충돌위험성이 있는 장해물에 대하여, 장해물에 외부로부터 가해진 힘(가속도)이 일정하지 않다면, 장해물의 운동을 예측(계산)하는것은 어렵습니다. 여기서 제가 논할 알고리즘은 장해물에 가해지는 외부의 힘이 보존력(중력과 같이 일정한 힘)을 받거나, 일정한 속도로 움직일경우에만 해당합니다.
우선, 운동체(제어하의 물체)와 장해물의 운동상태(좌표, 속도, 가속도)를 계측하지 않으면 안됩니다.
자동차의 장거리회피에 대해서는 GPS를 사용해 광범위의 좌표를 계측해야만 합니다. GPS의 경우에는 위성, 즉 지구범위의 좌표이기때문에 차량과 장해물의 운동상태를 동시에 계측가능하겠지만, 차량본체에 계측기를 설치할경우는 차량을 중심으로 한 좌표계가 되기때문에 장해물의 상대속도를 측정함으로써 장해물의 운동속도를 파악해야만하겠죠.
제어체와 장해물의 운동상태의 정보를 얻게되면, 간단하게 생각하면 뉴턴의 운동법칙에따라 일정시간이후의 운동상태를 계산해서 예측할수 있을것입니다.
일정시간이후의 운동상태에의해 충돌하게 될경우 - 충돌면(예를들어 3차원의 경우, 각 운동체의 중심에서 최장거리반경을 측정, 그 반경을 가진 구체로 가정)에 접촉할 경우 - 인가를 판단합니다.
충돌이 예상되면, 이를 회피하기 위해 제어체에 힘을 더하여, 회피시킵니다.
자동차라면, 브레이크을 걸거나(제동력을 가함), 궤도회피를 위해 진행방향을 변경(진행방향에 일정각도로 힘을 작용)하는것이 유효할수 있습니다. 그러나 이러한 회피방침은 상당히 애매한 점을 가지고 있고, 충돌체를 넓은 범위에 걸쳐 확인하지 않으면 회피불가능한 경우도 생길수 있습니다. 그렇기에 아직 연구할 필요성이 있겠지요. 이부분에관해선 말씀하신것과 같이 거리설정의 기술이외에도 여러가지 방법이 있을것이라고 생각됩니다.
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위에서 설명한 논리는 어디까지나 제가 가지고 있는 생각이지 확실한 근거는 없습니다. 또한 위의 논리를 실현하기위해선 계측, 제어,연산기술이 충분해야하겠죠.
위성체의 경우는 장해물과 인공위성이 접근할 경우, 상호간에 만유인력이 생깁니다만, 이에관해선 장해물의 질량을 측정할 명확한 방법이 없기때문에 두물체의 운동상태를 얻기는 힘듭니다(거리를 측정해 상대가속도와 상대속도를 계산할 수 있지만, 가속도가 일정치 않기때문에 예상하기 어렵습니다.). 또한 정확한 운동상태를 계산해내어 충돌할것을 예측하였다고해도, 인공위성의 경우, 궤도를 수정하기위한 연료는 충분치 못할 경우가 많습니다. 이것은 인공위성의 궤도수정의 연료를 다 쓰면 인공위성은 지정된 궤도를 유지하지 못하고 인공위성의 수명이 끝난것으로봅니다.
그렇기에 현재의 위성체는 장해물을 회피하기 보다는 충돌했을때, 피해를 최소화시키는것(주요기능을 잃지 않을 것과 같은...)을 중시하고 있습니다.
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글을 쓰다보니, 천문홈페이지에 약간 어울리지 않는 내용이 많아졌습니다만 양해바랍니다. |
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