KR100833900B1 - 휴대용 수중초음파 영상표시장치 - Google Patents

휴대용 수중초음파 영상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중에서 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이를 이용하여 초음파를 좌우 혹은 상하로 방사시키고 이를 초음파송수신기로 수신하여 영상신호로 변환하여 휴대용 표시패널에 표시하는 휴대용 표시패널이 부착된 수중초음파 영상장치에 관한 것이다.
본 발명은 수중작업, 탐사 혹은 수색작업을 하는 다이버의 수경 혹은 훌페이스 마스크 상단에 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이를 고정 부착하고, 이를 회전모터로 설정된 각도에 따라 좌우 혹은 상하로 회전하면서 부채꼴 모양으로 초음파 신호를 방사하고, 방사된 초음파 신호가 피사체로부터 반사되어 되돌아오는 초음파를 상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이로 수신하며, 수신된 초음파 신호를 초음파 수중영상처리 및 제어 유니트로 전송되어 영상신호처리를 수행하여 처리된 영상신호를 다이버가 착용한 수경 혹은 훌페이스 마스크의 안면부에 설치된 방수형 HMD에 표시하여 작업자가 수중에서 실시간으로 전방의 구조물 및 피사체의 형태를 파악할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명은 수중작업, 수중에서 탐사 혹은 수색 등을 수행하는 다이버가 개인적으로 휴대하여 탁도가 심하여 시야확보가 어려운 수중에서 전방의 수중피사체의 영상을 실시간으로 확인하며 수중작업 또는 수중의 탐사 및 수색을 할 수 있으므로 수중의 탁도가 심한 작업현장에서 작업효율을 높이고 안전사고를 예방하는 작용효과가 있다.
수중초음파 영상장치, 초음파영상, 수중 휴대용 영상장치

Description

휴대용 수중초음파 영상표시장치{A Portable Underwater Ultrasonic Image Display Device}
도1 : 본 발명에 따른 휴대용 수중초음파 영상장치의 전체구성도
도2 : 본 발명에 따른 휴대용 수중초음파 영상장치 신호처리 흐름도
도3 : 본 발명에 따른 휴대용 수중초음파 영상장치의 HMD를 내린 상태의 예시도
도4 : 본 발명에 따른 휴대용 수중초음파 영상장치의 HMD를 올린 상태의 예시도
도5 : 초음파 센서에 의한 영상취득 모식도
<도면의 번호에 대한 설명>
1 : 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이
2 : 방수형 스테핑모터 유니트
3 : 신호전송용 케이블 체결을 위한 방수커넥터
4 : 수중영상표시패널
5 : 방수형 HMD
6 : 신호전송케이블
7 : 모선으로 신호전송케이블
8 : 모선 전송용 케이블 체결을 위한 방수커넥터
9 : 스테핑모터 유니트 연결용 방수커넥터
10 : 수중영상처리 및 제어 유니트에 부착된 표시패널
11 : 방수형 ON/OFF 스위치
12 : 수중영상처리 및 제어 유니트 제어용 키패드
13 : 수중영상처리 및 제어 유니트
14 : 초음파 영상녹화용 스위치
15 : 허리부착용 패드
16 : 영상신호 전송용 초음파 센서
21 : 모선측 신호처리흐름도
22 : 수중피사체
23 : 피사체 촬영용 초음파
본 발명은 수중에서 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이를 좌우 혹은 상하로 일정각도로 회전시켜 초음파를 방사하고, 방사된 초음파가 피사체로부터 반사되어 되돌아온 초음파를 상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이로 수신하여 이를 초음파 수중영상처리 및 제어 유니트로 전송하여 표시패널에 표시할 수 있는 영상신호로 처리하여 수중피사체의 영상을 수중 작업자 또는 다이버가 착용한 수경 혹은 훌 페이스마스크 상단에 설치된 방수형 HMD에 표시하여 탁도가 심한 수중에서 수중구조물의 탐사, 보수작업, 수색 및 다양한 작업 등을 효율적으로 수행할 수 있도록 설계 제작된 휴대용 표시장치가 부착된 수중초음파 영상장치에 관한 것이다.
종래의 수중 초음파 영상장치는 탐색방법이 선박에서 예인되는 수중 피견인체(Towfish) 하단 양측에 부착된 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이를 이용하여 수중영상을 취득하거나 다중 초음파(Multi-Beam) 트랜스듀셔 어레이를 선박의 하부의 좌우측에 부착 설치하여 선박이 진행할 경우에 선박의 진행속도에 따라 발신된 초음파 신호를 수신하는 형태로 초음파 영상을 취득하는 방법을 사용하였으나, 이 방법은 탐사거리가 수백 미터에 이르러 깊은 수심의 광범위한 해역의 해저지형 탐사에는 적합하겠지만 필수적으로 초음파 트랜스듀셔어레이가 이동을 하여야만 영상이 수신되므로 예인 선박이 정지한 상태에서는 영상의 취득이 불가능하고 대형 선박들이 정박하여 있는 항만의 구조물이나 낮은 수심의 저수지, 강 등에서의 작은 구조물 및 수색작업 등의 정밀탐사에는 정박된 선박 등의 방해와 초음파 신호의 에코현상으로 인하여 정확한 수중영상의 취득은 불가능한 문제점이 있으며, 더욱이 피견인체 혹은 선박에 부착된 초음파 트랜스듀셔어레이가 수면에서 해저면을 기준으로 아래 방향으로 고정 설치된 관계로 항만의 측면벽이나 교각의 벽면등 측면구조물의 탐사작업에는 트랜스듀셔에레이의 재설치 등의 사용상 많은 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적인 과제는 상기와 같은 종래의 기술에 대한 문제점을 인식하고 안출된 것으로, 수중에서 작업, 탐사 혹은 수색작업을 하는 작 업자 또는 다이버가 착용하는 수경 혹은 훌페이스 마스크(Full-Face Mask) 상단에 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이(센서)를 부착 설치하고, 상기 부착된 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이는 내장된 회전모터에 의하여 좌우 혹은 상하로 설정된 일정각도(40도~50도)를 따라 회전하면서 부채꼴 모양으로 초음파 신호를 수중으로 방사하며, 상기 방사된 초음파 신호가 피사체로부터 반사되어 되돌아오는 초음파를 상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이로 수신하고, 상기 수신된 초음파 신호를 유선으로 초음파 수중영상처리 및 제어 유니트로 전송하여 수중영상신호를 처리하여 처리된 영상신호를 실시간으로 작업자 또는 다이버가 착용한 수경 혹은 훌페이스 마스크의 안면부에 설치된 방수형 HMD(Head Mount Display)에 다이버 전방의 피사체에 대한 수중초음파 영상을 제공해줌으로써 탁도가 높아서 시야가 확보되지 않는 수중에서의 작업, 탐사 혹은 수색작업을 하는 작업자 또는 다이버가 실시간으로 구조물 및 피사체의 형태를 파악하여 효율적으로 신속한 작업을 이룰 수 있고, 작업자 및 다이버의 안전사고를 예방할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 취득한 초음파 영상을 필요에 따라 초음파 수중영상처리 및 제어 유니트의 일측에 내장된 메모리에 기록 저장하여 탐사, 수중작업 혹은 수색작업이 종료된 후, 상기 기록 저장된 영상신호를 육상의 컴퓨터로 옮겨서 구조물의 구조도 작성하거나 차후의 수색작업 시에 해저지형을 활용하거나 작업의 증거자료 등으로 효율적으로 활용할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 본 발명에 따른 휴대용 수중초음파 영상표시장치를 다수의 수중 작업자들이 착용하여 동시에 작업 시에 취득되는 수중영상을 초음파 수중영상처리 및 제어 유니트와 모선이 유선 혹은 초음파 통신을 통해서 무선으로 수중 영상신호를 전송하여 모선에 위치한 컴퓨터에서 각각의 작업자들이 취득한 영상을 수집하고 영상신호를 처리하여 모니터 상에서 동시에 표시하여 확인할 수 있도록 구성하거나 필요한 작업자의 영상만을 확인할 수 있도록 구성하도록 구성할 수 있으며, 상기 모선의 컴퓨터에 표시되는 수중영상을 실시간으로 저장하여 차후에 해저지형의 탐사 시에 활용하거나 작업, 탐사 및 수색을 수행한 증거자료로 활용할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명에 따른 또 다른 목적은 날로 오염의 정도가 심하여 수중에서 시야확보가 어려운 내수면 교량의 교각, 댐 등의 수중구조물과, 항만의 수중구조물의 안전진단 시에 수중구조물의 균열 및 파손 등을 초음파 영상을 이용하여 쉽게 찾아낼 수 있으며, 작업자 또는 다이버가 실시간으로 HMD에 표시되는 수중영상들 중에서 중요한 영상들을 수중영상처리 및 제어 유니트에 내장된 메모리에 기록 저장한 후, 육상의 컴퓨터로 옮겨서 확인할 수 있으므로 수중구조물의 유지보수 및 관리를 효율적이고 신속하게 이루는데 있다.
본 발명은 수중에서 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이를 좌우 혹은 상하의 일정각도로 회전시키면서 초음파를 방사하고, 방사된 초음파가 수중피사체로부터 반사되어 되돌아온 초음파를 상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이로 수신하여 이를 초음파 수중영상처리 및 제어 유니트로 전송하여 표시패널에 표시할 수 있도록 영상신호로 처리하여 수중피사체의 영상을 수중작업자 또는 다이버가 착용한 수 경 혹은 훌페이스마스크 상단에 설치된 방수형 HMD에 표시하여 탁도가 심하여 시야확보가 어려운 수중구조물의 조사, 수중작업, 수중보수작업 및 수색 등의 작업 효율을 높일 수 있는 휴대용 표시장치가 부착된 수중초음파 영상장치에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명을 용이하게 이해할 수 있도록 해주는 도면에 대하여 살펴본다. 도1은 본 발명에 따른 휴대용 수중 초음파 영상장치의 구성도를 나타낸 것이며, 도2는 본 발명에 따른 휴대용 수중 초음파 영상장치 신호처리 흐름도를 나타낸 것이다. 도3은 본 발명에 따른 휴대용 수중 초음파 영상장치의 HMD를 내린 상태를 도시한 것이며, 도4는 본 발명에 따른 휴대용 수중 초음파 영상장치의 HMD를 올린 상태의 예시도를 도시한 것이다. 도5는 초음파 센서에 의한 영상취득의 모식도를 나타낸 것이다.
본 발명은 수중에서 작업하는 작업자 또는 다이버가 착용하는 수경(물안경) 혹은 훌페이스마스크 상단에 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이가 부착 설치되며, 상기 초음파 트랜스듀셔어레이를 좌우 혹은 상하의 일정각도로 회전시켜주는 방수형 스테핑모터를 구비하고, 상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이를 좌우 혹은 상하로 일정각도로 회전시켜 초음파를 방사하며, 방사된 초음파가 수중피사체로부터 반사되어 되돌아온 초음파를 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이로 수신하고, 수 신된 초음파를 표시패널에 표시할 수 있는 영상신호로 처리하기 위하여 초음파 수중영상처리 및 제어 유니트로 전송하며, 초음파 수중영상처리 및 제어 유니트에서 처리된 영상신호는 유선으로 전송되어 실시간으로 작업자 또는 다이버가 착용한 수경 혹은 훌페이스마스크의 안면부에 고정된 방수형 HMD(Head Mount Display)에 표시해주도록 설계 제작된 표시장치가 부착된 수중초음파 영상장치이다.
본 발명에 따른 상기 수중영상처리 및 제어 유니트는 유니트 본체에 유선으로 모선에 위치한 컴퓨터와 체결되어 수중피사체의 영상을 모선으로 송신할 수 있는 신호전송용 케이블을 연결할 수 있는 방수커넥터를 구비하고 있으며, 별도의 데이터 전송용 초음파 송신장치를 구비하여 모선과 무선으로 초음파 통신을 수행하여 초음파로 상기 작업자 또는 다이버들이 취득한 영상자료를 모선으로 송신할 수 있는 신호전송용 초음파센서도 구비하고 있다.
상기 수중영상처리 및 제어 유니트의 전면에는 유니트의 운전조건을 설정할 수 있는 방수형 키패드가 부착 설치되어 있으며 키패드를 통해서 입력된 정보를 확인할 수 있는 표시패널을 구비하고 있다. 상기 수중영상처리 및 제어 유니트의 전면에 부착된 표시패널 하단에는 본 발명에 따른 휴대형 수중초음파 영상장치의 전원을 공급할 수 있도록 방수형 ON/OFF 스위치가 부착 설치되어 있고, 작업자 또는 다이버가 전방의 수중피사체의 영상을 HMD(Head Mount Display)에서 실시간으로 확인하고, 확인된 주요 초음파 영상을 필요시에 저장할 수 있도록 수중영상처리 및 제어 유니트 내부 일측에 수중영상을 저장하기 위한 메모리를 구비하고, 수중작업자 또는 다이버가 필요할 경우에 상기 메모리에 편리하게 기록 저장할 수 있도록 방수형 녹화스위치를 구비하고 있다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.
[실시 예]
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도1은 본 발명에 따른 휴대용 수중초음파 영상장치 전체적인 구성도이며, 도2는 본 발명에 따른 휴대용 수중 초음파 영상장치 신호처리 흐름도를 나타낸 것이다. 도1 및 도2에 기초하여 본 발명에 따른 구성수단들을 구체적으로 살펴본다.
본 발명은 수경(물안경) 혹은 훌페이스 마스크(Full Face Mask) 상단에 부착 설치된 초음파 송수신용 튜랜스듀셔어레이(1)를 이용하여 작업자 또는 다이버의 전방에 위치한 수중피사체(22)의 영상을 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이(1)로 측정하고, 측정된 초음파신호를 처리하는 수중영상처리 및 제어 유니트(13)에서 작업자 또는 다이버들이 수중에서 촬영한 수중피사체(22)의 영상을 직접 볼 수 있도록 프레임 단위로 영상신호를 처리하여 유선으로 HMD(5, Head Mount Display)로 전송하여 수중작업, 탐색 및 수색 등의 작업을 효율적으로 수행함과 동시에 안전사고를 예방할 수 있는 휴대용 수중초음파 영상표시장치 그 자체의 구현과, 상기 수중 작업자 또는 다이버들이 휴대한 휴대용 수중초음파 영상표시장치에 부착 설치된 초음파 송수신용 튜랜스듀셔어레이(1)를 이용하여 작업자 또는 다이버의 전방에 위치한 수중피사체(22)의 영상을 수중영상처리 및 제어 유니트(13)에서 표시패널(4)에 표시할 수 있도록 영상신호를 프레임단위로 처리한 수중피사체(22)의 영상을 에이치엠디(5, Head Mount Display) 및 모선에 위치한 컴퓨터로 동시에 전송하는 기능이 탑재된 수중영상처리 및 제어 유니트(13)로 구성되어 있다.
먼저, 본 발명에 따라 수중작업자 또는 다이버들이 휴대하고 수중의 탁도에 무관하게 수중피사체(22)의 영상을 측정할 수 있는 휴대용 수중초음파 영상표시장치의 구성수단들에 대하여 구체적으로 살펴본다. 상기의 휴대용 수중초음파 영상장치는 작업자 또는 다이버들이 착용하는 수경(물안경) 혹은 훌페이스마스크 상부의 앞단에 부착되어 작업자 또는 다이버의 전방에 존재하는 수중의 지형 및 다양한 수중피사체(22)에 초음파 신호를 일정각도로 방사하고, 방사된 초음파 신호가 수중의 지형 및 피사체로부터 반사되어 되돌아온 초음파를 상기 작업자 또는 다이버가 착용한 수경(물안경) 혹은 훌페이스마스크 상부의 앞단에 부착된 상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이(1)가 수신하도록 구성되어 있다.
상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이(1)는 다수의 초음파 송수신센서가 어레이 형식으로 설계 제작된 통상의 초음파 송수신용 센서이며, 초음파 방사시의 빔의 각도는 수평 폭(Horizontal Beamwidth)이 0.3°내지 0.5°이고, 수직폭(Vertical Beamwidth)이 40°내지 50°의 부채꼴 형상으로 초음파를 수중으로 방사 후 반사파를 수신 할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 초음파 트랜스듀셔어레이(1)의 후단에 고정 설치된 방수형 스테핑모터 유니트(2)에 탑재된 스테핑 모터는 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이(1)를 수중영상처리 및 제어 유니트(13)에 설정된 초음파 방사각도로 초음파 송수신용 트랜스듀셔 어레이(1)를 좌우 또는 상하로 회전시키면서 초음파를 방사하고, 방사된 초음파가 수중피사체(22)로부터 반사되어 되돌아온 초음파를 수신할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔 어레이(1)를 회전하기 위한 모터는 정확한 각도와 속도로 초음파 송수신용 트랜스듀셔 어레이(1)의 회전시킬 수 있는 스테핑모터가 바람직하나, 설정된 초음파 방사각도로 회전시킬 수 있는 모터이면 족하다.
상기 방수형 스테핑모터 유니트(2)의 후단에는 수중 초음파 영상처리 및 제어 유니트(13)와 연결되는 방수커넥터(3)가 부착 설치되어 신호 송수신을 위한 신호전송용 방수케이블(6)에 의하여 초음파 신호, 제어신호 및 영상신호를 전송하여 처리하고 제어하는 수중영상처리 및 제어 유니트(13)와 필요한 신호를 서로 주고받을 수 있도록 구성되어 있다.
상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔 어레이(1)에서 방사된 초음파가 수중피사체로부터 반사되어 돌아온 초음파 신호는 초음파 송수신용 트랜스듀셔 어레이(1)의 수신부에서 수신하여 신호전송케이블(6)을 통하여 수중영상처리 및 제어 유니트(13)로 전송되도록 구성되어 있다.
상기 수중영상처리 및 제어 유니트(13)에는 신호증폭기, 잡음필터 및 A/D변환기(Analog Digital Converter)를 탑재하고, 상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔 어레이(1)에서 수신된 수중피사체(22)의 신호를 증폭하고 잡음을 제거한 후 아날로그신호를 디지털신호로 변환한 후, 수중피사체(22)의 영상을 표시패널(4)에서 표시하여 작업자 또는 다이버가 수중영상을 실시간으로 볼 수 있도록 프레임단위로 변환해주는 디지털 영상신호변환기(Digital Video Convertor)를 구비하고 있다.
상기 수중영상처리 및 제어 유니트(13)에서 프레임단위로 처리된 수중피사 체(22)의 영상은 신호전송용 방수케이블로 작업자 또는 다이버가 착용한 수경(물안경) 혹은 훌페이스 마스크 앞단에 설치된 에이치엠디(5, HMD) 또는 모선에 위치한 컴퓨터와 연결된 모니터로 전송되어 수중피사체의 영상을 작업자, 다이버 또는 컴퓨터 운영자가 실시간으로 확인할 수 있도록 구성되어 있다.
중앙처리장치(DSP)와 수중에서 측정된 피사체의 영상신호처리 및 장치제어를 위한 프로그램이 내장된 메모리 등이 장착된 수중영상처리 및 제어 유니트(13)는 상기 메모리에 내장된 영상신호처리 및 제어 프로그램에 의하여 상기 수중피사체(22)로부터 취득한 초음파신호를 잡음을 제거하여 증폭한 후 디지털신호로 변환한 후, 상기 디지털신호를 처리하여 표시패널(4)에 표시할 수 있는 수중영상신호로 변환하여 프레임 단위로 신호전송용 방수케이블(6)을 통하여 실시간으로 작업자 또는 다이버가 착용한 수경(물안경) 혹은 훌페이스 마스크 앞단에 설치된 에이치엠디(5) 안쪽의 좌우측에 설치된 엘씨디 패널(4, LCD Panel)로 전송하여 작업자 또는 다이버가 전방에 위치하는 수중피사체의 영상을 실시간으로 확인할 수 있도록 구성하여 탁도가 높아서 시야확보가 어려운 수중에서의 안전성 및 작업효율을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 수중영상처리 및 제어 유니트(13)에는 수중에서 초음파로 촬영한 수중 영상신호를 처리하여 유선으로 다이버가 착용한 수경(물안경) 혹은 훌페이스 마스크 앞단에 설치된 에이치엠디(5, HMD에 표시함과 동시에 모선에 위치한 컴퓨터와 연결된 모니터로 전송할 수 있도록 수중영상처리 및 제어 유니트(13)의 신호전송 조건을 설정하고, 수중영상처리 및 제어 유니트(13)의 일측에 부착 설치된 방수커 넥터(8)와 신호전송케이블(7)을 서로 체결하여 모선으로 영상신호를 동시에 전송하여 모선에 설치된 컴퓨터와 연결된 모니터에서 실시간으로 수중피사체의 영상을 관찰할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 수중영상처리 및 제어 유니트(13)와 모선에 위치한 컴퓨터와의 신호를 전송하는 수단은 크게 두 가지로 유선인 신호전송용 방수케이블(7)을 통해서 이루어지거나 또는 무선으로 이루어지며, 유선으로 전송이 이루어질 경우에는 앞서 설명한 바와 같고, 무선으로 영상신호를 수중에서 전송하는 경우에는 수중영상처리 및 제어 유니트(13)에 탑재된 D/A 변환기(Digital Analog Convertor)를 통하여 아날로그 신호로 변환한 후, 변환된 신호를 신호증폭기를 사용하여 증폭한 다음, 증폭된 아날로그신호를 초음파 신호로 변조하여 수중영상처리 및 제어 유니트(13)에 부착된 신호전송용 초음파송신센서(16)를 통해서 모선으로 송신하고, 모선에서는 모선의 일측 수중에 설치된 초음파 수신기로 수신하여 수신된 아날로그신호를 노이즈필터와 신호증폭기를 사용하여 잡음을 제거한 후 신호를 증폭하고, 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 프레임단위의 디지털영상신호로 변환한 후 컴퓨터와 연결된 모니터에 표시되도록 구성되어 있다.
상기 수중 작업자 또는 다이버의 일측에 부착할 수 있도록 설계 제작된 휴대용 초음파 수중영상처리 및 제어 유니트(13)의 전면에는 수중영상처리 및 제어 유니트(13)의 운전조건을 설정할 수 있는 방수형 키패드(12) 가 부착 설치되어 수중에서도 해상도 따라 쉽게 장비의 운전조건을 변경할 수 있으며, 설정된 운전조건 및 운전조건 설정을 위하여 제어신호 입력 시 입력되는 정보를 확인할 수 있도록 엘씨디(LCD) 또는 엘이디(LED)로 구성된 표시패널(10)을 구비하고 있다.
상기 엘씨디(LCD) 또는 엘이디(LED)로 구성된 표시패널 하단부에는 본 발명에 따른 휴대용 수중초음파영상장치의 전원을 ON/OFF 할 수 있는 방수형 전원스위치(11)가 부착 설치되어 있으며, 수중작업자 또는 다이버가 착용한 에이치엠디(5, HMD)에 부착된 표시패널(4)에서 확인되는 지형, 구조물 및 다양한 피사체의 수중 영상들 중에서 중요하다고 판단되는 수중영상을 필요에 따라 수중영상처리 및 제어 유니트(13)에 내장된 메모리에 기록 저장할 수 있도록 방수형 녹화버튼(14)이 설치되어 있으며, 상기 메모리에 기록 저장된 수중영상은 작업 종료 후 육상에서 보다 정밀하게 검토할 경우에 사용하거나 작업자들의 작업의 증거자료 및 다시 작업할 경우에 참고자료로 활용을 할 수 있다.
본 발명에 따른 휴대용 수중영상장치는 수중작업자 또는 다이버가 착용한 수경(물안경) 혹은 훌페이스 마스크 앞단에 설치된 초음파 영상표시용 에이치엠디(5)는 방수형 스테핑모터 유니트(2)와의 연결부분은 경첩모양으로 일정각도로 접었다 폈다할 수 있도록 구성되어 다이버가 입수 전이나 시야가 좋아서 초음파 수중영상의 확인이 필요하지 않을 경우에는 에이치엠디(5)를 위로 올려 다이버가 수경(물안경) 혹은 훌페이스 마스크를 통하여 직접 사물을 관찰할 수 있도록 설계 제작되어 있다. 도3은 휴대용 수중 초음파 영상장치의 에이치엠디를 내린 상태를 도시한 것이며, 도4는 휴대용 수중 초음파 영상장치의 에이치엠디를 올린 상태를 도시한 예시도이다.
본 발명은 초음파송수신용 트랜스듀셔어레이, 초음파수중영상처리 및 제어 유니트 및 에이치엠디로 구성된 수중영상장치를 작업자 또는 다이버가 직접 휴대하고 수중에서 작업, 수색 및 탐사 등의 작업을 수행하기 위하여 전방의 피사체영상을 확인할 수 있도록 설계 제작함으로써 수중에서 작업, 수색 및 탐사 등의 작업을 수행하는 작업자 또는 다이버들의 안전사고를 예방할 수 있고, 보다 신속하고 효율적으로 필요한 작업을 수행할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.
본 발명은 수중작업 혹은 수색을 하는 수중 작업자 또는 다이버가 개인적으로 수중에서 착용하는 수경(물안경) 혹은 훌페이스 마스크 앞단에 전방의 물체에 대한 초음파 수중영상을 표시할 수 있는 에이치엠디를 부착 설치하여 야간 혹은 탁도가 심한 수중에서 대상물의 영상을 수경 혹은 훌페이스 마스크 상단에 설치된 수중 초음파송수신기에서 수신한 전방의 수중 피사체를 실시간으로 확인하면서 작업 및 탐색을 진행할 수 있으므로 장마철의 흙탕물 속에서의 실종자 수색작업 및 군부대에서의 야간 침투작전 등을 안전하고 효율적으로 신속하게 수행할 수 있도록 하는 작용효과가 있다.
본 발명에 따른 또 다른 효과는 날로 오염의 정도가 심하여 수중에서의 시야확보가 어려운 내수면 교량의 교각, 댐 등의 수중구조물과, 항만의 수중구조물 안전 진단 시에 수중구조물의 균열 및 파손 등을 초음파 영상을 이용하여 쉽게 찾아낼 수 있으며, 작업자 또는 다이버에게 실시간으로 에이치엠디에 표시되는 영상들 중에서 중요한 영상들을 수중영상처리 및 제어 유니트에 내장된 메모리에 기록 저장한 후, 육상에서의 컴퓨터를 통하여 확인할 수 있으므로 수중구조물의 보수 및 관리를 효율적이고 신속하게 이루는데 있다.

Claims (7)

  1. 휴대용 수중영상표시장치에 있어서,
    수중작업자 또는 다이버가 착용하는 수경 혹은 훌페이스 마스크 상단에 설치되며, 수중 피사체를 촬영하기 위하여 수중에 초음파를 방사하고, 방사된 초음파가 피사체로부터 반사되어온 초음파를 수신하는 초음파 송수신용 트랜스듀서어레이;
    상기 초음파 송수신용 트랜스듀셔어레이의 뒷단에 위치하여, 상기 초음파 트랜스듀셔어레이를 좌우 또는 상하로 일정각도로 회전시켜 부채꼴 형상으로 초음파를 방사해주도록 설계 제작된 방수형 스테핑모터;
    상기 초음파 송수신용 트랜스듀서어레이와 유선으로 연결되며, 상기 초음파 송수신용 트랜스듀서어레이에서 측정된 신호를 신호증폭기로 증폭하고 잡음을 제거한 후 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기에서 변환된 디지털 신호로 표시패널에 수중 피사체의 영상을 표시할 수 있도록 프레임단위로 변환해 주는 디지털 영상신호변환기로 구성된 수중영상처리 및 제어 유니트; 및
    상기 수중영상처리 및 제어 유니트와 유선으로 연결되어 수중 작업자 또는 다이버가 착용하는 수경 혹은 훌페이스 마스크의 안면부에 설치되며, 상기 디지털 영상신호변환기에서 프레임단위로 변환된 수중 피사체의 영상을 표시해 주는 방수형 에이치엠디로 구성된 휴대용 수중영상표시장치.
  2. 삭제
  3. 청구항1에 있어서,
    상기 수중영상처리 및 제어 유니트는 수중 피사체의 영상을 저장하기 위한 메모리와, 작업자 또는 다이버가 전방에 위치한 수중 피사체의 영상을 확인하고 필요한 영상들을 저장하기 위한 제어버튼을 더 구비한 휴대용 수중영상표시장치.
  4. 청구항1 또는 청구항3에 있어서,
    상기 수중영상처리 및 제어 유니트는 수중 작업자 또는 다이버가 촬영한 수중 피사체의 영상을 모선으로 전송할 수 있도록 설정하는 수단과 수중 피사체의 영상을 모선으로 전송하기 위한 방수커넥터를 구비한 휴대용 수중영상표시장치.
  5. 청구항3에 있어서,
    상기 수중영상처리 및 제어 유니트는 수중 작업자 또는 다이버가 수중에서 필요한 기능으로 변경 설정할 수 있도록 제어버튼과 표시패널을 더 구비한 휴대용 수중영상표시장치.
  6. 청구항4에 있어서,
    상기 수중영상처리 및 제어 유니트는 수중 작업자 또는 다이버가 측정한 수중 피사체의 영상을 모선으로 전송하는 수단을 구비하되, 유선 또는 신호전송용 초 음파센서로 무선으로 영상신호를 전송할 수 있도록 구성된 휴대용 수중영상표시장치.
  7. 청구항1에 있어서,
    상기 방수형 에이치엠디는 수중의 탁도에 따라 작업자 또는 다이버가 방수형 에이치엠디를 사용하여 수중 피사체를 확인하거나 에이치엠디를 사용함이 없이 직접 눈으로 확인하면서 수중 작업, 수색 및 탐사를 효율적으로 수행할 수 있도록 일정각도로 접거나 펼 수 있도록 설계 제작된 휴대용 수중영상표시장치.
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