An underwater mooing target position tracking system using image tracking system of CPMC is developed to use in a test basin. Generally the performance tests of Autonomous Underwater Vehicles(AUVs) are conducted in the sea. Some efforts to perform the test in a test basin are exist, because the real sea tests need much time and manpower. And also the real sea tests are high cost. There is a restriction to acquire the position of AUVs using sonar sensor system in the test tank, because many sound reflecters are exist in a test basin. In this paper a position tracking system for underwater mooing target developed to break though this restriction. A Tank-test is conducted to examine the performance of the position tracking system.
Recently, great improvements have been made in developing autonomous underwater vehicles (AUVs) using stateof- the-art technologies for various kinds of sophisticated underwater missions. To meet increasing demands posed on AUVs, a powerful on-board computer system and an accurate sensor system with an well-organized control system architecture are needed. In this paper, a new control system architecture is proposed for AUV, ORCA (Oceanic Reinforced Cruising Agent) which is being currently developed by Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering (KRISO). The proposed architecture uses a hybrid architecture that combines a hierarchical architecture and a behavior based control architecture with an evaluator for coordinating between the architectures. This paper also proposed a sensor fusion structure based on the definition of 4 categories of sensors called grouping and 5-step data processing procedure. The development of the AUV, ORCA involving the system architecture, vehicle layout, and hardware configuration of on-board system are described.
Kim, Hyun Ki;Jung, Woo Chae;Kim, Jeong Won;Nam, Chang Woo
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제5권2호
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pp.97-107
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2016
Military Autonomous Underwater Vehicle (AUV) is utilized to search a mine under the sea. This paper presents design and performance verification of real-time hybrid navigation system for AUV. The navigation system uses Doppler Velocity Log (DVL) integration method to correct INS error in underwater. When the AUV is floated on the water, the accumulated error of navigation algorithm is corrected using position/velocity of GPS. The navigation algorithm is verified using 6 Degree Of Freedom (DOF) simulation, Program In the Loop Simulation (PILS). Finally, the experiments are performed in real sea environment to prove the reliability of real-time hybrid navigation algorithm.
In order to probe such mineral resources, AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) have been used instead of ROVs (Remotely-Operated Vehicles) that are not suitable to probe submarine resources distributed over a wide area. However, the power consumption of AUVs needs to be reduced as they are operated by batteries. In controlling the power of underwater vehicles, the efficiency of batteries and their capacity have been heightened. This study aimed at developing a power control system suitable to the prober for submarine mineral resources. As a result, power was reduced as compared to the non-control system and the prober could explore the seabed longer than usual.
In general, the dynamics of autonomous underwater vehicles(AUVs) are highly nonlinear and time-varying, and the hydrodynamic coefficients of vehicles are hard to estimate accurately because of the variations of these coefficients with different navigation conditions. For this reason, in this paper, the control gain function is assumed to be unknown and the exogenous input term is assumed to be unbounded, although it still satisfies certain restrict condition. And these two kinds of wild assumptions have been seldom handled simultaneously in one system because of the difficulty of stability analysis. Under the above two relaxed assumptions, a robust neural network control scheme is presented for autonomous diving control of an AUV, and can guarantee that all the signals in the closed-loop system are UUB (uniformly ultimately bounded). Some practical features of the proposed control law are also discussed.
Autonomous Underwater Vehicles (AUV's) provide an important means for collecting detailed scientific information from the ocean depths. The hull resistance of an AUV is an important factor in determining the power requirements and range of the vehicle. This paper describes a design method that uses Computational Fluid Dynamics (CFD) to determine the hull resistance of an AUV under development. The CFD results reveal the distribution of the hydrodynamic values (velocity, pressure, etc.) of an AUV with a ducted propeller. This paper also discusses the optimization of the AUV hull profile to reduce the total resistance. This paper demonstrates that shape optimization in a conceptual design is possible by using a commercial CFD package. Optimum design work to minimize the drag force of an AUV was carried out, for a given object function and constraints.
In this paper, a robust path tracker and depth controller of Autonomous Underwater Vehicle based on sliding mode control is presented. We have also designed augmented equivalent control inputs by analyzing the sliding mode with the reaching mode. This can enhance the reaching rate, and improve chattering problems, that is, noise caused by the control plane actuator of the vehicle, which is one of the problems that occur when sliding mode control is used. Also to resolve the steady state error generated in the path tracker under current effect, a modified sliding plane is constructed. Also a redesigned sliding plane and control input using transformation matrix is proposed to do easy design of MIMO depth controller. For state variables that cannot be measured directly, reduced order sliding mode control is used to design an observer. The performance of designed path tracker and depth controller is investigated by computer simulation. The results show that the proposed control system has robust performance to parameter variation, modelling error and disturbance.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제4권1호
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pp.44-56
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2012
Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) provide a useful means of collecting detailed oceano-graphic information. The hull resistance of an AUV is an important factor in determining the power requirements and range of the vehicle. This paper describes a procedure using Computational Fluid Dynamics (CFD) for determining the hull resistance of an AUV under development, for a given propeller rotation speed and within a given range of AUV velocities. The CFD analysis results reveal the distribution of the hydrodynamic values (velocity, pressure, etc.) around the AUV hull and its ducted propeller. The paper then proceeds to present a methodology for optimizing the AUV profile in order to reduce the total resistance. This paper demonstrates that shape optimization of conceptual designs is possible using the commercial CFD package contained in Ansys$^{TM}$. The optimum design to minimize the drag force of the AUV was identified for a given object function and a set of constrained design parameters.
This paper presents an integrated underwater navigational algorithm for unmanned underwater vehicles, using additional two-range transducers. This paper proposes a measurement model, using two range measurements, to improve the performance of an IMU-DVL (inertial measurement unit - Doppler velocity log) navigation system for long-time operation of underwater vehicles, excluding DVL measurement. Extended Kalman filter was adopted to propagate the error covariance, to update the measurement errors, and to correct the state equation when the external measurements are available. Simulation was conducted with the 6-d.o.f nonlinear numerical model of an AUV in lawn-mowing survey mode, at current flaw, where the velocity information is unavailable. Simulations illustrate the effectiveness of the integrated navigation system, assisted by the additional range measurements without DVL sensing.
This paper considers the path tracking problem in a horizontal plane for underactuated (or non-holonomic) autonomous underwater vehicles (AUVs). Underwater mapping has been an important mission for AUVs. Recently, underwater docking has also become a main research field of AUVs. These kinds of missions basically require accurate attitude and trajectory control performance. However, the non-holonomic problem should be solved to achieve accurate path tracking for the torpedo-type of AUVs. In this paper, resolved motion and acceleration control (RMAC) is considered as a path tracking controller for an underactuated torpedo-shaped AUV, ISiMi. A set of numerical simulations is carried out to illustrate the effectiveness of the proposed RMAC scheme, and experimental data with ISiMi100 and discussions are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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