• 한국항해항만학회지
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• 제34권3호
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• pp.181-187
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• 2010

수중무선통신 시스템의 성능은 수중채널의 특성에 영향을 받으며, 특히 잔향 및 다중경로(Multi-path)로 인한 지연확산은 데이터 전송 시 인접심벌간의 간섭(Inter Symbol Interference : ISI)를 발생시켜 통신의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 잔향 및 다중경로로 인한 인접 심벌간의 간섭에 강한 성능을 나타내는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법을 이용하여 수중에서 고속 데이터 전송의 적용성을 검토하였다. 실제 수중 채널을 모의하는 모델을 사용하여 수중에서 통신 성능을 확인하였다. 그 결과 1000m의 거리에서 단일 반송파의 경우 BER이 $2{\times}10^{-1}$ 이였으며, 다중 반송파의 경우 BER이 $8{\times}10^{-2}$이었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.61-68
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• 2019

블랙박스 본체를 회수하지 않고도 블랙박스의 정보나 수중 장비의 기록된 정보 등을 회수할 수 있도록 빛을 이용하는 수중 무선 광 통신 시스템은 매우 요긴하다. 본 논문에서는 탁도가 높은 천해환경에서 수중 가시광 통신시 발생하는 노이즈 원인을 분석하고 이러한 환경에서도 노이즈를 효과적으로 제거하면서도 광 검출신호의 최대 전압 스윙을 향상시킬 수 있는 기준신호 기반의 광 검출 센서 기술을 연구하였다. 그리고 개발한 통신 시스템의 성능을 입증하기 위해 광 무선통신 시스템을 제작하고 탁한 해수가 담긴 수조에서 송수신 시험을 수행하여 개발한 광 무선통신 기법이 실제로 효과가 있음을 검증하였다.

• 로봇학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.142-149
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• 2012

The camera has limitations of poor visibility in underwater environment due to the limited light source and medium noise of the environment. However, its usefulness in close range has been proved in many studies, especially for navigation. Thus, in this paper, vision-based object detection and tracking techniques using artificial objects for underwater robots have been studied. We employed template matching and mean shift algorithms for the object detection and tracking methods. Also, we propose the weighted correlation coefficient of adaptive threshold -based and color-region-aided approaches to enhance the object detection performance in various illumination conditions. The color information is incorporated into the template matched area and the features of the template are used to robustly calculate correlation coefficients. And the objects are recognized using multi-template matching approach. Finally, the water basin experiments have been conducted to demonstrate the performance of the proposed techniques using an underwater robot platform yShark made by KORDI.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.644-652
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• 2013

본 논문은 만타형 무인잠수정의 개발과 실해역 성능시험에 관한 내용을 다룬다. 먼저 만타형 무인 잠수정의 운동성능을 예측하기 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 통해서 만타형 잠수정의 운동성능을 검증하였으며 결과를 바탕으로 테스트베드인 만타형 무인잠수정을 설계하였다. 만타 잠수정은 자세 및 경로의 계측을 위하여 DVL (Doppler Velocity Log), Gyrocompass, GPS, 압력센서 등을 탑재하였으며 운항제어를 위한 추진기와 1개의 수직타 4개의 수평타를 장착하여 3자유도 운동이 가능하다. 실해역에서 운동성능시험과 자율운항 성능시험을 통해 만타형 무인잠수정 시스템을 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권3호
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• pp.91-98
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• 2016

소나 영상에서 수중 물체의 검출과 분류는 도전적인 과제이다. 본 논문에서는 소나 영상과 영상처리기법을 이용하여 해저의 물체를 식별하는 시스템을 제안한다. 수중 물체의 식별 과정은 수중 물체 후보 영역 검출과 물체 식별의 두 단계로 구성된다. 영상 정합(image registration) 기법을 이용하여 수중 물체 후보 영역을 검출하고, 기존에 획득된 기준 배경 영상과 현재 스캔된 영상 사이의 공통된 특징점을 검출하여 정합한 후, 두 영상의 차 영상(difference image)을 구하여 검출한다. 검출된 물체는 고유벡터와 고유값을 특징으로 사용하여 데이터베이스내의 패턴과 가장 유사한 패턴으로 분류한다. 제안하는 수중 물체 식별 시스템은 최단 소행 항로(Q route) 확보와 같은 응용에 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권3호
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• pp.441-450
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• 2022

The introduction of autonomous underwater gliders (AUGs) specifically addresses the reduction of operational costs that were previously prohibited with conventional autonomous underwater vehicles (AUVs) using a "scaling-down" design philosophy by utilizing the characteristics of autonomous drifters to far extend operation duration and coverage. Long-duration, wide-area missions raise the cost and complexity of in-water testing for novel approaches to autonomous mission planning. As a result, a simulator that supports the rapid design, development, and testing of autonomy solutions across a wide range using software-in-the-loop simulation at faster-than-real-time speeds becomes critical. This paper describes a faster-than-real-time AUG simulator that can support high-resolution bathymetry for a wide variety of ocean environments, including ocean currents, various sensors, and vehicle dynamics. On top of the de facto standard ROS-Gazebo framework and open-sourced underwater vehicle simulation packages, features specific to AUGs for ocean mapping are developed. For vehicle dynamics, the next-generation hybrid autonomous underwater gliders (Hybrid-AUGs) operate with both the buoyancy engine and the thrusters to improve navigation for bathymetry mappings, e.g., line trajectory, are is implemented since because it can also describe conventional AUGs without the thrusters. The simulation results are validated with experiments while operating at 120 times faster than the real-time.

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권6호
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• pp.33-42
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• 2010

본 연구에서는 실해역에서 해류를 고려한 실용적인 유도 시스템을 제안하고 있다. 본 논문에서는 생성된 경로의 최적성은 주요 이슈가 아니다. 시작점부터 목표점까지의 경로는 주요 해류의 방향축을 고려하여 운용 경험이 많은 전문가의 경유점 선택을 통하여 생성된다. 본 논문에서는 또한 초단기선, GPS, 도플러 속도계 그리고 자세센서 등의 계측치를 통해서 다중센서융합알고리즘을 이용하여 정밀 수중항법 솔루션 구현에 대하여 설명하고 있다. 정밀하고 정확하고 갱신 주기가 빠른 수중항법 솔루션을 구현하기 위하여 세 가지 전략을 사용하였다. 첫째는 추측항법의 단독 성능을 향상시키기 위하여 선수각 정밀 정렬을 수행하였다. 둘째는 기본이 되는 단독추측항법이 적분 알고리즘에 기반을 두었기 때문에 시간의 추이에 따른 누적오차의 증가 특성을 가지고 있는데 이를 막기 위하여 주기적으로 절대 위치 정보를 다중센서융합 기법을 이용하여 융합하여 주는 것이다. 셋째는 융합알고리즘의 품질 향상을 위하여 효율적인 특이점 제거 알고리즘을 도입하는 것이다. 개발된 정밀수중항법알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 자율기뢰처리기와 심해무인잠수정의 실해역 데이터를 사용하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제34권3호
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• pp.235-245
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• 2007

무인수중로봇은 인간의 직접적인 접근이 제한되는 위험한 지역을 운항하기 때문에 인식, 결정, 그리고 행동과 같은 영역전문가의 고유능력을 수행하는 지능형 제어소프트웨어를 반드시 탑재해야한다. 본 논문에서는 다양한 무인항체에 적용 가능한 RVC 지능시스템 모델을 제안하며, 또한 충돌회피시스템, 항해 계획시스템, 그리고 충돌위험도산출시스템으로 구성된 무인수중로봇을 위한 지능형 자율운항시스템을 개발 한다. 충돌회피시스템에서는 퍼지관계곱에 기반한 장애물회피 알고리즘을 제안하는데 이는 생성경로 관점의 안전성과 효율성을 보장한다. 그리고 항해계획시스템에서는 폴리선을 이용한 항로계획 알고리즘을 제안 한다. 제안된 지능형 자율운항시스템의 성능검증을 위해 환경관리자, 객체, 그리고 3차원뷰어로 구성된 시뮬레이션시스템을 개발하여 시뮬레이션을 수행한다.

• 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.

• 로봇학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.173-183
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• 2017

This paper proposes an integrated positioning system to localize a moving object in the shadow-area that exists in the water tank. The new water tank for underwater robots is constructed to evaluate the navigation performance of underwater vehicles. Several sensors are integrated in the water tank to provide the position information of the underwater vehicles. However there are some areas where the vehicle localization becomes very poor since the very limited sensors such as sonar and depth sensors are effective in underwater environment. Also there are many disturbances at sonar data. To reduce these disturbances, an extended Kalman filter has been adopted in this research. To localize the underwater vehicles under the hostile situations, a SVR (Support Vector Regression) has been systematically applied for estimating the position stochastically. To demonstrate the performance of the proposed algorithm (an extended Kalman filter + SVR analysis), a new UI (User Interface) has been developed.