• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.347-350
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• 2006

Maritime and Ocean Engineering Research Institute (MOERI), a branch of KORDI, has designed and manufactured a model of an autonomous underwater vehicle (AUV) named ISiMI(Integrated Submergible for Intelligent Mission Implementation). ISiMI is an AUV platform to satisfy the various needs of experimental test required for development of challenging technologies newly investigated in the field of underwater robot; control and navigational algorithms and software architectures. The main design goal of ISiMI AUV is downsizing which will reduce substantially the operating cost compared to other vehicles previously developed in KORDI such as VORAM or DUSAUV. As a result of design and manufacturing process, ISiMI is implemented to be 1.2m in length, 0.17m in diameter and weigh 20 kg in air. A series of tank test is conducted to verify the basic functions of ISiMI in the Ocean Engineering Basin of MOERI, which includes manual control with R/F link, auto depth, auto heading control and a final approach control for underwater docking. This paper describes the implementation of ISiMI system and the experimental results to verify the function of ISiMi as a test-bed AUV platform.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.562-569
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• 2016

This paper proposes a navigation system with a robust localization method for an underwater unmanned vehicle. For robust localization with IMU (Inertial Measurement Unit), a DVL (Doppler Velocity Log), and depth sensors, the EKF (Extended Kalman Filter) has been utilized to fuse multiple nonlinear data. Note that the GPS (Global Positioning System), which can obtain the absolute coordinates of the vehicle, cannot be used in the water. Additionally, the DVL has been used for measuring the relative velocity of the underwater vehicle. The DVL sensor measures the velocity of an object by using Doppler effects, which cause sound frequency changes from the relative velocity between a sound source and an observer. When the vehicle is moving, the motion trajectory to a target position can be recorded by the sensors attached to the vehicle. The performance of the proposed navigation system has been verified through real experiments in which an underwater unmanned vehicle reached a target position by using an IMU as a primary sensor and a DVL as the secondary sensor.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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• pp.153-156
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• 2002

The remotely operated underwater robotic vehicle system has been required to inspect some objects such as baffle former bolts and remove foreign objects in reactor vessel of nuclear power plant. In this paper, we have designed the remotely operated underwater robotic vehicle system that includes a long reach arm that is composed of 4 joints to remove foreign objects in a narrow space, a camera for visual test, instrument sensors for vehicle positioning, 4 thrusters for underwater navigation of vehicle, and supervisory control system implemented with industrial PC that includes robot simulator that has the functions of real time visualization, robot work planning and etc.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제1권4호
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• pp.192-197
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• 2011

This paper describes the mathematical modeling, control algorithm, system design, hardware implementation and experimental test of a Manta-type Unmanned Underwater Vehicle (MUUV). The vehicle has one thruster for longitudinal propulsion, one rudder for heading angle control and two elevators for depth control. It is equipped with a pressure sensor for measuring water depth and Doppler Velocity Log for measuring position and angle. The vehicle is controlled by an on-board PC, which runs with the Windows XP operating system. The dynamic model of 6DOF is derived including the hydrodynamic forces and moments acting on the vehicle, while the hydrodynamic coefficients related to the forces and moments are obtained from experiments or estimated numerically. We also utilized the values obtained from PMM (Planar Motion Mechanism) tests found in the previous publications for numerical simulations. Various controllers such as PID, Sliding mode, Fuzzy and $H{\infty}$ are designed for depth and heading angle control in order to compare the performance of each controller based on simulation. In addition, experimental tests are carried out in a towing tank for depth keeping and heading angle tracking.

• 전기학회논문지
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• 제66권2호
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• pp.387-393
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• 2017

This paper focuses on a horizontal waypoint tracking and a speed control of large diameter unmanned underwater vehicles (LDUUVs) with X-stern configuration plane. The concerned design problem is converted into an asymptotic stabilization of the error dynamics with respect to the desired yaw angle and surge speed. It is proved that the error dynamics under the proposed control scheme based on the linear control and the feedback linearization can be considered as a cascade system; the cascade system is asymptotically stable if its nominal systems are so. This stability connection enables to separately deal with the waypoint tracking problem and the speed control one. By using the sector nonlinearity, the nominal system with nonlinearities is modeled as a polytopic linear parameter varying (LPV) system with parametric uncertainties. Then, sufficient linear matrix inequality (LMI) conditions for its asymptotic stabilizability are derived in the sense of Lyapunov stability criterion. An example is given to show the validity of the proposed methodology.

• 대한공간정보학회지
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• 제16권3호
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• pp.65-69
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• 2008

본 연구의 목적은 수중의 다양한 공간정보를 무인으로 획득할 수 있는 무인원격선체를 개발하는데 있다. 무인원격 선체는 GPS, 음향측심기, 사이드스캔소나, 지층탐사기 등을 탑재하고 자동제어에 의한 방법으로 내수면 및 연안해역의 수중공간정보를 획득하는 기능을 수행한다. 무인 원격 수중 공간정보 획득장비를 개발함으로써, 기존의 측량선을 이용하기가 어려운 저수지, 댐 등의 지역 및 오염으로 인해 사람이 접근하기 불가능한 지역의 각종 수중정보 취득이 가능할 것으로 기대된다. 또한 하나의 선체에 다중빔 에코사운더, 영상센서, 수질측정 센서 등 사용목적에 맞는 센서를 장착하여 다목적으로 사용할 수 있으므로 내수면과 관련된 정보의 획득을 필요로 하는 거의 모든 산업분야에서의 경제적인 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.405-412
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• 2023

드론 및 ICT 융합 기술의 발전에 따라 기존 잠수사가 담당하고 있던 수중 현황 탐색, 수중 구조물 검사 등의 작업을 수중 드론으로 대체하고 낚시를 위한 수중 탐사 등의 레저용 수중 드론, 다리 교각 등 산업용 등의 수중 드론의 활용성이 증대되고 있다. 기존 모터 컨트롤러는 항공 드론에 적합하며 수중 드론 전용 BLDC 모터 컨트롤러의 개발을 통해 수중 드론의 완성도와 모터 컨트롤에 대한 신뢰도를 높일 수 있다. 수중 드론 전용 배터리 관리 시스템(BMS)의 개발을 통해 충전 상태 확인, 방전 상태 확인, 셀 밸런싱 조정, 고전압 보호 기능 구현으로 배터리 안정성을 확보하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권3호
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• pp.33-40
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• 2005

심해저 자원의 확보를 위해서는 먼저 해양환경을 탐사하고 관측해야하며 이를 위해서 계측장비를 해저에 위치시키고 탐사가 끝난 후 회수하는 방법을 사용하는데 이 경우 계절변화에 따른 염분의 농도 및 온도 변화로 다양한 형태의 외란성 노이즈가 발생하여 제어 안정성과 수중통신에 대한 신뢰성이 떨어지고 있다. 그래서 기존의 제어방법은 수신된 제어정보를 하드웨어적인 방법으로 식별하고 기준 정보와 비교하며 이 과정을 수차례 반복하여 획득한 데이터를 제어정보로 활용하고 있다. 이는 제어의 신뢰성이 중요시 되는 시스템에서는 제어안정성 및 효율성이 떨어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 해양환경 변화에 대한 제어안정성 및 동작신뢰성을 향상시킨 수중 탐측장비 회수용 원격 이탈제어 시스템을 제안하고자 한다. 그리고 제어알고리즘 및 원격 이탈제어 시스템의 적합성을 실험을 통하여 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1180-1187
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• 2018

본 논문은 수족관에서 유사 3D 플로팅 홀로그램로 구현되는 전래동화를 배경으로 물고기 로봇과 관람객이 상호 교감하는 수중무대를 구현한다. 색상인식 알고리즘을 이용하여 관람객과 수중로봇의 개체 위치인식을 수행하였고, 관람객과 전래동화의 개체를 추종하기 위한 위치 추종 알고리즘을 제안하였다. 본 실험장치는 수중로봇 제어를 위한 물고기로봇, 카메라, KIOSK와 수중영상을 연출하기 위한 빔 프로젝트로 구성된다. 본 실험은 전래동화와 수중로봇을 기반으로 관람객과 상호 교감하는 수중무대 구현을 국립부산과학관에서 수행한 결과 성능이 우수함을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.169-179
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• 1997

This paper presents a discrete-time sliding mode control of an autonomous underwater vehicle with parameter uncertainties and long sample interval based on discrete variable structure system. Although conventional sliding mode montrol techniques are robust to system uncertainties, in the case of the system with long sample interval, the sliding control system reveals chattering phenomenon and even makes the system unstable. This paper considers the AUV which acquires position informations from a surface ship through an acoustic telemetry system with a certain discrete interval. The control system is designed on the basis of a Lyapunov function and a sufficient condition of the switching gain to make the system stable is give. Each component of the switching gain can be determined separately one another. The controller is robust to the uncertainties, and reaching condition of the control system is satisfied for any initial condition. This control law is a generalized form of the discrete sliding mode control and reduce the chattering problem considerably. Motion control of the AUV in the vertical plane shows the effectiveness of the proposed technique.