• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.13 no.5
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• pp.406-413
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• 2007

This paper proposes a self-recurrent wavelet neural network(SRWNN) based adaptive backstepping control technique for the robust steering control of autonomous underwater vehicles(AUVs) with unknown model uncertainties and external disturbance. The SRWNN, which has the properties such as fast convergence and simple structure, is used as the uncertainty observer of the steering model of AUV. The adaptation laws for the weights of SRWNN and reconstruction error compensator are induced from the Lyapunov stability theorem, which are used for the on-line control of AUV. Finally, simulation results for steering control of an AUV with unknown model uncertainties and external disturbance are included to illustrate the effectiveness of the proposed method.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2002.12a
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• pp.143-147
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• 2002

본 논문에서는 비행물체의 운동에 기초한 지능제어 알고리즘을 사용하여 대기의 환경적 요인과 기체형태 및 추력의 인위적 요인들간의 복잡한 함수관계를 지식과 경험에 의한 제어규칙으로서 비행안정성 확보와 자율비행을 위한 비행 자세제어를 행하였다. 비행 자세제어를 위하여 사용한 지능제어기는 다변수 입력 및 출력이 가능하며 강인성을 지닌 퍼지제어기를 사용하였다 실험을 위해 모형비행기와 자세 검출용 센서를 제작하고, 비행 전문가의 지식과 경험을 기초로 하여 작성한 제어규칙에 의하여 프로그램 된 퍼지제어기를 수 차례의 시험비행을 통해 제어규칙을 조정한 결과 안정된 자세제어를 행할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.55 no.2
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• pp.172-180
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• 2019

In this study, a ship motion control system design method is introduced for autonomous ships. Some related research results and technologies for autonomous ships have already been developed and applied to testing ships. Recently, the Norwegian Maritime Authority and the Coastal Administration have signed an agreement and started to test autonomous ships in the defined area. Considering recent technology trends and background, in this paper, the authors also try to develop autonomous ship control technologies. In the designed control system, an observer is introduced to estimate unmeasurable system states. Based on the servosystem with state estimator, ship motion control experiment is performed to evaluate control performance using a model ship in water basin.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.30 no.3
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• pp.194-200
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• 2016

Recently, UUVs (unmanned underwater vehicles) have increasingly been applied in various science and engineering applications. In-water inspection, which used to be performed by human divers, is a potential application for UUVs. In particular, the operational safety and performance of in-water inspection missions can be greatly improved by using an underwater robotic vehicle. The capabilities of hovering maneuvers and automatic image mosaicking are essential for autonomous underwater visual inspection. This paper presents the development of a hover-capable autonomous underwater vehicle system for autonomous in-water inspection, which includes both a hardware platform and operational software algorithms. Some results from an experiment in a model basin are presented to demonstrate the feasibility of the developed system and algorithms.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.30 no.1
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• pp.74-81
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• 2024

In the near future, autonomous ships, ships controlled by shore remote control centers, and ships operated by navigators will coexist and operate the sea together. In the advent of this situation, a method is required to evaluate the safety of the maritime traffic environment. Therefore, in this study, a plan to evaluate the safety of navigation through ship control simulation was proposed in a maritime environment, where ships directly controlled by navigators and autonomous ships coexisted, using autonomous operation technology. Own ship was designed to have autonomous operational functions by learning the MMG model based on the six-DOF motion with the PPO algorithm, an in-depth reinforcement learning technique. The target ship constructed maritime traffic modeling data based on the maritime traffic data of the sea area to be evaluated and designed autonomous operational functions to be implemented in a simulation space. A numerical model was established by collecting date on tide, wave, current, and wind from the maritime meteorological database. A maritime meteorology model was created based on this and designed to reproduce maritime meteorology on the simulator. Finally, the safety evaluation proposed a system that enabled the risk of collision through vessel traffic flow simulation in ship control simulation while maintaining the existing evaluation method.

• Journal of KIISE:Software and Applications
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• v.29 no.1_2
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• pp.91-97
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• 2002

This paper describes a heuristic search technique carrying out collision avoidance for Autonomous Underwater Vehicles(AUVs). Fuzzy relational products are used as the mathematical implement for the analysis and synthesis of relations between obstacles that are met in the navigation environment and available candidate nodes. In this paper, we propose a more effective evaluation function that reflects the heuristic information of domain experts on obstacle clearance, and an advanced heuristic search method performing collision avoidance for AUVs. The search technique adopts fuzzy relational products to conduct path-planning of intelligent navigation system. In order to verify the performance of proposed heuristic search, it is compared with $A^*$ search method through simulation in view of the CPU time, the optimization of path and the amount of memory usage.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.548-549
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• 2015

무인 잠수정은 자율 무인잠수정(이하 'AUV' 또는 '자율무인잠수정'을 혼용)과 원격조정잠수정(이하 'ROV'로 지칭)으로 분류를 할 수 있다. ROV는 테더 게이블로 인한 작업 범위의 한계와 운동성능 효율이 떨어지는 단점을 지니고 있어, 테더 케이블이 필요 없는 AUV에 대한 필요성이 증대되고 있다. 추측 항법 시스템인 관성 항법 시스템(inertial navigation system, 이하 'INS'로 지칭)은 외부 도움없이 관성측정 장치(inertial measurement unit, 이하 'IMU'로 지칭)를 활용하여 구성된 시스템을 말한다. IMU는 자이로 스코프(gyroscope), 가속도계(accelerometer), 지자기(magnetic)센서로 구성된 측정 장치로 3개의 센서를 사용하여 상호 보정을 통한 기동 체의 위치, 속도 및 자세 정보를 제공한다. 복합항법시스템은 추측항법시스템이 가지는 누적오차와 측위 항법시스템이 가지는 외부환경에 대한 단점을 상호 보완하는 방법으로 연구가 진행 중이다. 하지만 심해서 또는 해양의 특성에 따라 측위 시스템이 사용되지 못하기 때문에 추측 항법시스템의 다양한 관성 센서를 활용한 상로 보완과 신호처리 방법을 통한 연구 개발이 진행 중이다. 다양한 센서 정보를 통합하는 목적으로 칼만 필터와 같은 최적 필터기법이 보편적으로 사용되고 있다. 칼만 필터는 확률 선형 시스템에 대하여 공정잡음 및 측정 잡음이 가우시안 확률 분포를 따를 때 최적의 추정자가 된다. 또한 가우시안 조건을 만족하지 않는 경우에도 선형 추정자 중에 추정 오차의 분산이 가장 작은 추정자이다. 칼만 필터가 최상의 성능을 발휘 하려면 공정잡음과 측정 잡음의 실제 값을 정확히 알아내는 것이 중요하다. 잡음 수준에 대한 정보가 부정확 할 경우 칼만 필터는 발산 할 수 있기 때문에 시스템에서 잡음 수준의 공산은 칼만 필터의 최적 이득을 결정하는 중요한 요소로 추정치에 큰 영향을 준다. 따라서 칼만 필터를 추측항법시스템에 적용 시킬 경우 실제 모텔의 잡음 공분산을 정확히 추정할 수 있는 기법이 요구된다. 추측항법시스템은 다양한 센서를 활용하기 때문에 움직이는 기동 표적에 적용시 잡음공분상이 변하기 때문에 항법시스템이 저하 될 수 있다. 본 연구에서는 다양한 센서를 융합하여 해양 생체 로봇의 정밀 자세 제어가 가능한 시스템을 제안하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.11c
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• pp.683-686
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• 1999

이동로봇은 주행성을 가지며 설정된 이동 경로에 따라 목적지까지 자율적으로 이동하기 위해서는 이동로봇의 실제 위치에 대한 정확한 정보가 확보되어야 한다. 정보확보를 위해서 보통 엔코더, 자이로센서, 비젼센서, 레이저 거리등의 센서를 주로 사용한다. 본 연구에서 주행중인 이동로봇의 위치는 상대센서인 엔코더를 통해 측정된 운동변화량과 출발점에서 이동로봇의 위치로부터 자기유도 주행방법에 의해 계산된다. 이들 상대센서는 이동로봇의 실제 이동에 따라 주행거리 및 주행 방향 변화를 항상 측정할 수 있으므로, 전체 주행구간에 걸쳐 이동로봇의 위치를 연속적으로 측정할 수 있다는 장점이 있으나, 상대센서 측정값에 발생된 오차가 위치 평가값이 연속적으로 누적되므로 실제 위치에 대한 오차가 발생하는 단점이 있다. 즉, 바닥의 미끄럼, 요철, 로봇의 요동(Vibration)등 큰 오차의 요인이 된다. 본 연구에서는 위치를 직접 추정하지 않고 엔코드에서 나온 위치오차, Heading 오차, 자체 엔코드오차 그리고, 자이로 오차와 지자기 센서 오차를 Extended Kalman Filter를 통해 추정하여 이 오차를 다시 위치 계산과 Heading에 되돌려 줌으로서 오차를 보정하는 방법을 제시한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.06a
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• pp.476-480
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• 2003

This paper presents an effective method to analyze the dynamic characteristics for the shilling transients of power transmission system using the multibody dynamics, which is composed of subsystem equation, subsystem assemble, and the self-determining technique for the system degree of freedom. Using the advantages of multibody dynamics, the proposed method can be used easily for mathematical models of mechanical systems, such as a power transmission, compared with newtonian method. With this theory, dynamic simulation program was developed. The program can be used to verify system performances, transient phenomena, and other dynamic problems. The simulation of a target system was presented, and its validity was attained by being compared with the previous analysis using newtonian method.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.12 no.6
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• pp.175-181
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• 2004

This paper presents the main method to analyze the dynamic characteristics of power transmission system using the multi-body dynamics, which is based on the concept of subsystem equation, subsystem assembling, and the self-determination technique for the system degree of freedom. We can model the mechanical components of power transmission system easily with the advantage of multi-body dynamics. Based on the theory, a dynamic simulation program was developed to analyze system performances, transient phenomena, and other dynamic problems. The driving performance of automatic transmission was simulated with using the multi-body dynamics and Newtonian method, and the validity of program was proved by comparing the two kinds of result.