• 한국항행학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.288-298
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• 2015

무인기 상용화를 위해서는 유인기 수준의 안전성을 확보할 수 있는 공중 및 지상 의 충돌경보 및 회피시스템 (sense and avoid or SAA) 개발과 검증이 필요하다. SAA 검증을 위한 비행시험은 높은 시험비용과 사고위험 때문에 많은 시험사례(test case)를 검토하기 어려우므로 시뮬레이션 시험으로 보완하는 것이 필수적이다. SAA 시뮬레이션 시험을 위해 flight simulator, Matlab/Simulink 시뮬레이터와 항전장비 시뮬레이션 모델들이 서로 연동하는 통합 무인기 시뮬레이션 환경을 구축하였다. 사례연구로서 TCAS 충돌경보 simulink 모델을 개발하고 Flight Gear와 연동하여 통합 무인기 시뮬레이션 환경을 구축하였고 이를 encounter model을 이용하여 검증하였다. 통합 무인기 시뮬레이션 환경을 활용하면 항전장비 개발주기의 개념설계 단계부터 부품 및 시스템의 성능/신뢰성 분석을 시작할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권10호
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• pp.39-50
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• 2005

본 논문에서는 IEEE 802.11 WLAN의 MAC인 DCF의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안하고 이를 수학적으로 분석한다. IEEE 802.11 WLAN의 MAC에서는 데이터를 전송하기 위한 방법으로 "Distributed Coordination Function(DCF)"과 "Point Coordination Function(PCF)"를 사용하며, DCF의 경우 Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA)를 기반으로 한다. CSMA/CA는 단말 간의 충돌을 줄이기 위해서 임의의 backoff time을 각 단말의 contention window(CW) 범위에서 결정한다. 단말은 패킷 전송 후 충돌시 윈도우 크기를 두배로 증가시키며, 성공적인 전송 후에는 윈도우 크기를 최소 CW로 감소하게 된다. 본 논문에서는 패킷의 정상적인 전송 후에 윈도우 값을 서서히 감소함으로써 현재 WLAN의 망 상태정보를 계속 활용함으로써 패킷 충돌 확률을 낮추는 알고리즘을 제안하였고, 불포화상태에서의 전송량에 대한 수학적 분석을 하였다 또한, 시뮬레이션을 통해 WLAN의 포화상태에서 전송량이 향상되었음을 보였고, 수학적 분석 결과와 시뮬레이션 결과가 일치함을 확인하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제9권1호
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• pp.61-67
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• 2008

본 논문에서는 IEEE 802.11 WLAN의 MAC인 DCF의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안하고 이를 시뮬레이션으로 분석한다. IEEE 802.11 WLAN의 MAC에서는 데이터 전송을 제어하기 위한 방법으로 DCF와 PCF를 사용하며, DCF의 경우 CSMA/CA를 기반으로 한다. CSMA/CA는 스테이션간의 충돌을 줄이기 위해서 임의의 Backoff time을 각 스테이션의 CW(Contention Window) 범위에서 결정한다. 스테이션은 패킷 전송 후 충돌이 발생하면, 윈도우 크기를 두 배로 증가시키며, 패킷을 성공적으로 전송하면 윈도우 크기를 최소 CW로 감소한다. DCF는 경쟁 스테이션이 적은 상황에서는 비교적 우수한 성능을 보이나 경쟁 스테이션의 수가 많은 경우 처리율, 지연 관점에서 성능이 저하되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 패킷 전송 후 충돌이 발생하면 윈도우 값을 최대 CW로 증가시키고 패킷의 정상적인 전송후에는 윈도우 값을 서서히 감소함으로써 현재 WLAN의 망 상태정보를 계속 활용함으로써 패킷 충돌 확률을 낮추는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘의 효율성을 입증하기 위해 시뮬레이션을 수행하여 그 타당성을 제시하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권4호
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• pp.75-82
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• 2006

In this paper, we propose an optimal trajectory for biped robots to move up-and-down stairs using a genetic algorithm and a computed-torque control for biped robots to be dynamically stable. First, a Real-Coded Genetic Algorithm (RCGA) which of operators are composed of reproduction, crossover and mutation is used to minimize the total energy. Constraints are divided into equalities and inequalities: Equality constraints consist of a position condition at the start and end of a step period and repeatability conditions related to each joint angle and angular velocity. Inequality constraints include collision avoidance conditions of a swing leg at the face and edge of a stair, knee joint conditions with respect to the avoidance of the kinematic singularity, and the zero moment point condition with respect to the stability into the going direction. In order to approximate a gait, each joint angle trajectory is defined as a 4-th order polynomial of which coefficients are chromosomes. The effectiveness of the proposed optimal trajectory is shown in computer simulations with a 6-dof biped robot that consists of seven links in the sagittal plane. The trajectory is more efficient than that generated by the modified GCIPM. And various trajectories generated by the proposed GA method are analyzed in a viewpoint of the consumption energy: walking on even ground, ascending stairs, and descending stairs.

• 전기학회논문지
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• 제64권10호
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• pp.1479-1485
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• 2015

Robot's technology was very simple and repetitive in the past. Nowadays, robots are required to perform intelligent operation. So, path planning has been studied extensively to create a path from start position to the goal position. In this paper, potential field algorithm was used for path planning in dynamic environments. It is used for a path plan of mobile robot because it is elegant mathematical analysis and simplicity. However, there are some problems. The problems are collision risk, avoidance path, time attrition. In order to resolve path problems, we amalgamated potential field algorithm with the artificial neural network system. The input of the neural network system is set using relative velocity and location between the robot and the obstacle. The output of the neural network system is used for the weighting factor of the repulsive potential function. The potential field algorithm problem of mobile robot's path planning can be improved by using artificial neural network system. The suggested algorithm was verified by simulations in various dynamic environments.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제7권4호
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• pp.29-34
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• 2021

실 환경에서 로봇에 강화학습을 적용하기 위해서는 수많은 반복 학습이 필요하므로 가상 환경에서의 시뮬레이션을 사용할 수밖에 없다. 또한 실제 사용하는 로봇이 저사양의 하드웨어를 가지고 있는 경우 계산량이 많은 학습 알고리즘을 적용하는 것은 어려운 일이다. 본 연구에서는 저사양의 하드웨어를 가지고 있는 모바일 로봇의 장애물 충돌 회피 문제에 강화학습을 적용하기 위하여 가상의 시뮬레이션 환경으로서 Unity에서 제공하는 강화학습 프레임인 ML-Agent를 활용하였다. 강화학습 알고리즘으로서 ML-Agent에서 제공하는 DQN을 사용하였으며, 이를 활용하여 학습한 결과를 실제 로봇에 적용해 본 결과 1분간 충돌 횟수가 2회 이하로 발생하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 지능정보연구
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• 제11권3호
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• pp.25-43
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• 2005

자동화 컨테이너 터미널의 생산성을 향상시키기 위해서는 장치장과 선석 사이를 오가며 컨테이너를 운반하는 무인 유도 차량(Automated Guided Vehicle; AGV)을 효율적으로 운영하여야 한다. 터미널에서 사용되는 AGV는 고정된 경로를 따르지 않고 자유롭게 주행할 수 있다. 이러한 특성을 가진 AGV들을 효율적으로 운영하기 위해서는 복잡하고 정교한 AGV교통 통제 시스템이 요구된다. AGV 주행 경로를 유연하게 설정하면 AGV가 주행하는 거리는 짧아지지만, AGV간의 충돌과 교착을 야기하는 경로간의 겹침과 교차 횟수는 늘어나게 된다. 따라서 모든 AGV의 경로를 사전에 세밀하게 분석하여 완벽하게 교착을 회피하는 방안은 계산 비용 측면에서 실시간에 적용하기가 어렵다. 본 논문에서는 빈번히 발생하는 두 AGV간의 충돌과 교착은 사전에 예측하여 회피하고, 셋 이상의 AGV간의 교착은 발생 후에 이를 감지하여 해결하는 방안을 제안한다. 본 제안 방안은 계산 비용이 적어 실시간 적용이 용이하다. 시뮬레이션을 통해 본 제안 방안의 효율성과 효용성을 검증하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권1호
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• pp.87-99
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• 2015

In recent years, the development of autonomous surface vehicles has been a field of increasing research interest. There are two major areas in this field: control theory and path planning. This study focuses on path planning, and two objectives are discussed: path planning for Unmanned Surface Vehicles (USVs) and implementation of path planning in a real map. In this paper, satellite thermal images are converted into binary images which are used as the maps for the Finite Angle $A^*$ algorithm ($FAA^*$), an advanced $A^*$ algorithm that is used to determine safer and suboptimal paths for USVs. To plan a collision-free path, the algorithm proposed in this article considers the dimensions of surface vehicles. Furthermore, the turning ability of a surface vehicle is also considered, and a constraint condition is introduced to improve the quality of the path planning algorithm, which makes the traveled path smoother. This study also shows a path planning experiment performed on a real satellite thermal image, and the path planning results can be used by an USV.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제15권3호
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• pp.8-13
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• 2018

This paper presents a phase portrait analysis-based safety control algorithm for excavators, using adaptive sliding mode control. Since working postures and material types cause the excavator's rotational inertia to vary, the rotational inertia was estimated, and this estimation was used to design an adaptive sliding mode controller for collision avoidance of the excavator. In order to estimate the rotational inertia, the recursive least-squares estimation with multiple forgetting was applied with the information of the swing velocity of the excavator. For realistic evaluation, an actual working scenario-based performance evaluation was conducted. Based on the estimated rotational inertia and an analysis of estimation errors, sliding mode control inputs were computed. The actual working scenario-based performance evaluation of the designed safety algorithm was conducted, and the results showed that the developed safety control algorithm can efficiently avoid a collision with an object in consideration of rotational inertia variations.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제1권1호
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• pp.47-55
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• 1998

본 논문에서 저자들은 혼잡도의 관점에서 해상 교통 환경에 대한 평가를 시도하였다. 이를 위해서 우선 평가를 위한 정보를 얻기 위하여 해상 교통류에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 이 시뮬레이션은 해상 교통 환경에 대한 광범위한 자료 조사를 바탕으로 하며 통계적인 방법들을 이용하여 이 조사 자료들을 시뮬레이션에 반영하였다. 다음으로 충돌 회피 시스템 개발을 위하여 제안된 충돌 위험도 추론 방법들을 이용하여 혼잡도 정의와 추론을 시도하였다. 이와 같이 정량화된 혼잡도는 해상 교통 환경의 설계 및 개선에 유용한 많은 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.