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COLREG를 고려한 퍼지 제어 기반의 무인수상선 자율운항 연구
손동기(Dong-gi Son),김동헌(Dong Hun Kim) 한국지능시스템학회 2021 한국지능시스템학회논문지 Vol.31 No.1
본 논문에서는 국제해상충돌예방규칙(COLREG)을 고려한 퍼지제어(Fuzzy Control) 기반의 USV(Unmanned Surface Vehicle)의 자율운항(Autonomous Navigation System) 방법을 제시하며 ROS 시뮬레이션 시스템인 Gazebo를 이용하여 검증을 진행한다. USV의 자율운항을 위하여 퍼지기반의 연구들이 최근 활발히 진행되어 왔다. 하지만, 선박의 충돌과 관련된 예방 규칙인 COLREG를 고려한 연구는 활발히 진행되고 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 ROS Gazebo에서 2D 라이다센서를 가지고 있는 USV를 제작하여 제안한 알고리즘에 대한 검증을 진행한다. USV의 목적지까지 이동은 비례 제어를 이용하였으며, 고정 장애물이나 이동 장애물을 만나게 되면 퍼지 제어를 이용하여 COLREG에 어긋나지 않게 장애물을 회피하여 목적지 까지 이동하게 된다. 또한, 퍼지 제어를 이용한 장애물 회피에서 USV가 경로방향과 크게 달라지면 USV의 선수 방향을 조정하는 알고리즘을 제안하고 검증하였다. This paper presents the method of autonomous navigation system of fuzzy control-based USV (Unmanned Surface Vehicle) considering the international maritime collision prevention rules (COLREG), and carries out verification using the ROS simulation system, Gazbo. Research related to the USV autonomous navigation is actively being conducted. However, studies have not been actively carried out considering COLREG, a precautionary rule related to ship collisions. Therefore, in this paper, we propose autonomous navigation of USV with 2D lidar sensor in ROS Gazebo and proceed with verification of proposed algorithm. Proportional control is used to move the USV to the destination, and when a fixed obstacle or moving obstacle is encountered, the movement to the destination is made by avoiding obstacles that do not violate the COLREG by using fuzzy control. In addition, algorithms were proposed and validated to adjust the competitor’s direction of the USV if the USV deviated heavily from the path in obstacle avoidance using fuzzy control.
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Reynolds수와 난류강도의 변화에 따른 실린더 주위 유동 박리점의 거동에 관한 실험적 연구
임용섭,손동기,양경수,이준식,Im,Yong-Seop,Son, Dong-Gi,Yang, Gyeong-Su,Lee, Jun-Sik 대한기계학회 1998 大韓機械學會論文集B Vol.22 No.7
The influences of the Reynolds number and free-stream turbulence intensity on the flow separation behavior around a circular were investigated experimentally. The range of the Reynolds number and turbulence intensity considered are 10,000 ~ 45,000 and 0.3 ~ 6.8%, respectively. Because of ineffectiveness of using time-mean value of hot-film sensor signals in determining the separation location around the cylinder, a new method using phase-difference of hot-film sensor signals with hot-wire being located in shedding vortex is suggested. The validity of the present method is confirmed by the comparison with flow visualization.
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터널 내부 도상 블록형 흡음재의 고속철도차량 내부 소음에 미치는 영향에 대한 고찰
이상헌,정철웅,이송준,김재환,손동기,심규철,Lee, Sang-heon,Cheong, Cheolung,Lee, Song-June,Kim, Jae-Hwan,Son, Dong-Gi,Sim, Gyu-Cheol 한국음향학회 2018 韓國音響學會誌 Vol.37 No.4
최근 여러 환경적인 요인으로 인해 기존의 자갈 도상의 터널에서 콘크리트 도상의 터널로 교체가 되고 있지만 콘크리트 도상 터널의 경우 자갈 도상의 터널 보다 소음에 악영향을 미치고 있어 부수적으로 소음에 대한 대책이 필요한 실정이다. 이러한 대책 중 하나로 흡음블록은 설치의 제약이 적고 쉽고 빠르게 설치가 가능하기 때문에 많은 철도에서 시범적으로 적용되고 있다. 하지만 실제 환경과 운영조건에서 흡음블록의 성능에 대한 검증이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 터널 내의 흡음블록의 성능을 확인하기 위해 흡음블록의 소음저감효과의 예측뿐만 아니라 호남선의 달성터널의 일부 구간에 흡음블록 설치 전 후의 KTX 실내 소음을 측정하고 그 결과를 비교, 분석하였다. ISO 3381를 준용한 측정장비, 측정방법을 사용하여 고속철도차량 실내소음을 측정하였으며, 터널 내부 운행시간동안에 등가소음도를 계산했다. 또한 흡음블록의 주파수별 흡음특성과 객실내부 장치소음이 영향을 주는 주파수 영역의 영향을 고려하기 위하여 가청주파수 영역 전체에 대한 등가소음도 뿐만 아니라 1/3-octave band를 기초로 주파수 영역대별 영향도도 함께 분석하였다. 또한, 열차의 운행속도와 측정시의 환경조건 등을 고려하여 흡음블록의 실내소음에 대한 영향을 평가하기 위하여 달성터널 전후에 위치한 터널내부 소음 측정값을 사용하여 보정하였다. 측정 결과의 분석을 통하여 흡음블록위에서 주행 할 때 최대 6.8 dB(A) 저감량을 나타내었다. 최종적으로 열차실내소음에 대한 1/3-octave band SPLs(Sound Pressure Levels) 예측값과 실측값을 비교하여 흡음블록에 의한 소음저감 메커니즘에 대한 이해를 증진시켰다. Recently, due to various environmental problems, blast tracks in tunnel are replaced with concrete tracks, but they have more adverse effects on noise than blast tracks so that additional noise measures are needed. Among these measures, sound-absorbing blocks start to be used due to its easy and quick installation. However, the performance of sound absorption blocks need to be verified under real environmental and operational conditions. In this paper, interior noise levels in KTX train cruising in Dalseong tunnel are measured before and after the installation of sound-absorbing blocks and the measured data are analyzed and compared. Additionally, noise reduction are estimated by modeling the high speed train, the tunnel and absorption blocks. Measurement devices and methods are used according to ISO 3381 and the equivalent sound pressure levels during the cruising time inside the tunnel are computed. In addition to overall SPLs(Sound Pressure Levels), 1/3-octave-band levels are also analyzed to account for the frequency characteristics of sound absorption and equipment noise in a cabin. In addition, to consider the effects of train cruising speeds and environmental conditions on the measurements, the measured data are corrected by using those measured during the train-passing through the tunnels located before and behind the Dalseong tunnel. Analysis of measured results showed that the maximum noise reduction of 6.8 dB (A) can be achieved for the local region where the sound-absorbing blocks are installed. Finally, through the comparison of predicted 1/3-octave band SPLs for the KTX interior noise with the measurements, the understanding of noise reduction mechanism due to sound-absorbing blocks is enhanced.
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