해상 부유 쓰레기 수거를 위한 무인 스키머 로봇의 경로 추종 제어 시스템 설계

김헌희; 하윤수

doi:10.5916/jkosme.2019.43.9.735

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김헌희 (Mokpo National Maritime University) 하윤수 (Korea Maritime & Ocean University)

저널정보: 한국마린엔지니어링학회 Journal of Advanced Marine Engineering and Technology (JAMET) 한국마린엔지니어링학회지 제43권 제9호

발행연도: 2019.11

수록면: 735 - 743 (9page)

DOI: 10.5916/jkosme.2019.43.9.735

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최근 해상 부유 쓰레기로 인한 해양 환경오염은 전 세계적으로 심각한 문제로 대두되고 있으며, 이를 위한 하나의 대안으로 무인 스키머 로봇을 활용한 쓰레기 수거 시스템을 고려할 수 있다. 본 논문은 스키머 로봇의 자동적 쓰레기 수거 작업을 위한 중요한 기능 중 하나인 경로 추종 제어 시스템의 설계 방법을 제안한다. 제안된 제어 시스템은 스키머 로봇의 속도 제어를 위한 내부 루프와 경로 추종 제어를 위한 외부 루프로 구성된다. 속도 제어 시스템은 로봇에 탑재된 두 대의 추진기를 제어하면서 스키머 로봇의 선속도 및 각속도의 제어를 수행하는데, 이를 위해 안티와인드업(anti-windup) PI 제어기가 설계된다. 또한 스키머 로봇의 정교한 경로 추종 제어를 위해, 견시거리 및 선속도 참조값을 자동적으로 조정하며 경로를 추종하는 개선된 퓨어퍼슈트(pure pursuit) 알고리즘이 설계된다. 제안된 기법은 속도제어, 제어파라미터, 경로추종의 관점에서 수행된 몇몇의 시뮬레이션을 통해 평가된다.

#무인 스키머로봇 #경로추종제어 #퓨어퍼슈트알고리즘 #쓰레기수거시스템 #Unmanned skimmer robot #Path tracking control #Pure pursuit algorithm #Trash collection system

참고문헌 (8)

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D.-H. Kim / 2017 / A Study on National and International Laws on Marine Debris

Z. Lu / 2018 / Performance benchmark of state-of-the-art lateral path-following controllers / IEEE 15th International Workshop on Advanced Motion Control(AMC), pp :541~546

R. C. Coulter / 1992 / Implementation of the Pure Pursuit Path Tracking Algorithm

T. I. Fossen / 2011 / Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control / Wiley

H. Ashrafiuon / 2008 / Sliding-mode tracking control of surface vessels / IEEE transactions on industrial electronics 55(11):4004~4012

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