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무인선의 도킹을 위한 유도법칙 설계
Design of Guidance Law for Docking of Unmanned Surface Vehicle 원문보기

韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology, v.30 no.3, 2016년, pp.208 - 213  

우주현 (서울대학교 조선해양공학과, 해양시스템공학연구소) ,  김낙완 (서울대학교 조선해양공학과, 해양시스템공학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a potential field-based guidance law for docking a USV (unmanned surface vehicle). In most cases, a USV without side thrusters is an under-actuated system. Thus, there are undockable regions near docking stations where a USV cannot dock to a docking station without causing a coll...

주제어

#도킹   #자동 접안   #유도 법칙   #무인선박  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 앞서 언급한 기존 유도법칙들의 경우, 움직이는 모선 또는 자율수중운동체를 도킹대상으로 삼고있기 때문에 도킹스테이션과의 도킹에서 고려해야 할 도킹불가영역으로의 진입, 무인선박의 동역학 등에 대한 요소를 고려할 수 없다는 특징이 있다. 따라서, 본 연구에서는 이들 요소를 고려할 수 있는 무인선박의 도킹 유도법칙을 제안하고자 한다.
  • 본 논문에서는 무인선박의 도킹을 위한 유도법칙을 제안하였다. 무인선박의 경우, 구동기가 부족한 시스템(Underactuated system)임과 동시에, 회전반경에 대한 비홀로노믹(Non-holonomic)한 구속조건을 갖는데, 이 때문에 도킹이 불가능한 영역이 존재한다.
  • 하지만 무인선박 자율운항기술의 기술성숙도가 완전한 자율운항을 위한 수준까지는 도달하지 못한 관계로 아직까지도 도킹 등 일부 임무에 대해서는 사용자의 원격조정을 통해 운용되는 것이 현실이다. 본 논문에서는 이러한 도킹과정에서 도킹스테이션에 무인선박이 자율적으로 유도되도록 하는 새로운 유도법칙을 제안하였고, 이를 통해 인간의 개입을 감소시키고 무인선박의 자율도(Degree of autonomy)를 증가시키는 것을 목표로 하였다.

가설 설정

  • 1은 본 연구에서 연구대상으로 선정한 무인선박 도킹의 예시를 나타내고 있다. 무인선박은 도킹스테이션의 정보(위치, 방향, 크기)를 사전에 알고 있다고 가정하였고, 이를 바탕으로 유도명령을 생성하였다.
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참고문헌 (8)

  1. Breivik, M., Hovstein, V.E., & Fossen, T.I., 2008. Straight-line Target Tracking for Unmanned Surface Vehicles. Modeling, Identification and Control, 29(4), 131-149. 

    crossref

  2. Breivik, M., Loberg, J.E., 2011. A Virtual Target-based Underway Docking Procedure for Unmanned Surface Vehicles. Proceedings of the 18th IFAC World Congress. Milano, Italy, 13630-13635. 

  3. Breivik, M., Strand, J.P., Fossen, T.I., 2006. Guided Dynamic Positioning for Fully Actuated Marine Surface Vessels. Proceedings of the 6th IFAC MCMC, Lisbon, Portugal. 

  4. Dunbabin, M., Lang, B., Wood, B., 2007. Towards Coordinated Vision-based Docking Using an Autonomous Surface Vehicle. In Proceedings of the Australasian Conference on Robotics and Automation, Brisbane, Australia, 1-8. 

  5. Dunbabin, M., Lang, B., Wood, B., 2008. Vision-based Docking Using an Autonomous Surface Vehicle. Robotics and Automation (ICRA). Pasadena USA, 26-32. 

  6. Feezor, M.D., Sorrell, F.Y., Blankinship, P.R., Bellingham, J.G., 2001. Autonomous Underwater Vehicle Homing/Docking via Electromagnetic Guidance. Oceanic Engineering, 26(4), 515-521. 

    상세보기 crossref

  7. Jantapremjit, P., Wilson, P.A., 2008. Guidance-control Based Path Following for Homing and Docking Using an Autonomous Underwater Vehicle. OCEANS 2008, Kobe Japan, 1-6. 

  8. Martins, A., Almeida, J. M., Ferreira, H., Silva, H., Dias, N., Dias, A., Silva, E.P., 2007. Autonomous Surface Vehicle Docking Manoeuvre with Visual Information. Robotics and Automation, Roma, Italy, 4994-4999. 

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