• Title/Summary/Keyword: 수중 위치제어

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수중탐사용 호버링 무인잠수정 NOAH의 테스트베드 개발 (Development of Hovering AUV 'NOAH' Test-bed for Underwater Explorations)

  • 변승우;김준영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.414-419
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    • 2010
  • 본 논문은 호버링 무인잠수정 'NOAH'의 설계과정을 언급하였고 그 성능을 확인하기 위한 수학모델을 정립하고 실험을 실시하였다. 시뮬레이션과 수조실험을 통해 성능을 검증하였으며, 무인잠수정 NOAH의 설계목표인 자세 및 위치제어를 위한 기본실험을 실시하였다. 설계된 무인잠수정은 일반적인 ROV형태의 외형을 갖고 있으며, 이러한 외형은 NOAH의 제작목적에 따라 다양한 장비를 설치하여 실험하기가 용이하며 크기는 $0.75m{\times}0.5m{\times}0.5m$이다. 추진을 위한 450watt의 용량을 갖는 4개의 추진기가 주행방향, 횡방향, 수직방향으로 설치되어져 있고 수심을 측정하기 위한 압력센서와 방향각을 측정하기 위한 자력컴파스가 설치되었다. 잠수정의 주행을 제어하기 위해 펜티엄 III의 소형 온보드 컴퓨터에 운영체제는 윈도우 XP를 탑재하였다. 제작된 호버링 무인잠수정 NOAH는 다양한 환경에서 여러 가지 제어알고리즘을 적용하여 성능을 개선하고 실험을 하기 위한 테스트베드로 운영된다.

구조화된 수중 환경에서 작업을 위한 PETASUS 시스템 II의 위치 인식 및 자율 제어 (Localization and Autonomous Control of PETASUS System II for Manipulation in Structured Environment)

  • 한종희;옥진성;정완균
    • 로봇학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.37-42
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    • 2013
  • In this paper, a localization algorithm and an autonomous controller for PETASUS system II which is an underwater vehicle-manipulator system, are proposed. To estimate its position and to identify manipulation targets in a structured environment, a multi-rate extended Kalman filter is developed, where map information and data from inertial sensors, sonar sensors, and vision sensors are used. In addition, a three layered control structure is proposed as a controller for autonomy. By this controller, PETASUS system II is able to generate waypoints and make decisions on its own behaviors. Experiment results are provided for verifying proposed algorithms.

무인잠수정(ROV)의 설계 및 개발 (Design and Development of a Remotely Operated Vehcile(ROV))

  • 홍도천;이판묵;이종식;공도식;최학선;현법수
    • 한국해양공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.62-72
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    • 1993
  • This paper describes the results of 3 years project on the design and development of a 500 meter class ocean survery ROV model. The design concept and the design procedure are given for each component of the ROV model. The design concept and the design procedure are given for each component of the ROV. Special emphasis is laid on the development of the position control system together with the development of the performance evaluation technique.

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수중 충격파에 의한 방사음을 이용한 대상물 파쇄에 관련된 정보분석 (Analysis of Information Related to Object Fragmentation Using Radiated Sounds Due to Underwater Shock Wave)

  • 장윤석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.921-925
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    • 2007
  • 본 논문은 체외 충격파 파쇄 장치를 사용하여 결석을 파쇄할 때 방사되는 소리에 관계된 정보를 분석한 것이다. 먼저, 방사음으로부터 대상물의 진동을 관찰하고, 대상물의 진동과 방사음 간의 관계를 통하여 피크주파수의 변화에 관한 정보를 추출하였다. 다음에는, 초점의 위치에 따른 피크주파수의 변화를 관찰하여 초점의 바로 위나 아래 부분보다 정확한 초점에서 대상물을 진동시키기가 더욱 어렵다는 사실을 입증하였다. 마지막으로, 캐비테이션과 방사음과의 관계를 분석하여 대상물의 파쇄에 더 유리한 위치를 조사하였다.

두 개의 하이드로폰을 이용한 수중 음원 방향 추정 및 위치 추정 알고리즘 (Direction and Location Estimating Algorithm for Sound Sources with Two Hydrophones in Underwater Environment)

  • 신재욱;송주만;이석영;최현택;박부견
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.676-681
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    • 2013
  • For underwater vehicles, the use of sensors such as cameras and laser scanners is limited by the difference in environment compared to robots designed to work on dry land. In underwater environments, if use is made of sound signals, valuable information can be obtained. The most important application is the localization of underwater sound sources. The estimated location of a sound source can be used to control underwater robots or submarines. Thus, the purpose of this research is to estimate the source's direction and location in a noisy underwater environment. The direction of the sound source is obtained using two hydrophones. Furthermore, if we assume that the robot or sound source is moving, the location of the sound source is estimated using more than two estimated directions. The feasibility of the developed algorithm is examined by experiments in a water tank and in the ocean.

ToA 기법을 이용한 수중 무선 센서 네트워크에서의 센서 위치 측정 (ToA Based Sensor Localization Algorithm in Underwater Wireless Sensor Networks)

  • 이강훈;유창호;최재원;서영봉
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.641-648
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    • 2009
  • Currently several kinds of sensor localization methods have been developed for terrestrial wireless sensor networks. This study, in order to extend the field to underwater environments, a localization technique is studied for UWSNs (Underwater Wireless Sensor Networks). In underwater environments, RF (Radio Frequency) signal is not suitable for underwater usage because of extremely limited propagation. Because of that reason UWSNs should be constituted with acoustic modems. But, to realize underwater application, we can borrow many design principles from ongoing research for terrestrial environments. So, in this paper we introduce the modified localization algorithm using ToA method which is based on the terrestrial research. First of all, we study the localization techniques for terrestrial environments where we investigate possible methods to underwater environment. And then the appropriate algorithm is presented in the underwater usage. Finally the proposed underwater based localization algorithm is evaluated by using computer.

형광 안저 사진의 기하 왜곡 교정 (Geometric distortion correction of fluorescein ocular fundus photographs)

  • 권갑현;하영호;김수중
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제2권2호
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    • pp.183-192
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    • 1991
  • 형광 안저 사진은 형광 물질을 정맥에 주사한 후 안저를 연속 촬영한 것으로 이로부터 망막 및 맥락막의 혈관 상태를 관찰하여 안과계 질환 뿐만아니라, 당뇨병, 고혈압 등 내과계 질병도 진단한다. 순차적으로 안저 사진을 촬영할 때 안구의 불규칙적인 운동으로 인하여 프레임마다 특정 영역의 위치가 달라질 수 있으며, 조명 상태의 변동에 의해 프레임마다 배경 명암이 달라질 수 있다. 이러한 형광 안저 사진에서 프레임간 변화분을 검출하기 위해 직접 두 프레임을 빼는 것은 부적합하다. 본 논문에서는 형광 안저 사진의 프레임간 변화분을 정확하게 검출할 수 있도록 형광안저 사진의 기하 왜곡을 교정하는 방법을 제안한다. 먼저 안저 사진으로부터 혈관을 검출하고 이를 세선화하여 제어점의 좌표를 정한다. 제어점을 이용하여 기하 변환함수를 구하고 각 프레임을 맵핑하므로써 기하 왜곡을 교정한다. 기하 왜곡을 교정한 두 프레임을 화소별로 빼어 차영상을 구한 결과 프레임간 변화를 정확하게 검출할 수 있었다.

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수중 구조물 검사로봇의 기구학적 관계를 이용한 확장 칼만 필터 기반의 위치추정 (Extended Kalman Filter-based Localization with Kinematic Relationship of Underwater Structure Inspection Robots)

  • 허영진;이기현;김진현
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.372-378
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    • 2013
  • In this paper, we research the localization problem of the crawler-type inspection robot for underwater structure which travels an outer wall of underwater structure. Since various factors of the underwater environment affect an encoder odometer, it is hard to localize robot itself using only on-board sensors. So in this research we used a depth sensor and an IMU to compensate odometer which has extreme error in the underwater environment through using Extended Kalman Filter(EKF) which is normally used in mobile robotics. To acquire valid measurements, we implemented precision sensor modeling after assuming specific situation that robot travels underwater structure. The depth sensor acquires a vertical position of robot and compensates one of the robot pose, and IMU is used to compensate a bearing. But horizontal position of robot can't be compensated by using only on-board sensors. So we proposed a localization algorithm which makes horizontal direction error bounded by using kinematics relationship. Also we implemented computer simulations and experiments in underwater environment to verify the algorithm performance.

구조화된 공간에서의 수중 무선 센서 네트워크를 이용한 위치 추정 시스템 (Infrastructure-based Localization System using Underwater Wireless Sensor Network)

  • 박대길;곽경민;정완균;김진현
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.699-705
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    • 2012
  • In this paper, an infrastructure-based localization method using underwater wireless sensor network (UWSN) is addressed. A localization using the UWSN is necessary to widen the usage of underwater applications, however it is very difficult to establish the UWSN due to the restrictions of water. In this paper, to extend the usage of UWSN at the infrastructure, we propose a sophisticated UWSN localization method using the Received Signal Strength Indicator (RSSI) of the electromagnetic waves. During the electromagnetic waves propagating in underwater, there arises a lot of attenuation according to the distance, while the attenuation shows uniformity according to the distance. Using this characteristics, the localization system in underwater infrastructure is proposed and the experimental results show the effectiveness.

폭약 기폭위치에 따른 발파 분진제어용 워터튜브 주입수의 분무확산 실험 및 평가 (Experiment and Evaluation of Mist Diffusion from Water Tube for Blasting Dust Control in accordance with the Explosives Position)

  • 양형식;고영훈;김정규;노유송;박훈;조상호
    • 터널과지하공간
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    • 제25권1호
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    • pp.46-55
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    • 2015
  • 발파분진을 제어하기 위하여 도폭선을 결합한 양수튜브를 고안하였다. 최적설계를 위한 실험의 일환으로 도폭선 기폭위치에 따른 물의 확산을 비교 실험하였다. 실험결과를 평가하기 위하여 고속카메라로 촬영하여 영상을 이미지 분석 하였고, 워터튜브의 분무확산 과정을 묘사하기 위해 AUTODYN 프로그램을 이용하여 해석한 결과를 분무초기거동 실험영상과 비교하였다. 외부기폭의 경우 분무거동이 교차유동을 나타냈고, 내부기폭의 경우 방사형 전파유동을 나타냈다. 수치해석 결과 워터튜브 내부기폭의 경우 수중폭발에서와 같은 내부 Bubble Ring이 발생하였고, 지반에의 반사압 영향에 의해 추가적인 Bubble Ring이 형성되었다. 또한, 워터튜브의 분무미립화 성능을 Weber 수를 통해 평가하였고, 워터튜브의 충분한 미립화 성능을 확인할 수 있었다.