This paper describes a method for tracking attitude and position of underwater robots. Underwater work with underwater robots is subject to differences in work efficiency depending on the skill of the operator and the utilization of additional sensors. Therefore, this study developed an underwater robot that can operate autonomously and maintain a certain attitude when working underwater to reduce difference of work efficiency. The developed underwater robot uses 8 thrusters to control 6 degrees of freedom motion, IMU (Inertial Measurement Unit), DVL (Doppler Velocity Log) and PS (Pressure Sensor) to measure attitude and position. In addition, the thruster allocation algorithm was designed to follow the control desired value using 8 thrusters, and the motion control experiments were performed in the engineering water basin using the thruster allocation method.
Recently the use of the antiwashout underwater concrete with the antiwashout admixture is increased considerably. Antiwashout underwater concrete is quite different in concept from conventional underwater concrete. By mixing an antiwashout admixture with concrete, the viscosity of the concrete is increased and its resistance to segregation under the washing action of water is enhanced. The aims of this research is statistically evaluated to mix proportion factor of antiwashout underwater concrete. Experiment was performed to analyze the influence variables(cement, water, and antiwashout admixture) on fundamental characteristics of antiwashout underwater concrete. The influence variables can be considered for use in a wide range of underwater work where their have statistically significant effect on the characteristics(fluidity, filling ability, resistance to washout, etc.) of antiwashout underwater concrete.
Purpose: The purpose of this study was to compare the effects of underwater and ground-based diagonal pattern exercises on the balance confidence and respiratory functions of chronic stroke patients. Methods: Thirty chronic stroke patients were assigned randomly to an experimental (n = 15) or control (n = 15) group. The experimental group performed an underwater diagonal pattern exercise. The control group performed a ground-based diagonal pattern exercise. Training was conducted once a day for 30 minutes, five days per week for six weeks. Balance confidence was measured using the Activities-Specific Balance Confidence Scale-Korea version. Respiratory function was measured using a spirometer. Results: In a comparison within groups, the experimental and control groups showed significant differences in balance confidence after the experiment (p < 0.05). In a comparison between the two groups, the experimental group showed a more significant difference in balance confidence than the control group (p < 0.05). In a comparison within groups, the experimental group showed a significant difference in respiratory functions after the experiment (p < 0.05). In a comparison between the two groups, the experimental group showed a more significant difference in respiratory functions than the control group (p < 0.05). Conclusion: Based on these results, underwater diagonal pattern exercises effectively improved the balance confidence and respiratory functions of chronic stroke patients.
본 논문은 수중 환경에서의 전통적인 음파 통신을 대체할 수 있는 레이저 통신의 해군 적용 방안을 연구한다. 아두이노 및 MATLAB을 활용한 레이저 송수신기를 구성하여 수조 실험을 진행하여 다양한 수중 환경에서 통신 가능 여부를 확인하였다. 첫 번째 실험에서는 레이저를 통해 데이터를 전송할 때, 통신 간 원하는 메시지를 데이터화하여 전송하고 이를 수신하여 올바른 메시지로 변환되는지 확인하였다. 두 번째 실험에서는 수중 상황에서의 통신 작동 여부를 확인하였으며, 세 번째 실험에서는 CDS 조도 센서 모듈을 사용하여 빛의 세기를 측정하고 다양한 수중 상황에서 레이저 통신의 한계를 측정하여 확인하였다. 또한, MATLAB Code를 활용해 염도, 수온, 수심 등의 데이터를 수집하여 탁도를 계산하고 계산된 탁도(5, 20, 55, 180)에 대해서 최적의 파장값(532nm, 633nm, 785nm, 1064nm)을 제시하였다. 이를 바탕으로 해군 전술 통신, 원격 센싱, 수중 드론 제어 등의 분야에서의 활용방안을 중점적으로 분석한다. 마지막으로 현재의 기술 한계를 극복하고 성능을 향상하는 개선방안을 제시하였다.
코드 분할 다중 접속 기법은 주파수 선택적 페이딩에 강인할 뿐만 아니라 주파수 재사용 효율이 좋으므로 열악한 수중 환경에서의 유망한 매체 접속 제어 기법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 다이버시티 기법을 적용한 수중 코드 분할 다중 접속 기법의 순방향 및 역방향 링크 트랜스시버를 설계한다. 사용자 데이터는 월시 부호를 사용하여 다중화되며, 유사 잡음 부호 획득 과정을 통해 위상 오류 정정 및 유사 잡음 부호 역확산을 수행한다. 수중 음향 채널의 다중 경로 페이딩에 의한 트랜스시버 성능 감소를 최소화하기 위해 동일 이득 합성 및 최대비 합성의 다이버시티 기법을 적용한다. 다이버시티 기법으로 인한 트랜스시버의 성능 개선을 확인하기 위해 평균 수심 40 m의 문경시 경천호에서 두 개의 송신기와 두 개의 수신기를 활용하여 460 m 거리에서 저수지 실험을 수행하였으며, 결과적으로 순방향 및 역방향 링크 모두 사용자 데이터가 오류 없이 복원되었다.
본 논문은 최대우도추정(Maximum Likelihood Estimation, MLE)을 적용한 선택적 합성법(Selective Combining, SC)의 수중 주파수 다이버시티 통신성능을 평가하였다. 수중 다중경로 주파수 선택적 채널에서 수신 신호의 지연확산에 따른 상쇄 간섭 페이딩(destructive interference fading)은 수중 음향 통신 시스템의 오류 증가와 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)변동성에 영향을 준다. SC의 결정 값 추출을 위한 MLE 적용 해상실험에서 SC 주파수 다이버시티와 MLE-SC 주파수 다이버시티 성능을 평가하였다. SC보다 MLE-SC를 통해 추출한 결정 값을 적용한 경우 상대적으로 낮은 BER(Bit Error Rate) 특성을 확인하였다.
최근 수중 자원개발, 재난 감시 및 국방에 관련하여 수중 통신에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 무선통신 시스템 설계에서 경로손실은 주어진 통신 링크에 대한 수신 전력 레벨을 계산하여 통신 신뢰성을 보장하는데 필요한 링크 예산을 도출하기 위한 중요한 정보이다. 수중음향채널은 각 해역에 따라 수온, 수심, 파고, 조류, 탁도 등에 의해 서로 다른 특성을 보이며, 각 해역별 수중음향채널의 경로손실은 서로 다른 특성을 갖는다. 따라서 수중음향 통신 시스템개발을 목적으로 하는 전 세계의 여러 연구기관에서는 다양한 해역에서 수중음향채널에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 국내는 아직까지 수중음향채널의 경로손실에 대한 연구결과가 매우 부족하다. 따라서 본 연구에서는 남해 거제도 천해역의 실해역 측정을 통해 경로손실을 추정하였으며, 기존 연구에서 제안한 경로손실 수식에 남해의 환경정보를 적용하여 도출한 결과를 비교하여 그 차이를 확인하였다.
수중 환경의 복잡성 때문에 수중통신은 대기중에서의 통신과는 그 차이가 상당한 여러 가지 어려움들을 가지고 있다. 신호는 수중에서 많은 불규칙 소음들에 의해 저하된다. 뿐만 아니라 대역폭의 한계는 수중 통신에서 매우 큰 이슈이다. 그러므로 배열신호 처리 기법은 SNR을 개선에 적당하다. 이 논문에서 소스 추적기법에 기반한 수중 통신을 목적으로 하는 potential 기법을 제안하고자 한다. 또한 다중배열 소나를 이용한 새 추적 모델과 동 소나의 세부 구성을 제시했다. 실험들에서는 샘플 모델과 본 모델상에서 추적 결과의 차이점을 도출해 냈다. 실험 결과, 특히 수중환경에서 통신 문제들을 해결할 가능성이 수신기 구성이라는 것을 시연하였다.
In this study, an experiment was performed to analyze the influence of water-cement ratio on the fundamental characteristics of antiwashout underwater concrete using blended sand (sea sand:river sand = 1:1). The water-cement ratio (45%, 50%, 55%, 60%), andtiwashout underwater agent contents (0.82%, 1.00%, 1.14% of water contents per unit volume of concrete), and superplasticizer contents (1.5%, 2.0%, 2.5% of cement contents per unit volume of concrete) were chosen as the experimental parameters. The experimental results show that the underwater segregation resistance, unit weight of hardening concrete and compressive strength were increased as the water-cement ratio decreased and as the antiwashout underwater agent contents increased. On the other hand, the flowability(slump flow) was increased to the 55% of the increase of water-cement ratio, however, it was decreased at the ratio of 60%. From this study, the antiwashout underwater concrete can potentially be used as a materials underwater work of ocean if the water-cement ratio and chemical admixture contents for the suitable balance between cost and performance are properly selected.
This paper describes visual tracking procedure of the underwater mobile robot for nuclear reactor vessel inspection, which is required to find the foreign objects such as loose parts. The yellowish underwater robot body tends to present a big contrast to boron solute cold water of nuclear reactor vessel, tinged with indigo by Cerenkov effect. In this paper, we have found and tracked the positions of underwater mobile robot using the two color information, yellow and indigo. The center coordinates extraction procedures are as follows. The first step is to segment the underwater robot body to cold water with indigo background. From the RGB color components of the entire monitoring image taken with the color CCD camera, we have selected the red color component. In the selected red image, we extracted the positions of the underwater mobile robot using the following process sequences; binarization, labelling, and centroid extraction techniques. In the experiment carried out at the Youngkwang unit 5 nuclear reactor vessel, we have tracked the center positions of the underwater robot submerged near the cold leg and the hot leg way, which is fathomed to 10m deep in depth.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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