• 대한조선학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.656-668
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• 2008

When it comes to design and acquire underwater vehicles such as a submarine and a torpedo according to the process of SBA(Simulation Based Acquisition)/SBD(Simulation Based Design), it is necessary to predict the performance of interest precisely and to perform the test over and over again using the M&S(Modeling and Simulation) of the engineering and the engagement level. In this paper, we research the DEVS(Discrete Event System Specification) and DTSS(Discrete Time System Specification) formalism based standard model architecture for the underwater vehicle which can support both the heterogeneous level of the M&S(Engineering/Engagement) and the different system of the M&S(Discrete Event System and Discrete Time System). To validate this standard modeling architecture, we apply it to the submarine normal diving simulation.

• 실천공학교육논문지
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• 제10권1호
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• pp.41-47
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• 2018

수중음향센서는 무인수중운동체에 장착되어 수중 정보를 탐지하고 처리하는 역할을 한다. 이러한 음향 센서 설계는 공학을 이해하고 적용하는데 매우 중요한 분야이다. 따라서 본 논문에서는 음향 센서를 단계별로 설계 및 제작하고 그 성능을 평가한 후 이러한 일련의 설계 절차와 단계 등을 종합설계 학습에 적용하기 위한 그 적합성을 연구하였다. 설문조사를 통하여 학습 적용 적합성을 분석하였으며 설문조사 결과 제시된 센서설계의 단계 및 방법 등은 종합 설계 프로젝트 내용으로 적합하며, 기술습득이 용이한 구조이고, 매우 흥미를 유발하는 설계 주제로 나타났고, 학습자의 높은 긍정적 반응을 나타내었다. 향후 본 설계 프로젝트를 종합설계에 적용하였을 때 높은 교육적 성과를 낼 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.177-184
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• 2021

본 논문은 무인잠수정을 도킹스테이션에 성공적으로 안전하게 도킹시키기 위해 확률 기반 평가지표를 설계하여 수중 도킹 과정을 평가하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 무인잠수정 상태와 수중 도킹을 위한 상태 기준의 일치 정도에 따른 도킹 성공 가능성을 확률로써 평가하는 방법이다. 평가는 무인잠수정의 기구학적 구속조건과 도킹 계획을 고려해 정의된 영역 내부에서 수행한다. 평가 과정은 확률밀도함수의 정의, 위치와 방향각 기준과의 차이에 따른 도킹스테이션 도달확률 계산, 확률지표의 산출 순서이며, 이를 통해 실시간으로 수중 도킹 과정을 평가한다. 수조실험을 통해 획득한 무인잠수정 데이터를 분석하여 제안하는 평가지표의 유효성을 검토하였다.

• 한국음향학회지
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• 제27권3호
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• pp.154-162
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• 2008

수중 채널에서의 음파를 사용한 신호는 다중 전달 경로 현상에 의해 왜곡된다. 본 논문에서는 채널의 임펄스 응답을 바탕으로 신호를 미리 왜곡시켜 수신기에 도착했을 때 최소한의 등화만으로 신호를 받을 수 있는 선 처리 기법을 제안하였다. 그리고 음선 이론 기반 시뮬레이션과 수조 실험을 통해 제안한 기법의 성능을 검토하였다. 다중 전달 경로 현상이 약할 경우, SNR이 약 20 dB 일 때 BER이 $10^{-3}{\sim}10^{-4}$의 성능을 보였고 다중 전달 경로 현상이 심한 환경에서 SNR이 약 30 dB 일때 유사한 BER 성능을 보였다. 제안한 기법을 수중 운동체의 통신에 사용가능하도록 송수신기의 위치 변화에 따른 채널예측 기법을 제안하였고 그 성능을 검토하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.196-209
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• 2010

For the analysis of Acoustic Target Strength(TS) that indicates the scattered acoustic intensity from the underwater vehicles, an analysis program that is applicable to scatterers insonified by spherical wave source in near field is developed. In this program, the Physical Optics(PO) method is embedded as a base component. To increase the accuracy of the program, multiple bounce effects based on Geometrical Optics(GO) method are applied. To implement multiple bounce effects, GO method is used together with PO method. In detail, GO method has a concern in the evaluation of the effective area, and PO method is involved in the calculation of Acoustic Target Strength for the final effective area that is evaluated by GO method. For the embodiment of near field spherical wave source originated multiple bounce effects, image source concept is implemented additively to the existing multiple bounce algorithm which assumes plane wave insonification. Various types of models are tested to evaluate the reliability of the developed program and finally, a submarine is analyzed as an arbitrary scatterer.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.21-33
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• 2020

본 연구에서는 무인잠수정의 효과적인 대잠전 수행을 위해, 시나리오 기반의 무인잠수정 소나 센서 배열 선정을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 먼저, 대잠전 분야에서 무인잠수정의 임무 및 운용개념을 분석하고, 가장 주요한 임무 중 하나인 위험제어(Hold at Risk)를 시뮬레이션 시나리오로 선정하였다. 다음으로, 시뮬레이터 구성요소 모델을 위하여, 플랫폼별(무인잠수정, 표적 잠수함) 운동모델, 음향모델 및 환경모델을 제시하였다. 특히 음향모델에서는 센서 배열에 따른 빔패턴을 기반으로 수동 소나방정식을 이용하여 탐지여부를 판단하였다. 또한, 표적의 방위 및 고각 추정을 위하여 진폭기반 방위 추정법과 위상 모노펄스 추정기법을 각각 적용하였다. 개발된 시뮬레이터를 통해 센서 배열 변화에 따른 결과의 경향성이 기본적인 빔패턴 이론과 일치하는 것을 보여주며, 다양한 시나리오에 대한 적용 가능성을 시사한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제29권1_2호
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• pp.91-97
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• 2002

본 논문에서는 자율수중운동체(AUVs, Autonomous Underwater Vehicles)의 실시간 충돌회피를 위한 휴리스틱 탐색기법을 논한다. 퍼지관계곱(fuzzy relational products)은 항행 환경에서 발생하는 장애물과 다음으로 이동 가능한 후보노드들과의 관계를 분석, 종합하는 수학적 도구로 사용된다. 본 논문은 영역전문가 보유한 장애물회피 관련 경험적 정보(heuristic information)를 반영하여 보다 효율적인 평가함수(evaluation function)를 고안하며 지능항행시스템의 상세경로설정(local path-planning)에 퍼지관계곱을 적용하여 보다 개선된 휴리스틱 탐색기법을 제안한다. 제안된 탐색기법의 성능검증을 위해 수행시간(cpu time), 경로의 최적화(optimization) 정도, 그리고 사용 메모리 관점에서 시뮬레이션을 통해 $A^{*}$ 탐색기법과 비교한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.225-233
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• 2021

Conventional submarine propulsion batteries have mainly used lead acid batteries, which have proved relatively safe, but in recent years, research on mounting lithium-ion batteries to improve the underwater operation capability of submarines is underway in advanced countries such as Japan. Korea has world-class technology in the development of electric vehicles and lithium-ion batteries for energy storage, but fire safety accidents continue to occur in electric vehicles and energy storage lithium-ion batteries. In order to mount the lithium-ion battery in a submarine, it is necessary to check the safety as well as whether the performance is improved compared to the lead acid battery. Through the charge/discharge experiment of this lithium-ion battery module unit, it was possible to measure how much performance was improved compared to the lead acid battery. Safety tests were conducted on the lithium-ion battery module assuming that it was mounted on a submarine, and it was confirmed that safety was secured when applied to a submarine. Since many modules are mounted on actual submarines, it has been confirmed that it can be applied to submarine systems by simulating charge/discharge characteristics through Hardware-in-the Loop(HILS). Through the results of this study, the application of lithium-ion batteries to submarines is expected to significantly improve the sustainability of underwater operations.

• 지구물리와물리탐사
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• 제27권1호
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• pp.57-68
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• 2024

온실가스 저감을 위하여 대규모의 단지를 건설할 수 있고 발전 효율성이 우수한 해상 풍력이 각광 받고 있다. 해상 풍력 단지에서 생산한 전력을 송전하기 위해서는 해저 전력 케이블이 필수적이며, 케이블의 모니터링 및 고장 지점 파악을 위하여 해저 케이블의 위치 또는 매설 심도 분석이 필요하다. 본 논문에서는 해저 전력 케이블을 탐지하기 위한 기술 및 연구에 대하여 소개하였으며, 탄성파/음향, 전자 탐사, 자력 탐사로 분류하여 조사하였다. 탄성파/음향은 주로 선박에 장비를 설치하여 해저 전력 케이블을 탐지하였으며, 전자 및 자력 탐사는 AUV, ROV와 같은 무인 잠수정에 장비를 설치하여 케이블을 탐지하였다. 본 논문을 활용한다면 해저 케이블 탐지 기술에 대한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.584-591
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• 2014

This paper presents a novel aided navigation method for AUV (Autonomous Underwater Vehicles). The navigation system for AUV includes several sensors such as IMU (Inertial Measurement Unit), DVL (Doppler Velocity Log) and depth sensor. In general, the $13^{th}$ order INS error model, which includes depth error, velocity error, attitude error, and the accelerometer and gyroscope biases as state variables is used with measurements from DVL and depth sensors. However, the model may degrade the estimation performance of the heading state. Therefore, the $11^{th}$ INS error model is proposed. Its validity is verified by using a degree of observability and analyzing steady state error. The performance of the proposed model is shown by the computer simulation. The results show that the performance of the reduced $11^{th}$ order error model is better than that of the conventional $13^{th}$ order error model.