• 한국정밀공학회지
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• 제29권9호
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• pp.978-985
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• 2012

Starfish are a critical problem for fishermen since they eat every farming product including shellfish. The number of starfish is increasing dramatically because they have no natural enemy underwater. We consider the concept of capturing starfish using a semi-autonomous robot. A new underwater robot design to capture starfish is proposed using cooperation between humans and the robot. A requirements list for the robot is developed and two conceptual designs are proposed. Each robot is designed as a modular platform. The kinematic and dynamic performance of each robot is analyzed and compared. This study is a starting point for developing a starfish capture robot and designing underwater robots for other applications. In the near future, a prototype will be assembled and tested in a marine environment.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권2호
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• pp.1-8
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• 2011

수중로봇 S/W 프레임웍은 센서 데이터 처리, 추진기 제어, 인지 및 행위 제어 등의 다양한 하위모듈로 구성된다. 로봇의 성능은 알고리즘 자체의 우수성 뿐 아니라 그 구현에도 큰 영향을 받는데, 효과적인 구현에 가장 큰 영향을 미치는 부분 중의 하나는 모듈간의 신호 및 데이터 전달을 담당하여 센싱 및 제어 주기에 영향을 주는 데이터 공유 모듈의 효율성이다. 이상적인 데이터 공유 모듈은 시스템의 H/W 및 S/W 구성에 상관없이 데이터 싱크로부터 데이터 소스에 지연 없이 접근할 수 있게 해야 한다. 그러나 실제에 있어서는 시스템 구성 특성에 의한 데이터 소스 모듈의 접근 처리 용량 한계, 네트워크 지연 및 운영체제의 스케쥴링 등으로 인하여 다양한 접근 지연이 요인이 존재한다. 본 논문은 수중로봇과 같이 소수의 컴퓨터로 이뤄진 소규모 분산시스템에서 이러한 접근 지연을 효과적으로 처리하기 위한 데이터 공유 모듈 구조 및 프로그래밍 모델을 제안하고 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.119-124
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• 2022

성공적인 수중 위치측정을 위해서는 다양한 수중 로봇에 탑재 가능한 대규모 병렬 컴퓨팅 환경이 필요하다. 이에, 본 논문에서는 수중 위치측정을 위한 인공지능 컴퓨팅 플랫폼 설계 방법을 제안한다. 제안한 플랫폼은 총 4개의 하드웨어 모듈로 구성된다. Transponder 및 hydrophone 모듈은 음파를 송수신하며 FPGA 모듈은 송수신한 음파 신호를 빠르게 병렬로 전처리한다. Jetson 모듈은 인공지능 기반 알고리즘 처리한다. 해당 플랫폼은 실제 수중 환경에서 거리에 따라 수중 위치측정을 위한 음파 송수신 실험을 수행하였으며 이를 통해 설계한 플랫폼을 검증할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.23-28
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• 2019

한국해양과학기술원은 해저에서 지면 굴착 작업이 가능한 트랙 형태의 수중건설로봇 (URI-R)을 개발 중에 있다. 개발 로봇은 수중에서 굴착 작업을 수행하는 동안 강한 소음 및 진동 환경에 노출된다. 이로 인하여 음향을 이용하여 수중 위치 신호를 획득하여야 하는 개발 장비는 신호획득이 어려운 상황에 빈번하게 놓일 수 있다. 이를 극복하기 위하여 개발장비가 수중 위치 신호가 간헐적으로 들어오는 상황 속에 놓여 있어도 연속적으로 자신의 위치를 인식하는 방안을 확보하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 비용절감 및 다양한 실험케이스를 확보하기 위하여 수중 작동 특성을 모사할 수 있는 실험을 육상에서 재현하여 실험하였으며 위치 추정을 위하여 관성항법 및 위성항법신호를 사용하였다. 위치 신호획득 주기가 길어짐에 따라 자기 위치 추정에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 이를 통하여 URI-R의 연속적인 자기 위치 인식을 수행하기 위한 위치 신호획득의 최대 주기를 확인하고 이를 적용하고자 한다.

• 로봇학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.43-48
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• 2009

Generally, underwater vehicle type of propeller shows low efficiency about 50%-55%. However, the efficiency of swimming mechanism of a fish is 60%-70%, more efficient about 20% than screw propellers. Recently, research of underwater vehicle type of fish increase due to its good efficiency and is regarded as a typical bio-mimical robot. In this research, a new algorithm and mechanism that show low energy consumption imitating swimming mechanism of fish proposed increasing speed and running time in field trial.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.378-378
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• 2000

The permissible positioning error of the transducer used in reactor inspection must be within 10 mm. To implement the required precision it is necessary to manufacture all components affecting the positioning mechanism correctly and precisely. In addition, it is also necessary to handle error factors accurately. This paper describes the activities of the findings and corrections of the errors which were occurred in experiments. Those activities are; i) Categorization of error factors, ii) Cause analysis of errors, iii) Correction of errors founded in experiments by the analysis of laser induction type and by the validation of real measurement of horizontal, vertical baselines.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.70-77
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• 2015

본 논문은 수중 로봇 위치추정을 위하여 무향 칼만 필터 방법을 제안한다. 이 방법은 해저 지형 정보와 로봇으로부터 수심측정을 비교한다. 해저 수심 범위의 측정을 위해, DVL 센서를 이용한다. 일반적으로 DVL은 로봇의 속도 정보와 4개의 거리 데이터를 획득한다. 확장 칼만 필터는 지형 수심 범위 측정을 위해 자코비안을 유도하기가 가능하지 않기 때문에 지형정보를 이용한 방법에는 유용하지가 않는다. 파티클 필터는 자코비안을 필요로하지 않고, 비선형 및 비 가우시안 시스템에 좋은 해결책이지만 연산량이 많은 단점이 있다. 본 논문에서는 무향 칼만 필터와 파티클 필터의 위치추정 성능과 처리 속도를 비교한다. 수중 네비게이션에 사용되는 무향 칼만 필터 방법은 일부 있지만 해저 지형 정보를 이용한 방법은 극히 드물다. 특히, 제안된 방법은 수백개의 스캔 범위 데이터를 사용하지 않고 4개의 범위 데이터만을 이용한다. 본 논문에서는 4개의 거리 데이터를 가지고 해저 지형을 기반을 둔 위치추정을 위한 무향 칼만 필터 방법의 접근 가능성을 보인다.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권3호
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• pp.237-244
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• 2018

수중에서 로봇으로 사석 고르기 작업을 실시할 경우 로봇 주위의 지형 정보를 실시간으로 제공해야 원격조종이 가능하다. 현 위치로부터 주변지형의 높낮이를 보여줘야 운전자가 작업 계획을 수립하고, 전복과 같은 사고도 예방할 수 있다. 지금까지 지형인식은 멀티 빔 소나에 의해 이뤄졌는데 이는 작업 전후의 품질을 평가하는 용도만 사용되었지 원격조종에서 필요한 실시간 정보로는 사용될 수 없었다. 본 연구는 수중 사석 고르기 작업을 위한 실시간 지형인식 방법을 개발한다. 버킷이 지면을 누를 때 전달되는 힘을 측정해 접촉여부를 판단하고, 실린더의 길이를 읽어 접촉위치를 계산한다. 버킷의 위치제어를 위해 가변 뱅뱅제어 알고리즘을 적용하고 숙련된 굴삭기 운전자의 작업패턴을 프로그램화해 지형인식, 긁기, 밀기, 전진 등의 작업을 자동으로 수행하도록 한다. 개발된 방법은 로봇 몸체로부터 버킷의 거리에 따라 3차원 격자 지형을 상대적으로 보여줌으로써 작업자가 쉽게 지형을 인식하고 지형에 따라 작업계획을 세우도록 한다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권2호
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• pp.141-149
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• 2016

In this technical note, the issues and challenges for the launch and recovery systems (LARS) and related techniques for the operation of an underwater robot from a manned platform are considered. Various types of LARS fitted to specific manned platforms, surface or sub-surface, are surveyed and categorized. The current UUV launch and recovery systems from surface ships and submarines utilize time consuming processes. As underwater robot technologies evolve and their roles are defined, safe and effective launch and recovery methods should be developed capable of reliable and efficient operations, particularly at a high sea state. To improve the existing underwater robot capabilities, LARS technology maturation is required in the near term, leading to the ability to incorporate autonomous LARS for an underwater robot on a manned platform. In the near term, particular emphasis should be placed on UUV LARS, which are surface ship based, with submarine based systems in the long term. Furthermore, for a dedicated LARS ship, independent of the existing host ship type, particular emphasis should be given to fully utilizing the capabilities of underwater robots.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.488-496
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• 1991

Dynamic chanracterisitcs and control of a submerged working robot manipulator have been investigated for articulated type robot manipulator with three revoluted joints. A dynamic equation of the manipulator has been derived. The dynamic equation includes not only mass matrix, centrifugal and Coriolis terms and gravity terms but also added mass, buoyant force and drag force terms, which are important terms for underwater motion description. A series of simulations using computed torque method have been performed for the cases of straight and circular trajectory motion controls. The results of this study show that the dynamic characteristics of the submerged working robot manipulator are very different from that of the manipulator which works in air. The influences of added mass, buoyant force and drag force terms to the total required torques have been discussed as distribution ratios to the total required torques.