Recently, autonomous ships in the field of shipbuilding have become popular. Among the various technologies of autonomous ships, autonomous berthing is very important. Thus, a technology called dynamic positioning exists and is used for maintaining an absolute position in a marine environment using an omnidirectional thruster. However, since ships used for autonomous berthing generally lack control power, berthing them in a disturbed environment using only classical control is difficult. Therefore, this study aimed to determine in advance whether a ship can berth and to take precautions by determining whether the current input does not deviate from the berthing trajectory within the disturbance through reachability analysis.
Through backward reachability analysis, an area in which berthing can be performed is obtained in advance within a specific time, and when the vessel reaches this area, a berthing path is created and the berthing phase begins.
We present a safe and efficient berthing algorithm through forward reachability analysis in the berthing stage.
The performance of the proposed algorithm through forward reachability analysis was validated through a berthing simulation.
최근 조선사업분야의 자율선박은 매우 큰 관심을 받고있다. 자율선박의 다양한 기술 중에서도 선박의 자율 접안은 매우 중요하다. 이와 관련되어 다이나믹 포지셔닝 이라는 전방향 추진기를 사용하여 해상 환경에서 절대 위치를 유지하는 기술이 존재한다. 하지만 일반적으로 자율 접안에 사용되는 선박은 상대적으로 제어력이 부족하기 때문에 외란이 있는 환경에서 고전제어만으로는 접안에 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 도달가능성 분석을 통하여 미리 선박이 접안을 할 수 있는지 판단과, 현재 제어 입력이 외란 내에서 접안 경로를 벗어나지 않는지 판단하여 미리 조치를 취하는 것을 목표로 한다.
먼저 역방향 도달가능성 분석을 통하여 미리 특정 시간 내에 접안이 가능한 영역을 구한 뒤, 선박이 접안이 가능한 영역에 도달했을 때, 접안 경로를 생성하고 접안 단계가 시작된다.
접안 단계에서 정방향 도달가능성 분석을 통하여 안전하고 효율적인 접안 알고리즘을 제시한다.
정방향 도달가능성 분석을 통한 알고리즘은 접안 시뮬레이션을 통하여 검증된다.
