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.
In many applications, Remotely Operated Vehicles (ROVs) are required to be capable of course keeping, depth keeping, and height keeping. The ROV must be able to resist time-variant external forces and moments or frequent manipulate changes in some specified circumstances, which require the control system meets high precision, fast response, and good robustness. This study introduces a Fuzzy-Incomplete Derivative Ahead-PID (FIDA-PID) control system for a 500-meter ROV with four degrees of freedom (DOFs) to achieve course, depth, and height keeping. In the FIDA-PID control system, a Fuzzy Gain Scheduling Controller (FGSC) is designed on the basis of the incomplete derivative ahead PID control system to make the controller suitable for various situations. The parameters in the fuzzy scheme are optimized via many cycles of trial-and-error in a 10-meter-deep water tank. Significant improvements have been observed through simulation and experimental results within 4-DOFs.
해저 광케이블 공사는 해양조사, PLGR(Pre Lay Grapnel Run), 천해부공사, 포설/매설 순서로 이루어진다. PLGR은 해저 광케이블 매설전에 루트상의 해양 오염물(로프, 와이어, 그물, 어망 등)을 사전에 제거하는 작업이다. 이러한 PLGR은 케이블의 해저면 안착을 용이하게 하고, Plough 및 ROV(Remotely-Operated Vehicle) 매설작업의 성능을 향상시키며, 매설장비를 보호하기 위한 작업이다. 본 논문은 해양조사, PLGR 작업을 효율적으로 관리하기 위한 항해 누적 거리(KP Kilometer Post)와 경로 이탈 오차(XTE : Cross Track Error)의 최적화 알고리즘 구현에 대해서 논한다. 본 논문에서는 이를 위하여 전체적인 PLGR 작업을 구성하고, 항해 누적 거리와 경로 이탈 오차의 최적화 알고리즘을 제안하였다. 그리고 현재 진행중인 PLGR 작업의 일부 루트를 따라서 KP와 XTE 결정 알고리즘을 실험하였다.
The flaw around a ROV (Remotely Operated Vehicle) has been numerically investigated to improve resistance performance by modifying the hull form of the ROV. For the base hull form considered in this study, the form drag rather than the friction drag is dominant to the total drag Subsequently, the surfaces on which the local pressure highly acts have been modified to produce the streamlined-shape. Based on the surface modification, seven different hull forms have been chosen as candidates for drag reduction. Among the candidates, the semi-sphericalized housing and the streamlined-bow achieved greatest drag reduction comparing with the others. Consequently, the hull form combined with the semi-sphericalized housing and the streamlined-bow gave approximately 17% drag reduction at the design velocity of 3 knots.
Seo, Dong-Cheol;Lee, Yong-Hee;Jo, Gyung-Nam;Choi, Hang-Shoon
Journal of Ship and Ocean Technology
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제11권1호
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pp.36-46
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2007
The maintenance of a ship is essential for safe navigation and hence regular surveys are prescribed according to the rule of classification societies. A hull inspection is generally performed by professional divers, but it takes a long time and the efficiency is low in terms of time and cost. In this research, a ROV(Remotely Operated Vehicle) named as SNU-ROV(Seoul National University-ROV) is developed to replace the conventional inspection method. In this system, the ROV is intended to be used for inspecting ship and harbor because harbor inspection is merging as a safety measure against any possible terror actions. In order to increase the efficiency of inspection, the ROV must be able to measure the exact position of damages. SNU-ROV has a positioning system based on LBL(Long Base Line). In shallow water such as harbor, however, LBL has bad DOP(Dilution of Precision) in the depth direction due to the limited depth. Thus LBL only can not locate the exact depth position. To solve the DOP problem, a pressure sensor is introduced to LBL and a complementary filter is attached by using indirect feedback Kalman filter. Thus developed positioning system is verified by simulation and experiment in towing tank.
This paper presents a dynamic workspace control method of underwater manipulator considering a floating ROV (Remotely Operated vehicle) motion caused by sea wave. This method is necessary for the underwater work required linear motion control of a manipulator's end-effector mounted on a floating ROV in undersea. In the proposed method, the motion of ROV is modeled as nonlinear first-order differential equation excluded dynamic elements. For online manipulator control achievement, we develop the position tracking method based on sensor data and EKF (Extended Kalman Filter) and the input velocity compensation method. The dynamic workspace control method is established by applying these methods to differential inverse kinematics solution. For verification of the proposed method, experimental data based test of ROV position tracking and simulation of the proposed control method are performed, which is based on the specification of the KORDI deep-sea ROV Hemire.
This paper discusses the structural design and analysis of a 6,000 meters depth-rated capable deep-sea unmanned underwater vehicle (UUV) system. The UUV system is currently under development by Maritime and Ocean Engineering Research Institute(MOERI), Korea Ocean Research and Development Institute (KORDI). The UUV system is composed of three vehicles - a Remotely Operated Vehicle (ROV), an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) and a Launcher - which include underwater equipment. The dry weight of the system exceeds 3 tons hence it is necessary to carry out the optimal design of structural system to ensure the minimum weight and sufficient space within the frame for the convenient use of the embedded equipments. In this paper, therefore, the structural design and analysis of the ROV and launcher frame system were carried out, using the optimizing process. The cylindrical pressure vessels for the ROV were designed to resist the extreme pressure of 600 bars, based on the finite element analysis. The collapse pressure for the cylindrical pressure vessels was also checked through a theoretical analysis.
A tele-operated robot should be used to maintain and inspect nuclear power plants to reduce the radiation exposure to the human operators. During an overhaul of the nuclear power plants in Korea, a ROV(Remotely Operated Vehicle) may enter a cold-leg connected to the reactor to examine the state of the thermal sleeve and it's position in the safety injection nozzle. To measure the positions of the thermal sleeve or scratches from the video images captured during the examination, the camera parameters should be identified. However, the focal length of the CCD camera could be increased to a close up of the target and the aspect ratio and the center of the image could also be varied with capturing devices. So, it is desired to self-calibrated the intrinsic parameters of the camera and capturing device with the video images captured during the examination. In the video image of the safety injection nozzle, two or more circular grooves around the nozzle are shown as ellipse contours. In this paper, we propose a camera self-calibration method using a single image containing two circular grooves which are the greatest circles of the cylindrical nozzle whose radius and distance are known.
본 논문은 트랙기반 중작업용 ROV(Remotely Operated underwater Vehicle)에 적용 가능한 어라운드 뷰 소나 및 굴착깊이 측정 소나의 성능 검증에 대한 내용을 다루고 있다. 현재 국산화 개발 중인 중작업용 ROV에 활용 가능한 어라운드 뷰 소나 및 굴착깊이 측정 소나를 장착하여 수조 및 실해역에서 성능 검증 실험을 수행하였다. 어라운드 뷰 소나의 경우 이미지 소나를 ROV 전후좌우 4방향에 장착하고, 굴착깊이 측정 소나는 멀티 빔 음향측심기(Multi Beam Echo Sounder, MBES) 기술로써 ROV 전방에 장착된다. 본 논문에서 개발한 소나를 장착하고 ROV를 실해역에 진수시켜 소나를 운용한 결과 소나 시스템들은 작업 중 발생하는 침전된 부유물이 발생하거나 탁도가 높은 해역에 영향을 거의 받지 않으며 어라운드 뷰 소나의 경우 ROV 전방 30 m 거리에 있는 암반지형, 자갈, 모래톱 등을 확인할 수 있었다. 그리고 굴착깊이 측정 소나의 경우 ROV가 굴착 작업을 수행 후 굴착 깊이를 측정 가능함을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 어라운드 뷰 소나와 굴착깊이 측정 소나를 활용함으로써 작업효율성을 높일 수 있음을 입증하였다.
It is necessary to monitor periodically the operability of safety-related motor-operated valves (MOVs) in nuclear power plants. However, acquiring diagnostic signals for MOVs is very difficult, and doing so requires an excessive amount of time, effort, and expenditure. This paper introduces an accurate and economical method to evaluate the performance of MOVs remotely. The technique to be utilized includes electrical measurements and signal processing to estimate the motor torque and the stem thrust, which have been cited as the two most effective parameters in diagnosing MOVs by the US Nuclear Regulatory Commission. The motor torque is calculated by using electrical signals, which can be measured in the motor control center (MCC). Some advantages of using the motor torque signature over other signatures are examined. The stem thrust is calculated considering the characteristics of the MOV and the estimated motor torque. The basic principle of estimating stem thrust is explained. The developed method is implemented in diagnostic equipment, namely, the Motor Operated Valve Intelligent Diagnostic System (MOVIDS), which is used to obtain the accuracy of and to validate the applicability of the developed method in nuclear power plants. Finally, the accuracy of the developed method is presented and some examples applied to field data are discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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