KR100544163B1 - 수중카메라의 위치측정장치 - Google Patents

수중카메라의 위치측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중환경을 감시하는데 사용되는 수중카메라의 실제 위치를 용이하게 확인할 수 있으며 또한 카메라의 지향방향, 수심, 수온 등의 데이타를 동시에 검출할 수 있도록 고안된 수중카메라의 위치측정장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술구성은, 수중카메라(10)에 설치되는 것으로 카메라의 진행각도와 기울어짐을 측정할 수 있는 3축 자이로스코프(30), 바다물의 수온을 측정하기 위한 수온센서(32), 바다물의 깊이를 측정하기 위한 수심센서(34) 및 상기 3축 자이로스코프(30), 수온센서(32) 및 수심센서(34)로부터 검출된 데이타를 전송하기 위한 초음파 송신장치(36)로 구성된 데이타 검출 및 전송부(A); 상기 데이타 검출 및 전송부(A)로부터 전송되는 초음파 신호를 수신하기 위하여 해수면에 설치되는 제1 내지 제3 수신기(40,42,44); 및 상기 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)로부터 입력되는 신호를 검출하여 수중카메라(10)의 위치를 측정하며 또한 신호중에 포함된 검출 데이타를 이용하여 수중의 상태를 저장하고 시각적으로 인식할 수 있도록 표시하는 수신신호 처리장치(B)를 포함한다.
수중, 카메라, 위치, 측정, 수심, 수온, 영상,

Description

수중카메라의 위치측정장치{Device for determining the position of underwater camera}
도 1은 본 발명에 의한 위치측정장치의 블럭구성도,
도 2는 본 발명에 의한 위치측정장치의 사용상태도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
10: 수중카메라 12: 카메라제어부
14: 영상신호증폭부 16: 제어부
18: 카메라촬영부 20: 백색엘이디 어레이
22: 펄스전압발생부 24: 전력증폭부
26: 영상신호증폭부 28: DVR유닛
30: 3축 자이로스코프 32: 수온센서
34: 수심센서 36: 초음파 송신장치
40,42,44: 제1,2,3 수신기 46: 전치증폭부
48: 신호처리부 50: 데이타 송신부
52: 밴드패스필터 54: LCD표시유닛
A : 데이타 검출 및 전송부 B : 수신신호 처리장치
본 발명은 수중카메라의 위치측정장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 수중환경을 감시하는데 사용되는 수중카메라의 실제 위치를 용이하게 확인할 수 있으며 또한 카메라의 지향방향, 수심, 수온 등의 데이타를 동시에 검출할 수 있어서 다양한 해양환경에 대하여 용이한 작업환경을 제공할 수 있는 수중카메라의 위치측정장치에 관한 것이다.
연안의 해양 폐기물 수거작업 또는 해저 구조물 탐사 작업 또는 수중상태 확인작업 등과 같이 바다속에서 수행되는 작업분야에서는 종래 인력에 의존하는 방식을 탈피하여 무인화된 수중카메라를 이용하는 것이 점차 일반화되고 있다. 무인 수중카메라를 이용하는 작업은 실시간으로 영상을 취득할 수 있어서 발생되는 사태에 즉시 대처할 수 있는 장점을 가지는 반면에, 해류의 영향으로 수중카메라가 지정된 위치를 이탈하는 일이 자주 발생되고 있는 형편이다.
예를 들면, 수중카메라의 경우에 주로 견인식으로 사용되는데, 해류의 영향을 받아서 실제 견인 와이어의 길이가 깊이를 나타내지 못한다. 또한 수중카메라가 조류를 타고 이동하는 경우에는 실제 카메라의 위치를 확인하기 불가능하게 된다.
이로 인하여, 수중카메라를 이용하여 폐기물 또는 해저 구조물을 확인한 후에 실제 위치를 확인하기 위해서 잠수인력을 동원한 후속작업이 요구되며, 잠수인력에 의한 위치확인작업은 잠수인력의 작업속도에 영향을 받기 때문에 신속한 처리를 요하는 작업에 즉시 대처하지 못하게 되는 문제점이 있었다. 더욱이, 연안의 수 심이 50m 정도되는 얕은 바다에서는 잠수인력에 의한 확인이 가능하지만, 그 이상의 심해에서는 잠수인력으로서는 확인이 불가능하기 때문에 소형잠수정등을 이용하여야 하는 경우가 발생된다. 이러한 문제점으로 인하여 수중카메라를 이용한 해저에서의 작업은 많은 제약을 받기 때문에 해저의 개발이 늦어지는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수중환경을 감시하는데 사용되는 수중카메라의 실제 위치를 용이하게 확인할 수 있으며 또한 카메라의 지향방향, 수심, 수온 등의 데이타를 동시에 검출할 수 있어서 다양한 해양환경에 대하여 용이한 작업환경을 제공할 수 있는 수중카메라의 위치측정장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수중카메라의 위치측정장치는, 수중카메라에 설치되는 것으로 카메라의 진행각도와 기울어짐을 측정할 수 있는 3축 자이로스코프, 바다물의 수온을 측정하기 위한 수온센서, 바다물의 깊이를 측정하기 위한 수심센서 및 상기 3축 자이로스코프, 수온센서 및 수심센서로부터 검출된 데이타를 전송하기 위한 초음파 송신장치로 구성된 데이타 검출 및 전송부; 상기 데이타 검출 및 전송부로부터 전송되는 초음파 신호를 수신하기 위하여 해수면에 설치되는 제1 내지 제3 수신기; 및 상기 제1 내지 제3 수신기로부터 입력되는 신호를 검출하여 수중카메라의 위치를 측정하며 또한 신호중에 포함된 검출 데이타를 이용하여 수중의 상태를 저장하고 시각적으로 인식할 수 있도록 표시하는 수신신호 처리장치를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 수중카메라의 위치측정장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 위치측정장치는, 종래 사용되는 수중카메라에 부착되어서 특정 데이타를 검출하고, 검출된 데이타를 초음파 신호로 전송하는 데이타 검출 및 전송부(A)와, 상기 데이타 검출 및 전송부(A)로부터 전송되는 초음파 신호를 수신하기 위한 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)와, 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)로부터 입력되는 신호를 이용하여 수중카메라의 위치를 측정하고 검출된 데이타를 복조하여 표시하는 수신신호 처리장치(B)로 구성된다.
먼저 종래 사용되는 수중카메라(10)의 구조를 간단히 설명하면 다음과 같다.
통상 사용되는 수중카메라(10)는 카메라촬영부(18)와, 상기 카메라촬영부(18)를 통하여 입력되는 신호를 영상신호 증폭부(14)로 전송하고 또한 카메라의 작동상태를 제어하는 카메라 제어부(12)에 신호를 출력하는 제어부(16)와, 상기 제어부(16)로부터 입력되는 영상신호를 증폭하여 케이블을 통하여 전송하기 위한 영상신호증폭부(14)와, 전력증폭부(22)와, 백색엘이디어레이(20)에 전원을 공급하기 위한 펄스전압발생부(22)를 포함하고 있다. 수중카메라(10)는 방수처리됨은 물론, 상기와 같은 것 이외에도 다른 수중카메라를 사용할 수 있음은 명백하다.
본 발명에 의한 데이타 검출 및 전송부(A)는 종래 사용되는 수중카메라(10)에 설치되는 것으로 카메라의 진행각도와 기울어짐을 측정하고 또한 수온과 수심을 측정하여 초음파 신호로 전송하기 위한 것이다.
이러한 목적을 위하여 상기 데이타 검출 및 전송부(A)는, 도 1을 참고하면, 수중카메라(10)에 설치되는 것으로 카메라의 진행각도와 기울어짐을 측정할 수 있는 3축 자이로스코프(30); 바다물의 수온을 측정하기 위한 수온센서(32); 바다물의 깊이를 측정하기 위한 수심센서(34); 및 상기 3축 자이로스코프(30), 수온센서(32) 및 수심센서(34)로부터 검출된 데이타를 전송하기 위한 초음파 송신장치(36)를 포함하고 있다. 한편, 수온센서(32)에 의하여 측정된 수온데이타는 초음파 발생장치(36)에서 외부로 전송되는 초음파 신호의 음속보정을 하는데 이용할 수 있다. 이러한 음속보정은 초음파 전송장치(36)에 내장시킨다.
이에 비하여, 상기 수신신호 처리장치(B)는 시험선박(60)에 설치되는 것으로서, 상기 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)로부터 입력되는 신호를 검출하여 수중카메라(10)의 위치를 측정하며 또한 신호중에 포함된 검출 데이타를 이용하여 수중의 상태를 저장하고 시각적으로 인식할 수 있도록 표시하기 위한 것이다.
이러한 목적을 위하여 수신신호 처리장치(B)는, 제1-제3 수신기(40,42,44)로부터 입력되는 신호를 증폭하기 위한 전치증폭부(46); 상기 전치증폭부(46)로부터 입력되는 신호중에 포함된 데이타 신호를 분리하기 위한 밴드패스필터(46); 상기 밴드패스필터(46)로부터 분리된 신호를 복조하기 위한 신호처리부(48); 상기 신호처리부(48)로부터 입력되는 수중상태 데이타를 무선전송하기 위한 데이타 송신부(50); 및 상기 신호처리부(48)로부터 입력되는 상태 데이타를 시각적으로 표시하기 위한 LCD표시유닛(54)을 포함한다.
또한 상기 수신신호 처리장치(B)에는 종래 수중카메라(10)로부터 입력되는 영상신호를 저장하는 DVR유닛(28)과, 수중카메라(10)의 영상신호증폭부(14)로부터 입력되는 영상신호를 증폭하여 상기 DVR유닛(28)으로 입력시키는 영상신호증폭부(26)를 더 포함시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 수중카메라의 위치측정장치의 사용상태를 도 2를 참고하여 설명한다.
먼저, 데이타 검출 및 전송부(A)가 부착되어 있는 수중카메라(10)를 수중의 특정위치에 설치한다. 해수면 아래에 설치된 수중카메라(10)는 그것에 장착된 데이타 검출 및 전송부(A)를 이용하여 수중카메라(10)의 회전방향 진행각도, 기울어짐 등의 상태를 3축 자이로스코프(30)를 이용하여 측정한다. 또한 수온센서(32)와 수심센서(34)를 이용하여 수온과 수심을 측정한다.
상기 3축 자이로스코프(30), 수온센서(32) 및 수심센서(34)를 이용하여 측정된 데이타는 수중카메라(10)의 제어부(16)로 입력된 후에 초음파 송신장치(36)를 통하여 초음파에 포함되어서 전송된다. 상기 제어부(16) 대신에 3축 자이로스코프(30), 수온센서(32) 및 수심센서(34)로부터의 데이타를 직접 초음파 송신장치(36)에 연결하는 것도 가능하다.
상기 초음파 송신장치(36)로부터 전송되는 초음파 신호를 수신하기 위하여 해수면상에 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)가 설치된다. 이 때 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)는 3각형의 꼭지점 형태로 설치함으로서 삼각측정법을 이용한다.
즉, 삼각형으로 설치된 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)에서는 수중의 초음파 송신장치(36)로부터 발신된 초음파 신호가 도달하게 되면, 세 개의 수신기까지의 거리 차이에 의한 도달시간의 차이를 검출하고, 그것을 이용하여 초음파 송신장치(36)와 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)의 각도 및 거리를 산출한다. 상기와 같이 각도와 거리를 구함으로서 수중카메라(10)의 위치를 확인할 수 있게 되는 것이다. 확인된 위치는 LCD표시유닛(54)을 통하여 표시된다.
이러한 초음파 송신장치(36) 및 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)의 구동 및 신호수신을 위하여 27KHz 대역의 초음파를 이용한다. 또한 상기 초음파 신호에는 수심, 수온 및 3축 자이로스코프의 신호가 포함되어 전송된다.
상기와 같이 수중카메라(10)의 위치가 정확하게 측정됨과 동시에, 수신신호 처리장치(B)에서는 초음파 신호중에 포함된 수중상태 데이타를 LCD표시유닛(54)을 통하여 표시한다. 이렇게 함으로서, 작업자는 수중카메라(10)의 위치 및 수중의 상태를 파악할 수 있다.
한편, 수중카메라(10)를 통하여 취득된 영상은 영상신호증폭부(26)를 통하여 DVR유닛(28)에 의하여 저장된다.
이와 같은 본 발명에 의하면 수중환경을 감시하는데 사용되는 수중카메라의 실제 위치를 용이하게 확인할 수 있으며 또한 카메라의 지향방향, 수심, 수온 등의 데이타를 동시에 검출할 수 있어서 다양한 해양환경에서 작업시에 용이한 작업환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 수중카메라(10)에 설치되는 것으로 카메라의 진행각도와 기울어짐을 측정할 수 있는 3축 자이로스코프(30), 바다물의 수온을 측정하기 위한 수온센서(32), 바다물의 깊이를 측정하기 위한 수심센서(34) 및 상기 3축 자이로스코프(30), 수온센서(32) 및 수심센서(34)로부터 검출된 데이타를 전송하기 위한 초음파 송신장치(36)로 구성된 데이타 검출 및 전송부(A); 상기 데이타 검출 및 전송부(A)로부터 전송되는 초음파 신호를 수신하기 위하여 해수면에 설치되는 제1 내지 제3 수신기(40,42,44); 및 상기 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)로부터 입력되는 신호를 검출하여 수중카메라(10)의 위치를 측정하며 또한 신호중에 포함된 검출 데이타를 이용하여 수중의 상태를 저장하고 시각적으로 인식할 수 있도록 표시하는 수신신호 처리장치(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중카메라의 위치측정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신신호 처리장치(B)가 제1-제3 수신기(40,42,44)로부터 입력되는 신호를 증폭하기 위한 전치증폭부(46); 상기 전치증폭부(46)로부터 입력되는 신호중에 포함된 데이타 신호를 분리하기 위한 밴드패스필터(46); 상기 밴드패스필터(46)로부터 분리된 신호를 복조하기 위한 신호처리부(48); 상기 신호처리부(48)로부터 입력되는 수중상태 데이타를 무선전송하기 위한 데이타 송신부(50); 및 상기 신호처리부(48)로부터 입력되는 상태 데이타를 시각적으로 표시하기 위한 LCD표시유닛(54)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중카메라의 위치측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 수신기(40,42,44)가 삼각형의 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 수중카메라의 위치측정장치.
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