자율운항시스템 개발을 위한 선박운동제어에 관한 연구 : 실험적 연구
A study on ship motion control system design for developing autonomous system: Experimental study
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초록
무인화 기술은 산업전반에 걸쳐 활용되어 생산성 향상뿐만 아니라, 작업환경 개선을 통해 산업구조의 질적인 개선효과를 누리고 있다. 무인화 기술은 자동차를 비롯한 이동 및 이송용 도구에도 활발히 접목되어 실생활에서 누구나 접할 수 있게 되었다. 이러한 기술은 해상환경에도 오래 전에 적용되어 운용되고 있으며, 군사목적 혹은 해상환경 관측을 위한 특수한 목적에서 시도되었다고 할 수 있다. 그러나 열악한 해상환경 때문에 최근까지도 완전한 무인화는 극히 일부대상에 국한되어, 그 활용도는 육상에서 운용되는 자동차 수준에 이르지 못한 것이 현실이다. 여러 가지 이유가 있으나, 무엇보다 적용환경의 열악성이 가장 큰 장애요인이라 할 수 있다. 단적인 예로, 출항 후 외해에서의 자동운항기술은 이미 오래전부터 적용되어 항해사들의 근무환경개선과 운항경비절감 등의 효과를 가져왔다. 그러나 복잡한 내항이나, 좁은 항로를 운항해야 할 경우에는 자연환경 뿐 만 아니라 타 선박간의 충돌방지를 위한 복잡한 운항알고리즘 및 전략이 필요하다.
Abstract
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.
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