초록 ▼

심해무인잠수정의 운용개념 수정­
-수중진수장치-ROV의 분리진수 운용­
-심해무인잠수정의 시스템 사양 수정, 설계변경 및 제작사양서 작성­
-ROV의 외형 수정 디자인 및 심해무인잠수정의 제작사양서 작성­
-온누리호를 이용한 심해무인잠수정의 운용체계 개발
6,000m급 심해무인잠수정 시스템 설계 및 제작 (I)­
-ROV 프레임 및 내압선체의 상세설계 보완 및 구조해석, 부력재 설계 및 부력손실량 계산­
-1차 엄비리컬 케이블 및 2차 테더 케이블 상세설계­
-접지이상검출 시스

심해무인잠수정의 운용개념 수정­
-수중진수장치-ROV의 분리진수 운용­
-심해무인잠수정의 시스템 사양 수정, 설계변경 및 제작사양서 작성­
-ROV의 외형 수정 디자인 및 심해무인잠수정의 제작사양서 작성­
-온누리호를 이용한 심해무인잠수정의 운용체계 개발
6,000m급 심해무인잠수정 시스템 설계 및 제작 (I)­
-ROV 프레임 및 내압선체의 상세설계 보완 및 구조해석, 부력재 설계 및 부력손실량 계산­
-1차 엄비리컬 케이블 및 2차 테더 케이블 상세설계­
-접지이상검출 시스템을 포함한 ROV-수중진수장치-선상제어시스템의 전원시스템 상세 설계­
-ROV/수중진수장치의 다중채널 광통신, 전기전자, 유압 시스템 상세설계­
-ROV-AUV-수중진수장치의 수중복합항법시스템 상세설계­
-선상제어실 상세설계 : 선상제어 컴퓨터 네트워크, 비디오 신호처리, 데이터 공유시스템 설계
수중 호밍${\cdot}$도킹, 다중 선체 운동제어, 심해 위치추적 핵심기술 개발(Ⅲ)­
-관성항법센서-초음파속도센서-USBL을 융합한 고차 수중 복합항법 알고리듬 개발­
-종동요 제어를 포함한 AUV 비쥬얼 서보 알고리듬 개발­
-AUV의 실시간 제어 아키텍쳐 및 계측장치 신호처리 프로세스 설계­
-수중 매니퓰레이터의 작업공간 구동형 마스터 팔 설계 및 원격제어 통신 프로토콜 디자인­
-케이블의 비선형 거동 해석 및 선체-케이블-A프레임 연성해석
시스템 통합, 적지조사 및 국제 협력­
-수중복합항법시스템의 수조 성능시험 및 기보유 USBL Track Point Ⅱ를 이용한 실해역 시험­
-심해무인잠수정의 성능시험 적지선정을 위한 동해역 물리탐사­
-WHOI, Deep Submergence Lab 방문, 국제공동 연구 수행­
-JAMSTEC, 해양기술연구부, Dr. Taro Aoki 부장 현지기술자문­
-WHOI, Deep Submergence Lab, Mr. Andy Bowen 초청 기술자문

목차 Contents

• 제 1 장 서언...38
• 제 2 장 연구개발 목표 및 연구내용 검토...40
• 2.1. 연구개발 목표 및 연구내용...40
• 2.1.1. 연구개발의 목표...40
• 2.1.2. 연구내용 및 범위 (계획)...40
• 2.1.3. 연구내용 및 범위 조정...41
• 2.2. 1-2차 년도 설계내용과의 비교검토 및 연구수행 내용요약...43
• 2.2.1. ROV...43
• 2.2.2. 수중진수장치...44
• 2.2.3. 케이블 및 윈치...46
• 2.2.4. 전기전자/전원 분야...47
• 2.2.5. 광통신 및 신호 IO...48
• 2.2.6. 소나/계측센서...49
• 2.2.7. 선상제어실...51
• 2.2.8. 수중 시각시스템...53
• 2.2.9. AUV...56
• 2.2.10. 수중도킹 알고리즘 개발 분야...57
• 2.2.11. 수중 복합항법 알고리듬 개발 분야...57
• 제 3 장 심해무인잠수정 설계 및 시스템 개발...58
• 3.1. 심해무인잠수정 통합시스템 설계...58
• 3.1.1. 선상시스템...58
• 3.1.2. 항법 시스템...62
• 3.1.3. 통신 시스템...70
• 3.1.4. 전원 시스템...72
• 3.1.5. 케이블 및 윈치...74
• 3.2. 잠수정 ROV 설계...85
• 3.2.1. 일반배치...85
• 3.2.2. 구조 및 중량계산...88
• 3.2.3. 부력재...95
• 3.2.4. 추진 시스템...98
• 3.2.5. 수중 매니퓰레이터 및 유압시스템...102
• 3.2.6. 통신 시스템...108
• 3.2.7. 전원 시스템...112
• 3.2.8. 센서ㆍ탐사ㆍ항법 장비...121
• 3.2.9. 수중 시각시스템...138
• 3.3. 수중진수장치...144
• 3.3.1. 일반배치...145
• 3.3.2. 구조 및 중량계산...146
• 3.3.3. 추진 시스템...148
• 3.3.4. 통신 시스템...149
• 3.3.5. 전원 시스템...152
• 3.3.6. 센서ㆍ탐사ㆍ항법 장비...156
• 3.3.7. 수중 시각시스템...160
• 3.4. 선상시스템...162
• 3.4.1. 일반배치...162
• 3.4.2. 컴퓨터 시스템 구성...165
• 3.4.3. 선상시스템의 네트워크 구성...168
• 3.4.4. 선상시스템의 디지털비디오 구성...172
• 제 4 장 AUV 개발...175
• 4.1. 설계 목표...175
• 4.2. 시스템 구성...175
• 4.2.1. 전체 구성...175
• 4.2.2. 개발 환경...175
• 4.2.3. 제어 컴퓨터 시스템...176
• 4.2.4. ORCA 내부 시스템...177
• 4.2.5. 실시간 운영 체계...185
• 4.3. 요소 기술 개발 및 제작 결과...186
• 4.3.1. AD, DA, DIO 시스템 구성...186
• 4.3.2. 전원 공급 및 분배...188
• 4.3.3. IO 인터페이스 구성...190
• 4.3.4. 고속 직렬 통신 모듈...190
• 제 5 장 심해무인잠수정 요소기술개발...194
• 5.1. 구조해석...194
• 5.1.1. 수중진수장치(Launcher)의 구조설계 및 해석...195
• 5.1.2. ROV 프레임의 구조설계 및 해석...210
• 5.1.3. ROV 프레임의 구조해석 - 2...226
• 5.1.4. 결과검토 및 향후 제작 시 제안사항...241
• 5.1.5. 내압용기의 구조설계 및 해석...243
• 5.1.6. 원통형 쉘 (중앙 원통형 실린더 부)...247
• 5.1.7. 덮개부 구조해석...261
• 5.1.8. 결과 정리...266
• 5.1.9. AUV 내압선체의 구조설계 및 해석...266
• 5.1.10. 결론 및 제시사항...276
• 5.1.11. 부력재의 수축에 의한 프레임의 변형량 산출...277
• 5.1.12. 결론 및 기타사항...280
• 5.1.13. 결론 및 제시사항...280
• 5.2. 심해무인잠수정의 케이블 기동 비선형 해석...281
• 5.2.1. 서론...281
• 5.2.2. 연구목적 및 연구범위...282
• 5.2.3. 케이블의 3차원 지배 방정식...282
• 5.2.4. 수치해석을 이용한 지배방정식의 풀이...292
• 5.2.5. 1차 케이블의 동적 거동 해석 결과...299
• 5.2.6. 결론...308
• 5.3. 선체의 운동을 고려한 케이블-A프레임-선체 연성 동력학 해석...308
• 5.3.1. 연구 배경...308
• 5.3.2. 연구의 목표 및 내용...312
• 5.3.3. 온누리호 A-프레임의 구조해석...315
• 5.3.4. 연성을 고려한 A-프레임-케이블의 조합응답해석...327
• 5.3.5. 임펄스 가진에 의한 케이블의 과도진동해석...334
• 5.3.6. 결론...340
• 5.3.7. 부록 A-2 파랑 하중에 의한 선체운동 해석...342
• 5.3.8. 부록 A-3 선체 운동 해석 결과...346
• 5.4. AUV 수중 호밍 도킹 알고리즘...350
• 5.4.1. 서론...350
• 5.4.2. AUV의 제어기 제작...353
• 5.4.3. 결론...385
• 5.5. 수중 도킹을 위한 비주얼 서보 알고리듬 개선: 롤 운동 보정 포함...386
• 5.5.1. 수중 도킹을 위한 비주얼 서보제어 성능 개선 개요...386
• 5.5.2. 비주얼 서보 AUV의 모델링...387
• 5.5.3. 비주얼 서보 AUV의 제어기 설계...391
• 5.5.4. 비주얼 서보 AUV의 도킹 시뮬레이션...393
• 5.5.5. 결언...397
• 5.6. 수중로봇팔의 작업공간 구동형 마스터 시스템 개발...397
• 5.6.1. 마스터 시스템...397
• 5.6.2. ORION 시스템의 통신...407
• 5.6.3. 매니퓰레이터 제어...419
• 5.6.4. 모선 운동 보상 제어...423
• 5.6.5. 요약...428
• 5.7. MFSK신호를 이용한 USBL 알고리즘 구현...429
• 5.7.1. 개요...429
• 5.7.2. MFSK 신호의 특성...430
• 5.7.3. 시간지연 예측...439
• 5.7.4. USBL 위치 추적...442
• 5.7.5. 결론...445
• 5.8. 수조시험용 거리 계측 시스템 설계...445
• 5.8.1. 시스템 개요...445
• 5.8.2. 트랜스듀서...446
• 5.8.3. 시간지연 측정 시스템...448
• 5.8.4. 트랜스폰더...450
• 5.9. 거리계측 소나를 이용한 수중 복합항법 시스템...451
• 5.9.1. 서언...451
• 5.9.2. 초음파 거리계를 갖는 IMU-DVL 기반의 수중복합항법 시스템...452
• 5.10. 잠수정 강인 제어...466
• 5.10.1. 소개...466
• 5.10.2. 컴퓨터 시뮬레이터...466
• 5.10.3. Adaptive plus DOB (ADOB) 하위수준 제어...477
• 5.10.4. 행동기반 상위 수준 제어...485
• 5.11. 기존 ROV 시스템 GUI 조사...498
• 5.11.1. Common Navigation Bar...499
• 5.11.2. ROV page...500
• 5.11.3. VIDEO page...503
• 5.11.4. TMS page...504
• 5.11.5. COMPENSATION...505
• 5.11.6. ALARM...506
• 5.11.7. HUB...507
• 5.11.8. TOOL...509
• 5.11.9. MOTOR...510
• 제 6 장 심해 무인잠수정의 실해역 성능시험을 위한 적지선정 연구...512
• 6.1. 서론...512
• 6.2. 지역개관...513
• 6.3. 해저 지형 특성...514
• 6.3.1. 자료획득...514
• 6.3.2. 자료처리...515
• 6.3.3. 지형 분석...516
• 6.3.4. 결론...518
• 6.4. 퇴적물 특성...520
• 6.4.1. 연구방법...520
• 6.4.2. 결과...521
• 6.4.3. KODOS 지역 퇴적물과의 비교...527
• 6.4.4. 결 론...527
• 6.5. 수층의 물리적 특성...529
• 6.5.1. 수온, 염분, 밀도 및 용존산소의 수직분포...530
• 6.5.2. 수직단면에서 수온, 염분, 밀도 및 용존산소 분포특성...530
• 6.5.3. 지형류의 분포특성...532
• 6.5.4. 주변해역의 저층해류 특성...533
• 6.5.5. KODOS 탐사해역의 저층해류 특성...534
• 6.5.6. 결론...536
• 6.6. 수층의 화학적 특성...537
• 6.6.1. 연구방법...537
• 6.6.2. 결과...538
• 6.7. 결론...544
• 제 7 장 연구개발 목표달성도 및 결과요약...550
• 7.1. 목표달성도...550
• 7.1.1. 당해년도 연구개발 목표...550
• 7.1.2. 연구개발목표의 달성도...551
• 7.1.3. 목표달성도에 대한 자체평가...552
• 7.2. 결과 요약...553
• 7.2.1. 세부 연구개발 내용...553
• 7.2.2. 연구범위 및 연구수행 방법...553
• 7.2.3. 연구수행 내용 및 결과...554
• 7.2.4. 주요 연구변경 사항...555
• 7.3. 차기년도 연구 목표 및 내용...556
• 참고문헌...558
• 부록 A-1 연구수행 결과...569
• A.1 특허출원 및 등록...569
• A.2 논문발표 현황...569