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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김현식
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 동명대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수72
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장마, 태풍, 홍수 등의 자연재해와 무단투기 등으로 강과 하천으로 많은 양의 쓰레기가 유입된다. 유입된 쓰레기는 최종적으로 해양으로 이동하게 되는데 이는 수산 및 생물자원 손실, 생태계 및 서식 기반 훼손, 생물농축현상, 외래생물종 유입 등의 문제를 유발한다. 이를 해결하기 위해 강과 하천에 쓰레기의 유입을 최대한 줄이고 유입된 쓰레기는 여러 가지 방법으로 수거를 실시하고 있다.
매년 약 8만 톤 이상의 쓰레기가 수거되고 있는데 종류별로 분포를 따지면 플라스틱류, 스티로폼류가 주를 이룬다. 이는 대표적인 부유성 쓰레기로 수면에 부유하는 쓰레기다. 유입된 쓰레기는 물의 흐름에 따라 이동하게 되는데 이 중 해양으로 이동한 쓰레기는 파도 등에 의해 해안 가로 밀려들어가거나, 조류의 흐름을 따라 계속 이동하게 된다. 해안가에 분포하고 있는 쓰레기는 해상에 비해 수거가 용이하며 많은 양이 수거가 되고 있다. 하지만 해상에 부유하고 있는 쓰레기는 선박 등이 투입되어야 수거가 가능하며 이 때 많은 비용과 인력문제가 발생한다.
해상의 쓰레기를 수거하는 대표적인 선박으로 청항선이 있다. 청항선은 컨베이어벨트 시스템을 이용하여 수면에 부유하고 있는 쓰레기를 수거하며 유출된 기름 또한 수거가 가능한 선박이다. 하지만 청항선은 수거반경이 제한되는 것과 인력이 필수적으로 동원 되어야 한다는 문제점이 있어 본 논문에서는 이를 효율적으로 해결하고자 청항선을 기반으로 무인으로 운용이 가능한 부유물 수거로봇을 개발에 대해 논하였다.
개발한 로봇은 무선통신장치를 이용하여 Host PC에서 제어가 가능하며 카메라에서 획득한 영상을 기반으로 자율제어 기법을 적용하여 로봇이 자율로 부유물을 수거할 수 있도록 자율제어를 하였다. 제안된 기법의 검증을 위해 시험평가를 실시하였고, 로봇이 부유물을 수거할 수 있는 가능성을 확인하였으며 제안된 기법의 타당성을 확인하였다.
매년 약 8만 톤 이상의 쓰레기가 수거되고 있는데 종류별로 분포를 따지면 플라스틱류, 스티로폼류가 주를 이룬다. 이는 대표적인 부유성 쓰레기로 수면에 부유하는 쓰레기다. 유입된 쓰레기는 물의 흐름에 따라 이동하게 되는데 이 중 해양으로 이동한 쓰레기는 파도 등에 의해 해안 가로 밀려들어가거나, 조류의 흐름을 따라 계속 이동하게 된다. 해안가에 분포하고 있는 쓰레기는 해상에 비해 수거가 용이하며 많은 양이 수거가 되고 있다. 하지만 해상에 부유하고 있는 쓰레기는 선박 등이 투입되어야 수거가 가능하며 이 때 많은 비용과 인력문제가 발생한다.
해상의 쓰레기를 수거하는 대표적인 선박으로 청항선이 있다. 청항선은 컨베이어벨트 시스템을 이용하여 수면에 부유하고 있는 쓰레기를 수거하며 유출된 기름 또한 수거가 가능한 선박이다. 하지만 청항선은 수거반경이 제한되는 것과 인력이 필수적으로 동원 되어야 한다는 문제점이 있어 본 논문에서는 이를 효율적으로 해결하고자 청항선을 기반으로 무인으로 운용이 가능한 부유물 수거로봇을 개발에 대해 논하였다.
개발한 로봇은 무선통신장치를 이용하여 Host PC에서 제어가 가능하며 카메라에서 획득한 영상을 기반으로 자율제어 기법을 적용하여 로봇이 자율로 부유물을 수거할 수 있도록 자율제어를 하였다. 제안된 기법의 검증을 위해 시험평가를 실시하였고, 로봇이 부유물을 수거할 수 있는 가능성을 확인하였으며 제안된 기법의 타당성을 확인하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 ·············································································································11. 연구의 배경과 목적 ···················································································12. 로봇의 개발과 연구 방법 ·········································································33. 논문의 구성 ·································································································3Ⅱ. 시스템 개발 ································································································41. 요구사항분석 ·······························································································42. 기능분석 ·······································································································63. 설계 ···············································································································74. 제작 ·············································································································17Ⅲ. 자율수거 기법 ··························································································231. 자율수거 기법 개요 ·················································································232. 자율수거 기법 설계 ·················································································24Ⅳ. 시험평가 ····································································································371. 시험평가 ·····································································································372. 시험 시나리오 ···························································································393. 결과 및 분석 ·····························································································40가. 부유물 수거(조도 차) ·······································································40나. 부유물 수거(외란 유무) ···································································43Ⅴ. 결론 ·············································································································45참고문헌 ··········································································································46Abstract ··········································································································48
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