This paper proposes a unified framework that overcomes four motion constraints including joint limit, kinematic singularity, algorithmic singularity and obstacles. The proposed framework is based on our previous works which can insert or remove tasks continuously using activation parameters and be applied to avoid joint limit and singularity. Additionally, we develop a method for avoiding obstacles and combine it into the framework to consider four motion constraints simultaneously. The performance of the proposed framework was demonstrated by simulation tests with considering four motion constraints. Results of the simulations verified the framework’s effectiveness near joint limit, kinematic singularity, algorithmic singularity and obstacles. We also analyzed sensitivity of our algorithm near singularity when using closed loop inverse kinematics depending on magnitude of gain matrix.

이 논문에서는 현재 선박의 운항 기능을 보다 향상시키는 방법의 하나로서 경제적이고 효율적인 "선박종합정보시스템"을 개발하였다. 이것은 선박의 운항 정보 및 주변 상황을 한 눈에 정확히 파악할 수 있도록 데이터를 종합적이고 체계적으로 선내 통신망을 기반으로 통합하고, 선내 뿐 만아니라 위성데이터통신을 이용하여 원격으로 육상에서 실시간으로 다중의 사용자가 동시에 이를 감시, 기록, 분석을 통하여 선박운항을 지원할 수 있는 시스템이다. 선박종합정보시스템은 선박신호연동장치를 통해 수신된 항해/기관/경보 데이터를 선박종합통신망에 적절하게 전송하는 데이터 분배 프로그램, 항해/기관 데이터를 저장하고 관리하는 데이터베이스, 항해/기관/경보 데이터를 표시하여 선박의 운항 상황 및 주변 상황을 감시하는 각종 정보프로그램, 선박이 건조되어 폐선될 때까지의 관리에 관한 선박관리프로그램, 기타 응용 프로그램으로 구성되어 있다.

항해 기관정보를 제공하는 각 장비들의 출력신호의 형태는 각기 달라 "선박종합정보시스템" 상에서 정보들을 읽고 기록하기 위해서는 각 장비들로부터의 선호와 데이터 프로토콜을 분석하여 표준 디지털 신호로 변환 처리한 후 이미 설계 개발한 "선박종합통신망"을 통하여 각 클라이언트로 전송해 주어야 한다. 따라서 이 연구에서는 선박의 각종 항해 기관장비와 선박종합정보시스템 사이에 필요한 시리얼 통신기술을 이용하고 이들 장비의 신호를 분석하여 선박신호 연동장치를 개발하고 이를 실선에 탑재하여 그 활용 여부를 실험하였다.

이 논문은 선박관리 업무의 전산화 및 항해, 기관장비들로부터 발생되는 데이터를 통신망으로 전송하여 각 선실의 컴퓨터상에서 선박의 운항 상황 및 주변 상황을 감시하기 위한 선박종합통신망을 구축하는 것이다. 이런 통신망을 구축하기 위해 먼저 선박의 구조 및 특성 등을 고려하여 통신망의 형태, 전송방식 및 프로토콜 등을 조사 분석하였고 이런 조사 분석을 바탕으로 기본 원칙을 정하고 선박 특성에 적합한 "선박종합통신망"을 설계하고 구축하였다.