Core Concepts
동적이고 복잡한 수중 환경에서 작동하는 수중 글라이더를 위해 다중 포인트 퍼텐셜 필드 기반의 실시간 경로 계획 방법을 제안하고 개선한다. 이 방법은 장애물, 유동장, 국소 극소점 문제를 해결하여 수중 글라이더의 경로 계획 효율성과 강건성을 향상시킨다.
Abstract
이 연구는 동적이고 복잡한 수중 환경에서 작동하는 수중 글라이더를 위한 실시간 경로 계획 방법을 제안한다. 기존의 다중 포인트 퍼텐셜 필드(MPPF) 방법을 수중 글라이더에 맞게 개선하였다.
사전 계획된 톱니파 궤적 추종을 위한 인력 퍼텐셜 필드 적용
정적 장애물 회피와 국소 극소점 문제 해결을 위한 반발 퍼텐셜 필드와 수직 이동 제어 방법 적용
동적 장애물 회피를 위한 속도 반발 퍼텐셜 필드 추가
유동장 효율성 향상을 위한 유동장 퍼텐셜 필드 추가
제안된 방법은 ROUGHIE 프로토타입 글라이더를 통해 검증되었으며, 시뮬레이션 결과를 통해 장애물 회피, 국소 극소점 문제 해결, 동적 장애물 회피, 유동장 내 경로 계획 등의 성능을 입증하였다.
Stats
수중 글라이더 ROUGHIE의 길이는 1.2m, 무게는 13kg이다.
최대 글라이딩 각도(θm)는 45°, 최대 방향 각도(ψm)는 20°이다.
장애물 감지 센서의 수평/수직 감지 범위는 100m, 120°, 30°이다.
유동장 측정을 위해 ADCP 센서가 추가되었다.
경로 계획 주기는 1초이며, 하강 시 평균 속도는 0.5m/s, 상승 시 0.3m/s이다.