• 로봇학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.8-15
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• 2024

This paper proposes a linear model predictive control of 6-DOF remotely operated underwater vehicles using nonlinear robust internal-loop compensator (NRIC). First, we design a integrator embedded linear model prediction controller for a linear nominal model, and then let the real model follow the values calculated through forward dynamics. This work is carried out through an NRIC and in this process, modeling errors and external disturbance are compensated. This concept is similar to disturbance observer-based control, but it has the difference that H_∞ optimality is guaranteed. Finally, tracking results at trajectory containing the velocity discontinuity point and the position tracking performance in the disturbance environment is confirmed through the comparative study with a traditional inverse dynamics PD controller.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.214-219
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• 2007

본 논문은 자율주행차량과 로봇의 안내를 위한 새로운 자계위치인식방법을 제안한다. 차량 및 로봇이 자율주행을 하기 위해서는 이동경로상의 현재 위치를 인식하는 것이 기본적으로 요구된다. 자계기반 자율주행차량과 로봇은 자성체로부허 발생되는 자계를 계측하여 위치정보를 검출한다. 이러한 자계위치인식시스템에서 지구자계는 기본적인 왜란으로 작용한다. 본 논문에서는 지구자계의 영향을 제거하기 위해 다수의 1축 자계센서 열을 구성하였으며, 자계센서 출력의 선형동작영역을 이용하여 정밀한 위치인식시스템을 개발하였다. 제안하는 방법이 자율주행차랑과 로봇의 안내를 위해 사용 가능함을 실험을 통하여 검증하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권4호
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• pp.49-60
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• 2008

현재 비디오 영상처리시스템(VIPS: Video Image Processing System)은 실시간으로 들어오는 영상정보를 분석하여 유용한 정보를 제공하고, 하나의 카메라로 여러 차로를 동시에 감시할 수 있는 알고리즘으로 교통량, 속도뿐만 아니라 밀도 및 점유율 등 다양한 정보를 제공하나, 안전지대에서는 효과적이지 못한다. 그러나, 영상검지시스템에서 개별차량에 대한 추적시스템으로 개발할 경우 사고 및 차로 변경의 위험요소 감지 등 실시간으로 보다 다양한 정보를 제공할 수가 있다. 본 논문은 컴퓨터비전 기술을 이용하여 개별차량의 추적시스템을 개발하였으며, 이 시스템을 실제 도로영상에 적용하여 Tripwire에서 수집할 수 있는 교통정보뿐만 아니라 사고, 상충정보 등 다양한 정보를 제공한다. 본 연구의 검증을 위하여 개별차량 추적시스템으로 1) 돌발상황 감지 2) 급차로 변경과 같은 비정상적인 차량흐름의 경우를 감지하는 실험을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.514-521
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• 2021

수식적 해법을 이용하여 교차로 교통사고 충돌 속도를 산정을 위해서는 충돌 전 차량 진입각 및 충돌 후 차량 이탈각 추정은 비교적 쉽지만, 충돌 후 차량의 감속을 분석하기는 매우 어렵다. 충돌 지점부터 최종 위치까지 이동하는 과정에서 노면 흔적이 발생하지 않으면, 충돌 후 차량의 감속을 분석하기 어렵다. 차량의 주행 특성에 따른 관성력과 충돌 부위 및 충돌 속도에 따른 편심력 등의 작용으로 충돌 후 차량 운동 궤적은 불규칙한 곡선 궤적을 보인다. 그러므로, 정확한 충돌 속도 분석을 위해서는 충돌 후 적정한 이탈각을 설정하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컴퓨터 시뮬레이션(PC-Crash)을 이용한 모의 충돌 실험 자료에 근거하여 충돌 후 적정한 차량 이탈각과 충돌 속도와의 상관관계를 분석하여 회귀 분석 모형을 제안하고, 교차로 충돌사고에 차량 이탈각만을 적용한 충돌 속도 산출 방법을 제시하였다. 본 연구의 회귀 분석 모형에서 결정 계수는 0.864이므로 제시한 회귀 분석 모형이 매우 적합하다는 것을 알 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권2호
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• pp.155-166
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• 2021

본 논문에서는 한국형발사체 2, 3단을 수정하여 500 kg 급 차세대 중형위성(CAS500)을 지구 저궤도(LEO)에 단독 발사할 수 있는 2단형 소형발사체를 설계하였다. 한국형발사체는 3단 발사체이므로 소형발사체로의 활용을 위해서는 단별 속도증분이 새롭게 분배되어야 한다. 이를 위하여 설계 변수로는 단 질량비, 구조비와 1, 2단 엔진 옵션을 고려하였으며, 이에 대한 단 설계 및 궤적해석을 수행하였다. 결과 검토로부터 500 kg 급 위성의 LEO 단독 발사가 가능한 소형발사체 설계변수의 조합을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.229-236
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• 2016

본 연구에서는 자주박격포의 다물체동역학 모델을 만든 뒤, 포탄의 탄도학을 고려하여 시뮬레이션 하였다. 자주박격포 모델은 박격포 모델 및 차량 모델로 구성하였으며, 상용 다물체 해석 프로그램인 RecurDyn 을 사용하였다. 차량 모델은 6 자유도 강체플랫폼으로 모델링 하였으며, 박격포 발사 직후의 움직임에는 강내탄도학을 적용하였다. 강내탄도학 해석의 결과를 바탕으로, 포신을 떠난 후의 강외탄도 해석을 수행하였다. 몬테카를로 기법을 활용한 반복 해석으로 발사각과 차량 동특성에 의한 변동이 고려된 탄착점의 분산도를 구하여 사격정확도를 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권7호
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• pp.544-551
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• 2014

발사체 개념설계 교육 및 추진기관 요구 분석에 활용을 목적으로 발사체 성능 해석 프로그램을 작성하였으며, 이를 이용하여 액체로켓 부스터를 장착한 한국형발사체의 성능해석을 수행하였다. 액체로켓 부스터의 성능은 75톤급 액체로켓엔진을 기본으로 하여 한국형발사체의 2단부 구조비를 참고하였다. 발사체의 성능해석은 700 km궤도를 목표로 부스터의 수를 2, 3, 4개로 늘려가며 분석하였다. 발사체 궤적은 비행환경을 고려한 2차원으로 가정하였다. 부스터를 장착하는 경우 탑재가능화물 무게는 3톤까지 증가함을 확인하였지만, 화물 능력은 상단부의 추력에 크게 제한받는 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권6호
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• pp.27-33
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• 2014

KSLV-I 나로호 2단은 희박영역에서 킥모터 연소 종료 후 탑재된 나로과학위성과 분리한다. 위성과 분리된 나로호 2단은 킥모터 잔류추력 플룸을 고려하여 위성에 대한 오염 및 충돌 회피 기동(CCAM)을 수행한다. 이때 위성 예상 궤도는 킥모터 잔류추력의 Plume Density가 충분히 낮은 영역을 통과해야만 위성의 성능 보증 및 오염을 피할 수 있다. 이를 확인하기 위해서는 CCAM을 수행하는 나로호 2단 킥모터 잔류추력 Plume Density에 대한 정확한 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 희박영역에서 널리 사용되는 DSMC 방법을 이용하여 고고도에서의 킥모터 노즐 내부를 해석하여 연속체방정식의 해와 비교하여 그 타당성을 검증한 후, 커플링 방법을 사용하여 계산 영역을 확장하여 킥모터 잔류추력의 Plume Density를 시뮬레이션 함으로써, 나로호 2단과 분리된 위성의 궤도가 킥모터 잔류추력의 Plume Density로부터 안전하다는 것을 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권3호
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• pp.545-554
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• 2017

Among various applications of the High Altitude Long Endurance (HALE) Unmanned Aerial Vehicle (UAV), this paper has a focus on the Global Positioning System (GPS) utilizing pseudolite and its improved performance, particularly during the multi-purpose missions. In a multi-purpose mission, the HALE UAV follows a specified flight trajectory for both navigation applications and missions. Some of the representative HALE missions are remote exploration, surveillance, reconnaissance, and communication relay. During these operations, the HALE UAV can also be an additional positioning signal source as it broadcast signals using pseudolite. The pseudolite signal can improve the availability, accuracy, and reliability of the GPS particularly in areas with poor signal reception, such as shadowed regions between tall buildings. The improvement in performance of navigation is validated through simulations of multi-purpose missions of the solar-powered HALE UAV in an urban canyon. The simulation includes UAV trajectory generation at stratosphere and uses actual geographical building data. The results indicate that the pseudolite-equipped HALE UAV has the potential to enhance the performance of the satellite navigation system in navigationally degraded regions even during multi-purpose operations.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제3권4호
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• pp.509-523
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• 2005

We are developing a novel framework, PRIDE (PRediction In Dynamic Environments), to perform moving object prediction (MOP) for autonomous ground vehicles. The underlying concept is based upon a multi-resolutional, hierarchical approach which incorporates multiple prediction algorithms into a single, unifying framework. The lower levels of the framework utilize estimation-theoretic short-term predictions while the upper levels utilize a probabilistic prediction approach based on situation recognition with an underlying cost model. The estimation-theoretic short-term prediction is via an extended Kalman filter-based algorithm using sensor data to predict the future location of moving objects with an associated confidence measure. The proposed estimation-theoretic approach does not incorporate a priori knowledge such as road networks and traffic signage and assumes uninfluenced constant trajectory and is thus suited for short-term prediction in both on-road and off-road driving. In this article, we analyze the complementary role played by vehicle kinematic models in such short-term prediction of moving objects. In particular, the importance of vehicle process models and their effect on predicting the positions and orientations of moving objects for autonomous ground vehicle navigation are examined. We present results using field data obtained from different autonomous ground vehicles operating in outdoor environments.