KR101188630B1 - Intelligent Unmanned Underwater Autonomous Cruising System of Submarine and Method for Controlling Unmanned Underwater Autonomous Cruising of Submarine - Google Patents

Intelligent Unmanned Underwater Autonomous Cruising System of Submarine and Method for Controlling Unmanned Underwater Autonomous Cruising of Submarine Download PDF

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KR101188630B1
KR101188630B1 KR1020110002853A KR20110002853A KR101188630B1 KR 101188630 B1 KR101188630 B1 KR 101188630B1 KR 1020110002853 A KR1020110002853 A KR 1020110002853A KR 20110002853 A KR20110002853 A KR 20110002853A KR 101188630 B1 KR101188630 B1 KR 101188630B1
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Abstract

본 발명은 헤드부, 3부분으로 구분한 동체부와 추력을 발생시키는 선미부로 구성되는 소형 잠수함을 제어하는 지능형 무인 수중 자동항해 시스템과 잠수함의 작동 제어방법에 관한 것으로, 독립제어모듈로 구성되는 각 구성부분들로 되는 GPS 수신부, 음파물체감지부, 외부콘솔과 무선통신을 하는 무선통신부, 외부콘솔과 통신하여 시스템제어 되게 한 제 1 CPU들로 구성되는 주제어프린트회로기판; 독립제어모듈로 구성되는 각 구성부분들로 되는 선체의 속도를 검출하는 선체속도검출부, 선체의 무인항해를 하기 위하여 필요한 다양한 센서들의 정보를 수집하고 처리하는 데이터처리부, 선체의 방향, 수중이거나 표면에서의 자세를 제어하는 자세제어부와 선체의 추력을 발생시키는 추력부와 제1 CPU와 데이터통신 하는 제2 CPU를 구비한 제1 부제어프린트회로기판과; 독립제어모듈로 구성되는 하나이상의 카메라의 작동을 제어하는 카메라제어부, 잠수함의 측면에 물체가 근접해있는지를 감지하는 잠수함의 좌우 외측면에 고정한 다수의 근접센서들을 구비하여 근접된 물체를 감지하는 근접 감시부, 전원제어부를 구비하여 전체시스템에 전원을 공급하는 전원부, 이 전원부와 접속하여 외부충전이 가능하게 하는 충전부, 외부 콘솔과 연결되고 제1 CPU와 데이터 통신하는 제3 CPU를 구비한 제2 부제어프린트회로기판들로 이루어져 잠수함의 수표면 항해, 잠수 및 수중 항해, 귀환항해 및 도크 진입을 수행하도록 한다.The present invention relates to an intelligent unmanned underwater automatic navigation system for controlling a small submarine composed of a head part, a fuselage part divided into three parts, and a stern part generating thrust, and an operation control method of the submarine. A main control printed circuit board comprising a GPS receiver comprising components, a sound wave object sensing unit, a wireless communication unit performing wireless communication with an external console, and a first CPU configured to communicate with an external console to control the system; Hull speed detection unit for detecting the speed of the hull composed of independent control modules, a data processing unit for collecting and processing information of various sensors required for unmanned navigation of the hull, the direction of the hull, underwater or on the surface A first sub-control printed circuit board having an attitude control unit for controlling the attitude of the vehicle, a thrust unit for generating thrust of the hull, and a second CPU for data communication with the first CPU; Camera control unit for controlling the operation of one or more cameras composed of independent control module, proximity monitoring to detect the proximity object with a plurality of proximity sensors fixed to the left and right outer surface of the submarine to detect whether the object is near the side of the submarine And a power supply unit for supplying power to the entire system including a power supply control unit, a charging unit connected to the power supply unit to enable external charging, and a second unit having a third CPU connected to an external console and in data communication with the first CPU. Control printed circuit boards are used to perform submarine water surface navigation, diving and underwater navigation, return navigation and dock entry.

Figure R1020110002853
Figure R1020110002853

Description

잠수함의 지능형 무인 수중 자동항해 시스템과 잠수함의 무인 수중 자동 항해를 제어하는 방법 {Intelligent Unmanned Underwater Autonomous Cruising System of Submarine and Method for Controlling Unmanned Underwater Autonomous Cruising of Submarine}Intelligent Unmanned Underwater Autonomous Cruising System of Submarine and Method for Controlling Unmanned Underwater Autonomous Cruising of Submarine}

본 발명은 수중 자동항해 소형 잠수함(이후 잠수함이라 통칭함)이 자동 능동형으로써 잠수 및 부상이 자유롭고 주변 환경에 따라 자율적 항해를 수행하며 선수에는 단축날개를 설치하여 수중 항해 중에도 발전이 가능 하게 하여 연장된 시간을 갖고 상업적이거나 군사적인 임무를 수행하도록 하여 자동 복귀하는 잠수함의 지능형 무인 수중 자동항해 시스템에 관한 것이다.
The present invention is a small automatic submarine (hereinafter referred to as a submarine) is automatically active, freely diving and injured, and performs autonomous navigation according to the surrounding environment, and by installing a short-wing wing in the athlete to enable power generation during underwater navigation extended An intelligent unmanned underwater navigation system for a submarine that automatically returns to take time and perform commercial or military missions.

종래기술에서 대표적인 것으로 일본공개특허공보 제2010137800호에 무인 수중 항해체가 개시되며, 이 무인 수중 항해체는 잠함 중의 적 잠수함을 자함의 존재와 위치를 나타내지 않고 탐지하도록 한 것으로, 자동조파장치가 본체를 잠수시켜 적 잠수함의 수면하부 부분에 접수시키고, 밀착장치가 적 잠수함의 수면하부에 밀착하여 본체의 밀착상태를 유지케 하고, 자동송신기가 소정 깊이의 수중에서 소정주파수로 음파 또는 전자기파를 발생시키므로, 자함의 존재와 위치를 적 잠수함에 나타내지 않고 수중항해 중에 소나에 의하여 적 잠수함을 검출하도록 한다.As a representative of the prior art, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010137800 discloses an unmanned underwater vehicle which detects an enemy submarine in a submarine without indicating its existence and position. Submerged in the subsurface of the enemy submarine, the contact device is in close contact with the lower surface of the enemy submarine to maintain the close state of the main body, and the automatic transmitter generates sound waves or electromagnetic waves at a predetermined frequency in the water of a predetermined depth, The presence and location of the ship is not indicated by the enemy submarine, but the sonar is detected by the sonar during underwater navigation.

이와 같은 종래기술의 무인 수중 항해체는 상업적으로 이용될 수 없으며 회귀되도록 하지 않는 것으로, 일본 특개 2000-272583호에서 개시된 바와 같은 모선으로부터 지원을 요청하고자 수중에서 에너지 보급 및 데이터 교환 등을 행하는 자율형 무인 잠수기의 수중 도킹장치가 잠수기(50)와 수중스테이션(51)간에 결합이 이루어지도록 하는 기술, 자율성 수중 항해체의 소나에 의해, 촬상 화상의 정도를 향상시키도록 한 일본 특개 2005-239027호에 기재와 같은 수중 항해체 및 그의 제어방법으로 자율형 수중 항해체의 전방 및 하방의 상하좌우 각각에 조파들을 설치하고 제어하여 조류의 영향을 선체 전부에 받지 않도록 하고, 방위를 유지하고 침로를 변경하거나 유지하도록 하는 기술과 일본 특허공개공보 제2006-298288호의 기재와 같은 잠항 속기지, 대 잠항 탐도로 항주하는 친자식 자율형 잠수기 시스템 및 자유형 잠수기의 접속방법의 기술 등을 조합한 것이다.Such an unmanned underwater vehicle of the prior art is not commercially available and does not allow a return, and is an autonomous type that performs energy supply and data exchange in water to request assistance from a mother ship as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-272583. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-239027 for improving the accuracy of captured images by means of a technique in which the underwater docking device of an unmanned submersible device is coupled between the submersible device 50 and the underwater station 51 and the sonar of the autonomous underwater vehicle. Underwater navigation system and its control method, such as the base material is installed and controlled in each of the front, bottom, left and right of the autonomous underwater navigational body, so as not to be affected by the algae to all the hull, to maintain the orientation and change course Techniques to maintain and submerged shorthand, such as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-298288 Road chinjasik a combination of Autonomous Systems and freestyle jamsugi jamsugi technique of connection such as by Hangzhou.

그러므로, 자동 무인 수중 자동항해 장치는 최초 목적에 따라 임무 수행을 하고 자동귀환을 목적으로 하므로, 상업적으로 수심 100~600m 또는 그 이상의 깊이의 수중 탐사, 해역의 생물자원 탐사 심해저 자원탐사 해저유물 탐사 및 선박 등 위치 확인 탐사를 하고, 군사용으로 해도 및 해저 지형 제작, DLL 등 경계수역 등 경계 업무 정찰 업무, 즉 적 해안선 가까이 접근하여 선박 및 잠수함 등 위치 확인 업무거나, 편대를 이루어 경계 업무를 할 경우 넓은 지역에서 적 잠수함을 탐지하여 선제공격이 가능하게 하고, 적 잠수함 및 전함에 대하여서도 선제공격 및 우회 타격이 가능하게 하며, 기뢰 및 군 작전에 필요한 장애물을 제거하는 등 다양한 기능을 달성한다면 매우 바람직하다.
Therefore, the automatic unmanned underwater automatic navigation system performs the mission according to the initial purpose and is for the purpose of automatic return, so commercially, underwater exploration with depth of 100 ~ 600m or more, biological resource exploration in sea area, deep sea resource exploration It is necessary to check the location of ships, to make charts and seabeds for military use, to make patrols such as DLLs and border areas such as DLLs. It is highly desirable to detect enemy submarines in the area to enable preemptive strikes, preemptive strikes and bypass strikes against enemy submarines and battleships, and to eliminate obstacles for mines and military operations. .

따라서 본 발명의 주목적은 자동항해 잠수함이 자동 능동형으로써 잠수 및 부상이 자재로우면서도 주변 환경에 따라 자율적 항해를 수행하고 상업적이거나 군사적인 임무를 수행하여 여하한 조건에서도 자율적으로 자동 복귀하는 잠수함의 지능형 무인 수중 자동항해 시스템 및 잠수함의 무인 자동 항해를 제어하는 방법을 제공 하는데 있다. Therefore, the main purpose of the present invention is an automatic unmanned submarine, which is an automatic active submarine, which is free of diving and injuries, and performs autonomous sailing according to the surrounding environment, and performs a commercial or military mission, and automatically returns to an autonomous submarine under any conditions. The present invention provides a method for controlling the submarine automatic navigation system and the automatic submarine navigation of the submarine.

본 발명의 다른 목적은 자동 능동형의 기능으로 자동 심도 및 거리 탐지, 자동 귀환, 환경변화에 따른 자율적 자세제어 및 장애물 회피, 지상 센터의 수동, 자동 변환, 자체 발전기로 소모되는 전력을 재충전, 수중 음파 및 지상 전파, 지상 및 공중에서 잠수정 원격조정, 수중 및 지상 무선통신, 물체 및 사물 인식, 잠수 상태에서 표면 상태를 확인, 소정 깊이 실예를 들면 수중 5m의 잠수 상태에서 영상 및 잠수함 데이터 송, 수신 등이 자율적으로 가능 하게 한 잠수함의 지능형 무인 수중 자동항해 시스템 및 잠수함의 무인 자동 항해를 제어하는 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is an automatic active function, automatic depth and distance detection, automatic return, autonomous attitude control and obstacle avoidance due to environmental changes, manual, automatic conversion of the ground center, recharging the power consumed by its own generator, underwater sound waves And ground propagation, remote control of submersibles from the ground and air, underwater and terrestrial radio communications, object and object recognition, checking surface conditions in submerged conditions, sending and receiving video and submarine data in submerged depths of 5 meters underwater It is to provide an autonomous submarine intelligent unmanned underwater navigation system and a method for controlling the submarine's unmanned automatic navigation.

본 발명의 또 다른 목적은 자동 능동형의 특수 기능으로 잠수 상태에서 표면 상태를 확인, 소정 깊이 실예를 들면 수중 5m의 잠수 상태에서 영상 및 잠수함 데이터 송, 수신, 자동 발라스트를 채택하여 자율적 표면 부상 및 잠수, 긴급 상황을 대처하도록 자율화 하고 각 부분별 모듈화로 가격 및 공정을 최소화 한 잠수함의 지능형 무인 수중 자동항해 시스템 및 잠수함의 무인 자동 항해를 제어하는 방법을 제공 하는데 있다.
It is another object of the present invention to check the surface state in the submerged state by the automatic active special function, for example, autonomous surface injury and diving by adopting the automatic ballast, image and submarine data transmission at a predetermined depth, for example, 5m underwater In addition, the present invention provides a method for controlling the submarine's intelligent unmanned underwater navigation system and the unmanned automatic navigation of the submarine, which autonomously copes with emergency situations and minimizes the price and process by modularizing each part.

본 발명에 따라 짧은 날개부를 가진 발전 유니트가 선수에 설치된 헤드부, 3부분으로 나누어져 다수의 센서, 다수의 구동수단 및 하나이상의 제어프린트회로기판들을 각 부분에 배열한 동체부와 후미키(Rear key) 및 수평 키, 무브러시 직류 모터와 이 모터 축에 연결된 스크류 등의 선미부로 구성 되는 잠수함을 제어 하는 지능형 무인 수중 자동항해 시스템은, 제1 MCU를 구비하여 GPS 수신기능을 수행하는 GPS 수신부, 제2 MCU를 구비하여 수중음향송신부 및 수중음향수신부와 제3 MCU를 구비하여 음파물체감지부, 외부콘솔과 무선통신을 하는 무선통신부, 시스템프로그래밍을 저장하고 일시 기억하는 자체 저장장치인 제1 SD와 제2 SD 등을 구비하여 외부콘솔과 통신하여 시스템제어 되게 한 제 1 CPU들로 구성되는 주제어프린트회로기판: 제4 MCU를 구비하여 선체의 속도를 검출하는 선체속도검출부, 제5 MCU를 구비하여 선체의 무인항해를 하기 위하여 필요한 다양한 센서들의 정보를 수집하고 처리하는 데이터처리부, 선체의 방향, 제6 MCU를 구비하여 수중이거나 표면에서의 자세를 제어하는 자세제어부와 제7 MCU를 구비하여 선체의 추력을 발생시키는 추력부와 제1 CPU와 데이터통신하고 제3 및 제4 SD 등을 구비하여 각 모듈을 독립적으로 제어하는 제2 CPU를 구비한 제1 부제어프린트회로기판과; MMP(Multi-Media Processor: 혼합미디어처리기의 의미이나 이후 “MMP”로 통칭함)를 구비하여 하나이상의 카메라의 작동을 제어하는 카메라제어부, 마이콤을 구비하여 잠수함의 측면에 물체가 근접해 있는지를 감지하는 잠수함의 좌우 외측면에 고정한 다수의 근접센서들을 구비하여 근접된 물체를 감지하는 근접 감시부, 전원제어부를 구비하여 전체시스템에 전원을 공급하는 전원부, 이 전원부와 접속하여 외부충전이 가능하게 하는 충전부, 잠수함의 외부 관리를 위하여 시스템관리부로 되는 외부 콘솔과 연결되는 내부통신부와 제5 및 제6 SD 등을 구비하여 각 모듈을 독립적으로 제어하는 제3 CPU를 구비한 제2 부제어프린트회로기판들로 구성된다.According to the present invention, a power generation unit having a short wing is divided into three parts, a head part installed in a bow, and a fuselage part and rear key having a plurality of sensors, a plurality of driving means, and one or more control printed circuit boards arranged in each part. And an unmanned underwater navigation system for controlling a submarine consisting of a stern part such as a horizontal key, a brushless direct current motor and a screw connected to the motor shaft, the GPS receiver comprising a first MCU to perform a GPS reception function. 2 MCU and the sonar sound transmitter and the underwater sound receiver and the third MCU and the sound wave object detection unit, a wireless communication unit for wireless communication with the external console, the first storage device for storing and temporarily storing the system programming and Main printed circuit board comprising a first CPU having a second SD and the like to communicate with an external console for system control: a hull with a fourth MCU Hull speed detection unit for detecting the speed, a data processing unit for collecting and processing information of various sensors required for unmanned navigation of the hull with a fifth MCU, the direction of the hull, attitude of underwater or surface with a sixth MCU A thruster for generating thrust of the hull with a posture control unit and a seventh MCU for controlling the controller; and a second CPU for data communication with the first CPU, and third and fourth SDs to independently control each module. A first sub control printed circuit board; MMP (Multi-Media Processor), or collectively referred to as “MMP” for controlling the operation of one or more cameras, and a microcontroller for detecting the proximity of objects to the side of the submarine. Proximity monitoring unit for detecting proximity objects with a plurality of proximity sensors fixed to the left and right outer surface of the submarine, a power supply unit for supplying power to the entire system with a power control unit, charging unit connected to this power supply to enable external charging Second sub-control printed circuit boards having an internal communication unit connected to an external console serving as a system management unit for the external management of the submarine, and a third CPU for independently controlling each module by including fifth and sixth SDs and the like. It consists of.

GPS 수신부는 제1 CPU의 제어에 따라 제1 MCU가 GPS 안테나를 통하여 수신된 외부의 GPS신호들을 제1 GPS모듈과 제2 GPS모듈에 의하여 처리하고 GPS 데이터를 발생시키고 현재좌표를 산출하고 이를 자체 메모리에 저장하고 제1 CPU에 공급 한다. The GPS receiver processes the external GPS signals received by the first MCU through the GPS antenna by the first GPS module and the second GPS module under the control of the first CPU, generates GPS data, calculates the current coordinates, Store in memory and supply to the first CPU.

수중음향송신부는 제1 CPU의 제어에 따라 제2 MCU가 잠수함의 항해경로 등에 대한 데이터를 외부콘솔에 송신 하고자 일정 주파수를 갖는 디지털신호로 처리하는 제1 디지털처리기(Digital Signal Processer: 이하 “DSP"라 칭함), 이 제1 DSP를 경유한 디지털데이터신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 디지털아날로그변환기(Digital Analog Converter: 이후 “DAC”라 칭함))와 제2 안테나를 통하여 항해 데이터를 송신하는 제1 DAC로부터의 신호를 송출하는 데이터 음향 송신모듈들로 구성된다.Underwater acoustic transmitter is a first digital signal processor (DSP) which the second MCU processes a digital signal having a certain frequency in order to transmit data on the navigation route of the submarine to an external console under the control of the first CPU. A first digital analog converter (hereinafter referred to as a “DAC”) for converting a digital data signal via the first DSP into an analog signal and a second antenna for transmitting the navigation data through the second antenna. 1 consists of data sound transmission modules for transmitting signals from the DAC.

수중음향수신부는 제3 안테나를 통하여 수신된 아날로그 데이터신호를 수신하는 고주파음향수신마이크로폰, 음향수신마이크로폰으로부터 증폭된 신호를 수신하는 전면, 좌우측면, 상부와 저부의 음향수신모듈, 이들 모듈로부터 신호를 아날로그 디지털 변환하여 제2 MCU에 인가하는 아날로그디지털변환기(Analog Digital Converter, 이후 “ADC”라 칭함)버퍼들로 구성된다.The underwater acoustic receiver receives a signal from a high frequency acoustic receiver microphone for receiving an analog data signal received through a third antenna, a front, left and right sides, an upper and a lower acoustic receiver module for receiving an amplified signal from an acoustic receiver microphone, and signals from these modules. Analog-to-digital converter (Analog Digital Converter, hereinafter referred to as "ADC") buffer that is applied to the second MCU by converting the analog.

음파물체감지부는 자체메모리를 구비하여 자동 수중항해 잠수함의 주변물체에 대한 데이터를 발생시키도록 제3 MCU, 제3 MCU의 제어에 따라 전후좌우측면 스캔소나로부터 신호를 발사케 하고 수신하며 이 수신된 데이터를 화상발생부로 인가하고 그로부터 디지털 신호 처리하는 제3 DSP(Digital Signal Processor; 디지털신호 처리기의 의미이나 이후 “DSP”로 통칭함)와 제3 DSP로부터 디지털데이터에 해당하는 화상을 발생시키는 화상발생부들로 구성시켜 주변물체를 확인하고 저장한다. The sound wave object detection unit has its own memory to generate and receive a signal from the front, rear, left, and right side scan sonar under the control of the third MCU and the third MCU to generate data on the surrounding objects of the automatic underwater navigation submarine. Image generation that generates an image corresponding to digital data from a third DSP (Digital Signal Processor; referred to as a digital signal processor or hereinafter referred to as a "DSP") that applies data to an image generator and processes digital signals therefrom. Consists of parts to identify and store surrounding objects.

무선통신부는 소정의 주파수에 실린“데이터신호”를 구성하는 무선 초고주파신호와 초저주파신호를 수신하는 초고주파안테나와 초저주파안테나, 초고주파와 초저주파 안테나로부터 수신신호와 이들 안테나들에 송신 데이터신호를 인가하는 광대역 듀얼밴드필터부, 제1 CPU로부터 수신되는 데이터를 코딩하는 송신데이터코딩부, 듀얼밴드필터부로 부터 수신신호를 각각 증폭하고 증폭된 주파수신호들을 출력하는 무선주파수증폭기/스위치부와 무선주파수증폭기/스위치부로부터 초고주파신호와 초저주파신호를 처리하여 제1 CPU에 공급하고, 제1 CPU로부터 데이터를 코딩한 신호를 수신하여 무선주파수증폭기/스위치부에 공급하여 송신하게 하는 초고주파 송수신모듈과 초저주파 송수신모듈들로 구성된다. The wireless communication unit applies a reception signal and a transmission data signal to these antennas from an ultra high frequency antenna and an ultra low frequency antenna, an ultra high frequency antenna and an ultra low frequency antenna, which receive a wireless high frequency signal and an ultra low frequency signal constituting a "data signal" loaded on a predetermined frequency. A wideband dual band filter unit, a transmission data coding unit for coding data received from the first CPU, a radio frequency amplifier / switch unit and a radio frequency amplifier for amplifying a received signal from the dual band filter unit and outputting the amplified frequency signals, respectively Ultra-high frequency transmitting and receiving module and ultra-low frequency processing the ultra-high frequency signal and the ultra-low frequency signal from the switch unit and supplying it to the first CPU, receiving the data-coded signal from the first CPU, and supplying it to the RF amplifier / switch unit for transmission. Consists of transmission and reception modules.

속도검출부는 선체의 속도산출부로 구성되는 제4 MCU 및 제4 DSP, 그들 사이에 접속된 메모리와 제4 DSP에 연결되는 도플러속도계(Doppler Velocity Log, 이하 DVL로 호칭됨)들로 구성된다. The speed detection unit is composed of a fourth MCU and a fourth DSP composed of a speed calculation unit of the hull, a memory connected between them, and a Doppler Velocity Log (hereinafter referred to as DVL) connected to the fourth DSP.

데이터처리부는 자체메모리를 구비하고 제5 DSP로 구성되는 제5 MCU, 이 제5 MCU에 아날로그/디지털변환 버퍼부를 사이에 두고 연결되는 잠수함의 비틀림 상태를 검출하는 제1 및 제2 자이로센서들, 잠수함의 현재 속도를 검출하는 가속도센서, 잠수함의 기울어짐에 따른 경사각을 검출하는 경사센서들로 구성되어 잠수함의 자세 및 항해의 기준데이터를 발생시킨다. The data processing unit includes a fifth MCU having its own memory and configured as a fifth DSP, first and second gyro sensors detecting a torsional state of the submarine connected to the fifth MCU via an analog / digital conversion buffer unit; It consists of an acceleration sensor that detects the current speed of the submarine and an inclination sensor that detects the inclination angle according to the inclination of the submarine to generate reference data of the attitude and navigation of the submarine.

자세제어부는 자체메모리를 구비한 제6 MCU, 제6 MCU에 연결되어 작동 제어되어 테일 액츄에이터를 작동시키는 제1 구동제어부와 제6 MCU의 제어신호에 따라 잠수함의 수평을 유지시키는 수평키판의 액츄에이터, GPS 안테나를 작동시키는 GPS 안테나 액츄에이터, 무선안테나의 작동시키는 무선안테나 액츄에이터, 우측발라스트탱크용 펌프를 작동시키는 우측발라스트 액츄에이터, 좌측 발라스트탱크의 펌프를 작동시키는 좌측발라스트 액츄에이터로 구성되며, 선체구조에 따라 좌,우측 발라스트 액츄에이터는 한 개만 사용할 수 있다. 잠수함의 상하의 방향타의 모터를 작동시키는 러더 액츄에이터, 잠수함의 좌우방향타의 모터를 작동시키는 엘리베이터 액츄에이터와 잠수함의 수평수직의 자세를 제어하도록 평형추를 작동시키는 수평 및 수직추 평형 액츄에이터들의 작동을 제어하는 제2 구동제어부들로 구성된다. The attitude control unit includes a sixth MCU having its own memory, a first drive control unit connected to the sixth MCU to operate and operate the tail actuator, and an actuator of a horizontal keyboard to keep the submarine horizontal according to control signals of the sixth MCU; It consists of a GPS antenna actuator to operate the GPS antenna, a wireless antenna actuator to operate the wireless antenna, a right ballast actuator to operate the pump for the right ballast tank, and a left ballast actuator to operate the pump of the left ballast tank. Only one right ballast actuator can be used. Rudder actuators for operating the rudder motors on the upper and lower sides of the submarine, elevator actuators for operating the lateral rudder motors of the submarine, and horizontal and vertical counterweight actuators for operating the counterweights to control the posture of the horizontal and vertical positions of the submarine. It consists of two drive controllers.

추력부는 자체기억메모리를 구비한 제7 MCU, 제7 MCU에 연결되어 잠수함의 하나이상의 추력을 발생시키도록 하는 스위칭부, 스위칭부의 선택에 따라 우측 및 좌측의 무브러시 직류모터를 하나거나 둘을 동시에 작동시키도록 제어하는 우측 및 좌측 구동부, 이들 우측 및 좌측 구동부들의 제어에 따라 작동하는 좌우측스크류들과 축 결합된 제1 및 제2 무브러시 직류 모터들의 작동상태를 감지하여 검출신호를 제7 MCU에 공급하는 검출부들로 구성되며, 선체의 구조에 따라 추력부는 좌,우측 같은 구조된 추력부분을 한 개만 사용할 수 있다.The thrust unit has a seventh MCU having its own memory, a switching unit connected to the seventh MCU to generate one or more thrust of the submarine, and one or both brushless DC motors on the right and left sides depending on the selection of the switching unit. The detection signal is transmitted to the seventh MCU by sensing the operating states of the right and left driving units which control the operation, and the first and second brushless DC motors coupled to the left and right screws operating in accordance with the control of these right and left driving units. It consists of supplying detection parts, and according to the structure of the hull, the thrust part can use only one structured thrust part such as left and right.

카메라제어부는 자체메모리를 구비한 MMP, MMP의 제어에 따라 전면카메라와 브릿지카메라로부터 영상데이터를 수신하여 영상의 색 및 선명도를 보정하는 HIR(High Resolution: 고해상도의 의미이나 “HIR”로 통칭함)로 구성되며, 여기서 MMP는 전면카메라와 브릿지카메라들에 어둠속에서 물체형상을 식별하는 고강도 적외선센서를 설치하여 식별거리를 높이고, 그들의 이미지센서를 좌표를 눈금으로 형성하여 이미지센서의 중심에 영상데이터를 중심커서에 두고 주변의 상하 좌우의 사물들을 주변의 사물커서 내에 위치시키므로 그들 간의 거리를 비교하고 거리와 카메라의 줌 기능을 이용하여 1X일 때 거리기준을 소정거리로 증가된 비를 계산하여 물체와의 거리를 산출하도록 한다. The camera control unit receives image data from the front and bridge cameras under the control of MMP and MMP with its own memory and corrects the color and sharpness of the image (HIR). In this case, MMP installs high-intensity infrared sensor to identify object shape in the dark in front camera and bridge camera to increase identification distance, and form image coordinates in the center of image sensor by forming coordinates of their image sensors. With the center cursor, the objects up, down, left, and right in the surrounding object cursor are compared, and the distance between them is compared and the distance is increased by a predetermined distance based on the distance reference at 1X using the zoom function of the camera. Calculate the distance between and.

근접감지부는 잠수함의 좌우 외벽에 근접한 방해물체를 감지하는 MSS(Micro Switching Sensor: 마이크로 스위칭센서의 의미이나 이후 “MSS”로 통칭함)들, 이들 MSS들로부터의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 ADC 버퍼와 이 ADC버퍼로부터 디지털신호를 처리하여 근접 물체의 데이터를 발생시키는 마이콤을 구비하여 외부 물체의 근접여부에 대한 데이터를 제3 CPU에 인가하도록 한다.Proximity detectors are MSS (Micro Switching Sensor) which detects obstacles near the left and right outer walls of the submarine, or ADCs for converting analog signals from these MSSs into digital signals. A buffer and a microcomputer for processing the digital signal from the ADC buffer to generate the data of the proximity object are provided to apply the data about the proximity of the external object to the third CPU.

전원부는 자체메모리를 구비한 전원제어부, 전원제어부의 제어에 따라 전원을 공급받고 전체 시스템의 독립적인 모듈로 구성되는 구성부분들에 전원을 분배하는 전원 분배부, 충전부로부터 전원을 저장하는 주밧데리, 제1 및 제2 보조밧데리들, 이들 주 및 보조밧데리들로부터 전원이상상태를 검출하도록 각각 연결된 제1, 제2 및 제3의 이상 감지부들과 주밧데리와 제1 및 제2 보조밧데리들로부터의 전원을 전원제어부의 제어에 따라 시스템 전원 분배부에 인가하는 제1, 제2 및 제3 스위칭부들로 구성된다.The power supply unit includes a power control unit having its own memory, a power distribution unit receiving power under the control of the power control unit, and distributing power to components consisting of independent modules of the entire system, a main battery storing power from the charging unit, From the first and second auxiliary batteries, the first, second and third abnormality detection parts and the main battery and the first and second auxiliary batteries, respectively, connected to detect a power supply fault condition from the main and auxiliary batteries. And first, second, and third switching units which apply power to the system power distribution unit under control of the power control unit.

잠수함의 무인 자동 항해를 제어하는 방법은 전원을 온하고 제1, 제2 및 제3 CPU들이 자체시스템들에 해당하여 각기 프로그래밍 된 자체메모리를 인스털 하여 제1 CPU가 GPS모듈시동, 각종센서 및 DVL의 테스트, 카메라 및 전원상태를 점검하는 초기화 루틴을 수행하는 단계,The method of controlling the submarine's unmanned automatic navigation is to turn on the power and install the first, second and third CPUs into their own memory, which are programmed for the respective systems, so that the first CPU can start GPS module, various sensors and Performing initialization routines to test the DVL, check the camera and power status,

GPS의 현재좌표값 및 방위각 센서 값을 비교하고 DVL값을 합하여 잠수함의 현재 상태를 확인하는 센서작동루틴을 수행하는 단계, Performing a sensor operation routine for comparing the current coordinate values and azimuth sensor values of GPS and adding the DVL values to check the current status of the submarine;

수중음향송수신에 따라 이동경로거리, 전원상태, 물체발견지점 등의 데이터를 외부콘솔과 수중음향종신을 점검하는 수중음향송수신루틴을 수행하는 단계,Performing a hydroacoustic transmission / reception routine for checking external consoles and underwater acoustics for data such as travel path distance, power status, and object discovery point according to the underwater acoustic transmission;

전면, 좌우측면과 저면의 음파스캔소나를 작동시켜 물체의 유무 및 물체와의 거리, 물체의 형상과 종류 등을 감지하는 음파물체감지루틴을 수행하는 단계,Performing a sound wave object detection routine that detects the presence or absence of an object, distance from the object, shape and type of the object by operating a sound wave scan sonar on the front, left, and right sides,

한 가지 이상의 무선안테나와 카메라를 작동시키고 현재 상태 및 위치, 수중물체에 대한 영상 등을 발생시켜 외부콘솔과 데이터통신을 하게 하는 무선안테나 송수신루틴을 수행하는 단계, Performing a wireless antenna transmit / receive routine for operating one or more wireless antennas and a camera and generating a current state and position, an image of an underwater object, and performing data communication with an external console;

음파소나로부터 물체 등의 감지가 이루어진 경우 다수의 MSS를 작동시켜 물체의 근접거리행해를 하게 하는 근접항해루틴을 수행하는 단계.Performing a proximity navigation routine to operate a plurality of MSSs to perform a near distance navigation of an object when the object is detected from a sound wave or a sound wave.

자이로센서, DVL, 가속도센서, 경사센서, 방위각센서, 압력센서들의 감지 값들을 연산하고 잠수함의 상태에 따라 수평 키와 평형추의 액츄에이터를 작동시켜 잠수함의 수평수직각이 0도로 유지되게 자세제어루틴을 수행하는 단계, The attitude control routine calculates the gyro sensor, DVL, acceleration sensor, tilt sensor, azimuth sensor and pressure sensor and calculates the horizontal vertical angle of the submarine by operating the actuator of the horizontal key and counterweight according to the submarine status. Performing the step,

잠수작동을 위하여 하나이상의 발라스트들을 기동시키도록 밸브들, 피스톤 모터, DC 펌프모터들의 작동을 소정 알고리즘에 따라 제어하므로 발라스트의 탱크를 만수하고 배수하는 발라스트작동을 수행하는 단계, Performing a ballast operation to full and drain the tank of the ballast since the operation of the valves, the piston motor, and the DC pump motor is controlled according to a predetermined algorithm to start one or more ballasts for the diving operation;

현재 전력량, 공급되거나 소요되고 있는 전력량을 모니터링 하여 잠수함의 속도를 조정하고 시작점, 현재까지 운행거리를 계산하며 차후 최대운행거리를 계산하는 전원공급루틴을 수행하는 단계,   Adjusting the speed of the submarine by monitoring the current amount of electricity, the amount of power supplied or consumed, and performing a power supply routine to calculate the starting point, the distance traveled to the present, and the maximum distance traveled thereafter,

시스템의 모든 기능을 오픈하도록 잠수함이 표면상인지 수중인지에 따라 제1 CPU를 호출하고 제1 CPU가 제2 및 제3 CPU들을 호출하여 잠수함의 현재위치좌표, 각 센서상태, 자세상태, 전원상태에 대한 데이터를 전송하고 기 명령상태 처리대기를 하는 시스템작동준비루틴을 수행하는 단계, Depending on whether the submarine is superficial or underwater to open all the functions of the system, the first CPU is called and the first CPU calls the second and third CPUs to determine the current position coordinates, each sensor state, attitude state, and power state of the submarine. Performing a system operation preparation routine for transmitting data for a second and waiting for processing of a command state;

시스템의 독립모듈 중에 발라스트를 작동시켜 잠수함의 선체의 수 표면에서 수평을 유지시키고 수중으로 잠수하여서도 수평수직을 유지시켜 잠수함의 항해준비를 하는 수 표면에서 항해루틴을 수행하는 단계, Operating a ballast in an independent module of the system to maintain the horizontal at the surface of the submarine's hull and to maintain the horizontal vertical even when submerging underwater to perform the navigation routine on the surface of the submarine ready to sail;

수중에서 각 센서의 값들과 속도를 확인하고 소정속도로 항해하고 항해 중에 스캔음파센서들이 감지하는 장애물과 그와의 거리, 장애물의 종류와 크기를 확인하여 잠수함의 자동 항해를 하게하는 잠수항해루틴을 수행하는 단계, Check the values and speed of each sensor underwater, navigate at a certain speed, and check the obstacles detected by the scanning sound wave sensors, their distance, and the type and size of the obstacles. Steps to perform,

발라스트의 작동을 제어하여 잠수하고 수평 및 수직을 유지하여 소정속도로 항해하고 각 센서들의 데이터에 근거하여 현재위치, 지형 등에 대한 항해 데이터를 저장하는 잠수작동루틴을 수행하는 단계, Controlling the operation of the ballast to dive, maintaining a horizontal and vertical navigation at a predetermined speed, and performing a diving operation routine for storing navigation data on the current position, terrain, etc. based on the data of each sensor;

잠수함이 수중에서 부상하기 위하여 발라스트의 작동을 제어하여 소정 속도로 부상 시켜 수평수직상태를 유지하여 대기시키는 부상대기루틴을 수행하는 단계,Performing a floating air waiting routine to control the operation of the ballast in order to float in the submarine to float at a predetermined speed to maintain a horizontal vertical state,

귀환을 위하여 전원점검, 경로탐색, 전 스캔음파센서를 작동시키고, 외부콘솔과 통신하여 예정 도착시간 등을 전송하고, 귀환 예상되는 좌표계산을 하여 목적지 도착경로, 현재위치 및 좌표변환데이터에 근거하여 오차를 보정하고 소정의 추력속도로 항해하고 목적지에 근방에서 수 표면상태 모드로 전환하는 귀환루틴을 수행하는 단계와,In order to return, operate power check, route search, all scan sound wave sensor, communicate with external console, transmit estimated arrival time, calculate return coordinates based on destination arrival route, current position and coordinate conversion data Performing a feedback routine to correct the error, navigate at a predetermined thrust speed, and switch to a water surface mode near the destination;

목적지 근방에서 도크와의 거리가 근접함에 따라 속도를 감속하고 외부콘솔의 무선 비콘 신호를 수신함에 따른 RF신호세기, 카메라 이미지거리 측정데이터, GPS데이터와 방위각을 연산하여 도크를 실행하는 도크진입루틴을 수행하는 단계들로 이루어진다.
As the distance from the dock nears the destination, the speed is reduced and the dock entry routine that executes the dock by calculating the RF signal strength, camera image distance measurement data, GPS data and azimuth angle when receiving the wireless beacon signal from the external console. It consists of steps to be performed.

본 발명은 자동 능동형의 기능으로 자동 심도 및 거리 탐지, 자동 귀환, 환경변화에 따른 자율적 자세제어 및 장애물 회피, 지상 센터의 수동, 자동 변환, 자체 발전기로 소모되는 전력을 재충전, 수중 음파 및 지상 전파, 지상 및 공중에서 잠수정 원격조정, 수중 및 지상 무선통신, 물체 및 사물 인식, 잠수 상태에서 표면 상태를 확인, 잠수함 데이터 송, 수신 등이 자율적으로 가능하게 한다.
The present invention is an automatic active function, automatic depth and distance detection, automatic return, autonomous attitude control and obstacle avoidance according to environmental change, manual, automatic conversion of ground center, recharging power consumed by its own generator, underwater sound wave and ground propagation It enables autonomous remote control of submersibles, above ground and in the air, underwater and terrestrial radio communications, object and object recognition, surface status in submerged conditions, and submarine data transmission and reception.

도 1은 본 발명이 적용되는 잠수함의 구조를 간략히 보인 측면도;
도 2는 본 발명에 따라 기능별 구성부분을 제1 CPU에 연결하여 각각의 독립모듈로써 기능하도록 구성한 주제어프린트회로기판의 블록선도;
도 3은 본 발명에 따라 기능별 구성부분을 제2 CPU에 연결하여 각각의 독립모듈로써 기능하도록 구성한 제1 부제어프린트회로기판의 블록선도;
도 4는 본 발명에 따라 기능별 구성부분을 제3 CPU에 연결하여 각각의 독립모듈로써 기능하도록 구성한 제2 부제어프린트회로기판의 블록선도;
도 5는 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 초기화루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 6은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 센서작동루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 7은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 수중음향 송/수신루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 8은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 음파물체감지루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 9는 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 무선데이터송수신루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 10은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 카메라물체거리측정루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 11은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 근접항해루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 12는 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 자세제어루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 13은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 발라스트작동루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 14는 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 전원공급루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 15는 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 시스템작동준비루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 16은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 선체 수평유지루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 17은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 잠수루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 18은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 수중장애물감지루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 19는 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 장애물감지루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 20은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 잠수작동루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 21은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 잠수항해루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 22는 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 부상대기루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 23은 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 귀환루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 24는 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 귀환항해루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
도 25는 본 발명에 따라 기능별로 구성한 구성부분을 각각의 독립모듈로써 자동 제어하도록 도크진입루틴을 수행하는 작동을 나타내는 플로우챠트;
1 is a side view briefly showing the structure of a submarine to which the present invention is applied;
2 is a block diagram of a main printed circuit board configured to function as a separate module by connecting functional units to a first CPU according to the present invention;
FIG. 3 is a block diagram of a first sub-control printed circuit board configured to function as a separate module by connecting functional units to a second CPU according to the present invention; FIG.
4 is a block diagram of a second sub-control printed circuit board configured to function as a separate module by connecting functional units to a third CPU according to the present invention;
5 is a flowchart showing an operation of performing an initialization routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
6 is a flowchart showing an operation of performing a sensor operation routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
7 is a flowchart showing an operation of performing an underwater acoustic transmission / reception routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
8 is a flowchart showing an operation of performing a sound wave object sensing routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention.
9 is a flowchart showing an operation of performing a wireless data transmission / reception routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
10 is a flowchart showing an operation of performing a camera object distance measuring routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
11 is a flowchart showing an operation of performing a proximity navigation routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
12 is a flowchart showing an operation of performing a posture control routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
FIG. 13 is a flowchart showing an operation of performing a ballast operation routine to automatically control a component part configured for each function according to the present invention with each independent module; FIG.
14 is a flowchart showing an operation of performing a power supply routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
15 is a flowchart showing an operation of performing a system operation preparation routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
FIG. 16 is a flowchart showing an operation of performing a hull horizontal maintenance routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention.
FIG. 17 is a flowchart showing an operation of performing a diving routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention; FIG.
18 is a flowchart showing an operation of performing an underwater obstacle detection routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
19 is a flowchart showing an operation of performing an obstacle detecting routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
20 is a flowchart showing an operation of performing a diving operation routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
FIG. 21 is a flowchart showing an operation of performing a submarine navigation routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention.
FIG. 22 is a flowchart showing an operation of performing a floating standby routine so as to automatically control each component configured as a function according to the present invention.
FIG. 23 is a flowchart showing an operation of performing a feedback routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention.
24 is a flowchart showing an operation of performing a feedback routing routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention;
25 is a flowchart showing an operation of performing a dock entry routine to automatically control each component configured as a function according to the present invention.

본 발명을 첨부 도면에 근거하여 상세히 기술하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도 1에 도시와 같이, 본 발명에 따른 무인 수중 자동항해 잠수함(1)은 헤드부(10), 3부분으로 나누어진 동체부(20)와 선미부(30)로 구성된다. 헤드부(10)에는 본 발명의 원리에 따라 제조되는 발전 유니트(11)가 선수에 설치된다. 이 발전유니트(11)는 선단에 짧은 날개부(12)가 회전가능하게 설치되어, 잠수함(1)이 5노트 속도로 움직일 경우 회전과 동시 발전하여 전력을 생산하도록 한다. As shown in FIG. 1, the unmanned underwater automatic submarine 1 according to the present invention includes a head portion 10, a trunk portion 20 divided into three parts, and a stern portion 30. The head unit 10 is provided with a power generation unit 11 manufactured in accordance with the principles of the present invention in the bow. The power generation unit 11 has a short wing 12 is rotatably installed at the tip, so that when the submarine 1 moves at a speed of 5 knots, it generates power by generating power simultaneously with the rotation.

여기서, 날개부(12)는 회전방향이 함체의 전진방향과 같아 회전속도를 높이도록 함체의 전진에 따른 저항을 최소화하고 그의 각 날개에서 발생하는 기포현상의 캐비테이션을 최소로 하는 구조로 된다. 즉, 날개부(12)는 그 단부에 물의 산란과 흐름을 일정하게 유지시키는 원형 돌출구 및 이 돌출구 사이에 물의 흐름을 빠르게 하는 간격이 형성되어 베르누이 효과를 갖도록 한 구조로 되고, 헤드부(10)를 동체부(20)와 분리되게 하는 구성으로 된다. Here, the wing portion 12 has a structure in which the rotational direction is the same as the forward direction of the enclosure to minimize the resistance caused by the forward movement of the enclosure so as to increase the rotational speed and minimize the cavitation of the bubble phenomenon generated in each wing thereof. That is, the wing portion 12 has a circular protrusion which maintains a constant scattering and flow of water at the end thereof, and a gap for speeding up the flow of water between the protrusions is formed to have a Bernoulli effect, and the head portion 10 It is configured to separate from the body portion 20.

또한, 헤드부(10)는 잠수함(1)의 긴급 상황에 대처하도록 빠른 속력으로 목적지 까지 도달할 필요가 있을 경우와 빠른 시간동안 함체의 부상 및 잠수가 필요로 할 경우 등을 위하여 자체의 날개부(12)에 고속 스위칭 기술을 적용하여 전진에 필요한 추진체 역할을 하도록 설계되어 유사시 충전된 전력의 량만큼 추진체로 사용되어 평균 5노트 속도에서 실예를 들면 15노트 이상 빠른 속력으로 이동이 가능하게 하는 터보 기능을 갖게 한다. In addition, the head part 10 has its own wing part for the case where it is necessary to reach the destination at a high speed to cope with the emergency situation of the submarine 1 and when the injured and the diving need for a quick time, etc. It is designed to act as a propellant for forward movement by applying high-speed switching technology to (12), and it is used as a propellant for the amount of charged electric power in case of emergency, so that it can move at an average speed of 5 knots, for example, over 15 knots. Have a function

동체부(20)는 전단(21)에 도면에 도시되지 않은 관성센서로서 방위각센서, 자이로센서 및 경사센서, 가속도(G)센서, 도플러 로직 로그(DVL: 이후 도플러라 약칭함) 센서, 압력센서, 초음파센서, 다수의 마이크로 스위칭센서 등이 설치된다. The fuselage 20 is an inertial sensor not shown in the drawing on the front end 21, such as azimuth sensor, gyro sensor and tilt sensor, acceleration (G) sensor, Doppler logic log (DVL: abbreviated Doppler) sensor, pressure sensor Ultrasonic sensors, multiple micro switching sensors, etc. are installed.

중단(22)에는 이후 상세히 기술되는 발라스트 액츄에이터, 각종 구동부 실예를 들면, 발라스트 구동부, 엘리베이터 및 러더 구동부, 트러스트 구동부(무브러시 모터용), 카메라 및 안테나용의 롤링드라이브, 주 및 부 밧데리, 충전기, 전원 스위칭박스, 평형추등이 설치되고, 그의 상부에는 브리지(25)가 위치되고 잠망경(24), 무선 안테나, GPS 안테나 및 롤링 안테나, 잠망경 등이 설치된다. The stop 22 includes ballast actuators, various drives, e.g., ballast drives, elevators and rudder drives, thrust drives (for brushless motors), rolling drives for cameras and antennas, main and secondary batteries, chargers, which are described in detail below. A power switching box, an equilibrium weight, and the like, a bridge 25 is positioned on the upper part of the periscope 24, a wireless antenna, a GPS antenna and a rolling antenna, a periscope, and the like.

후단(23)에는 매입되는 잠수함(1)의 전체 작동에 대한 주제어 기능을 갖도록 한 주기판 및 시스템의 일부로 구성되는 독립모듈로 구성되는 잠수함(10)의 각 부분, 실예를 들면 구동부들, 주 및 부 밧데리의 충, 방전과 전원스위칭박스 및 전원 분리 박스들로 이루어진 전원부 등을 제어하는 하나 이상의 서브 기판이 설치된다. In the rear end 23, each part of the submarine 10 composed of a main board and an independent module composed of a part of the system, for example, driving parts, main and secondary parts, which have main control functions for the entire operation of the submarine 1 to be embedded. One or more sub-boards are installed to control the charging and discharging of the battery and a power supply unit including a power switching box and a power separation box.

선미부(30)에는 선미에 인접한 후미키(Rear key) 및 수평키들, 도시되지 않은 감속기어부와 이에 결합된 무브러시 직류 모터와 이 모터 축에 연결된 스크류(32),무브러시 구동부 및 제어부들이 설치된다. The stern portion 30 is provided with a rear key and horizontal keys adjacent to the stern, a reduction gear portion (not shown), a brushless DC motor coupled thereto, a screw 32 connected to the motor shaft, a brushless driving portion, and a control unit. .

이와 같이 구성되는 무인 수중 자동항해 잠수함(1)은 MCU(Microcomputer Unit; 마이크로 컴퓨터유니트이나 이후 “MCU”로 통칭함)를 선택적으로 구비하여 한 주제어프린트기판 및 하나이상의 부제어프린트회로기판으로 이루어지는 무인 수중 자동 항해제어시스템(100)을 구비한다. The unmanned underwater automatic submarine (1) configured as described above is optionally equipped with a MCU (Microcomputer Unit or microcomputer unit or hereinafter referred to as “MCU”), which is composed of one main control board and one or more sub-control printed circuit boards. Underwater automatic navigation control system 100 is provided.

즉, 도 2에 도시와 같이, 주제어프린트회로기판(101)은 제1 CPU(110)를 구비한다. 제1 CPU(110)는 부제어프린트회로기판(102)및 (103)들에 실장한 제2 및 제3 CPU(210), (310)들과 통신하여 시스템 제어하는 동시에 다수의 부분이거나 부품들을 각각의 분산제어에 따라 독립적으로 특정기능을 수행하도록 한 마이크로제어유니트를 구비한다. That is, as shown in FIG. 2, the main print circuit board 101 includes a first CPU 110. The first CPU 110 communicates with the second and third CPUs 210 and 310 mounted on the sub-control printed circuit boards 102 and 103 to control the system while simultaneously controlling a plurality of parts or components. It is equipped with a micro control unit to perform a specific function independently according to each distributed control.

제1 CPU(110)는 제1 MCU(121)를 구비하여 GPS 수신기능을 수행하는 GPS 수신부(120), 제2 MCU(131)를 구비하여 수중음향송신부(130) 및 수중음향수신부(140)와 제3 MCU(151)를 구비하여 음파물체감지부(150)를 제어한다. 이외에도, 이후 상세히 기술 되는 제1 부제어프린트회로기판(102) 및 제2 부제어프린트회로기판(103)과 통신하고 무선통신부(160)의 무선작동을 하게하며, 제1 및 제2 USB단자(171,172), MCU인터럽트단자(173), 실시간 클릭타이머(174), 낸드부(NAND)(178), 플래시부(176)와 시스템프로그래밍을 저장하고 일시 기억하는 자체 저장장치로 되는 메모리소자인 제1 SD(177)와 제2 SD(178), 외부메모리(179)들을 구비하고 내부 통신단자들을 통하여 캠(CAM)및 이더넷(Ethernet)에 연결된다. The first CPU 110 is provided with a first MCU 121 to perform a GPS receiving function 120, a second MCU 131, the underwater acoustic transmitter 130 and the underwater acoustic receiver 140 And a third MCU 151 to control the sound wave object detecting unit 150. In addition, the first sub-control printed circuit board 102 and the second sub-control printed circuit board 103, which will be described in detail later, communicate with each other and enable wireless operation of the wireless communication unit 160, and the first and second USB terminals ( 171, 172, the MCU interrupt terminal 173, the real-time click timer 174, the NAND 178, the flash unit 176 and the first memory device which is a self storage device for storing and temporarily storing system programming The SD 177 and the second SD 178 and the external memories 179 are connected to the CAM and the Ethernet through internal communication terminals.

본 발명에 따라 시스템의 각 부분들을 개별적으로 독립모듈로서 제어하도록 하는데 주제어프린트회로기판(101)을 구성하는 GPS 수신부(120)에서는 제 1 MCU(121)가 제1 CPU의 제어에 따라 GPS 안테나(122)를 거쳐 수신된 제1 GPS모듈(123), 과 제2 GPS모듈(124)에 의하여 GPS 수신데이터를 발생시키고, 현재좌표를 산출하고 이를 메모리(125)에 저장한다. According to the present invention, each part of the system is individually controlled as an independent module. In the GPS receiver 120 constituting the main printed circuit board 101, the first MCU 121 controls the GPS antenna (under the control of the first CPU). GPS reception data is generated by the first GPS module 123 and the second GPS module 124 received through 122, the current coordinates are calculated, and the GPS coordinates are stored in the memory 125.

수중음향수신부(130) 및 송신부(140)들은 제1 CPU(110)에 연결된 제2 MCU(131)의 제어에 따라 작동한다. 즉, 이들 수중음향 송 수신부(140) 및 (130)들은 외부의 시스템 관리부거나 원격제어부(도시되지 않음)와 통신하여 잠수정(1)의 항해를 제어하도록 한 것으로, 제2 MCU(131)가 잠수함(1)의 이동경로(좌표)상에 발생되는 항해에 대한 데이터를 교환하고 동시에 이 데이터들은 제1 CPU(110)에 전달하여 시스템 제어되게 한다. The underwater sound receiver 130 and the transmitter 140 operate under the control of the second MCU 131 connected to the first CPU 110. That is, these hydroacoustic transmission receivers 140 and 130 are to communicate with an external system management unit or a remote control unit (not shown) to control the navigation of the submersible 1, the second MCU 131 submarine It exchanges data on navigation generated on the movement route (coordinate) of (1) and at the same time transfers this data to the first CPU 110 for system control.

수중음향송신부(130)는 제1 CPU와 연결된 제2 MCU(131), 자체메모리(133)를 구비한 제2 MCU(121)가 접속되어 잠수함(1)의 항해경로 등에 대한 데이터를 송신 하고자 하는 일정 주파수를 갖는 디지털신호를 처리하는 제1 DSP(132), 이 제1 DSP(132)를 경유한 디지털데이터신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 DAC(134)와 제2 안테나(137)를 통하여 송신하는 제1 DAC(134)로부터의 데이터 신호를 송출하는 수중음향 송신모듈(135)들로 구성된다.The underwater acoustic transmitter 130 is connected to the second MCU 131 connected to the first CPU and the second MCU 121 having its own memory 133 to transmit data about a navigation route of the submarine 1, and the like. Through the first DSP 132 for processing a digital signal having a predetermined frequency, the first DAC 134 and the second antenna 137 for converting the digital data signal via the first DSP 132 into an analog signal It is composed of a hydroacoustic transmission module 135 for transmitting a data signal from the transmitting first DAC (134).

수중음향수신부(140)는 제3 안테나(148)를 통하여 수신된 아날로그 데이터신호를 수신하는 음향수신마이크(141), 음향수신마이크(141)로 부터 신호를 수신하는 전면, 좌우측면, 상부와 저부의 음향수신모듈(142 내지 146), 이들 음향수신 모듈(142-146)로부터 아날로그 신호를 디지털 변환하여 제2 MCU(131)에 인가하는 아날로그디지털변환(Analog Digital Converter; 이후 “ADC”라 칭함)버퍼(147)들로 구성된다. The underwater acoustic receiver 140 is an acoustic receiver microphone 141 for receiving an analog data signal received through the third antenna 148, and a front, left and right sides, an upper portion and a bottom portion for receiving a signal from the acoustic receiver microphone 141. Acoustic Receive Modules 142 to 146 and Analog Digital Converters for converting analog signals from the Acoustic Receive Modules 142 to 146 and applying them to the second MCU 131 (hereinafter referred to as " ADC ") It consists of buffers 147.

음파물체감지부(150)는 자체메모리(152)를 구비하여 자동 수중항해 잠수함(1)의 주변물체에 대한 데이터를 발생시키도록 제3 MCU(151)와 전후좌우측면 스캔소나(153 ~ 156)로부터 신호를 발사케 하고 수신하며 이 수신된 데이터를 화상발생부(157)로 인가하고 그로부터 디지털 신호 처리하는 제3 DSP(159)와 제3 DSP(159)로부터 디지털데이터에 해당하는 화상을 발생시키는 화상발생부(157)들로 구성시켜 주변물체를 확인하고 저장한다. The sound wave object detecting unit 150 has its own memory 152 to generate data about the surrounding objects of the automatic submarine 1, and the third MCU 151 and the front, rear, left, right side scan sonars 153 to 156. To generate and receive an image corresponding to digital data from the third DSP 159 and the third DSP 159 which apply the received data to the image generating unit 157 and process the digital signal therefrom. The image generating unit 157 is configured to identify and store surrounding objects.

무선통신부(160)는 수기가 헬스(2.4GHz) 와 수십~수백킬로헬스 “데이터신호”를 수신하는 초고주파안테나(162)와 초저주파신호를 수신하는 초저주파안테나(163), 초고주파와 초저주파 신호를 필터링하는 광대역 듀얼밴드필터부(167), 제1 CPU(110)로부터 데이터신호를 코딩하는 송신데이터코딩부(166), 듀얼밴드필터부(167)로 부터 수신신호를 각각 증폭하고 각 주파수신호들을 선택적으로 출력하는 무선주파수증폭기/스위치부(161)와 무선주파수증폭기/스위치부(161)로부터 초고주파신호와 초저주파신호를 처리하여 제1 CPU(110)에 공급하고 제1 CPU(110)로부터 송신 데이터 코딩부(166)를 경유하여 송신데이터를 코딩한 신호를 수신하여 무선주파수증폭기/스위치부(161)에 공급하여 송신하게 하는 초고주파 송수신모듈(164) 및 초저주파 송수신모듈(165) 광대역 듀얼모드 안테나(167)들로 구성된다. The wireless communication unit 160 is a high frequency antenna (162) for receiving a handheld health (2.4 GHz) and tens to hundreds of kilos of "data signal" and an ultra low frequency antenna (163) for receiving an ultra low frequency signal, an ultra high frequency and an ultra low frequency signal. Amplifying a received signal from the wideband dual band filter unit 167 for filtering the signal, the transmission data coding unit 166 for coding the data signal from the first CPU 110, and the dual band filter unit 167, respectively, The high frequency signal and the low frequency signal from the radio frequency amplifier / switch unit 161 and the radio frequency amplifier / switch unit 161 for selectively outputting the signals to the first CPU 110 and supply them to the first CPU 110 and from the first CPU 110. Ultra-high frequency transmission / reception module 164 and ultra-low frequency transmission / reception module 165 for receiving a signal encoded with transmission data via transmission data coding unit 166 and supplying it to radio frequency amplifier / switch unit 161 for transmission. mode It is made up of antenna 167.

여기서, 광대역 듀얼밴드필터부(167)는 초고주파안테나(162)와 초저주파안테나(163)를 대신하는 하나의 안테나만을 구비하여 광대역의 초고주파와 초저주파 신호를 수신하고 송신할 수있다. Here, the broadband dual band filter unit 167 may receive and transmit broadband ultra high frequency and ultra low frequency signals by providing only one antenna instead of the ultra high frequency antenna 162 and the ultra low frequency antenna 163.

이외에도, 제1 CPU(110)는 내부통신을 위하여 제이태그(JTAG)단자(182)와 캠(CAM)과 이더넷(Ethernet)의 내부통신단자(183)는 물론 이후 기술되는 제2 CPU(210)와 제3 CPU(310)와 연결되는 버스단자들을 구비하여 다른 제2 및 제3 CPU(210)과 (310)들과 데이터통신을 하도록 한다. In addition, the first CPU 110 has a JTAG terminal 182 and an internal communication terminal 183 of CAM and Ethernet for internal communication, as well as the second CPU 210 described later. And bus terminals connected to the third CPU 310 to perform data communication with the other second and third CPUs 210 and 310.

도 3에 도시와 같이, 제1 부제어프린트회로기판(102)은 제2 CPU(210)를 구비한다. 제2 CPU(210)는 제4 MCU(221)를 제어하여 선체의 속도를 검출하는 선체속도검출부(220), 제5 MCU(231)를 구비하여 선체의 무인항해를 하기 위하여 필요한 다양한 센서들의 정보를 수집하고 처리하는 데이터처리부(230), 제6 MCU(241)를 구비하여 선체의 방향, 수중이거나 표면에서의 자세를 제어하는 자세제어부(240)와 제7 MCU(261)를 구비하여 선체의 추력을 발생시키는 추력부(260)들을 구비한다. As shown in FIG. 3, the first sub control printed circuit board 102 includes a second CPU 210. The second CPU 210 is provided with a hull speed detector 220 and a fifth MCU 231 for controlling the fourth MCU 221 to detect the speed of the hull, and information on various sensors necessary for unmanned navigation of the hull. It is provided with a data processing unit 230 for collecting and processing the sixth MCU 241, the attitude control unit 240 and seventh MCU (261) for controlling the attitude of the hull, underwater or on the surface of the hull Thrust parts 260 for generating thrust are provided.

속도검출부(220)는 선체의 속도산출부로 구성되는 제4 MCU(221) 및 제4 DSP(222), 그들 사이에 접속된 메모리(223)와 제4 DSP(222)에 연결되는 도플러속도계(Doppler Velocity Log, 이하 “DVL”로 호칭됨)(224)들로 구성된다. 여기서 DVL(224)는 초음파음향신호를 이용하여 수중에서 항해 이동하는 잠수함(1)의 절대적인 상대속도를 측정하도록 도플러원리를 이용한 계측기이다. The speed detector 220 includes a fourth MCU 221 and a fourth DSP 222 configured as a speed calculator of the hull, a Doppler tachometer connected to a memory 223 and a fourth DSP 222 connected therebetween. Velocity Log, hereinafter referred to as “DVL”). The DVL 224 is a measuring instrument using the Doppler principle to measure the absolute relative speed of the submarine 1 sailing underwater using ultrasonic sound signals.

데이터처리부(230)는 자체메모리(232)를 구비하고 제5 DSP로 구성되는 제5 MCU(231), 이 제5 MCU(231)에 아날로그/디지털변환 버퍼부(233)를 사이에 두고 연결되는 각종 센서(235~239, 229)들로 구성되는데, 이들 센서들은 잠수함(1)의 자세 및 항해의 기준데이터를 발생시키는 것으로 잠수함(1)의 비틀림 상태를 검출하는 제1 및 제2 자이로센서(235)및 (236), 잠수함의 현재 속도를 검출하는 가속도센서(236), 잠수함(1)의 기울어짐에 따른 경사각을 검출하는 경사센서(237)들로 구성된다. The data processor 230 includes a fifth MCU 231 having its own memory 232 and configured as a fifth DSP, and is connected to the fifth MCU 231 with an analog / digital conversion buffer unit 233 interposed therebetween. It consists of a variety of sensors (235 ~ 239, 229), these sensors to generate the reference data of the attitude and navigation of the submarine (1) and the first and second gyro sensors that detect the torsional state of the submarine ( 235 and 236, the acceleration sensor 236 for detecting the current speed of the submarine, and the inclination sensor 237 for detecting the inclination angle according to the inclination of the submarine (1).

이외에도, 압력센서(238)는 잠수함의 심도를 측정하게 되고, 깊이센서(239)가 압력센서(238)와 함께 해상의 깊이측정을 하게 된다. 방위각센서(229)는 잠수함(1)의 진행방향을 검출한다. 여기서 제1 및 제2 자이로센서(234) 및 (235)들에서 얻어진 비틀림 값과 경사센서(237)에서 얻어진 값을 비교하여 자세보정을 위한 값을 산출하여 이하에서도 상세히 기재되듯이 좌우측 발라스트 액츄에이터(248, 249) 와 러더 및 엘리베이터 액츄에이터(251, 252)들을 제어한다. In addition, the pressure sensor 238 measures the depth of the submarine, the depth sensor 239 is to measure the depth of the sea with the pressure sensor 238. The azimuth sensor 229 detects the traveling direction of the submarine 1. Here, the torsion correction values are calculated by comparing the torsion values obtained from the first and second gyroscope sensors 234 and 235 with the values obtained from the inclination sensor 237, and as described in detail below, the left and right ballast actuators ( 248 and 249 and rudder and elevator actuators 251 and 252.

자세제어부(240)는 자체메모리(242)를 구비한 제6 MCU(241), 제6 MCU(241)에 연결되어 그로부터 테일 액츄에이터(244)를 작동시키는 제1 구동제어부(245)와 제6 MCU(241)의 제어신호에 따라 잠수함(1)의 작동을 제어하는 제2 구동제어부(250)들로 구성된다. 제2 구동제어부(250)는 잠수함(1)의 수평을 유지시키는 수평키판의 액츄에이터(245), GPS 안테나를 작동시키는 GPS 안테나 액츄에이터(246), 무선안테나의 작동시키는 무선안테나 액츄에이터(247), 우측발라스트탱크용 펌프를 작동시키는 우측발라스트 액츄에이터(248), 좌측 발라스트탱크의 펌프를 작동시키는 좌측발라스트 액츄에이터(249), 잠수함(1)의 상하의 방향타의 모터를 작동시키는 러더 액츄에이터(251)와 잠수함(1)의 좌우방향타의 모터를 작동시키는 엘리베이터 액츄에이터(252)와 잠수함(1)의 수평수직의 자세를 제어하도록 평형추를 작동시키는 수평 및 수직추 평형 액츄에이터(253)과 (254)들에 연결된다.The attitude controller 240 is connected to a sixth MCU 241 having a memory 242, a sixth MCU 241, and a first drive controller 245 and a sixth MCU that operate the tail actuator 244 therefrom. The second drive control unit 250 for controlling the operation of the submarine 1 in accordance with the control signal of the (241). The second drive controller 250 includes an actuator 245 of a horizontal keyboard that keeps the submarine 1 horizontal, a GPS antenna actuator 246 for operating a GPS antenna, a wireless antenna actuator 247 for operating a wireless antenna, and a right side. The right ballast actuator 248 to operate the pump for ballast tanks, the left ballast actuator 249 to operate the pump of the left ballast tank, the rudder actuator 251 to operate the rudder motors up and down of the submarine 1 and the submarine (1). And horizontal and vertical weight balance actuators 253 and 254 for operating the counterweight to control the horizontal and vertical posture of the submarine 1 and the elevator actuator 252 for operating the left and right rudder motor.

추력부(260)는 자체기억메모리(262)를 구비한 제7 MCU(261), 제7 MCU(261)에 연결되어 잠수함(1)의 하나 이상의 추력을 발생시키도록 하는 스위칭부(263), 스위칭부(263)의 선택에 따라 우측 및 좌측의 무브러시 직류모터를 하나거나 둘을 동시에 작동시키도록 제어하는 우측 및 좌측 구동부(264)와 (265), 이들 우측 및 좌측 구동부(264)와 (265)의 제어에 따라 작동하는 우측스크류(268)와 좌측스크류(269)와 축 결합된 제1 및 제2 무브러시 직류 모터(266)와 (267)들의 작동상태를 감지하여 검출신호를 제7 MCU(261)에 공급하는 검출부(271)들로 구성된다. Thrust unit 260 is connected to the seventh MCU (261) having a self-memory memory 262, the seventh MCU (261) switching unit 263 for generating one or more thrust of the submarine (1), Depending on the selection of the switching unit 263, the right and left driving units 264 and 265 for controlling one or both brushless DC motors to be operated simultaneously, and the right and left driving units 264 and ( 265 detects an operating state of the first and second brushless DC motors 266 and 267 coupled to the right screw 268 and the left screw 269 axially operated under the control of the control unit 265. The detectors 271 are provided to the MCU 261.

또한, 제2 CPU(210)는 부제어프린트회로기판(102)의 서브시스템을 완성하도록 시스템프로그래밍을 저장하고 기억하는 제3 SD(272)와 제4 SD(273), 제2 낸드부(274), 제2 에스램(275), 제2 플래시(276)와 제2 외부메모리(279)를 구비한다. 이 제2 CPU(210)로 구성되는 서브시스템의 특정작동의 제어를 위하여 제1 및 제3 CPU(110)과 (310)과 데이터 통신을 하고, 제2 인터럽트단자(280), 제2 모니터링단자(281), 제3 USB단자(282), 제4 USB단자(283), 제2 직렬단자(284)와 제2 실시간클릭단자(285)들을 구비한다.The second CPU 210 also stores a third SD 272, a fourth SD 273, and a second NAND 274 that store and store the system programming to complete the subsystem of the sub-control printed circuit board 102. ), A second SRAM 275, a second flash 276, and a second external memory 279. In order to control the specific operation of the subsystem composed of the second CPU 210, data communication is performed with the first and third CPUs 110 and 310, and the second interrupt terminal 280 and the second monitoring terminal. 281, a third USB terminal 282, a fourth USB terminal 283, a second serial terminal 284, and a second real-time click terminal 285.

도4에 도시와 같이, 제2 부제어프린트회로기판(103)은 제3 CPU(310)를 구비한다. 제3 CPU(310)는 MMP(321)를 구비하여 하나이상의 카메라의 작동을 제어하는 카메라제어부(320), 마이콤(331)을 구비하여 잠수함(1)의 측면에 물체가 근접해있는지를 감지하는 다수, 실예를 들면 잠수함(1)의 좌우 외측면에 6개의 근접센서(MSS 1 to N: Micro Switch Sensor; 이하 “MSS”라 통칭함)들을 구비하여 근접된 물체를 감지하는 근접 감시부(330), 전원제어부(341)를 구비하여 전체시스템에 전원을 공급하는 전원부(340), 이 전원부(340)와 접속하여 외부충전이 가능하게 하는 충전부(360)와 잠수함(1)의 외부 관리를 위하여 시스템관리부거나 PC제어부와 연결되는 내부통신부(370)들을 구비한다. As shown in FIG. 4, the second sub control printed circuit board 103 includes a third CPU 310. The third CPU 310 is provided with a MMP 321 to control the operation of one or more cameras, the camera control unit 320, and a microcomputer 331 to detect the proximity of the object to the side of the submarine (1) For example, six proximity sensors (MSS 1 to N: Micro Switch Sensors (hereinafter, referred to as “MSS”)) are provided on the left and right outer surfaces of the submarine 1 to provide a proximity monitoring unit 330 for detecting a nearby object. And a power supply unit 340 having a power supply control unit 341 to supply power to the entire system, and a system for external management of the charging unit 360 and the submarine 1 connected to the power supply unit 340 to enable external charging. Internal communication unit 370 connected to the management unit or the PC control unit is provided.

카메라제어부(320)는 자체메모리(322)를 구비한 MMP(321), 전면카메라(324)와 브릿지카메라(325)로부터 영상데이터를 수신하여 영상의 색 및 선명도를 보정하는 HIR(High Resolution: 고해상도의 의미이나 “HIR”로 통칭함)(323)로 구성된다. 여기서 카메라의 이미지 센서로부터 영상데이터는 MPEP4의 코덱에 의하여 영상은 엔코딩되어 각 프레임별로 화상을 만들고 이렇게 만들어진 화상은 30프레임의 정지화상으로 캡처하여 연결하는 일종의 동영상처리과정을 거치게 된다. The camera controller 320 receives image data from the MMP 321 having the own memory 322, the front camera 324, and the bridge camera 325 to correct the color and sharpness of the image. Or “HIR” collectively) (323). Here, the image data from the camera's image sensor is encoded by the codec of MPEP4 to make an image for each frame, and the generated image is subjected to a kind of video processing process of capturing and connecting the still image of 30 frames.

특히 본 발명에 따르면, MMP(321)는 전면카메라(324)와 브릿지카메라(325)들 에 어둠속에서 물체형상을 식별하는 고강도 적외선센서(IR)를 설치하여 최대식별거리 실예를 들면 50m떨어진 물체를 식별한다. 또한, MMP(321)는 전면카메라(324)와 브릿지카메라(325)들의 이미지센서를 좌표로 이용하여 물체와의 거리를 산출할 수 있으며, 이를 위하여 이미지센서의 표면에 다수의 구획부를 설정하고 이렇게 형성된 각각의 눈금에 대하여 소정거리 실예를 들면 5m로 설정하고 이미지센서의 중심에 영상데이터를 중심커서에 두고 주변의 상하 좌우의 사물들을 주변의 사물커서 내에 위치시키므로 그들 간의 거리를 비교하고 거리를 산출하며, 카메라의 줌 기능을 이용하여 1X일 때 거리기준을 소정거리 실예를 들면 2Km로 하여 증가된 비를 계산하여 물체와의 거리를 산출하도록 한다. In particular, according to the present invention, the MMP 321 is installed on the front camera 324 and the bridge cameras 325 high-intensity infrared sensor (IR) for identifying the object shape in the dark, the maximum identification distance, for example, an object 50m away Identifies In addition, the MMP 321 may calculate the distance from the object by using the image sensors of the front camera 324 and the bridge camera 325 as a coordinate, for this purpose set a plurality of partitions on the surface of the image sensor For each scale formed, set a predetermined distance, for example, 5m, and place the image data at the center cursor of the image sensor and place the objects up, down, left, and right in the surrounding object cursor to compare the distance between them and calculate the distance. By using the zoom function of the camera, the distance reference is set to a predetermined distance, for example, 2 km when the distance is 1 K, to calculate the increased distance from the object.

근접감지부(330)는 잠수함(1)의 좌우 외벽에 근접한 방해물체를 감지하는 MSS(1~N)들, 이들 MSS(1~N)들로부터의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 ADC(Analog Digital Converter: 아날로그 디지털 변환기의 의미이나 이후 “ADC”로 통칭함) 버퍼(332)와 이 ADC버퍼(332)로부터 디지털신호를 처리하여 근접 물체의 데이터를 발생시키는 마이콤(331)을 구비하여 외부 물체의 근접여부에 대한 데이터를 제3 CPU(310)에 인가하도록 한다.Proximity sensing unit 330 is a MSS (1 ~ N) for detecting the obstacles in close proximity to the left and right outer walls of the submarine (1), ADC (Analog to convert the analog signal from these MSS (1 ~ N) to a digital signal) Digital Converter: Means analog to digital converter or hereinafter referred to collectively as “ADC”) External object including a buffer 332 and a microcomputer 331 that processes digital signals from the ADC buffer 332 to generate data of nearby objects. The data on the proximity of the to the third CPU 310 to be applied.

전원부(340)는 시스템전원을 발전하고 충전을 제어하여 전원의 분배 및 이용하도록 자체메모리(346)를 구비한 전원제어부(341), 전원제어부(341)의 제어에 따라 전원을 공급받고 제1 및 제2 구동부(264, 265)와 좌우발라스트 액츄에이터(248)(249) 이외에도 소정의 모든 시스템의 독립적인 모듈로 구성되는 구성부분, 실예를 들면 CPU, MCU, GPS 송수신부, 수중음향송수신부등에 전원을 분배하는 전원 분배부(342), 충전부(360)로부터 전원을 저장하는 주밧데리(352), 제1 및 제2 보조밧데리(353)와 (354), 이들 주 및 보조밧데리(352~354)들로부터 전원이상상태를 검출하도록 각각 연결된 제1, 제2 및 제3의 이상 감지부(348),(347)과 (351)들과 주밧데리(352)와 제1 및 제2 보조밧데리(353)와 (354)로부터의 전원을 전원제어부(341)의 제어에 따라 전원제어부(342)에 인가하는 제1, 제2 및 제3 스위칭부(343),(344)와 (345)들로 구성된다.The power supply unit 340 generates power and supplies power under the control of the power control unit 341 and the power control unit 341 having its own memory 346 so as to generate power and control charging. In addition to the second drive unit 264 and 265 and the left and right ballast actuators 248 and 249, a component part composed of independent modules of all predetermined systems, for example, a CPU, a MCU, a GPS transceiver, and an underwater acoustic transmitter and receiver Power distribution unit 342 for distributing power, main batteries 352 for storing power from the charging unit 360, first and second auxiliary batteries 353 and 354, and main and auxiliary batteries 352 to 354. First, second, and third abnormality detectors 348, 347, and 351, the main battery 352, and the first and second auxiliary batteries 353, respectively, connected to detect a power failure condition. ), And the first, second, and third switches for applying the power from 354 to the power control unit 342 under the control of the power control unit 341. Touching portion 343, consists of the 344 and 345.

충전부(360)는 외부전원에 연결되는 충전단자(도시 안됨)를 가진 충전기(361)와 충전기(361)로부터 전원을 분주하여 분배하여 주밧데리(352)와 제1 및 제2 보조밧데리(353)(354)에 공급하는 충전분전기(362)들로 이루어진다. The charging unit 360 divides and distributes power from a charger 361 having a charging terminal (not shown) connected to an external power source and the charger 361 to the main battery 352 and the first and second auxiliary batteries 353. And charging capacitors 362 to 354.

내부통신부(370)는 제1 및 제2 CPU(110) 및 (210)과 외부 시스템관리거나 PC관리자와 통신하도록 연결된 캠(CAM)(371), 이더넷(372)과 제이태그(JTAG)(373)들로 이루어진다. The internal communication unit 370 is connected to the first and second CPUs 110 and 210 to communicate with an external system manager or a PC manager, and the CAM 371, the Ethernet 372, and the JTAG 373. )

한편, 제3 CPU(310)는 그 주변의 서브시스템을 완성하도록 시스템프로그램을 저장하고 기억하는 제5 SD(381)및 제6 SD(372), 제3 에스램(383)과 제3 플래시(384)들을 구비한다. 또한 이 제3 CPU(310)로 구성되는 서브시스템의 특정작동의 제어를 위하여 제1 및 제2 CPU(110) 및 (210)과 데이터 통신을 한다. 이외에도 제3 CPU(310)는 제5 USB단자(387), 제1내지 제6 MCU의 인터럽트단자(386), 제3 실시간 클릭(389), 제3 모니터링단자(388), 전원인터럽트단자(385)와 전원제어부(341)와 데이터 교환하고 명령하는 데이터버스(392)를 구비한다.On the other hand, the third CPU 310 is the fifth SD (381) and the sixth SD (372), the third SRAM (383) and the third flash (storing and storing the system program to complete the surrounding subsystem) 384). In addition, data control is performed with the first and second CPUs 110 and 210 in order to control the specific operation of the subsystem constituted by the third CPU 310. In addition, the third CPU 310 may include a fifth USB terminal 387, an interrupt terminal 386 of the first to sixth MCUs, a third real-time click 389, a third monitoring terminal 388, and a power interrupt terminal 385. And a data bus 392 for exchanging and instructing data with the power supply control unit 341.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 무인 수중 자동항해 제어시스템(100)을 잠수함(1)의 작동을 독립적인 모듈에 해당하는 루틴에 따라 다음과 같이 제어한다.The unmanned underwater automatic navigation control system 100 according to the present invention configured as described above controls the operation of the submarine 1 according to a routine corresponding to an independent module as follows.

초기화루틴 400Initialization routine 400

도 5에 도시와 같이, 초기화 작업은 무인 수중 자동항해 잠수함(1)의 시동을 위하여 전원을 온하게 되고, 그 다음 외부 PC로부터 초기화 인스털 작동된다. 먼저, 단계(401)에서 전원을 온하고 제1, 제2 및 제3 CPU(110),(210),(310)들이 자체시스템들에 해당하여 각기 프로그래밍 된 자체메모리를 점검하게 된다. As shown in Fig. 5, the initialization operation is turned on for the start of the unmanned underwater automatic navigational submarine 1, and then the initialization installation is started from an external PC. First, in step 401, the power is turned on and the first, second and third CPUs 110, 210, and 310 check their own programmed memories corresponding to their own systems.

제1 CPU(110)는 다수의 통신모듈들로 이루어진 시스템으로 구성된 바에 따라 단계(402)에서 통신 상황을 점검하고 단계(403)에서는 자체 메모리 점검을 한다. 통신 상황을 점검하기 위하여 먼저 단계(404)에서는 GPS 수신기부(120)의 GPS 수신 상태를 판단하고 수신 상태이면 단계(405)로 이전하여 제1 및 제2 GPS 모듈(123) 및 (124)들이 동작하는가를 판단한다. 만일 이들이 동작하며 단계(406)로 이동하여 무선송수신모듈, 즉 초고주파송수신모듈(164)와 초저주파송수신모듈(165)이 동작하는지 판단한다. 단계(407)와 단계(408)에서는 수중음향 송수신부(130) 및 (140)이 작동하는지 확인하고 작동을 한다면 단계(409)에서 음파물체감지부(150)가 작동하는가를 판단하고 작동된다면 단계(410)에서 대기상태로 된다. 만일 단계(404)에서 GPS신호가 수신 상태가 아니고, 제1 및 제2 GPS모듈(123),(124), 무선통신부(160)의 무선송수신모듈들, 수중음향송신부(130), 수중음향수신부(140)와 음파물체감지부(150)들이 작동하지 않는 경우는 단계(420)에서 외부PC에 의하여 테스트되고 에러표시를 하고 수리되게 한다.The first CPU 110 checks the communication status in step 402 and checks its own memory in step 403 as configured by a system consisting of a plurality of communication modules. In order to check the communication situation, first, in step 404, the GPS reception state of the GPS receiver unit 120 is determined, and if the reception state, the process moves to step 405, where the first and second GPS modules 123 and 124 Determine if it works. If they operate and move to step 406, it is determined whether the wireless transmit / receive module, i.e., ultra high frequency transmit / receive module 164 and ultra low frequency transmit / receive module 165, operate. In steps 407 and 408, the hydroacoustic transceiver 130 and 140 are checked for operation, and if so, in step 409, it is determined whether the sound wave object detecting unit 150 is operated. At 410, the standby state is reached. If the GPS signal is not in the receiving state in step 404, the first and second GPS modules 123, 124, the wireless transmission and reception modules of the wireless communication unit 160, the underwater acoustic transmitter 130, the underwater acoustic receiver If the 140 and the sound wave object detection unit 150 does not operate in step 420 is tested by an external PC to display an error and to be repaired.

또한 제1 CPU(110)는 자체 주제어프린트회로기판(101) 및 주변의 보조제어프린트회로기판(102)와 (103)의 작동이거나 현재 상태를 확인하도록 단계(411) 및 (412)에서 자체프로그래밍 기억장치로 되는 제1 및 제2 SD(177)과 (178)들을 차례로 점검하고 이상이 없다면 단계(413)로 이전하여 제1 CPU(110)와 부제어프린트회로기판(102)와 (102)들의 서부시스템과 제2 CPU(210)와 제3 CPU(310)의 서브시스템간의 연결 상태를 데이터버스, 모니터링데이터단자(181), 내부통신단자(183), 제이태그(JTAG)단자(182)들을 통하여 점검한다. 만일 연결 상태가 이상 없다면 단계(414)에서 제3 CPU(310)를 통하여 각 부분별 전원의 인가 상태를 점검하고 전원이 인가되었다면 단계(415)로 가서 대기한다.In addition, the first CPU 110 is self-programming in steps 411 and 412 so as to confirm the operation or current state of the main control printed circuit board 101 and the auxiliary control printed circuit boards 102 and 103 in the vicinity. The first and second SDs 177 and 178 used as memory devices are checked in sequence, and if there is no error, the process proceeds to step 413 where the first CPU 110 and the sub-control printed circuit boards 102 and 102 are checked. The connection state between the western system and the subsystems of the second CPU 210 and the subsystem of the third CPU 310 to the data bus, the monitoring data terminal 181, the internal communication terminal 183, and the JTAG terminal 182. Check through If the connection state is not abnormal, in step 414, the third CPU 310 checks the power supply status of each part, and if power is applied, the process goes to step 415 and waits.

만일, 메모리점검단계(403) 이후에 제1 SD(177) 및 제2 SD(178)과 데이터버스, 모니터링데이터단자(181), 내부통신단자(183), 제이태그단자(182)들과 전 시스템의 구성부분별 전원단자에서의 이상이 있음이 검지되는 경우 단계(46)로 이전하여 외부 PC에 에러표시를 하고 테스트된다.If, after the memory check step 403, the first SD 177 and the second SD 178, the data bus, the monitoring data terminal 181, the internal communication terminal 183, and the J-tag terminal 182 are transferred. If it is detected that there is an error in the power supply terminal for each component of the system, go to step 46 to display an error on the external PC and test.

제2 CPU(210)는 단계(420)에서 데이터처리부(230)의 각 센서들, 제1 및 제2 자이로센서(234)와 (235), 가속도센서(236), 경사센서(237), 압력센서(238), 심도센서(239)와 방위각센서(229)들을 점검하고, 단계(421)에서는 이들 센서들의 기준 값이 0도 보다 작은가를 판단한다. 만일 0도 보다 작다면 단계(422)에서는 데이터를 전송한다. 단계(423)에서 각 센서의 회전상태를 검사한다. 실예를 들면, 각 센서의 I90도에 해당하는 회전데이터를 입력하여 회전 검사하고 정상회전이 이루어졌다면 단계(425)로 이전한다. 단계(425)에서는 DVL(도플러 속도계)(425)의 작동상태인가를 점검한다. 작동상태이면 단계(426)에서는 단계(428)에서 수행되는 점검에 필요한 데이터를 호출하는 동시에 발라스트 액츄에이터(248)의 작동상태를 점검하게 된다. 이상이 없는 경우 단계(427)로 이전하여 대기상태로 된다. In operation 420, the second CPU 210 may detect the sensors of the data processor 230, the first and second gyroscope sensors 234 and 235, the acceleration sensor 236, the tilt sensor 237, and the pressure. The sensor 238, the depth sensor 239 and the azimuth sensor 229 are checked, and in step 421 it is determined whether the reference values of these sensors are smaller than zero degrees. If less than zero, step 422 transmits data. In step 423, the rotation state of each sensor is checked. For example, by inputting rotation data corresponding to I90 degrees of each sensor, the rotation is checked and if the normal rotation is made, the process proceeds to step 425. In step 425 it is checked whether the DVL (Doppler tachometer) 425 is in operation. If it is in operation, step 426 calls for the data required for the check performed in step 428 and at the same time checks the operation of the ballast actuator 248. If there is no error, the process moves to step 427 and the standby state is reached.

한편, 단계(430)에서는 서브시스템의 부제어프린트회로기판(102)의 자체 메모리들을 점검하고, 단계(431) 및 (432)를 차례로 수행하여 프로그래밍메모리인 제3 및 제4 SD(177)과 (178)들의 상태를 점검하고, 이상이 없는 경우 단계(433)로 이전하여 대기상태로 된다.Meanwhile, in step 430, the memories of the sub-control printed circuit board 102 of the subsystem are inspected, and steps 431 and 432 are performed in sequence, so that the third and fourth SDs 177 and the programming memories are stored. The state of the units 178 is checked, and if there is no error, the process moves to step 433 to be in a standby state.

한편, 각 센서, 추력발생용 직류 모터, DVL과 발라스트 액츄에이터, 제3 및 제4 SD, 자세제어부 등의 작동 오류거나 점검 실패 시 단계(421), 단계(423), 단계(424), 단계(425), 단계(426) 들은 단계(416)로 이전하여 외부 PC에 에러표시를 한다.On the other hand, when the operation error or inspection failure of each sensor, the thrust generation DC motor, DVL and ballast actuators, the third and fourth SD, the attitude control unit, etc., steps 421, step 423, step 424, step ( 425, step 426 moves to step 416 to indicate an error to the external PC.

제3 CPU(310)는 서브시스템을 단계(440)와 단계(441)에서 전면카메라(324)와 브릿지카메라(325)를 작동시키고 이들 카메라들의 화질상태를 점검한다. 단계(442)에서 화질상태가 양호(해상도 1024*980)한지 판단하고, 양호 하다면 단계(443)로 이동하여 카메라 등의 액츄에이터의 상하작동을 시킨다. 단계(444)에서는 이 액츄에이터들을 점검하여 이상 있는지를 판단한다. 단계(444)에서 이상이 없다고 판단되면 단계(445)로 이전하여 전원점검을 준비하고 단계(446)에서는 주밧데리(352)와 제1 및 제2 보조밧데리(353)과 (354)의 충전상태를 점검하고 완전한 충전이 이루어졌다며 단계(447)로 이전하여 시스템의 각 구성부분의 전원공급 상태를 점검하게 되고 각 구성부분에 전원공급 가능상태인가를 판단한다. 만일 전원공급 상태임을 확인한 경우 단계(448)로 이전하여 대기상태로 된다. The third CPU 310 operates the front camera 324 and the bridge camera 325 in steps 440 and 441 and checks the image quality of these cameras. In step 442, it is determined whether the image quality state is good (resolution 1024 * 980), and if it is good, the process moves to step 443 to perform the up and down operation of an actuator such as a camera. In step 444, these actuators are checked to determine if they are abnormal. If it is determined in step 444 that there is no abnormality, the process proceeds to step 445 to prepare a power check, and in step 446, the state of charge of the main battery 352 and the first and second auxiliary batteries 353 and 354 is satisfied. After checking that the system is fully charged, the process proceeds to step 447 to check the power supply status of each component of the system and to determine whether the power supply is possible for each component. If it is confirmed that the power supply state, the flow advances to step 448 to the standby state.

만일 단계(442)에서 화질점검으로 사양에 미달되고 단계(444)에서 카메라 액츄에이터가 고장상태이거나, 단계(446)에서 밧데리들의 충전작동 상태가 이루어지지않은 경우와 단계(447)에서 각 구성부분이 전원공급이 가능하지 않은 경우 단계(416)로 이전하여 외부 PC에 에러표시를 한다.If, in step 442, the specifications are not met by the quality check and the camera actuator is broken in step 444, or the charging operation of the batteries is not performed in step 446, and each component is removed in step 447. If the power supply is not possible, go to step 416 to display an error on the external PC.

이와 같이 전체 시스템의 초기상태에 대한 점검이 이루어진 다음 무인 자동항해 잠수함(1)의 현재 상태를 점검하게 된다. 이를 위하여 제1 CPU(110), 제2 CPU(210)와 제3 CPU(310)들이 시스템 점검 후 작동모드로 된다. In this way, the initial state of the entire system is checked, and then the current state of the unmanned automatic submarine 1 is checked. To this end, the first CPU 110, the second CPU 210 and the third CPU 310 are put into an operation mode after the system check.

센서작동루틴 460Sensor operation routine 460

도 6에 도시와 같이, 센서작동루틴(460)에서는 잠수함(1)의 각 센서들을 기동 시키고 감지 값들을 데이터화 한다. 단계(461)에서 GPS 데이터를 수신하고 현재좌표를 단계(462)에서 읽게 된다. 단계(463)에서는 방위각을 감지한다. 단계(464)에서는 현재가속도를 측정하며 가속도 값을 확인하고 단계(465)에서는 도플러 속도계의 측정값을 확인한다. 단계(466)에서는 소정 알고리즘의 적용을 위하여 함수 호출을 한다. 단계(467)에서는 함수계산을 하며 속도, 거리, 계산테이블에 따라 GPS값을 제외한 거리 값(좌표)을 조정한다.As shown in FIG. 6, the sensor operation routine 460 starts each sensor of the submarine 1 and data the detected values. In step 461, GPS data is received and the current coordinate is read in step 462. In step 463, the azimuth angle is detected. In step 464, the current acceleration is measured and the acceleration value is checked. In step 465, the measured value of the Doppler speedometer is checked. In step 466, a function call is made to apply a predetermined algorithm. In step 467, a function is calculated and distance values (coordinates) excluding GPS values are adjusted according to the speed, distance, and calculation table.

이후 단계(468)에서는 GPS값과 방위각 값을 비교하여 그 차이가 소정범위, 실예를 들면 +/-0.005 이내인가를 판단하다. 만일 소정범위 이상이면 단계(469)에서 GPS값이 방위각 값 보다 작은지를 판단하고, GPS값이 큰 경우 이후 기술되는 단계(471)로 이전하고 반대로 큰 경우 단계(470)로 이전하여 함수처리를 하여 단계(471)로 이전한다.Thereafter, in step 468, the GPS value and the azimuth value are compared to determine whether the difference is within a predetermined range, for example, +/- 0.005. If it is more than a predetermined range, it is determined whether the GPS value is smaller than the azimuth value in step 469, and if the GPS value is large, the process returns to step 471 to be described later. Transfer to step 471.

단계(471)에서는 GPS값과 방위각 값을 비교하여 그의 차이가 소정 값 이하인가 다시 한 번 판단한다. 소정 값 이하이면 단계(472)에서 소정시간대에 GPS값과 방위각 값을 계산하고 단계(473)에서는 이들 처리 값에 대하여 DVL값을 병행하여 처리한 다음 단계(474)에서는 순차적으로 시간대에 따른 온도, 좌표 등의 데이터를 제2 SD에 저장한다. In step 471, the GPS value and the azimuth value are compared to determine once again whether the difference is less than or equal to a predetermined value. If it is less than the predetermined value, in step 472, the GPS value and the azimuth value are calculated in a predetermined time zone, and in step 473, the DVL values are processed in parallel with these processing values. Data such as coordinates is stored in the second SD.

한편 단계(475)에서 소정 값 이하가 아닌 경우 단계(475)로 이전하여 시스템 오차인가를 판단하고 시스템 오차가 아니면 단계(472)로 이전하고 시스템 오차이면, 단계(476)로 이전하여 경사도 값이 소정 값 이내인가 판단한다. 소정 값 이내이면 단계(472)를 수행하고 소정 값 이내가 아니면 단계(478)로 이전하여 가속도 값이 소정 값 이내 인가 판단 한다. 소정 값 이내이면 단계(472)를 수행하고 소정 값 이내가 아니면 단계(471)를 수행한다. 이로써 각 센서들의 작동제어를 하는데 따른 감지신호를 수집하고 처리하여 데이터화 한다. On the other hand, if it is not less than a predetermined value in step 475, the process proceeds to step 475 to determine whether there is a system error. It is determined whether it is within a predetermined value. If it is within the predetermined value, step 472 is performed. If it is not within the predetermined value, the process moves to step 478 to determine whether the acceleration value is within the predetermined value. If within a predetermined value, step 472 is performed. If not within a predetermined value, step 471 is performed. This collects, processes and data the detection signal according to the operation control of each sensor.

수중 음향 송수신루틴 480Underwater Acoustic Transmission Routine 480

도 7에 도시와 같이, 제1 CPU(110)는 외부지령에 따라 수중 음향 송수신 작동을 하게 되고, 제2 및 제3 CPU(210) 및 (310)들과 데이터 연결되는 싱크상태로 된다. 이를 위하여 수중음향 송수신 루틴(480)이 수행된다. 이 루틴(480)을 수행하기위하여 단계(481)에서는 제1 CPU(110)가 제어시스템의 초기화 데이터를 호출하고 입력한다. 단계(428)에서는 제2 CPU(210)와 제3 CPU(310)에 각 제어시스템의 초기 데이터를 전송한다. 그 다음 단계(483)에서는 소정시간의 경과인가를 판단한다. 실예를 들면 3분이 지난 후 단계(414)에서는 수중음향 송신준비(484)를 하게 된다. 단계(485)에서는 제2 및 제3 CPU에 있는 데이터는 제1 CPU에 전송한다. 여기서 데이터는 이동경로(좌표)이거나 근거리, 밧데리 충전 상태, 현재 상태와 물체 검출데이터들이다.As shown in FIG. 7, the first CPU 110 performs an underwater audio transmission / reception operation according to an external command, and enters a sink state in which data is connected to the second and third CPUs 210 and 310. The hydroacoustic transmission and reception routine 480 is performed for this purpose. In order to perform this routine 480, in step 481, the first CPU 110 calls and inputs initialization data of the control system. In step 428, initial data of each control system is transmitted to the second CPU 210 and the third CPU 310. In the next step 483, it is determined whether a predetermined time has elapsed. For example, after 3 minutes, in step 414, the preparation for underwater acoustic transmission 484 is performed. In step 485, data in the second and third CPUs is transferred to the first CPU. The data here are movement paths (coordinates), near field, battery charge status, current state and object detection data.

단계(486)에서는 제1 CPU에 데이터를 송신하며, 이때 데이터는 암호화된다. 단계(487)에서 전송을 중지하고 단계(488)에서 대기 상태로 된다.In step 486, data is sent to the first CPU, where the data is encrypted. In step 487 the transmission is stopped and in step 488 the standby state.

음파물체감지 루틴 500Sound Wave Object Detection Routine 500

도 8에 도시와 같이, 제1 CPU(110)는 수중에서의 물체를 감지하도록 음파물체감지부(150)를 독립모듈로써 제어하는데, 제3 MCU(151)를 제어하여 수중의 방해물이거나 물체의 존재 여부 및 물체의 종류와 형상을 감지하도록 하여 잠수함(1)의 수중 항해를 유도 한다. 이를 위하여, 이 루틴(500)에서는 단계(501), (502)와 (503)들을 동시에 수행하면서 전면 스캔소나(153), 좌우측면 스캔소나(154,155)와 저부 스캔소나(156)를 작동시킨다. 각 스캔소나(153 ~156)들은 단계(504), (505)와 (506)에서 비임 각도를 각각 =/-5도, +/-5도와 30도로 조정하여 음파를 발사한다. 이후 단계(507)에서는 반사된 파형을 분석하고, 단계(508)에서는 거리 및 물체형태를 계산한다. 단계(509)에서는 거리계산 알고리즘에 의하여 거리를 계산하고 단계(510)에서는 물체형상을 확인한다.As shown in FIG. 8, the first CPU 110 controls the sound wave object detecting unit 150 as an independent module to detect an object in the water. The third CPU 151 controls the third MCU 151 to detect an obstacle or an object in the water. Underwater navigation of the submarine 1 is induced by detecting the presence and type and shape of the object. To this end, the routine 500 operates the front scan sonar 153, the left and right side scan sonar 154, 155 and the bottom scan sonar 156 while simultaneously performing the steps 501, 502 and 503. Each scan sonar 153-156 fires sound waves by adjusting beam angles = /-5 degrees, +/- 5 degrees and 30 degrees, respectively, in steps 504, 505 and 506. In step 507, the reflected waveform is analyzed, and in step 508, distance and object shape are calculated. In step 509, the distance is calculated using a distance calculation algorithm, and in step 510, the shape of the object is confirmed.

단계(511)에서는 연산 알고리즘을 호출하여 거리와 물체의 연관관계를 계산한다. 단계(512)에서 물체가 강철인가 판단하고 강철인 경우 단계(514)에서 이동한 상태여부를 판단한다. 만일 이동 했다면 단계(516)에서 추력속도를 감속시키게 되고 정지된다. 한편 추력속도의 감속과 동시에 단계(521)에서는 형상이미지선의 작성을 한다. 이 경우 이미지의 각 꼭지점과 중간의 포인트 좌표지점간의 좌표가 설계된 좌측 테이블에 의하여 표시가 되도록 하는데, 반드시 포인트 시작점은 형상이 가장 뛰어나온 부분을 기본좌표로 삼아서 좌표를 부여한다. 실예를 들면, 완전 칼라일 경우 좌표함수 2D(X,Y), 3D(X,Y,Z), ...(Xn, Yn, Zn)로 이미지 저장하고 1Kbyte 이내에서 라인과 점을 형성한다. 이와 같은 라인과 점의 이미지는 단계(520)에서 스캔하여 저장한다.In step 511, a calculation algorithm is called to calculate the relationship between the distance and the object. In step 512, it is determined whether the object is steel, and if it is steel, it is determined whether the object has moved in step 514. If so, in step 516 the thrust speed is slowed down and stopped. On the other hand, at the same time as the deceleration of the thrust speed, a shape image line is created. In this case, the coordinate between each vertex of the image and the point coordinate point in the middle is displayed by the designed left table. The point starting point is given the coordinates by using the most excellent part as the base coordinate. For example, in the case of full color, images are stored in coordinate functions 2D (X, Y), 3D (X, Y, Z), ... (Xn, Yn, Zn) and form lines and points within 1 Kbyte. This line and dot image is scanned and stored in step 520.

한편, 단계(512)에서 강철이 아닌 것으로 판단될 때, 단계(513)로 이전하여 생명체로 판단하여 반사된 값을 계산하고 테이블 값과 비교한 후 비교 값이 테이블 값 보다 작은 경우 단계(517)로 이전한다. 만일 비교 값이 큰 경우 단계(515)에서 고정물체인가 판단한다. 고정물체인 경우 단계(522)로 이전하여 고정물체의 위치, 전후 저면에 대한 음파출력을 높여 물체의 윤곽을 확인하고 단계(521)로 이전한다. On the other hand, when it is determined in step 512 that it is not steel, the process proceeds to step 513, it is determined as a living being, calculated the reflected value and compared with the table value and if the comparison value is smaller than the table value step 517 Move to If the comparison value is large, it is determined in step 515 whether it is a fixed object. In the case of a fixed object, the process proceeds to step 522 to check the contour of the object by increasing the sound wave output of the position of the fixed object and the front and rear bottoms, and then transfer to step 521.

단계(517)에서는 음파의 빔 각도를 3도 이하로 하고, 단계(518)에서 반사 수신 값이 소정 값 실예를 들면 60% 이하인가를 판단한다. 만일 소정 값 이하이면 단계(519)에서 생물체 크기를 판별하고 단계(520)에서 스캔 저장한다. In step 517, the beam angle of the sound wave is 3 degrees or less, and in step 518 it is determined whether the reflection reception value is a predetermined value, for example, 60% or less. If less than a predetermined value, the organism size is determined in step 519 and scanned and stored in step 520.

무선데이터 송수신루틴 530Wireless data transmission and reception routine 530

도 9에 도시와 같이, 무선데이터 송수신루틴(530)에서는 제1 CPU(110)가 제2 CPU(210)에 호출되어 잠수함(1)의 현재 상태에 대한 데이터를 외부의 콘솔이거나 PC에 전송한다. 이를 위하여 제1 CPU(110)의 지령에 따라 제2 CPU(210)는 단계(531)에서 무선안테나 액츄에이터들을 작동시키도록 하여 무선으로 데이터를 외부에 전송상태로 되게 한다. 단계(532)에서는 제2 CPU(210)가 심도 센서(239)의 감지 값을 확인하고, 단계(534)에서 압력센서(238)의 값이 소정 값 실예를 들면 0.5 이상인가 판단한다.As shown in FIG. 9, in the wireless data transmission / reception routine 530, the first CPU 110 is called by the second CPU 210 to transmit data on the current state of the submarine 1 to an external console or PC. . To this end, according to the instruction of the first CPU 110, the second CPU 210 operates the wireless antenna actuators in step 531 to wirelessly transmit data to the outside. In step 532, the second CPU 210 checks the detected value of the depth sensor 239, and determines in step 534 whether the value of the pressure sensor 238 is a predetermined value, for example, 0.5 or more.

만일 소정 값 이상인 경우 단계(535)에서는 좌우발라스트 액츄에이터작동을 명령 하고 단계(536)에서는 평형추 액츄에이터의 작동으로 롤링 되도록 한다. 단계(537)에서는 수표면 위에 위치되었는가를 판단한다. 수표면상에 있다면 단계(538)에서는 카메라를 작동시킨다. 단계(539)에서는 수면 위 상태를 확인하여 이상이 있을 경우 단계(542)에서 대기하고 동시에 단계(546)에서 카메라 데이터를 전송 준비한다. If it is more than a predetermined value, step 535 commands the left and right ballast actuators to operate, and in step 536, the counterweight actuator is rolled. In step 537, it is determined whether it is located on the water surface. If on the surface of the water, the camera is operated in step 538. In step 539, the state on the surface of the water is checked, and if there is an abnormality, the process waits at step 542 and prepares to transmit camera data at step 546.

만일 단계(539)에서 수표면 위에 있는 것으로 판단되면, 단계(540)로 이전하여 데이터전송준비를 하고 단계(541)에서는 데이터전송신호를 송출한다. 이때, 물속물체를 검출한 경우 감지 위치와 음파의 영상데이터를 송출하도록 하고 단계(545)에서의 데이터 수신 후 확인신호를 전송한다.If it is determined in step 539 that it is above the surface of the water, the process proceeds to step 540 to prepare for data transmission and in step 541 the data transmission signal is sent. At this time, when the object is detected, it transmits the image data of the detection position and the sound wave, and transmits a confirmation signal after receiving the data in step 545.

한편, 단계(538)에서 카메라 작동과 동시에 단계(547)가 수행되어 GPS 데이터를 수신하고 단계(548)에서는 데이터를 갱신하며 단계(549)에서 현재 위치를 계산하고, 단계(550)에서 데이터를 저장한다.On the other hand, step 547 is performed simultaneously with the camera operation in step 538 to receive GPS data, update data in step 548, calculate the current position in step 549, and receive data in step 550. Save it.

또한 수표면 위에서 단계(551)를 수행하여 무선통신 실예를 들면 와이파이(WIFI)통신이거나 초고주파통신이 가능한가를 판단하고, 가능하다면 단계(552)에서 채널검색하고 엔코딩된 신호를 송신한다. 단계(553)에서 수신확인했는지 판단한다. 수신확인이 되었다면 단계(554)에서 송수신대기상태로 된다. 만일 단계(553)에서 수신이 확인되지 않으면, 단계(355)에서 소정횟수, 실예를들면 3회 반복하여 송신을 시도한다. 이후 송신 확인되면 단계(552)로 이전하고 송신확인이 안되면 대기한다. In addition, step 551 is performed on the water surface to determine whether a wireless communication, for example, Wi-Fi (Wi-Fi) communication or microwave communication is possible, and if possible, the channel search and the encoded signal is transmitted in step 552. In step 553, it is determined whether the acknowledgment is confirmed. If the acknowledgment has been acknowledged, the process enters the transmit / receive wait state at step 554. If the reception is not confirmed in step 553, the transmission is repeated a predetermined number of times, for example, three times in step 355. Thereafter, if the transmission is confirmed, the process moves to step 552, and if the transmission is not confirmed, it waits.

한편, 단계(551)에서 초고주파통신이 가능하지 않다면, 단계(556)에서 초저주파통신이 가능한가를 판단하고, 초저주파통신이 가능하지 않다면, 단계(557)에서 초고주파거나 초저주파의 송수신하도록 대기한다. 만일 초저주파 통신이 가능하다면 단계(558)에서 채널검색하고 엔코딩된 신호를 송신한다. 단계(559)에서 수신확인했는지 판단한다. 수신확인이 되었다면 단계(554)에서 송수신대기상태로 된다. 만일 단계(559)도 수신이 확인되지 않으면, 단계(533)에서 소정횟수, 실예를들면 3회 반복하여 송신을 시도한다. 이후 송신 확인되면 단계(558)로 이전하고 송신확이이 안되면 대기한다. 선체가 잠수모드로 될 경우 대기 상태는 오프 상태로 된다On the other hand, if the ultra-high frequency communication is not possible in step 551, it is determined whether the ultra-low frequency communication is possible in step 556, and if the ultra-low frequency communication is not possible, in step 557 waits for transmission or reception of ultra-high frequency or ultra-low frequency. . If ultra-low frequency communication is possible, channel search and transmit the encoded signal at step 558. In step 559 it is determined whether the acknowledgment. If the acknowledgment has been acknowledged, the process enters the transmit / receive wait state at step 554. If the reception is not confirmed in step 559 as well, in step 533, transmission is repeated a predetermined number of times, for example, three times. If the transmission is confirmed, the process moves to step 558, and if the transmission is not confirmed, it waits. The standby state is off when the hull is in diving mode.

여기서 카메라작동은 이후 상세히 기술되는 바와 같이, 본 발명에서 사용되는 카메라 역시 특수 장비가 아닌 일반적인 소형 카메라 모듈을 사용하나 기존의 방식에서 몇 가지 추가하여 카메라에 잡힌 대상체의 거리를 알 수 있도록 새롭게 설계된 것이다. Here, the camera operation, as described in detail later, the camera used in the present invention also uses a general small camera module, not special equipment, but is newly designed to know the distance of the object caught in the camera by adding a few in the existing method. .

그 방법은 이미지 화상 캡처 된 데이터를 미리 설정해 놓은 분할 라인좌표계에 캡처 된 영상을 삽입하여 커서의 좌표를 계산한다. 대상체의 이미지는 이미지 벡터 합성으로 변환되어 분할 라인좌표계에 병합 되도록 좌표계 설정 작업된다. 즉, 라인 안에 들어온 대상체의 크기와 모양새를 알기 위하여 포인트와 포인트를 연결하는 좌표 라인 작업을 하게 되는데 포인트 간의 거리는 픽셀단위로 계산을 하게 되어 점과 점을 연결하면 형상이 그려지게 된다. 화상에 잡힌 대상체의 거리 계산은 크기와 주변 물체의 간격을 두고 계산 한다. 모든 기준점은 X1상태에서 카메라는 액츄에이터를 이용하여 상, 하, 좌, 우로 최대 90도까지 움직여 센터 커서 주변의 사물을 비교하게 된다. 이것은 센터 커서에 들어온 대상체의 크기를 비교함으로써 커서 안의 사물이 작은 것인지 아니면 큰 대상체인지 판단을 하게 된다. 반드시 X1 상태 즉, 줌(zoom)=0 인 상태에서 작업이 이루어진다. 만약 X2, X3,… X10 에서 이루어 질 경우 센터 커서의 대상체 거리는 무수히 많은 방정식을 거쳐야만 대략적인 거리를 알 수 있다. 이러한 방정식 계산을 줄이기 위하여 반드시 센터 커서의 초기 이미지 화상은 X1 상태의 영상을 가지고 거리를 측정하게 된다. 거리의 정확도를 알기 위하여 X2, X3… 등 배율을 키움으로써 초기 X1 거리와 X2,X3 일 때 거리를 비교 보정하게 된다. 이는 이후 상세히 기술되는 바와 같이 카메라물체거리측정루틴(580)에서 달성된다. The method calculates the coordinates of the cursor by inserting the captured image into a pre-set split line coordinate system. The image of the object is converted into an image vector composition, and the coordinate system is set to be merged into the split line coordinate system. In other words, in order to know the size and shape of the object in the line, the coordinate line works to connect the points. The distance between the points is calculated in units of pixels. When the points are connected, the shape is drawn. The distance calculation of the object caught in the image is calculated based on the size and the distance between the surrounding objects. In all reference points, X1 uses the actuator to move the camera up, down, left and right up to 90 degrees to compare objects around the center cursor. This compares the size of the object entering the center cursor to determine whether the object in the cursor is small or large. Work must be done in the X1 state, that is, zoom = 0. If X2, X3, ... If it is made at X10, the distance of the object of the center cursor has to go through a myriad of equations to know the approximate distance. In order to reduce this equation calculation, the initial image of the center cursor must measure the distance with the image of the X1 state. To know the accuracy of the distance X2, X3 ... By increasing the equal magnification, the distance is compared and corrected at the initial X1 distance and X2, X3. This is accomplished in the camera object ranging routine 580 as described in detail below.

근접항해루틴 560Melee Anti-Routine 560

도 10에 도시와 같이, 다수의 MSS(마이크로 스위치센서)들에 의하여 수행되는 근접항해루틴에서는 MSS1 내지 MSSN들을 잠수함(1)의 좌우상하 측면의 소정부위에 설치하고 바다 속 협곡사이를 잠행하거나 근접 항해 시 사용하고 정지 상태에서는 유속의 흐름을 탐지한다. 즉, 단계(561)에서는 전후측면스캔소나로부터 협곡 및 바위 등의 물체 등을 감지한 음파데이터를 습득하고 마이크로스위치센서를 기동시킨다. 단계(562)에서는 제1 CPU가 제3 CPU에 MSS(1~N)들의 작동을 요청한다. 단계(563)에서 MSS가 작동상태로 전환이면 단계(565)에서는 오른쪽에 물체가 있는 가 판단하고 아닌 경우 단계(566)에서는 왼쪽에 물체가 있는가 판단한다. 만일 왼쪽에 물체가 있는 경우 단계(567)에서 저부에 물체가 있는 가 판단한다. 반대로 단계(565), (566) 및 (567)을 거치면서 오른쪽에 물체가 없고, 왼쪽에 물체가 없으면서 저부에도 물체가 없게 되면 단계(568)로 이동하여 추력속도를 1노트 이하로 유지한다. 단계(569)에서는 측면스캔소나에 의하여 탐지거리를 측정한다. 이 측정결과에 대하여 단계(570)에서 초기위치보다 상승인가를 판단한다. 만일 상승했다며 단계(571)에서의 수평 키와 러더의 액츄에이터를 작동시켜 소정 각도로 조정한다. 그 다음 단계(572)에서는 추력속도를 상승시킨다. As shown in FIG. 10, in proximity navigation routines performed by a plurality of MSSs (micro switch sensors), MSS1 to MSSNs are installed at predetermined portions of the left and right upper and lower sides of the submarine 1 and stealthy or near the canyons in the sea. It is used during voyages and detects the flow of flow at standstill. In other words, in step 561, sound wave data obtained by detecting objects such as canyons and rocks are acquired from the front and rear side scan sonas, and the microswitch sensor is activated. In step 562, the first CPU requests the third CPU to operate the MSSs 1-N. In step 563, if the MSS is in the operating state, in step 565 it is determined whether there is an object on the right side. In step 566, it is determined whether there is an object on the left side. If there is an object on the left, it is determined in step 567 if there is an object at the bottom. On the contrary, if there are no objects on the right side and no objects on the bottom while there are no objects on the left side through steps 565, 566 and 567, the process moves to step 568 to maintain the thrust speed of 1 knot or less. In step 569, the detection distance is measured by a side scan sonar. It is determined in step 570 whether the measurement result is higher than the initial position. If it is raised, the actuator of the rudder and the rudder in step 571 is operated to adjust the angle. In the next step 572, the thrust speed is increased.

만일 단계(570)에서 상승상태가 아니라면 단계(573)로 이전하여 좌측 물체와의 거리를 측정하여 좌측의 소정간격이 확보되면 단계(574)에서 엘리베이터를 조정하고 단계(575)로 이전하여 추력속도 상승한다. If it is not the rising state in step 570, go to step 573 to measure the distance to the left object, and if a predetermined distance on the left side is secured, adjust the elevator in step 574, and move to step 575 to transfer the thrust speed. To rise.

한편, 단계(572)에서 좌측간격이 확보되지 않은 경우 단계(576)로 이동하여 우측의 소정간격을 확보했는가를 판단하고, 우측의 소정간격이 확보되는 경우만 단계(577)로 이전하여 엘리베이터조정하고 단계(579)에서 추력속도를 상승시키도록 한다.On the other hand, if the left interval is not secured in step 572, it is determined whether the predetermined interval on the right side is secured by moving to step 576, and only when the predetermined interval on the right side is secured, the process moves to step 577 to adjust the elevator. In step 579, the thrust speed is increased.

카메라물체거리측정루틴 580Camera distance measurement routine 580

도 11에 도시와 같이, 이미지센서로부터 영상데이터를 MMP(321)가 습득하므로 시작된다. 단계(581)에서는 영상이나 화상을 캡처하고, 단계(582)에서 실예를 들면, 가로 32/세로 32로 되는 분할 화상라인에 캡처된 영상을 삽입한다. 동시에 단계(583)에서는 이미지벡터를 합성한다. 이후 단계(584)에서는 이미지의 포인팅작업을 하여 좌표계산을 한다. 단계(585)에서는 지점 대 지점간의 거리를 소정 알고리즘에 따라 계산한다. 단계(590)에서는 선행하는 단계(588)에서 카메라들의 좌우상하로 90도 회전을 수행하고 단계(589)에서는 주변사물의 크기를 비교하게 한 후 줌을 X1배율로 작동한다. 단계(591)에서는 줌을 2배 내지 5배까지 작동 한다. 단계(592)에서는 줌을 6배 내지 10배로 확대 할 수 있다. 이와 같이 줌을 작동함에 따라 단계(594)에서는 물체와의 거리를 파악하는데 이들 단계에서 단계(593)로 이전하여 각 단계에서의 거리를 자동으로 계산 하거나 단계(595)에서 최종의 줌 작동에 따른 시간, 좌표, 이미지와 거리등에 대한 데이터를 저장한다. 그 다음, 단계(596)에서는 이미지/시간/좌표/거리등의 데이터를 합병하여 데이터화 하고, 단계(597)에서 무선데이터통신부로 입력하고 단계(598)에서 데이터를 무선 전송한다. As shown in FIG. 11, it starts because the MMP 321 acquires image data from an image sensor. In step 581, an image or image is captured, and in step 582, the captured image is inserted into a divided image line of, for example, 32 horizontally / 32 vertically. At the same time step 583, image vectors are synthesized. In step 584, the coordinates are calculated by pointing the image. In step 585, the distance from point to point is calculated according to a predetermined algorithm. In step 590, in the preceding step 588, the cameras are rotated 90 degrees left and right, up and down, and in step 589, the size of the surrounding object is compared, and then the zoom is operated at X1 magnification. In step 591, the zoom is operated from 2 to 5 times. In step 592, the zoom can be magnified 6 to 10 times. As the zoom is operated, in step 594, the distance to the object is determined. In these steps, the method moves to step 593 to automatically calculate the distance in each step, or in step 595, according to the final zoom operation. Stores data about time, coordinates, images and distances. Next, in step 596, data such as image / time / coordinates / distance are merged into data, inputted to the wireless data communication unit in step 597, and wirelessly transmitted data in step 598.

자세제어루틴 40Posture Control Routine 40

도 12에 도시와 같이, 자세제어루틴(40)은 잠수정(1)의 수직, 수평 등의 자세를 유지하여 자세제어의 오차를 줄이도록 좌우 발라스트 및 평형추 액츄에이터들을 미리 정해진 테이블 값에 따라 제어하여 자세를 보정 하게 된다. As shown in FIG. 12, the posture control routine 40 controls the left and right ballast and counterweight actuators according to a predetermined table value to reduce the error of the posture control by maintaining the posture of the submersible 1 such as vertical and horizontal. Your posture will be corrected.

즉, 자세 제어루틴(40)은 제2 CPU(210) 및 제3 CPU(310)의 각 제2 및 제3 서브시스템의 다수센서의 작동으로 무인수중 자동 항해 잠수함(1)의 자세를 유지시키고 추력을 제어하도록 하는 준비단계를 먼저 수행한다. 단계(41)에서 자체 프로그래밍에 따라 알고리즘을 호출하여 제1 및 제2 자이로(234), (235), 가속도센서(236), 경사센서(237), DVL(224), 압력센서(238), 방위각센서(229)와 MSS(1~N)들의 데이터를 수집하여 데이터 처리한다. 단계(43)에서는 디폴트테이블, 매개변수테이블 등으로 이루어진 매크로 파일을 호출하여 각종 센서로부터 취합된 데이터와 함께 단계(42)이후에 수평자세 제어루틴을 수행한다.That is, the attitude control routine 40 maintains the attitude of the automatic navigational submarine 1 in unmanned water by the operation of the multiple sensors of each of the second and third subsystems of the second CPU 210 and the third CPU 310. A preparatory step to control thrust is performed first. In step 41, the algorithm is called according to its own programming, such that the first and second gyros 234, 235, the acceleration sensor 236, the tilt sensor 237, the DVL 224, the pressure sensor 238, The data of the azimuth sensor 229 and the MSS 1 to N are collected and processed. In step 43, a macro file consisting of a default table, a parameter table, and the like is called to perform a horizontal posture control routine after step 42 together with data collected from various sensors.

즉, 단계(44)에서는 경사 값이 0도 이하인가 판단하고 그 이하이면 단계(45)로 이전하여 AD변환 값을 산출한다. 단계(46)에서는 산출 디지털 값을 소수점 5자리로 테이블작성하고 이후 기술되는 단계(49)로 이전한다.That is, in step 44, it is determined whether the inclination value is 0 degrees or less, and if it is less than or less, the process moves to step 45 to calculate the AD conversion value. In step 46, the calculated digital values are tabulated to five decimal places and then transferred to step 49 described later.

단계(47)에서는 자이로의 어느 좌표값이 0도 이하인가 판단한다. 이 좌표값이 0도 이하인 경우 단계(48)에서 처리할 각도계산을 하고 경사 값과 비교한다. 그 다음 단계(49)에서는 계산된 테이블 값이 0도이거나 그 이하인가 판단하고 0도 이상인 경우 단계(50)로 이전하여 테이블 값이 0도인가를 판단한다. 이때 수평, 수직의 테이블 값이 0도이면 단계(57)로 이전한다. 단계(50)에서 테이블 값이 0도 이하거나 0도가 아닌 경우 단계(49)로 이전한다.In step 47, it is determined which coordinate value of the gyro is 0 degrees or less. If this coordinate value is 0 degrees or less, the angle to be processed is calculated in step 48 and compared with the inclination value. In the next step 49, it is determined whether the calculated table value is 0 degrees or less, and if it is more than 0 degrees, the process returns to step 50 to determine whether the table value is 0 degrees. In this case, if the horizontal and vertical table values are 0 degrees, the process proceeds to step 57. If at step 50 the table value is less than or equal to zero, then the process moves to step 49.

한편, 단계(44)의 경사 값과 단계(47)의 어느 좌표값이 0도 이상인 경우 대기상태로 되고, 단계(47)에서 어느 좌표값이 0도 이하인 경우 단계(51)로 이전하여 수평 키가 작동하는가를 판단하고 수평 키가 작동하면 단계(52)로 이전하여 수평 키를 조정한다. 그 다음 단계(53)에서 수평각도(H)가 0도 이하인가 판단한다. 수평각도가 0도 이하이면 단계(54)에서 평형추를 작동시키고 동시에 단계(55)에서 발라스트 상태를 점검한다. 평형추 작동이 이루어지면 단계(56)로 이전하여 평형추 조정을 하게 되고 단계(57)에서는 수평수직각이 0도인가를 판단한다. 이때, 단계(58)에서 경사각이 0도 이하이고 방향각이 3도 이상이어야 한다.On the other hand, if the slope value of step 44 and any coordinate value of step 47 is greater than or equal to zero degrees, the standby state is entered. If any coordinate value is less than or equal to zero degrees in step 47, the process returns to step 51 and the horizontal key is pressed. It is determined whether the controller operates and if the horizontal key is operated, the flow advances to step 52 to adjust the horizontal key. In the next step 53, it is determined whether the horizontal angle H is 0 degrees or less. If the horizontal angle is less than or equal to 0 degrees, the counterweight is activated in step 54 and at the same time the ballast condition is checked in step 55. When the counterweight operation is made, the process moves to step 56 to adjust the counterweight. In step 57, it is determined whether the horizontal vertical angle is 0 degrees. At this time, the inclination angle in step 58 should be 0 degrees or less and the direction angle should be 3 degrees or more.

한편, 단계(51)에서 수평 키가 작동되지 않은 경우 단계(59)로 이전하여 수직키가 작동하는가를 판단하게 된다. 만일 수직키가 작동 하지 않는 경우 단계(47)로 이전 한다. 수직키가 작동 된다면 단계(63)로 이전하여 수평 키의 상하작동을 한다. 단계(64)에서는 수평 키의 각도가 소정각도, 실예를 들면 5도 이상이면 단계(65)로 이전하여 수직각이 소정각도, 실예를 들면 90도 이상인가 판단한다. 소정각도 이상인 경우 단계(66)로 이전하여 다시 수평각이 0도인가 판단한다. 수평각이 0도이면 단계(67)에서 수직키를 상하 조정한다. On the other hand, if the horizontal key is not operated in step 51, the process moves to step 59 to determine whether the vertical key is operated. If the vertical key does not work, go to step 47. If the vertical key is operated, the flow advances to step 63 to perform the vertical operation of the horizontal key. In step 64, if the angle of the horizontal key is a predetermined angle, for example, 5 degrees or more, the flow advances to step 65 to determine whether the vertical angle is a predetermined angle, for example, 90 degrees or more. If the angle is greater than or equal to the predetermined angle, the process returns to step 66 to determine whether the horizontal angle is 0 degrees. If the horizontal angle is 0 degrees, the vertical key is adjusted up and down in step 67.

만일 단계(65)에서 수평각이 소정각도 이하이면 단계(68)에서 평형추 액츄에이터를 작동호출하고 단계(66)에서 수평각이 0도가 아닌 경우에도 단계(56)로 이전하여 평형추 조정을 한다. If the horizontal angle is less than or equal to the predetermined angle in step 65, the counterweight actuator is invoked in step 68, and the balance weight is adjusted to step 56 even if the horizontal angle is not 0 degrees in step 66.

한편, 자세제어루틴(40)을 수행하면서 단계(60)에서는 추력이 소정속도로 실예를 들면 2노트로 이동시킨다. 단계(61)에서는 자세가 정상인가 판단하고 정상이라면 단계(62)에서 소정속도를 높인다. 이때 속도는 3노트정도이다.On the other hand, while performing the posture control routine 40, the thrust is moved to 2 knots, for example, at a predetermined speed. In step 61, it is determined whether the posture is normal. If it is normal, in step 62, the predetermined speed is increased. The speed is about 3 knots.

발라스트작동루틴 70Ballast Operation Routine 70

도 13에 도시와 같이, 발라스트는 여기서 구체적인 구성이 나타나있지 않으나 실린더, 피스톤, 밸브, 수 펌프 등의 부품 및 부품의 작동에 대한 기술에 잘 알려져 있으므로 상세설명은 생략 된다. 발라스트작동루틴(70)은 발라스트의 작동제어를 하도록 한 것으로, 여기서, 발라스트의 작동에 필요한 구성요소를 제2 CPU(210)가 제어하고, 단계(71)에서는 발라스트를 기동시키도록 한다. 이를 위하여 단계(72)에서는 미세자세제어모드로 되고, 단계(78)로 이전하여 발라스트 작동을 위한 미세조정하고 단계(79)에서 오프모드로 대기한다.As shown in Figure 13, the ballast is not shown a specific configuration here, but the details of the parts, such as cylinders, pistons, valves, water pumps and the like for the operation of the parts are well known. The ballast operation routine 70 is to control the ballast operation, where the second CPU 210 controls the components necessary for the ballast operation, and in step 71 the ballast is activated. To this end, in step 72, the micro posture control mode is entered, and the process moves to step 78 to fine-tune the ballast operation and to wait in the off mode in step 79.

단계(72)는 잠수작동모드에 해당하는 것으로 잠수지령을 확인하고, 단계(75)에서는 밸브1을 온하고 단계(76)에서 피스톤 모터를 온하여 물을 흡입하고, 단계(77)에서 DC펌프모터를 작동하여 물을 흡입한다. 단계(80)에서는 발라스트의 알고리즘을 호출하여 밸브1, 피스톤모터와 펌프모터들이 작동한 후 소정시간의 경과를 대기한다. 이후 단계(81)에서는 실린더가 완전히 충전되었는지 판단하고, 충만 된 상태이면 단계(82)에서 피스톤모터를 오프로 하고 동시에 단계(83)에서 펌프모터를 오프로 하고 단계(84)에서 수 밸브1을 오프로 하고 종료된다. 만일 단계(81)에서 실린더가 충만하지 않은 경우 단계(85)로 이전하여 제한충전지점을 점검하고 단계(86)에서 지점B인가 판단한다. 지점B이면 단계(87)에서 대기하고 그렇지 않다면 단계(81)로 이전한다.Step 72 confirms the diving command to correspond to the dive operation mode, in step 75 to turn on the valve 1, in step 76 to turn on the piston motor to suck in water, in step 77 the DC pump Start the motor to inhale water. In step 80, the ballast algorithm is called to wait for a predetermined time after the operation of the valve 1, the piston motor and the pump motor. Thereafter, in step 81, it is determined whether the cylinder is completely filled; if it is full, the piston motor is turned off in step 82; at the same time, the pump motor is turned off in step 83; It turns off and ends. If the cylinder is not full in step 81, the process moves to step 85 to check the limiting charging point and determines in step 86 whether it is point B. If point B, then wait at step 87; otherwise, go to step 81.

한편, 무인 자동항해 잠수함(1)이 부상하는 경우(단계 74) 단계(88)로 이전한다. 단계(88)에서는 현재 깊이를 점검하고, 단계(89)에서는 실린더공기를 주입한다. 이에 따라 단계(90)에서 수 펌프를 작동시키고 단계(92)에서 밸브2를 작동시킨다. 동시에 단계(91)에서는 피스톤모터를 작동시켜 단계(93)에서 피스톤바를 이동시키므로 실린더내의 물을 배수하도록 한다. On the other hand, if the unmanned automatic submarine 1 is injured (step 74), the transfer to step 88. In step 88 the current depth is checked and in step 89 cylinder air is injected. This activates the water pump in step 90 and valve 2 in step 92. At the same time in step 91 to operate the piston motor to move the piston bar in step 93 to drain the water in the cylinder.

그 다음, 단계(94)에서는 실린더 내에 물이 있는가를 판단하여 비어 있다고 판단되면 단계(95)로 이전하여 피스톤모터와 펌프모터를 오프로 하고 그 다음 단계(96)에서는 밸브1, 2 등을 오프로 한다.Next, in step 94, it is determined whether there is water in the cylinder, and if it is determined to be empty, the flow moves to step 95 to turn off the piston motor and the pump motor, and in step 96, valves 1 and 2 are turned off. do.

한편 단계(94)에서 물이 차 있다면 단계(97)에서 제한점에 있는가 점검한다. 그 다음 단계(98)에서 지점B에 있다고 판단되면 단계(99)로 이동한다. On the other hand, if water is filled in step 94, it is checked whether it is at the limit in step 97. If it is determined in step 98 that it is at point B, then step 99 is reached.

이상과 같이, 본 발명의 제어에 따라 MCU의 독립제어가 이루어지고 잠수함(1)이 수중으로 잠수를 시도 할 경우 기울기가 5도 ~ 10도 또는 15도 내에서 기울어져 잠수를 하게 되는데, 발라스트 탱크에 수 펌프가 2이어서 물의 흡입과 방출이 같은 시간 또는 간격을 두고 운영이 가능 하다. As described above, when the independent control of the MCU is made according to the control of the present invention and the submarine 1 attempts to dive underwater, the inclination is inclined within 5 degrees to 10 degrees or 15 degrees, and the ballast tank is used. Two water pumps allow the intake and discharge of water to run at the same time or interval.

전원공급루틴 600  Power Supply Routine 600

도 14에 도시와 같이, 전원공급루틴(600)은 전원제어부(340)에 의하여 시스템전원을 공급하도록 한 것으로, 밧데리의 전원을 점검하고 사용되고 있는 전력량들을 항상 모니터링 하여 이상이 있을 겨우 조치되도록 한다.As shown in Figure 14, the power supply routine 600 is to supply the system power by the power control unit 340, to check the power supply of the battery and to always monitor the amount of power being used so that there is an error.

단계(601)에서 제1 CPU(110)는 제3 CPU에 전원상태 데이터를 요청하고 소정시간 대략 30분을 대기한다. 단계(602)에서는 즉 밧데리 점검하고 단계(603)에서 용량이 소정값, 실예를 들면 10% 이하인가 판단한다. 소정 값 이하인 경우 단계(602)로 이전하고 소정 값 이상인 경우 단계(604)로 이전하여 현재 소요되는 전력을 점검한다. 이때 각 부분별로 사용되고 있는 전력이 외부 PC거나 콘솔의 전원관리부에서 관리되고 감시되면서 사용되고 있는 전력량이 항시 모니터링 되어 이상 발생시 곧 바로 조치된다, 단계(605)에서는 전력량이 소정 값, 실예를 들면 10% 이하인가 판단한다. 소정 값 이상이면 단계(604)로 이전되고, 반대로 소정 값 이하이면 단계(606), 단계(607)와 단계(609)를 동시에 수행하는데, 단계(606)에서 추력속도를 감소시키고 단계(607)에서는 제1 스위칭부(343)를 오프로 하고 단계(609)에서 제12 스위칭부(344)를 오프로 한다.In step 601, the first CPU 110 requests power status data from the third CPU and waits approximately 30 minutes for a predetermined time. In step 602, that is, the battery is checked, and in step 603 it is determined whether the capacity is a predetermined value, for example, 10% or less. If it is less than the predetermined value, the process proceeds to step 602, and if more than the predetermined value, the process proceeds to step 604 to check the current power consumption. At this time, the power being used for each part is managed and monitored by the power management unit of the external PC or the console, and the amount of power being used is always monitored and immediately acted upon when an error occurs. In step 605, the power amount is a predetermined value, for example, 10% or less. Judging it. If it is above a predetermined value, it is transferred to step 604, and if it is below a predetermined value, step 606, step 607 and step 609 are performed simultaneously, in step 606, the thrust speed is decreased and step 607. In operation 609, the first switching unit 343 is turned off, and in operation 609, the twelfth switching unit 344 is turned off.

단계(609)에서는 제1 및 제2 서브시스템에 대한 제2 및 제3 밧데리 전원을 점검하고 하기에서의 제2 스위칭부(344)를 온하고 단계(610)에서 전원 흔들림 현상이 있는 가 점검한다. 단계(611)에서 전원 흔들림이 있는 경우 단계(612)에서 전원 공급 상태를 확인하고 전원이 이상 하다고 판단되면 단계(613)에서 센서, 추력부, 소나의 상태를 확인하다. 만일 전원의 흔들림(이상)이 없다면 단계(614)로 이전하고 단계(615)에서 보조밧데리(353)의 전원이 소정값 실예를 들면 10% 이하인가 판단하다. 소정 값 이하이면 단계(616)에서 제2 스위칭부(344)를 오프로 하고 단계(617)에서 추력속도를 감소시킨다. 이때, 전력소모량을 모니터링 하여 최소전력만 사용하도록 한다. 이후 단계(618)로 이전하여 제3 스위칭부(345)를 온하여 제2 보조밧데리(354)를 온하여 잠수함(1)의 임무완수 후 귀환을 할 때 사용하도록 한다.In step 609, the second and third battery power sources for the first and second subsystems are checked, and the second switching unit 344 in the following is turned on, and in step 610, there is a power shake phenomenon. . If there is a power shake in step 611, the power supply state is checked in step 612, and if it is determined that the power is abnormal, in step 613, the state of the sensor, thrust unit, and sonar is checked. If there is no shaking (absence) of the power supply, the process proceeds to step 614. In step 615, it is determined whether the power of the auxiliary battery 353 is a predetermined value, for example, 10% or less. If less than the predetermined value, the second switching unit 344 is turned off in step 616 and the thrust speed is decreased in step 617. At this time, monitor the power consumption to use only the minimum power. Thereafter, the transfer to the step 618 to turn on the third switching unit 345 to turn on the second auxiliary battery 354 to use when returning to the completion of the mission of the submarine (1).

한편, 밧데리 백업전원을 확인하기 위하여, 단계(620)에서는 잠수함(1)의 이동시작지점에서 현재까지 거리를 계산하여 전원조절을 확인하다. 단계(621)에서 최대운행가능시간을 계산하고 단계(622)에서 전원용량이 충분 한가 판단한다. 충분하지 않으면 단계(623)에 주밧데리(343)와 제1 보조밧데리(345)의 잔량을 확인하고 단계(621)로 이전한다. 만일 전원용량이 충분하지 않다면 단계(618)로 이전하여 제3 스위칭부(345)를 온하고 귀환하도록 제2 보조밧데리(354)를 사용한다.On the other hand, in order to check the battery backup power, in step 620 to check the power control by calculating the distance from the moving start point of the submarine 1 to the present. In step 621, the maximum operable time is calculated and in step 622 it is determined whether the power supply capacity is sufficient. If not enough, check the remaining amount of the main battery 343 and the first auxiliary battery 345 in step 623 and transfers to step 621. If the power supply capacity is not sufficient, the second auxiliary battery 354 is used to move to step 618 to turn on and return the third switching unit 345.

이와 같이 시스템의 각 부분별로 독립모듈로써 작동 준비되거나 초기화가 이루어지고 작동상태로 되어서 잠수함(1)의 시스템 작동준비단계로 이전된다. 이러한 준비단계는 잠수함(1)이 수 표면에서의 모든 작동준비가 이루어져야 하고, 이를 위하여 본 발명은 시스템작동준비루틴(650)을 먼저 수행한다.In this way, each part of the system is ready to operate as an independent module, or the initialization is made and the operating state is transferred to the system operation preparation stage of the submarine (1). In this preparation step, the submarine 1 should be prepared for all operation on the water surface, and for this purpose, the present invention performs the system operation preparation routine 650 first.

시스템작동준비루틴 650System Operation Preparation Routine 650

도 15에 도시와 같이, 시스템작동준비루틴(650)에서는 시스템프로그래밍을 각 부분별로 호출하고 인스털 하여 현재 상태를 점검하고 제 1 CPU(110)의 명령을 대기하도록 한다. 이러한 명령대기는 제어용PC거나 콘솔 또는 자체프로그램에서 동작 하달된다.As shown in FIG. 15, the system operation preparation routine 650 calls and installs the system programming for each part to check the current state and to wait for the command of the first CPU 110. These command waits can be run from the control PC or from the console or its own program.

즉, 단계(651)에서는 각 독립 모듈별로 모든 기능이 오프상태로 된다. 단계(652)에서는 잠수함(1)이 표면 상태인가 잠수상태인가를 판단한다. 잠수상태이면 단계(653)로 이전하여 잠수루틴을 수행한다. 표면 상태이면 단계(653)에서 제1 CPU 및 제1 SD를 호출하여 지시된 명령상태를 확인하는데, 이때 단계(654)에서 GPS데이터를 호출한다. 단계(655)에서는 제1 CPU(110)가 제2 CPU(210)를 호출한다. 또한, 이 단계에서 제1 CPU(110)가 단계(656)와 단계(657)를 수행하게 하여 현재 화면데이터의 메모리에 저장하고 무선모뎀을 작동시키며, 단계(658)를 수행 하게 하여 제3 CPU를 호출하며, 동시에 단계(659)를 수행하여 각 센서데이터를 요청한다.That is, in step 651, all functions are turned off for each independent module. In step 652, it is determined whether the submarine 1 is in surface or submerged state. If diving, the process moves to step 653 to perform a diving routine. If it is a surface state, in step 653, the first CPU and the first SD are called to confirm the command state indicated, and in step 654, the GPS data is called. In step 655, the first CPU 110 calls the second CPU 210. Also, in this step, the first CPU 110 performs the steps 656 and 657 to store in the memory of the current screen data and to operate the wireless modem, and to perform the step 658 to perform the third CPU. Call and perform step 659 at the same time to request each sensor data.

한편, 단계(658)에서 제3 CPU를 호출한 후 단계(660)에서 전원상태를 확인한다. 이때 제3 CPU는 자체 프로그래밍에 따라 제2 부제어회로기판(102)에 실장 한 제2 서브시스템의 카메라의 상태B 와 주밧데리, 제1 및 제2 보조밧데리의 전원상태A와 기타 사항(C)을 확인한다. Meanwhile, after calling the third CPU in step 658, the power state is checked in step 660. At this time, the third CPU performs a state B of the camera of the second subsystem mounted on the second sub-control circuit board 102 according to its own programming, a power state A of the main battery, the power state A of the first and second auxiliary batteries, and other matters (C). ).

단계(659)에서 각 센서데이터를 요청 한 후, 단계(661)에서는 제2 CPU가 제4 내지 7 MCU들이 모든 센서들의 데이터 값을 처리하도록 한다. 즉, 제2 CPU는 단계(664)를 거쳐 제2 서브시스템을 제어하여 추력부상태D, 전원상태E와 수평유지 값, 각 센서처리 값, 자세제어 값들의 센서데이터F를 확인하고 제1 CPU에 상태 값을 제공한다.After requesting each sensor data in step 659, in step 661, the second CPU causes the fourth to seventh MCUs to process data values of all sensors. That is, the second CPU controls the second subsystem through step 664 to check the thrust portion state D, the power state E and the horizontal hold value, the sensor data F of the respective sensor processing values, and the posture control values. Provide a status value to.

한편, 단계(655)에서 제1 CPU가 제2 및 제3 CPU를 호출한 다음 단계(666)에서 제1 및 제2 CPU에서 제공된 값을 처리한다. 단계(667)에서는 데이터를 외부PC에 패키드 단위로 전송하기 시작하는데, 이때 전송데이터는 현재위치(좌표), 각 센서상태, 현재 자세상태, 전원상태, 기 명령상태 또는 처리상태거나 처리대기상태에 대한 데이터들이다. 단계(668)에서는 전송완료를 하고 확인신호를 받을 때까지 대기하고, 단계(669)에서는 잠사함선체가 수평유지를 하도록 각 센서 및 드라이브, 추력부 작동을 대기시킨다.On the other hand, the first CPU calls the second and third CPUs in step 655 and then processes the values provided by the first and second CPUs in step 666. In step 667, data is started to be transmitted to the external PC in the unit of package, where the transmission data is the current position (coordinate), each sensor state, current posture state, power state, command state or processing state or processing standby state. These are the data for. In step 668, transmission is completed and waiting until the confirmation signal is received, and in step 669, the operation of each sensor, drive, and thrust unit is waited to keep the submarine ship horizontal.

수표면 상태 루틴 700Water Surface Condition Routine 700

도 16에 도시와 같이, 시스템작동준비루틴(650)이후 시스템의 작동으로 잠수함(1)이 수표면 항해, 잠수항해, 귀환 및 도크진입등 운전 제어된다. 이에 따라, 잠수 준비를 위하여 수표면 상태 루틴(700)에서는 작동확인 명령을 받게 되면 시스템 프로그래밍을 호출하고 단계(701)에서 제1, 2 및 3 CPU들과 MCU, 마이콤들에서 센서 데이터 값을 처리하여 메모리에 저장하도록 한다. 단계(702)에서는 모든 센서들을 작동시키는데 선행하여 잠수함(1)의 브릿지상태 및 방수상태를 점검하여야 한다. 특히, GPS, 카메라, 안테나들의 액츄에이터들을 점검한다. 단계(703)에서는 발라스트의 작동을 위하여 제6 MCU를 호출하고 단계(704)에서 발라스트 구동제어모드로 된다.As shown in Fig. 16, after the system operation preparation routine 650, the submarine 1 is controlled to operate, such as water surface navigation, submarine navigation, return and dock entry. Accordingly, in preparation for diving, the water surface state routine 700 calls system programming when receiving an operation confirmation command and processes the sensor data values in the first, second and third CPUs, the MCU and the microcomputers in step 701. To store it in memory. In step 702, the bridge and watertightness of the submarine 1 should be checked prior to operating all the sensors. In particular, check the actuators of the GPS, camera and antennas. In step 703, the sixth MCU is called to operate the ballast, and in step 704, the ballast driving control mode is entered.

즉, 단계(705)에서는 수 펌프 온 되고, 피스톤 작동을 하며, 밸브개방을 하여 발라스트의 흡입작동을 하도록 한다. 단계(706)에서는 탱크 안에 물이 유입되는 가 판단한다. 물이 유입되지 않는 경우 단계(707)로 이전하여 펌프의 속도를 상승하여 단계(705)를 수행하고, 반대로 탱크 안에 물의 유입 시에는 단계(708)에서 탱크에 물이 완전히 채워져 있는 가 판단한다. 완전히 채워지지 않았다면 단계(709)에서 피스톤을 재 작동시키도록 하여 발라스트가 흡입 작동되게 하고 단계(707)를 거쳐 단계(705)로 이동한다. 만일 단계(708)에서 탱크에 물이 완전히 채워졌다면 다시 밸브 온, 펌프 온, 피스톤 온하여 단계(712)로 이전하는데 먼저 단계(711)에서 압력 값 변화를 점검하고 단계(712)에서 잠수함의 선체가 물에 잠겼는가를 판단한다. 선체가 물에 잠기지 않았다면 단계(713)로 이전하여 밸브를 개방하고 펌프를 작동시키고 단계(710)로 복귀한다. 또한 단계(710)를 수행하고 단계(712)로 이전하게 되는데 이때 단계(711)에서 압력 값 변화를 점검하고 이를 근거로 선체가 물에 잠겨 있는 경우 단계(714)에서 선체가 수평인가 점검하고 단계(715)에서 선체수평이 유지되면 대기하고 선체수평이 유지되지 않았으면 단계(720)로 이전한다.That is, in step 705, the water pump is turned on, the piston is operated, and the valve is opened to allow the suction of the ballast. In step 706, it is determined whether water is introduced into the tank. If no water is introduced, the flow advances to step 707 to increase the speed of the pump to perform step 705. In contrast, when water is introduced into the tank, it is determined whether the tank is completely filled with water in step 708. If not, the piston is reactivated in step 709 to cause the ballast to suction and move through step 707 to step 705. If in step 708 the tank is completely filled with water, the valve is turned on, pumped on, and pistoned back to step 712. First the pressure value change is checked in step 711 and the submarine's hull in step 712. Determine if water is submerged If the hull is not submerged in water, move to step 713 to open the valve, operate the pump, and return to step 710. In addition, step 710 is performed and the process is transferred to step 712. At this time, the pressure value change is checked in step 711, and if the hull is submerged on the basis of this, in step 714 it is checked whether the hull is horizontal. If at 715 the hull level is maintained, wait and if the hull level is not maintained, move to step 720.

도 17에 도시와 같이, 잠수를 하기 위하여 단계(720)를 수행하는데 있어서, 먼저 단계(716)에서 전후측면에 설치된 스캔음파센서들을 작동시키고 선체가 수평인가를 판단한다. 수평이 아닌 경우 단계(721)에서 좌로 기울었는가를 판단한다. 좌로 기울었다면 단계(722)로 이동하여 평형추를 이동시킨다. 만일, 좌로 기울지 않았다면 단계(723)에서 우로 기울었는가를 판단한다. 만일 우로 기울었다면 평형추를 이동시켜 다시 단계(725)에서 수평인가 판단하고 수평이라면 단계(726)로 이전한다.As shown in FIG. 17, in performing step 720 for diving, first, in step 716, scan sound wave sensors installed on the front and rear sides are operated to determine whether the hull is horizontal. If it is not horizontal, it is determined in step 721 whether it is tilted to the left. If tilted to the left, go to step 722 to move the counterweight. If it is not tilted to the left, it is determined in step 723 whether it is tilted to the right. If it is inclined to the right, the counterweight is moved to determine whether it is horizontal again in step 725, and if it is horizontal, transfer to step 726.

단계(726)에서는 수평에서 소정각도 실예를 들면 30도로 기울어져 선단부터 잠수한다. 단계(727)에서는 잠수 경사각이 소정 각인가 판단한다. 소정 각이 아니면 단계(726)로 이전하고 경사각이 소정 각이면 단계(728)로 이전하여 추력부를 작동시킨다. 단계(729)에서 잠수함(1)이 소정속도 즉 3노트로 잠수하는가를 판단하고 소정속도가 아니면 단계(731)에서 압력 값을 점검하여 단계(732)에서 이 압력 값을 저장한다. 이후 단계(733)에서 잠수 깊이가 소정 값 실예를 들면 100m이하인가 판단한다. 소정 값 이하가 되면 단계(734)에서 추력부를 정지시키고 단계(735)에서 수평 키를 소정각도, 실예를 들면 0도로 유지한다. 동시에 단계(736)에서 스캔음파데이터를 분석하여 장애물을 확인한다. 그 다음, 단계(737)에서 수평상태인가 판단하고 수평상태가 아니면 단계(738)에서 평형추를 이동하여 좌우 상태를 점검한다. In step 726, a predetermined angle, for example, 30 degrees, is horizontally submerged from the tip. In step 727, it is determined whether the diving inclination angle is a predetermined angle. If it is not a predetermined angle, the process moves to step 726, and if the inclination angle is a predetermined angle, the process moves to step 728 to operate the thrust unit. In step 729 it is determined whether the submarine 1 dives at a predetermined speed, ie three knots. If not, the pressure value is checked in step 731 and the pressure value is stored in step 732. In step 733, it is determined whether the diving depth is a predetermined value, for example, 100 m or less. If it is less than or equal to the predetermined value, the thrust portion is stopped at step 734 and the horizontal key is held at a predetermined angle, for example 0 degrees, at step 735. At the same time, the scan sound wave data is analyzed in step 736 to identify obstacles. Next, in step 737, it is determined whether it is in a horizontal state, and if it is not in a horizontal state, the counterweight is moved in step 738 to check left and right states.

수평상태이면 단계(739)에서 수직상태인가 판단한다. 수직상태가 아니면 단계(741)에서 평형추를 전후로 이동시키고 단계(742)에서 경사가 소정각도 실예를 들면 0도 이하인가 판단하고 소정각도 이하이면 단계(739)로 이전한다. If it is horizontal, it is determined in step 739 whether it is vertical. If it is not in the vertical state, the counterweight is moved back and forth in step 741, and in step 742 it is determined whether the inclination is a predetermined angle, for example, 0 degrees or less, and if it is less than or equal to the predetermined angle, the process moves to step 739.

동시에, 단계(739)에서 수직상태로 판단되면, 수직 및 수평상태인 가를 판단하는 단계(750)로 이동하여 수직 수평상태가 이루어졌는지를 판단한다. 아닌 경우 단계(751)에서 평형추를 좌우로 이동하고 단계(752)에서 평형추를 앞뒤로 이동시켜 수평수직이 이루어지도록 한다. 한편, 단계(737)과 (739)를 거치면서 수평 수직이라 판단되면 잠수 항해를 위하여 단계(750)를 수행한다. At the same time, if it is determined that the vertical state in step 739, go to step 750 to determine whether the vertical and horizontal state to determine whether the vertical horizontal state is made. If not, the counterweight is moved left and right in step 751, and the counterweight is moved back and forth in step 752 so that horizontal vertical is achieved. On the other hand, if it is determined that the horizontal vertical through the steps 737 and 739, the step 750 is performed for diving.

도 18에 도시와 같이, 잠수 항해에 따라 단계(750)에서 잠수함(1)이 수평 수직 상태인가 판단하고 단계(751)와 (752)들을 차례로 수행 하면서 평형추를 좌우로 이동하여 조정 하고, 평형추를 전후로 이동하여 조정하므로 수평수직상태를 만든다. As shown in FIG. 18, in step 750, the submarine 1 is determined to be in a horizontal and vertical state according to the diving voyage, and the counterweights are moved left and right while performing steps 751 and 752. The weight is moved back and forth to make the horizontal vertical state.

단계(753)에서는 단계(743)에서 저장된 방향각, 가속도, 경사각, 압력, 방위각 등의 각 센서 값들을 확인하고 단계(744)에서 저장된 DVL값을 호출하여 현재 속도를 확인한다. 단계(754)에서는 압력을 확인하고, 단계(755)에서 깊이가 소정깊이, 실예를 들면 100m인가 판단하고 아닌 경우 단계(756)에서 제2 및 제3 CPU(210)과 (310)들을 호출하고 단계(757)에서 주어진 명령을 점검한다. 실예를 들면 제2 CPU(210)에는 음파의 스캔 데이터를 요청한다. 즉, 이벤트가 있는 경우 제1 CPU(110)는 제2 CPU(210)에 인터럽트를 요청한다.In step 753, the respective sensor values such as direction angle, acceleration, tilt angle, pressure, azimuth, etc. stored in step 743 are checked, and the stored DVL value is called in step 744 to check the current speed. In step 754, the pressure is checked, and in step 755 the second and third CPUs 210 and 310 are called in step 756 if it is not determined whether the depth is a predetermined depth, for example 100 m. Check the command given in step 757. For example, the second CPU 210 requests scan data of sound waves. That is, when there is an event, the first CPU 110 requests an interrupt from the second CPU 210.

단계(755)에서 깊이가 소정 깊이이면 단계(758)에서 평균속도를 유지한다. 이러한 가운데 단계(758), (760), (761)들에서 즉, 전면스캔음파센서, 측면스캔음파센서와 저면스캔음파센서들이 동시에 작동하게 된다. 이들 소나들의 작동에 의하여 얻어진 데이터들은 단계(762)에서 장애물 회피 알고리즘에 근거하여 장애물과의 거리를 측정하게 된다.If the depth is a predetermined depth in step 755, the average speed is maintained in step 758. In the middle steps 758, 760 and 761, that is, the front scan sound wave sensor, the side scan sound wave sensor and the bottom scan sound wave sensor are operated at the same time. The data obtained by the operation of these sonars measure the distance to the obstacle based on the obstacle avoidance algorithm in step 762.

단계(763)에서는 장애물이 있는가를 판단하고 장애물이 없는 경우 단계(776)에서 음파탐지를 하면서 항해를 계속한다. 만일 장애물이 없다면 단계(764)에서 앞에 있는가를 탐색하여 앞에 있다면 단계(765)에서 거리탐지를 하고 단계(766)에서 소정거리 실예를 들면 50m 간격을 두고 있는가를 판단하다. 일정간격이 확보되지 못한 것으로 판단되면 단계(767)에서 소정간격을 확보하고 정지한다. 소정간격을 확보한 것으로 판단하면 단계(768)에서 제2 CPU를 호출하고 데이터를 저장하면 단계(769)에서 트러스터부를 정지시킨다.At step 763, it is determined whether there is an obstacle, and if there is no obstacle, the navigation is continued while detecting a sound wave at step 776. If there is no obstacle, it is determined whether it is ahead in step 764 and if it is in front, the distance detection is performed in step 765, and it is determined in step 766 whether there is a predetermined distance, for example, 50m interval. If it is determined that the predetermined interval has not been secured in step 767 to secure a predetermined interval and stops. If it is determined that the predetermined interval is secured, the second CPU is called in step 768, and if the data is stored, the trust unit is stopped in step 769.

한편, 단계(764)에서 전방에 장애물이 있다면 단계(770)로 이전하여 좌우측면 장애물이 있는가를 판단한다. 장애물이 있다면 단계(771)에서 거리탐지를 하고, 소정간격인가 판단하여 소정간격이 아니면 단계(767)로 이전하고 소정간격이면 단계(768)(769)들을 수행한다.On the other hand, if there is an obstacle in the front in step 764, the flow advances to step 770 to determine whether there are left and right obstacles. If there is an obstacle, the distance detection is performed in step 771, and if it is determined that the predetermined interval is determined, the process moves to step 767 if it is not the predetermined interval, and steps 768 and 769 are performed.

만일 단계(770)에서 측면장애물이 없다면 단계(773)에서 저면에 장애물이 있는지 판단한다. 저면에 장애물이 없다면 단계(776)에서 음파 탐지를 하면서 항해을 계속하고 장애물이 있다면 단계(774)로 이전하여 거리탐지를 하면서 단계(775)에서 소정간격인가 판단한다. 소정간격이 아니면 단계(767)를 수행하고 소정간격이라 판단하면 단계(768)와 (769)를 수행하여 제2 CPU를 호출하며 데이터를 저장하고 추력부를 정지시킨다. 한편, 잠수함(1)은 그의 주변에 장애물에 관련하여 이동체일 때에도 그 실체를 확인하고 항해를 계속 하게 된다. If there is no side obstacle in step 770, it is determined in step 773 if there is an obstacle on the bottom. If there is no obstacle on the bottom, the voyage continues while detecting sound waves in step 776, and if there is an obstacle, the process moves to step 774 and detects the distance at step 775 while detecting the distance. If it is not the predetermined interval, the step 767 is performed, and if it is determined that the predetermined interval is performed, steps 768 and 769 are performed to call the second CPU to store data and stop the thrust unit. On the other hand, the submarine 1 will continue to navigate and confirm the reality even when it is a mobile in relation to the obstacles around it.

도 19에 도시와 같이, 단계(780)에서 장애물이 이동하는가를 확인하고, 단계(781)에서 이동 중인가 판단한다. 이동 중이 아니면 이후 기술되는 단계(792)이하의 과정을 수행한다. 만일 단계(781)에서 이동 중인 것으로 판단되면 단계(782)에서 장애물의 크기를 계산한다. 단계(783)에서는 강철인가 판단하고 강철이 아니라면 단계(790)에서 생물체인가 판단하며 생물체이면 단계(791)에서 추력부의 속도를 감속하고 생물체가 아니면 다시 단계(781)로 이전한다. 단계(783)에서 강철이라 판단되면 단계(784)에서 추력부를 정지시키고 단계(786)에서는 음향감도를 계산한다. 단계(789)에서는 수신감도를 측정하여 소정감도 실예를 들면 10db 이상인가 판단하다. 아니라면 단계(786)를 수행하고 소정 값 실예를 들면 20db 이상인가 판단하고 소정 값 이하이면 단계(786)로 이동하고 소정 값 이상이면 단계(789)에서 수신모드 상태로 대기한다.As shown in FIG. 19, it is checked whether the obstacle is moving in step 780, and it is determined whether it is moving in step 781. If it is not moving, the process of step 792 described below is performed. If it is determined in step 781 that it is moving, the size of the obstacle is calculated in step 782. In step 783, it is determined whether it is steel. If not, in step 790, it is determined that it is an organism. If it is determined in step 783 that it is steel, the thrust portion is stopped in step 784 and the acoustic sensitivity is calculated in step 786. In step 789, the reception sensitivity is measured to determine whether the predetermined sensitivity is 10 db or more. If not, perform step 786 and determine whether a predetermined value is greater than or equal to 20db, and if less than or equal to a predetermined value, go to step 786;

한편, 단계(781)에 장애물이 움직이지 않는 정지 상태이면 단계(792)에서 장애물의 크기를 계산하고 단계(793)로 이전하여 바위 또는 산인가를 판단한다. 바위 등의 고정 장애물이 있다면 단계(794)에서 바위간의 거리를 계산하고 단계(795)에서 거리계산 알고리즘을 호출하며 장애간 거리가 소정거리 즉, 50m 이상인가 판단하여 소정거리 이하면 추력부 속도를 감속하고 단계(797)에서 선체방향을 조정한다. 만일 단계(793)에서 고정 장애물이 아닌 경우 단계(799)에 선박 등의 이동물체인가 판단하다. 이동물체인 경우 단계(794)를 수행하고 만일 이동물체인 경우 단계(799)로 이전하여 기타물체로 이전하여 단계(796)를 수행하게 된다.On the other hand, if the obstacle does not move in step 781 in step 792 to calculate the size of the obstacle in step 792 and moves to step 793 to determine whether the rock or mountain. If there is a fixed obstacle such as a rock, the distance between the rocks is calculated in step 794, the distance calculation algorithm is called in step 795, and the distance between the obstacles is determined to be a predetermined distance, that is, 50m or more. Decelerate and adjust the hull direction at step 797. If it is not a fixed obstacle in step 793, it is determined in step 799 whether a moving object such as a ship. In the case of a moving object, step 794 is performed. In the case of a moving object, step 799 is performed by moving to step 799.

잠수작동루틴 800Submersible Routine 800

도 20에 도시와 같이, 잠수작동루틴(800)은 제1 CPU(110)가 제2 CPU(210)에 명령하므로 수행된다. 즉, 단계(801)에서는 압력값이 제로인가 확인하고 단계(802)에서 발라스트가 흡입 작동하도록 한다. 이후 단계(803)에서 밸브를 개방하고 동시에 단계(804)에서 수 펌프를 작동시키고 단계(806)에서 수 흡입상태로 된다. 동시에 단계(805)에서 피스톤모터를 작동시키고 단계(807)에서 피스톤이 흡입작동을 한다. 또한, 이후 기술되는 단계(826)를 수행하여 자세제어를 하고 단계(827)에서는 수평유지 상태로 된다. As shown in FIG. 20, the diving operation routine 800 is performed because the first CPU 110 commands the second CPU 210. That is, in step 801 it is checked whether the pressure value is zero and in step 802 the ballast is actuated by suction. The valve is then opened in step 803 and at the same time the water pump is operated in step 804 and the water suctioned in step 806. At the same time, the piston motor is operated in step 805 and the piston is sucked in step 807. In addition, posture control is performed by performing step 826, which will be described later, and in step 827, a horizontal maintenance state is performed.

그 다음, 단계(810)에서 수평 유지된 상태에서 수 펌프 속도를 높인다. 단계(811)에서는 습도센서를 작동시킨다. 단계(812)에서는 물이 채워져 만수위인가 판단하게 되고 만수위가 아닌 경우 단계(813)에서 수 펌프 작동속도를 높이는 동시에 단계(814)에서 피스톤을 중간지점까지 서서히 전진시킨다. 단계(815)에서는 피스톤흡입모드로 전환하여 단계(812)로 이전한다.Then, in step 810, the water pump speed is increased while being leveled. In step 811, the humidity sensor is operated. In step 812, the water is filled to determine whether the water level is full, and if it is not the water level, step 813 increases the water pump operation speed and gradually advances the piston to an intermediate point in step 814. In step 815, the process enters the piston suction mode and proceeds to step 812.

단계(812)에서 만수위로 판단되면 이후 상세히 기술되는 단계(830)을 수행하거나 단계(818)에서 밸브를 폐쇄하고 단계(816)에서 수 펌프의 작동을 중지시키며, 단계(817)에서 피스톤모터의 작동을 동시에 중지시켜 단계(819)를 수행하며 현 자세를 유지하고 이후 기술되는 단계(836)로 이전한다.If it is determined in step 812 that the water level is high, then perform step 830, which is described in detail later, or close the valve in step 818 and stop the operation of the water pump in step 816, and in step 817 the Operation is stopped at the same time to perform step 819 to maintain the current posture and to move to step 836 described later.

또한 만수위인 경우 단계(820)를 수행하여 압력에 변화가 있는가를 판단한다. 압력변화가 없다면 단계(821)에서 대기하고 압력변화가 있다면 단계(822)에서 압력 변화 값을 처리한다. 그 다음 단계(823)에서 잠수위치가 소정깊이, 실예를 들면 100m인가를 판단한다. 소정깊이에 도달하지 못한 경우 단계(824)로 추력부와 수평 키를 점검하고 소정깊이에 도달된 것으로 판단하면 단계(825)에서 자세유지하고 단계(830)로 이전하고, 이후 수중 항해를 수행한다. In addition, if the water level is full, step 820 is performed to determine whether there is a change in pressure. If there is no pressure change, the process waits at step 821 and if there is a pressure change, the pressure change value is processed at step 822. In the next step 823, it is determined whether the diving position is a predetermined depth, for example, 100 m. If the predetermined depth has not been reached, the thrust portion and the horizontal key are checked in step 824, and if it is determined that the predetermined depth is reached, the attitude is maintained in step 825, the process moves to step 830, and then the underwater navigation is performed. .

잠수항해루틴Diving anti-routine

도 21에 도시와 같이, 단계(830)를 수행하기 전에 단계(828)에서 수평 키를 상향 및 하향으로 소정각도 상향 30도 및 엘리베이터 각도를 하향 30도 정도 점검한다. 그 다음 단계(830)에서는 추력부를 작동하여 속도를 소정속도로, 실예를 들면 0.5노트로 한다. 단계(831)에서는 경사도가 소정각도 실예를 들면 30도가 아니면 수평 키 각도 값을 올리고 30도이면 단계(833)에서는 소정깊이 실예를 들면 100m에 도달 했는가 판단한다. 소정깊이에 도달하지 않은 경우 소정깊이로 잠수할 때까지 대기하고 소정깊이에 도달하면 단계(836)에서 수평 키 각도를 소정각도, 실예를 들면 0도로 조정하고 후미키(rear key) 각도를 소정각도 0도로 조정한다. 이때 단계(837)에서 수직?수평각도와 경사각도 값을 확인하고 단계(838)에서 틀어짐을 보정한다.As shown in FIG. 21, before performing step 830, the horizontal key is checked upwardly and downwardly by a predetermined angle, 30 degrees upward, and 30 degrees downward by an elevator angle. Next, in step 830, the thrust portion is operated to set the speed at a predetermined speed, for example, 0.5 knots. In step 831, if the inclination is a predetermined angle, for example, 30 degrees, the horizontal key angle value is raised, and if it is 30 degrees, in step 833, it is determined whether the predetermined depth is reached, for example, 100 m. If it does not reach the predetermined depth, wait until diving to a predetermined depth, and when the predetermined depth is reached, in step 836, the horizontal key angle is adjusted to a predetermined angle, for example, 0 degrees, and the rear key angle is set to 0 degrees. Adjust to the road. At this time, the vertical and horizontal angles and the inclination angle values are checked in step 837, and the misalignment is corrected in step 838.

단계(839)에서 자세가 수평유지인가 판단하여 수평을 유지하였다면 단계(840)에서 전면, 측면, 저면의 음파출력을 높이고 동시에 추력속도를 높이고 단계(841)에서는 소정속도, 실예를 들면 3노트로 유지시킨다. 이후 단계(842)에서 현재 위치 및 지형을 파악하고 단계(843)에서 데이터를 저장한다.If it is determined in step 839 that the posture is horizontal, and the level is maintained, in step 840, the sound wave output of the front, side, and bottom is increased, and the thrust speed is increased at the same time, and in step 841, a predetermined speed, for example, 3 knots Keep it. Thereafter, at step 842, the current location and terrain are identified, and at step 843, the data is stored.

한편, 단계(839)에서 수평으로 자세가 유지되지 않았다면 단계(843)에서 전후면이 동일선상에 있는가를 판단하고 동일선상이면 단계(846)에서 추력속도를 소정속도 3노트로 높인다. 만일 전후가 동일선상에 있지 않다면 단계(845)에서 균형추를 이동시키고 동시에 단계(847)에서 경사 값을 계산하고 단계(848)에서 각도 보정 값을 처리하는데 이때 단계(849)의 수평 수직의 자이로(좌표)값도 합산한다.On the other hand, if the posture is not maintained horizontally in step 839, it is determined in step 843 whether the front and back surfaces are in the same line, and if it is in the same line, the thrust speed is increased to 3 knots in step 846. If the front and rear are not collinear, the counterweight is moved in step 845 and at the same time the slope value is calculated in step 847 and the angle correction value is processed in step 848 where the horizontal and vertical gyro of step 849 ( The coordinates) value is also added up.

부상대기루틴(850)Injury waiting routine (850)

도 22에 도시와 같이, 잠수함(1)의 수 표면의 소정 깊이 실예를 들면 1도에서 부상 상태로 유지될 수 있다. 부상대기루틴(850)에서는 작업이 끝난 상태, 이벤트거나 비상의 경우, 밧데리 용량이 낮은 경우, 대용량의 데이터를 위하여 통신하는 경우, 좌표데이터를 경신하는 경우 수행된다.As shown in FIG. 22, a certain depth of the male surface of the submarine 1 may be maintained in an injured state, for example at 1 degree. The injury waiting routine 850 is performed when the work is finished, in case of an event or emergency, when the battery capacity is low, when communicating for a large amount of data, and when updating coordinate data.

단계(851)에서는 밸브를 개방하고, 단계(852)에서 추력속도를 소정속도 실예를 들면 0.5노트로 유지한다. 이후 연속되는 작동수순에 따라 단계(853)에서 발라스트를 작동시켜 피스톤모터와 수 펌프모터를 작동시켜 배수상태로 되며 수평 키를 소정각도 -30도로 조정하고 후미키를 소정각도 +30도로 조정한다. 단계(855)에서는 피스톤의 배수 작동을 하게하고 수 펌프출력을 높인다. 단계(856)에서 추력을 상승시켜 속도를 소정속도인 1노트로 유지시키고 단계(857)에서는 배수가 완료되었는가를 판단한다. 만일 배수가 완료되지 않았다면 단계(859)에서 공기튜브밸브를 개방시키고 단계(855)를 수행한다. 만일 단계(857)에서 배수가 되었다면 단계(859)에서 경사각이 소정각도 실예를 들면 30도인가 판단한다. 경사각도가 30도가 아닌 경우 단계(860)에서는 평형추를 경사각 30도가 되도록 이동시키고 단계(859)를 다시 수행하고 이후 상세히 기술되는 단계(871), (872), (873)들을 동시에 수행한다.In step 851 the valve is opened and in step 852 the thrust speed is maintained at a predetermined speed, for example 0.5 knots. Then, the ballast is operated in step 853 according to the continuous operation procedure to operate the piston motor and the water pump motor to be in the drainage state. In step 855, the piston is drained and the water pump output is increased. In step 856, the thrust is increased to maintain the speed at 1 knot, a predetermined speed, and in step 857, it is determined whether the drainage is completed. If draining is not complete, open the air tube valve in step 859 and perform step 855. If it is a multiple in step 857, it is determined in step 859 whether the inclination angle is a predetermined angle, for example, 30 degrees. If the inclination angle is not 30 degrees, in step 860, the counterweight is moved to the inclination angle of 30 degrees, and step 859 is again performed, and steps 871, 872, and 873 are described at the same time.

단계(859)에서 경사각이 소정각도인 경우 단계(861)로 이전하여 깊이변화가 있는지 판단한다. 깊이변화가 없다면 단계(812)로 이전하여 좌표 뒤틀림 값을 확인하고 단계(863)에서 추력속도를 확인하고 단계(864)로 간다.If the inclination angle is a predetermined angle in step 859, the flow advances to step 861 to determine whether there is a depth change. If there is no depth change, move to step 812 to check the coordinate distortion value and check the thrust speed in step 863 and go to step 864.

한편, 단계(861)에서 깊이변화가 있다면 추력속도를 소정속도 실예를 들면 2노트로 상승시키고 상승각을 소정각도(20 내지 30도)로 유지한다. 단계(865)에서는 경사각이 소정각도, 실예를 들면 30도인가 판단하고 30도가 아니면 단계(867)에서 평형추를 경사각 30도가 되도록 이동시킨다. 만일 경사각이 소정각도이면 단계(868)에서는 소정깊이 실예를 들면 0.8m인가 판단한다. 소정깊이가 아니면 단계(869)에서 부상 작동을 계속한다. 반대로 소정깊이라면 단계(870)에서 속도를 줄이고 수평 각도를 소정각도 5 내지 10도 이하로 유지한다.On the other hand, if there is a depth change in step 861, the thrust speed is increased to a predetermined speed, for example, 2 knots, and the ascending angle is maintained at a predetermined angle (20 to 30 degrees). In step 865, it is determined whether the inclination angle is a predetermined angle, for example, 30 degrees, and if it is not 30 degrees, the counterweight is moved so as to have an inclination angle of 30 degrees. If the inclination angle is a predetermined angle, it is determined in step 868 whether the predetermined depth is 0.8 m. If not, the floating operation continues in step 869. Conversely, if it is a predetermined depth, the speed is reduced in step 870 and the horizontal angle is kept below a predetermined angle of 5 to 10 degrees.

한편 단계(857) 이후에 동시에 수행되는 단계(871)에서는 피스톤모터의 작동을 중지시키고, 단계(872)에서 수 펌프작동을 정지시키며 단계(873)에서 밸브를 오프로 한 후 단계(874)에서 에어튜브밸브를 오프로 하고 단계(875)에서 습도센서를 확인하게 된다.On the other hand, in step 871 which is simultaneously performed after step 857, the operation of the piston motor is stopped, the water pump is stopped in step 872, and the valve is turned off in step 873, and then in step 874 The air tube valve is turned off and the humidity sensor is checked at step 875.

귀환루틴(900)Feedback routine (900)

도 23에 도시와 같이, 귀환루틴(900)은 먼저 단계(901)에서 귀환 호출에 따라 지정목표를 확인한다. 단계(902)에서는 추력조정을 하는데 소정의 평균속도, 실예를 들면 0.5 내지 1노트로 한다. 이후 각 부분별로 동시에 작동을 하게 된다.As shown in FIG. 23, the feedback routine 900 first confirms the designated target according to the feedback call in step 901. In step 902, thrust is adjusted to a predetermined average speed, for example, 0.5 to 1 knot. After that, each part operates simultaneously.

즉, 단계(903)에서 주 및 보조밧데리들의 전원을 점검하고 단계(904)에서는 밧데리 잔량을 점검하고 단계(905)에서 귀환용량을 계산한다.That is, the power supply of the primary and secondary batteries is checked in step 903, the battery remaining amount is checked in step 904, and the feedback capacity is calculated in step 905.

단계(906)에서는 제1 CPU(110)에 의하여 저장된 경로를 탐색하고 단계(907)에서 좌표변경하고 시간을 역산하며 단계(905)의 귀환에 필요한 전원용량을 계산하고 단계(908)에서 귀환예정시간을 계산하고 이후 기술되는 단계(919)를 수행한다. In step 906, the path stored by the first CPU 110 is searched, the coordinates are changed in step 907, the time is inverted, the power capacity required for the return of step 905 is calculated, and the return is expected in step 908. The time is calculated and step 919 described later is performed.

동시에 단계(909)에서는 모든 스캔음파센서를 작동시키고 단계(909-1)에서 지형검색을 하는데, 이 단계에서도 이후 단계(908)와 (919)를 수행하도록 한다.At the same time, in step 909, all scan sound wave sensors are operated and the terrain search is performed in step 909-1, and the steps 908 and 919 are also performed in this step.

단계(902)이후 동시 수행되는 단계(925)에서 지상콘솔로 되는 PC와 통신 준비를 하고 단계(926)에서 고주파/음향통신을 하고, 단계(927)에서는 예정목적지 도착예정, 도착에 대한 정보를 송수신하고 단계(928)에서 이벤트 상황을 대기한다.After the step 902 is performed at the same time in step 925 to prepare for communication with the PC that is the ground console, and in step 926 high-frequency / acoustic communication, and in step 927 to arrive at the intended destination, information about the arrival Send and receive and wait for an event situation in step 928.

이와 같이 귀환준비가 이루어지면, 단계(905)와 단계(908)를 수행한 후, 단계(910)를 수행하여 전원이 소정용량 실예를 들면 80% 이상인가 판단한다. 소정용량 이하이면 단계(911)에서 제1 보조밧데리 잔량을 점검한다. 단계(912)에서 제2 보조밧데리를 온하여 추력에 필요한 전원을 공급하여서 단계(913)에서 소정깊이 실예를 들면 50m에 도달하여 자동항해프로그래밍을 호출한다. 단계(914)에서는 제2 CPU(210)가 제4 SD에 귀환 항해 프로그래밍을 저장한다. 단계(915)에서는 목적지 좌표를 비교하고 소정 값이 실예를 들면 0.5% 이상 오차가 있는 경우 단계(918)에서 좌표변경을 하고 항해를 시작한다. 만일 그렇지 않다면, 단계(916)에서 2차 보정을 하고 단계(917)에서 보정 값을 제1 CPU(110)에 전달하고 이후 기술하는 단계(930)로 이전한다.When the return preparation is performed as described above, after performing steps 905 and 908, step 910 is performed to determine whether the power supply is a predetermined capacity, for example, 80% or more. If it is less than the predetermined capacity, the remaining amount of the first auxiliary battery is checked in step 911. In step 912, the second auxiliary battery is turned on to supply power required for thrust, and in step 913, a predetermined depth, for example, 50 m is reached to call automatic navigation programming. In step 914, the second CPU 210 stores the return navigation programming in the fourth SD. In step 915, the destination coordinates are compared, and if a predetermined value has an error of, for example, 0.5% or more, the coordinate is changed in step 918 and the voyage is started. If not, the secondary correction is made at step 916 and the correction value is passed to the first CPU 110 at step 917 and then transferred to step 930 which is described later.

한편, 단계(909-1)에서 지형검색이 이루어지면 단계(908)를 수행하는 동시에 단계(919)에서 현재 예상되는 좌표계산을 한다. 단계(920)에서 좌표오차가 소정 값 실예를 들면 10% 이내가 아닌지 판단한다. 이때 오차가 10%를 넘는 경우 단계(922)에서 거리수정을 하고 단계(923)에서 위치좌표, 방위각과 가속도를 확인하게 되고, 단계(924)에서 오차보정을 하고 단계(921)로 이전하여 수집데이터에 근거하여 최종오차 보정한다. 이 경우는 오차범위가 소정 값 이하인 경우라 판단되었을 때도 수행된다. 이후 단계(915)로 이전하여 오차범위가 더 적은 소정 값인가 판단되고 항해를 시작 하게 한다. On the other hand, if the terrain search is performed in step 909-1, step 908 is performed and coordinates currently estimated in step 919 are calculated. In step 920, it is determined whether the coordinate error is not within a predetermined value, for example, 10%. In this case, if the error exceeds 10%, the distance is corrected in step 922 and the position coordinates, azimuth and acceleration are checked in step 923, and the error is corrected in step 924 and the process is transferred to step 921. Correct the final error based on the data. This case is also performed when it is determined that the error range is less than or equal to a predetermined value. The process then proceeds to step 915 where it is determined that the margin of error is a smaller value and starts sailing.

귀환항해루틴 Return Routine

그 다음 도 24에 도시와 같이, 귀환 항해를 하기 위하여 단계(930)에서는 소정시간마다 목적지도착경로데이터와 현재 범위 및 좌표 변환된 데이터를 확인한다. 단계(931)에서 오차범위가 소정 값 실예를 들면 3% 이내이면 단계(932)로 이전하여 제2 CPU가 처리된 데이터를 자체메모리, 즉, 제4 SD에 저장한다. 단계(933)에서는 각 센서로부터 입력되는 데이터처리를 한다. 이때 항해속도는 소정속도 실예를 들면 3노트, 깊이는 실예를 들면 50m를 유지하게 된다.Next, as shown in FIG. 24, in order to perform the return voyage, the destination arrival path data, the current range, and the coordinate-converted data are checked every predetermined time. If the error range in step 931 is within a predetermined value, for example, 3%, the process proceeds to step 932 where the second CPU stores the processed data in its own memory, that is, the fourth SD. In step 933, data processing input from each sensor is performed. At this time, the navigation speed is maintained at a predetermined speed, for example, 3 knots, and the depth is, for example, 50 m.

단계(934)에서는 현재위치 및 예상도착시간을 계산하며 단계(935)에서 밧데리점검하고 단계(936)로 이전한다. 단계(936)에서 추력상승이 가능한다, 실예를 들면 4노트로 상승이 가능한가를 판단한다. 가능하지 않다면 단계(937)에서 현재속도를 유지하고 상승 가능하다면 단계(938)에서 추력을 상승하고 단계(939)에서 목적지에 근접하였는지를 판단한다. 목적지에 근접된 것으로 판단하면 단계(940)에서 표면상태모드로 전환한다. 단계(941)에서는 부상 되었는가 판단하고 부상되었다면 단계(942)를 수행하여 무선통신을 대기하고 단계(943)에서 데이터전송하며, 동시에 단계(944)에서 카메라를 작동시키고 단계(945)에서는 거리계산을 한다. 단계(946)에서는 최대출력으로 목적지 진입을 하고 단계(947)에서 도크진입프로그램을 호출한다. In step 934, the current position and the expected arrival time are calculated, and the battery is checked in step 935 and the process moves to step 936. The thrust rise is possible in step 936, for example, it is determined whether the rise is possible to 4 knots. If not possible, maintain the current speed in step 937 and ascend, if possible, increase the thrust in step 938 and determine if it is close to the destination in step 939. If it is determined that it is close to the destination in step 940 is switched to the surface state mode. In step 941, it is determined whether or not injured, and if injured, perform step 942 to wait for wireless communication and transmit data in step 943, simultaneously operate the camera in step 944, and calculate the distance calculation in step 945 do. In step 946, the destination entry is made with the maximum output, and in step 947, the dock entry program is called.

한편, 단계(931)에서 오차범위가 소정 값 이상이라 판단된 경우 단계(948)에서 추력속도를 조정지시하고 동시에 단계(949)에서 이동경로화면데이터를 호출하므로 단계(950)에서 좌표를 재설정하고 계산한다. 단계(951)에서는 오차범위를 보정하고, 단계(952)에서 오차범위가 소정 값 실예를 들면 3%이내인가 판단한다. 소정 값을 벗어난 경우 단계(950)로 이전하고 소정 값 이내인 경우 단계(953)에서 제2 CPU(210)의 자체메모리에 저장된 데이터를 호출한다. 단계(954)에서는 저장된 호출데이터와 오차범위 보정된 데이터 값이 소장 값 ±0.05 이하인가 판단한다. 소정 값 이상인 경우 단계(950)로 이전하여 재설정되고 소정 값 이하인 경우 단계(955)에서 설정된 데이터를 제2 CPU의 자체메모리에 저장하고 단계(933) 이후를 수행하여 도크진입을 준비한다.On the other hand, if it is determined in step 931 that the error range is greater than or equal to a predetermined value, the thrust speed is adjusted in step 948 and the movement path screen data is called in step 949, so the coordinates are reset in step 950. Calculate In step 951, the error range is corrected, and in step 952, it is determined whether the error range is within a predetermined value, for example, within 3%. If it is out of the predetermined value, it moves to step 950 and if it is within the predetermined value, in step 953, data stored in its own memory of the second CPU 210 is called. In step 954, it is determined whether the stored call data and the error range corrected data value are less than or equal to the smallest value ± 0.05. If it is greater than or equal to a predetermined value, the process returns to step 950 and if it is less than or equal to a predetermined value, the data set in step 955 is stored in its own memory of the second CPU, and after step 933, a dock entry is prepared.

도크진입루틴 (950)Dock Entry Routine (950)

도 25에 도시와 같이, 잠수함(1)의 도크진입을 위하여, 도크진입루틴(950)에서는 도크진입 호출에 따라 사전에 브릿지카메라를 작동시키고 도착지점의 표시장치의 데이터를 읽어 들이고 거리측정데이터를 확인하게 된다. 그 다음 단계(951)에서는 도크진입 목적지와의 거리가 소정거리 실예를 들면 100m이상인가 판단한다. 소정거리 이하인 경우 단계(951)로 이전하여 순차로 속도를 낮춘다. 단계(952)에서 도크진입거리가 소정거리 즉, 30m 이내인가 판단한다. 소정거리 이내가 아닌 경우 단계(953)로 이전하여 GPS데이터를 수신하고 처리하여 단계(951)를 수행한다.As shown in FIG. 25, in order to enter the dock of the submarine 1, the dock entry routine 950 operates the bridge camera in advance according to the dock entry call, reads data of the display device at the arrival point, and reads the distance measurement data. You will be confirmed. In the next step 951, it is determined whether the distance to the dock entry destination is a predetermined distance, for example, 100 m or more. If it is less than the predetermined distance, the flow advances to step 951 to sequentially lower the speed. In step 952, it is determined whether the dock entry distance is within a predetermined distance, that is, 30m. If it is not within the predetermined distance, the process moves to step 953 to receive and process GPS data and to perform step 951.

만일 단계(952)에서 소정거리 이내로 도크에 진입된 것으로 판단되면 단계(955)에서 무선 비콘 신호를 수신하다. 이때 무선 비콘 신호의 무선주파수는 2.4 GHz이다. 단계(956)에서는 비콘 신호가 소정세기 실예를 들면 -50db 이하이면 단계(957)에서 GPS데이터를 수신하여 처리하고 단계(955)를 수행하고, 비콘 세기가 소정 값 이상이면 단계(958)에서 신호크기가 가장 큰 방향으로 선회한다.If it is determined in step 952 that the dock has been entered within a predetermined distance, the wireless beacon signal is received in step 955. At this time, the radio frequency of the wireless beacon signal is 2.4 GHz. In step 956, if the beacon signal is less than a predetermined strength, for example, -50db, the GPS data is received and processed in step 957, and step 955 is performed. Turn in the largest direction.

이후 단계(959)에서 RF신호세기를 측정데이터를 수집하고, 단계(961)에서 GPS데이터를 수집하며 단계(960)에서 카메라이미지거리측정데이터를 호출하고, 단계(962)에서 방위각데이터를 수집하여 단계(970)에서 종합적으로 처리하고 정확한 현 위치를 파악한다. 단계(963)에서는 최종도크진입여부를 판단하고 도크진입이 가능하지 않은 경우 단계(964)에서 추력정지하고 거리재조정하게 된다. 만일 도크진입이 가능하다면 단계(965)에서 추력정지를 하고 도크진입을 완료한다.
In step 959, the RF signal strength is collected, measurement data is collected in step 961. In step 960, the camera image distance measurement data is called, and in step 962, the azimuth data is collected. In step 970, the process is comprehensive and the current location is identified. In step 963, it is determined whether or not the final dock entry is possible, and if the dock entry is not possible, the thrust is stopped in step 964 and the distance is readjusted. If dock entry is possible, thrust is stopped in step 965 to complete dock entry.

1: 잠수함 10: 헤드부 20: 동체 30: 선미부
101: 주제어프린트기판회로 102, 103: 제 1 및 2 부제어프린트기판회로
110, 210, 310: 제1, 2, 3 CPU 120: GPS 수신부
130, 140: 수중음향송수신부 150: 음파물체감지부
160: 무선통신부 220: 선체속도검출부 230: 데이터처리부
240: 자세제어부 260: 추력부 320: 카메라제어부
330: 근접감시부 340: 전원부 360: 충전부
370: 내부통신부
1: Submarine 10: Head 20: Body 30: Stern
101: main control printed circuit circuit 102, 103: first and second sub-control printed circuit
110, 210, 310: 1st, 2nd, 3rd CPU 120: GPS receiver
130, 140: underwater sound transmitting and receiving unit 150: sound wave object detection unit
160: wireless communication unit 220: hull speed detection unit 230: data processing unit
240: posture control unit 260: thrust unit 320: camera control unit
330: proximity monitoring unit 340: power supply unit 360: charging unit
370: internal communication unit

Claims (15)

짧은 날개부를 가진 발전 유니트가 선수에 설치된 헤드부, 3부분으로 나누어져 다수의 센서, 다수의 구동수단 및 하나이상의 제어프린트회로기판들을 각 부분에 배열한 동체부와 후미키(Rear key) 및 수평 키, 무브러시 직류 모터와 이 모터 축에 연결된 스크류 등의 선미부로 구성 되는 잠수함을 제어 하는 지능형 무인 수중 자동항해 시스템에 있어서,
GPS 수신부가 제1 MCU를 구비하여 수신된 GPS 신호를 처리하여 현재위치를 산출하고 저장하는 것이 가능하게 하며, 수중음향송신부 및 수중음향수신부가 제2 MCU를 구비하여 잠수함의 항해 경로에 대한 데이터를 외부콘솔에 송신하고 그로부터 명령을 수신하여 항해 경로 데이터를 생성하게 하고, 음파물체감지부가 제3 MCU를 구비하여 자동 수중항해 잠수함의 주변물체에 대한 데이터를 발생시켜 주변물체를 확인하고 저장하게 하며, 무선통신부가 광대역 듀얼밴드필터부를 구비하여 무선 초고주파신호와 초저주파신호를 수신하고 송신하여 외부콘솔과 무선통신을 하게 하며, 제 1 CPU가 시스템프로그래밍을 저장하고 일시 기억하는 자체 저장장치인 제1 SD와 제2 SD 들을 구비하여 외부콘솔과 통신하여 상기 시스템 구성요소들을 독립적으로 제어하는 구성으로 이루어진 주제어프린트회로기판:
선체속도검출부가 제4 MCU를 구비하고 도플러속도계를 제어하여 선체의 속도를 검출하게하며, 데이터처리부가 제5 MCU를 구비하여 선체의 무인항해를 하기 위하여 필요한 다양한 센서들의 정보를 수집하고 처리하여 선체의 자세 및 항해의 기준데이터를 발생시키도록 하고, 자세제어부가 제6 MCU를 구비하여 수중이거나 표면에서의 잠수함의 자세를 제어하며, 추력부가 제7 MCU를 구비하여 선체의 추력을 발생시키도록 하고, 제2 CPU가 제1 CPU와 데이터통신하고 제3 및 제4 SD등을 구비하여 상기 시스템 구성요소들을 독립적으로 제어하는 구성으로 이루어진 제1 부제어프린트회로기판과;
카메라제어부가 MMP와 HIR들을 구비하고 이들 카메라들에는 어둠 속에서 물체형상을 식별하는 고감도 적외선센서를 설치하여 식별거리를 높이고, 이들 카메라들의 이미지센서를 좌표를 눈금으로 형성하여 이미지센서의 중심에 영상데이터를 중심 커서에 두고 주변의 상하 좌우의 사물들을 주변의 사물 커서 내에 위치시키므로 그들 간의 거리를 비교하고 이 비교된 거리와 카메라의 줌 기능을 이용하여 1X일 때 거리기준을 소정거리로 증가 된 비를 계산하여 물체와의 거리를 산출하도록 하며, 근접 감시부가 마이콤과 다수의 근접센서들을 구비하여 잠수함의 측면에 물체가 근접해 있는지를 감지하고 동시에 잠수함의 좌우 외측면에 고정되어있는 근접된 물체를 감지하며, 전원부가 자체메모리를 구비한 전원제어부, 전원을 분배하는 전원 분배부, 충전부로부터 전원을 저장하는 주밧데리와 하나 이상의 보조밧데리들과 이들 밧데리들의 전원을 전원제어부의 제어에 따라 시스템에 인가하도록 하며, 충전부가 전원부와 접속하여 외부충전이 가능하게 하고, 제3 CPU가 잠수함의 외부 관리를 위하여 시스템관리부로 되는 외부 콘솔과 연결되는 내부통신부와 제5 및 제6 SD등을 구비하여 상기 시스템 구성요소들을 독립적으로 제어하는 구성으로 이루어지게한 제2 부제어프린트회로기판들로 구성한 것을 특징으로 하는 잠수함의 지능형 무인 수중 자동항해 시스템.
Power unit with short wing is divided into three parts, head part installed in bow, body part, rear key, and horizontal key with a plurality of sensors, a plurality of driving means and one or more control printed circuit boards arranged in each part. In an intelligent unmanned underwater navigation system for controlling a submarine consisting of a stern part such as a brushless direct current motor and a screw connected to the motor shaft,
The GPS receiver has a first MCU to process the received GPS signal to calculate and store the current position, and the underwater acoustic transmitter and the underwater acoustic receiver have a second MCU to provide data on the navigation route of the submarine. Send to the external console and receive commands from it to generate the navigation route data, and the sound wave object detection unit is provided with a third MCU to generate data on the surrounding objects of the automatic underwater navigation submarine to identify and store the surrounding objects, The wireless communication unit includes a broadband dual band filter unit to receive and transmit wireless ultra high frequency signals and ultra low frequency signals so that the wireless communication with an external console is carried out, and the first CPU is a self storage device for storing and temporarily storing system programming. And second SDs to communicate with an external console to independently control the system components. Main printed circuit board consisting of:
The hull speed detection unit includes a fourth MCU to control the Doppler tachometer to detect the speed of the hull, and the data processing unit includes a fifth MCU to collect and process information of various sensors required for unmanned navigation of the hull. The attitude data and the navigation reference data are generated, the attitude control unit is provided with a sixth MCU to control the attitude of the submarine on the surface or underwater, and the thrust part is provided with a seventh MCU to generate the thrust of the hull. A first sub control printed circuit board configured to independently control the system components by a second CPU communicating data with the first CPU and having third and fourth SDs;
The camera control unit is equipped with MMP and HIRs, and these cameras are equipped with high-sensitivity infrared sensors that identify object shapes in the dark to increase the identification distance. Put the data at the center cursor and place the objects up, down, left, and right in the surrounding object cursor, and compare the distance between them and increase the ratio of the distance reference to the predetermined distance at 1X by using the compared distance and the zoom function of the camera. To calculate the distance to the object, the proximity monitor is equipped with a microcomputer and a number of proximity sensors to detect whether the object is close to the side of the submarine and at the same time detects the close object fixed to the left and right sides of the submarine The power supply unit has its own memory, the power distribution unit for distributing the power, charging The main battery and one or more auxiliary batteries that store power from the unit and the power of these batteries are applied to the system under the control of the power control unit, and the charging unit is connected to the power unit to enable external charging, and the third CPU is submarine. Second sub-control printed circuit boards having an internal communication unit connected to an external console, which is a system management unit, and fifth and sixth SDs for controlling externally of the system, and configured to independently control the system components. Submarine intelligent unmanned underwater navigation system, characterized in that.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
속도검출부는 선체의 속도산출부로 구성되는 제4 MCU 및 제4 DSP, 그들 사이에 접속된 메모리와 제4 DSP에 연결되는 도플러속도계들로 구성한 것을 특징으로 하는 잠수함의 지능형 무인 수중 자동항해 시스템.
The method of claim 1,
An intelligent unmanned underwater navigation system for a submarine, wherein the speed detection unit is composed of a fourth MCU and a fourth DSP composed of a speed calculation unit of the hull, a memory connected between them, and a Doppler tachometer connected to the fourth DSP.
제 1항에 있어서,
데이터처리부는 자체메모리를 구비하고 제5 DSP로 구성되는 제5 MCU, 이 제5 MCU에 아날로그/디지털변환 버퍼부를 사이에 두고 연결되는 잠수함의 비틀림 상태를 검출하는 제1 및 제2 자이로 센서들, 잠수함의 현재 속도를 검출하는 가속도센서, 잠수함의 기울어짐에 따른 경사각을 검출하는 경사센서들로 구성되어 잠수함의 자세 및 항해의 기준데이터를 발생시키게 한 것을 특징으로 하는 잠수함의 지능형 무인 수중 자동항해 시스템.
The method of claim 1,
The data processing unit includes a fifth MCU having its own memory and configured as a fifth DSP, first and second gyro sensors detecting a torsional state of the submarine connected to the fifth MCU via an analog / digital conversion buffer unit; The submarine's intelligent unmanned underwater navigation system, which consists of an acceleration sensor that detects the current speed of the submarine, and an inclination sensor that detects the inclination angle according to the inclination of the submarine, thereby generating reference data of the attitude and navigation of the submarine. .
제 1항에 있어서,
자세제어부는 자체메모리를 구비한 제6 MCU, 제6 MCU에 연결되어 작동 제어되어 테일 액츄에이터를 작동시키는 제1 구동제어부와 제6 MCU의 제어신호에 따라잠수함의 수평을 유지시키는 수평키판의 액츄에이터, GPS 안테나를 작동시키는 GPS 안테나 액츄에이터, 무선안테나의 작동시키는 무선안테나 액츄에이터, 우측발라스트탱크용 펌프를 작동시키는 우측발라스트 액츄에이터, 좌측 발라스트탱크의 펌프를 작동시키는 좌측발라스트 액츄에이터, 잠수함의 상하의 방향타의 모터를 작동시키는 러더 액츄에이터, 잠수함의 좌우방향타의 모터를 작동시키는 엘리베이터 액츄에이터와 잠수함의 수평수직의 자세를 제어하도록 평형추를 작동시키는 수평 및 수직추 평형 액츄에이터들의 작동을 제어하는 제2 구동제어부들로 구성한 것을 특징으로 하는 잠수함의 지능형 무인 수중 자동항해 시스템.
The method of claim 1,
The attitude controller is connected to a sixth MCU having its own memory, and an actuator of a horizontal keyboard connected to the sixth MCU to operate and control the first actuator to operate the tail actuator and to maintain the level of the submarine according to the control signal of the sixth MCU. GPS antenna actuator to operate the GPS antenna, wireless antenna actuator to operate the wireless antenna, right ballast actuator to operate the pump for the right ballast tank, left ballast actuator to operate the pump of the left ballast tank, and the upper and lower rudder motors of the submarine A rudder actuator, an elevator actuator for operating the submarine's left and right rudder motors, and a second drive control unit for controlling the operation of the horizontal and vertical weight balance actuators for operating the counterweight to control the posture of the horizontal and vertical positions of the submarine. Submarine Intelligent unmanned underwater navigation system.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 잠수함의 무인 자동 항해를 제어하는 방법에 있어서,
전원을 온하고 제1, 제2 및 제3 CPU들이 자체시스템들에 해당하여 각기 프로그래밍 된 자체메모리를 인스털 하여 제1 CPU가 GPS모듈시동, 각종센서 및 DVL의 테스트, 카메라 및 전원상태를 점검하는 초기화 루틴을 수행하는 단계,
GPS의 현재좌표값 및 방위각 센서 값을 비교하고 DVL값을 합하여 잠수함의 현재 상태를 확인하는 센서작동루틴을 수행하는 단계,
수중음향송수신에 따라 이동경로거리, 전원상태, 물체발견지점등의 데이터를 외부콘솔과 수중음향종신을 점검하는 수중음향송수신루틴을 수행하는 단계,
전면, 좌우측면과 저면의 음파스캔소나를 작동시켜 물체의 유무 및 물체와의 거리, 물체의 형상과 종류 등를 감지하는 음파물체감지 루틴을 수행하는 단계,
한 가지 이상의 무선안테나와 카메라를 작동시키고 현재 상태 및 위치, 수중물체에 대한 영상 등을 발생시켜 외부콘솔과 데이터통신을 하게 하는 무선안테나 송수신 루틴을 수행하는 단계,
음파소나로부터 물체 등의 감지가 이루어진 경우 다수의 MSS를 작동시켜 물체의 근접거리행해를 하게 하는 근접항해루틴을 수행하는 단계,
자이로센서, DVL, 가속도센서, 경사센서, 방위각센서, 압력센서들의 감지 값들을 연산하고 잠수함의 상태에 따라 수평 키와 평형추의 액츄에이터를 작동시켜 잠수함의 수평수직각이 0도로 유지되게 자세제어루틴을 수행하는 단계,
잠수작동을 위하여 하나이상의 발라스트들을 기동시키도록 밸브들, 피스톤 모터, DC 펌프모터들의 작동을 소정 알고리즘에 따라 제어하므로 발라스트의 탱크를 만수하고 배수하는 발라스트작동을 수행하는 단계,
현재 전력량, 공급되거나 소요되고 있는 전력량을 모니터링 하여 잠수함의 속도를 조정하고 시작점, 현재까지 운행거리를 계산하며 차후 최대운행거리를 계산하는 전원공급루틴을 수행하는 단계,
시스템의 모든 기능을 오픈하도록 잠수함이 표면상인지 수중인지에 따라 제1 CPU를 호출하고 제1 CPU가 제2 및 제3 CPU들을 호출하여 잠수함의 현재위치좌표, 각 센서상태, 자세상태, 전원상태에 대한 데이터를 전송하고 기 명령상태 처리대기를 하는 시스템작동 준비루틴을 수행하는 단계,
시스템의 독립모듈 중에 발라스트를 작동시켜 잠수함의 선체의 수 표면에서 수평을 유지시키고 수중으로 잠수하여서도 수평수직을 유지시켜 잠수함의 항해준비를 하는 수표면 에서 항해루틴을 수행하는 단계,
전면카메라와 브릿지카메라들의 작동을 제어하여 그들의 이미지센서를 좌표 중심에 영상데이터를 중심커서에 두고 주변의 상하 좌우의 사물들을 주변의 사물커서 내에 위치시키므로 그들 간의 거리를 비교하고 거리와 카메라의 줌 기능을 이용하여 1X일 때 거리기준을 소정거리로 증가된 비를 계산하여 물체와의 거리를 산출하는 단계,
수중에서 각 센서의 값들과 속도를 확인하고 소정속도로 항해하고 항해 중에 스캔음파센서들이 감지하는 장애물과 그와의 거리, 장애물의 종류와 크기를 확인하여 잠수함의 자동 항해를 하게 하는 잠수항해루틴을 수행하는 단계,
발라스트의 작동을 제어하여 잠수하고 수평 및 수직을 유지하여 소정속도로 항해하고 각 센서들의 데이터에 근거하여 현재위치, 지형 등에 대한 항해 데이터를 저장하는 잠수작동루틴을 수행하는 단계,
잠수함이 수중에서 부상하기 위하여 발라스트의 작동을 제어하여 소정 속도로 부상 시켜 수평수직상태를 유지하여 대기시키는 부상대기루틴을 수행하는 단계,
귀환을 위하여 전원점검, 경로탐색, 전 스캔음파센서를 작동시키고, 외부콘솔과 통신하여 예정 도착시간 등을 전송하고, 귀환 예상되는 좌표계산을 하여 목적지 도착경로, 현재위치 및 좌표변환데이터에 근거하여 오차를 보정하고 소정의 추력속도로 항해하고 목적지에 근방에서 수 표면상태 모드로 전환하는 귀환루틴을 수행하는 단계와,
목적지 근방에서 도크와의 거리가 근접함에 따라 속도를 감속하고 외부콘솔의 무선 비콘 신호를 수신함에 따른 RF신호세기, 카메라 이미지거리 측정데이터, GPS데이터와 방위각을 연산하여 도크를 실행하는 도크진입루틴을 수행하는 단계들로 이루어진 것을 특징으로 하는 잠수함의 무인 자동 항해를 제어하는 방법.
In a method for controlling unmanned automatic navigation of a submarine,
The power is turned on and the first, second and third CPUs install their own memory for each of their systems, and the first CPU checks the GPS module startup, tests of various sensors and DVL, and checks the camera and power status. Performing an initialization routine,
Performing a sensor operation routine for comparing the current coordinate values and azimuth sensor values of GPS and adding the DVL values to check the current status of the submarine;
Performing a hydroacoustic transmission and reception routine for checking the external console and underwater acoustic dependence of data such as travel path distance, power state, and object discovery point according to the underwater acoustic transmission;
Performing a sound wave object detection routine that detects the presence or absence of an object, distance from the object, shape and type of the object by operating the sound wave scan sonar on the front, left, and right sides,
Performing a wireless antenna transmission and reception routine for operating one or more wireless antennas and a camera and generating a current state and position, an image of an underwater object, and performing data communication with an external console;
Performing a near sea routine to operate a plurality of MSSs to perform a near distance navigation of the object when the object is detected from a sound wave or the like;
The attitude control routine calculates the gyro sensor, DVL, acceleration sensor, tilt sensor, azimuth sensor and pressure sensor and calculates the horizontal vertical angle of the submarine by operating the actuator of the horizontal key and counterweight according to the submarine status. Performing the step,
Performing a ballast operation to full and drain the tank of the ballast since the operation of the valves, the piston motor, and the DC pump motor is controlled according to a predetermined algorithm to start one or more ballasts for the diving operation;
Adjusting the speed of the submarine by monitoring the current amount of electricity, the amount of power supplied or consumed, and performing a power supply routine to calculate the starting point, the distance traveled to the present, and the maximum distance traveled thereafter,
Depending on whether the submarine is superficial or underwater to open all the functions of the system, the first CPU is called and the first CPU calls the second and third CPUs to determine the current position coordinates, each sensor state, attitude state, and power state of the submarine. Performing a system operation preparation routine for transmitting data and waiting for processing of a command state;
Operating a ballast in an independent module of the system to maintain the horizontal at the surface of the submarine's hull and to maintain the horizontal vertical even when submerging underwater to perform the navigation routine on the surface of the submarine ready to sail;
By controlling the operation of the front and bridge cameras, the image sensor is positioned at the center of the coordinates, and the upper, lower, left, and right objects are positioned in the surrounding cursor, so the distance between them and the zoom function of the camera can be compared. Calculating a distance from an object by calculating a ratio of the distance reference increased to a predetermined distance when using 1X,
Check the values and speed of each sensor underwater, navigate at a certain speed, and check the obstacles detected by the scanning sound wave sensors, their distance, and the type and size of the obstacles. Steps to perform,
Controlling the operation of the ballast to dive, maintaining a horizontal and vertical navigation at a predetermined speed, and performing a diving operation routine for storing navigation data on the current position, terrain, etc. based on the data of each sensor;
Performing a floating air waiting routine to control the operation of the ballast in order to float in the submarine to float at a predetermined speed to maintain a horizontal vertical state,
In order to return, operate power check, route search, all scan sound wave sensor, communicate with external console, transmit estimated arrival time, calculate return coordinates based on destination arrival route, current position and coordinate conversion data Performing a feedback routine to correct the error, navigate at a predetermined thrust speed, and switch to a water surface mode near the destination;
As the distance from the dock nears the destination, the speed is reduced and the dock entry routine that executes the dock by calculating the RF signal strength, camera image distance measurement data, GPS data and azimuth angle when receiving the wireless beacon signal from the external console. A method for controlling unmanned automatic navigation of a submarine, comprising the steps of performing.
제14항에 있어서,
카메라의 물체거리측정단계가 이미지 화상 캡처 된 데이터를 미리 설정해 놓은 분할 라인좌표계에 캡처 된 영상을 삽입하여 커서의 좌표를 계산하고, 물체의 이미지가 이미지 벡터 합성으로 변환되어 분할 라인좌표계에 병합 되도록 좌표계에 설정하여 라인 안에 있게 하여 지점 대 지점간의 거리를 픽셀단위로 계산을 하며 지점과 지점을 연결하여 물체의 크기와 형상을 확인하며; 카메라를 상, 하, 좌, 우로 최대 90도까지 움직여 센터 커서 주변의 사물을 비교하여 물체의 크기를 판단을 하고; 카메라의 줌 작동을 하여 물체의 영상에 따른 거리 측정이 하게 한 것을 특징으로 하는 잠수함의 무인 자동 항해를 제어하는 방법.
15. The method of claim 14,
The object distance measurement step of the camera calculates the coordinates of the cursor by inserting the captured image into the split line coordinate system in which the image image captured data is preset, and converts the image of the object into the image vector composition and merges the split line coordinate system. Set to to be within the line to calculate the distance between points in pixels and connect the points to points to identify the size and shape of the object; Determine the size of the object by moving the camera up, down, left, and right up to 90 degrees to compare objects around the center cursor; A method of controlling an unmanned automatic navigation of a submarine, characterized in that the zoom operation of the camera to measure the distance according to the image of the object.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105549601A (en) * 2016-02-05 2016-05-04 哈尔滨工程大学 Evading method based on same direction sailing of virtual puffed motion obstacle and UUV

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101529509B1 (en) * 2013-12-13 2015-06-17 국방과학연구소 Navigatioan control system of unmanned airvehicle based on tmo model and the control method of the same
KR101653469B1 (en) * 2014-12-29 2016-09-01 대우조선해양 주식회사 Submarine emergency blowing sysem and method using high pressure air
CN104554677B (en) * 2014-12-31 2017-05-10 青岛海山海洋装备有限公司 Stable diving device and underground unmanned underwater vehicle comprising stable driving device
KR101671265B1 (en) 2015-05-27 2016-11-02 국방과학연구소 Underwater docking device using arresting gear for unmanned underwater vehicle
KR101950483B1 (en) * 2018-08-07 2019-02-20 엘아이지넥스원 주식회사 Underwater vehicle for removing underwater detonator
CN109782799B (en) * 2019-01-25 2020-12-22 上海大学 Unmanned boat environment detection control system and detection method based on robotic fish
CN109987209A (en) * 2019-02-20 2019-07-09 博雅工道(北京)机器人科技有限公司 A kind of control circuit of bionic machine fish
KR102155454B1 (en) 2019-06-28 2020-09-11 충남대학교산학협력단 A method for simulating submersible posture control of a submarine using an air valve control algorithm
KR102199926B1 (en) * 2020-07-07 2021-01-11 한화시스템 주식회사 Unmanned submercible capable of judging the possibility of mission performance against the remaining battery using battery management system
KR102159937B1 (en) * 2020-07-07 2020-09-25 한화시스템 주식회사 Unmanned submersible with navigation initial alignment function
KR102262173B1 (en) * 2020-07-07 2021-06-09 한화시스템 주식회사 Unmanned submercible with flood protection of battery of battery management system
KR102157857B1 (en) * 2020-07-07 2020-09-18 한화시스템 주식회사 Unmanned submercible with naval identification function using sonar
KR102217512B1 (en) * 2020-07-07 2021-02-19 한화시스템 주식회사 Unmanned submercible for performing a recovery request or automatic return through battery management system
KR102415482B1 (en) * 2021-01-05 2022-07-01 한화시스템 주식회사 Unmanned underwater vehicle with location tracking and loss prevention
KR102305857B1 (en) 2021-01-27 2021-09-28 한화시스템 주식회사 Apparatus for detecting target object and method for detecting target object
CN113148073A (en) * 2021-03-25 2021-07-23 天津大学 Acoustic observation autonomous underwater vehicle
CN113997819B (en) * 2021-10-21 2024-04-05 深圳市保国特卫安保技术服务有限公司 Battery management method, controller and system
CN115342814B (en) * 2022-07-26 2024-03-19 江苏科技大学 Unmanned ship positioning method based on multi-sensor data fusion
CN116954225B (en) * 2023-07-28 2024-03-05 南京安透可智能系统有限公司 System and method for avoiding obstacle of submarine in urban pipeline environment based on multi-beam sonar
CN117125230B (en) * 2023-08-28 2024-03-22 成都诸元天成智能装备有限公司 Control system and method based on diving equipment

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100518628B1 (en) 2005-06-15 2005-09-30 주식회사 코스코 Remotely operated vehicle capable of receiving and transmission using ultrasonic wave
KR100649554B1 (en) 2005-12-12 2006-11-27 디에스엠이 유텍 주식회사 Underwater transportation system by an autonomous underwater vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100518628B1 (en) 2005-06-15 2005-09-30 주식회사 코스코 Remotely operated vehicle capable of receiving and transmission using ultrasonic wave
KR100649554B1 (en) 2005-12-12 2006-11-27 디에스엠이 유텍 주식회사 Underwater transportation system by an autonomous underwater vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105549601A (en) * 2016-02-05 2016-05-04 哈尔滨工程大学 Evading method based on same direction sailing of virtual puffed motion obstacle and UUV
CN105549601B (en) * 2016-02-05 2018-03-02 哈尔滨工程大学 A kind of bypassing method navigated by water in the same direction with UUV based on virtual expanded dyskinesia

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