• 로봇학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.306-312
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• 2021

This paper describes localization of autonomous underwater vehicles(AUV), which can be used when some navigation sensor data are an outlier. In that situation, localization through existing navigation algorithms causes problems in long-range localization. Even if an outlier sensor data occurs once, problems of localization will continue. Also, if outlier sensor data is related to azimuth (direction of AUV), it causes bigger problems. Therefore, a parallel localization module, in which different algorithms are performed in a normal and abnormal situation should be designed. Before designing a parallel localization module, it is necessary to study an effective method in the abnormal situation. So, we propose a localization method through machine learning. For this method, a learning model consists of only Fully-Connected and trains through randomly contaminated real sea data. The ground truth of training is displacement between subsequent GPS data. As a result, average error in localization through the learning model is 0.4 times smaller than the average error in localization through the existing navigation algorithm. Through this result, we conclude that it is suitable for a component of the parallel localization module.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권5호
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• pp.584-589
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• 2015

잠수함 및 수중무인체계 등의 산소희박환경에서 연료전지를 통한 효과적인 전력생산을 위해서는 높은 수소저장밀도를 갖는 수소공급원이 필요하다. 디젤연료는 액체연료로서 저장 및 공급이 용이하며, 연료전지의 연료가 되는 수소의 단위질량 및 단위부피당 저장밀도가 높은 장점을 갖고 있다. 이러한 디젤연료의 장점을 기반으로 본 연구에서는 산소희박환경에서 수소생산을 위해 디젤연료의 개질반응을 이용하였으며, 산화제로 단위부피당 산소 저장밀도가 높고 액상으로 보관이 용이한 과산화수소 수용액을 기존의 산화제인 물과 산소의 대체산화제로 이용하는 방법을 제안하였다. 과산화수소 수용액의 디젤개질 산화제로써의 특성을 파악하기 위해 물, 공기 산화제와의 비교실험을 진행하였으며, 기존의 산화제와 디젤 개질반응 시 동일한 특성을 갖는 것을 실험적으로 확인하였다. 또한 상용디젤을 연료로 온도 및 과산화수소 수용액의 농도에 따른 개질성능을 평가하였으며, 49시간의 가속 열화실험을 통하여 디젤, 과산화수소 수용액을 이용한 수소생산의 가능성을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권9호
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• pp.3639-3662
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• 2020

The network capability to accomplish its functions in a timely fashion under failures and attacks is known as survivability. Ad hoc routing protocols have been studied and extended to various domains, such as Intelligent Transport Systems (ITSs), Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), underwater acoustic networks, and Internet of Things (IoT) focusing on different aspects, such as security, QoS, energy. The existing solutions proposed in this domain incur substantial overhead and eventually become burden on the network, especially when there are fewer attacks or no attack at all. There is a need that the effectiveness of these routing protocols be analyzed in the presence of Denial of Service (DoS) attacks without any intrusion detection or prevention system. This will enable us to establish and identify the inherently stable routing protocols that are capable to survive longer in the presence of these attacks. This work presents a DoS attack case study to perform theoretical analysis of survivability on node and network level in the presence of DoS attacks. We evaluate the performance of reactive and proactive routing protocols and analyse their survivability. For experimentation, we use NS-2 simulator without detection or prevention capabilities. Results show that proactive protocols perform better in terms of throughput, overhead and packet drop.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.243-250
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• 2014

유도체의 발사로 인해 스풀로부터 풀리는 광 케이블은 모함과의 통신을 통해 작전 수행 능력을 향상시키는 역할을 한다. 일반적으로 광 케이블의 풀림은 거동의 안정성 확보 및 풀림 불량 방지를 위하여 수중에서 진행된다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통해 스풀로부터 풀리는 광 케이블의 거동특성을 확보하고 이를 풀림 거동 해석 결과와 비교함으로써 해석의 신뢰성을 검증한다. 실험 장치의 구성은 수조와 감김 장치로 구성되며, 고속카메라를 통해 케이블의 풀림 거동을 촬영하였다. 해석결과를 제시하기 위한 과도 상태 운동 방정식은 직교 좌표계를 사용하여 정의한 뒤, 실험 결과와의 비교를 통해 해석 결과의 타당성을 검증하였으며, 풀림 속도의 증가에 따른 풀림 거동을 예측하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1062-1073
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• 2007

Acoustic Target Strength (TS) is a major parameter of the active sonar equation, which indicates the ratio of the radiated intensity from the source to the re-radiated intensity by a target. In developing a TS equation, it is assumed that the radiated pressure is known and the re-radiated intensity is unknown. This research provides a TS equation for polygonal plates, which is applicable to near field acoustics. In this research, Helmholtz-Kirchhoff formula is used as the primary equation for solving the re-radiated pressure field; the primary equation contains a surface (double) integral representation. The double integral representation can be reduced to a closed form, which involves only a line (single) integral representation of the boundary of the surface area by applying Stoke's theorem. Use of such line integral representations can reduce the cost of numerical calculation. Also Kirchhoff approximation is used to solve the surface values such as pressure and particle velocity. Finally, a generalized definition of Sonar Cross Section (SCS) that is applicable to near field is suggested. The TS equation for polygonal plates in near field is developed using the three prescribed statements; the redection to line integral representation, Kirchhoff approximation and a generalized definition of SCS. The equation developed in this research is applicable to near field, and therefore, no approximations are allowed except the Kirchhoff approximation. However, examinations with various types of models for reliability show that the equation has good performance in its applications. To analyze a general shape of model, a submarine type model was selected and successfully analyzed.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.178-185
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• 2011

본 논문은 상태변수 평준화 및 되먹임구조를 이용하여 무인잠수정의 위치추정을 개선하기 위한 다중센서 융합 기반의 위치추정 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 먼저 상대적으로 오차가 큰 주 센서인 INS와 오차가 작은 보조센서인 DVL에서 측정되는 상태변수를 예측단계 이전에 융합하여 상태변수 평준화 과정을 수행한다. 그 다음, 평준화된 상태변수를 각 필터에 입력하여 예측 및 수정단계의 칼만 필터링 과정을 통해 최종 수정된 상태변수를 융합시키며, 마지막으로 이를 다시 주센서에 되먹임함으로서 무인잠수정의 위치추정을 개선한다. 평가를 위해 무인잠수정의 기동모델에 대한 시뮬레이션을 실시하여 기동경로를 생성하고 제안 알고리즘을 적용하여 위치추정 성능을 확인한다. 평가 결과, 제안 알고리즘이 다중센서 융합 알고리즘 중 가장 우수한 위치추정 성능을 보였으며, 또한 기동침로가 변경되는 구간에서도 강인한 위치추정이 가능하다는 것이 증명되었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제3권4호
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• pp.274-285
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• 2011

The supercavitating vehicle is an underwater vehicle that is surrounded almost completely by a supercavity to reduce hydrodynamic drag substantially. Since the cruise speed of the vehicle is much higher than that of conventional submarines, the drag force is huge and a buckling may occur. The buckling phenomenon is analyzed in this study through static and dynamic approaches. Critical buckling load and pressure as well as buckling mode shapes are calculated using static buckling analysis and a stability map is obtained from dynamic buckling analysis. When the finite element method (FEM) is used for the buckling analysis, the solver requires a linear static solver and an eigenvalue solver. In this study, these two solvers are integrated and a consolidated buckling analysis module is constructed. Furthermore, Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm is combined in the buckling analysis module to perform a design optimization computation of a simplified supercavitating vehicle. The simplified configuration includes cylindrical shell structure with three stiffeners. The target for the design optimization process is to minimize total weight while maintaining the given structure buckling-free.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권5호
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• pp.379-385
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• 2012

본 논문에서는 수상 및 수중운동체의 안정성 및 안정화기법에 관해 고찰한다. 선박이 운동을 하게 되면 부가질량이 변하게 되고 대칭인 시스템행렬이 비대칭이 된다. 비대칭성에 따라 시스템의 안정성해석방법도 달라지는데 예를 들어 가속도 피드백을 통해 비대칭요소를 제거하여 대칭으로 변환시키는 것이 가장 대표적인 해석 및 안정화 기법이다. 시스템 모델자체는 어디까지나 모델이기 때문에 대상시스템을 명확하게 수식으로 표현할 수 없으므로 피드백에 의한 비대칭요소를 소거시키는 방법은 타당하지 못하다. 따라서 본 논문에서는 대칭행렬이 비대칭행렬로 변하는 제약에 구애받지 않는, 보다 일반성을 갖는 안정성해석법을 제안하였다. 그리고 시스템 안정성 조건을 행렬부등식으로 변환하여 나타내었다. 이것은 안정성 해석 및 안정화를 위한 제어이득을 효율적으로 계산할 수 있는 방법으로 다양한 제약조건에도 유연하게 대응할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 유효성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.9-15
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• 2010

본 논문에서는 압전복합재 작동기가 표면에 부착된 Hull 구조물의 유한요소모델을 구성하여 동적 특성을 고찰하였으며, 구조물의 진동제어 특성을 평가하였다. Hull 구조물은 양 끝이 닫혀있는 실린더형 쉘 구조물을 고려하였으며, 항공기 동체나 잠수함과 같은 수중 구조물 등의 간단한 모델로 사용될 수 있다. 구조물의 진동제어를 위해 최근 NASA Langley 연구소에서 개발된 압전복합재인 Macro-Fiber Composite(MFC)를 적용하였다. MFC는 압전세라믹 섬유를 이용하여 유연성을 향상시키고, 맞물림 전극을 적용하여 면내 방향에서 큰 압전효과를 구현할 수 있도록 하였다. 유한요소모델을 바탕으로 구조물의 지배방정식을 도출하였으며, 동적 특성을 해석하여 실제 제작된 구조물의 실험결과와 비교 검증하였다. 최적제어 알고리즘을 구성하여 구조물의 진동제어 성능을 평가하였으며, 효과적으로 구조물의 진동을 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.80-87
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• 2011

자율무인잠수정은 해수면탐사선에 비해 해저면에 더 가까이 접근할 수 있는 장점을 제공한다. 수심자료, 해저면 물질 정보와 해저면 하부 영상을 얻기 위해서는 자율무인잠수정에 탑재된 다중빔음향즉심기, 해저면영상탐사기 및 천부지층탐사기 등이 유용하게 사용된다. 일본해양연구개발기구는 3000m급 자율무인잠수정 우라시마를 개발하였다. 잠수정의 전력공급용 연료전지시스템의 공학적 개발과 시험과정을 거쳐 우라시마에는 신형 리튬이온전지 시스템이 설치되었다. 잠수정은 초기 공학적인 업무에서 과학적 사용 목적으로 개량되었다. 다양한 과학장비들이 추가되었고 2006년부터 과학적인 목적의 임무수행을 위한 잠항시험이 수행되었다. 2007년 시험운항에서 일본 기이반도 해역 북구마노분지 부근에서 우라시마의 해저면영상탐사기와 천부지층탐사기를 이용하여 고해상 음향영상자료를 획득하였다. 후방산란강도 도면에서는 많은 암설류가 확인되었고, 천부지층탐사단면에서 연구해역의 북동쪽 끝 부근의 하부구조가 확인되었다. 이러한 특징은 최신 선상지의 형성과 관련된 구조를 암시한다. 그러나 남서 해역에서는 해저면 하부 ~20 ms 부근에서 강한 반사층이 존재하는데, 이는 삭박특징으로 해석되며 현재는 더 젊은 해저 퇴적물로 덮여있다. 잠수정의 성능은 지속적으로 향상되고, 우라시마를 활용하여 많은 유용한 결과가 얻어질 것으로 기대된다.