초록 ▼

■ 연구개발내용 및 범위1. 고성능 중작업용 수중로봇 설계 및 제작기술 1) 개념 설계 및 기술사양 도출 - 유사 ROV 시스템 설계 자료 수집 검토 - 주요 기능설정, 기술 요구사항 도출 - 시스템 개념설계 및 기술 사양서 작성 - 탑재 장비의 기본 용량 추정 2) 전기·전자시스템 설계 - ROV 제어기 시스템 설계 - 주제어 프로세서 및 입출력 장치의 선정·구매 - 시스템 장비 인터페이스 설계 - 모선의 컨트롤 콘솔/캐비넷의 설계 - ROV와 모선간의 통신 시스템의 설계 - Umbilical

■ 연구개발내용 및 범위1. 고성능 중작업용 수중로봇 설계 및 제작기술 1) 개념 설계 및 기술사양 도출 - 유사 ROV 시스템 설계 자료 수집 검토 - 주요 기능설정, 기술 요구사항 도출 - 시스템 개념설계 및 기술 사양서 작성 - 탑재 장비의 기본 용량 추정 2) 전기·전자시스템 설계 - ROV 제어기 시스템 설계 - 주제어 프로세서 및 입출력 장치의 선정·구매 - 시스템 장비 인터페이스 설계 - 모선의 컨트롤 콘솔/캐비넷의 설계 - ROV와 모선간의 통신 시스템의 설계 - Umbilical Cable의 설계 3) 기계 구조시스템 설계 - 프레임 형상 설계 및 구조해석 - 부력 추정 및 부력재 형상 설계 - 내압용기의 설계 - 추진기 설계 - 수중로봇 Mock-up의 제작 4) 유압시스템 설계 - 유압용량의 산정 - 유압회로 설계 - 유압장비의 선정 5) 소프트웨어 개발 - 운용 소프트웨어 개발환경의 구축 - 실시간 운용 소프트웨어의 구조 설계 - 수상운용 패널 감시용 소프트웨어 설계 - 3차원 그래픽 시뮬레이션 소프트웨어 개발 - ROV의 모델링 및 운동해석 프로그램 개발2. 고성능 수중 로봇의 수중시각 기술 1) 입체카메라 개발 - 수중 3차원 입체카메라 설계·제작 - 수중 물체 거리 추정기법개발 - 주시각 제어장치 개발 2) 알고리듬 개발 - 수중 3차원 실감 영상 획득기법 개발 - 3차원 입체영상처리, 저장 및 복원 기법 개발3. 고성능 수중 로봇의 로봇팔 제어기술 1) 마스터 매니퓰레이터 - 마스터 매니퓰레이터 설계 및 구조해석 - 마스터 매니퓰레이터 제어시스템 설계 - ROV 운동계측 신호특성 분석 2) 슬래이브 매니퓰레이터 - 슬래이브 매니퓰레이터의 선정·기구학 해석 3) 알고리듬개발 - 마스터/슬레이브 양방향 원격제어 시스템 모델링 - 마스터 팔의 Force-reflecting 제어 알고리듬 개발 - 조류, 부력 등 외란 영향 보상 기술 개발 - 마스터/슬래이브 매니퓰레이터 제어용 GUI개발

Abstract ▼

■ Contents and Extents1. Design and Development of High Performance Underwater Robot 1) Conceptual design and writing technical SPEC - Paper survey for parent ROV model - Selection of main functions and requirements - Conceptual design and technical SPEC writing - Estimation of rated capacit

■ Contents and Extents1. Design and Development of High Performance Underwater Robot 1) Conceptual design and writing technical SPEC - Paper survey for parent ROV model - Selection of main functions and requirements - Conceptual design and technical SPEC writing - Estimation of rated capacity for major equipments 2) Design of Electric and Electronic system - Design of ROV control system - Main control processor and I/O device selection - Design of system interface with equipments - Design of surface control console and cabinet - Design of ROV comm. system with surface - Design of umbilical cable 3) Design of Mechanical and Structure System - Design of frame system and structure analysis - Estimation of buoyancy and design of ballast - Design of pressure vessel - Design of propulsion system - Manufacturing of a mock-up 4) Design of Hydraulic System - Estimation of hydraulic flow rate - Design of hydraulic circuit - Selection of hydraulic equipment 5) Development of S/W - System set-up for operational s/w development - OS structure design with real-time OS - Design of surface monitoring s/w - S/W for 3D graphic simulation - Dynamic modeling and motion analysis of ROV2. High Performance Underwater Vision Technology 1) Development of Stereo Camera - Design and manufacture of 3D camera - Underwater distance estimation technique - Develop a vergence control method 2) Algorithm Development - Techniques for realistic 3D underwater image - 3D image processing, storing and restoring tech.3. High Performance Underwater Manipulator Technology 1) Master Manipulator - Design and structure analysis of master arm - Designing of control system for master arm - Analysis of sensor characteristics 2) Slave manipulator - Design and kinematic analysis of slave arm 3) Control Algorithm - Bilateral remote control system modeling - Force-reflecting control algorithm development - Disturbance compensation due to current etc - Control GUI development for M/S arms

목차 Contents

• 제1장 서론...35
• 제2장 국내외 기술개발 현황...38
• 2.1절 수중로봇의 역사...38
• 2.2절 국외 기술 개발동향...38
• 2.3절 국내 기술 개발동향...53
• 2.4절 수중로봇 기술의 미래...56
• 제3장 수중로봇의 수학적 모델링 및 수치 모의실험...59
• 3.1절 ROV 운동의 수학모델...59
• 3.2절 ROV의 모의실험의 결과...66
• 제4장 중작업 수중로봇의 용량계산 및...91
• 4.1절 중작업 수중로봇의 선형 및 배치 설계...91
• 4.2절 시스템의 용량추정...96
• 4.3절 추진기 설계...102
• 4.4절 프레임의 Scantling 및 중량계산...105
• 4.5절 중량 및 소요부력 계산...110
• 제5장 시스템 사양확정 및 주요장비 선정...114
• 5.1절 시스템 사양확정...114
• 5.2절 주요장비 선정...119
• 제6장 유압시스템의 상세 설계...125
• 6.1절 유압시스템의 구성...125
• 6.2절 주요 유압 장치의 사양 설계...126
• 6.3절 유압시스템의 설계...129
• 6.4절 유압계통 상세설계...130
• 6.5절 유압시스템의 설계도면 및 도면 설명...134
• 제7장 전기.전자 시스템 상세설계...145
• 7.1절 전기.전자 시스템의 구성...145
• 7.2절 주제어 시스템 상세설계...149
• 7.3절 인터페이스 시스템 상세설계...157
• 7.4절 광통신 시스템 상세설계...171
• 7.5절 Umbilical 및 수상제어 시스템 상세설계...189
• 제8장 ISE Design Review...193
• 제9장 운용소프트웨어의 설계 및 시뮬레이터 개발...202
• 9.1절 운용소프트웨어 실현을 위한 개발환경의 구축...202
• 9.2절 계층구조 소프트웨어 설계...207
• 9.3절 VxWorks를 근간으로 한 소프트웨어 구조 상세설계...213
• 9.4절 중작업 수중로봇 운용 시뮬레이터 개발...217
• 제10장 입체영상 시스템 설계...239
• 10.1절 입체영상 시스템 개요...239
• 10.2절 수중 입체카메라 제작...240
• 10.3절 Power cepstrum을 이용한 자세 및 시차정보 추출...258
• 10.4절 입체카메라 자동 주시각제어 실험...261
• 10.5절 요약...271
• 제11장 수중 매니퓰레이터 제어기...272
• 11.1절 선체탑재 수중 로봇팔의 제어기 설계...272
• 11.2절 선체운동 보상 제어기 설계...284
• 11.3절 수중 Telerobotic Manipulator 제어기 설계...298
• 11.4절 원격제어를 위한 통신 프로그램...315
• 11.5절 사용자 인터페이스(GUI) 개발...317
• 11.6절 원격조종 제어 알고리즘...323
• 11.7절 요약...333
• 제12장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...335
• 12.1절 연구개발목표 달성도...335
• 12.2절 관련분야 기술발전에의 기여도...337
• 제13장 연구개발결과의 활용계획...338
• 13.1절 추가연구의 필요성...338
• 13.2절 연구개발 결과의 활용계획...339
• 제14장 결론...341
• 참고문헌...345
• 부록...348