최근 전문가의 지식과 경험정보가 데이터베이스로 구축된 전문가 시스템의 지식 정보를 이용하여 안전하고 효율적인 선박운항이 가능한 지능형 선박 시스템에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 인공지능기법을 이용하여 보다 인간 친화적인 시스템을 구현하고, 음성인식기술을 이용하여 원격으로 선박 조타기를 제어하여 조업자의 부담경감 및 인원절감의 효과를 가져올 수 있는 선박 조종시스템의 개발이 절실하다. 따라서, 본 논문에서는 PC를 기반으로 하여 일격으로 모형 선박의 조타기를 제어하는 시스템을 구축한다. 구체적인 연구방법으로는, 음성인식기술과 지능형 학습 기법을 바탕으로 음성지시기반학습 시스템을 구축하고, 퍼지 조타수 조작모델을 구현하여 PC 기반 원격 제어시스템을 구축한다. 또한, 구축된 원격 조타제어시스템을 축소된 선박모형(Miniature Ship) 시스템에 적용하여 그 효용성을 확인하였다.
인터넷의 이용과 범용화에 있어서 기술적인 발전은 로봇의 원격 제어 범위와 실시간 감시 체계에 대한 몇몇 제약을 극복해 왔다 하지만, 원격 로봇과 통신하는 로봇 제어 시스템은 무선 랜이나 블루투스를 네트워크 매체로 이용하기 때문에 제어용 프로토콜이 존재하는 내장형 시스템이나 초소형 실시간 운영체제를 탑재할 수 있는 하드웨어를 필요로 한다. 본 논문에서는 무선 모뎀용 프로토콜과 이를 설치한 서버 시스템을 설계 구현한다. 또한 이 서버를 통해 원격 제어 로봇을 제어할 수 있는 클라이언트 시스템도 구현하여 제시한 프로토콜과 구현된 서버/클라이언트 시스템이 인터넷 기반의 소규모 원격제어 시스템에 적합함을 확인한다.
자율운항선박 육상원격제어사의 육상원격제어능력은 자율운항선박의 안전 운항 달성에 중요한 요소 중 하나이다. 특히 화재, 침수와 같은 비상상황은 긴밀한 대처를 필요로 하며, 선박에 자율화된 대응 시스템이 있다 하더라도 육상원격제어사의 비상상황 대응능력은 중요도가 높은 원격제어능력이라 할 수 있다. 하지만 육상원격제어사의 능력에 대한 연구는 대부분 선박조종능력에 편향된 경향을 보이며 선박조종 이외의 비상상황대처에 대한 연구는 부족하다. 이에 본 연구는 자율운항선박의 비상상황에 대한 육상원격제어사의 대처능력을 평가하기 위한 방법으로써 행동기반 비상대응능력 평가 모델을 개념화하여 제시하였다.
인터넷의 비약적인 발달은 제어시스템의 설계 및 운영에도 많은 영향을 미치게 되어 지금까지와는 전혀 다른 시스템 구현이 가능한 환경으로 만들어 가고 있다. 이와 같은 배경에서 본 연구에서는 그동안 실험연구용으로 사용하던 서보시스템의 PID 제어방법을 인터넷을 기반으로 한 새로운 방법의 원격제어 시스템으로 구현하였다. 본 논문에서는 NI사의 DAQ보드와 TY36A모터 보드를 사용하여 서보모터의 속도 위치를 web상에서 원격 제어하는 시스템 구현 방법을 제안하였다. LabVIEW 프로그래밍에서 인터페이스 부분은 Graphical한 프로그래밍 기법을 사용하여 모터의 제어와 작동상태의 모니터링이 용이하도록 하였으며, 최적한 PID 이득값을 설정하여 원하는 속도 및 위치응답 특성이 양호한 제어를 할 수 있게 하였다. 나아가 인터넷상에서 원격제어의 가능성을 활용하여 산업체에서의 활용범위를 넓히고, 가상 교육환경의 가능성을 열었다.
본 논문에서는 클라이언트/서버 형태로 컨베이어 시스템을 원격으로 제어하는 방법을 제시하고 있다. 이러한 시스템의 구성은 근거리통신망으로 원격지에 연결된 컨베이어 시스템을 상황실에서 제어하는 형태를 가진다. 서버 시스템에서는 컨베이어 시스템을 통과하는 생산품 내역에 대한 데이터 베이스를 저장, 유지, 관리한다. 또한 컨베이어 시스템을 제어하는 프로그램을 수행시킨다. 컨베이어 시스템은 승용차 조립라인을 모델링한 시스템으로 구성되어 있다.
본 논문에서는 원격 제어 시스템에 있어 조작자와 기계사이의 시각적 또는 근육지각운동의 연결에 있어서 조작자의 안정된 작업환경을 확보하기 위해 가상 모델을 이용하고, 또한 가변 시간 지연의 추정 및 예측 기법을 적용함으로써 원격조작의 실현성을 향상시키기 위한 방법을 제시하고 있다. 원격제어시스템에서의 실현성 향상을 위해 가상 모델을 설계하고, 가상의 모델이 원격의 로봇과 시간적으로 동일한 움직임을 할 수 있도록 구성함으로서 조작자는 원격의 로봇을 가상의 모델을 통해 조작할 수 있도록 시스템을 구성하였다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 원격조작으로 가상의 모델을 제어함으로써 원격의 로봇을 제어하고, 가상의 모델을 통해 원격의 로봇의 실시간 제어에 가능성을 제시하였다.
최근 저가형 3D 동작인식 장치가 상용화되어 이를 이용한 다양한 시스템이 출시되고 있다. 본 논문에서는 3D 동작인식 장치를 이용하여, 원격지의 로봇을 제어하는 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 3D 동작인식 장치를 이용하여 사용자의 동작을 인식한 후, 원격지에 있는 로봇에 전송하여 동작을 실행하게 한다. 향후 제안된 시스템은 원격 제어가 필요한 응용 분야에 활용될 것으로 기대된다.
본 연구에서는 클라이언트/서버 형태로 승용차 조립라인을 시뮬레이션한 컨베이어 시스템을 원격으로 제어하는 시스템을 설계하고 구현하였다. 클라이언트 시스템은 상황실에 위치하여 웹애플릿을 통하여 승용차 조립라인의 생산 현장을 영상 감시하고 필요시 제어 프로그램을 장착한 서버에게 컨베이어 제어 명령을 내린다. 또한 서버시스템에서 컨베이어 시스템을 통과하는 생산품 내역에 대한 데이터베이스 시스템을 유지 관리한다.
현대의 선박운항에 있어서 선내 노동의 경감과 운항의 안정성 및 경제성 확보를 위하여 선박 자동차 및 원격 조종화가 이루어지고 있다. 또한, 선박조종 및 작업제어를 위하여 컴퓨터를 이용한 통합제어 시스템에 관한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 그러나 소형선박 및 어선과 같은 환경에서의 지능형 시스템에 관한 연구는 많이 부족한 실정이다. 본 논문에서는 지능형 선박을 구현하기 위한 기반 연구로서 선박 운항자의 원격지시로 선박의 조타기를 제어하는 지능형 조타제어시스템을 구축하여 실용화를 위한 방안을 모색하였다. 구체적인 연구결과로는 지능형 학습 기법을 바탕으로 하는 퍼지 조타수 조작 모델을 구축하여 조타제어 시스템을 구현하였고. 모형선박(Miniature Ship)의 조타 시스템을 PC 상에서 원격으로 제어하기 위한 시뮬레이션 시스템을 구축하여 그 유효성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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