• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제19권8호
• /
• pp.667-675
• /
• 2013

This paper presents vision-based techniques for underwater landmark detection, map-based localization, and SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) in structured underwater environments. A variety of underwater tasks require an underwater robot to be able to successfully perform autonomous navigation, but the available sensors for accurate localization are limited. A vision sensor among the available sensors is very useful for performing short range tasks, in spite of harsh underwater conditions including low visibility, noise, and large areas of featureless topography. To overcome these problems and to a utilize vision sensor for underwater localization, we propose a novel vision-based object detection technique to be applied to MCL (Monte Carlo Localization) and EKF (Extended Kalman Filter)-based SLAM algorithms. In the image processing step, a weighted correlation coefficient-based template matching and color-based image segmentation method are proposed to improve the conventional approach. In the localization step, in order to apply the landmark detection results to MCL and EKF-SLAM, dead-reckoning information and landmark detection results are used for prediction and update phases, respectively. The performance of the proposed technique is evaluated by experiments with an underwater robot platform in an indoor water tank and the results are discussed.

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제26권1호
• /
• pp.133-141
• /
• 2023

Accurate measurement of seafloor topography plays a crucial role in developing marine industries such as maritime safety, resource exploration, environmental protection, and coastal management. The seafloor topography is constructed using side scan sonar (SSS) and single beam echosounder (SBES) or multibeam echosounder (MBES), which transmit and receive ultrasound waves through a device attached to a marine survey vessel. However, the use of a sonar system is affected by noise pollution areas, and the single beam has a limited scope of application. At the same time, the multibeam is mainly applicable for depth observation. For these reasons, it is difficult to determine the boundaries and areas of seafloor topography. Therefore, this study proposes a method to improve the backscatter data of multibeam echosounder, which has a relationship with the seafloor quality, by using digital image processing to classify the shape of the underwater surface.

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.61-67
• /
• 2021

With the recent development of bathemetry technology, the hydrographic surveying method has been changed from single beam depth device use to multi beam acoustic sounding technology. Also, various studies have been reported to obtain high accuracy and precision in the process of river bed topographic data. Especially south korea is geographically on three sides of the sea and the river topography is very developed. To build information about the underwater, and riverbed status, the public investigations has been continuously progressed. In this study, We investigasted the riverbed topography near Baeckma river leisure park. for this purpose, In this study, as the first preliminary survey, location of navigational dangerous objects and reefs and the dangerous areas are identified. Also, ground control points is selected for the optimal GPS surveying. Secondary, through test surveying the Gain, TVG, and pulse length are determined. In addition, the investigation of dangerous objects for navigation is also conducted. As the last step, the error analysis are conducted for the acquired data, and this process involves the removal and adjustments of errors. This section includes the analysis of tide level and navigational contributions, and finally generates a submarine topographic map.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권1호
• /
• pp.187-192
• /
• 2015

수중음향통신 채널은 해수면의 시변동성, 해저지형, 음속 분포 및 송수신단 사이의 기하학적인 구조 등에 따라 매우 복잡한 형태의 채널 특성을 나타낸다. 특히, 바람과 해류에 의한 시변동성과 도플러 효과를 갖는다. 이러한 수중음향통신 환경에서 전송 효율을 높이기 위해서는 변화하는 채널의 상태를 파악하고 통신기법에 적용시켜야 한다. 이 논문에서는 채널 시변동 매개변수 가운데 도플러 주파수 추정을 위하여 모호 함수와 자기상관 기법을 적용한 프레임 재귀 변복조 방식을 제안하고, 모의실험과 실제 남해에서의 해상실험을 통해 성능을 확인하였다. 해상실험 결과 채널 부호화 기법을 적용하지 않은 경우, 기존의 방법에 비해 제안한 방법의 비트 오류율이 약 32% 향상되었다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
• /
• pp.663-663
• /
• 2002

The National Oceanographic Research Institute of KOREA started to survey for the basic data necessary to territorial sea and EEZ identification and marine development with Multi-Beam Echo Sounder(L3 SeaBeam 2112) since 1996. The Multi-Beam surveys has provided a very new and precise way of describing the morphology and nature of the underwater seabed. Multi-Beam Echo Sounder systems employ sound waves propagating at angles which vary from vertical to nearly horizontal. The locations on the bottom where echoes are generated cover a swath whose port to starboard width may be equal to many times the water depth. Newer Multi-beam bathymetric sonars provide both a beam by beam depth and backscatter amplitude of the bottom. But The backscattered amplitude didn't use for identification of bottom properties because backscatter amplitude effects by the many environmental variables of underwater and seabed. We investigates the utilization of geo-referenced backscatter amplitude and analysis of relationship between The Backscattered Amplitude and Sidescan Sonar imagery from Sea Beam 2112. For the backscattered amplitude imagery mainly represents the properties of sediment, we computed the beam geometry, time-varied amplifier gain, and mainly incidence angle to the topography using bathymetric model at each ping. In this paper, those issues are illustrated, and the angular independent imagery based on swath topographic model is described.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.409-414
• /
• 2014

관광산업은 주 5일 근무제 시행 이후 여가시간이 증가함에 따라 양질의 성장을 보이고 있다. 관광산업은 전자 통신의 발달에 힘입어 다양한 형태의 문화와 결합하여 21세기 고부가가치 산업으로 각광받고 있다. 특히 삼면이 바다인 우리나라는 국민소득이 증가함에 따라 해양레저산업에 더욱 관심을 갖고 있다. 해양수산부는 막대한 정책지원을 통해 해양관광진흥계획을 수행하고 있으며, 어촌지역에 문화를 융합하여 타 지역 관광객 유치를 위해 노력하고 있다. 본 연구를 통한 콘텐츠를 활용하여 정책자금이 동원되는 활동을 바르게 모니터링하고, 고부가가치 관광 산업을 육성하기 위한 유용한 콘텐츠 활용 전략을 제시하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제19권7호
• /
• pp.673-678
• /
• 2009

The efficiency of active sonar that is used underwater observation equipment is important for obtain the information of topography and trace for the objects. Sound wave transmitted from sonar are distorted by acoustic window which is to protect sonar. Making various sonar dome is impossible for experiment, because consumed unnecessary time and expense. So, the purpose of this study is to simulate and analyze the acoustic window propagated sound wave from sonar for designing model reduced insertion loss. Simulation is performed by transient analysis and fluid-structure interaction analysis. As a result, this study will give a opportunity for efficient design of sonar dome without high cost and time consumption.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
• /
• 한국환경과학회 2003년도 International Symposium on Clean Environment
• /
• pp.145-150
• /
• 2003

16 APEX floats, autonomous profiling floats deployed as part of the Array for Real-time Geostrophic Oceanography (ARGO) program, are used to understand the currents at 800 m underwater in the southwestern East Sea. The flow penetrates into the Ulleung basin (UB) through two paths： an extension of the southward flowing the North Korean Cold Water along the east coast of Korea and between Ulleung Island and Dok island. Flows at 800 m are observed range 0.2 to 4.29 cm/sec and the variability in the north in the DB is stronger than that in the south. The eddy kinetic energy is found a few $cm^{2}$ $S^{-2}$. In the UB, cyclonic flows from 0.3 - 1.6 cm/see are observed with the bottom topography.

• 스마트미디어저널
• /
• 제5권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2016

해양 관측 및 조사 장비는 국가적 해양영토 확장 및 영향력 강화와 자원선점에 필수적임에도 불구하고, 국내 개발보다는 해외 도입에 의존적이었다. 이중 멀티빔 음향 측심기는 해저면 지형, 퇴적분포 정보, 수중물체 탐색을 위해 개발된 장비로써 국내에는 기개발 된 제품이 아직 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 멀티빔 음향 측심기를 발전된 국내 센서 기술을 바탕으로 개발하여 해양 음향 측심 기기의 국산화를 시도한다. 특히 하드웨어에서 발생할 수 있는 오류를 정정하여 소프트웨어에서 이의 보정을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제42권3호
• /
• pp.237-244
• /
• 2018

수중에서 로봇으로 사석 고르기 작업을 실시할 경우 로봇 주위의 지형 정보를 실시간으로 제공해야 원격조종이 가능하다. 현 위치로부터 주변지형의 높낮이를 보여줘야 운전자가 작업 계획을 수립하고, 전복과 같은 사고도 예방할 수 있다. 지금까지 지형인식은 멀티 빔 소나에 의해 이뤄졌는데 이는 작업 전후의 품질을 평가하는 용도만 사용되었지 원격조종에서 필요한 실시간 정보로는 사용될 수 없었다. 본 연구는 수중 사석 고르기 작업을 위한 실시간 지형인식 방법을 개발한다. 버킷이 지면을 누를 때 전달되는 힘을 측정해 접촉여부를 판단하고, 실린더의 길이를 읽어 접촉위치를 계산한다. 버킷의 위치제어를 위해 가변 뱅뱅제어 알고리즘을 적용하고 숙련된 굴삭기 운전자의 작업패턴을 프로그램화해 지형인식, 긁기, 밀기, 전진 등의 작업을 자동으로 수행하도록 한다. 개발된 방법은 로봇 몸체로부터 버킷의 거리에 따라 3차원 격자 지형을 상대적으로 보여줌으로써 작업자가 쉽게 지형을 인식하고 지형에 따라 작업계획을 세우도록 한다.