• Title/Summary/Keyword: 항로 이탈 거리

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변침점에서 만나는 두 항로 선분과 동일 각도로 교차하는 직선을 구하는 항로 순서 판단 방법

  • 송기흔;김희건;김지수
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2022.11a
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    • pp.360-361
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    • 2022
  • 전자 해도 정보 시스템(ECDIS: Electronic Chart and Display Infomation System)에서 항로의 기준선에서 선박이 떨어져 있는 거리인 항로 이탈 거리(XTD: Cross Track Distance)를 구하기 위해서는 선박이 변침점 간의 몇 번째 경로에 있는지 판단해야 한다. 본 논문에서는 변침점 간 경로상의 순서를 파악하기 위하여 기존의 알고리즘과 수학적으로 같으며 계산량을 줄이는 새로운 접근법을 제시하였다. 그 결과로 기존보다 삼각함수 호출 수를 75%로 줄였다.

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CFD를 활용한 자율운항선박의 자율제어성능 평가에 관한 연구

  • 김대정;임정빈
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2023.11a
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    • pp.100-102
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    • 2023
  • 항로추종성능은 자율운항선박(MASS)의 중요한 자율제어기능 중 하나이다. 이는 선박의 안전성을 보장하기 위해 중요하며, 자율운항선박의 설계 단계에서 사전 평가가 필수적이다. 본 연구는 자율운항선박의 항로추종성능 평가를 위한 전산유체역학(CFD) 모델과 LOS 알고리즘 연계 방안을 제안한다. 먼저, 자율운항선박의 정수 중 거리 이탈 편차를 이용한 항로 추종 성능 평가 모델 개발에 관하여 기술했다. 먼저, 항로 추종을 수행하는 선박 주변의 난류 흐름은 비압축성 뉴턴 유체의 가정하에 비정상 RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 법을 이용하여 수치적으로 계산되었다. 중첩격자계법을 CFD 모델에 적용함으로써 거리 이탈 편차를 이용하는 LOS(Line-of-Sight) 가이던스 알고리즘에 의한 타의 회전 및 이에 따른 선체의 6 자유도 움직임을 CFD 환경에서 구현하였다. 개발된 자유 항주 선박 CFD 모델을 이용하여 항로 추종 시뮬레이션 평가 결과, 설정된 항로에서 선박의 정수 중 항로 추종 제어는 파도, 조류, 및 바람과 같은 외부 교란의 부재로 LOS 알고리즘에 의한 우현/좌현 측 변침뿐만 아니라 직진 경로의 추종도 성공적으로 수행됨을 확인하였다. 선체, 프로펠러, 타의 복잡한 상호작용을 정도 높게 해석할 수 있는 자유 항주 선박 CFD 모델과 LOS 알고리즘의 결합은 자율운항선박의 항로 추종 성능 평가를 정량적으로 평가하는 데 기여할 것으로 기대된다.

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An Evaluation Technique for the Path-following Control Performance of Autonomous Surface Ships (자율운항선박의 항로추정성능 평가기법 개발에 관한 연구)

  • Daejeong Kim;ChunKi Lee;Jeongbin Yim
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.47 no.1
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    • pp.10-17
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    • 2023
  • A series of studies on the development of autonomous surface ships have been promoted in domestic and foreign countries. One of the main technologies for the development of autonomous ships is path-following control, which is closely related to securing the safety of ships at sea. In this regard, the path-following performance of an autonomous ship should be first evaluated at the design stage. The main aim of this study was to develop a visual and quantitative evaluation method for the path-following control performance of an autonomous ship at the design stage. This evaluation technique was developed using a computational fluid dynamics (CFD)-based path-following control model together with a line-of-sight (LOS) guidance algorithm. CFD software was utilized to visualize waves around the ship, performing path-following control for visual evaluation. In addition, a quantitative evaluation was carried out using the difference between the desired and estimated yaw angles, as well as the distance difference between the planned and estimated trajectories. The results demonstrated that the ship experienced large deviations from the planned path near the waypoints while changing its course. It was also found that the fluid phenomena around the ship could be easily identified by visualizing the flow generated by the ship. It is expected that the evaluation method proposed in this study will contribute to the visual and quantitative evaluation of the path-following performance of autonomous ships at the design stage.

The linear model analysis and Fuzzy controller design of the ship using the Nomoto model (Nomoto모델을 이용한 선박의 선형 모델 분석 및 퍼지제어기 설계)

  • Lim, Dae-Yeong;Kim, Young-Chul;Chong, Kil-To
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.12 no.2
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    • pp.821-828
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    • 2011
  • This paper developed the algorithm for improving the performance the auto pilot in the autonomous vehicle system consisting of the Track keeping control, the Automatic steering, and the Automatic mooring control. The automatic steering is the control device that could save the voyage distance and cost of fuel by reducing the unnecessary burden of driving due to the continuous artificial navigation, and avoiding the route deviation. During the step of the ship autonomic navigation control, since the wind power or the tidal force could make the ship deviate from the fixed course, the automatic steering calculates the difference between actual sailing line and the set course to keep the ship sailing in the vicinity of intended course. first, we could get the transfer function for the modeling of ship according to the Nomoto model. Considering the maneuverability, we propose it as linear model with only 4 degree of freedoms to present the heading angle response to the input of rudder angle. In this paper, the model of ship is derived from the simplified Nomoto model. Since the proposed model considers the maximum angle and rudder rate of the ship auto pilot and also designs the Fuzzy controller based on existing PID controller, the performance of the steering machine is well improved.