무인탈것/무인차량(unmmaned vehicle)

1 무인탈것(unmmaned vehicle)의 개요
 1) 무인탈것의 정의

   - 사람이 탑승하지 않은 탈것으로 원격 제어 또는 원격 유도 차량인 원격 로봇 제어를 받거나 환경을 감지하고 스스로 탐색할 수 있는 자동 제어(자율차량 ; autonomous)을 뜻한다.

 2) 무인탈것의 종류
   - 무인항공기 : UAV(Unmanned Aerial Vehicle)
   - 무인차량 : UGV(Unmanned Ground Vehicle)
   - 무인선박 : UMV(unmanned marine vehicle)
     * unmanned surface vessel
     * unmanned underwater vehicle -> 물속에서는 무선통신 안됨(통상 유선이용)
 3) 무인탈것의 특징
   - 현재의 무인시스템은 방산과 밀접하게 연관되어 대체로 방산산업에 집중되어 있음.
   - Unmmaned 는 inteligence를 대신하는건 아님.
   - 지상 및 우주는 단파등 무선 통신을 통한 제어가 가능하나, 물속에서는 물의 전파 흡수로 인해 장파 또는 소나(sonar)를 통한 통신만 가능.
     * 물속에서의 가능한 통신은 band width 가 낮아서 실시간 정보공유에 제한적임

2 제어방식
 1) 무인탈것의 제어 단계
   - 1단계 : Remote control : 사람의 감각기관을 이용, 사람의 절대적
   - 2단계 : Teleoperation : 센서를 통한 보조 제어, 사람의 제어 절대적(거리를 위미하진 않음)
   - 3단계 : Semi-autonomous : 단속적으로 명령제어, 간단한 명령어로 효과적인 움직임 출력 가능
   - 4단계 : Full autonomous : 완전 자동화된 동작 출력, 사람의 입력이 불필요함.
 2) 통신제어 방식
   - 가이던스 → 컨트롤러 → vehicle ↓
                   ↑ 에스티메이터 ← 센서 
     * 가이던스 : 소프트웨어 / plan
     * 센서/에스티메이터(필터) : 센서 / sense
     * 컨트롤/비클 : 비클 / act
   - 목표물 추적방식으로 구분
     * Persuit guidance : 타겟을 발견하여 path를 직선적으로 이동
     * Proportional navigation : 목표물 궤적을 계산하여 미리 목적지를 조정하여 이동
 3) PID 제어
   - 제어 대상의 오차 신호를 이용하여 제어 입력 신호를 생성하는 방법
     * 조작량을 목표값과 현재 위치와의 차에 비례한 크기가 되도록 하며, 서서히 조절하는 제어 방법이 비례 제어라고 하는 방식이다.
     * 목표값에 접근하면 미묘한 제어를 가할 수 있기 때문에 미세하게 목표값에 가까이 할 수 있다.
   - PID 제어 방식은 세 가지 요소를 적절하게 조합하여 사용한다. 각각의 요소의 가중치를 조절하여 최적의 제어 성능을 얻을 수 있다.
    * P: Proportinal(비례) ; 제어 대상의 오차 신호에 비례하는 제어 입력 신호를 생성.
    * I: Integral(적분) ; 오차의 누적값을 이용하여 제어 입력 신호를 생성.
    * D: Differential(미분) ; 오차의 변화율에 비례하는 제어 입력 신호를 생성.