본 논문은 고정 및 이동물체와의 효율적인 충돌회피 알고리즘으로 적응임피던스제어 알고리즘을 제안하였다. 일반적인 충돌회피 알고리즘은 이동로봇의 동적 특성을 고려하지 않고 최적의 경로생성에만 관심을 둠으로써 실제 이동로봇이 추종하기 어려운 경로를 생성하기 쉽다. 그러므로 이동로봇의 동적 특성을 고려한 충돌회피 알고리즘을 위해, 이동로봇과 장애물과의 상호작용관계를 가상의 힘으로 정의한 임피던스제어 알고리즘을 사용하였다. 하지만 이런 단순 임피던스제어 알고리즘만으로는 갑작스런 장애물의 출현 시 이동로봇의 속도가 증가하고 장애물이 사라지면 속도가 감소하는 비효율적인 속도제어라는 문제점을 가지고 있다. 그러므로 충돌 가능성에 따른 새로운 속도제어 방식을 고려한 적응임피던스제어 알고리즘을 제안하고 검증하고자 한다.
매니퓰레이터와 환경과의 충돌 시 충격량을 줄이기 위해서는 유효질량이 최소화되는 자세가 요구되므로 자체운동(self motion)을 통하여 이러한 자세를 유지해야 한다. 이때 여유자유도를 분해하기 위하여 관절 토크 국소 최소화 알고리즘을 이용할 수 있다. 본 논문에서는 매니퓰레이터와 환경과의 충돌 시 충격 및 손상을 줄이기 위해 기구학적인 여자유도를 이용하여 관절토크를 최소화시킴과 동시에 충돌을 최소화시키는 새로운 제어 알고리즘을 제안한다 이 알고리즘은 기존의 국소 토크 최소화 알고리즘과 국소 충돌 최소화 알고리즘에 퍼지 로직과 유전자 알고리즘을 적용시킨 것이다. 제안된 알고리즘은 3자유도 평면 여자유도 매니퓰레이터에 적용하였으며, 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 알고리즘의 타당성을 확인하였다.
이 논문에서는 항공기의 비행제어에 적용하기 위해 각각의 비행영역에서 설계된 LQ(Linear Quadratic)제어기를 비행영역이 바뀜에도 충돌 없이 교체할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 기존의 구현 알고리즘에 비해 LQ제어기에 적용하기 편리하게 유도되었고, 비선형 모델에도 적용할 수 있도록 트림점을 포함한 식으로 제시된다. 제안된 알고리즘의 성능을 확인하기 위해 시험표준 문제로 초음속 시험 항공기의 LQ제어문제에 적용하는 모의실험을 수행하고 제어성능이 우수함을 예시한다.
로봇 매니퓰레이터를 이용한 대부분의 작업은 환경과의 상호작용을 요구하며, 위치제어, 충돌제어 그리고 힘제어로 구성된다. 위치제어는 환경에 도착하는 방법을 의미하고, 환경에 접촉하는 순간은 충돌제어 문제를 야기하며, 힘제어는 환경과의 충돌후에 원하는 힘궤적을 유지하는 것이다. 이러한 세 가지 제어문제는 순차적으로 발생하므로, 각각의 제어 알고리즘은 독립적으로 개발되어야 한다. 특히 여자유도 매니퓰레이터에서 이러한 세 가지 제어문제는 독립된 중요한 연구 주제이다. 예를 들어, 관절 토크 최소화와 충격힘 최소화는 여자유도 매니퓰레이터의 대표적인 연구주제이다. 본 논문에서는 단일 작업을 통하여 세 가지 제어문제를 구성하였다. 위치제어는 각 관절의 토크와 토크변화 그리고 충돌 시의 충돌힘 최소화를 위하여 개발되었다. 따라서 충돌제어의 초기조건은 이전의 위치제어 알고리즘으로부터 최적화 되고, 그러한 제어 전략은 충돌제어의 결과를 개선시킨다. 유사하게, 힘제어 문제의 초기조건은 이전의 위치제어와 충돌제어로부터 간접적으로 최적화된다. 힘제어 알고리즘은 각 관절 토크와 힘외란 최소화시키는 개념을 사용하였다. 모의실험 결과는 제안된 알고리즘의 타당성을 보여준다.
기존의 병행제어 알고리즘들은 특정 종류의 응용에서만 우수한 성능을 보여왔다. 그러나, 실시간 데이터베이스 응용에서는 여러 종류, 비 실시간, 소프트 종료시한, 펌 종료시한, 하드 종료시한 트랜잭션들이 혼합된 시스템이 대부분이다. 따라서, 여기에 합당한 병행제어 알고리즘이 필요하다. 대체 버전 병행제어 기법은 2단계 로킹-높은 우선순위(2PL-HP)의 문제점인 낭비적 재시작과 낭비적 수행 문제를 해결하기 위해 제안되었다. 이 방식은 충돌이 자주 발생하는 응용 즉, 부하가 많은 응용에서는 불필요한 트랜잭션의 블록킹이 많이 발생하고, 중료시한을 만족하기 힘들었다. 이는 트랜잭션 충돌시 재시작 버전 트랜잭션의 생성 수를 제한하지 않고 충돌이 발생할 때 마다 충돌 해결 정책을 사용하였기 때문이다. 본 논문은 실시간 데이터베이스 시스템이 단위 시간에 처리할 수 있는 최대 트랜잭션의 수를 고려하여 낭비적 재시작 트랜잭션의 수를 재현하기 때문에 충돌 연산과 관련이 없는 트랜잭션의 수가 자원을 낭비하는 것을 방지하여 자원 활용면에서도 효율이 증가한다.
본 논문은 자율주행 개인화를 위한 역 충돌시간 및 차두시간 융합 기반 인간중심 제어 알고리즘 개발에 관한 것이다. 운전자 및 탑승자의 자율주행에 대한 이질감 최소화를 위해 인간중심적 주행제어 기술이 필요하다. 운전자가 선행차량과 함께 주행하는 조건에서 운전자의 주행특성을 분석하고, 분석된 결과를 종방향 자율주행 제어에 반영하였다. 주행특성으로 가속도, 역 충돌시간, 차두시간 분포가 분석되었고, 운전자의 주행특성이 반영된 제어기 구성을 위해 역 충돌시간 및 차두시간을 이용한 종방향 제어기를 구성하였다. 본 연구에서 제안된 제어 알고리즘은 Matlab/Simulink 환경에서 구성되었으며 실 주행데이터 기반 성능평가가 수행되었다.
CSMA/CD 는 경쟁적 매체접근 제어방식으로 충돌현상은 필연적이다. 접속을 시도하는 스테이션의 수가 많아지면 충돌횟수도 증가하고 채널의 이용도가 저하된다. 본 논문에서는 CDMA/CD 방식에 충돌이 발생하였을 때 의도적으로 충돌현상을 지연하고 이를 활용하여 채널을 예약할 수 있는 기능을 포함하는 알고리즘을 제안한다. 예약된 채널에는 예약에 성공한 스테이션만 경쟁에 참여하게 되고 채널을 확보찬 수 있다. 제안된 알고리즘은 실험결과 충돌이 반복적으로 발생하는 현상을 급격히 감소시키며 전체적으로 채널의 이용도가 향상되는 것을 확인하였다.
일반적으로 비동기식 센서 네트워크 MAC 프로토콜들은 별도의 충돌회피 알고리즘을 사용하지 않기 때문에 동기식 MAC 프로토콜에 비해 충돌에 의한 성능 저하가 크게 나타난다. 본 논문에서는 충돌에 따른 비동기식 MAC 프로토콜의 성능 저하 문제를 최소화하기 위해 수신 노드가 충돌을 야기한 송신 노드들의 전송 순서를 제어하여 추가적인 충돌을 제거할 수 있는 비동기식 MAC 프로토콜용 충돌해결 알고리즘을 소개한다. 충돌을 감지한 수신 노드는 충돌을 일으킨 송신 노드들에 대한 정보를 수집하고 이를 이용하여 충돌이 발생하지 않는 전송 순서를 각 송신 노드에게 지정한다. 송신 노드들은 지정된 순서에 따라 독점적인 채널 사용 권한을 얻으며 이를 통해 송신 노드간의 충돌을 회피할 수 있다. 실험에 대한 분석에 따르면 본 논문에서 제안하는 충돌해결 알고리즘은 반복적인 충돌을 방지하여 그로 인해 낭비되는 시간과 대역폭을 줄이고 이를 통해 각 노드당 평균 데이터 처리량을 약 18.6% 증가시킬 수 있다.
이 논문에서는 최근에 개발한 무충돌 전환 구현 알고리즘을 사용하여 전비행영역 제어를 위한 제어기 교체법을 제시한다. 이 교체법은 비행기의 속도와 고도에 따라 제어기를 교체하는 일반적인 방법과 제어기 교체 기준으로 충돌 현상에 관계된 가격함수를 사용하는 최적화 방법을 적절한 규칙에 의해 결합한 것이다. 제안된 제어기 교체법의 성능을 확인하기 위해 시험표준 문제로 고성능 비행체에 적용하여 넓은 비행영역에서 모의실험을 수행하고 제어성능이 향상됨을 예시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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