KR101153215B1 - 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단방법 및 그 장치 - Google Patents

소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소나를 이용하여 수중구조물의 상태를 전방위로 진단하는 방법과 그 장치에 관한 것으로, 소나를 이용하여 수중구조물을 무인으로 진단하는 방법에 있어서, (a) 수면에 소나가 장착된 보트를 띄운 후에 보트를 수중에 설치된 구조물의 탐사 위치로 구동시키는 단계; (b) 상기 보트를 해당 위치에 정지시킨 다음 소나를 하강시키는 단계; (c) 수중구조물의 위치에 따라 상기 소나를 상하좌우 및 전후방향으로 전방위 회전시키는 단계; (d) 상기 소나로부터 초음파 펄스가 방사되도록 하여 수중구조물을 탐지하는 단계; 및 (e) 상기 소나에서 탐지된 수중구조물에 관한 정보데이터를 데이터 송수신부로부터 수신하여 모니터로 모니터링하고 데이터 저장부에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 것이다. 본 발명은 소나의 방향을 전방위로 자유롭게 회전시킬 수 있어 수중의 어떠한 위치나 방향의 구조물도 탐사가 가능하고, 원격에서 수중구조물을 탐사하는 작업의 편의성을 제공하며, 수중구조물의 탐사에 따른 무인 진단장치의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 것이다.

Description

소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단방법 및 그 장치{Method for Automatic Safety Diagnosis of Underwater Structure using SONAR and Apparatus thereof}
본 발명은 수중구조물의 진단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소나를 이용하여 수중구조물의 상태를 전방위(全方位, Omni-direction)로 진단하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 소나(Sound Navigation and Ranging, SONAR)는 수중물체의 탐지나 표정에 사용되는 음향표정장치이다. 통상 수중청음기나 음향탐지기 등을 말한다. 수중청음기는 잠수함 탐지를 위해 제1차 세계대전 이래 개발되어, 특히 제2차 세계대전 중과 전후에 급속히 발달하였다. 가시광선 등의 전자파와 레이더파는 물속에는 전달되지 않으므로 초음파를 써서 표정한다. 물속에 전달되는 소리의 빠르기는 바다의 상황에 따라 다르나 대략 1,500m/s이며, 물체에 닿으면 반사하여 되돌아오는 성질이 있어 각종 소나는 이것을 이용한다.
소나에는 음향탐지기형과 같이 스스로 소리를 내어 물체를 표정하는 액티브 소나와 수중청음기형과 같이 음원으로부터의 소리를 측정하여 그것을 표정하는 패시브 소나의 두 종류가 있다. 음향탐지기형은 초음파를 짧은 단속음으로 발사하고 이것이 물체에 부딪쳐 반사하여 되돌아오는 데 걸리는 시간을 재 물체까지의 거리를 측정한다. 또 송파기를 회전시켜 그 방향을 탐지한다. 실제로 레이더의 PPI 스코프 방식과 같으며, 브라운관 위에 거리, 주위에 방위를 눈금으로 새겨 주사선이 송파기의 회전과 함께 회전하도록 되어 있으며, 반향음이 되돌아오면 브라운관 위에 광점으로서 물체가 나타나 거리 및 방위를 탐지하게 된다. 음향측탐기나 어군탐지기, 잠수함 및 지뢰탐지용 소나, 해저의 구조를 탐측하는 사이드루킹(Side Looking) 소나 등은 이와 같은 본체가 음파를 내는 소나의 일종이다. 수중청음기는 지향성이 높은 청음기를 여러 개 조합하여 도달음의 시간차로부터 방위를 알 수 있다. 조건이 좋을 때는 이 종류의 소나는 대략 160km 앞의 선박을 탐지할 수 있고, 선박의 종류나 형태에 따라서 나타내는 소리가 달라 음향탐지기형에 비하여 배의 종류까지도 식별이 가능하다. 이들은 주로 바다의 표면 가까이에서 사용되는데, 수온의 구조가 복잡한 변온층이 있어서 음파의 굴곡과 속도의 변화가 일어나 유효거리는 제한을 받게 된다. 일반적으로 여름보다 겨울이 유효거리가 길며, 열대해와 한대해로서는 열대해쪽이 길다. 최근에는 함선에 장치되는 것 외에 비행기로부터 투하되는 잠수함 탑지용인 음파탐지기 부호에도 이용된다. 음향탐지기형인 소나에서는 보통 매초 5～50KHz, 100KHz, 400KHz인 초음파 펄스를 사용하고 있다. 이는 대략 3~5Km 이내의 구조물 탐지에 사용되고, 초음파 펄스가 1,250KHz는 대략 35m, 5,450KHz는 1m 이내의 구조물 탐지에 적합하다.
종래에 본 발명의 출원인이 출원하여 등록받은 등록특허공보 제10-0801680호의 소나를 이용한 수중구조물의 무인 안전진단 장치는 교각과 같이 수중으로부터 수면 위까지 직립 설치된 수중구조물의 안전진단을 위하여 효과적으로 적용되었다. 그러나 소나가 장착된 보트가 물결에 의하여 진동이 발생되면 정밀한 탐사가 어렵고, 물속의 지반이나 물속에 설치된 테트라포드나 방파제 등의 구조물에 근접하여 탐사하는 것이 용이하지 않은 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0801680호
본 발명은 상기 문제를 해소하기 위한 것으로, 수중에서 소나를 승강이나 전방위로 작동시키면서 수중의 하상이나 각종 구조물에 근접하여 탐사함으로써 수중구조물의 안전을 진단하기 위한 것이 목적이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 소나를 이용하여 수중구조물을 무인으로 진단하는 방법에 있어서, (a) 수면에 소나가 장착된 보트를 띄운 후에 보트를 수중에 설치된 구조물의 탐사 위치로 구동시키는 단계; (b) 상기 보트를 해당 위치에 정지시킨 다음 소나를 하강시키는 단계; (c) 수중구조물의 위치에 따라 상기 소나를 상하좌우 및 전후방향으로 전방위 회전시키는 단계; (d) 상기 소나로부터 초음파 펄스가 방사되도록 하여 수중구조물을 탐지하는 단계; 및 (e) 상기 소나에서 탐지된 수중구조물에 관한 정보데이터를 데이터 송수신부로부터 수신하여 모니터로 모니터링하고 데이터 저장부에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 것이다.
또한, 본 발명에서, 상기 소나에서 탐지된 수중구조물의 진단이 완료되면 소나 회전위치를 초기화시키고 소나를 상승시킨 후 보트를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 소나를 이용하여 수중구조물을 무인으로 진단하는 장치에 있어서, 소나가 장착된 보트의 작동을 제어하는 보트 구동부와, 상기 보트에 고정된 지지부재로부터 수중에 잠긴 소나와 승강대로 연결되어 소나의 높낮이를 조절하는 승강대 신축부와, 상기 승강대 신축부 아래에 프레임이 장착되고 프레임에 양측단이 지지된 소나를 회전시키는 소나 회전부와, 상기 소나로부터 수집된 데이터를 변환하여 유선 또는 무선으로 전송하는 제1데이터 송수신부와, 상기 보트의 구동과 보트에 장착된 보트 구동부, 승강대 신축부, 소나 회전부의 작동을 제어하고, 소나에서 탐지된 데이터를 제1데이터 송수신부를 통해 원격 제어장치로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 보트 및 소나 제어장치; 및 상기 제1데이터 송수신부로 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신하는 제2데이터 송수신부와, 상기 제2데이터 송수신부에서 수신된 데이터를 저장하는 데이터 저장부와, 상기 소나에서 탐지된 목표물을 가시적으로 표출하는 모니터와, 원격에서 상기 보트의 구동 제어 및 승강대 신축부와 소나 회전부를 제어하고, 수신된 데이터를 표출 및 저장하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는 원격 제어장치를 포함하여 이루어진 것이다.
또한, 본 발명에서, 상기 승강대 신축부는 복수의 승강대를 포함하고, 승강대는 제1모터에 의해 기계적으로 신축되거나 또는 유압이나 공압으로 신축될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 소나 회전부는 프레임 일측에 장착되어 소나를 수직축에 대하여 전후방향으로 회전시키는 제2모터를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 보트 좌우측으로부터 일정 길이의 지지대가 연결되고, 지지대 단부 아래로 수면에 뜨는 보조 플로터가 장착되어 보트가 물결에 따라 유동되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 원격 제어장치는 키보드 및 마우스를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 소나는 사이드 스캔 소나(Side Scan SONAR)이고, 소나에서 방사되는 초음파 펄스는 매초 400~3,000KHz를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 보트가 물결의 유동에 따라 소나에서 방사된 초음파신호를 보정하는 초음파 보정용 센서가 소나 일측에 장착될 수 있다.
본 발명은 상기 해결 수단에 의하여, 소나의 방향을 전방위로 자유롭게 회전시킬 수 있어 수중의 어떠한 위치나 방향의 구조물도 탐사가 가능하고, 원격에서 수중구조물을 탐사하는 작업의 편의성을 제공하며, 수중구조물의 탐사에 따른 무인 진단장치의 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치를 나타낸정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치를 나타낸측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치로 수중의 교각구조물을 탐사하는 것을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치로 하상을 탐사하는 것을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치로 수중의 방파제를 탐사하는 것을 나타낸 것이다.
도 8a는 하상조사로 세굴을 탐사한 초음파 사진이고, 도 8b는 자켓프라임의 상태를 탐사한 초음파 사진이며, 도 8c는 교각구조물의 상태를 탐사한 초음파 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1에서, 소나가 장착된 보트를 제어하는 보트 및 소나 제어장치(10)와, 보트 및 소나 제어장치(10)를 원격에서 제어하고 데이터를 송수신하는 원격 제어장치(30)로 구분된다. 그리고 보트 및 소나 제어장치(10)와 원격 제어장치(30)는 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신한다.
보트 및 소나 제어장치(10)의 보트 구동부(13)는 소나(5)가 장착된 보트(1)의 작동을 제어하는 것으로, 보트 구동부(13)는 보트의 전진, 후진, 방향전환 등 보트의 이동이나 정지 등을 제어하는 것이다. 보트 구동부(13)는 보트를 이동시키기 위한 추진용 프로펠러를 포함하는 모터와, 모터 등의 구동을 위한 전원공급장치 등이 포함될 수 있다. 또한 보트를 연료로 구동시키는 경우에 이에 필요한 설비가 구비되어 있어야 할 것이다. 그리고 보트(1) 좌우측에는 일정 길이의 지지대(2)가 연결되고, 지지대(2) 단부에 수면에 뜨는 보조 플로터(3)가 장착될 수 있다. 보조 플로터(3)는 보트가 수면 위에 안정적으로 이동 또는 정지되도록 하여 물결에 따라 유동되는 것을 최소화하기 위한 것이다.
도 2 내지 도 4에서, 보트(1) 측방으로 지지부재(20)가 수평으로 돌출되어 고정 설치된다. 지지부재(20)에는 소나(5)를 상하방향으로 신축시키기 위한 승강대 신축부(17)와, 소나(5)를 회전시키기 위한 소나 회전부(16)가 일체로 결합된다. 더욱이 보트(1)가 수면 위에서 전진할 때에 수중에 잠긴 승강대 신축부(17)와 소나 회전부(16) 등은 수중 저항이 최소가 되는 형상이나 구조로 이루어진 것이 좋다.
또한, 필요에 따라 지지부재(20)가 보트(1) 전방이나 후방으로 설치되고, 전방이나 후방에 설치된 지지부재(20)에 프레임(24)으로 고정된 소나(5)가 결합된 승강대 신축부(17)가 거치되어 설치될 수 있다.
승강대 신축부(17)는 상하로 신축되어 보트로부터 수중에 잠긴 소나(5)의 높낮이를 조절하기 위한 승강대(17)가 좌우에 형성되고, 승강대 신축부(17)의 상부에는 지지부재(20)와 고정 결합되는 고정부재(21)가 구성되어 있다. 또한, 승강대 신축부(14)는 승강대(17)를 신축시키기 위한 제1모터(18)가 설치되어 있다. 승강대 신축부(14)는 승강대(17), 즉 안테나의 모노폴과 같이 수직으로 승강하는 일정 길이를 갖는 복수의 폴(pole)이 연결되어 있다. 승강대(17)의 개수나 길이에 따라 승강 가능한 길이가 결정될 것이다. 승강대 신축부(14)는 유압이나 공압을 이용하여 승강되는 것이 좋고 스파이럴 스프링 등에 의하여 승강되는 것도 좋다.
소나 회전부(16)는 승강대 신축부(17) 아래에 프레임(24)으로 결합된다. 즉 소나(5) 양측에서 소나를 지지하는 프레임(24) 상단이 승강대 신축부(17) 단부와 결합되며, 프레임(24)에 소나(5)를 회전시키는 제2모터(19)가 포함되고, 제2모터(19)의 회전력을 소나(5)의 회전으로 전달하는 기계적인 구성이 포함된다.
따라서 승강대 신축부(17)의 작동으로 수중에 잠긴 소나의 높낮이를 조절할 수 있고, 소나 회전부(16)의 제2모터(19)의 작동으로 소나(5)를 360도 회전시킬 수 있으며, 보트 구동부(13)의 작동으로 소나의 방향을 결정할 수 있다. 그러므로 보트(1)에 탑재된 보트 및 소나 제어장치(10)로부터 소나(5)를 원하는 방향으로 회전시킬 수 있어 원하는 방향의 목표물로 초음파 펄스를 방사 및 탐지할 수 있도록 하는 것이다.
제1데이터 송수신부(12)는 소나(5)로부터 수집된 데이터를 변환하여 유선 또는 무선을 통해 원격 제어장치(30)로 송수신하는 것이다. 더욱이 제1데이터 송수신부(12)는 원격 제어장치(30)로부터 보트 및 소나 제어장치(10)의 제어를 위한 데이터를 수신한다.
제어부(11)는 보트(1)의 구동과 보트에 장착된 각 구성요소들의 작동을 제어하고, 소나(5)에서 탐지된 데이터를 원격 제어장치(30)로 전송하도록 제어하는 것이다. 제어부(11)에는 해당 구성요소들의 제어를 위한 소프트웨어나 프로그램 또는 소나에서 탐지된 데이터를 일시적으로 저장하는 메모리가 포함될 수 있다.
또한, 보트 및 소나 제어장치(10)를 원격에서 제어하는 원격 제어장치(30)에는 제2데이터 송수신부(32)가 포함되어 있다. 제2데이터 송수신부(32)는 제1데이터 송수신부(12)로부터 유선 또는 무선으로 소나에서 탐지된 데이터를 수신하고, 컨트롤러(31)의 제어신호를 제1데이터 송수신부(12)로 송신하는 것이다.
데이터 저장부(34)는 제2데이터 송수신부(32)에서 수신된 데이터를 저장하는 것이다. 제2데이터 저장부(34)는 보트 및 소나 제어장치(10)의 제어나 컨트롤러(31)의 제어기능에 필요한 프로그램이나 소프트웨어 등이 저장될 수 있다. 데이터 저장부(34)에 저장된 데이터는 유선이나 무선을 통해 제어용 PC나 서버 등으로 전송될 수 있다. 모니터(33)는 소나(5)에서 탐지된 목표물을 가시적으로 표출하는 것으로, 원격 제어장치(30)를 제어하는 작업자가 수중구조물을 눈으로 확인하면서 진단할 수 있도록 하는 것이다. 모니터(33)에는 터치스크린이 장착될 수 있고, 터치스크린의 터치로 표출된 영상을 확대나 축소할 수 있다.
컨트롤러(31)는 원격에서 상기 보트의 구동 제어 및 승강대 신축부(14)와 소나 회전부(16)를 제어하고, 수신된 데이터를 표출 및 저장하도록 제어하는 것이다. 더욱이 원격 제어장치(30)에는 원격 제어에 필요한 키보드(35) 및 마우스(36) 등이 포함될 수 있다.
더욱이 본 발명에 적용된 소나는 사이드 스캔 소나(Side Scan SONAR; 측면주사음향탐사기)이고, 소나에서 방사되는 초음파 펄스는 대략 매초 400~3,000KHz인 소나이지만, 수중구조물의 종류나 위치에 따라 더 크거나 작은 범위의 주파수를 갖는 초음파 펄스를 방사하는 소나이거나 또는 해당하는 초음파 펄스를 방사하는 교체가 가능한 소나가 적용될 수 있다.
한편, 수상에서 부유하면서 이동하는 보트(1)가 너울이나 파랑 등 물결의 유동에 따라 소나에서 방사된 초음파신호를 보정하는 초음파 보정용 센서(15)가 소나(5) 일측에 장착된다. 보트(1)에 탑재된 소나를 이용하여 수중구조물을 탐사하는 동안 보트가 물결에 의하여 유동이 발생되면 소나(5)의 초음파펄스 송수신부(6)에서 방사되어 회귀되는 신호를 수신하는 동안 오차 또는 오류가 발생된다. 따라서 초음파 보정용 센서(15)는 초음파펄스 송수신부(6)에서 방사되어 회귀되는 신호를 보정하여 정밀한 탐사 및 모니터링이 가능하도록 하기 위한 것이다. 따라서 제어부(11)는 소나(5)에서 방사되는 초음파펄스와 수중구조물에 반사되어 회귀되는 신호를 초음파 보정용 센서(15)를 에 의하여 보다 정밀하게 탐사된 정보를 원격 제어장치(30)로 송신할 수 있을 것이다.
다음으로, 본 발명의 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단방법을 도 9의 흐름도를 참조하여 설명한다.
우선, 해당하는 수중구조물을 탐지 및 진단하기 위하여 수중구조물이 위치하는 강이나 하천 또는 해양 수면에 소나(5)가 장착된 보트(1)를 띄운다(S1). 그리고 원격 제어장치(30)의 컨트롤러(31)에서 보트 및 소나 제어장치(10)의 보트 구동부(13)를 제어하여 보트(1)를 수중에 설치된 구조물의 탐사 위치까지 이동시킨다(S2).
상기 보트(1)가 탐사 위치에 도달하면 보트(1)를 정지시키고, 보트(1)에 돌출 고정된 지지부재(20)에 장착되어 있는 소나(5)를 하강시킨다(S3). 즉 컨트롤러(31)는 원격에서 승강대 신축부(14)를 제어하여 승강대 신축부(14)에 구비된 복수의 승강대(17)를 제1모터(18)로 신장시켜 소나(5)가 일정 깊이의 수중으로 하강되도록 한다.
또한, 컨트롤러(31)는 소나 회전부(16)를 제어하여 수중구조물의 위치에 따라 소나(5)를 회전시켜 수중구조물을 탐지할 방향으로 설정한다(S4). 그리고 소나 회전부(16)의 제2모터(19)를 구동시켜 소나(5)를 탐지할 방향으로 회전시킨다. 또한, 보트 구동부(13)를 제어하여 보트의 방향을 전환시킴으로써 원하는 위치로 향할 수 있도록 한다.
또한, 컨트롤러(31)는 소나(5)로부터 초음파 펄스가 방사되도록 하여 수중구조물을 탐지하여 진단한다(S5). 소나(5)는 양측에 사이드 스캔이 구비되어 있고, 소나에서 발생되는 초음파 펄스는 대략 매초 400~3,000KHz이다. 소나(5)에서 방사된 초음파 펄스는 해당하는 수중구조물로부터 반사되고 소나(5)는 이 반사된 초음파신호를 감지하여 전기적인 신호로 변환시킨 후에 제1데이터 송수신부(12)를 통해 원격 제어장치(30)로 전송한다(S6). 이때, 소나(5)에 장착된 초음파 보정용 센서(15)에 의하여 초음파신호를 보정할 수 있도록 한다. 따라서 컨트롤러(31)는 소나에서 탐지된 수중구조물에 관한 정보데이터를 제2데이터 송수신부(32)에서 수신하여 모니터(33)로 모니터링하고 데이터 저장부(34)에 저장되도록 한다(S7). 더욱이 작업자는 원격 제어장치(30)를 조작하여 소나(5)에서 탐지된 수중구조물의 위치나 방향에 따라 보트 구동부(13), 승강대 신축부(14) 및 소나 회전부(16)를 각각 제어하여 원하는 데이터를 얻을 수 있을 것이다. 그리고 작업자는 모니터(33)에 가시적으로 표시되는 수중구조물을 보면서 원격에서 소나의 작동을 제어할 수 있을 것이다.
소나에서 방사된 초음파 펄스의 탐지 범위는 소나(5) 양측에 구비된 사이드 스캔으로 양측 하방에 위치하는 구조물을 탐사한다. 도 5는 수중의 교각구조물(a)을 탐사하는 것으로, 소나의 탐지방향을 우측방향으로 향하도록 하고, 보트가 교각구조물과 일정 거리를 두고 지나가면서 수중에 잠긴 교각구조물 하부를 탐사하는 것이다. 그리고 도 6은 하상(b)의 지반이나 세굴 등을 탐사하는 것으로, 소나의 탐지방향을 하방으로 회전시켜 탐사하는 것이다. 도 7은 방파제(c) 등을 탐사하는 것으로, 소나의 탐지방향을 일정 각도로 회전시켜 탐사하는 것이다.
도 8a는 하상조사로 세굴을 탐사한 초음파 사진이고, 도 8b는 자켓프라임의 상태를 탐사한 초음파 사진이며, 도 8c는 교각구조물의 상태를 탐사한 초음파 사진이다.
한편, 상기 컨트롤러(31)는 소나에서 탐지된 수중구조물의 진단이 완료되면(S8), 소나 회전부(16)를 구동시켜 소나 회전위치를 초기화시킨다(S9). 즉 특정의 방향으로 회전된 소나의 위치를 초기의 정위치로 되돌아오도록 하는 것이다. 그리고 컨트롤러(31)는 승강대 신축부(14)를 구동시켜 복수의 승강대(17)를 축소시킨다. 승강대 신축부(14)의 구동으로 소나(5)를 상승시킨다(S10). 따라서 소나를 이용하여 수중구조물의 무인 진단이 종료되면 컨트롤러(31)는 보트 구동부(13)를 제어하여 보트(1)를 회수한다(S11).
이와 같이 본 발명의 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치에 의한 진단방법에 의하면, 소나는 보트의 전방이나 후방 또는 측방에 설치되어 어떤 방향이나 위치에 형성되어 있는 수중구조물도 용이하게 탐사할 수 있고, 소나의 위치나 방향을 전방위로 자유롭게 회전시킬 수 있어 수중의 어떠한 위치나 방향의 구조물도 탐사가 가능하므로 탐사작업의 편의성과 신뢰성을 제공한 장점이 있다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1: 보트 2: 지지대 3: 보조 플로터 5: 소나 6: 초음파펄스 송수신부 10: 보트 및 소나 제어장치 11: 제어부 12, 32: 데이터 송수신부 13: 보트 구동부 14: 승강대 신축부 15: 초음파 보정용 센서 16: 소나 회전부 17: 승강대 18, 19: 모터 20: 지지부재 21: 고정부재 24: 프레임 30: 원격 제어장치 31: 컨트롤러 33: 모니터 34: 데이터 저장부 35: 키보드 36: 마우스

Claims (9)

  1. 소나를 이용하여 수중구조물을 무인으로 진단하는 방법에 있어서,
    (a) 수면에 소나가 장착된 보트를 띄운 후에 보트를 수중에 설치된 구조물의 탐사 위치로 구동시키는 단계;
    (b) 상기 보트를 해당 위치에 정지시킨 다음 소나를 하강시키는 단계;
    (c) 수중구조물의 위치에 따라 상기 소나를 상하좌우 및 전후방향으로 전방위 회전시키는 단계;
    (d) 상기 소나로부터 초음파 펄스가 방사되도록 하여 수중구조물을 탐지하는 단계; 및
    (e) 상기 소나에서 탐지된 수중구조물에 관한 정보데이터를 데이터 송수신부로부터 수신하여 모니터로 모니터링하고 데이터 저장부에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소나에서 탐지된 수중구조물의 진단이 완료되면 소나 회전위치를 초기화시키고 소나를 상승시킨 후 보트를 회수하는 단계를 더 포함하는 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단방법.
  3. 소나를 이용하여 수중구조물을 무인으로 진단하는 장치에 있어서,
    소나가 장착된 보트의 작동을 제어하는 보트 구동부와, 상기 보트에 고정된 지지부재로부터 수중에 잠긴 소나와 승강대로 연결되어 소나의 높낮이를 조절하는 승강대 신축부와, 상기 승강대 신축부 아래에 프레임이 장착되고 프레임에 양측단이 지지된 소나를 회전시키는 소나 회전부와, 상기 소나로부터 수집된 데이터를 변환하여 유선 또는 무선으로 전송하는 제1데이터 송수신부와, 상기 보트의 구동과 보트에 장착된 보트 구동부, 승강대 신축부, 소나 회전부의 작동을 제어하고, 소나에서 탐지된 데이터를 제1데이터 송수신부를 통해 원격 제어장치로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 보트 및 소나 제어장치; 및
    상기 제1데이터 송수신부로 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신하는 제2데이터 송수신부와, 상기 제2데이터 송수신부에서 수신된 데이터를 저장하는 데이터 저장부와, 상기 소나에서 탐지된 목표물을 가시적으로 표출하는 모니터와, 원격에서 상기 보트의 구동 제어 및 승강대 신축부와 소나 회전부를 제어하고, 수신된 데이터를 표출 및 저장하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는 원격 제어장치를 포함하여 이루어진 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 승강대 신축부는 복수의 승강대를 포함하고, 승강대는 제1모터에 의해 기계적으로 신축되거나 또는 유압이나 공압으로 신축되는 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 소나 회전부는 프레임 일측에 장착되어 소나를 수직축에 대하여 전후방향으로 회전시키는 제2모터를 포함하는 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 보트 좌우측으로부터 일정 길이의 지지대가 연결되고, 지지대 단부 아래로 수면에 뜨는 보조 플로터가 장착되어 보트가 물결에 따라 유동되는 것을 최소화한 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 원격 제어장치는 키보드 및 마우스를 포함하는 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 소나는 사이드 스캔 소나(Side Scan SONAR)이고, 소나에서 방사되는 초음파 펄스는 매초 400~3,000KHz인 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 보트가 물결의 유동에 따라 소나에서 방사된 초음파신호를 보정하는 초음파 보정용 센서가 소나 일측에 장착된 소나를 이용한 수중구조물의 무인 진단장치.
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