• 한국해양공학회지
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• 제11권3호
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• pp.170-179
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• 1997

This paper presents a hybrid navigation system for AUV to locate its position precisely in rough sea. The tracking system is composed of various sensors such as an inclinometer, a tri-axis magnetometer, a flow meter, and a super short baseline(SSBL) acoustic position tracking system. Due to the inaccuracy of the attitude sensors, the heading sensor and the flowmeter, the predicted position slowly drifts and the estimation error of position becomes larger. On the other hand, the measured position is liable to change abruptly due to the corrupted data of the SSBL system in the case of low signal to noise ratio or large ship motions. By introducing a sensor fusion technique with the position data of the SSBL system and those of the attitude heading flowmeter reference system (AHFRS), the hybrid navigation system updates the three-dimensional position robustly. A Kalman filter algorithm is derived on the basis of the error models for the flowmeter dynamics with the use of the external measurement from the SSBL. A failure detection algorithm decides the confidence degree of external measurement signals by using a fuzzy inference. Simulation is included to demonstrate the validity of the hybrid navigation system.

• 수산해양기술연구
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• 제39권3호
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• pp.218-229
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• 2003

이상의 연구 성과를 정리하면 다음과 같다. 1) 장비의 설치 및 취급이 간편하고, 해양생물의 순간적인 상세한 행동을 비교적 쉽게 추적할 수 있는 새로운 바이오텔레메터리 방식을 개발하였다. 바이오텔레메터리 방식에서 핑거에 수온, 압력센서 등의 추가는 핑거를 부착하는 어류에 많은 부담이 되기 때문에 수신계를 고도화함으로써 행동추적을 행하는 방법으로 하였다. 이 방식은 거리-방위의 측정원리를 이용한다. 즉, 거리를 계측하기 위해서 핑거동기 방식을 이용하고, 방위를 계측하기 위해서 SSBL방식을 채용하여, 거리와 방위를 조합(SPB 방식)함으로서 대상어의 수파기에 대한 상대위치를 구한다. 최대감도방식은 어류의 상세한 위치를 특정하기가 어렵고, 음원측위방식은 항주하는 선박에 의해 넓은 범위의 추적이 곤란하며, 또한 장비의 설치나 취급이 간편하지 못하였으나, SPB 방식에 의해 이들 결점을 대폭 해결할 수 있었다. 2) 새로운 방식으로서 개발한 SPB 방식의 시스템을 설계하였으며, 시작시스템을 제작하였다. 설계에서는 SSBL 방식과 핑거동기 방식의 기술을 조합함과 동시에 각각의 기술을 고도화하여 SPB 방식에 의해 고정도 또는 광범위 검지가 가능하도록 하였다. 따라서, 수파기는 1개로 하여 어레이의 구성의 변환에 의해 검지범위 또는 방위측정정도를 선택할 수 있도록 2개의 빔 모드로 구성 하였다. 주파수는 70kHz로 하였으며, 음원음압 136dB에서 최대검지거리 258m와 457m, 검지빔폭 76$\circ$와 29$\circ$ 를 실현할 수 있었다. 전체적인 시작시스템은 핑거, 2개의 빔모드로 구성된 수파기, 2개의 빔 모드용에 각 2개의 채널로 구성된 수신기, 디지털오실로스코프, 퍼스널컴퓨터로 구축하였다. 핑거동기 방식의 이용에 따른 측정거리오차는 수온변화에 의한 송신주기의 변화를 측정하여 최소화하도록 하였다. 핑거 부근의 수온을 알 수 있다면 핑거 송신주기의 수온특성을 보정하여 74%정도 측정거리오차를 줄일 수 있지만, 장기간에 걸쳐 추적을 하기 위해서는 다른 보정방법의 개발이 필요함을 알 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권1호
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• pp.78-85
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• 2004

SSBL ${\circ}$ 핑거동기 바이오텔레메터리 방식과 시스템을 사용하여 핑거를 부착한 어류의 행동 추적실험을 실시하였다. 이상의 연구 성과를 정리하면 다음과 같다. 1) 수조의 추적실험에서는 어류의 대략적인 행동을 관측할 수 있기 때문에 어류의 이동경로의 계측치와 대체적인 관측치를 비교하면서 어류의 이동경로와 속도 등을 조사하였다. 계측한 잉어의 행동이 관측치와 대체적으로 일치하였으며, 3차원으로 추적이 가능하였다. 잉어의 평균 이동속도는 11.2cm/s로 거의 적당한 결과를 얻을 수 있었다. 2) 계류장의 추적실험에서는 상하, 좌우 방향으로 회전가능한 지지 파이프에 수파기를 설치하고 수파기를 회전시키며 자연상태에서 어류의 이동경로와 속도 등을 조사하였다. 방어의 행동이 상세하게 추적 가능함을 확인할 수 있었으며, 방어의 평균이동 속도는 439cm/s이었다. 이상에 의해 본 연구에서 개발한 SSBL ${\circ}$ 핑거동기 바이오텔레메터리 방식에 의하면 수신계의 고도화만으로도 핑거를 부착한 어류의 상세한 행동추적 이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권4호
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• pp.318-325
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• 2003

SPB방식과 시스템을 수조실험에서 검증하였다. 이상의 연구 성과를 정리하면 다음과 같다. 1) 핑거와 비슷한 펄스를 하이드로폰으로부터 발생시켜 수파기의 협빔과 광빔의 양빔 모드의 위상빔어레이 중심간 거리를 보정하여 전후, 좌우의 위상빔에 대한 위치측정 정도를 비교, 분석하였다. 측정위치오차는 협빔 모드의 전후위상빔에서 6.4cm, 좌우위상빔에서 6.3cm로 위치측정 정도는 고정도 이었으며, 광범 모드에서는 각각 24cm, 23cm로 협빔 모드보다 위치측정 정도는 4 배 정도 낮았다. 2) 핑거를 이미 계산된 위치로 이동시켜 핑거동기방식에 의한 거리정보와 SSBL 방식에 의한 방위정보를 자동, 연속으로 측정하였으며, 핑거동기 방식에 의한 핑거의 측정거리, SSBL. 핑거동기 바이오텔레메터리 방식에 의한 핑거의 측정위치, 핑거의 측정이동속도를 구해 기존의 값과 비교하여 새롭게 개발한 방식과 시스템의 유효성을 검증하였다. 핑거동기 방식에 의해 구한 핑거의 측정거리 오차는 1.8cm, SSBL. 핑거동기 바이오텔레메터리 방식에 의해 구한 핑거의 측정위치 오차는 7.7cm로 고정도로 측정이 기능하였으며, 핑거의 측정이동속도는 기존의 값에 대체적으로 일치하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제8권4호
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• pp.14-23
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• 2005

In this paper we propose a sensor fusion method for the navigation algorithm which can be used to estimate state vectors such as position and velocity for its motion control using multi-sensor output measurements. The output measurement we will use in estimating the state is a series of known multi-sensor asynchronous outputs with measurement noise. This paper investigates the Extended Kalman Filtering method to merge asynchronous heading, heading rate, velocity of DVL, and SSBL information to produce a single state vector. Different complexity of Kalman Filter, with. biases and measurement noise, are investigated with theoretically data from MOERI's SAUV. All levels of complexity of the Kalman Filters are shown to be much more close and smooth to real trajectories then the basic underwater acoustic navigation system commonly used aboard underwater vehicle.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.1124-1129
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• 2006

In this paper, in-flight alignment algorithm using UKF is presented for an SDINS aided by SSBL or GPS system under large initial heading error. The EKF usually applied for this task. This approximates the propagation of mean and covariance accurate to first-order only. To overcome this limitation, the unscented transformation that achieves second order approximation is applied to the in-flight alignment. To analyze the performance of the proposed method, simulations for S-type trajectory are carried out. The results show that performance of EKF and UKF are the almost same when the initial heading error is smaller than $30^{\circ}$, but UKF has a better performance for large initial heading error about $45^{\circ}$.

• 수산해양기술연구
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• 제29권2호
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• pp.109-116
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• 1993

Underwater acoustic positioning systems have been extensively used not only in surface position fixing but also in underwater position fixing. Recently, these systems have been applied in the field of installation and underwater inspection of offshore platforms etc. But in these systems are included the fixing errors as results of a signal with additive noise and irregular motion of vessel by ocean waves. To improve the accuracy of the position fixing a Kalman filter is applied to the supershort baseline (SSBL) acoustic positioning system with beacon mode in noise conditions. The position data obtained by the Kalman filter is compared with raw position data and it is confirmed in the simulation that the former is more accurate than the latter. And an indicator monitoring the filtering effect is described while ship's moving.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
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• 한국어업기술학회 2003년도 춘계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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• pp.47-50
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• 2003

초음파 발신기(핑거)에 의해 원격으로 해양생물을 추적하는 방법(이하 바이오텔레메터리 라고 한다)은 해양생물에 핑거를 부착하여, 핑거가 발사하는 음을 표적으로 해양생물의 행동생태를 파악하는 중요한 수단이다. 바이오텔레메터리의 최대 장점은 대상생물의 순간적인 행동생태와 서식환경을 동시에 상세하게 조사할 수 있다는 것으로, 이것은 다른 방법으로는 실현하기가 어렵다. (중략)

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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• pp.2685-2688
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• 2003

A PC-based system for both monitoring and controlling SAUV is developed. The developed system is located on a ship and communicate with the SAUV through optical link through which the system sends motion command and receives video data, SSBL and Digital I/O data. The motion command includes velocity data and direction data. The overall system is developed with the intention of easy operation for operator and safe motion of SAUV. The easy operation is realized by GUI-based interface and the safe motion is realized by fault tolerant capability.

• 수산해양교육연구
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• 제19권3호
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• pp.478-490
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• 2007

A technology of ultrasonic biotelemetry for tracking fish behavior is investigated. The ultrasonic biotelemetry system is constituted by a transmitter and a receiving system. Because a pinger was mainly used for the transmitter, the capability for pinger to possess was investigated and the efficient usage for pinger was examined. A source pressure level and a frequency were synthetically examined so that pinger could realize small size, a light weight, and a long life time. The receiving system is divided roughly into directional hydrophone systems and acoustic positioning systems by the receiving method. The directional hydrophone system is divided into single beam and multiple beam with the number of hydrophone, and the acoustic positioning systems is divided into LBL (Long Base Line), SBL (Short Base Line), and SSBL (Super Short Base Line) on the basis of base line. The present situation, the merits and demerits, and the principle of each receiving method were investigated in detail, and the efficient usage for each receiving method were examined.