• 제목/요약/키워드: DVL

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자율무인잠수정의 지형참조항법 연구 (Terrain Referenced Navigation for Autonomous Underwater Vehicles)

  • 목성훈;방효충;권재현;유명종
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.702-708
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    • 2013
  • Underwater TRN (Underwater Terrain Referenced Navigation) estimates an underwater vehicle state by measuring a distance between the vehicle and undersea terrain, and comparing it with the known terrain database. TRN belongs to absolute navigation methods, which are used to compensate a drift error of dead reckoning measurements such as IMU (Inertial Measurement Unit) or DVL (Doppler Velocity Log). However, underwater TRN is different to other absolute methods such as USBL (Ultra-Short Baseline) and LBL (Long Baseline), because TRN is independent of the external environment. As a magnetic-field-based navigation, TRN is a kind of geophysical navigation. This paper develops an EKF (Extended Kalman Filter) formulation for underwater TRN. A filter propagation part is composed by an inertial navigation system, and a filter update is executed with echo-sounder measurement. For large-initial-error cases, an adaptive EKF approach is also presented, to keep the filter be stable. At the end, simulation studies are given to verify the performance of the proposed TRN filter. With simplified sensor and terrain database models, the simulation results show that the underwater TRN could support conventional underwater navigation methods.

PID 제어기를 이용한 호버링 AUV의 구현과 자세 제어 (Implementation of Hovering AUV and Its Attitude Control Using PID Controller)

  • 김민지;백운경;하경남;주문갑
    • 한국해양공학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.221-226
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    • 2016
  • An attitude controller for a 6-DOF hovering autonomous underwater vehicle (HAUV) is implemented. We add a vertical thruster, an underwater camera, a wireless communication device, and a DVL to the HAUV that was developed a year ago. The HAUV is composed of 5 thrusters, 2 servo-motors, and 4 apparatus parts. Two rotating thrusters control the surge, heave, and roll of the vehicle. The vertical thruster controls the pitch, and two horizontal thrusters control the sway and yaw of the vehicle. The HAUV’s movement in each direction is controlled by 6 PID controllers. Each PID controller controls the propulsive force and angle of a thruster. In a horizontal and vertical movement experiment, we showed the feasibility of the proposed controller by maintaining a given depth and heading angle of the HAUV.

수중 구조물 검사를 위한 ROV 시스템 설계 연구 (A Basic Study of ROV System Design for Underwater Structure Inspection)

  • 류제두;남건석;하경남
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.463-471
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    • 2020
  • Recently, various tries to apply ROV (Remotely Operated Vehicle) into underwater are being developed. However, due to underwater environment uniqueness, the additional problem must be taken into account when designing an ROV for the inspection of the underwater structure. This is because a GPS-based information method cannot be applied, and the obtainable image is also dependent on the turbidity. Also, it is necessary to be able to satisfy waterproof and operating speeds in consideration of most practical application environments. This paper describes the design results of the ROV system for underwater structure inspection considering the above problems. The designed system applied INS / DVL for location recognition and was configured to support 3D mapping and stereo camera-based image information using sonar depending on visibility. To satisfy the waterproof, a pressure vessel using a composite material was applied. And over-actuated system using eight thrusters to maintain a stable posture and operating speed was applied also. The designed system was verified by structural analysis and flow analysis also.

DWT와 GPS/INS융합 알고리즘을 이용한 수면이동체의 위치 인식 (Localization of the surface vehicles using DWT and GPS/INS fusion algorithm)

  • 유한동;이인욱;최원석;이장명
    • 로봇학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.1-8
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    • 2015
  • This paper proposes a study for accurate surface localization system using DWT(Discrete Wavelet Transform) and GPS/INS fusion algorithm. Because the propagation in the underwater is not passed by characteristics of the medium unlike the ground, the sonar system like DVL is used instead of GPS. But since these systems are installed on the seafloor and operated, a long time is required for installation and navigation systems are limited outside of the range area. And it is difficult to estimate position in a three-dimensional considering the depth in actual marine environment. In this paper, before the development of underwater localization system, precisely estimated position system is proposed in a two-dimensional by developing surface localization system using removing noise and disturbance with DWT and relatively inexpensive GPS and INS sensor.

수중로봇 위치추정을 위한 베이시안 필터 방법의 실현과 거리 측정 특성 분석 (Implementation of Bayesian Filter Method and Range Measurement Analysis for Underwater Robot Localization)

  • 노성우;고낙용;김태균
    • 로봇학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.28-38
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    • 2014
  • This paper verifies the performance of Extended Kalman Filter(EKF) and MCL(Monte Carlo Localization) approach to localization of an underwater vehicle through experiments. Especially, the experiments use acoustic range sensor whose measurement accuracy and uncertainty is not yet proved. Along with localization, the experiment also discloses the uncertainty features of the range measurement such as bias and variance. The proposed localization method rejects outlier range data and the experiment shows that outlier rejection improves localization performance. It is as expected that the proposed method doesn't yield as precise location as those methods which use high priced DVL(Doppler Velocity Log), IMU(Inertial Measurement Unit), and high accuracy range sensors. However, it is noticeable that the proposed method can achieve the accuracy which is affordable for correction of accumulated dead reckoning error, even though it uses only range data of low reliability and accuracy.

대형급 탐색용 무인잠수정 복합항법 성능 분석을 위한 항법 HILS 시스템 개발 (Development of Navigation HILS System for Integrated Navigation Performance Analysis of Large Diameter Unmanned Underwater Vehicle (LDUUV))

  • 유태석;김문환;황종현;윤선일
    • 한국해양공학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.367-373
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    • 2016
  • This paper describes the development of a navigation HILS (hardware in the loop simulation) system for an integrated navigation performance analysis of a large diameter unmanned underwater vehicle (LDUUV). The HILS system was used for the performance analysis of the LDUUV. When a conventional HILS system is used, it is not possible to calculate the velocity and position using an inertial navigation system (INS). To cope with this problem, an external acceleration was generated. To evaluate the proposed method, we compare the results of a Monte Carlo simulation and navigation HILS experiment.

반자율 무인잠수정을 위한 실시간 제어 아키텍쳐 (A Real-Time Control Architecture for a Semi-Autonomous Underwater Vehicle)

  • 이계홍;전봉환;이판묵;홍석원
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.198-203
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    • 2004
  • This paper describes a real-time control architecture for DUSAUV (Dual Use Semi-Autonomous Underwater Vehicle), which has been developed at Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO), KORDI, for being a test-bed oj development of technologies for underwater navigation and manipulator operation. DUSAUV has three built-in computers, seven thrusters for 6 degree of freedom motion control, one 4-function electric manipulator, one pan/tilt unit for camera, one ballasting motor, built-in power source, and various sensors such as IMU, DVL, sonar, and so on. A supervisor control system for GUI and manipulator operation is mounted on the surface vessel and communicates with vehicle through a fiber optic link. Furthermore, QNX, one of real-time operating system, is ported on the built-in control and navigation computers of vehicle for real-time control purpose, while MicroSoft OS product is ported on the supervisor system for GUI programming convenience. A hierarchical control architecture which consist of three layers (application layer, real-time layer, and physical layer) has been developed for efficient control system of above complex underwater robotic system. The experimental results with implementation of the layered control architecture for various motion control of DUSAUV in a basin of KRISO is also provided.

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유한 상태 기계를 이용한 자율무인기뢰처리기의 다중센서융합기반 수중유도항법시스템 설계 (Multi-sensor Fusion Based Guidance and Navigation System Design of Autonomous Mine Disposal System Using Finite State Machine)

  • 김기훈;최현택;이종무
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제47권6호
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    • pp.33-42
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    • 2010
  • 본 연구에서는 실해역에서 해류를 고려한 실용적인 유도 시스템을 제안하고 있다. 본 논문에서는 생성된 경로의 최적성은 주요 이슈가 아니다. 시작점부터 목표점까지의 경로는 주요 해류의 방향축을 고려하여 운용 경험이 많은 전문가의 경유점 선택을 통하여 생성된다. 본 논문에서는 또한 초단기선, GPS, 도플러 속도계 그리고 자세센서 등의 계측치를 통해서 다중센서융합알고리즘을 이용하여 정밀 수중항법 솔루션 구현에 대하여 설명하고 있다. 정밀하고 정확하고 갱신 주기가 빠른 수중항법 솔루션을 구현하기 위하여 세 가지 전략을 사용하였다. 첫째는 추측항법의 단독 성능을 향상시키기 위하여 선수각 정밀 정렬을 수행하였다. 둘째는 기본이 되는 단독추측항법이 적분 알고리즘에 기반을 두었기 때문에 시간의 추이에 따른 누적오차의 증가 특성을 가지고 있는데 이를 막기 위하여 주기적으로 절대 위치 정보를 다중센서융합 기법을 이용하여 융합하여 주는 것이다. 셋째는 융합알고리즘의 품질 향상을 위하여 효율적인 특이점 제거 알고리즘을 도입하는 것이다. 개발된 정밀수중항법알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 자율기뢰처리기와 심해무인잠수정의 실해역 데이터를 사용하였다.

소나 기반 수중 로봇의 실시간 위치 추정 및 지도 작성에 대한 실험적 검증 (Experimental result of Real-time Sonar-based SLAM for underwater robot)

  • 이영준;최진우;고낙용;김태진;최현택
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권3호
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    • pp.108-118
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    • 2017
  • 본 논문은 수중 로봇 항법에 사용하기 위한 영상 소나 기반 SLAM (simultaneous localization and mapping) 방법을 제안하고, 성능 평가를 위해 실제 로봇에 탑재하여 실험한 내용을 소개한다. 일반적인 수중 항법은 관성 센서에서 출력되는 정보를 바탕으로 로봇의 위치 및 자세(x,y,z,${\phi}$,${\theta}$,${\psi}$)를 추정한다. 하지만, 장시간 주행할 경우 위치 오차의 누적으로 인하여 정확도가 감소하게 된다. 이에 본 논문에서는 영상 소나로부터 얻을 수 있는 외부 정보를 바탕으로 관성 항법의 위치 추정 성능을 높이고 지도 작성을 수행할 수 있는 SLAM 방법을 제안하고자 한다. 영상 소나를 위한 인공 표식물과 확률 기반 물체 인식 구조를 통해 인공 표식물의 인식 성능을 높이고, 이를 통해 얻게 된 인공 표식물의 위치 정보를 활용하여 관성 항법의 누적 오차를 줄이고자 한다. 항법 알고리즘으로는 확장형 칼만 필터(Extended Kalman Filter, EKF)를 적용하여 로봇의 위치 및 자세를 추정하고 지도를 작성한다. 제안한 방법은 선박해양플랜트연구소에서 보유 중인 수중 로봇 'yShark'에 탑재하여 대형 수조에서 실시간 검증을 수행하였다.

Wnt 신호 전달 연구의 최신 지견 (Current Status of Research in Wnt Signal Transduction)

  • 김완태;차복식;조익훈
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제11권3호
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    • pp.141-153
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    • 2007
  • Wnt 신호 전달 과정은 다세포 생물체의 발생 과정에서 세포의 증식이나 분화를 조절하거나 성인 조직에서 항상성을 유지하는데 결정적인 역할을 한다. 따라서 Wnt 신호 전달의 조절에 이상이 생기면 암을 비롯한 다양한 질병이 유발되어진다. 최근 들어서 Wnt 신호 전달의 이상에 의해 유도될 것이라고 생각되어지는 질병의 수가 많아져서, Wnt 신호 전달의 조절에 관심을 갖는 연구자가 많아지고 있다. 많은 리뷰 논문이 출판되었지만, 대부분의 경우 Wnt 전문가들을 위한 특정 논제를 다루는 경우가 많기 때문에, 처음으로 Wnt 신호 전달을 연구하고자 하는 연구자들이 Wnt 신호 전달의 전체적인 흐름을 파악하는데 어려움을 겪는 예가 있다. 본 총설에서는 Wnt 신호 전달 과정을 전체적으로 설명함으로써 Wnt 신호 전달에서 우리가 알고 있는 사실과 앞으로 연구되어야 할 내용들을 이해하고자 한다.

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