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센서 모델 기반 수중트랙로봇의 수중항법 시스템 연구

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dc.contributor.advisor 최형식 -
dc.contributor.author 지대형 -
dc.date.accessioned 2020-07-22T04:18:07Z -
dc.date.available 2020-07-22T04:18:07Z -
dc.date.issued 2020 -
dc.identifier.uri http://repository.kmou.ac.kr/handle/2014.oak/12380 -
dc.identifier.uri http://kmou.dcollection.net/common/orgView/200000283958 -
dc.description.abstract In this study, an underwater navigation algorithm was developed to apply the underwater navigation system to the underwater track robot. Generally, underwater navigation uses a Doppler Velocity Log(DVL) to measure the velocity of underwater vehicles. However, undersea platforms, such as underwater track robots, cannot use DVL due to the distance limitations of sensor operation. As a result, Dead Reckoning(DR) navigation is inevitably used, and which results in severe errors in attitude and position values over long periods of platform operation. To overcome this problem, we developed an underwater navigation system composed of coupled Inertial Navigation System(INS) composed Ultra Short Base Line(USBL) and additional track information. The INS sensors were modeled using the mathematical model of the accelerometer, the gyroscope, the magnetometer. Before the experiment, computer simulations were performed to analyze the expected sensor values for specific track missions in unexpected situations. Based on this, we developed an underwater navigation algorithm for a prototype underwater track robot which we developed at the lab and confirmed the effectiveness of the navigation algorithm through experiments. For the prototype underwater track robot, we developed the navigation system, the electric hardware, the control system, and the operating system. Finally, we applied the developed INS and the underwater navigation algorithm to the platform and verified a good performance through real sea experiments. -
dc.description.tableofcontents 1. 서 론 1.1 연구 배경 1 1.1.1 수중트랙로봇 2 1.1.2 항법 5 1.2 연구 목표 7 1.3 논문 구성 8 2. 항법 센서의 수학적 모델 2.1 관성 측정 장치 9 2.1.1 가속도계 10 2.1.2 각속도계 15 2.1.3 자력계 20 3. 융합 항법 알고리즘 3.1 좌표계 25 3.2 INS 항법 알고리즘 설계 26 3.2.1 자세 추정 26 3.2.2 속도 추정 33 3.2.3 위치 추정 34 3.2.4 INS 오차 모델 35 3.3 융합 항법 알고리즘 설계 38 3.3.1 시스템 오차 모델 38 3.3.2 측정 오차 모델 41 3.4 융합 항법 알고리즘 구성 41 3.5 융합 항법 시뮬레이션 42 3.5.1 S자 궤적 항법 시뮬레이션 44 3.5.2 사각형 궤적 항법 시뮬레이션 50 3.5.3 모의 진회수 항법 시뮬레이션 56 4. 수중항법 시스템 및 플랫폼 구성 4.1 수중항법 시스템 63 4.1.1 시스템 구성 63 4.1.2 운용 시스템 67 4.2 수중트랙로봇 69 4.2.1 플랫폼 구성 69 4.2.2 운용 시스템 76 5. 융합 항법 성능 실험 5.1 트랜칭 수중트랙로봇에 적용한 융합 항법 성능 실험 77 5.1.1 Heading 추정 성능 실험 79 5.1.2 실해역 융합 항법 성능 실험 80 5.2 수중트랙로봇에 적용한 융합 항법 성능 실험 86 5.2.1 기본 항법 성능 실험 88 5.2.2 미션 궤적 항법 성능 실험 91 5.2.3 사각형 궤적 항법 성능 실험 #1 95 5.2.4 사각형 궤적 항법 성능 실험 #2 98 6. 결론 103 부록 106 참고문헌 114 감사의 글 119 -
dc.format.extent 132 -
dc.language kor -
dc.publisher 한국해양대학교 대학원 -
dc.rights 한국해양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. -
dc.title 센서 모델 기반 수중트랙로봇의 수중항법 시스템 연구 -
dc.type Dissertation -
dc.date.awarded 2020. 2 -
dc.contributor.alternativeName DaeHyeong Ji -
dc.contributor.department 대학원 기계공학과 -
dc.contributor.affiliation 한국해양대학교 대학원 기계공학과 -
dc.description.degree Doctor -
dc.identifier.bibliographicCitation 지대형. (2020). 센서 모델 기반 수중트랙로봇의 수중항법 시스템 연구. -
dc.subject.keyword Underwater navigation system 수중항법 시스템, Doppler velocity log 도플러 속도계, Dead reckoning 추측 항법, Inertial navigation system 관성항법시스템, Ultra short base line 초단기선 위치추적시스템 -
dc.title.translated A Study on Underwater Navigation System of Sensor Model-based Underwater Track Robot -
dc.identifier.holdings 000000001979▲200000001565▲200000283958▲ -
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해운항만물류학과 > Thesis
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