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배철한(Cheol-Han Bae),이승건(Seung-Keon Lee),이상의(Sang-Eui Lee),김주한(Ju-Han Kim) 한국항해항만학회 2008 한국항해항만학회지 Vol.32 No.8
선박의 집안운동을 자동화하기 위하여 인공신경망(Artificial Neural Network, 이하 ANN)에 의한 제어를 수행하였다. ANN은 시스템의 비선형성이 표현 가능하므로 접안운동과 같은 비선형성이 강한 조종운동에 적합하다. 입력층과 출력층 사이에 하나 이상의 중간층이 존재하는 다층 인식자(Multi-layer perceptron)을 사용하였고, 교사 데이터(Teaching data)와 역전파(Back→ propagation) 알고리즘을 사용하여 신경망의 출력값과 목표 출력값 사이의 오차가 최소가 되도록 신경망 학습을 수행하였다. 접안 시 저속조종 수학모델을 사용하여 접안 시뮬레이션을 수행하였으며, ANN의 입력층 성분(unit)이 8개인 구조와 6개인 구조의 접안 제어를 비교하였다, 시뮬레이션 결과, 두 ANN 에 의하여 접안 경로 선택에 차이가 나타났으나 접안 조건은 모두 만족하였다. In this paper, Artificial Neural Network(ANN) ís applied to automatic berthing control for a ship. ANN is suitable for a maneuvering such as ship's berthing, because it can describe non-linearity of the system Multi-layer perceptron which has more than one hidden layer between input layer and output layer is applied to ANN Using a back-propagation algorithm with teaching data, we trained ANN to get a mínímal error between output value and desired one. For the automatic berthing control of a containership, we introduced low speed maneuvering mathematical models. The berthing control with the structure of 8 input layer units in ANN is compared to 6 input layer units. From the simulation results, the berthing conditions are satisfied, even though the berthing paths are different.
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김주한(Ju-Han Kim),이승건(Seung-Keon Lee),이상의(Sang-Eui Lee),배철한(Cheol-Han Bae) 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2 No.추계
해난사고에 있어 운항자의 조선 실수가 큰 비중을 차지한다. 이는 항구의 여건이 크게 개선되지 않은 상태에서 선박이 점차 대형화 고속화, 그리고 항만의 물동량 증가에 따른 위험도의 증가라 볼 수 있으며, 이에 따라 연안에서의 선박의 충돌회피를 위한 자동제어에 관한 필요성이 대두되어 본 연구를 진행하였다. 본 연구는 MMG 수학모델에 기반으로 Surge, Sway, Yaw 3자유도 운동방정식을 사용하였고, 충돌예상시점에 의한 정보(DCPA AND TCPA)를 이용하여 퍼지추론을 통한 위험도를 설정하였다. 이 방법의 실효성을 검증하기 위해 연안에서의 여러 정박지와 선박의 조우 상태에 따른 시뮬레이션을 수행하였다. A mis-handling of the ship operators show high rate among the whole marine accidents. Since the port conditions have been getting worse. also as her size and speed increase, collision risk has been increased so that ship needs the automatic control system for collision. From that purpose, this research has been proceeded. The research has based on the MMG mathematical model, used Surge-Sway-Yaw motion equation, the information from the position and estimated time of collision point (DCPA and TCPA) to determine the collision risk with Fuzzy theory. To verity this system, ship was simulated when the ship encountered multitude of ships around the coast. The simulation result shows good application in avoiding ship collisions around the coast.
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김주한,이승건,이상의,배철한,Kim, Ju-Han,Lee, Seung-Keon,Lee, Sang-Eui,Bae, Cheol-Han 한국항해항만학회 2008 한국항해항만학회지 Vol. No.
본 연구에서는 만타형 수중운동체의 수평 및 수직 방향에 대한 자동제어 및 충돌회피 시스템을 확립하였다. PID 제어이론, 퍼지 추론 등이 적용되었으며, 시뮬레이션에 사용된 6자유도 운동 방정식은 이론계산과 구속모형 시험에 의하여 확립하였다. PID제어에 의한 심도제어 결과가 제시되었으며, UUV의 충돌 위험도는 가상 소나 시스템을 이용한 퍼지 추론으로 추정하였다. 이를 이용하여 만타형 수중운동체의 심도제어 시스템 및 충돌회피 시뮬레이션 시스템이 개발되었다. In this paper, the automatic depth control system and the collision avoidance system of the Manta UUV have been established in vertical and horizontal plane. The PID control theory and the Fuzzy theory are adopted in this system. The 6-DOF MMG model had been established by theoretical calculations and captive model test results. The depth control simulation results have been fully presented. The collision risks of the UUV had calculated by the fuzzy theory with the virtual sonar system. Finally, the automatic depth control system and the collision avoidance simulation system of Manta UUV have been fully developed and simulated.
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