 노면간의 마찰계수에 대한 현장실험을 실시하여 이에 대한 실험값을 측정하여 제시하였다. 본 연구에서 조사된 인체노면 마찰계수 값은 건조한 아스팔트 도로에서 0.59~0.62, 건조한 콘크리트 도로는 0.59~0.61로 측정되었다. 또한, 젖은 아스팔트와 콘크리트 도로에서는 각각 0.56~0.59, 0.51~0.54로 나타나 건조한 노면 상태와 비교하여 5.0%와 8.3% 감소하는 것으로 파악되었다. 도출된 마찰계수를 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 검증한 바, 실험 수치와 시뮬레이션 결과가 유사함을 확인하였다. 본 연구결과를 활용하여 국내 교통사고 조사 시 사용되는 인체 마찰계수의 적용 값의 범위를 축소할 수 있고, 이는 사고 조사의 정확성 향상에 큰 도움을 줄 것으로 기대한다.
지리산 국립공원 종주 등산로는 노면이 만들어진 위치와 구배에 의해 평탄면형, 우곡형, 외벽형 및 비대칭 양벽형으로 구분되며, 노면의 배수 상태에 따라 유형 간 변화가 일어난다. 신속 측량법에 의한 종주 등산로의 형태 요소는 노폭 135.9cm, 깊이 23.6cm, 구배 $5.1^{\circ}$이며, 모든 노면은 압밀되어 있다. 노폭은 사면의 향과 조릿대 서식 밀도의 영향을 받으며, 대칭형 등산로보다 비대칭형 등산로의 노폭이 크다. 등산로 출현 시점을 1960년으로 간주하면, 등산로 횡단면에서의 연평균 침식 속도는 $68.9cm^2$로 노폭은 매년 2.7cm씩 넓어지고, 노면은 0.4cm씩 낮아진 것이 된다. 답압 이외에 서릿발 작용과 파이프류의 우세가 결합된 침식 프로세스가 등산로 확대를 주도하는 것으로 보인다.
Tank track rubbers, which undergo dynamic stresses and strains under various road conditions, leads to a result of considerable internal temperature rise due to the heat generation. Since rubber materials are not fully elastic, a part of the mechanical energy is converted into heat because of the hysteresis loss. Heat generation without adequate heat dissipation leads to heat build-up, i.e. internal temperature rise which, if excessive, exerts a bad influence upon the performance and the life of the tank track rubbers. The purpose of this paper is to predict temperature distributions of the rubber components off tank track subjected to complex dynamic loads under various read conditions. In steady state analysis temperature fields are displayed in contour shapes, and in unsteady analysis the temperature variations of some important nodes are represented graphically with respect to the running time of the tank.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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