KR101142127B1

KR101142127B1 - Controlling system for moving object under water and moving object having the system

Info

Publication number: KR101142127B1
Application number: KR1020100137542A
Authority: KR
Inventors: 한순희; 예성빈
Original assignee: 전남대학교산학협력단
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2012-05-09

Abstract

PURPOSE: An underwater moving body motion control system and an underwater moving body using the same are provided to effectively control a left side motor and a right side motor of the underwater moving body using information which is measured by a distance measurement sensor. CONSTITUTION: A communication module receives a motion control command of an underwater moving body. A main control module(120) determines a first transfer direction of the underwater moving body. A motor control module transfers the underwater moving body in the first transfer direction. A distance measurement module(140) detects obstacles in the front side of the underwater moving body.

Description

Motion control system for underwater moving object and underwater moving body equipped with the system {Controlling system for moving object under water and moving object having the system}

본 발명은 수중 이동체의 운동 제어 시스템 및 그 시스템이 구비된 수중 이동체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수중환경을 탐사하는 수중 이동체가 영상카메라와 같은 고 전력 소비 기기를 사용하지 않고 효과적으로 장애물을 회피할 수 있으므로 전력사용의 효율성을 높일 수 있고, 장애물 회피에 추가적인 인력의 소모가 없으므로 비용절감을 실현할 수 있는 수중 이동체의 운동 제어 시스템 및 그 시스템이 구비된 수중 이동체에 관한 것이다.
The present invention relates to a motion control system of an underwater vehicle and an underwater vehicle equipped with the system. More specifically, the underwater vehicle that explores the underwater environment can effectively avoid obstacles without using a high power consumption device such as an image camera. The present invention relates to a motion control system of an underwater mobile vehicle and an underwater mobile vehicle equipped with the system, which can increase the efficiency of electric power use, and can realize cost reduction since there is no additional manpower consumption in obstacle avoidance.

일반적으로 수중 이동체의 운동 제어 기술은 수중 이동체에 설치된 영상 카메라의 영상정보를 기반으로 유선으로 연결되는 수중 이동체의 모터를 육상에서 제어함으로써 이루어진다.In general, the motion control technology of the underwater vehicle is achieved by controlling the motor of the underwater vehicle connected by wire based on the image information of the video camera installed in the underwater vehicle.

한편 이동과 휴대가 용이하며 수중 탐사를 목적으로 하는 수중 이동체는 그 크기가 소형이기 때문에 탑재되는 배터리의 전력이 매우 제한적이므로 장애물 회피를 위한 영상 카메라를 사용할 경우 전력소모가 매우 커 탐사시간에 제약을 받는다.On the other hand, it is easy to move and carry, and the underwater mobile object for underwater exploration is small in size, so the power of the mounted battery is very limited. Therefore, when the video camera for obstacle avoidance is used, the power consumption is very large. Receive.

또한, 소형 수중 이동체는 장애물 회피시 유속이나 운동 관성력에 운동에 큰 부하가 걸리므로 효율적으로 운동 제어를 하기 어렵다는 단점이 있다.In addition, the small underwater mobile body has a disadvantage in that it is difficult to efficiently control the movement because a large load is applied to the flow rate or the inertia of the movement during obstacle avoidance.

따라서, 최소한의 전력 소모로 수중 탐사의 시간을 늘리고, 효율적으로 장애물을 회피할 수 있으며, 장애물 회피에 별도의 인력이 소비되지 않고 수중 이동체가 스스로 장애물을 회피할 수 있는 수중 이동체의 운동 제어 시스템의 요구가 있다.
Therefore, it is possible to increase the time of underwater exploration with minimum power consumption, to efficiently avoid obstacles, and to allow the underwater vehicle to avoid obstacles on its own without the need for extra manpower to avoid obstacles. There is a demand.

본 발명자들은 수중 이동체가 최소한의 전력소모로 효율적으로 장애물을 회피할 수 있게 하고자 연구 노력한 결과, 수중 이동체의 전면, 후면, 좌측면, 우측면, 상면, 하면에 초음파를 이용한 거리 측정센서를 구비하고 상기 거리 측정센서에서 측정된 정보를 이용하여 수중 이동체의 좌측 모터 및 우측 모터를 효과적으로 제어함으로써, 전력소가 큰 영상 카메라 등을 사용하지 않고도 수중 이동체가 효과적으로 장애물을 회피할 수 있는 수중 이동체의 운동 제어 시스템 및 그 시스템이 구비된 수중 이동체의 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have made efforts to avoid obstacles efficiently with minimal power consumption, and the present invention has a distance measuring sensor using ultrasonic waves on the front, rear, left, right, top and bottom surfaces of the underwater mobile body. By effectively controlling the left motor and the right motor of the underwater vehicle by using the information measured by the distance measuring sensor, the movement control system of the underwater vehicle can effectively avoid obstacles without the use of a large image camera, etc., and The present invention has been completed by developing a technical configuration of an underwater vehicle equipped with the system.

따라서, 본 발명의 목적은 전력소모를 최소화하면서도 수중 이동체가 장애물을 효과적으로 회피할 수 있으며, 장애물 회피에 별도로 인력이 소비되지 않아 수중 이동체의 운영비용을 절감할 수 있는 수중 이동체의 운동 제어 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an exercise control system of an underwater vehicle, which can effectively avoid obstacles while minimizing power consumption, and can reduce operating costs of the underwater vehicle since no manpower is consumed separately to avoid obstacles. It is.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 수중 이동체의 운동 제어 시스템이 구비된 수중 이동체를 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide an underwater mobile body equipped with a motion control system of the underwater mobile body.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 좌측 방향 회전을 위한 우측 모터 및 우측 방향 회전을 위한 좌측 모터를 구비하는 수중 이동체에 탑재되며, 상기 모터들을 제어함으로써 상기 수중 이동체의 운동을 제어하는 수중 이동체의 운동 제어 시스템으로써, 외부로부터 상기 수중 이동체의 이동 제어 명령을 수신하는 통신모듈; 상기 이동 제어 명령을 분석하여 상기 수중 이동체의 제1 이동방향을 결정하는 주 제어 모듈; 상기 제1 이동방향으로 상기 수중 이동체가 이동하도록 모터를 제어하는 모터 제어 모듈; 및 상기 수중 이동체의 전방 장애물을 검출하는 거리 측정 모듈;을 포함하고, 상기 거리 측정 모듈을 상기 전방 장애물 검출시, 좌측 장애물 및 우측 장애물을 더 검출하고, 상기 주 제어 모듈은 상기 좌측 장애물 및 상기 우측 중 장애물이 존재하지 않는 방향인 제2 이동방향을 결정하며, 상기 모터 제어 모듈을 상기 수중 이동체가 상기 제2 이동방향으로 진행하도록, 상기 우측 모터 또는 상기 좌측 모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 수중 이동체의 운동 제어 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is mounted on an underwater mobile body having a right motor for leftward rotation and a left motor for rightward rotation, and controlling the movement of the underwater mobile body by controlling the motors. An exercise control system, comprising: a communication module for receiving a movement control command of the underwater mobile body from the outside; A main control module for analyzing the movement control command to determine a first movement direction of the underwater vehicle; A motor control module for controlling a motor to move the underwater mobile body in the first moving direction; And a distance measuring module detecting a front obstacle of the underwater moving object, wherein the distance measuring module further detects a left obstacle and a right obstacle when the front obstacle is detected, and the main control module comprises the left obstacle and the right side. Determining a second moving direction, which is a direction in which no obstacle exists, and controlling the speed of the right motor or the left motor so that the motor control module moves in the second moving direction. It provides a motion control system for underwater moving objects.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 주 제어 모듈은 상기 전방 장애물 검출시, 상기 우측 모터 및 상기 좌측 모터의 현재 회전 속도를 저장하고, 상기 모터 제어 모듈은 상기 전방 장애물 회피 후에, 상기 우측 모터 및 상기 좌측 모터의 속도가 상기 현재 회전 속도가 되도록 상기 우측 모터 및 상기 좌측 모터를 제어한다.In a preferred embodiment, the main control module stores the current rotational speeds of the right motor and the left motor upon detecting the front obstacle, and the motor control module stores the right motor and the left motor after avoiding the front obstacle. The right motor and the left motor are controlled such that the speed of the motor becomes the current rotation speed.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 수중 이동체의 상하 방향 기울기를 측정하는 자세 측정 모듈을 더 포함하고, 상기 주 제어 모듈은 상기 이동 제어 명령에서 분석된 상하 방향과 상기 수중 이동체의 현재 상하 방향을 서로 비교하여 상기 제1 이동방향을 결정한다.In a preferred embodiment, further comprising a posture measuring module for measuring the vertical tilt of the underwater mobile body, wherein the main control module compares the current vertical direction of the underwater mobile body with the vertical direction analyzed in the movement control command The first moving direction is determined.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 수중 이동체는 상방 또는 하방 회전을 위한 방향타를 더 구비하고, 상기 거리 측정 모듈은 상방 장애물 또는 하방 장애물을 더 검출하며, 상기 주 제어 모듈은 상기 상방 장애물 또는 하방 장애물 검출시 상기 방향타를 제어하여 상기 수중 이동체가 상기 상방 장애물 또는 상기 하방 장애물과 제1 임계거리를 유지하게 한다.In a preferred embodiment, the underwater vehicle further comprises a rudder for upward or downward rotation, the distance measuring module further detects an upward obstacle or a downward obstacle, and the main control module when detecting the upward obstacle or a downward obstacle The rudder is controlled to maintain the underwater moving object at a first critical distance with the upward obstacle or the downward obstacle.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 모터 제어 모듈은 상기 전방 장애물 검출시 아래의 수학식 1을 이용하여 상기 좌측 모터 또는 상기 우측 모터의 회전수를 제어함으로써 상기 수중 이동체가 상기 전방 장애물과 제2 임계거리를 유지하게 한다.In a preferred embodiment, the motor control module controls the rotational speed of the left motor or the right motor by using Equation 1 below when the front obstacle detection detects the underwater moving object and the second critical distance. Keep it.

[수학식1][Equation 1]

바람직한 실시예에 있어서, 상기 거리 측정 모듈은 상기 수중 이동체의 전면, 상면, 하면, 좌측면, 우측면 또는 후면에 구비되는 거리 측정 센서를 포함한다.In a preferred embodiment, the distance measuring module includes a distance measuring sensor provided on the front, top, bottom, left, right or rear of the underwater mobile body.

또한, 본 발명은 상기 수중 이동체의 운동 제어 시스템이 탑재된 수중 이동체를 제공한다.
The present invention also provides an underwater mobile body on which the motion control system of the underwater mobile body is mounted.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 운동 제어 시스템 및 그 시스템이 구비된 수중 이동체에 의하면 장애물 회피에 영상 카메라와 같은 고 전력 소비 기기를 사용하지 않고 복수 개의 거리 측정센서를 이용하므로 수중 이동체의 수중 탐사 시간을 늘릴 수 있다.First, according to an embodiment of the present invention, the motion control system of the underwater mobile body and the underwater mobile body provided with the system use a plurality of distance measuring sensors to avoid obstacles without using a high power consumption device such as an image camera. The underwater exploration time of the moving object can be increased.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 운동 제어 시스템 및 그 시스템이 구비된 수중 이동체의 의하면, 외부 인력의 도움없이 수중 이동체가 장애물을 능동적으로 회피할 수 있으므로 수중 탐사에 소모되는 인적비용 및 시간비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
In addition, according to the motion control system of the underwater vehicle according to an embodiment of the present invention and the underwater vehicle equipped with the system, the human cost consumed for underwater exploration because the underwater vehicle can actively avoid obstacles without the help of external manpower And it is effective to reduce the time cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 운동 제어 시스템과 수중 이동체를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 운동 제어 시스템의 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시시예에 따른 수중 이동체의 운동 제어 시스템의 제어 메커니즘을 보여주는 흐름도이다.1 is a view illustrating a motion control system and an underwater vehicle of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram of a motion control system of an underwater moving body according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart illustrating a control mechanism of a motion control system of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.The terms used in the present invention were selected as general terms as widely used as possible, but in some cases, the terms arbitrarily selected by the applicant are included. In this case, the meanings described or used in the detailed description of the present invention are considered, rather than simply the names of the terms. The meaning should be grasped.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 제어 시스템(100)은 수중 이동체(200)에 탑재되어, 상기 수중 이동체(200)의 운동을 제어한다.1 and 2, the motion control system 100 according to an embodiment of the present invention is mounted on the underwater mobile body 200 to control the motion of the underwater mobile body 200.

또한, 상기 수중 이동체(200)는 상기 수중 이동체(200)를 좌측으로 회전시키기 위한 우측 모터(210) 및 우측으로 회전시키기 위한 좌측 모터(220)가 구비되며, 수중에서 운동할 수 있도록 방수 처리된다.In addition, the underwater mobile body 200 is provided with a right motor 210 for rotating the underwater mobile body 200 to the left and a left motor 220 for rotating to the right, and is waterproofed to be able to move underwater. .

또한, 도시하지는 않았으나 상기 수중 이동체(200)의 내부에는 상기 우측 모터(210) 및 상기 좌측 모터(220)에 전력을 공급하기 위한 배터리가 구비된다.In addition, although not shown, a battery for supplying power to the right motor 210 and the left motor 220 is provided inside the underwater mobile body 200.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 제어 시스템(100)은 상기 수중 이동체(200)에 탑제되어 상기 모터들(210,220)로 공급되는 전력을 제어함으로써 수중에서 상기 수중 이동체(200)의 운동을 제어하는 시스템이다.That is, the exercise control system 100 according to an embodiment of the present invention is mounted on the underwater moving object 200 to control the power supplied to the motors 210 and 220 to perform the movement of the underwater moving object 200 underwater. Control system.

또한, 상기 운동 제어 시스템(100)은 통신모듈(110), 주 제어 모듈(120), 모터 제어 모듈(130), 거리 측정 모듈(140) 및 자세 측정 모듈(150)을 포함하여 이루어진다.In addition, the exercise control system 100 includes a communication module 110, a main control module 120, a motor control module 130, a distance measuring module 140, and a posture measuring module 150.

상기 통신모듈(110)은 육상에서 관리자가 관리하는 관리자 단말(10)로부터 상기 수중 이동체(200)를 제어하기 위한 신호인 이동 제어 명령을 수신한다.The communication module 110 receives a movement control command which is a signal for controlling the underwater mobile body 200 from a manager terminal 10 managed by a manager on land.

또한, 상기 통신모듈(110)은 상기 관리자 단말(10)과 무선 또는 유선으로 연결될 수 있으나, 바람직하게는 상기 수중 이동체(200)가 자유롭게 이동할 수 있도록 무선통신망을 통해 연결된다.In addition, the communication module 110 may be connected to the manager terminal 10 by wireless or wired, but is preferably connected via a wireless communication network so that the underwater mobile unit 200 can move freely.

상기 주 제어 모듈(120)은 상기 이동 제어 명령을 분석하여 상기 수중 이동체(200)의 제1 이동방향을 결정하며, 상기 제1 이동방향은 상기 수중 이동체(200)가 현재 자세(현재 향하는 방향)에서 이동해야하는 방향과 이동해야하는 거리를 포함하는 것으로 정의한다.The main control module 120 analyzes the movement control command to determine a first movement direction of the underwater vehicle 200, wherein the first movement direction is the current attitude of the underwater vehicle 200 (currently facing). It is defined as including the direction to move in and the distance to move in.

또한, 상기 제1 이동방향은 아래에서 설명할 자세 측정 모듈(150)에서 측정된 상기 수중 이동체(200)의 현재 상하 방향 기울기를 감안하여 결정된다. 자세한 설명은 상기 자세 측정 모듈(150)의 설명에서 하기로 한다.In addition, the first moving direction is determined in consideration of the current vertical direction inclination of the underwater mobile body 200 measured by the attitude measuring module 150 to be described below. Detailed description will be made in the description of the posture measuring module 150.

또한, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 이동 제어 명령을 해석하기 위한 기본적인 프로그램이 마이크로 컴퓨터에 저장되어 탑재되며, 상기 통신모듈(110)과 아래에서 설명할 모터 제어 모듈(130), 거리 측정 모듈(140) 및 자세 측정 모듈(150)의 제어를 관장하며, 상기 모터 제어 모듈(130), 거리 측정 모듈(140) 및 자세 측정 모듈(150)에서 측정되는 신호를 수신하여 연산한다.In addition, the main control module 120 has a basic program for interpreting the movement control command is stored and mounted in the microcomputer, the communication module 110 and the motor control module 130 to be described below, the distance measuring module The controller 140 controls the control of the 140 and the posture measuring module 150, and receives and calculates signals measured by the motor control module 130, the distance measuring module 140, and the posture measuring module 150.

상기 모터 제어 모듈(130)은 상기 주 제어 모듈(120)의 명령을 받아 상기 수중 이동체(200)가 상기 제1 이동방향을 향하도록 상기 좌측 모터(220) 및 상기 우측 모터(210)를 제어한다.The motor control module 130 controls the left motor 220 and the right motor 210 to receive the command of the main control module 120 so that the underwater moving object 200 faces the first moving direction. .

상기 거리 측정 모듈(140)은 상기 수중 이동체(200)의 전방, 좌 측방, 우 측방, 상방, 하방 또는 후방의 장애물을 검출하며, 상기 수중 이동체(200)의 전면, 좌 측면, 우 측면, 상면, 하면 또는 후면에 구비되는 거리 측정 센서들(141,142,143,144,145,146)를 포함한다.The distance measuring module 140 detects obstacles in the front, left side, right side, top, bottom, or rear side of the underwater mobile body 200, and front, left side, right side, and top surface of the underwater mobile body 200. And distance measuring sensors 141, 142, 143, 144, 145, and 146 provided on the bottom surface or the rear surface.

또한, 상기 거리 측정 센서들(141,142,143,144,145,146)은 초음파 센서나 적외선 센서 등의 공지된 거리 측정 센서로 구비될 수 있다.In addition, the distance measuring sensors 141, 142, 143, 144, 145, and 146 may be provided as a known distance measuring sensor such as an ultrasonic sensor or an infrared sensor.

또한, 상기 거리 측정 모듈(140)은 상기 거리 측정 센서들(141,142,143,144,145,146)에서 검출된 장애물의 거리를 상기 주 제어 모듈(120)로 전송하며, 상기 주 제어 모듈(120)은 검출된 장애물을 회피하기 위한 제2 이동방향을 계산하여 상기 모터 제어 모듈(130)로 전송한다.In addition, the distance measuring module 140 transmits the distance of the obstacle detected by the distance measuring sensors 141, 142, 143, 144, 145, and 146 to the main control module 120, and the main control module 120 avoids the detected obstacle. The second movement direction for calculating and transmitting to the motor control module 130.

예를 들면, 상기 거리 측정 모듈(140)에서 전방에 전방 장애물이 검출될 경우, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 모터 제어 모듈(130)로 상기 수중 이동체(200)가 상기 전방 장애물과 제2 임계거리를 유지하도록 명령을 하달하고, 상기 모터 제어 모듈(130)은 아래의 수학식 1을 이용하여 같이 상기 좌측 모터(220) 및 상기 우측 모터(210)를 제어한다.For example, when a front obstacle is detected in front of the distance measuring module 140, the main control module 120 is the motor control module 130, the underwater moving object 200 is the front obstacle and the second In order to maintain a critical distance, the motor control module 130 controls the left motor 220 and the right motor 210 as shown in Equation 1 below.

즉, 상기 모터 제어 모듈(130)은 상기 수중 이동체(200)와 상기 전방 장애물과의 거리가 상기 제2 임계거리에 가까워질수록 상기 좌측 모터(200) 및 상기 우측 모터(210)의 회전수를 감소시키고, 상기 수중 이동체(200)와 상기 전방 장애물과의 거리가 상기 제2 임계거리보다 더 짧은 경우에는 상기 좌측 모터(200) 및 상기 우측 모터(210)를 역으로 회전시켜, 상기 수중 이동체(200)와 상기 전방 장애물의 거리를 상기 제2 임계거리로 유지시킨다.That is, the motor control module 130 adjusts the number of rotations of the left motor 200 and the right motor 210 as the distance between the underwater mobile body 200 and the front obstacle approaches the second critical distance. When the distance between the underwater vehicle 200 and the front obstacle is shorter than the second critical distance, the left motor 200 and the right motor 210 are rotated in reverse to reverse the underwater vehicle ( 200) and the distance between the front obstacle is maintained at the second critical distance.

또한, 상기 모터 제어 모듈(130)은 상기 전방 장애물이 검출되어, 상기 주 제어 모듈(120)로부터 제2 임계거리 유지의 명령이 하달될 경우, 상기 좌측 모터(200)와 상기 우측 모터(210)의 현재 회전 속도를 측정하여 상기 주 제어 모듈(120)로 전송한 후, 상기 좌측 모터(200) 및 상기 우측 모터(210)의 회전수를 감소시킨다.In addition, when the front obstacle is detected and the command of maintaining the second critical distance is received from the main control module 120, the motor control module 130 receives the left motor 200 and the right motor 210. After measuring the current rotational speed of the main control module 120 and transmits, the number of revolutions of the left motor 200 and the right motor 210 is reduced.

그 이유는 상기 수중 이동체(200)가 상기 전방 장애물의 회피를 완료한 후에 상기 좌측 모터(200) 및 상기 우측 모터(210)를 상기 현재 회전 속도로 회전시켜 상기 수중 이동체(200)의 이동을 정상상태로 돌려놓기 위함이다.The reason is that after the underwater mobile body 200 completes the avoidance of the front obstacle, the left motor 200 and the right motor 210 are rotated at the current rotational speed to normalize the movement of the underwater mobile body 200. To return to the state.

또한, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 거리 측정 모듈(120)에서 수신된 신호들을 분석하여 상기 수중 이동체(200)의 우 측방 또는 좌 측방에 장애물이 있는지 판단하고, 장애물이 존재하지 않는 방향인 제2 이동방향을 결정하며, 상기 모터 제어 모듈(130)로 하여금 상기 제2 이동방향으로 상기 수중 이동체(200)가 이동하도록 명령을 하달한다.In addition, the main control module 120 analyzes the signals received from the distance measuring module 120 to determine whether there is an obstacle on the right side or the left side of the underwater moving object 200, the direction does not exist A second moving direction is determined, and the motor control module 130 issues a command to move the underwater moving object 200 in the second moving direction.

만약, 상기 수중 이동체(200)의 우측과 좌측에 장애물이 모두 없다면, 상기 주 제어 모듈(120)은 임의의 방향으로 우회하도록 제2 이동방향을 결정할 수 있다.If there are no obstacles on both the right side and the left side of the underwater vehicle 200, the main control module 120 may determine the second movement direction to bypass in an arbitrary direction.

또한, 상기 제2 이동방향이 좌측일 경우, 상기 모터 제어 모듈(130)은 상기 좌측 모터(220)의 회전수를 줄이거나 멈추거나 역회전하게 하여, 상기 수중 이동체(200)를 좌측으로 회전시키고, 상기 제2 이동방향이 우측일 경우에는 역으로 상기 우측 모터(210)의 회전수를 줄이거나 멈추게 하거나 역회전하게 하여 상기 수중 이동체(200)를 우측으로 회전시킨다.In addition, when the second movement direction is left, the motor control module 130 reduces the rotational speed of the left motor 220, stops or reverses the rotation, thereby rotating the underwater mobile body 200 to the left. When the second movement direction is on the right side, the number of rotations of the right motor 210 is reduced or stopped or reversely rotated to rotate the underwater mobile body 200 to the right.

이때, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 거리 측정 모듈(140)에서 측정되는 신호들을 분석하여 상기 전방 장애물의 회피가 완료되었을 때, 상기 수중 이동체(200)가 상기 제1 이동방향으로 이동하도록 상기 모터 제어 모듈(130)로 명령을 하달하며, 상기 모터 제어 모듈(130)은 상기 좌측 모터(220) 및 상기 우측 모터(220)가 상기 주 제어 모듈(120)에 저장된 현재 회전 속도가 되게 하여 상기 수중 이동체(200)를 상기 제1 이동방향으로 이동하게 한다.In this case, the main control module 120 analyzes the signals measured by the distance measuring module 140 so that the underwater moving object 200 moves in the first moving direction when the avoidance of the front obstacle is completed. Commands are sent to the motor control module 130, and the motor control module 130 causes the left motor 220 and the right motor 220 to be the current rotation speeds stored in the main control module 120. The underwater mobile body 200 is moved in the first moving direction.

상기 자세 측정 모듈(150)은 상기 수중 이동체(200)의 상하 방향 기울기를 측정하며, 자이로스코프 센서나 중력센서와 같은 기울기 센서를 구비할 수 있다. The posture measuring module 150 may measure an inclination of the underwater mobile body 200 in the vertical direction, and may include an inclination sensor such as a gyroscope sensor or a gravity sensor.

또한, 상기 자세 측정 모듈(150)은 측정된 상하 방향 기울기를 상기 주 제어 모듈(120)로 전송하며, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 이동 제어 명령에서 분석된 상하 방향 지령치와 상기 자세 측정 모듈(150)에서 측정된 상하 방향 기울기를 서로 비교하여 상기 제1 이동방향을 결정한다.In addition, the posture measurement module 150 transmits the measured up and down direction inclination to the main control module 120, the main control module 120 is the up and down direction command value and the attitude measurement module analyzed in the movement control command. The first moving direction is determined by comparing the inclinations measured at 150 with each other.

예를 들면, 상기 이동 제어 명령에서 분석된 상하 방향 지령치가 상방 20도이고, 현재 측정된 상하 방향 기울기가 상방 10도일 경우, 상기 제1 이동방향은 상방 10도의 방향이 되도록 계산한다.For example, when the up-down direction command value analyzed by the movement control command is 20 degrees upward and the currently measured up-down direction inclination is 10 degrees upward, the first movement direction is calculated to be 10 degrees upward.

또한, 상기 자세 측정 모듈(150)은 상기 수중 이동체(200)의 상방의 상방 장애물 및 하방의 하방 장애물을 더 검출하고, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 상방 장애물 및 하방 장애물 검출시 상기 수중 이동체(200)가 상기 상방 장애물 또는 상기 하방 장애물과 제1 임계거리를 유지하도록 상기 수중 이동체(200)의 방향타(230)를 제어한다.In addition, the posture measurement module 150 further detects an upward obstacle and a downward obstacle above the underwater moving object 200, and the main control module 120 detects the underwater obstacle when the upward obstacle and the downward obstacle are detected. 200 controls the rudder 230 of the underwater moving object 200 to maintain a first critical distance with the upward obstacle or the downward obstacle.

이때에도 상기 수중 이동체(200)가 좌측 및 우측 장애물을 회피할 때와 동일한 회피 매커니즘이 적용되며, 예를 들어, 현재 상방 10도로 이동중에 상방 장애물이 검출될 경우, 상방 9도, 상방 8도로 순차적으로 이동방향이 하방을 향하도록 상기 방향타(230)를 제어함으로써, 상기 수중 이동체(200)가 상기 제1 임계거리를 유지하게 하며, 상기 상방 장애물이 회피된 경우, 이동방향이 다시 상방 10도가 되게 하여 목적지로 이동하게 한다.In this case, the same avoidance mechanism is applied as when the underwater vehicle 200 avoids the left and right obstacles. For example, when an upward obstacle is detected while moving upward of 10 degrees, the upper 9 degrees and the upper 8 degrees sequentially. By controlling the rudder 230 so that the moving direction is directed downward, the underwater moving object 200 maintains the first critical distance, and if the upward obstacle is avoided, the moving direction becomes 10 degrees upward again. To get to your destination.

따라서 종래의 수중 이동체와 비교하여 장애물 회피에 영상 카메라 등의 고 전력 소비 기기를 사용하지 않으므로 오랜 시간 수중 탐사가 가능하고, 수중 이동체가 능동적으로 이동하게 하여 수중에서 오랜 시간 탐사가 가능하고 장애물 회피에 추가적인 인력의 투입을 감소시켜 수중 탐사의 인적비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.Therefore, compared with the conventional underwater moving body, it is possible to explore underwater for a long time because it does not use high power consumption devices such as video cameras for obstacle avoidance, and enables the underwater mobile to move actively for long time underwater exploration. By reducing the input of additional manpower, it is possible to reduce the human cost of underwater exploration.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 운동 제어 시스템(100)의 제어 메커니즘을 보여주는 도면으로써, 먼저 상기 통신모듈(110)을 통해 이동 제어 명령이 수신되면, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 이동 제어 명령을 분석하여 목적지를 계산한다(S1000).3 is a view illustrating a control mechanism of the exercise control system 100 according to an embodiment of the present invention. First, when a movement control command is received through the communication module 110, the main control module 120 may be configured to perform the control. The destination is calculated by analyzing the movement control command (S1000).

다음, 상기 자세 측정 모듈(150)은 상기 수중 이동체(200)의 현재 상하 방향 기울기를 측정하고(S2000), 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 현재 상하 방향 기울기와 상기 이동 제어 명령의 분석에서 계산된 지령치 상하 방향을 비교하여 제1 이동방향을 결정한다(S3000).Next, the attitude measuring module 150 measures the current vertical direction inclination of the underwater moving object 200 (S2000), and the main control module 120 calculates the current vertical direction inclination and analysis of the movement control command. The first moving direction is determined by comparing the commanded values up and down directions (S3000).

다음, 상기 모터 제어 모듈(130)은 상기 수중 이동체(200)가 상기 제1 이동방향으로 이동하도록 상기 좌측 모터(220) 및 상기 우측 모터(210)를 회전시킨다(S4000).Next, the motor control module 130 rotates the left motor 220 and the right motor 210 to move the underwater mobile body 200 in the first moving direction (S4000).

다음, 상기 거리 측정 모듈(140)은 상기 수중 이동체(200)의 전방에 장애물이 있는지 감시하고 장애물이 검출될 경우(S5000), 상기 모터들(210,220)의 현재 회전속도를 측정하여 상기 주 제어 모듈(120)로 전송하고, 상기 주 제어 모듈(120)은 전송받은 현재 회전속도를 저장한다(S5100).Next, the distance measuring module 140 monitors whether there is an obstacle in front of the underwater moving object 200, and when an obstacle is detected (S5000), the main control module measures the current rotational speed of the motors 210 and 220. The main control module 120 stores the current rotation speed which has been transmitted (S5100).

또한, 도시하지는 않았지만 이때, 상기 거리 측정 모듈(140)은 상기 수중 이동체(200)의 상방 또는 하방의 장애물이 존재하는지 더 감시할 수 있다.In addition, although not shown, the distance measuring module 140 may further monitor whether there is an obstacle above or below the underwater moving object 200.

다음, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 모터 제어 모듈(130)로 모터의 회전수 감소를 위한 명령을 하달하고, 상기 모터 제어 모듈(130)은 상기 수학식 1과 같이 상기 모터들(210,220)의 회전 속도를 감속한다(S6000).Next, the main control module 120 issues a command to reduce the number of revolutions of the motor to the motor control module 130, the motor control module 130 is the motor (210, 220) as shown in Equation 1 Reduce the rotation speed of (S6000).

다음, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 거리 측정 모듈(140)에서 좌 측방 또는 우 측방에 장애물이 검출되는지를 확인하고(S7000,S8000), 좌 측방에 장애물이 검출될 경우, 우측으로 우회하라는 명령을 상기 모터 제어 모듈(130)로 하달하며, 상기 모터 제어 모듈(130)은 상기 우측 모터(210)를 감속, 정지 또는 역회전하게 하고, 상기 좌측 모터(220)의 현재 속도를 유지되게 한다(S7100).Next, the main control module 120 checks whether an obstacle is detected on the left side or the right side in the distance measuring module 140 (S7000, S8000). When an obstacle is detected on the left side, the main control module 120 bypasses the right side. A command is issued to the motor control module 130, and the motor control module 130 causes the right motor 210 to decelerate, stop or reverse rotation, and maintain the current speed of the left motor 220. (S7100).

또한, 우 측방에 장애물이 검출될 경우, 상기 모터 제어 모듈(130)은 상기 좌측 모터(220)를 감속, 정지 또는 역회전하게 하고 상기 우측 모터(210)는 현재 속도를 유지하여(S8100), 장애물을 우회한다.In addition, when an obstacle is detected on the right side, the motor control module 130 causes the left motor 220 to decelerate, stop or reverse rotation, and the right motor 210 maintains the current speed (S8100). Bypass obstacles

다음, 상기 주 제어 모듈(120)은 상기 거리 측정 모듈(140)에서 전방 장애물이 더 이상 검출되지 않으면, 상기 수중 이동체(200)가 장애물의 우회를 완료한 것으로 판단하고, 저장된 현재 회전속도로 모터가 회전하도록 상기 모터 제어 모듈(130)에 명령을 하달한다(S9000).Next, when the front obstacle is no longer detected by the distance measuring module 140, the main control module 120 determines that the underwater moving object 200 has completed the detour of the obstacle, and the motor is stored at the current rotational speed. Gives a command to the motor control module 130 to rotate (S9000).

또한, 도 3에서는 전방의 장애물이 검출되었을 때의 장애물을 회피하기 위한 메커니즘을 설명하였으나, 상방 또는 하방에 장애물이 검출되었을 경우에는 상기 모터들(210,220)을 제어하는 것이 아니라 상기 방향타(230)를 제어한다는데 차이가 있을 뿐 실질적으로 동일하므로 설명을 생략한다.
In addition, in FIG. 3, a mechanism for avoiding an obstacle when a front obstacle is detected is described. However, when an obstacle is detected above or below, the rudder 230 is not controlled, instead of controlling the motors 210 and 220. Since there is a difference in the control, it is substantially the same, so description is omitted.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the present invention. Various changes and modifications will be possible.

100:운동 제어 시스템 110:통신 모듈
120:주 제어 모듈 130:모터 제어 모듈
140:거리 측정 모듈 141,142,143,144,145,146:거리 측정 센서
200:수중 이동체 210:우측 모터
220:좌측 모터 230:방향타100: motion control system 110: communication module
120: main control module 130: motor control module
140: Distance measuring module 141, 142, 143, 144, 145, 146: Distance measuring sensor
200: underwater moving body 210: right motor
220: left motor 230: rudder

Claims

delete

A motion control system of an underwater vehicle, which is mounted on an underwater vehicle having a right motor for leftward rotation and a left motor for rightward rotation, for controlling the movement of the underwater vehicle by controlling the motors,
A communication module for receiving a movement control command of the underwater mobile body from the outside;
A main control module for analyzing the movement control command to determine a first movement direction of the underwater vehicle;
A motor control module for controlling a motor to move the underwater mobile body in the first moving direction; And
Includes; distance measuring module for detecting a front obstacle of the underwater mobile body,
The distance measuring module further detects a left obstacle or a right obstacle when the front obstacle is detected, and the main control module determines a second moving direction that is a direction in which no obstacle exists among the left obstacle or the right side, and the motor control is performed. The module controls the speed of the right motor or the left motor so that the underwater vehicle moves in the second moving direction,
The main control module stores the current rotation speed of the right motor and the left motor when detecting the front obstacle,
And the motor control module controls the right motor and the left motor such that the speeds of the right motor and the left motor become the current rotational speed after the front obstacle avoidance.

The method of claim 2,
Further comprising a posture measuring module for measuring the vertical tilt of the underwater mobile body,
And the main control module determines the first moving direction by comparing the vertical direction analyzed by the movement control command with the current vertical direction of the underwater moving object.

The method of claim 3, wherein
The underwater mobile unit further includes a rudder for upward or downward rotation,
The distance measuring module further detects an upward obstacle or a downward obstacle,
And the main control module controls the rudder when the upper obstacle or the lower obstacle is detected so that the underwater moving object maintains a first critical distance from the upper obstacle or the lower obstacle.

The method of claim 2,
The motor control module controls the rotational speed of the left motor or the right motor by using Equation 1 below to detect the front obstacle so that the underwater vehicle maintains a second critical distance from the front obstacle. Motion control system of underwater moving object.
[Equation 1]

The method of claim 4, wherein
The distance measuring module is a motion control system of the underwater vehicle, characterized in that it comprises a distance measuring sensor provided on the front, top, bottom, left, right or rear of the underwater mobile body.

The underwater mobile body in which the motion control system of the underwater mobile body of any one of Claims 2-6 was mounted.