• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.149-156
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• 2003

This paper presents an underwater hybrid navigation system for a semi-autonomous underwater vehicle (SAUV). The navigation system consists of an inertial measurement unit (IMU), an ultra-short baseline (USBL) acoustic navigation sensor and a doppler velocity log (DVL) accompanying a magnetic compass. The errors of inertial measurement units increase with time due to the bias errors of gyros and accelerometers. A navigational system model is derived to include the error model of the USBL acoustic navigation sensor and the scale effect and bias errors of the DVL, of which the state equation composed of the navigation states and sensor parameters is 25 in the order. The conventional extended Kalman filter was used to propagate the error covariance, update the measurement errors and correct the state equation when the measurements are available. Simulation was performed with the 6-d.o.f. equations of motion of SAUV in a lawn-mowing survey mode. The hybrid underwater navigation system shows good tracking performance by updating the error covariance and correcting the system's states with the measurement errors from a DVL, a magnetic compass and a depth senor. The error of the estimated position still slowly drifts in horizontal plane about 3.5m for 500 seconds, which could be eliminated with the help of additional USBL information.

• 한국음향학회지
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• 제19권4호
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• pp.16-22
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• 2000

본 연구에서는 오차분산을 명확하게 표현하지 못하는 협대역 수중음향 측정체계의 측정성능 및 운용성을 설계 단계에서 사전 예측할 목적으로, 신호대잡음비에 따른 신뢰도 기반의 협대역 측정정확도 예측 기준을 제안한다. 제안 기준에서 신호의 평균과 분산은 신호의 샘플 개수와 신호대잡음비에 의해 표현된다. 본 논문에서는 편향된 환경에서 수중음향을 분석하는 경우와 배경소음을 사전 예측하여 측정음향에서 제거시키는 경우에 대하여 협대역 수중음향 측정성능 예측을 제안 기준에 의해 시뮬레이션하고 그 결과를 고찰한다.

• 한국측량학회지
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• 제23권4호
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• pp.401-408
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• 2005

현재 많은 구조물들이 수중에 건설되고 있으나. 수중환경은 지상과 비교하여 다른 매질로 이루어져 있기 때문에 수중구조물의 측정이 어려운 실정이다. 일반적으로 수중 구조물의 측정 방법은 줄자나, 깊이 게이지, 음향 위치시스템 등을 사용한다. 그러나, 줄자는 수중에서 정확한 장력을 가하기가 어렵기 때문에 정확한 거리를 측정하기 어렵고, 깊이 게이지는 설치에 장시간이 걸리는 단점이 있으며, 음향위치시스템은 제한된 공간에서 밖에 작업을 할 수 없고, 가격이 고가이다. 따라서, 본 연구에서는 첫째, 물-유리-공기와 같은 다중매질에서 광선의 경로를 이해하며 둘째, 현장에서 카메라 검정을 실시하여 내부표정요소를 비교하였다. 셋째, 큐브를 이용한 정확도 실험을 통해 사진측량을 수중대상물에 적용할 수 있는지의 여부를 알아보고, 마지막으로 교각모형과 하상의 수중대상물에 대해 수중사진측량을 수행하였다. 실험결과 수중 구조물과 수중지형에 수중사진측량을 적용하는 것이 가능하다는 결론을 얻었다.

• 한국해양공학회지
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• 제34권5호
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• pp.371-376
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• 2020

Underwater acoustics, which is the study of the phenomena related to sound waves in water, has been applied mainly in research on the use of sound navigation and range (SONAR) systems for communication, target detection, investigation of marine resources and environments, and noise measurement and analysis. Underwater acoustics is mainly applied in the field of remote sensing, wherein information on a target object is acquired indirectly from acoustic data. Presently, machine learning, which has recently been applied successfully in a variety of research fields, is being utilized extensively in remote sensing to obtain and extract information. In the earlier parts of this work, we examined the research trends involving the machine learning techniques and theories that are mainly used in underwater acoustics, as well as their applications in active/passive SONAR systems (Yang et al., 2020a; Yang et al., 2020b; Yang et al., 2020c). As a follow-up, this paper reviews machine learning applications for the inversion of ocean parameters such as sound speed profiles and sediment geoacoustic parameters.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제6권8호
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• pp.2020-2030
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• 1999

해상시험에서 획득되는 자료는 함정 1척당 53GB 정도의 대용량으로 고가이며, 재현이 불가능하므로 체계적인 관리가 요구된다. 본 논문에서는 각 시험별로 획득, 관리되어오던 대용량 원시자료와 다양한 분석기법을 통하여 추출한 분석자료를 통합하여 장기간 저장함과 동시에 체계적으로 관리, 제공할 목적으로 개발되어 운용중인 해상시험자료 데이터베이스 시스템에 대해서 논한다. 대용량 CD-쥬크박스를 자진 유닉스 서버와 윈도우 환경의 클라이언트로 구성된 시스템으로 현재 입력된 6003개의 검색건수를 이용하여 클라이언트/서버 각각에 대해서 성능 평가를 수행한다.

• 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.

• Ocean and Polar Research
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• 제28권2호
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• pp.145-151
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• 2006

A broadband self-recording hydrophone was developed to conveniently assemble a hydrophone array for use in receiving underwater sound waves. A trigger device with an electromagnetic induction coupler was also developed to control the hydrophone's operation. Main configurations and specifications of the self-recording hydrophone are introduced in this paper. We present experiment results conducted in a water tank to examine the operating behavior of the hydrophone. Some advantages are discussed when the self-recording hydrophones are used to make up a hydrophone array.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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• pp.754-757
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• 2007

본 논문은 시변하는 열악한 수중환경에서 복잡도를 줄이면서 강인한 수중 음향 데이터 통신 시스템의 구현내용과 천해역에서의 실해역 시험결과를 다루고 있다. 실해역 시험시의 복잡하고 시변하는 실험환경에 쉽게 적용할 수 있도록 수중음향센서와 증폭기를 제외한 모든 부분을 디지털화된 송신시스템과 수신 시스템으로 구현하였다. 프레임 동기방식으로 CAZAC 시퀀스가 사용되었고, 중심주파수 25kHz와 대역폭이 5kHz를 갖는 QPSK 변복조 방식이 사용되어 오버헤드를 포함하여 10kbps의 전송율을 가질 수 있도록 설계되었으며, 전송 효율을 향상시키기 위해서 적응 빔형성기, 적응 등화기, 컨볼루션/Viterbi 부호화기 등과 같은 여러 가지 기술이 사용되었다. 개발된 시스템의 성능검증을 위해서 거제도 장목연안의 수심 8m에서 실시간 데이터 통신 시험을 수행하였으며, 전송거리 7.4km에서 10kbps의 전송속도를 가지고 영상 데이터가 성공적으로 전송되었음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제34권3호
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• pp.192-199
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• 2015

펄스 튜브를 이용하여 시편의 전달 손실 성능을 측정할 경우, 시편 설치를 위해 필연적으로 시편과 펄스 튜브 내벽 사이에 간극이 존재한다. 본 논문에서는 이와 같은 간극이 전달 손실 측정 결과에 미치는 영향에 대해 평가했다. 평면파에 대해 일정 폭 및 길이를 갖는 간극 전과 후 음압의 비를 구하여 전달 계수를 유도하고 측정 대상 시편의 전달 계수와 조합하여 간극이 포함된 시편의 전달 손실을 구했다. 이와 같은 해석 모델을 이론해가 존재하는 10 mm 두께의 스테인리스 스틸 시편에 적용하여 시험 결과와 비교함으로서 해석 모델의 적절성을 보였다. 마지막으로 해석 모델을 통하여 간극크기 및 시편 전달 손실 성능에 따라 전달 손실 측정에 미치는 영향을 분석했다.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권1호
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• pp.94-101
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• 2019

Underwater acoustic power should be measured in a free field, but it is not easy to implement. In practice, the measurement could be performed in a reverberant field such as a water-filled steel tank and concrete tank. In this case, the structure and the acoustic field are strongly or weakly coupled according to material properties of the steel and water. So, characteristics of the water tank must be investigated in order to get the accurate underwater acoustic power. In detail, modal frequencies, mode shapes of the structure and frequency response functions of the acoustic field could represent the characteristics of the reverberant water tank. In this paper, the structure-acoustic coupling has been investigated on a reverberant water tank numerically and experimentally. The finite element analysis has been carried out to estimate the structural and acoustical modal parameters under the dry and water-filled conditions, respectively. In order to investigate the structure-acoustic coupling effect, the numerical analysis has been performed according to the structure stiffness change of the water tank. The acoustic frequency response functions were compared with the numerical analysis and acoustic exciting test. From the results, the structural modal frequencies of the water-filled condition have been decreased compared to those of the dry condition in the low frequency range. The acoustic frequency response functions under the coupled boundary conditions showed different patterns from those under the ideal boundary conditions such as the pressure release and rigid boundary condition, respectively.