• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.288-291
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• 2001

This paper present effective odometry error compensation using multisensor fusion for the accurate positioning of mobile robot in navigation. During obstacle avoidance and wall following of mobile robot, position estimates obtained by odometry become unrealistic and useless because of its accumulated errors. To measure the position and heading direction of mobile robot accurately, odometry sensor a gyroscope and an azimuth sensor are mounted on mobile robot and Complementary-filter is designed and implemented in order to compensate complementary drawback of each sensor and fuse their information. The experimental results show that the multisensor fusion system is more accurate than odometry only in estimation of the position and direction of mobile robot.

• 동력기계공학회지
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• 제19권3호
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• pp.36-41
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• 2015

The true north-finding equipment utilizing gyro sensor is used for INS(Inertial Navigation System) and has an increasing preference for gyro compass system due to compact size, lightening, low power and price. The purpose of this experiment is to research gyro compass system providing high performance in the field of manned or unmanned gyro compass system which proposes the accuracy of 1% utilizing experimented equipment at true north of the earth. Unlike the conventional system, the proposed gyro sensor system indicates to be applied in the various and specific equipment using multiple technique and method.

• 로봇학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.217-225
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• 2016

Dynamic Positioning (DP) is used to automatically maintain the position and heading of a floating structure subjected to environmental disturbances. A DP control system is composed of a motion controller to compute the desired force and moment and a thrust allocator to distribute the computed force and moment to multiple thrusters considering mechanical and operational constraints. Among various thruster configurations, azimuth thrusters or propeller/rudder pairs tend to make the allocation problem difficult to solve, because these types of propulsion systems include nonlinear constraints. In this paper, a dynamic positioning strategy for a twin-thruster ship that is propelled by two azimuthing thrusters is addressed, and a thrust allocation method which does not require a numerical optimization solver is proposed. The applicability of the proposed method is demonstrated with an experiment using an autonomous boat.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.1189-1195
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• 2008

We introduce a MEMS-based pedestrian dead reckoning (PDR) system. A walking navigation algorithm for pedestrians is presented and map-matching algorithm for the navigation system based on dead reckoning (DR) is proposed. The PDR is equipped on the human body and provides the position information of pedestrians. And this is able to be used in ubiquitous sensor network (USN), U-hearth monitoring system, virtual reality (VR) and etc. The PDR detects a step using a novel technique and simultaneously estimates step length. Also an azimuth of the pedestrian is calculated using a fluxgate which is the one of magnetometers. Map-matching algorithm can be formulated to integrate the positioning data with the digital road network data. Map-matching algorithm not only enables the physical location to be identified from navigation system but also improves the positioning accuracy. However most of map-matching algorithms which are developed previously are for the car navigation system (CNS). Therefore they are not appropriate to implement to pedestrian navigation system based on DR system. In this paper, we propose walking navigation system and map-matching algorithm for PDR.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.1986-1991
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• 2007

본 논문에서 지구자기장을 측정하여 방위를 결정하는 자기 저항 소자의 경사각의 이상 현상에서 있어 예측할 수 없는 특성에 대해 불확실성에서의 추론을 통해 센서로서의 안정성을 확보하는데 그 목적이 있다. 따라서 퍼지 알고리즘을 적용하여 외부 환경 변화에 민감하게 변화하는 소자의 왜곡현상을 프로그래밍 적인 요소를 실험하여 센서의 왜율적인 요소에서 벗어남을 보인다. 나아가 소자의 고속, 고신뢰성을 갖는 응용에 사용할 수 있음을 보인다.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권6호
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• pp.345-352
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• 2020

This study aims to investigate the crabbing motion of the research vessel "NARA" by full-scale maneuvering trials. The crabbing test method refers to ITTC recommended procedures and guidelines. In order to minimize the fluctuation of the heading angle due to the external force acting on the hull during the pure lateral motion, the tests are conducted using the dynamic positioning system applied to the ship. The test results are analyzed by applying a low-pass filter to remove the noise included in the measurement data. Three conditions are set to define the steady state of crabbing motion. The index to be derived from the crabbing test is quantitatively presented. The ship is confirmed to be capable of the lateral motion of up to 0.844m/s in Beaufort 3.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.129-137
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• 2016

본 연구의 목적은 가까운 미래의 선박운동정보를 이용하는 피드포워드 제어알고리즘과 FPSO 운동 수치 시뮬레이션 모델을 개발하고 시뮬레이션을 통하여 제어알고리즘의 성능을 검증하는 것이다. 본 논문에서는 조류, 바람, 파력 등의 환경하중에 의하여 발생한 선체운동의 미래 예측치를 활용한 피드포워드 제어력을 추가적으로 가지는 Dynamic Positioning System에 대하여 연구한다. 먼저, 조류력, 풍력 및 파력에 대한 수학모델을 선정하여 환경하중에서의 선체운동을 계산하고, 현재의 선체운동 값과 Brown 지수평활 예측모형을 활용하여 미래 선체운동 값을 예측하였다. 또한 위치 유지와 Heading angle 제어를 위한 제어력을 PID(Proportional-Integral-Derivative)이론을 이용하여 결정한 피드백 제어기와 미래 선체운동 값을 이용하여 결정한 피드포워드 제어기로 구성하였다. 그리고 각 Thruster에 요구되는 추력은 라그랑지승수법을 활용하여 분배하였다. 마지막으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)의 운동과 Dynamic Positioning System에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하여 선박의 위치 및 Heading angle 제어에 관한 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 피드백 제어기와 피드포워드 제어기를 동시에 가지는 제어시스템의 성능을 평가하였다. 본 연구의 결과, 피드백 및 피드 포워드 제어기가 적용된 DPS 제어시스템이 기존의 피드백 제어기보다 위치유지 및 헤딩각 유지 능력에서 개선되었고 각 Thruster에 요구되는 평균 제어력 및 최대 제어력의 크기도 감소함을 보였다. 이에 따라 DPS에 요구되는 동력 감축과 Azimuth Thruster 용량의 감소로 인하여 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제38권3호
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• pp.249-255
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• 2002

소형 레이더 신호를 정량적으로 분석하여 해상물표의 운동정보를 실시간으로 추출 및 표시하기 위한 radar target extractor(RTX)를 개발하고, 이 장치를 소형 레이더 장치에 부착시켜 소형 연근해 어선에서도 타선의 진운동정보나 충돌회피정보와 같은 각종의 항해정보를 활용토록 하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 개발한 RTX는 IBM PC 의 ISA bus를 통해 데이터를 입출력할 수 있도록 설계된 신호처리장치로서, 일반 선박용 레이더에서 출력되는 video signal, trigger, antenna bearing pulse, antenna heading mark를 직접 입력할 수 있도록 하였다. 이 장치는 레이더 펄스신호가 해상에 존재하는 물표로부터 반사되어 수신될 때, 그 물표의 신호정보 및 위치좌표정보를 PC 의 CPU 에 의해 처리하지 않고 RTX 자체에 내장된 전용 DSP를 이용하여 실시간으로 처리하도록 하였다. 이 장치에 서 video 신호는 analog devices 사의 AD9042 (12 bit, 40 MHZ monolithic A/D converter)를 이용하여 digital 신호로 변환되고, 그 화상 신호는 CRT에 PPI 방식으로 표시되었다. 이 때 안테나가 회전하면서 탐지한 레이더 물표의 echo 신호는 echo 신호의 강도가 증가하면서 다른 물표의 위치와 구별되면 하나의 물표로서 판정한다. 이 경우, 표적식별 알고리즘은 물표가 미리 설정한 물표포착영역(target acquiring zone)내에 있고, 해당 물표의 크기와 다른 물표와의 거리등에 대한 데이터가 식별기준을 만족하는가에 대한 처리를 수행하도록 개발되었다. 본 연구는 현재 소형어선에 탑재되고 있는 소형레이더의 성능 향상에 크게 기여할 것으로 판단되고, 또한 소형어선용 저가형 ARPA 시스템의 국산화에 필요한 기반기술을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권4호
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• pp.359-365
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• 2011

기동형 경계 로봇은 공항이나 항구 등의 공공 지역을 보호하기 위한 기동형 차량 시스템에 고정되어 있는 경계 로봇을 말한다. 이러한 기동형 경계 로봇은 사격 시스템, 카메라 시스템, 임베디드 시스템 그리고 AHRS 센서로 구성되어 있다. 또한 고각과 방위각을 위한 2 축 제어가 가능하도록 설계되었다. 안정화된 영상과 사격을 위해 이 시스템은 차량의 모션으로부터 발생하는 외란에 대한 보상을 통해 안정화가 되어야 한다. 본 논문에서는 ADAMS 와 Matlab/Simulink 를 이용해서 기동형 경계로봇의 가상 모델을 생성하고 제안한 안정화 알고리즘을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 또한 가상모델에 상응하는 모형의 기동형 경계 로봇과 6 축 모션 시뮬레이터를 이용하여 안정화 알고리즘을 실험적으로 검증하였다.