초록 ▼

$\circ$ 하와이 대학의 무인 잠수정 ODIN 시스템에 부착하기 위한 매니퓰레이터 제작
$\circ$ 제작된 매니퓰레이터는 5 자유도이며 각 축을 제어하기 위한 내장제어기 개발
$\circ$ 운용자의 작업을 도울 수 있는 비전시스템을 매니퓰레이터에 부착
$\circ$ 제어기의 성능을 시험하기 위한 모의실험 환경 구축 및 모의실험 실시
$\circ$ 모의실험 환경은 잠수정과 매니퓰레이터를 위한 동역학과, 해석 알

$\circ$ 하와이 대학의 무인 잠수정 ODIN 시스템에 부착하기 위한 매니퓰레이터 제작
$\circ$ 제작된 매니퓰레이터는 5 자유도이며 각 축을 제어하기 위한 내장제어기 개발
$\circ$ 운용자의 작업을 도울 수 있는 비전시스템을 매니퓰레이터에 부착
$\circ$ 제어기의 성능을 시험하기 위한 모의실험 환경 구축 및 모의실험 실시
$\circ$ 모의실험 환경은 잠수정과 매니퓰레이터를 위한 동역학과, 해석 알고리듬, 추진기 모델, localization을 위한 센서 모델 및 데이터 퓨전 알고리듬 포함하고 있음
$\circ$ Two-time scale을 이용하여 잠수정/매니퓰레이터 시스템을 제어하는 강인 제어기 개발
$\circ$ 외란 관측기(DOB)를 이용한 강인 제어기 개발
$\circ$ 작업을 위한 localization을 위한 센서 시스템 조사 및 선정
$\circ$ 칼만 필터를 이용한 localization 알고리듬개발
$\circ$ 온도 및 bias 등에 대한 센서 보정 방법을 개발하여 센서 데이터의 정확성을 향상시키고 localization의 정확성 향상
$\circ$ 잠수정/매니퓰레이터 시스템을 이용하여 실험

Abstract ▼

In this co-research project, we have developed a small underwater vehicle/manipulator system for underwater manipulation, using newly developed manipulator and ODIN that is one of famous underwater vehicles in University of Hawaii, Manoa. The manipulator has 5 degrees of freedom which is controlled

In this co-research project, we have developed a small underwater vehicle/manipulator system for underwater manipulation, using newly developed manipulator and ODIN that is one of famous underwater vehicles in University of Hawaii, Manoa. The manipulator has 5 degrees of freedom which is controlled by embedded controller. And a camera is attached to the end-effector of it, in order to help operators` tasks.
And robust control laws have been proposed, which uses two-time scale, or disturbance observers. These controllers can help a underwater vehicle/manipulator system to resist disturbance by fluid, or dynamic interaction. For evaluating performance of these controllers, a simulator has been developed and then several simulations are conducted. This simulator includes followings: dynamic equations and parameters of both underwater vehicle and manipulator, recursive algorithm for dynamics analysis, the results of modeling for thrusters and sensors, and localization algorithm.
Localization algorithm for underwater manipulation has been developed using extended Kalman filter. From several sensor data, we can get optimal states of a vehicle. And calibration of sensor data was conducted for improving precision of estimation.
Some experiment result of underwater vehicle/manipulator system is given.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...6
• CONTENTS...7
• 목차...8
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...9
• 제 1 절 개요...9
• 제 2 절 현 기술상태의 문제점...13
• 제 3 절 앞으로의 전망...15
• 제 4 절 국내 연구 개발의 필요성...15
• 제 5 절 국제 공동 연구의 필요성...16
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...19
• 제 1 절 국내의 연구개발 현황...19
• 제 2 절 주요 선진국의 연구개발 현황...21
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...24
• 제 1 절 매니퓰레이터의 제작 및 제어...24
• 제 2 절 수중 작업을 위한 센서 시스템 및 알고리듬 개발...41
• 제 3 절 다양한 외란을 극복할 수 있는 강인 제어기의 개발...50
• 제 4 절 소형 무인 잠수정/매니퓰레이터 시스템의 실험...62
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...64
• 제 1 절 연구개발 목표의 달성도...64
• 제 2 절 평가의 착안점에 따른 자체평가...65
• 제 3 절 기여도...67
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...69
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...70
• 제 7 장 참고문헌...71
• 부록...73