해양 부유식 구조물의 계류시설에 대한 연구는 다양한 계류 시스템의 개발과 그 효율성에 대해 지 속적으로 연구되어 왔다. 계류 시스템은 구조물의 안전성, 내구성, 그리고 환경적인 책임을 모두 고려 해야하는 복합적인 설계 요소이다. 기존 계류바익은 해저지반의 특성에 크게 의존하며, 넓은 점유 면 적으로 인해 해양환경과 활동에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 이러한 기존 계류시스템의 한계와 문제 점에 대응하기 위해, 본 연구에서는 새로운 계류시스템을 제안하고자 한다. 제안된 계류시스템은 계류 선이 해저지반에 고정되지 않고 중력식 기초 구조물을 거쳐 중간부력재에 연결된다. 중간 부력재는 상 시 과잉 부력상태로 상향력이 작용하며, 이로인해 계류선에 초기장력이 유도되며 전체 시스템에 강성 을 도입한다. 전체적으로 Semi-taut과 유사한 방식으로 계류 장력 변화에 따른 상단 플랫폼의 운동 제어와, 중간 부력재와의 상호연계 거동효과로 추가적인 동적 응답 저감이 기대된다. 본 연구에서는 제안된 신형식 계류시스템의 역학적 거동특성을 수치해석적으로 구현하고 파랑에 대한 Catenary system 대비 운동 저감 성능을 검증하였다.

우리나라는 기상 악화 속에서 감항성이 확보된 선박만이 항해할 수 있도록 선박출항을 해사안전법에 근거하여 통제하고 있으 나 통제 대상선박 지정에 대한 과학적 평가 결과 및 정량적 근거가 미비하여, 항행안전의 확보와 합리적 출항통제 운영을 위한 개선 의견 이 제기되고 있다. 본 연구는 풍랑 주의보 발효 시 주요 통제대상 선종인 예인선의 실선계측을 통해, 현행 출항통제 기준의 적정성을 평 가하고 현실성 있게 개선될 수 있도록 정량적 근거를 제시하는 것에 연구 목적이 있다. 이를 위해 예인선에 선박의 3축 운동과 선체가속 도를 측정하는 Sensor를 설치하여 유의파고 3m인 해역 내에서 운항하여 선체운동 성능을 계측하였고, 계측된 수치를 내항성능 평가요소 및 한계 값 기준을 바탕으로 비교 분석하였다. 실측 선박은 톤수에 따른 현행 통제기준에서 제외되었으나, 분석 결과 Pitch 값이 Operation 기준을 넘어 항행안전에 위험성이 존재하였다. 본 연구 결과는 선박 출항통제 대상에 대한 검토와 다양한 선종 및 제원을 대표할 수 있는 추가적 실측연구가 필요함을 시사한다.

In this study, a ship motion control system design method is introduced for autonomous ships. Some related research results and technologies for autonomous ships have already been developed and applied to testing ships. Recently, the Norwegian Maritime Authority and the Coastal Administration have signed an agreement and started to test autonomous ships in the defined area. Considering recent technology trends and background, in this paper, the authors also try to develop autonomous ship control technologies. In the designed control system, an observer is introduced to estimate unmeasurable system states. Based on the servosystem with state estimator, ship motion control experiment is performed to evaluate control performance using a model ship in water basin.

가상현실이란 디지털로 표현된 가상 환경을 뜻하며 인터넷 쇼핑, 아바타 등 기본적으로 디지털 환경을 일컫는 단어이며, 최근에는 머리에 장착하는 디스플레이(HMD : Head Mounted Display)의 등장으로 사용자가 현실과 유사한 환경을 직접 경험하는 체험형 콘텐츠로서 의미를 확장했다. 현재 가상현실은 게임을 비롯한 힐링 콘텐츠, 관광, 군사 시뮬레이션 다양한 분야에서 주목받고 있으며 HMD의 보급 또한 활발하다. 사용자가 가상현실 콘텐츠를 체험하기 위해서는 몇 가지 제약이 발생하는데, 사용자의 시야가 차단되 현실공간감각이 상실된다. 따라서 기존에 사용되었던 입력장치인 키보드, 마우스 등의 사용에 어려움이 있으며 HMD를 개발하는 개발사들은 위의 문제를 해결하고자 가상현실 체험에 특화된 핸드트래킹 디바이스를 제공한다. 하지만 이 또한 상호작용, 이동, 제스처가 손에 집중되어있어 가상환경에 익숙하지 않은 이용자의 사용자 편의가 낮다. 본 논문은 이러한 이동의 문제를 아두이노를 통해 제작한 발 트레킹 디바이스로 이동을 분리시켜 해결하고자 하였다. IMU의 각속도계와 가속도계를 이용해 다리의 궤적을 측정하려 하였고, 이때 발생한 오차는 상보필터를 통해 해결하였다. 또한 기본적으로 발생하는 센싱-통신-연산 과정에서의 노이즈는 두가지 이동평균기법과 생략평균값을 이용해 안정화 시켰다. 사용자는 해당 장비와 Oculus Rift를 착용하고 Unity3d환경으로 구축된 실험환경에서 임무 수행 속도, 이동방향 오차율등을 측정해 기존 HMD컨트롤러와 본 논문에서 제시하는 컨트롤러를 비교 검증했다. 실험 결과 임무 수행 속도와 이동 오차율 모두에서 본 논문에서 제시하는 장치가 우수한 데이터를 제공하였다. 본 실험 결과를 토대로 이동조작 분리가 높은 접근성을 제공한다는 것을 확인하였다. 본 논문은 HMD 이동 컨트롤러를 포함한 이후 개발되는 다양한 사용자 제스처 인식 컨트롤러에도 적용 가능할것으로 보인다.

In this study, a ship motion control system design method is introduced for autonomous ships. Some related research results and technologies for autonomous ships have already been developed and applied to ships. For example, the Norwegian Maritime Authority and the Coastal Administration have signed an agreement that allows to test of autonomous ships in the defined area (port to port). Many countries and industries are pursuing to realize the autonomous vessel in the real world. In this paper, the authors try to develop related technology. As basic research, a ship model of the pilot vessel is developed and physical parameters are identified by experiment and simulations. Using the mathematical ship model, a control system is designed and control performance is evaluated by simulations.

Since the encoder and resolver are expensive, it is difficult to apply it as a position sensor of a motor in a real industrial field. Optical position sensors, such as encoders and resolvers, are also difficult to mount because of their size and durability. Therefore, in order to solve these problems, we propose a system that uses a linear motor as a stator and a magnet plate as a mover, and a system that excludes a separate linear scale and uses two linear Hall sensors and permanent magnets to generate a conventional sine wave, A linear motor capable of detecting an absolute position and a movement position of a magnet, a control method thereof, and a technology development that can reduce a production cost by developing a position control system using a magnet mover that can improve stability and reliability.

In this study, a winch and load motion control system design method is introduced. Especially, the winch and load (moving cart) are connected with long wire rope which is extended to few kilometers long. Therefore, the rope length changes such that many dynamic parameter values are changed as well by winding and releasing the rope from the winch system. In this paper, the authors designed the control system by considering the real time parameter variation to occupy and keep good control performance continuously. The effectiveness of introduced method was evaluated by simulation results.

In this research, we have calculated characteristics of wave-piercing high-speed planing hull, by using a RANS solver and overset grid method, for comparing with experimental measurements of that and simulating with several appendages, since the computed results of commercial CFD code look reasonable for the prediction of the performances of planing hulls on calm water in planing conditions. As a result, it is confirmed that the dynamic instability phenomena in pitch and heave motions (porpoising) occurred after a certain FnV, and effectively suppressed using some of appendages, especially the 0.5L spray rail is suppressed to 24-55 % in the pitch motion and 33-55 % in the heave motion. In spray phenomenon, 1L hard chine suppress spray effectively and it is effective to set the angle of appendages to be less than 0° in order to suppress wave.

최근 국내에서는 안전하고 고품질인 농산물에 대한 소비자의 선호도가 높아지고 있다. 고품질 농산물 생산과 환경오염을 줄이기 위해서는 화학비료와 같은 농자재의 과잉투입 문제를 해결하여야 하며 이를 위하여 변량시비에 관한 연구가 수행되고 있다. 변량시비용으로 널리 사용되는 원판식 입제 살포기의 경우 시비량이 변화함에 따라 살포패턴이 변화하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 시비량 변화에 따른 살포패턴 변화 요인을 찾기 위하여 이산 요소 모델링과 고속카메라 촬영을 통하여 살포기 원판 위에서 의 입자거동을 분석하였다. 그 결과, 시비량이 증가함에 따라 원판회전 반대방향으로 비산되는 입자량 이 증가하게 되고 출구방향 조절장치의 출구 시작지점에서 빠져나가지 않고 출구 끝 부분에서 빠져나가 는 입자가 증가하여 원판 위에서 회전방향으로 더 많이 이동되어 살포되므로 살포패턴에 변화를 가져오 는 것으로 파악되었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 회전원판 위에 내부날개를 설치하여 회전 축 주 변에 낙하하는 입자를 원심력에 의해 출구방향 조절장치의 벽 쪽으로 강제 이동하도록 장치를 개선하여 원판 위 입자거동을 분석하였다. 그 결과, 시비량의 변화와 상관없이 회전축 주변의 입자가 출구방향 조절장치의 벽 쪽으로 이동하여 원판 위에서 회전하다가 조절장치의 출구 시작 부분에서 빠져나가 살포 되는 것으로 나타나 시비량의 변화에 따른 살포패턴의 변이가 줄어들 것으로 판단되었다. 차후, 균일한 살포패턴을 만들기 위해서 내부날개를 설치한 원판식 입제 살포기를 이용하여 다양한 시비조건에 따른 살포패턴 데이터를 수집 및 분석 하고자 한다.

본 연구의 목적은 가까운 미래의 선박운동정보를 이용하는 피드포워드 제어알고리즘과 FPSO 운동 수치 시뮬레이션 모델을 개발하고 시뮬레이션을 통하여 제어알고리즘의 성능을 검증하는 것이다. 본 논문에서는 조류, 바람, 파력 등의 환경하중에 의하여 발생한 선체운동의 미래 예측치를 활용한 피드포워드 제어력을 추가적으로 가지는 Dynamic Positioning System에 대하여 연구한다. 먼저, 조류력, 풍력 및 파력에 대한 수학모델을 선정하여 환경하중에서의 선체운동을 계산하고, 현재의 선체운동 값과 Brown 지수평활 예측모형을 활용하여 미래 선체운동 값을 예측하였다. 또한 위치 유지와 Heading angle 제어를 위한 제어력을 PID(Proportional-Integral-Derivative)이론을 이용하여 결정한 피드백 제어기와 미래 선체운동 값을 이용하여 결정한 피드포워드 제어기로 구성하였다. 그리고 각 Thruster에 요구되는 추력은 라그랑지승수법을 활용하여 분배하였다. 마지막으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)의 운동과 Dynamic Positioning System에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하여 선박의 위치 및 Heading angle 제어에 관한 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 피드백 제어기와 피드포워드 제어기를 동시에 가지는 제어시스템의 성능을 평가하였다. 본 연구의 결과, 피드백 및 피드 포워드 제어기가 적용된 DPS 제어시스템이 기존의 피드백 제어기보다 위치유지 및 헤딩각 유지 능력에서 개선되었고 각 Thruster에 요구되는 평균 제어력 및 최대 제어력의 크기도 감소함을 보였다. 이에 따라 DPS에 요구되는 동력 감축과 Azimuth Thruster 용량의 감소로 인하여 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.

PURPOSES: The aim of this study is to analyze overloading control effectiveness of enforcing overweighted vehicles using HS-WIM (High-Speed Weigh-in-Motion) at main lane of expressway. METHODS: To analyze the weight distribution statistically, HS-WIM system should has an appropriate weighing accuracy. Thus, the weighing accuracy of the two HS-WIM systems was estimated by applying European specifications and ASTM (American Standards for Testing and Materials) for WIM in this study. Based on the results of accuracy test, overweight enforcement system has been operated at main lanes of two expressway routes in order to provide weight informations of overweighted vehicle in real time for enforcement squad. To evaluate the overloading control effectiveness with enforcement, traffic volume and axle loads of trucks for two months at the right after beginning of the enforcement were compared with data set for same periods before the enforcement. RESULTS: As the results of weighing accuracy test, both WIM systems were accepted to the most precise type that can be useful to applicate not only statistical purpose but enforcing on overweight vehicles directly. After the enforcement, the rate of overweighted trucks that weighed over enforcement limits had been decreased by 27% compared with the rate before the enforcement. Especially, the rate of overweighted trucks that weighed over 48 tons had been decreased by 91%. On the other hand, in counterpoint to decrease of the overweighted vehicle, the rate of trucks that weighed under enforcement limits had been increased by 7%. CONCLUSIONS: From the results, it is quite clear that overloading has been controlled since the beginning of the enforcement.

Reduction of ship's rolling is the most important performance requirement for improving the safety of the crew on board and preventing damage to cargo as well as improving the comfort of the ride. It is a common experience for mariners, to see that steering with a rudder generally induces rolling of the ship, though the original aim of the rudder is to keep the ship's heading to the required course. At the first stage, when a rudder is steered, usually a ship heels in an inward direction, due to the roll moment acting on the rudder. At the next stage in steering, the main heel may change to an outward. This coupling between rudder and roll motion has become an attractive problem from the point of view of roll stabilization using the rudder, because it is a natural in sight that if the rudder action is skillfully related to the change of roll as well as to the course deviation, the roll can be reduced to a certain degree. The main aim of this paper is to discuss the results of the actual full-scale sea trials carried out on steer gear No.1 and No.1 2, the individual quartermaster and to make clear their statistical properties, using the actual data which included measurement of roll angle, roll rate and the comparative tests were carried out immediately after each other, in order to minimize any statistical variation in sea conditions. It can be concluded that the steer gear No. 1 2 reduced the roll motion on average by about 21% in comparison with the No.1 and confirmed the some difference as per a ability of quarter-master's maneuver.

본 연구의 목적은 차량 통제 변인과 동작의 부드러움 변인을 이용하여 동시 과제 수행이 운전 수행 능력에 미치는 영향을 정량적으로 제시하는 것이다. 1~2년의 운전 경력을 가진 피험자 20명이 실험에 참여하였다. 피험자는 동작분석을 위해 상지(shoulder, elbow, wrist) 및 하지(knee, ankle, toe)에 9개의 마커를 부착한 후, 운전 시뮬레이터를 이용하여 80km/hr로 주행하는 선행 차량과 30m의 간격을 유지하며 직선 주행하도록 하였다. 동시과제는 문자 메시지 보내기와 네비게이션 검색으로 선정하였다. 실험 시간은 2분으로 운전 시작 후 1분은 운전만을, 다음 1분은 운전과 동시과제를 함께 실시하도록 하였고, 각각 운전구간과 동시과제구간으로 정의하였다. 차간거리(Anterior-Posterior Coefficient of Variation, APCV) 및 차선이격거리의 분산계수(Medial-Lateral Coefficient of variation, MLCV)와 저크비용함수(Jerk-cost function, JC)를 이용하여 운전 수행 능력을 평가하였다. APCV는 운전구간에 비해 운전 중 네비게이션 검색 시 222.1% 증가하였다. MLCV는 문자 메시지 전송 과제를 수행할 경우, 318.2%, 네비게이션 검색 과제를 수행할 경우 309.4%가 증가하였다. JC는 운전구간에 비해 동시과제 수행 시, 팔꿈치, 무릎, 발목, 발가락에서 유의하게 증가하였고, 하지마커 전체의 평균값은 문자과제 수행 시 218.2%, 네비게이션 과제 수행 시 294.7%가 증가하였다. 운전 중 동시과제의 수행은 JC를 증가시켜 운전자의 동작의 부드러움을 감소시키고, APCV와 MLCV를 증가시켜 차량의 횡적 종적 통제를 어렵게 한다고 결론 내릴 수 있다.

현실감을 제공하는 콘텐츠의 제작 기술은 인터랙티브 몰입형 가상 환경의 응용 분야를 극대화할 수 있는 핵심 기술이다. 이 연구에서는 적응적인 배경 조정을 사용하여 움직임 없는 배경 비디오에서 전경을 분할하고 검출하기 위한효율적인 방법을 제안한다. 배경 조정 영상과 모션 영상간의 배경 차이 방법에 의해 배경으로부터 전경을 결정한다. 마지막으로, 비디오에서부터 분할된 사람의 모션을 기반으로 다양한 몰입형 2D게임을 개발한다. 개발된 기술은 가상현실 환경으로 발전하는 핵심 요소 기술이 될 것이며, 특히 교육 및 엔터테인먼트 등 체험을 요구하는 경우, 새로운 인터랙티브 미디어 기술의 핵심이 될 것이다.