KR100713168B1 - 무인해상경비선의 원격통제장치 및 통제방법 - Google Patents

무인해상경비선의 원격통제장치 및 통제방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인해상경비선의 원격통제장치 및 통제방법에 관한 것으로, 연안 및 영해에서의 불법 침투 선박이나 적함 출현시 사전에 자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동의 순차적인 임무를 자동으로 수행하기 위하여 승조원없이 모선에서 또는 육상기지에서 출동하여 원격으로 제어하거나, 자동으로 통제하여 원하는 경비업무를 수행하는 무인해상경비선의 원격통제장치 및 통제방법에 관한 것이다. 모선 또는 육상기지의 원격통제부(20)에서 경비기동이 필요한 지점의 위치와 경비기동특성(자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동)을 입력하여 출동명령을 전송하고, 상기 전송된 데이타에 의해 무인 자동발진(이안)하여 목표점자동추적에 따른 경비기동과 임무를 마친 후 자동복귀하여 도착(접안)하는 무인해상경비선(10)을 포함한다. 따라서, 본 발명은 유인경비정을 지원하거나 대체하여 유사시 인명피해를 방지하고, 실시간 자동식별/원격경고/저지기동/공격기동 시스템을 구축하여 효율적이고 신속대응 능력을 갖춘 해안 또는 해상 경비업무 수행이 가능하고, 무인해상경비선의 운용개념에 맞는 원격모니터링과 원격제어 핵심기술을 확보할 수 있는 효과가 있다.
무인해상경비선, 원격통제부, 원격통제장치

Description

무인해상경비선의 원격통제장치 및 통제방법{Remote Control System Of Unmanned Patrol Vehicle}
도 1은 본 발명에 따른 무인해상경비선의 원격통제장치 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 무인해상경비선의 경비기동 과정을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 무인해상경비선의 원격통제장치 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 무인해상경비선의 세부구성도.
도 5는 본 발명에 따른 무인해상경비선에 구비된 경비장비와 영상장비의 실시예.
도 6은 본 발명에 따른 무인해상경비선의 원격통제방법을 나타낸 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : 무인해상경비선 11 : 제어컴퓨터
12 : 다중통신모듈 13 : 통합항법모듈
14 : 제어모듈 15 : 경비전용장비
16 : 영상전송장비 20 : 원격통제부
21 : 모니터링용 제어콘솔 22 : 송수신부
23 : 원격수동제어모드 24 : 긴급무인자동제어모드
50 : 통신위성 60 : GPS위성
본 발명은 무인해상경비선의 원격통제장치 및 통제방법에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 연안 및 영해에서의 불법 침투 선박이나 적함 출현시 사전에 자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동의 순차적인 임무를 자동으로 수행하기 위하여 승조원없이 모선에서 또는 육상기지에서 출동하여 원격으로 제어하거나, 자동으로 통제하여 원하는 경비업무를 수행하는 무인해상경비선의 원격통제장치 및 통제방법에 관한 것이다.
일반적으로 경비정은 승조원이 직접 탑승하여 운항과 여러 임무를 수행하는 유인경비정이 대부분이다.
그러나, 상기와 같은 유인경비정의 경우, 승조원이 직접 탑승하여 모선 또는 육상기지와 음성통신으로 경비목표점 및 경비기동에 대한 명령을 받아서 수작업으로 수행함으로써, 기상악화에 따른 악천후 발생시 혹은 불법침투선(적함)과의 유사시 인명피해가 발생할 수 있고, 모선 또는 육상기지와의 실시간 모니터링 및 연동제어가 어려워 즉각적인 유사해역으로 투입을 위해 이동하는데 어려움이 있어, 유사시 신속대응 능력이 떨어져 경비력이 낭비되는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 모선에 탑재하거나 육상기지에서 운용하면서 연안과 영해에서의 불법 침투 선박이나 적함 출현시 사전에 자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동의 순차적인 임무를 자동으로 수행하기 위하여 승조원 없이 모선에서 또는 육상기지에서 출동하여 원격으로 제어하거나, 자동으로 통제하여 원하는 경비업무를 수행하는 무인해상경비선의 원격통제장치 및 통제방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 무인해상경비선은 모선 또는 육상기지의 원격통제부에서 출동명령을 내리면 RTKGPS를 이용한 정밀위치제어를 통해 자동발진(이안)하고, 경비위치 또는 해역을 목표로 자동추적운항하고, 경비기동상황에 대한 수치적 정보와 운항제어정보를 데이타나 동영상으로 저장 및 원격통제부로 전송하여 실시간 원격감시를 가능하게 한다. 본 발명의 원격통제부은 모선 또는 육상기지에 모니터링용 제어콘솔과, 데이타통신과 영상통신을 위한 송수신부가 원격통제부에 구비되고, 무인해상경비선에는 제어컴퓨터와 다중통신모듈(LOS/BLOS/TCDL급 전송용 송수신기), 통합항법모듈(INS, RTKGPS), 제어모듈(워터젯 추진장치), 경비전용장비(센서, 레이더, 사이드스캔소나, 공격건) 및 영상전송장비(카메라)로 구성된다.
이와 같이, 유인경비정의 인명피해를 사전에 방지하고, 모선 또는 육상기지에서 경비기동 모니터링 및 원격제어를 실시간으로 하기 위한 무인해상경비선의 개발이 요구되고 있다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는,
모선 또는 육상기지의 원격통제부에서 경비기동이 필요한 지점의 위치와 경비기동특성(자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동)을 입력하여 출동명령을 전송하고, 상기 전송된 데이타에 의해 무인 자동발진(이안)하여 목표점자동추적에 따른 경비기동과 임무를 마친 후 자동복귀하여 도착(접안)하는 무인해상경비선을 포함한다.
본 발명의 다른 특징으로서, 상기 무인해상경비선은 경비기동을 운용하는 제어컴퓨터와, 정보를 송수신하는 다중통신모듈과, 목표위치까지 추적운항하는 통합항법모듈과, 워터젯 추진장치로 구동하는 제어모듈과, 경비전용장비 및 영상전송장비가 구비되며, 상기 무인해상경비선의 운항정보와 경비기동상황을 수치와 동영상을 통해 실시간으로 모니터링 및 원격제어가 가능하도록 모니터링용 제어콘솔이 원격통제부에 구비된다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 무인해상경비선의 다중통신모듈과 원격통제부의 송수신부간에는 LOS/BLOS/TCDL급 송수신기를 구비하여, 통신불능시 또는 제어불능시 긴급으로 복구가능하다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 무인해상경비선의 기동과정 중 무인자동제어모드에서 필요한 경우 항시 원격수동제어모드와 긴급무인자동제어모드로 전환가능하다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 통합항법모듈은 통신이 끊기거나 원격통제가 불가능하게 되면 자동제어를 통해 위치를 유지하고, 원격제어가 복귀될 때까지 대기하거나, 통신불능을 비상통신망을 통해 육상기지 또는 모선 및 근처의 유무인함정에 지속적으로 통보한다.
목적을 달성하기 위한 방법으로는, 모선 또는 육상기지의 원격통제부에서 위치정보와 경비기동(자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동)을 입력하여 무인해상경비선으로 데이타를 전송하는 단계와; 상기 데이타를 전송받은 무인해상경비선이 자동발진(이안)하여 목표위치로 자동추적 운항하는 단계와; 상기 목표위치로 이동한 무인해상경비선이 해당위치에서 경비기동(자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동) 및 모니터링 하는 단계와; 상기 무인해상경비선의 기동이 완료되면 모선 또는 육상기지로 자동귀환하여 도착(접안)하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 무인해상경비선의 원격통제장치 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무인해상경비선의 경비기동 과정을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 무인해상경비선의 원격통제장치 블럭도이고, 도 4는 본 발명에 따른 무인해상경비선의 세부구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 무인해상경비선에 구비된 경비장비와 영상장비의 실시예이고, 도 6은 본 발명에 따른 무인해상경비선의 원격통제방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
도 1과 2는 무인해상경비선(10)의 원격통제부과 경비기동 과정을 나타낸 개략도이며, 도 3은 상기 무인해상경비선(10)의 원격통제부을 블럭도로 도시하는 것으로, 무인해상경비선(10)과 모선 또는 육상기지에 설치되는 원격통제부(20) 및 통신위성(50)과 GPS위성(60)으로 구성된다.
상기 무인해상경비선(10)은 제어컴퓨터(11)와 다중통신모듈(12), 통합항법모듈(13), 제어모듈(14), 경비전용장비(15) 및 영상전송장비(16)가 전기, 전자적으로 연결되어 구성된다.
도 4를 참고로 무인해상경비선(10)의 세부구성도를 살펴보면, 제어컴퓨터(11)는 원격모니터링에 의해 무인으로 추적운항되고, 경비기동(자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동)을 운용하며, 다중통신모듈(12)은 LOS/BLOS/TCDL급 전송용송수신기가 구비되어 원격통제부(20)에서 전송된 데이타를 수신하고, 제어컴퓨터(11)에 저장된 항행정보와 제어기기의 상태 및 경비기동결과정보를 원격통제부(20)에 송신하며, 통합항법모듈(13)은 상기 다중통신모듈(12)로 수신된 자동항법 데이타에 의해 INS용 위치정보 및 정밀제어를 위한 RTKGPS로 목표위치까지 추적운항하며, 제어모듈(14)은 상기 통합항법모듈(13)과 연동되어 워터젯 추진장치에 의해 무인해상경비선(10)을 구동하며, 경비전용장비(15)는 상기 무인해상경비선(10)이 이동 중 타선, 암초 등의 장애물을 감지하는 센서(151)와, 적함의 존재와 그 거리를 측정하는 레이더(152)와, 해저의 정보를 수집하기 위한 사이드스캔소나(153)(Side Scan Sonar) 및 적함을 공격하기 위한 공격건(154)으로 구성되며, 상기 센서(151)는 전자광학센서(EO)와 적외선센서(IR)로 구비되며, 영상전송장비(16)는 항행정보와 제어기기의 상태를 확인하는 카메라(161)로 구성된다.
상기 원격통제부(20)은 모니터링용 제어콘솔(21)과 송수신부(22) 및 원격수동제어모드(23)와 긴급무인자동제어모드(24)로 구성된다.
모니터링용 제어콘솔(21)은 무인해상경비선(10)의 출동에서 추적운항과 경비기동(자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동) 제어 및 귀환까지의 모든 상황을 확인하고 경비기동결과정보들을 그래프와 수치로 실시간으로 모니터링하며, 송수신부(22)는 다중통신모듈(12)과의 데이타를 송수신하며, 상기 무인해상경비선(10)의 기동과정 중 무인자동제어모드에서 필요한 경우 항시 원격수동제어모드(23)와 긴급무인자동제어모드(24)로 전환 가능하다.
도 1과 도 3에서 무인해상경비선(10)의 위치신호를 원격통제부(20)에 송신하기 위해 GPS위성(60)이 구비되며, 무인해상경비선(10)의 통합항법모듈(13)에는 통신이 끊기거나 원격통제가 불가능하게 되면 자동제어를 통해 위치를 유지하고, 원격제어가 복귀될 때까지 대기하거나, 통신불능을 비상통신망을 통해 육상기지 또는 모선 및 근처의 유무인함정에 지속적으로 통보하며, 상기 무인해상경비선(10)의 다중통신모듈(12)과 원격통제부(20)의 송수신부(22)는 LOS/BLOS/TCDL급 전송용 송수신기로 통신한다.
도 5는 상기 경비전용장비(15)와 영상전송장비(16)가 무인해상경비선(10)에 설치된 실시예로서, 선체 상부 일측의 센서(151)에 의해 이동 중 타선이나 암초, 장애물이 감지되면 자동회피기동 되며, 적함의 존재와 그 거리를 측정하는 레이더(152)와, 하부에 구비되는 사이드스캔소나(153)(Side Scan Sonar)에 의해 해저의 각종 정보를 수집하고, 선체 일측에 공격건(154)이 구비되어 적함을 공격하며, 항행정보와 제어기기의 상태를 확인하는 카메라(161)가 구비된다.
도 6은 무인해상경비선(10)의 원격통제방법을 나타낸 순서도를 도시하는데, 먼저 모선 또는 육상기지의 원격통제부(20)에서 위치정보와 경비기동을 입력하여 무인해상경비선(10)의 출동명령을 내리게 된다(S10). 상기 입력된 정보에 의해 무인해상경비선(10)은 RTKGPS를 이용한 정밀위치제어를 통하여 자동발진(이안)하여 모선 또는 육상기지에서 일정위치로 벗어나 출발과정이 자동으로 시작되고, 자동발진(이안) 이후 초기에 기지에서 명령한 경비위치 또는 경비지역의 위치데이타베이스를 기반으로 무인해상경비선(10)은 현재위치정보와 목표각(무인선 이동방향각과 목표점방향각과의 차이)을 이용하여 목표점으로의 자동추적운항이 진행된다(S20). 이동 중에는 타선 또는 암초 등의 장애물과의 충돌방지를 위하여 자동충돌회피기동이 포함되며, 목표위치와 지역의 수는 무인경비정의 항속거리와 항속시간을 넘지 않게 사용자가 원하는 만큼 입력 가능하다. 상기 무인해상경비선(10)이 목표위치에 도달하면, 경비기동을 구현하면서 불법침투 선박이나 적함으로 의심되는 선박에 대한 1차 자동식별이 시작되며, 모선이나 육상기지에 식별결과가 통보되어 불법선 또는 적함으로 식별 판단되면 2차적으로 경비정에 설치된 스피커와 통신기를 통해 해당 선박에 원격경고가 이루어지게 된다. 이때 경고에 따르지 않거나 통보된 제한시간 이내에 제한 해역에서 빠져나가지 않게 되면 3차 저지기동이 시작되며, 이때부터는 근처에 있는 나포나 공격이 가능한 중대형 함정에 결과가 통보되고, 무인해상경비선(10) 근해로 올 때까지 무인선 자체로 해상시위기동이 시작된다. 저지기동에 따르지 않고 지속적으로 제한수역에 머물거나 위해행위가 지속되면 설치된 공격건(154)으로 공포사격과 위협사격을 통해 공격기동이 실시되며, 이때는 근처에 접근한 중대형 함정 또는 타 무인경비정과의 협력기동을 통해 공격기동을 실시하며, 각 기동에 대한 통제는 원격수동제어를 통해 수행되며, 통신이 끊기거나 원격통제가 불가능하게 되면 자동제어를 통해 위치를 유지하고, 원격제어가 복귀될 때까지 대기하거나 통신불능을 비상통신망을 통해 모선 또는 육상기지 및 근처의 유무인함정에 지속적으로 통보하게 된다. 또한 기동 중에는 무인선에 장착된 센서(151)와 레이더(152), 사이드스캔소나(153)의 경비전용장비(15)와, 카메라(161)가 구비되는 영상전송장비(16)를 이용하여 경비상황정보와 동영상을 실시간으로 모선 또는 육상기지로 전송하게 된다(S30). 명령으로 입력한 경비위치에 대한 경비기동이 종료되면, RTKGPS를 이용한 정밀위치제어를 이용하여 모선 또는 육상기지의 일정범위 이내로 접근 후 복귀하게 된다(S40).
상기와 같이, 출동 후 각 목표점 추적과정과 표적기동과정 및 귀환과정의 전과정에서 무인해상경비선(10)의 항행정보 및 동영상을 모선 또는 육상기지에서 원격모니터링할 수 있으며, 모든 정보는 무인해상경비선(10)과 모선 또는 육상기지에 저장된다.
또한, 모선 또는 육상기지에서는 단지 경비 목표위치들의 정보와 경비기동특성만을 입력 후 출동버튼만 누르면 출동(이안)에서 추적운항과 경비기동(자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동) 제어 및 모니터를 통하여, 무인해상경비선(10)의 위치정보를 포함한 모든 항행정보와 제어기기 상태를 확인할 수 있고, 이와 더불어 경비기동결과정보들을 그래프와 수치로 모니터링용 제어콘솔(21)을 통하여 실시간으로 모니터링할 수 있다.
본 발명은 무인해상경비선(10)과 모선 또는 육상기지의 원격통제부(20)과의 통신위성(50)을 이용한 LOS/BLOS/TCDL급 전송용 송수신기로 항행정보와 경비기동데이타의 실시간 전송 및 실시간 동영상 전송을 행할 수 있고, 실시간 제어용 프로그램기법을 사용하여 항시 무인자동제어모드에서 원격수동제어모드(23)와 긴급무인자동제어모드(24)로 언제든 전환 가능하며, 운용중 모든 제어파라미터와 목표점의 위치를 변경하거나 추가하는 것이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 유인경비정을 지원하거나 대체하여 유사시 인명피해를 방지하고, 실시간 자동식별/원격경고/저지기동/공격기동 시스템을 구축하여 효율적이고 신속대응 능력을 갖춘 해안 또는 해상 경비업무 수행이 가능하고, 무인해상경비선의 운용개념에 맞는 원격모니터링과 원격제어 핵심기술을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 경비기동을 운용하는 제어컴퓨터(11)와, 정보를 송수신하는 다중통신모듈(12)과, 목표위치까지 추적운항하는 통합항법모듈(13)과, 워터젯 추진장치로 구동하는 제어모듈(14)과, 경비전용장비(15) 및 영상전송장비(16)가 구비된 무인해상경비선(10)과, 상기 무인해상경비선(10)의 운항정보와 경비기동상황을 수치와 동영상을 통해 실시간으로 모니터링 및 원격제어가 가능하도록 모니터링용 제어콘솔(21)이 구비된 원격통제부(20)로 구성된 무인해상경비선의 원격통제장치에 있어서,
    상기 통합항법모듈(13)은 고정밀센서인 위치정밀센서(RTK-GPS)와 방위, 자세, 위치의 광자이로급 통합센서(INS)로 구성되며,
    상기 경비전용장비(15)는 사이드스캔소나(153)(Side Scan Sonar)가 구비되며,
    상기 원격통제부(20)는 원격수동제어모드(23)와 긴급무인자동제어모드(24)가 구비되며,
    상기 무인해상경비선(10)의 다중통신모듈(12)과 원격통제부(20)의 송수신부(22)간에는 LOS/BLOS/TCDL급 송수신기를 구비되는 것을 특징으로 하는 무인해상경비선의 원격통제장치.
  8. 모선 또는 육상기지의 원격통제부(20)에서 위치정보와 경비기동(자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동)을 입력하여 무인해상경비선(10)으로 데이타를 전송하는 단계(S10)와; 상기 데이타를 전송받은 무인해상경비선(10)이 자동발진(이안)하여 목표위치로 자동추적 운항하는 단계(S20)와; 상기 목표위치로 이동한 무인해상경비선(10)이 해당위치에서 경비기동(자동식별, 원격경고, 저지기동, 공격기동) 및 모니터링 하는 단계(S30)와; 상기 무인해상경비선(10)의 기동이 완료되면 모선 또는 육상기지로 자동귀환하여 도착(접안)하는 단계(S40)를 포함하는 무인해상경비선의 원격통제방법에 있어서,
    목표위치로 자동추적 운항하는 단계(S20)는 상기 무인해상경비선(10)의 기동과정 중 무인자동제어모드에서 필요한 경우 항시 원격수동제어모드(23)와 긴급무인자동제어모드(24)로 전환가능하며,
    해당위치에서 경비기동 및 모니터링 하는 단계(S30)는 상기 통합항법모듈(13)은 통신이 끊기거나 원격통제가 불가능하게 되면 자동제어를 통해 위치를 유지하고, 원격제어가 복귀될 때까지 대기하거나, 통신불능을 비상통신망을 통해 육상기지 또는 모선 및 근처의 유무인함정에 지속적으로 통보하는 것을 특징으로 하는 무인해상경비선의 원격통제방법.
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