무인차량용 다중채널 무선원격 제어시스템의 설계

김진관(Jin-Kwan Kim),유영재(Young-Jae Ryoo) 한국지능시스템학회 2014 한국지능시스템학회논문지 Vol.24 No.5

본 논문에서는 무인차량용 다중채널 무선원격 제어시스템의 설계방안을 제안한다. 기존의 무선원격 제어시스템은 단일 제어채널로 구성되어 제어채널에 고장이 발생하였을 때 응급대처가 불가능한 문제점이 있다. 따라서 휴대용 무선원격 제어기와 스테이션용 무선원격 제어로 구성되는 다중채널 무선원격시스템을 제안한다. 무인차량용 다중채널 무선원격 제어시스템을 개발하기 위하여 휴대용 무선원격 제어기와 휴대용 무선원격 제어기를 설계 및 개발하였다. 개발한 무선원격 제어시스템의 성능을 확인하기 위하여 무인차량에 적용하여 주행 실험을 실시하였다. 무선원격제어기의 고장 시 휴대용 무선원격 제어기를 이용한 비상정지 실험과 휴대용 무선원격제어기의 고장 시 스테이션용 원격제어시스템을 이용한 비상정지 실험을 실시한 결과 모두 만족하는 비상정지 성능을 발휘함을 검증하였다. In this paper, a design of multiple channel wireless remote control system for unmanned vehicle is proposed. One of serious problems of the previous wireless remote control system is that it does not work when a control channel is damaged in case of emergency because it`s composed of single control channel. Therefore, we propose the multiple channel wireless remote system which is composed of a portable wireless remote controller and a stationary wireless remote controller. The portable wireless remote controller and stationary wireless remote controller are designed and the multiple channel wireless remote control system for unmanned vehicles in developed. By applying to the unmanned vehicle to check its performance. The wireless remote control system is tested. Emergency stop using the portable wireless remote controller is tested when the stationary wireless remote controller is damaged. Also, emergency stop using the stationary wireless remote controller is tested when the portable wireless remote controller is damaged. The result of emergency stop test shows satisfied performance.

Operational Performance Evaluation of Remote Controllers for Manual Control of UAV

Kawng-Soo Park(박광수),Seong-Hwan Kim(김성환),Giancarlo Eder Guerra Padilla,Kun-Jung Kim(김건중),Kee-Ho Yu(유기호) 제어로봇시스템학회 2018 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.24 No.4

Recently, unmanned aerial vehicles (UAV) have been used widely for various applications, but the role of the human operator for their operation and control is indispensable because of lack of control system’s autonomy. To improve the performance of the manual control of UAVs, a well-designed remote controller is needed, and the evaluation of operational performance of such a remote controller is important. In this paper, a single-stick remote controller of the joystick type was designed and evaluated in comparison with a conventional dual-stick remote controller. A comparative evaluation of operational performance in a simulation experiment using a quadrotor UAV was carried out. The results of the simulation experiment showed that the single-stick remote controller was superior to the dual-stick conventional one in all of the factors evaluated in the given manual control mission: the average operation time, tracking error rate, and learning effect. Also, subjective evaluations about the convenience of the control operation and the intuitiveness of the motion control for each remote controller were obtained by ratings from the experiment participants.

자율운항선박 원격제어 관련 제어 데이터와 운용자의 적합성 평가 방법

노화섭(Hwa-Sop Roh),김홍진(Hong-Jin Kim),임정빈(Jeong-Bin Yim) 한국항해항만학회 2024 한국항해항만학회지 Vol.48 No.3

원격제어는 자율운항선박의 원격 운용에 적용하기 위한 것으로, 운용자가 원격제어 시스템에서 생성되는 제어 데이터를 이용하여 수행한다. 성공적인 원격제어를 위해서는 원격제어 3원칙(안전성, 신뢰성, 가용성)의 준수가 필요한데, 이를 위해서 우선적으로 제어 데이터와 운용자 양쪽에 대한 원격제어 적합성이 확보되어야 한다. 또한, 원격제어 적합성 평가를 위해서는 실제 선박에 대한 실험이 필요한데, 현재 이와 관련된 국제규정이 마련되어 있지 않고, 실제 선박에 대한 실험은 위험하며, 많은 비용과 시간이 걸리는 등의 문제가 있다. 본 연구의 목적은 실제 선박조종에 사용된 제어장치들의 출력 값을 이용한 적합성 평가 방법의 개발에 있다. 이 연구에서는 선박 제어장치의 출력 값을 제어 데이터로 이용한 데이터 적합성과 출력 값에 대한 운용자의 추종 값을 이용한 운용자 적합성 등의 2가지 방법을 제안하였다. 실험은 국립한국해양대학교 실습선 ‘한나라’호의 원격제어를 위해 구성된 육상 원격제어 시스템을 이용하였다. 실험방법은 실습선의 제어장치에서 출력된 값에 대한 운용자의 추종 값을 획득함과 동시에 이 추종 값이 포함된 추종 데이터를 선박과 육상 사이에서 송수신하는 절차의 반복과정을 통해 수행하였다. 평가 결과, 데이터에 관한 송수신 성능은 원격운용에 적합한 것으로 나타났으나, 운용자의 추종 성능은 더 많은 교육과 훈련이 필요한 것으로 분석되었다. 그래서 제안한 평가방법은 원격제어의 3원칙 확보에 필요한 제어 데이터와 원격 운용자 양쪽의 적합성 평가와 분석에 적용 가능함을 알았다. Remote control is used for operating maritime autonomous surface ships. The operator controls the ship using control data generated by the remote control system. To ensure successful remote control, three principles must be followed: safety, reliability, and availability. To achieve this, the suitability of both the control data and operators for remote control must be established. Currently, there are no international regulations in place for evaluating remote control suitability through experiments on actual ships. Conducting such experiments is dangerous, costly, and time-consuming. The goal of this study is to develop a suitability evaluation method using the output values of control devices used in actual ship operation. The proposed method involves evaluating the suitability of data by analyzing the output values and evaluating the suitability of operators by examining their tracking of these output values. The experiment was conducted using a shore-based remote control system to operate the training ship 'Hannara' of Korea National Maritime and Ocean University. The experiment involved an iterative process of obtaining the operator's tracking value for the output value of the ship's control devices and transmitting and receiving tracking data between the ship and the shore. The evaluation results showed that the transmission and reception performance of control data was suitable for remote operation. However, the operator's tracking performance revealed a need for further education and training. Therefore, the proposed evaluation method can be applied to assess the suitability and analyze both the control data and the operator's compliance with the three principles of remote control.

Optimal LQG Control for Networked Control Systems with Remote and Local Controllers

Xiao Liang,Juanjuan Xu,Xiao Lu,Qingyuan Qi,Haixia Wang,Rong Gao 제어·로봇·시스템학회 2020 International Journal of Control, Automation, and Vol.18 No.1

We consider the finite horizon optimal LQG control problem for networked control systems with a remote controller, a local controller and communication channels with packet dropouts and transmission delays. The local controller can directly observe state signals and send them to the remote controller via a packet-dropout channel. Then the remote controller sends the received measurement signals to the local controller. Afterwards, the two controllers operate the plant through a delayed channel. The contributions of this paper are as follows: Firstly, at the side of the remote controller, we develop an optimal estimator to show that the separation principle holds. Secondly, we derive a non- homogeneous relationship between the state and the costate of systems in virtue of the maximum principle. Finally, a necessary and sufficient condition for the optimal control problem is derived in terms of the two coupled Riccati equations. Numerical examples are employed to illustrate the theoretical results.

웹 기반 원격제어 플랫폼의 사용자 인터페이스와 제어 기법에 관한 연구

이강원,신예진,이연지,설순욱 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2017 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.7 No.6

스마트 홈 분야가 주목받고 있음에 따라 하나의 컨트롤러로 다양한 전자제품을 통합적으로 제어하기 위한 연구가 진행되어 왔다. 기존 연구들은 별도의 범용 컨트롤러나 리모컨 역할을 하는 애플리케이션을 개발하고 제품별 제어 화면을 구성하여 전자제품을 제어하는 방식이다. 그러나 이러한 방식들은 전용의 컨트롤러를 개발해야 하고 전자제품마다 별도의 제어 화면을 구성하여 전자제품을 제어하기 때문에 다양한 전자제품을 제어하기에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 웹 기반의 원격제어 플랫폼을 제안한다. 다양한 전자제품의 사용자 인터랙션을 분류하여 여러 장치에서 적용 가능한 범용 사용자 인터페이스를 정의하고 API로 구현한다. 제안하는 API를 IPTV와 자동차 내비게이션 장치에 적용하여 웹 브라우저만 있으면 제어가 가능함을 확인한다. 또한, 연속적인 제어 요청을 효율적으로 처리하기 위하여 다수의 제어 요청을 그룹핑하는 기법을 제안하고 응답시간과 데이터 사용량의 개선을 확인한다. Since the area of smart home has been attracting attention, researches have been conducted to control syntagmatically various electronic products with a single remote controller. Previous researches have developed a dedicated controller or an application that acts as a remote controller and controls electronic products by configuring control screen for each product. However, these approaches are not suitable for controlling various electronic products that should be controlled by configuring separate control screens for each product. In this paper, we propose a web-based remote control platform. We define universal user interfaces applicable to various devices by categorizing user interactions of electronic goods and implement them as APIs. By applying the APIs to IPTV and car navigation devices we show that it is possible to control them through only a web browser. We also propose a method to group multiple control requests in order to efficiently handle consecutive control requests and show the improved response time and data usage.

자율운항선박의 원격제어 시스템 개발과 성능평가 결과

김홍진,노화섭,임정빈 한국항해항만학회 2024 한국항해항만학회지 Vol.48 No.4

최근 자율운항선박 및 원격제어에 관한 연구와 개발 및 상용화가 진행되고 있다. 원격제어는 원격제어 시스템을 이용하여 현존 선박 또는 초기 단계의 자율운항선박에 적용하여 자율항해 환경을 확보하기 위한 것이다. 원격제어 시스템의 주요한 기능은 자율운항선박과 원격제어센터 사이의 송수신 데이터를 이용한 자율운항선박의 제어이고, 아울러 원격제어사관에 의한 원격조종 역시 중요한 기능이다. 본 연구의 목적은 원격제어 시스템을 개발하고, 이 시스템에서 운용하는 데이터에 관한 성능평가기법의 개발에 있다. 실험은 육상 원격제어센터와 국립한국해양대학교 실습선 ‘한나라’호 양쪽에 실험 장치를 구축한 후, 실습선의 항해 기간 중 실시하였다. 개발한 원격제어 시스템에 의해 전송한 데이터를 평가한 결과, 0.1%p 이내의 오차범위에서 데이터가 송수신됨을 확인하였고, 실습선의 항해환경이 반영된 14종의 선박정보가 송수신됨을 확인하였다. 그 결과 본 연구에서 개발한 원격제어 시스템은 원격제어의 3원칙(안전성, 신뢰성, 가용성)을 준수할 수 있음을 알았다. 본 연구는 자율운항선박 원격제어 시스템의 개발과 데이터 송수신 성능평가에 관한 핵심 기술로 적용될 것으로 기대된다. Recently, research, development, and commercialization of maritime autonomous surface ships (MASS) and remote control are in progress. Remote control is intended to secure autonomous navigation environments for existing ships or early-stage MASS using a remote control system (RCS). The main function of an RCS is to control MASS using data transmission between the MASS and the remote control centre. Remote control by a remote control officer also has an important function. The purpose of this study was to develop RCS and a performance evaluation technique for operation data provided by the RCS. The experiment was conducted during the navigation period of a training ship 'Hannara' after building experimental equipment at both an onshore remote control center and a training ship. As a result of evaluating data transmitted and received using the developed RCS, it was confirmed that data transmission was possible within an error range of 0.1%p. Fourteen types of ship information reflecting the navigation environment of the training ship were confirmed to be transmitted and received. The RCS developed in this work complies with the three principles of remote control: safety, reliability, and availability. This study provides a core technology for the development of RCSs for MASS and the evaluation of data transmission performance.

무인차량 원격주행제어 신뢰성 향상을 위한 통합 시뮬레이터 구축에 관한 연구

강태완(Tae-Wan Kang),박기홍(Ki-Hong Park),김준원(Joon-Won Kim),김재관(Jae-Gwan Kim),박현철(Hyun-Chul Park),강창근(Chang-Keun Kang) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.6

본 논문은 보다 높은 실재감과 안전성을 확보하기 위한 무인차량 원격주행제어 환경 개발에 대한 내용을 설명한다. 주로 무인차량 원격주행제어를 위한 환경은 조이스틱 형태의 장치를 활용하여 조향과 가/감속이 가능하도록 개발되어 사용되었다. 그 외 일반 차량처럼 간이 조향-휠(steering-wheel)을 기반으로 개발된 시뮬레이터 환경도 있으나, 현재 주행 상황을 피드백하는 기술이 적용되어 있지 않거나 가/감속부를 포함하지 않는 것이 대부분이다. 피드백 기술이란 일반 차량을 직접 운전할 때 조향-휠과 가/감속 페달을 통해 느껴지는 현재 주행 상황을 시뮬레이터 환경에 구현하는 것을 의미한다. 이렇듯 무인차량 원격주행제어에 이질감을 감소시키는 피드백 기술 개발과 더불어 실재감을 높일 수 있는 시뮬레이터 환경 구축이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구를 통해 개발된 힘반향 햅틱제어 기술을 적용할 수 있는 시뮬레이터 환경을 구축하고 시뮬레이터 하드웨어의 최소 요구사양을 도출하는 연구를 수행하였다. 하드웨어 구성은 일반 차량과 유사한 조향-휠 모듈과 가/감속 페달 모듈로 구성하였으며, 조향부와 가/감속부 모두 피드백 기술을 적용할 수 있도록 별도의 액추에이터를 설치하였다. 또한 제어부 PC를 통해 두 가지 조작부에 피드백 명령을 전달할 수 있도록 CAN(controller area network) 통신 환경을 구성하였다. 이렇게 구성한 시뮬레이터 환경의 성능을 검증하기 위하여 기 개발된 힘반향 햅틱제어 알고리즘을 직접 적용하여 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가하였다. This paper describes the development of unmanned vehicle remote control system which is configured with steering and accelerating/braking hardware to improve the sense of reality and safety of control. Generally, in these case of the remote control system, a joystick-type device is used for steering and accelerating/braking control of unmanned vehicle in most cases. Other systems have been developing using simple steering wheel, but there is no function of that feedback the feeling of driving situation to users and it mostly doesn’t include the accelerating/braking control hardware. The technology of feedback means that a reproducing the feeling of current driving situation through steering and accelerating/braking hardware when driving a vehicle in person. In addition to studying feedback technologies that reduce unfamiliarity in remote control of unmanned vehicles, it is necessary to develop the remote control system with hardware that can improve sense of reality. Therefore, in this study, the reliable remote control system is developed and required system specification is defined for applying force-feedback haptic control technology developed through previous research. The system consists of a steering-wheel module similar to a normal vehicle and an accelerating/braking pedal module with actuators to operate by feedback commands. In addition, the software environment configured by CAN communication to send feedback commands to each modules. To verify the reliability of the remote control system, the force-feedback haptic control algorithms developed through previous research were applied, to assess the behavior of the algorithms in each situation.

SimulationX를 이용한 Remote Control Valve의 특성 분석에 관한 연구

정유성(Yoo Seong Jeong),정원지(Won Jee Chung),이산성(San Sung Lee),이정민(Jung Min Lee),최경신(Kyoung Shin Choi) 한국기계가공학회 2017 한국기계가공학회지 Vol.16 No.5

Compared to other types of power, hydraulic energy is the most commonly used for heavy vehicles and ships because it has fewer location and space constraints, and its controllability can be maintained even under adverse conditions. Operators have controlled a main control valve of ship winches by pushing or pulling the lever, which is directly connected to the spool. However, because of the spatial arrangement, the importance of remote control valves has emerged. In this paper, experiments of the hysteresis characteristics were performed by analyzing the remote-control valve using a valve tester and RA2300. The validity was verified by comparing with the analytical model using SimulationX as the hydraulic analysis program. This study examined the effects of the spool"s notch (Non, End-mill, and Spherical) and the effects of stiffness and pre-load of the spool spring on Spool stroke, open area, and hysteresis characteristics. It is considered possible to reduce the cost and the, trial and error process in designing remote-control valves in the future.

Remote Control System for User Created Robot Supporting Interoperability between Controller and Robot

Yunjung Park,YongSeok Cho,SiHyeon Yang,Eunmi Choi,Dugki Min 제어로봇시스템학회 2010 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2010 No.10

User Created Robots (UCRs) are personal robots that consist of toy blocks. Usually user controls UCR via short-range wireless communications such as IR, ZigBee, Bluetooth and so on. However, this current technology has some spatial limitations. UCR remote control system gives extension of UCR related services and activities. Also this system allows in conjunction with e-education services and other external services such as web services and virtual worlds. In this paper, we handle two key issues for expansion of UCR applications. One is how to control UCR in a place far away, and the other is how to support interoperability between UCR and its controller. We solve these issues by network protocol transformation and logical key mapping structure. We suggest system architecture of UCR remote control system that supports interoperability and our implementation and evaluation results show efficiency of proposed system.

스마트폰 기반 RF4CE URC 프레임워크의 설계 및 구현

구본현(Bonhyun Koo),안태원(Taewon Ahn),박용석(Yongsuk Park),손태식(Taeshik Shon) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.47 No.2

RC(Remote Control)기술들은 CE(Consumer Electronics)들에게 사용자의 명령을 전달하고 편리하게 제어할 수 있도록 해주는 기술이다. 그러나 CE 기기의 성능 향상과 새로운 개념의 기기들이 개발됨에 따라 다양한 기기간 통신 필요성과 그러한 기기를 제어하기 위한 진보된 RC 기능에 대한 요구가 증대되고 있다. 그러나 기존의 대표적인 IR 기반의 RC 방식은 거리의 제약과 에너지 소모 등 많은 제약사항을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 제약사항들을 해결하기 위해, 스마트폰 단말에 RF4CE 표준을 지원하는 R-URC(Smartphone based RF4CE Universal Remote Control Framework) URC 프레임워크를 제안한다. 제안된 URC 시스템은 CE 제어와 관한 RC 표준으로 '09년 3월에 발표된 ZigBee RF4CE를 기반으로 설계되었으며, 제안한 시스템의 효율성 검증을 위해 기기들 간의 컨텐츠 공유 및 제어 기능을 실제 LED TV, NotePC, 그리고 스마트폰에 적용한 실험을 수행하였다. RC(Remote Control) is a technology that can efficiently control and transfer a variety of user commands to CEs. However, the existing RCs have been required various additional features such as communication between CEs, extension of communication range, low power-consumption and bi-directional communication according to the advent of new types of CE devices and its enhanced performance. Even though RC controller has many customers' requests, it is not a simple solution because most legacies work on IR-based RC. In this paper, we propose RF4CE-based Universal Remote Control Framework using Smartphone in order to solve the many constraints of IR legacies. The proposed R-URC system is designed by RF4CE platform which is a kind of de-facto standard for CE remote control communication. From the verification scenarios using various CEs and smart phone, we can see that the proposed R-URC shows the good practical usage in terms of contents sharing and smart CE control.