HLA-RTI에 기반 한 비행시뮬레이션에 관한 연구

현세웅(Sewoong Hyun),윤석준(Sugjoon yoon) 한국항공우주학회 2009 韓國航空宇宙學會誌 Vol.37 No.6

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)1516 에 규정된 HLA(High Level Architecture) 기반 기술은 상이한 목적으로 개발된 다수의 개별 시뮬레이션들이 결합된 복합 시뮬레이션 네트워크 시스템을 구성하는데 있어서 필수적 요소이다. 본 논문에서는 상용 비행 시뮬레이션을 HLA를 기반으로 구현하는 과정과 구현된 시스템의 동작 과정을 보여줌으로써 확장성 및 상호 운용성을 갖춘 비행 시뮬레이션 모델 구조를 제시하였다. 또한 HLA 를 기반으로 구현된 실시간 시뮬레이션 시스템과 상용 비행 시뮬레이션을 비교하여 얻어진 비행 정보 데이터 분석을 통해 완벽한 실시간성을 보장할 수 있는 지에 대한 여부를 판단하였다. The HLA system architecture, prescribed in IEEE-1516, is a core fundamental technology to build a complex simulation network system which is composed of a number of individual simulation developed for different purposes. The model structure of flight simulation with expansibility and compatability was suggested in this thesis by showing how to implement HLA to a commercial flight simulation software and how the system implemented with HLA to work. In addition, it was judged whether real-time can be guaranteed implementing to a simulation system with integrity through analysis of flight information data collected by comparing real-time simulation based on HLA with commercial flight simulation.

선박운항 안전성 평가를 위한 시뮬레이션 조건 도출 연구

공인형(Inyoung Gong),권세혁(Sehyug Kwon),김선영(Sunyoung Kim) 한국항해항만학회 2008 한국항해항만학회지 Vol.32 No.3

항만이나 항로에서의 심층적인 선박운항 안전성 평가를 위한 목적으로 주로 선박운항 시뮬레이션 시스템이 사용되고 있다. 하지만, 실제 해상에서 선박이 조우할 수 있는 환경 조건은 매우 다양한 반면, 비용이나 시간적인 제약으로 인하여 실시간 선박운항 시뮬레이션은 극히 한정된 경우에 대해서만 수행되는 것이 일반적이다. 본 논문에서는, 이러한 실시간 시뮬레이션 실험 조건을 효과적이고 체계적으로 도출하기 위한 통계적 기법에 대하여 제안하고, 이 기법을 실제 선박 운항 안전성 평가를 위한 시뮬레이션 연구에 적용한 실증 분석 결과를 사례 연구로 기술하였다. 실증 분석에는 주성분을 이용한 종합 운항 난이도 산정 방법과 누적 확률분포 개념을 이용하여 선박 운항 난이도가 높은 실험 조건을 실시간 시뮬레이션 실험 조건으로 선택하는 기법을 제시하였다. Ship-handling simulation system has been used for maritime traffic safety assessment for harbor and fairway. There exist various environmental conditions under which ship may navigate along a fairway or in harbor. Due to the time and budget limitations, however, ship-handling simulations are usually carried out for very limited number of environmental conditions. In this paper, statistical method for effective and systematic determination of real time simulation conditions is suggested and applied to the maritime traffic safety assessment problems. In the empirical study, the principal component analysis method and the concept of empirical cumulative distribution function are suggested to estimate synthetic navigational difficulty and to select simulation conditions which would impose high difficulty on shiphandling.

목포 연육교 건설에 따른 선박 통항 안전성 평가

양찬수(Chan-Su Yang),공인영(In-Young Gong),이창민(Chang-Min Lee) 한국항해항만학회 2004 한국항해항만학회지 Vol.28 No.8

현재 목포 북항과 고하도를 연결하는 목포 연육교의 건설이 추진 중에 있으며, 이 교량은 2009년 말에 완공될 예정이다. 항행수역에 건설되는 교량에 대해서는 선박 운항 측면에서의 안전성 평가가 필수적이지만, 아직 이에 대한 구체적인 지침이 마련되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는, 목포 연육교 평면 배치 계획에 대한 선박 운항 측면에서의 평가 절차를 소개하고, 교량의 계획 단계에서부터 고려되어야 하는 사항들에 대해 검토하였다. 교량의 주경간 등 전반적인 배치 계획에 대한 평가를 위해, 대상 해역에 교량이 건설된 상황을 설정하여 실시간 시뮬레이션(real time simulation) 및 배속 시뮬레이션(fast time simulation) 등의 운항 시뮬레이션을 실시하였다. 이로부터, 선박과 교각과의 충돌위험도를 추정하기 위해, 항로상에서의 선박의 항행 궤적 분포는 정규분포를 따른다는 가정 하에 통계적 분석을 수행하였다. A bridge which connects Mokpo North Narbor and Goha Island is going to be constructed until 2009. For the bridges being built in the navigable water area, it. is indispensible to carry out vessel traffic safety assessment from the viewpoint of shiphandlers, however, there exist no specific guidelines for the necessary conditions which the bridge designers can rely on. In this paper, traffic safety assessment procedures for the layout of the bridge are briefly introduced, and the conditions which should be taken into account at the initial design stage of the bridge are surveyed. For the safety assessment of the bridge design, ship navigation simulations, such as RTS(real time simulation) and FTS(fast time simulation), are carried out, the results of which are statistically analysed to estimate the probability of collision between the ship and the pier of the bridge.

GPU에서 얇은 쉘 찢어짐 시뮬레이션을 실시간으로 표현하기 위한 동적 리메싱

김종현(Jong-Hyun Kim) 한국컴퓨터정보학회 2023 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.28 No.12

본 논문에서는 GPU기반으로 옷감을 찢는 데 필요한 동적 재메싱를 실시간으로 처리할 수 있는 방법을 제안한다. 얇은 쉘 재질은 물리 기반 시뮬레이션/애니메이션, 게임, 가상현실 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 옷감을 찢는 것은 기하학과 연결 구조를 동적으로 갱신해야 되기 때문에 그 처리 과정이 복잡하고 계산양이 크다. 특히 인터랙티브 콘텐츠를 다루는 분야에서는 이 과정이 빠르게 수행되어야 한다. 대부분의 방법에서는 실시간을 유지하기 위해 저해상도 시뮬레이션을 통해 재메싱을 수행하거나 이미 분할된 패턴을 그대로 이용하기 때문에 동적 재메싱이라고 보기 어려우며, 찢어진 패턴의 품질이 낮다. 본 논문에서는 GPU에 최적화된 동적 재메싱 알고리즘을 새롭게 제안함으로써 고해상도 옷감 찢어짐을 실시간으로 처리할 수 있게 한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 사전에 쪼개진 메쉬 형태가 아닌 동적 재메싱이 가능하기 때문에 가상 수술시뮬레이션이나, 실시간을 요구하는 게임 및 가상환경에서 물리 기반 모델링울 할 때 활용될 수 있다. In this paper, we propose a GPU-based method for real-time processing of dynamic re-meshing required for tearing cloth. Thin shell materials are used in various fields such as physics-based simulation/animation, games, and virtual reality. Tearing the fabric requires dynamically updating the geometry and connectivity, making the process complex and computationally intensive. This process needs to be fast, especially when dealing with interactive content. Most methods perform re-meshing through low-resolution simulations to maintain real-time, or rely on an already segmented pattern, which is not considered dynamic re-meshing, and the quality of the torn pattern is low. In this paper, we propose a new GPU-optimized dynamic re-meshing algorithm that enables real-time processing of high-resolution fabric tears. The method proposed in this paper can be used for virtual surgical simulation and physics-based modeling in games and virtual environments that require real-time, as it allows dynamic re-meshing rather than pre-split meshes.

웨어러블 조작기 기반 유압 구동 6축 다관절 작업기의 실시간 시뮬레이션

차영택(Young Taek Cha),이연호(Yeon Ho Lee),김정구(Jung Gu Kim),최성준(Sung Jun Choi) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.10

웨어러블 조작기로 조정되는 다관절 작업기의 경우, 운전자가 작업기의 제어 루프(Loop) 안에 있는 Human-In-The-Loop 형태의 제어 방식을 취하고 있기 때문에, 작업 대상물과 작업기의 동작에 대한 운전자의 반응은 웨어러블 조작기 및 작업기의 기구 구성과 적용된 제어기의 성능에 따라 달라진다. 이러한 운전자의 조작과 반응을 시스템 설계단계에서부터 반영하기 위해서는, 운전자와 실시간으로 상호작용할 수 있는 시스템 시뮬레이션이 적용되어야 한다. 하지만, 유압 구동계를 가지고 있는 다관절의 경우, 유압 구동계의 시스템 시뮬레이션이 수치적으로 스티프(Stiff)하므로, 실시간 시뮬레이션에 적합한 수치해석기법의 적용과 유압회로의 간략화 및 유압 파라미터의 튜닝이 필요하다. 그러한 측면에서, 본 논문에서는 유압 구동계가 적용된 6축 다관절 작업기에 대한 실시간 시뮬레이션 방안을 제안하였으며, 가상 환경상에서 몇가지 작업을 수행함으로써, 실시간성을 평가하였다. 또한, 각 관절의 단독 동작과 복합 동작에 대해 시험결과와 비교함으로서, 제안된 실시간 시뮬레이션 방안의 타당성을 평가하였다. In the case of a multi-joint manipulator controlled by a wearable joystick, since the driver takes a human-in-the-loop type control method within the multi-joint manipulator’s control loop, the drivers reaction to the work object and the operation of the work machine depends on the mechanical configuration and the applied controllers performance. In order to reflect the drivers manipulation and reaction from the system design stage, a system simulation capable of interacting with the driver in real-time must be applied. However, in the case of a multi-joint having a hydraulic drive system since the system simulation of the hydraulic drive system is numerically stiff, application of numerical analysis suitable for real-time simulation, simplification of hydraulic circuits, and tuning of hydraulic parameters are required. In this respect, this paper proposed a real-time simulation method for a 6-axis multi-joint work machine to which a hydraulic driver is applied, and real-time performance was evaluated by several tasks on a virtual environment. In addition, the validity of the proposed real-time simulation method was evaluated by comparing the test results with the single and complex movements of each joint.

실시간 시뮬레이션 환경 기반 AFS 제어기 설계 및 검증

황태훈(Taehun Hwang),윤경준(Kyoungjun Yoon),강민철(Minchul Kang),오나미(Nami Oh),전대석(Daeseok Jeon),박기홍(Kihong Park) 한국자동차공학회 2007 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

This paper presents construction of realtime simulation circumstances for designing chassis control system controller. One of various chassis control systems, The AFS(Active Front Steering) system is an active chassis control system that can improve driving stability by controlling yaw motion of vehicle with yaw rate sensor signal. The suggested controller was materialized by special ECU using RCP equipment. As realtime circumstances for controller design, CarSim-RT and RT-LAB were used to construct realtime simulation circumstances. CarSim vehicle model has 27 DOF, and it can reproduce relatively accurate vehicle driving. Besides, realtime-based controller verification ensured reliance. Experiments under the various driving environment were conducted to verify the suggested simulation circumstances and controller.

실시간 빌딩 시뮬레이션을 위한 예측 기상 기반의 기상 데이터 파일 작성 기법

곽영훈(Kwak Young-Hoon),정용우(Jeong Yong-Woo),한혜심(Han Hey-Sim),장철용(Jang Cheol-Yong),허정호(Huh Jung-Ho) 한국태양에너지학회 2014 한국태양에너지학회 논문집 Vol.34 No.1

Building simulation is used in a variety of sectors. In its early years, building simulation was mainly used in the design phase of a building for basic functions. Recently, however, it has become increasingly important during the operating phase, for commissioning and facility management. Most building simulation tools are used to estimate the thermal environment and energy consumption performance, and hence, they require the inputting of hourly weather data. A building simulation used for prediction should take into account the use of standard weather data. Weather data, which is used as input for a building simulation, plays a crucial role in the prediction performance, and hence, the selection of appropriate weather data is considered highly important. The present study proposed a technique for generating real-time weather data files, as opposed to the standard weather data files, which are required for running the building simulation. The forecasted weather elements provided by the Korea Meteorological Administration(KMA), the elements produced by the calculations, those utilizing the built - in functions of EnergyPlus, and those that use standard values are combined for hourly input. The real-time weather data files generated using the technique proposed in the present study have been validated to compare with measured data and simulated data via EnergyPlus. The results of the present study are expected to increase the prediction accuracy of building control simulation results in the future.

Real-Time 조종 및 작업 시뮬레이터를 활용한 해양구조물 설치 작업 시뮬레이션

이종현,한소령,박동우 해양환경안전학회 2023 해양환경안전학회지 Vol.29 No.1

본 연구에서는 동명대학교 조선해양시뮬레이션센터의 Real-time 조종 및 작업 시뮬레이터를 활용한 해양구조물 설치 작업 시뮬레이션을 통해 대상의 동적 특성 및 물리적 현상을 작업, 조종 사이의 상호 영향과 함께 분석한다. 8개의 계류삭에 의해 계류되는 반잠수식 시추선의 설치 작업 시뮬레이션이 실제 현장에서의 작업과 유사한 시나리오로 수행되었고, 시추선의 위치 제어를 위한 예인선 4척와 계류삭의 Hook-up 작업을 위한 해양플랜트 지원 선박 1척이 운용되었다. 설치 작업이 수행되는 동안 대상들의 운동과 이동 경로, 계류삭 및 예인줄에 가해지는 장력 등을 실시간으로 확인하였으며, 이를 작업 과정별로 구분하여 분석하였다. 작업과 조종 시뮬레이션이 동시에 수행된 본 연구로부터 특정 환경 외력하에서 설치되는 해양구조물과 이를 위해 운용되는 선박들의 작업 절차에 따른 세부적인 거동 및 작업·조종 간의 상호 영향을 확인하였고, 이는 해상 상태 등을 고려한 해양구조물 설치 작업의 수행 가능 여부를 판단하기 위한 근거로 활용될 수 있음을 제시하였다.

실시간 시뮬레이션 기반 Smart BEMS를 위한 데이터 모델

문현준(Hyeun Jun Moon),최민석(Min Seok Choi),유승호(Seung Ho Ryu) 대한설비공학회 2013 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.6

Recently, many buildings have collected and monitored large amounts of data related to a building energy usage from a building energy management system (BEMS). However, the monitoring data is only used for simple statistical analysis such as monthly/annual energy use. These data are not used for effective building energy management yet. Thus, this study aims to develop smart BEMS technologies that can effectively manage and use a large amount of building energy data. This study developed an extend schema (sbXML) based on BIM design model and established a BEMS integrated real-time simulation system.

MCV의 기능밸브를 고려한 굴삭기의 실시간 시뮬레이션

임용현,이상욱,조민기,신대영,황성호 사단법인 유공압건설기계학회 2019 드라이브·컨트롤 Vol.16 No.4

In this paper, a real-time simulation model of an excavator using Amesim was proposed, considered the operation of functional valves with the main control valve (MCV). The hydraulic system models including the pump and MCV have been developed. The kinematic and dynamic models of the manipulator have also been developed, to confirm the behavior of the excavator. The MCV model includes various functional valves such as the regenerative valves, holding valves, swing and boom priority valves, and regen-cut valves so that simulations similar to real excavators can be performed. Additionally, to obtain the real-time calculation performance, the parts with no major influence on the dynamic behavior were simplified, high frequency factors were removed, and parameters were optimized. The models were compared with each other through the numerical analysis with variable time-step and fixed time-step, and the results were verified by comparison with the results of the actual vehicle tests.