KR100702448B1 - Remote control system of unmanned towing vessel for towing a target - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무인표적예인선 원격통제장치 및 통제방법에 관한 것으로, 함정 등의 해양전투체계의 사격성능 시험, 함포나 미사일의 요격성능 시험시 대상이 되는 적함용 표적선을 예인하여, 해양의 원하는 위치에 이동시키거나 혹은 원하는 기동을 구현시키기 위하여 사람이 타지않고 모선 또는 육상기지에서 원격으로 제어하는 무인표적예인선 원격통제장치 및 통제방법에 관한 것이다. 모선 또는 육상기지의 무인자동제어부(20)에서 표적기동이 필요한 지점의 위치와 기동특성(속도, 방위, 경유점)을 입력하여 출발명령을 전송하고, 상기 전송된 데이타에 의해 무인 자동출발(이안)하여 목표점자동추적에 따른 표적기동과 사격 및 요격시험 임무를 마친 후 자동귀환하여 도착(접안)하는 표적선(70)이 연결되는 무인표적예인선(10)을 포함한다. 따라서, 본 발명은 함정에 탑재하거나 육상기지에서 운용가능항 무인표적예인선 원격통제장치의 핵심기술과 무인표적예인선의 원격모니터링, 무인항법 및 원격제어기술을 확보할 수 있어, 기존의 유인표적예인선을 대체하여 인명피해를 방지하고, 실시간 표적타격강평시스템을 구축하여 귀환 후 재시험과 같은 불필요한 과정을 없애 효율적인 표적예인업무 수행이 가능한 효과가 있다.The present invention relates to a remote control device and a control method of an unmanned tugboat, to a target ship for the target ship during the shooting performance test of marine combat systems such as ships, the interceptor performance test of guns or missiles, to the desired position of the ocean The present invention relates to an unmanned tugboat remote control device and a control method remotely controlled from a mother ship or a land base without moving by a person to move or implement a desired maneuver. In the unmanned automatic control unit 20 of the mother ship or land base, the start command is input by inputting the position and starting characteristics (speed, azimuth, waypoint) of the point where the target start is required, and the unmanned automatic start based on the transmitted data (Ian) ) And an unmanned tugboat 10 to which a target ship 70 is automatically returned and arrives (eyepieces) after the target operation and the shooting and intercept test missions according to the target point automatic tracking are completed. Therefore, the present invention can secure the core technology of the remote control device of the unmanned target tugboat and the remote monitoring, unmanned navigation and remote control technology of the unmanned target tugboat, which can be mounted on a ship or operated at a land base. Instead, it prevents casualties and establishes a real-time target hitting criticism system, thus eliminating unnecessary processes such as retesting after returning, thus enabling efficient target towing work.
무인표적예인선, 무인자동제어부, 원격타격강평시스템 Unmanned Tugboat, Unmanned Automatic Control Unit, Remote Strike Evaluation System
Description
도 1은 본 발명에 따른 무인표적예인선의 원격통제장치 개략도.1 is a schematic diagram of a remote control device for an unmanned tug tug according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 무인표적예인선의 원격통제장치 블럭도.Figure 2 is a block diagram of a remote control device of the unmanned tugboat according to the present invention.
도 3은 도 2의 항법모듈과 제어모듈 및 장비모듈의 구성도.3 is a configuration diagram of the navigation module, the control module and the equipment module of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 정보수집과 정보분석 과정을 나타낸 블럭도.Figure 4 is a block diagram showing the process of information collection and information analysis according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 무인표적예인선에 구비된 장비모듈의 실시예.5 is an embodiment of the equipment module provided in the unmanned tugboat according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 무인표적예인선의 원격통제방법을 나타낸 순서도.Figure 6 is a flow chart showing a remote control method of the unmanned tugboat according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 무인표적예인선 11 : 예인선제어용 콘솔10: unmanned tugboat 11: towboat control console
12 : 통신모듈 13 : 항법모듈12: communication module 13: navigation module
14 : 제어모듈 15 : 장비모듈14: control module 15: equipment module
20 : 무인자동제어부 21 : 모니터링용 콘솔20: unmanned automatic control unit 21: monitoring console
22 : 송수신부 23 : 비상수동모드22: transceiver 23: emergency manual mode
30 : 무선랜 40 : UHF/VHF 모뎀30: Wireless LAN 40: UHF / VHF Modem
50 : 통신위성 60 : GPS위성50: communication satellite 60: GPS satellite
70 : 표적선70: target line
본 발명은 무인표적예인선 원격통제장치 및 통제방법에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 함정 등의 해양전투체계의 사격성능 시험, 함포나 미사일의 요격성능 시험시 대상이 되는 적함용 표적선을 예인하여, 해양의 원하는 위치에 이동시키거나 혹은 원하는 기동을 구현시키기 위하여 사람이 타지않고 모선 또는 육상기지에서 원격으로 제어하는 무인표적예인선 원격통제장치 및 통제방법에 관한 것이다.The present invention relates to a remote control device and a control method of the unmanned tugboat, and more specifically, to target the enemy ship target ship during the shooting performance test of the maritime combat system, such as naval ships, interceptor performance test of guns or missiles, The present invention relates to a remote control device and a control method of an unmanned tugboat remotely controlled from a mother ship or a land base without moving by a person in order to move to a desired position of an ocean or to implement a desired maneuver.
일반적으로 해상에서 실시되는 요격성능 시험용 적함 표적선은 사람이 직접 탑승한 예인선에 의해 임무수행 위치로 이동하게 된다.Shipboard targets for interceptor performance tests, usually conducted at sea, will be moved to the mission position by a human towboat.
그러나, 상기와 같은 유인표적예인선은 사람이 직접 예인선에 탑승하여 모선 또는 육상기지와 음성통신으로 목표점 및 목표기동에 대한 명령을 받아서 수작업으로 표적기동을 수행함으로써, 사격 또는 요격시험시 인명피해가 발생할 수 있고, 시험 후 타격성능 검토를 위하여 녹화된 비디오 화면기록을 가지고 모선 또는 육상기지로 복귀 후 강평을 진행하고, 재시험이 제기되면 또다시 출발하여 재시험을 수행해야 하는 시간적, 경제적인 어려움이 발생되는 문제점이 있다.However, the above-mentioned manned tugboat receives a command of target point and target maneuver by voice communication with a mother ship or a land base by directly boarding a tugboat and performs target maneuver by hand, which may cause human injury during shooting or intercept test. After reviewing the recorded video screen to review the impact performance after the test, return to the mother ship or the land base, proceed with criticism, and if a retest is raised, there is a time and economic difficulty to start again and perform the retest. There is a problem.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 모선에 탑재하거나 또는 육상기지에서 운용하면서 함정 등 해양전투체계의 사격성능 시험과 함포나 미사일의 요격성능 시험시 대상이 되는 적함용 표적선을 예인하여, 해양의 원하는 위치에 이동시키거나 또는 원하는 기동을 구현시키기 위하여 사람이 타지 않고 모선에서 또는 육상기지에서 원격으로 제어하며, 무인으로 원하는 목적을 수행하는 무인표적예인선의 원격통제장치 및 통제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems described above, the present invention tow the target ship for the target ship during the shooting performance test of marine combat systems such as ships and interceptor performance test of guns or missiles while being mounted on a mother ship or operating in a land base. In order to move to a desired position of the ocean or to implement a desired maneuver, remote control from a mother ship or a land base without a person riding, and remote control device and control method of an unmanned tugboat to perform the desired purpose unattended. It aims to provide.
상기 무인표적예인선은 자동으로 출발하고, 입력된 목표점들을 무인자동추적운항하고, 항행과정의 모든 항행정보와 타격정보 및 동영상을 취득하여 저장하고, 상기 저장된 정보를 모선 또는 육상기지로 전송하여 실시간 원격모니터링을 가능하게 한다. 본 발명의 전체 시스템은 모선 또는 육상기지의 원격제어 및 원격모니터링 콘솔과 무인표적예인선에 탑재되는 예인선제어용 콘솔, 통신모듈(무선랜, UHF/VHF 모뎀, 통신위성), 항법모듈(마그네틱콤파스, DGPS, 자이로), 제어모듈(타 제어기, 추진기 제어기), 센서모듈(타격감지 센서), 카메라시스템(정지영상 및 동영상용 CCTV 카메라)로 구성된다.The unmanned tugboat automatically starts, unmanned automatic tracking operation of input target points, acquires and stores all navigation information, hitting information and video of the navigation process, and transmits the stored information to a mother ship or a land base in real time remotely. Enable monitoring. The whole system of the present invention is a remote control and remote monitoring console of a mother ship or a land base and a towing ship control console, a communication module (wireless LAN, UHF / VHF modem, communication satellite), a navigation module (magnetic compass, DGPS) , Gyro), control module (other controller, propeller controller), sensor module (hit detection sensor), camera system (still image and CCTV camera for video).
이와 같이, 유인표적예인선의 인명피해를 사전에 방지하고, 모선 또는 육상기지에서 타격모니터링을 실시간으로 하기 위한 무인표적예인선의 개발이 요구되고 있다.As such, there is a demand for the development of an unmanned tugboat for preventing the human damage of the manned target tugboat in advance and for real-time hit monitoring at a mother ship or a land base.
목적을 달성하기 위한 구성으로는, In the structure to achieve the purpose,
모선 또는 육상기지의 무인자동제어부에서 표적기동이 필요한 지점의 위치와 기동특성(속도, 방위, 경유점)을 입력하여 출발명령을 전송하고, 상기 전송된 데이타에 의해 무인 자동출발(이안)하여 목표점자동추적에 따른 표적기동과 사격 및 요격시험 임무를 마친 후 자동귀환하여 도착(접안)하는 표적선이 연결되는 무인표적 예인선을 포함한다.In the unmanned automatic control unit of the mother ship or land base, send the start command by inputting the position and maneuvering characteristics (speed, azimuth, waypoint) of the point where the target is needed to start, and unmanned automatic start (driving) by the transmitted data. This includes unmanned tugboats which are connected to the target ships that are automatically returned and arrive (eyepieces) after the target is triggered by the automatic tracking and the shooting and interceptor test missions.
본 발명의 다른 특징으로서, 상기 무인표적예인선은 표적기동을 운용하는 예인선제어용 콘솔과, 정보를 송수신하는 통신모듈과, 목표위치까지 추적운항하는 항법모듈과, 무인표적예인선을 구동하는 제어모듈 및 장비모듈이 구비되며, 상기 무인표적예인선의 모든 항행정보와 타격결과에 따른 타격강평 및 각종 영상을 실시간으로 모니터링 하도록 모니터링용 콘솔이 모선 또는 육상기지에 구비된다.As another feature of the present invention, the unmanned tugboat includes a tugboat control console for operating a target operation, a communication module for transmitting and receiving information, a navigation module for tracking and driving to a target position, and a control module and equipment for driving the unmanned tugboat. A module is provided, and a monitoring console is provided at the mother ship or the land base to monitor in real time all the navigation information of the unmanned tugboat and the hitting criticism and various images according to the hit result.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 무인표적예인선과 무인자동제어부는 무선랜과 UHF/VHF 모뎀 및 통신위성의 3중 통신방식으로 통신하며, 이용중에 어느 하나의 통신이 끊기더라도 다른 통신으로 복구가능하다.As another feature of the present invention, the unmanned tugboat and the unmanned automatic control unit communicate with a wireless LAN, a UHF / VHF modem and a triple communication method of a communication satellite, and can recover to another communication even if one communication is lost during use. Do.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 무인표적예인선의 기동과정 중 무인자동제어모드에서 수동모드로 전환가능하며 목표점을 기동과정 중에 변경, 추가, 삭제 가능하다.As another feature of the present invention, it is possible to switch from the unmanned automatic control mode to the manual mode during the startup process of the unmanned target tug, and to change, add, or delete a target point during the startup process.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 항법모듈에는 DGPS가 구비되어 모든 통신이 끊길 경우 정상작동하여 무인표적예인선을 출발위치로 복귀하고, 비정상작동시에는 모선 또는 육상기지로 구난신호를 지속적으로 전송한다.As another feature of the present invention, the navigation module is provided with a DGPS to operate normally when all the communication is disconnected to return the unmanned tugboat to the starting position, and in case of abnormal operation continuously transmits a rescue signal to the bus or land base. .
목적을 달성하기 위한 방법으로는,In order to achieve the purpose,
모선 또는 육상기지의 무인자동제어부에서 위치정보와 표적기동(속도, 방위, 경유점)을 입력하여 무인표적예인선으로 데이타를 전송하는 단계와, 상기 데이타를 전송받은 무인표적예인선이 자동출발하여 목표위치로 자동추적 운항하는 단계와, 상기 목표위치로 이동한 무인표적예인선이 해당위치에서 표적기동(속도, 방위, 경 유점) 및 모니터링 하는 단계와, 상기 무인표적예인선의 표적선에 사격 및 요격시험을 실시하는 단계와, 상기 무인표적예인선의 시험 후 모선 혹은 육상기지로 자동귀환하여 접안하는 단계를 포함한다.Transmitting data to unmanned tugboat by inputting location information and target start (speed, azimuth, waypoint) in the unmanned automatic control unit of a mother ship or land base, and the unmanned target tugboat receiving the data automatically starts the target position. And the target tracking (speed, bearing, waypoint) and monitoring of the unmanned tugboat moving to the target position, and the shooting and intercept test on the target line of the unmanned tugboat. And the step of automatically returning to the mother ship or the land base after the test of the unmanned tugboat.
도 1은 본 발명에 따른 무인표적예인선의 원격통제장치 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무인표적예인선의 원격통제장치 블럭도이고, 도 3은 도 2의 항법모듈과 제어모듈 및 장비모듈의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 정보수집과 정보분석 과정을 나타낸 블럭도이고, 도 5는 본 발명에 따른 무인표적예인선에 구비된 장비모듈의 실시예이고, 도 6은 본 발명에 따른 무인표적예인선의 원격통제방법을 나타낸 순서도이다.1 is a schematic diagram of a remote control device of an unmanned tugboat according to the present invention, Figure 2 is a block diagram of a remote control device of an unmanned target tugboat according to the present invention, Figure 3 is a navigation module, control module and equipment module of FIG. 4 is a block diagram illustrating a process of collecting and analyzing information according to the present invention, FIG. 5 is an embodiment of an equipment module provided in an unmanned tugboat according to the present invention, and FIG. 6 is according to the present invention. Flowchart showing remote control method of unmanned tugboat.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the components will be described with reference to the drawings.
도 1과 2는 무인표적예인선(10)의 원격통제장치 개략도와 블럭도로서, 무인표적예인선(10)과 모선 또는 육상기지에 설치되는 무인자동제어부(20) 및 3중 통신장치인 무선랜(30), UHF/VHF 모뎀(40), 통신위성(50)으로 구성된다.1 and 2 are schematic and block diagrams of a remote control device of the
상기 무인표적예인선(10)은 예인선제어용 콘솔(11)과 통신모듈(12), 항법모듈(13), 제어모듈(14) 및 장비모듈(15)이 전기, 전자적으로 연결되어 구성되며, 일측으로는 표적선(70)이 케이블(74)로 연결된다.The
예인선제어용 콘솔(11)은 원격모니터링에 의해 무인으로 추적운항되고, 표적기동(속도, 방위, 경유점)을 운용하며, 통신모듈(12)은 무인자동제어부(20)에서 전송된 데이타를 수신하고, 예인선제어용 콘솔(11)에 저장된 항행정보와 제어기기의 상태 및 표적기동결과정보를 무인자동제어부(20)에 송신하며, 항법모듈(13)은 도 3(a)와 같이 상기 통신모듈(12)로 수신된 자동항법 데이타에 의해 마그네틱콤파스(131)와 DGPS(132) 및 자이로(133)로 목표위치까지 추적운항하며, 제어모듈(14)은 도 3(b)와 같이 상기 항법모듈(13)과 연동되어 타 제어기(141)와 추진기 제어기(142)에 의해 무인표적예인선(10)을 구동하며, 장비모듈(15)은 도 3(c)와 같이 항행정보와 제어기기의 상태를 확인하는 카메라(151)로 구성된다.The
상기 무인자동제어부(20)는 모니터링용 콘솔(21)과 송수신부(22) 및 비상수동모드(23)로 구성된다.The unmanned automatic control unit 20 is composed of a
모니터링용 콘솔(21)은 무인표적예인선(10)의 출발에서 추적운항과 표적기동(속도, 방위, 경유점) 제어 및 귀환까지의 모든 상황을 확인하고 표적기동결과정보들을 그래프와 수치로 실시간으로 모니터링하며, 송수신부(22)는 통신모듈(12)과의 데이타를 송수신하며, 비상수동모드(23)는 항시 자동제어 방식에서 비상수동 방식으로 전환 가능한 구성이다.The
도 1과 도 2에서 상기 DGPS(132)는 무인표적예인선(10)의 위치신호를 무인자동제어부(20)에 송신하기 위해 GPS위성(60)이 구비되며, 모든 통신이 끊길 경우 정상작동하여 무인표적예인선(10)을 최초의 출발위치로 복귀하고, 비정상작동시에는 모선 또는 육상기지로 구난신호를 지속적으로 전송하게 된다.1 and 2, the DGPS 132 is provided with a
또한, 상기 무인표적예인선(10)의 통신모듈(12)과 무인자동제어부(20)의 송수신부(22)는 3중 통신장치인 무선랜(30)과 UHF/VHF 모뎀(40) 및 통신위성(50)으로 통신하며, 이용중인 어느 하나의 통신이 끊기더라도 다른 통신으로 복구가능 하며, 모든 통신이 끊길 경우는 상기 DGPS(132)가 작동하여 구난 요청하게 된다.In addition, the
도 4는 정보수집과 정보분석 과정을 도시한 것으로, 무인표적예인선(10)의 카메라(151)에서 수집된 정보를 무선랜(30) 또는 UHF/VHF 모뎀(40) 및 통신위성(50)으로 무인자동제어부(20)로 전송하게 되면, 정보를 분석하여 모니터링용 콘솔(21)에서 실시간 모니터링하게 된다.4 is a diagram illustrating information collection and information analysis, wherein information collected from the
도 5는 상기 장비모듈(15)이 무인표적예인선(10)에 설치된 실시예로서, 항행정보와 제어기기의 상태를 확인하는 카메라(151)가 구비되며, 상기 무인표적예인선(10) 일측으로는 쌍동선체(71) 상부에 타겟(72)과 타격감지 센서(73)가 구비되는 표적선(70)이 케이블(74)로 연결된다.5 is an embodiment in which the
도 6은 무인표적예인선(10)의 원격통제방법을 나타낸 순서도를 도시하는데, 먼저 모선 또는 육상기지에서 위치정보와 표적기동을 입력하여 무인표적예인선(10)의 출발명령을 내리게 된다(S10). 상기 입력된 정보에 의해 무인표적예인선(10)은 자동이안을 통하여 모선 또는 육상기지에서 일정위치로 벗어나 출발과정이 자동으로 시작되고, 자동이안(출발) 이후 초기에 기지에서 명령한 위치정보를 바탕으로 무인표적예인선(10)은 DGPS(132)에 의해 현재위치정보와 목표각(무인선 이동방향각과 목표점방향각과의 차이)을 이용하여 목표점으로의 자동추적운항이 진행된다(S20). 이동 중에는 타선 또는 암초 등의 장애물을 위한 회피운항이 포함되며, 목표위치은 순차적으로 입력된 순서로 목표지점이 되며, 목표지점의 수는 사용자가 원하는 만큼 입력 가능하다. 상기 무인표적예인선(10)이 목표위치에 도달하면, 해당 목표위치에서 또는 해당 위치에서 표적기동(속도, 방위, 경유점)을 구현하며, 각 기동에 대한 통제는 모선 또는 육상기지에서 자동제어, 수동제어를 통해 수행되 며, 기동 중에는 무인선에 장착된 카메라(151)를 이용하여 표적상황정보 및 동영상을 실시간으로 모선 또는 육상기지로 전송하게 된다(S30). 상기와 같이 기동을 구현하면서 사격성능시험과 함포 및 미사일의 요격성능시험이 실시된다(S40). 상기 무인표적예인선(10)의 시험 후 모선 또는 육상기지의 일정범위 이내로 접근 후 복귀하게 된다(S50).6 shows a flowchart illustrating a remote control method of the
상기와 같이 출발 후 각 목표점 추적과정과 표적기동과정 및 귀환과정의 전과정에서 무인표적예인선(10)의 항행정보 및 동영상을 모선 또는 육상기지에서 원격모니터링할 수 있으며, 모든 정보는 무인표적예인선(10)과 모선 또는 육상기지에 저장된다.As described above, the navigation information and video of the
또한, 모선 또는 육상기지에서는 단지 표적 목표위치들의 정보와 표적기동특성만을 입력 후 출발버튼만 누르면 이안(출발)에서 추적운항과 기동특성(속도, 방위, 경유점) 제어 및 모니터를 통하여, 무인표적예인선(10)의 위치정보를 포함한 모든 항행정보와 제어기기 상태를 확인할 수 있고, 이와 더불어 기동특성결과정보들을 그래프와 수치로 모니터링용 콘솔(21)을 통하여 실시간으로 모니터링할 수 있다.In addition, in a mother ship or a land base, only after inputting information of target target positions and target starting characteristics, and pressing the start button, it is possible to control and monitor tracking operation and starting characteristics (speed, azimuth, and waypoint) in the dual eye (departure). All navigation information including the position information of the
본 발명은 무인표적예인선(10)과 모선 또는 육상기지와의 무선랜(30)과 UHF/VHF 모뎀(40) 및 통신위성(50)의 동시 다중통신을 사용하여 항행정보와 표적기동데이타의 실시간 전송 및 실시간 동영상 전송을 행할 수 있고, 어느 한개의 통신선로가 끊기더라도 다른 통신방식으로 복구할 수 있으며, 실시간 제어용 프로그램기법을 사용하여 항시 무인자동제어 모드에서 비상수동모드로 언제든 전환 가능하 며, 운용중 모든 제어파라미터와 목표점의 위치를 변경하거나 추가하는 것이 가능하며, 모선 또는 육상기지와의 모든 통신이 중단된 경우, DGPS(132)가 정상작동시에는 원래의 출발위치로 복귀하고, 비정상작동시에는 정지하여 구난신호를 기지로 지속적으로 전송하게 된다.The present invention uses the simultaneous multiplexing of the
상기한 바와 같이, 본 발명은 함정에 탑재하거나 육상기지에서 운용가능항 무인표적예인선 원격통제장치의 핵심기술과 무인표적예인선의 원격모니터링, 무인항법 및 원격제어기술을 확보할 수 있어, 기존의 유인표적예인선을 대체하여 인명피해를 방지하고, 실시간 표적타격강평시스템을 구축하여 귀환 후 재시험과 같은 불필요한 과정을 없애 효율적인 표적예인업무 수행이 가능한 효과가 있다.As described above, the present invention can secure the core technology of the remote control device of the unmanned target tugboat and the remote monitoring, unmanned navigation and remote control technology of the unmanned target tugboat, which can be mounted on a ship or operated at a land base. It replaces the target tugboat to prevent human injury, and establishes a real-time target hitting criticism system, eliminating unnecessary processes such as retesting after returning, thus enabling efficient target towing service.
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