• 제목/요약/키워드: Integrated navigation

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범용 선박신호연동장치의 개발에 관한 연구 (A Study on Development of Versatile Ship's Interface Unit)

  • 정태권;박수한
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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    • pp.139-146
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    • 2006
  • 항해 및 기관정보를 제공하는 각 장비들의 출력신호의 형태는 각기 달라 ‘선박종합정보시스템’ 상에서 정보들을 읽고 기록하기 위해서는 각 장비들로부터의 신호와 데이터 프로토콜을 분석하여 표준 디지털 신호로 변환 처리한 후 이미 설계 개발한 '선박종합통신망'을 통하여 각 클라이언트로 전송해 주어야 한다. 따라서 이에 이 연구에서는 선박의 각종 항해 ${\cdot}$ 기관장비와 선박종합정보시스템 사이에 필요한 시리얼 통신 기술과 이들 장비의 신호를 분석하여 선박신호연동장치를 개발하기로 한다.

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Computational thermal stability and critical temperature buckling of nanosystem

  • Chengda Zhang;Haifeng Hu;Qiang Ma;Ning Wang
    • Advances in nano research
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    • 제14권6호
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    • pp.575-590
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    • 2023
  • Many of small-scale devices should be designed to tolerate high temperature changes. In the present study, the states of buckling and stability of nano-scale cylindrical shell structure integrated with piezoelectric layer under various thermal and electrical external loadings are scrutinized. In this regard, a multi-layer composite shell reinforced with graphene nano-platelets (GNP) having different patterns of layer configurations is modeled. An outer layer of piezoelectric material receiving external voltage is also attached to the cylindrical shell for the aim of observing the effects of voltage on the thermal buckling condition. The cylindrical shell is mathematically modeled with first-order shear deformation theory (FSDT). Linear elasticity relationship with constant thermal expansion coefficient is used to extract the relationship between stress and strain components. Moreover, minimum virtual work, including the work of the piezoelectric layer, is engaged to derive equations of motion. The derived equations are solved using numerical method to find out the effects of temperature and external voltage on the buckling stability of the shell structure. It is revealed that the boundary condition, external voltage and geometrical parameter of the shell structure have notable effects on the temperature rise required for initiating instability in the cylindrical shell structure.

수중함 자유항주모형 개발 및 기본 성능 분석 (Submarine Free Running Model Development and Basic Performance Analysis)

  • 이주호;김선홍;신지환;안진형
    • 대한조선학회논문집
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    • 제60권4호
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    • pp.256-265
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    • 2023
  • This paper describes the results of the development of the submarine Free Running Model (FRM). First, the goal of development was set based on the test conditions and the test environment, and the system was obtained accordingly. The target submarine, Joubert BB2 submarine, was selected with a scale of 18.35 in accordance with the development goal. In order to conduct a submarine FRM test underwater, where communication is impossible, the FRM must operate at least semi-autonomously. For this purpose, an Extended Kalman Filter (EKF) based underwater integrated navigation system and control system using a sailplane and an X-shaped sternplane were designed respectively. In addition, a ballast system was designed to enable the model to float to the water surface in case of an emergency. To verify its propulsion, navigation, and control performance, the FRM tests were conducted in both indoor and outdoor basins. As a result, the relationship between propeller RPM and vehicle speed was derived, and it was confirmed that the navigation and control performance met the target value.

스마트 항로표지 통합 플랫폼의 안정 운영을 위한 반가상화 다중 OS 관리 기술 (Para-virtualized Multi-OS Management Technology for Stable Operation of Smart Navigational Aid Integrated Platform)

  • 조인표;이재규;이상엽;권기원
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2021년도 추계학술대회
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    • pp.23-24
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    • 2021
  • 기존 항로표지의 고장사례 중 항로표지의 임베디드 컴퓨터인 RTU의 SW 및 운영체제 에러가 약 10%를 차지하고 있다. SW 에러의 원인은 무한한 경우의 수를 가지며 이를 모두 수정하는 것은 불가능하다. 본 논문에서는 최근 관리해야하는 SW 서비스들의 연산량과 복잡도가 높아져가는 스마트 항로표지에 대한 안정적인 운영 기법으로 반가상화 다중 OS 도커 컨테이너 활용 기법을 제안했다. 서비스의 타입과 예상되는 로드, 오류 발생 빈도에 따라 컨테이너를 나누고 서비스를 탑재하는 것을 제안 하였다.

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항해자의 관점에서 본 국내 마리나 항만현황 및 개선방안에 관한 연구 (A Study on the Status and Improvement of Domestic Marina Port Facility in Aspect of Navigators)

  • 정우리;박진수
    • 한국항해항만학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.73-79
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    • 2014
  • 우리나라는 여가시간의 확대와 국민소득 향상으로 인하여 해양레저 활동에 대한 관심과 수요가 점점 증가하고 있다. 하지만 이러한 수요를 뒷받침 할 수 있는 인프라가 제대로 갖추어져 있지 않다. 이에 현재 운영 중인 우리나라 마리나 항만시설을 항해자의 관점에서 현황을 조사 분석한 결과, 통합관리부서의 부재, 마리나 항만시설에 대한 최저기준 부재, 관(官) 위주의 행정절차, 전문 인력 부족, 교육기관간의 연계부족 등을 문제점으로 분석하였다. 항해자의 관점에서 이러한 문제점들에 대한 개선방안을 제시해 보면, 마리나 항만시설 통합관리부서 확보, 마리나 항만시설에 대한 최저기준 마련, CIQ 현실화 방안 마련, 시민을 위한 마리나 친숙화 작업추진, 교육기관과의 연계를 통해 고객을 유치하여 해양레저 활동에 대한 이용자들 중심의 마리나 운영이 이루어져야 할 것이다.

수중청소로봇의 운항 제어용 시뮬레이터 연구 (Study on a Navigated Simulator of the Underwater Cleaning Robot)

  • 최형식;강진일;홍성율;박한일;서주노;김문환;권경엽
    • 한국항해항만학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.387-393
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    • 2009
  • 본 연구에서는 수중청소로봇의 추종 성능과 통합 제어시스템 성능을 가시적으로 예측할 수 있는 3차원 시뮬레이터를 개발하였다. 수중청소로봇의 동역학적 해석을 기반으로, 시뮬레이터에는 실제 개발 중인 3차원형상의 수중청소로봇을 적용하고 로봇의 위치와 속도 등을 나타내는 창을 표시하였다. 또한 조이스틱을 사용하는 입력 및 제어 장치를 직접 제작하여 시리얼 통신을 통하여 시뮬레이터의 입력 및 제어에 사용하였다. 그리고 통합 항법 제어시스템을 설계하고, PI 기반의 퍼지 제어기를 포함하는 way-point tracking 시뮬레이션을 통하여 성능을 검증하였다.

웨어러블 센서를 활용한 선박 항해사의 항해당직 패턴 분석 기법 연구 (Wearable Sensor-based Navigator Lookout Pattern Analysis Method)

  • 윤익현;김성철;황태웅
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.558-561
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    • 2018
  • 선박의 항해관련사고의 가장 큰 원인이 당직 항해사의 인적 과실에 있다는 사실은 해양사고 예방을 위한 당직 항해사의 당직 패턴분석이 필요한 가장 큰 이유이다. 대부분의 관련연구들은 설문지나 면담 등 간접적인 연구방법을 통하여 항해사의 인적 과실과 관계된 항해당직 패턴을 연구해왔다. 이 같은 연구방식은 객관성이 결여되는 점을 보완해야한다는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 웨어러블 센서를 이용하여 항해 당직자의 당직 패턴을 직접적으로 분석하여 항해사 인적 요소 분석 연구의 객관성 결여 문제를 개선하고자하였다. 선박의 특수한 환경을 고려하여 3-D 프린터를 활용하여 제작한 적외선 방식의 위치 항해사 위치 측정기를 활용하여 실제 항해환경에서 항해사의 위치를 측정하였다. 그 결과, 당직항해사가 당직의 상당한 시간을 통합항해장비(Integrated Navigation System)에 의존하고 있다는 점을 객관적으로 확인할 수 있었다. 이 같은 통합항해장비 의존성에 대한 연구를 통해 인적 과실 절감방안을 연구할 필요성을 확인할 수 있었다.

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초소형 위성의 편대 및 군집 운용을 위한 모듈형 온보드 컴퓨터 개발 (Development of On-board Computer Module for Formation Flying and Cluster Operation Nano-satellites)

  • 오형직;김도현;박기연;이주인;정인선;이성환;박재필
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권10호
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    • pp.728-737
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    • 2019
  • 본 연구에서는 초소형 위성을 이용한 위성 편대 및 군집 운용 시 실시간으로 위성 간의 상대 위치 정보를 제공할 수 있는 통합 항법용 모듈형 온보드 컴퓨터(On-board Computer, OBC)를 개발하였다. 모듈은 구조적으로는 큐브위성의 기준 규격에 맞게 설계하되 사용자가 원하는 무선 통신모듈 및 항법용 Global Positioning System(GPS) 장비를 적용할 수 있도록 확장성을 고려하였다. 개발된 OBC는 제품 개발 및 제작 이후 야외 테스트를 통해 저전력 Micro Controller Unit(MCU)로 군집 운용을 수행하는 초소형 위성들의 통합 항법 및 실시간 데이터 동기화 요구 처리속도를 만족함을 확인하였다. 또한, 열진공, 방사능 시험을 거쳐 우주급 환경에서 정상 작동함을 확인하였으며, 진동시험의 경우 underfill 공정을 추가하면 정상적으로 요구조건을 만족할 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 향후 수요가 늘어날 군집 운용을 위한 위성군 개발의 핵심 부품인 OBC의 대량생산 체계를 구축하였다.

Interactive Navigational Structures

  • Czaplewski, Krzysztof;Wisniewski, Zbigniew
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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    • pp.495-500
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    • 2006
  • Satellite systems for objects positioning appeared indispensable for performing basic tasks of maritime navigation. Navigation, understood as safe and effective conducting a vehicle from one point to another, within a specific physical-geographical environment. [Kopacz, $Urba{\acute{n}}ski$, 1998]. However, the systems have not solved the problem of accessibility to reliable and highly accurate information about a position of an object, especially if surveyed toward on-shore navigational signs or in sea depth. And it's of considerable significance for many navigational tasks, carried out within the frameworks of special works performance and submarine navigation. In addition, positioning precisely the objects other than vessels, while executing hydrographical works, is not always possible with a use of any satellite system. Difficulties with GPS application show up also while positioning such off-lying dangers as wrecks, underwater and aquatic rocks also other naturaland artificial obstacles. It is caused by impossibility of surveyors approaching directly any such object while its positioning. Moreover, determination of vessels positions mutually (mutual geometrical relations) by teams carrying out one common tasks at sea, demands applying the navigational techniques other than the satellite ones. Vessels'staying precisely on specified positions is of special importance in, among the others, the cases as follows: - surveying vessels while carrying out bathymetric works, wire dragging; - special tasks watercraft in course of carrying out scientific research, sea bottom exploration etc. The problems are essential for maritime economy and the Country defence readiness. Resolving them requires applying not only the satellite navigation methods, but also the terrestrial ones. The condition for implementation of the geo-navigation methods is at present the methods development both: in aspects of their techniques and technologies as well as survey data evaluation. Now, the classical geo-navigation comprises procedures, which meet out-of-date accuracy standards. To enable meeting the present-day requirements, the methods should refer to well-recognised and still developed methods of contemporary geodesy. Moreover, in a time of computerization and automation of calculating, it is feasible to create also such software, which could be applied in the integrated navigational systems, allowing carrying out navigation, provided with combinatory systems as well as with the new positioning methods. Whereas, as regards data evaluation, there should be applied the most advanced achievements in that subject; first of all the newest, although theoretically well-recognised estimation methods, including estimation [Hampel et al. 1986; $Wi{\acute{s}}niewski$ 2005; Yang 1997; Yang et al. 1999]. Such approach to the problem consisting in positioning a vehicle in motion and solid objects under observation enables an opportunity of creating dynamic and interactive navigational structures. The main subject of the theoretical suggested in this paper is the Interactive Navigational Structure. In this paper, the Structure will stand for the existing navigational signs systems, any observed solid objects and also vehicles, carrying out navigation (submarines inclusive), which, owing to mutual dependencies, (geometrical and physical) allow to determine coordinates of this new Structure's elements and to correct the already known coordinates of other elements.

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TMS320C80 MVP 상에서의 연속항공영상으리 이용한 통합 항법 변수 추출 시스템 구현 (Implementation of the Integrated Navigation Parameter Extraction from the Aerial Image Sequence Using TMS320C80 MVP)

  • 신상윤;박인준;이영삼;이민규;김관석;정동욱;김인철;박래홍;이상욱
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제39권3호
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    • pp.49-57
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    • 2002
  • 본 논문에서는 TMS320C80 MVP(multimedia video processor)를 이용하여 영상 항법변수 추출 알고리듬을 실시간 구현하는 방법에 대해 연구하였다. 영상 항법변수 추출 알고리듬은 상대위치 추정과 절대위치 보정으로 이루어져 있으며, 절대위치 보정은 고해상도 항공영상과 IRS(Indian remote sensing) 위성영상 그리고 DEM(digital elevation model)을 이용한 방법이 있다. 이러한 알고리듬들을 수행하는 통합시스템을 MVP가 탑재된 DSP 보드로 실시간 구현하였다. 이를 위해 영상을 분할하여 병렬처리 함으로써 처리 시간을 줄였다. 모의 실험을 통해 실시간 처리가 가능함을 알 수 있었고, 추정오차 측면에서 성능을 평가하였다.