• 제어로봇시스템학회지
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• 제17권2호
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• pp.36-46
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• 2011

자율무인잠수정(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)은 미국을 중심으로 1980년대부터 다양한 수중관련 기술의 발전과, 민군의 사용분야가 증가되면서 급속한 발전의 진전을 보았다. 특히, 과학기술의 발전과 군의 전투개념 변화로 요구되는 무기체계도 급속히 변화되면서 자율무인잠수정이 핵심무기체계로 부상하게 되었다. 군에서 효율적인 전장 관리와 사회의 인명 중시 경향은 무기체계를 유인시스템으로 전환시키고 있다. 자율무인잠수정은 심해저 자원탐사, 해양조사 등 민수분야뿐만 아니라 해군의 정보전, 기뢰전, 그리고 대잠전과 같은 성분 작전에서 핵심적 역할을 수행하게 되었다. 본 기고에서 1994년부터 자율무인잠수정 종합발전 계획을 수립하여 개발하고 있는 미 해군 운용개념을 분석하고 분석된 결과를 기초로 하여 미래 우리 해군에서 자율무인잠수정의 개발 및 운용을 위하여 필요한 핵심 기술을 자율제어, 센서 및 신호처리, 진수 및 hgl수. 수중항법, 수중통신, 그리고 에너지 등으로 구분하고 각각에 대하여 기술발전 동향을 고찰하고 기술개발을 제안하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.1973-1977
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• 2006

본 논문에서는 IMU(Inertial Motion Unit), DVL(Doppler Velocity Log), USBL(Ultra Short Base Line) DGPS(Differential Global Positioning System) 등의 센서로부터 취득된 데이터를'융합하여 ROV(Remotely Operated Vehicle)와 AUV(Autonomous Underwater Vehicle)와 같은 수중체의 위치를 지구 전체영역에서 추정하기 위한 기본적인 알고리즘을 다루고 있다. 본 논문에 소개된 알고리즘은 6,000m급 과학 조사용 심해무인잠수정인 해미래[1]의 수중 위치추적에 사용될 예정이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.177-184
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• 2021

본 논문은 무인잠수정을 도킹스테이션에 성공적으로 안전하게 도킹시키기 위해 확률 기반 평가지표를 설계하여 수중 도킹 과정을 평가하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 무인잠수정 상태와 수중 도킹을 위한 상태 기준의 일치 정도에 따른 도킹 성공 가능성을 확률로써 평가하는 방법이다. 평가는 무인잠수정의 기구학적 구속조건과 도킹 계획을 고려해 정의된 영역 내부에서 수행한다. 평가 과정은 확률밀도함수의 정의, 위치와 방향각 기준과의 차이에 따른 도킹스테이션 도달확률 계산, 확률지표의 산출 순서이며, 이를 통해 실시간으로 수중 도킹 과정을 평가한다. 수조실험을 통해 획득한 무인잠수정 데이터를 분석하여 제안하는 평가지표의 유효성을 검토하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 2부
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• pp.546-550
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• 2010

무인잠수정이 원하는 경로를 추종할 수 있도록 안정적인 운항제어를 수행하기 위해서는 잠수정의 동역학적 특성을 정확히 파악하는 것이 필요하다. 수중에서 거동하는 무인잠수정의 동역학적 특성은 제어입력뿐만 아니라 유체력계수에 의해 주로 결정되므로, 이러한 계수값을 정확하게 아는 것이 중요한 요소라 할 수 있다. 일반적으로 유체력계수는 PMM 시험과 같은 실험적 방법을 통하여 얻게 되지만 실험방법의 어려움과 실험장비들의 부정확성으로 인한 오차에 의하여, 얻어진 값들의 신뢰성이 많이 저하된다. 계수값들을 구할 수 있는 다른 방법으로는, 확장칼만필터 등과 같은 모델기반 추정 알고리즘을 통하여 유체력계수를 추정하는 것이다. 본 논문에서는 확장칼만필터를 이용하여 유체력계수를 추정하도록 하였으며, 설계된 추정 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 기존에 수행된 PMM 시험에 의해 얻어진 유체력계수의 실험값과 비교 분석하였다. 또한 본 논문에서는 만타형 무인잠수정을 이용하여 원하는 경로를 추종할 수 있도록, 추정된 유체력계수를 사용하여 수심제어 및 방향제어를 위한 슬라이딩 모드 제어기를 설계하였으며, 충분한 정확도를 가지고 원하는 경로를 추종함을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.751-760
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• 2014

무인잠수정은 한정된 탑재공간으로 인해 에너지 밀도가 높은 에너지원이 적용되어야 하며, 특히 장시간 운행을 목표로 하는 무인잠수정의 경우 요구되는 총 전력에 대한 에너지원의 탑재 가능 여부를 가장 우선적으로 검토하여야 한다. 이에 본 논문에서는 무인잠수정의 필요에너지에 따른 에너지원의 탑재가능성에 대해 분석하였고, 특히 에너지밀도가 높은 연료전지 시스템에 대한 연료 및 산화제의 필요량을 산출하여 내부 탑재가능성에 대한 배치성을 분석하였다. 또한 수중환경에서의 운용에 따른 밀폐형 연료전지 시스템에 대한 구성 방안을 도출하여 1kW급 고분자 전해질 연료전지 시스템을 이용하여 실험을 통해 적용 가능성을 검토하였다.

• 전자공학회지
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• 제38권7호
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• pp.20-29
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• 2011

무인잠수정(Unmanned Underwater Vehicle, UUV)은 하드웨어 구성과 관련하여 ROV (Remotely Operated Vehicle), SAUV (Semi-Autonomous Underwater Vehicle), AUV (Autonomous Underwater Vehicle) 등으로 구분할 수 있으며, 그 중에서 자율무인잠수정(AUV)은 주어진 임무의 난이도, 작업 환경의 정보, 그리고 운용자의 간섭 정도에 따라 다양한 수준으로 자율 정도를 분류한다. 무인잠수정은 미국을 중심으로 1952년부터 개발되기 시작하였으며 최초는 전적으로 운용자에 의해서 직접 운용되는 ROV가 주를 이루었다. 자율무인잠수정은 1980년대부터 다양한 수중관련 기술 및 컴퓨터 발전과, 민군의 사용분야가 증가되면서 급속한 발전을 이루어 왔으며 이에 따라 AUV 자율수준 정의와 기술개발도 급속한 진전이 이루어져 왔다. 본 기고에서는 무인잠수정의 개발현황, 자율개념 및 자율수준(Autonomy Levels for Underwater Vehicle, ALFUV)의 정의, 자율을 정립함에 필요한 방법 또는 기술 등을 알아보고 마지막으로 자율 알고리즘으로 개발된 구조의 표준화를 중심으로 현황을 파악하였으며 또한 미래의 자율수준 개발 동향을 살펴보았다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.110-112
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• 2016

최근 해저 자원 개발 또는 생산 활동에 따른 수중작업의 수요 증대와 수중 유도무기체계 개발의 일환으로 다양한 형태의 수중운동체 기술이 발전되고 있다. 또한, 해양에 존재하는 광물 자원의 탐사 및 채취, 수중탐사 및 작업, 해양 방위력의 증강 등은 수중운동체의 개발 필요성을 더욱 증가시키고 있으며, 이에 따라 수중운동체에 대한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 이에 본 논문에서는 수중운동체의 강제선회시험을 이용하여 유체력 미계수를 획득하고 이를 통해 수중운동체의 수평면 안정성을 평가 해 보았다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권5호
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• pp.159-165
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• 2023

이 연구는 내수면의 수난사고 중에서도 수중수색 부분에 한정하고, 수중 5m에서 5가지 수중탐색 방법과 인명구조 시간을 분석하였다. 실험대상자는 10명으로. 반원 탐색은 259초로 가장 길었고, 변형된 왕복 탐색 방법은 78.60초로, 평균 180.04초의 유의미한 차이를 보였다. 실험대상자 B, D는 수중탐색 평균 시간이 각각, 199초, 202초로 비슷한 수치를 나타내었다. 실험대상자 C는 수중탐색 평균 시간이 209초로 유의하게 높게 나타났다. 그 이유는 수중 시계의 불량으로 인한 불안감 가중 및 과도한 긴장에서 기인한 것으로 보인다. 실험대상자 A는 수중수색 시간이 187초로 유의하게 낮게 나타났다. 그 이유는 E의 경력이 실험대상자 중 가장 많고, 시계가 불량한 한강에서의 잠수 경험이 풍부하여 나타난 결과로 보인다. 편리성은 반원 탐색은 6~7로 낮게, 변형된 왕복 탐색이 8~9로 높은 수치를 나타내었다. 시계가 불량한 한강에서의 수중탐색 방법으로 가장 적합한 구조 방법은 변형된 왕복 탐색 방법으로 판단된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.1202-1208
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• 2008

본 논문에서는 유삭식 심해무인잠수정인 해미래와 진수장치인 해누비로 이루어지는 심해무인잠수정 시스템의 항법 알고리즘에 사용되는 다중 센서 융합 기법에 대하여 소개하고 있다. 수중 위치 추적 시스템의 성능은 초단기선, 장기선, 고도계와 같은 수중 음향 센서의 성능에 의해 결정되는데 수중음향 신호는 다양한 형태의 노이즈를 가지고 있어 특별한 주의가 요망된다. 본 논문에서는 이동 관측창 개념을 이용한 실용적인 다중 센서 융합 알고리즘을 제안하였다. 해미래의 동해 실해역 시험을 통해 획득된 계측치에 본 알고리즘을 적용하여 그 성능을 고찰한 결과 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.27-40
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• 2013

본 연구는 미래예측방법으로 많이 활용되고 있는 시나리오플래닝 방법론을 적용하여 2006년에 개발된 한국형 수중로봇시스템(심해무인잠수정시스템)의 바람직한 미래상을 도출하였다. 한국이 개발한 이 심해무인잠수정의 설계심도는 6000미터이며, 그 구성을 보면, '해미래'는 실질적인 심해탐사작업을 실행하고, 이 '해미래'를 지원하는 '해누비'는 심해에서 시료채취나 탐사가 가능하다. 한편 이 한국형 심해무인잠수정시스템은 수중복합항법시스템을 사용하고 있지만, 6000m심해에서 5m이내의 항법오차가 있고 50cm이내의 상대 위치오차를 가지고 있다. 따라서 본고는 이를 보완하여 관련 분야에서 기술 선도국이 될 수 있는 한국정부가 추진해야 할 바람직한 미래전략방향을 고찰했다. 그 결과 인디케이터와 가상벽을 갖춘 외부장치를 구비한 심해무인잠수정 시스템 개발이 한국에 있어 미래지향적인 정책추진방안이었다.