• 로봇학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.197-205
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• 2014

As computer vision algorithms are developed on a continuous basis, the visual information from vision sensors has been widely used in the context of simultaneous localization and mapping (SLAM), called visual SLAM, which utilizes relative motion information between images. This research addresses a visual SLAM framework for online localization and mapping in an unstructured seabed environment that can be applied to a low-cost unmanned underwater vehicle equipped with a single monocular camera as a major measurement sensor. Typically, an image motion model with a predefined dimensionality can be corrupted by errors due to the violation of the model assumptions, which may lead to performance degradation of the visual SLAM estimation. To deal with the erroneous image motion model, this study employs a local bundle optimization (LBO) scheme when a closed loop is detected. The results of comparison between visual SLAM estimation with LBO and the other case are presented to validate the effectiveness of the proposed methodology.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.845-850
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• 2018

본 논문에서는 수중 구조물 표면에 부착되어 기생하는 해양생물의 개체 수를 예측하는 방법을 제안한다. 이 방법은 수중에서 촬영한 영상을 이용하여 영역 극대를 계산하여 해양 부착생물의 개체 수를 예측하는 것이다. 이를 위해 영역 극대와 해양 부착생물 개체 수와의 상관관계에 대하여 분석한다. 분석 결과 영상 내 영역 극대의 개수와 해양 부착생물의 개체 수 사이에 상당한 상관관계가 존재하는 것을 밝혀냈다. 이와 같은 분석 결과를 이용하여 수중에서 촬영된 영상을 대상으로 실험을 진행하였다. 실험결과 영상의 영역 극대 수치가 높을수록 영상 내 해양 부착생물의 개체 수가 많다는 것을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제안한 방법은 수중 영상을 대상으로 하는 컴퓨터 비전에서 중요한 기반기술로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제26권7호
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• pp.366-374
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• 2007

수중에서 무선통신이 기존에는 초음파를 이용한 단거리통신에 국한되었으나 최근 고주파를 이용한 장거리 통신의 필요성이 증가되고 음성뿐만이 아니라 각종 데이터나 고화질 영상자료의 송수신 수요가 늘어나고 있다. 본 연구에서는 수중에서 디지털 변조방식의 차이에 따라 실제 수중통신에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 모의 환경 하에서 PSK기반의 변조방식(BPSK, QPSK, MSK, GMSK)에 대한 시뮬레이션을 통해 실험한 결과 GMSK만이 큰 차이를 보였다. 위 결과를 바탕으로 SNR을 35dB이하로 하고 부산 남방에 위치한 207-선(한국해양자료센타)의 15Km 구간을 모의하여 음성통신과 영상자료를 전송실험한 결과 음성통신시($10^{-2}$BER, 채널용량 1Kbps기준)는 약 8Km의 거리 차이를, 그리고 영상자료($3{\times}10^5$ 화소, 화소 당 정보량 4bit) 전송시는 BPSK, QPSK, MSK 는 60Kbps, GMSK는 45Kbps의 전송율을 확보하여 약 7초의 전송시간 차이가 생김을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.883-884
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• 2008

This paper presents a method for classification of underwater transient signals using, which employs a binary image pattern of the mel-frequency cepstral coefficients(MFCC) as a feature vector and a neural network as a classifier. A feature vector is obtained by taking DCT and 1-bit quantization for the square matrix of the MFCC sequences. The classifier is a feed-forward neural network having one hidden layer and one output layer, and a back propagation algorithm is used to update the weighting vector of each layer. Experimental results with some underwater transient signals demonstrate that the proposed method is very promising for classification of underwater transient signals.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.830-836
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• 2012

According to increasing the importance of underwater environments, the needs of UUV are growing. This paper represents the mechanism and algorithm of UUV docking system with 21-inch torpedo tubes for military submarines as a docking station. To improve the reliability of the docking, torpedo tubes launch a wired ROV and next the ROV combined with UUV is retrieved. For estimating the relative position between the ROV and UUV, in this paper, combining RF sensors and vision system is proposed. The RSSI method of RF sensors is used to estimate the distance and the optical image is combined for the directional information.

• 로봇학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.259-266
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• 2012

In these days, researches about underwater robots have been actively in progress for the purposes of ocean detection and resource exploration. Unlike general underwater robots such as ROV(Remotely Operated Vehicle) and AUV(Autonomous Underwater Vehicle) which have propellers, an articulated underwater robot which is called Crabster has been being developed in KORDI(Korea Ocean Research & Development Institute) with many cooperation organizations since 2010. The robot is expected to be able to walk and swim under the sea with its legs. Among many researching fields of this project, we are focusing on a swimming section. In order to find effective swimming locomotion for the robot, we approached this subject in terms of Biomimetics. As a model of optimized swimming organism in nature, diving beetles were chosen. In the paper, swimming motions of diving beetles were analyzed in viewpoint of robotics for applying them into the swimming motion of the robot. After modeling the kinematics of diving beetle through robotics engineering technique, we obtained swimming patterns of the one of living diving beetles, and then compared them with calculated optimal swimming patterns of a robot leg. As the first trial to compare the locomotion data of legs of the diving beetle with a robot leg, we have sorted two representative swimming patterns such as forwarding and turning. Experimental environment has been set up to get the motion data of diving beetles. The experimental equipment consists of a transparent aquarium and a high speed camera. Various swimming motions of diving beetles were recorded with the camera. After classifying swimming patterns of the diving beetle, we can get angular data of each joint on hind legs by image processing software, Image J. The data were applied to an optimized algorithm for swimming of a robot leg which was designed by robotics engineering technique. Through this procedure, simulated results which show trajectories of a robot leg were compared with trajectories of a leg of a diving beetle in desired directions. As a result, we confirmed considerable similarity in the result of trajectory and joint angles comparison.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4507-4513
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• 2013

수중사석고르기와 같은 수중공사작업을 수행하기 위하여 개발 진행 중인 무인수중장비를 수중공사현장에 투입할 경우, 작업 시 발행하는 부유물들로 인하여 탁도가 높아진다. 이러한 수중환경에서 광학카메라를 이용할 경우, 수중전방인식이 불가능할 수 있다. 이를 극복하기 위하여 무인수중장비에 소나를 탑재하고자 한다. 소나를 무인수중 장비에 적용하기에 앞서, 본 연구에서는 소나의 분해능, 탁도가 높은 물 속에서 스캐닝한 소나이미지를 확인하여 장비의 성능을 분석하였다. 그리고 수중공사현장의 경계면을 표시하기 위한 방법을 제안하였다. 이를 통하여 무인수중 장비에 적용하기 위한 소나의 기초 성능을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제23권2호
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• pp.117-124
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• 2004

본 논문에서는 수중에서 영상정보를 초음파를 이용하여 전송하기 위한 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 방식의 수중영상 정보전송 시스템을 DSP (Digital Signal Processor)를 이용하여 구현하였다. 본 논문에서는 영상 데이터를 실시간으로 송수신하기 위하여 송수신기에 사용된 복수 개의 DSP프로세서를 BDPA (Block Data Parallel Architecture) 구조를 이용하여 병렬처리 하였다. 장비의 운용 및 실시간 디버깅을 위한 소프트웨어를 GUI (Graphic User Interface) 방식으로 구현하였다. 또한. 본 논문에서 구현한 수중영상 정보 전송 시스템의 성능을 검증하기 위하여 강원도 동해 앞바다에서 실해역 실험을 수행하여 수중 30m와 80m 지점에서 센서간 거리 20 m에서 10 kbps의 영상정보 전송이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권3호
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• pp.56-62
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• 2010

전기장은 수중에서의 주변 환경 인지, 물체 확인 과정에 사용 될 수 있다. 약한 전기장을 발생시키는 전기물고기는 전기장을 발생시켜 그 왜곡을 감지함으로써 주위 상황을 인지하고 먹이를 찾는 "능동 센싱"에 특화되어 있다. 이러한 "능동 센싱"과정은 전기물고기가 어두운 바다 속에서 시각적인 정보 없이도 먹이를 찾고 주변 환경을 탐지할 수 있게 해준다. 전기물고기는 몸 전체에 전기수용기를 가지고 있다. 수많은 전기수용기를 통해 읽어지는 센서 값은 '전기장 이미지', 즉 시각적인 이미지가 아닌 전기장의 변화를 반영하는 물리적 이미지로 표현된다. 많은 사람들이 전기물고기가 시각 정보 없이도 전기장 이미지를 통해 어떻게 상황을 인지할 수 있는지 연구해 왔다. 많은 연구를 통해 전기장 이미지의 최대값, 기울기, 넓이, 피크의 위치 등이 목표 물체를 찾기 위한 단서로 사용될 수 있다는 사실이 이미 알려져 있다. 이 논문에서는 전기물고기의 전기장 이미지를 바탕으로 목표 물체 이외에 배경으로 생각할 수 있는 다른 물체가 있는 좀 더 복잡한 환경에서, 전기장 센서를 통해 목표 물체를 배경으로부터 분리하고 인지할 수 있는 방법을 제안한다. 이러한 복잡한 상황에서의 물체 인지 과정은 수중로봇의 물체인식에 활용될 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.923-928
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• 2014

수중통신은 통신채널로서의 물이 가시광 영역을 제외한 전자파 영역에는 본질적으로 전도성이 매우 떨어지므로 공기 중 통신에 비하여 성능이 심각하게 제한된다. 음파통신은 장거리 전송이 가능하지만 전자파에 비하여 음속이 수중에서 매우 느리므로 통신 속도에 제한이 있다. 한편 광무선 통신은 수중 관측이나 해중 모니터링을 위한 요구조건을 충족시킬 수 있는 대안 중의 하나로 제안되었다. 본 연구에서는 블루투스를 이용하여 모선의 통신시스템과 결합할 수 있는 수중 가시광 통신 시스템을 개발하였다. LED 조명통신 시스템과 블루투스의 인터페이스로 수중-수상 통신시스템을 연동할 수 있으며, 수중 3 m 거리에서 230.4 kbps 전송속도로 이미지와 문자를 에러 없이 전송할 수 있음을 보였다. 이러한 노력은 수중 무선 시스템과 수상에서 모니터링을 위한 모선과의 통신을 효과적으로 상호 연결하는 인프라를 강화하는데 기여할 것이다.