• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.61-71
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• 1999

본 연구에서는 조수간만의 차가 큰 항만에 적합한 새로운 하역 시스템을 제안하였다. 새로운 하역 시스템은 기존의 갑문 이용 방식 대신에 일종의 유압 엘리베이터를 사용함으로써 조수간만의 차에 따라 변하는 선박의 높이로 실시간 제어하여 선적 흑은 하역을 하는 방식이다. 한번에 대량의 컨테이너를 처리하기 위해 컨테이너 팔레트 운송타를 도입함으로써 기존 시스템에 비해 시간당 처리능력을 높일 수 있고, 선적 및 하역의 전 과정을 자동화함으로써 작업 효율을 극대화할 수 있도록 하였다. 새로운 하역 시스템의 개념 입증을 위해 소형 하역 시스템 모델을 설계 제작하였다. 제작된 모델은 컨테이너 팔레트 운송차, 플랫폼과 리프트 칼럼의 복합 구조물, 그리고 전용 운반선으로 구성된다. ER(electro-rheological) 밸브-실린더에 의해 구동되는 플랫폼은 조수간만의 차와 과도에 의해 변하는 선박의 높이를 능동적으로 추적 제어하게 된다. 동적 모델성을 통해 플랫폼의 운동 지배 방정식을 도출하였고, 파도 가진으로 인한 선박의 거동 및 조수간만의 차를 모델링하였다. 선적 및 하역의 자동화와 플랫폼의 정확한 위치 제어를 위해 시퀀스 제어기와 PID(proportional-integral-derivative) 위치 제어기가 연계된 제어 시스템을 구성하였다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 하역 시스템의 유용성을 입증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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• pp.724-727
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• 2007

선박 운항 자동화 시스템은 선내 노동력 감소, 작업 환경 개선, 운항 안전성 확보 및 운항 능률의 향상을 목표로 하며, 궁극적으로는 운항 경제성확보를 위한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응 제어방법 등을 응용하여 선박의 비선형성을 보상하여 선박의 회두각 유지제어(Course Keeping Control), 항로 추적제어(Track Keeping Control), 롤-타각제어(Roll-Rudder Stabilization), 선박 위치제어(Dynamic Ship Positioning), 선박자동 접이안(Automatic Mooring Control) 등에 관한 연구를 수행하고 있으며 실제의 선박으로 대상으로 응용연구가 진행 중이다. 선박은 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계는 비선형적이며, 선박의 Load Condition은 선박의 Parameter에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다. 또한 외란요소인 파도의 유속(流速)과 방향, 풍속과 풍량 등이 비선형적인 형태로 작용하므로 선박의 운항을 힘들게 하는 요인이 된다. 따라서 선박의 운항시스템에는 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 요구한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박의 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통해 그 결과를 살펴보았다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권6호
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• pp.479-485
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• 2010

컨테이너의 신속한 이송 및 처리는 작업시간 단축에 의한 비용절감을 의미하므로 항만에서는 가능한 작업효율을 향상시키기 위해 다양한 노력이 추진되고 있다. 1990년대 중반부터 RMGC 및 RTGC 등의 크레인이 개발되어 컨테이너 이송 및 적재를 위한 필수장비로 널리 이용되고 있다. 특히 RTGC는 타이어 구동방식이므로 주행환경에 크게 제약을 받지 않는 장점도 있으나, 타이어 슬립, 타이어에 의한 샤시의 기울어짐 등 설정된 경로를 고정도로 주행해야 하는 목적달성에 장애가 되는 요인도 많아 레일 위를 주행하는 RMGC에 비해 자동화가 용이하지 않다. 이것은 무인 RTGC 시스템 구축을 어렵게 하는 가장 큰 요인이 되어 이와 관련한 기술개발 또한 미비한 수준에 이르고 있다. 따라서 본 논문에서 RTGC의 무인자동화에 있어서 가장 기초단계라고 볼 수 있는 수학적 모델링을 기반으로 한 고정도 주행제어기를 설계하고자 한다. 먼저 제어대상인 RTGC의 주행에 따른 운동특성을 분석하여 모델링을 수행한다. 기본적인 주행성능을 달성하기 위한 주행제어기를 설계하고 시뮬레이션을 통해 설계된 제어기의 유용성을 확인하도록 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권3호
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• pp.233-238
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• 2004

코너 점(Corner point)은 영상 신호 처리의 패턴 인식에 있어 아주 중요한 정보이다 그래서 지금도 여러 가지 코너 점을 추출하는 연구가 진행되고 있다. 코너 점은 에지 영상에서 8 방향 체인 코드(Chain code)를 적용하여 찾는다. 그런데 에지 선분 기울기가 45도의 정수 배가 되지 않을 때, 8 방향 알고리듬을 그대로 적용하면 문제가 발생된다. 따라서 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하면서 최적의 코너 점을 찾기 위해서 수리 형태학과 시각적 개념을 접목하여 코너 점을 처리하는 새로운 알고리듬을 제안한다. 제안한 방법으로 컴퓨터 시뮬레이션 하여 좋은 결과를 보이고 있다. 그래서 제안된 논문의 알고리듬은 공장 자동화 및 선박 레이더 영상의 해안의 영역 파악에도 적용되리라 생각된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.251-252
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• 2015

최근 창고가 자동화됨에 따라 국내 창고업계에서는 작업효율은 물론 보관효율을 극대화하는데 눈을 돌리기 시작했다. 그로인해 주목받는 기술이 바로 랙과 랙 사이에 입출고 작업을 위한 통로공간을 없애고, 각 랙마다 이동가능한 바퀴 혹은 레일을 설치, 동기화하여 DEAD SPACE를 최소화하는 이동랙이다. 본 연구에서는 초저온($-50^{\circ}C$) 창고에 이동랙을 설치하였을 경우 이를 최적으로 관리하는 방법을 개발하고자 한다.. 이동랙의 경로와 작업차량의 경로를 동기화하고 계절적 품목 우선순위를 고려해 보관위치를 결정한다. 이후 추가적인 요인을 고려하여 시뮬레이션 검증한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.405-413
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• 2006

본 논문에서는 비선형 동적 마찰 성분을 효과적으로 보상하고 적응적으로 제어함으로써 차세대 항만 자동화 이송시스템으로 주목받고 있는 LMTT(linear motor-based transfer technology)의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 셔틀카(shuttle car)와 컨테이너들의 다양한 중량과, 이로 인해 발생하는 동적 마찰 특성 파라미터들을 정확하게 추정할 수 있는 관측기를 설계하였다. 적응 backstepping 제어 기법을 적용하여 시스템이 안정하게 제어될 수 있도록 하는 제어기를 설계하였다. 시스템은 변화하는 환경에 대하여 높은 적응성을 가질 수 있어 여러 종류의 부하는 물론 마찰 특성의 변화에도 양호한 제어 특성을 유지할 수 있었다. 제안한 제어시스템의 타당성을 보여주기 위해 축소된 형태의 LMTT 시뮬레이터를 제작하여, 이에 대해 시뮬레이션과 실험만을 수행하여 제안하는 방법의 타당성과 실현성을 입증하고자 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.57-58
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• 2018

사물인터넷에 대한 관심이 증가하면서 사물인터넷을 활용하여 사물 간 주고받은 정보를 처리하는 기술들이 연구되고 있다. 특히 컨테이너 터미널이 자동화 됨에 따라 터미널 내에 사물인터넷의 사용이 증가하고 다양화되었다. 그러나 컨테이너 터미널 운영의 효율성을 향상시키기 위한 사물인터넷의 활용은 미흡한 단계이다. 현재 컨테이너 터미널은 외부 트럭의 도착패턴이 특정시간에 집중되는 현상이 나타난다. 이에 따라 게이트 혼잡이 발생하고 트럭의 대기시간에 영향을 준다. 이로 인해 항만 인근지역의 환경오염 문제, 사회적 문제 등으로 피해가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 컨테이너 터미널의 게이트 혼잡도에 영향을 미치는 외부트럭의 대기시간 문제의 원인을 분석하고 사물인터넷 환경에서 이를 완화하기 위한 방안을 연구하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2224-2226
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• 2003

서보시스템은 공작 기계, 자동화기계용 등의 제어에 사용되고 있는 대표적인 제어 시스템으로서 관성 디스크를 교환하기도 하며 전자가변 포화도와 히스테리시스등을 사용하여 고정밀 연구용에도 이용가능하다. 그러나 모델의 불확실성이나 외부외란이 필연적으로 존재할 수 밖에 없으므로 이를 분석하고 규명하여 원하는 목적의 제어를 위한 제어기를 설계해야만 할 것이다. 따라서, 본 연구에서는 제어대상 시스템의 불화실성을 극복할 수 있고 비선형항의 소거를 통한 선형화가 아닌 비선형 제어기의 설계를 가능하게 하는 Backstepping 제어기법을 사용하여 서보시스템의 정밀한 제어와 시스템 안정성을 보장하고자 한다. Backstepping 제어기를 설계하여 다양한 조건하에서의 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 제어기의 최적 수행 능력을 보이고자 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권8호
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• pp.589-596
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• 2008

선박의 접안운동을 자동화하기 위하여 인공신경망(Artificial Neural Network, 이하 ANN)에 의한 제어를 수행하였다. ANN은 시스템의 비선형성이 표현 가능하므로 접안운동과 같은 비선형성이 강한 조종운동에 적합하다. 입력층과 출력층 사이에 하나 이상의 중간층이 존재하는 다층 인식자(Multi-layer perceptron)를 사용하였고, 교사 데이터(Teaching data)와 역전파(Back-Propagation) 알고리즘을 사용하여 신경망의 출력값과 목표 출력값 사이의 오차가 최소가 되도록 신경망 학습을 수행하였다. 접안 시 저속조종 수학모델을 사용하여 접안 시뮬레이션을 수행하였으며, ANN의 입력층 성분(unit)이 8개인 구조와 6개인 구조의 접안 제어를 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 두 ANN에 의하여 접안 경로 선택에 차이가 나타났으나 접안 조건은 모두 만족하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권5호
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• pp.493-501
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• 2014

무인 자가 운반 하역차량(Automated Lifting Vehicle, ALV)은 자동화 컨테이너 터미널에서 컨테이너를 수송하는 무인 차량의 하나로 자가 하역 및 수송 능력을 가지고 있다. 여러 대의 ALV를 이용해 컨테이너를 효율적으로 수송하기 위해서는 ALV가 컨테이너의 이송작업을 시작할 때마다 최소 시간에 주행이 가능한 경로를 실시간으로 찾을 수 있어야 한다. 또한 차량 간의 충돌 및 교착 상태 발생 시 스스로 해결이 불가능한 무인 차량의 특성 상 이러한 충돌 및 교착을 막을 수 있도록 차량이 목적지까지 가기 위해 점유해야 하는 점유 영역과 그 점유 시간을 결정하여 이를 겹치지 않도록 주행 계획을 수립하여야 한다. 하지만 주행 계획 수립을 위한 ALV의 점유 영역에서의 점유 시간 계산은 교통 상황에 따른 주행 시간의 변화나 주행 경로 상에 작업을 수행하는 크레인의 작업 상황의 불확실성 때문에 정확한 추정이 어렵다. 본 논문에서는 개미 집단 최적화 기법을 기반으로 이러한 ALV 도착 시간의 불확실성을 고려한 ALV 주행 계획 수립방안을 제안한다. 시뮬레이션 실험을 통해 제안 방안이 불확실한 환경에서 효율적으로 좋은 경로를 찾아냄을 확인하였다.