• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.494-500
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• 2002

본 연구의 목적은 DGPS와 자이로 센서를 장착하여 무인으로 콤바인을 직선주행, 선회 및 곡선주행, 직진주행 중 1 m 오프셋(offset) 주행시켰을 때, 무인 자율주행의 성능을 분석하고 개선하는데 있다. 콤바인의 무인자율주행 시스템은 콤바인의 현재위치를 인식하고, 주행하고 있는 콤바인의 주행방향을 감지하여 미리 설정된 경로를 따라 자율적으로 주행하며, 주행 중에 장애물이 검출되면 정지할 수 있도록 개발하였다. 콤바인의 무인 자율주행시스템은 DGPS의 입력 신호로부터 콤바인의 현재위치를 결정하고, 자이로 센서의 입력신호로부터 주행방향을 알 수 있다. 또한 장애물의 감지를 위한 초음파 센서, 콤바인의 주행방향을 조정하는 유압 작동부, 좌.우의 조향레버를 조정하는 서보모터 시스템, 마이크로 컴퓨터로 구성된 제어기와 입출력 인터페이스로 구성되어 있다. 콤바인 자율주행시스템의 프로그램은 DGPS 신호, 자이로 센서 등을 수신하는 수신 프로그램, DGPS 신호등으로부터 관련 변수들을 분석하여 콤바인의 조향수준을 결정하고, 유압실린더 등을 제어하는 제어 프로그램과 콤바인의 이동경로를 저장하는 저장 프로그램으로 구성되어 있다. 콤바인의 무인주행 실험결과 RMS 오차는 50 m 직선주행에서 7.52 cm, 20 m 직선주행 후 1 m 오프셋 된 30 m의 직선주행에서 21.85 cm, 20 m 직선주행 후 90$^{\circ}$선회하여 25 m 직선주행에서 7.55 cm, 반지름 23 m의 원주 사분면 곡선주행에서는 25.98 cm로 각각 나타났다. 소 구획의 포장에서 벼는 가로 방향으로 25~30 cm, 세로 방향으로 15~20 cm의 간격으로 심어져 있다. DGPS 신호에 의한 위치 결정을 할 때 자체 오차 10 cm를 고려하여도 콤바인이 직선구간 및 선회구간을 주행하며 수확작업이 가능함을 알 수 있었다. 그러나 곡선구간에서는 최대오차가 65.5 cm로 매우 크게 나타나, 콤바인을 무인 자율주행으로 수확하기에는 어려움이 있는 것으로 나타났다. 실제 포장은 이론적인 완전한 직선보다는 작은 굴곡이 있는 곡선의 형태가 이루어져 있으므로 주행 오차를 감소하기 위해서는 기계시각을 이용하면 보다 정밀한 조향을 이룰 수 있을 것으로 예상된다. 포장에서 DGPS 신호, 자이로 센서 등을 이용한 콤바인의 무인주행 장치는 무인 수확작업을 위한 가능성을 보여주었고, 일부의 센서의 기능을 개선하면 만족한 성능을 나타낼 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.153-153
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• 2017

본 연구에서는 농작업지내 모서리 점을 이용하여 자율주행 트랙터의 경로점을 생성하는 알고리즘을 개발하였다. 작업지는 직사각형의 형태에서 거리가 긴 방향으로 직선주행 경로로 하고, 직선경로의 수는 작업폭에 의해 결정되며 홀수 또는 짝수 개일 수 있다. 또한 TM좌표계에서 직선주행 경로의 기울기는 양수 또는 음수 일 수 있으며, 선회시 전체적으로 좌회전 또는 우회전하는 경우로 구분하여, 즉 총 8가지의 경우에 대하여 조건이 주어지면 경로점을 구할 수 있도록 프로그램하였다. 선회를 위한 곡선경로 생성에는 트랙터의 최소 회전반경 데이터를 사용하였으며, 이때 새로 진입할 다음 경로가 충분히 떨어져 있는 경우에는 선회 구간에서도 직선 경로 구간이 생길 수 있음을 고려하였다. 한 주기의 경로점은 직선 경로 구간의 시작점과 끝점, 선회 구간의 시작점과 끝점, 다음 직선경로로 진입을 위해 선회하기 직전까지의 직선 구간에 대한 시작점과 끝점 등 6가지의 경우로 구분할 수 있다. 이때 어떤 끝점 경로점은 다음 조작 구간의 시작점 경로점이 되므로 최종적인 경로점 데이터는 4개가 된다. 여기서, 첫 번째 경로점 생성에서는 직선구간 진입을 위한 선회구간의 시작점과 끝점은 제외하였으며, 작업지로 진입할 수 있는 입구와 출구는 동일한 것으로 가정하여, 작업이 완료되는 지점에서 선회하여 다시 출발점으로 돌아올 수 있도록 추가 구성하였다. 실제 상황에서는 직선주행 경로의 수가 정수가 되지 않을 수 있으며, 이때는 작업 구간이 약간씩 오버랩되도록 작업폭을 조정하여 경로의 수가 항상 정수가 되도록 하였다. 알고리즘 평가에 사용된 작업 패턴은 관행적인 방법으로서 작업 포장을 반으로 나누어 8자형 패턴을 이용하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.1
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• pp.57-62
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• 2013

Because there is no suspension and differential devices at cart body, the deformation of the frame happened during kart driving affects the driving performance caused by the elastic deformation and the fatigue life of kart frame resulted from the permanent deformation. The dynamic behavior of kart caused by the torsional deformation during circular driving is the important factor of these two kinds of deformations. In order to analyze the dynamic behavior of kart at this curved section, GPS is used to trace the track of kart and the torsional stress at kart-frame has been measured with real time. The mechanical properties of kart-frames for leisure and racing are investigated through material property analysis and tensile test. Torsional stress concentration and frame distortion are investigated through stress analysis on frame on the basis of study result. The real karts for leisure and racing kart are also tested in each driving condition by using the driving analysis equipment. The driving behavior of kart at the curved section are investigated through this test. As the phenomenon of load movement due to centrifugal force at car is happened during circular driving, the torsional stress occurs at cart steel frame.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.10
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• pp.739-744
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• 2017

Elastic deformation and fatigue damage can cause the permanent deformation of a kart's frame during turning, affecting the kart's driving performance. A kart's frame does not contain any suspension or differential devices and, therefore, the dynamic behavior caused by torsional deformation when driving along a curve can strongly affect these two kinds of deformations. To analyze the dynamic behavior of a kart along a curved section, the GPS trajectory of the kart is obtained and the torsional stress acting on the kart-frame is measured in real time. The mechanical properties of leisure and racing karts are investigated by analyzing their material properties and conducting a tensile test. The torsional stress concentration and frame distortion are investigated through a stress analysis of the frame on the basis of the obtained results. Leisure and racing karts are tested in each driving condition using driving analysis equipment. The behavior of a kart when being driven along a curved section is investigated through this test. Because load movement occurs owing to centrifugal force when driving along a curve, torsional stress acts on the kart's steel frame. In the case of a leisure kart, the maximum torsional stress derived from the torsional fatigue limit was found to be 230 MPa, and the torsional fatigue limit coefficient was 0.65 when driving at a speed of 40 km/h. Furthermore, the driving elements during the cornering of a kart were measured based on an actual auto-test after installing a driving measurement system, and the driving behavior of the kart was analyzed by measuring its vertical displacement.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.2
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• pp.64-70
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• 2018

Rollover is a major concern for vehicles with a higher center of gravity and for improving driving performance. This study investigates a tilting system to prevent rollover, which was successfully implemented for high-speed trains. It may be useful to apply the concept of the tilting system to a large truck such as a trailer. Even a small adjustment in the tilting angle can improve the driving stability during a steep turn. The equation of motion was derived from a dynamic model of the trailer with the tilting system. The balance of the centrifugal force and normal force determines the rollover critical speed for a given radius of the turn and load. To obtain a more conservative criterion, the rollover critical state was defined as the instant when any side wheel loses contact with the road. To actuate the tilting system, the optimal tilting angle must be calculated from the steering angle and the vehicle speed. Using a simplified model of a large truck, the effects of the tilting angle and load on the rollover critical speed were investigated.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.49 no.11
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• pp.103-109
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• 2012

Samsung Thales has developed a small-sized autonomous underwater vehicle "BOTO" verified by a mathematical model simulation. The hydrodynamic coefficients and drag force were experimented at circulating water channel for validating cruising performance of the AUV. Based on the mathematical model, we simulated turning radius and way-point tracking on horizontal plane using way-point tracking algorithm. In this paper we introduce the vehicle system and the sea trial test results will be shown.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.20-20
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• 2017

궤도형 차량의 이동구조는 에너지 소비 측면에서 단점이 있지만 접지압의 감소로 인한 평지 및 야지험지에서도 원활한 주행이 가능한 장점으로 인해 농업분야의 플랫폼에서 많이 사용된다. 곡식을 베는 일과 탈곡하는 일을 한 번에 하는 콤바인도 이러한 무한궤도형 이동구조를 사용한다. 또한 궤도형 차량의 방향전환 및 주행속도 변환은 좌 우 궤도의 회전 속도를 다르게 하여 동시에 제어하기 때문에 정교한 주행 성능을 위해서는 궤도형 차량의 기구학 모델을 고려한 경로 계획이 필요하다. 본 연구에서는 직교형 포장에서 Round harvesting 기법 기반으로 궤도형 차량의 기구학 모델 및 포장정보를 고려한 자율주행 콤바인 경로계획 알고리즘을 개발하고자 하였다. 이를 위해 Labview 기반의 궤도형 차량 시뮬레이션을 구축하여 실제 포장정보를 이용해 생성 된 경로의 적용 가능성을 구명하고자 하였다. 자율주행 콤바인 경로 계획은 콤바인의 길이, 너비, 회전 시 좌 우 궤도의 속도 비, 직진 속도와 회전 속도 비, 회전 각도, 포장의 외부 경계선, 작업 겹침 량, 회경 횟수를 이용하여 좌현 새머리 선회를 포함한 내부 왕복작업 경로를 생성하며 외부 회경 횟수는 2~3회를 가정하였다. 자율주행 시뮬레이션은 차체와 궤도 자체의 미끄러짐과 작동기 지연시간을 단순화 한 궤도형 기구학 모델형태로 구성하였다. 추종 알고리즘은 선견 거리법을 사용하였으며, 측면 변이값과 방향 오차의 선형조합을 이용하여 조향변수를 정의하고 퍼지로직기반으로 좌 우 궤도 속도를 7 단계화하여 조향장치를 모델링하였다. 실험결과 개발 된 경로생성 알고리즘은 실제 취득 된 포장 외부 경계 GPS 위 경도를 이용해 자동으로 생성이 가능하며 간략화 된 콤바인 시뮬레이션에서 직진주행 RMS 위치 오차는 0.05 m, 선회구간에서 직진 구간 진입 시 RMS 위치 오차는 0.11 m, 직진 구간 RMSE 방향 오차는 3.2 deg로 콤바인 예취부 간격인 30 cm보다 작은 위치 오차를 보이며 생성된 경로 전체 추종이 가능함을 나타내었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.1156-1158
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• 2010

경주용 카트에 현가장치와 차동장치가 존재하지 않으므로 선회 시에 후륜 내측 바퀴가 들리도록 애커먼 조향 기구와 큰 킹핀 경사각, 캐스터으로 설계되어 있다. 경주용 카트 드라이버는 고속으로 주행하고 빠르게 선회 시가 가능하도록 충분한 기능을 보유하도록 공학적인 해석이 필요하다. 이 논문에서는 조향기구의 설계 시 가장 중요인자인 애커먼 조향 기구를 평면에서 다양한 인자에 대하여 해석하였다.

• Proceedings of the KOR-KST Conference
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• 1998.10a
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• pp.382-388
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• 1998

정상 주행 중에 핸들을 급조향하여 요-마크가 생성되면서 일어난 사고들은 핸들 급조향의 원인을 파악해야 대책 수립이 가능하다. 즉 이들 사고의 속도산정과 차량의 운동과정 및 요-마크 생성 이전의 급 조향 당시 위험 요소를 분석해야 대책에 연결될 수 있으나, 아직 정확한 원인규명이 어려운 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 정상 주행중 핸들을 급조향하는 실험을 통하여 요-마크 생성초기 형상의 특성과 선회과정 및 속도 등을 분석하여 교통사고의 원인에 관하여 고찰하였다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.5 no.6
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• pp.89-102
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• 1997

In this study, the steady state cornering behavior of a vehicle is investigated by using a numerical model that has parameters associated with roll motion. The nonlinear characteristics of tire cornering forces and aligning torques are presented in analytical forms using the magic formula. The sets of nonlinear algebraic equations that govern the cornering motion are solved by the Newton-Raphson iteration method. The vehicle design parameters are measured by SPMD(Suspension Parameter Measuring Device), and its results are verified by carrying out a skid pad test. The design parameters that are most affecting the steady state cornering behavior are classified into four factors, and the contributions of the factors to understeer gradient are then calculated.