KR101313545B1 - Self power generating robot of buoy type - Google Patents

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KR101313545B1
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이병호
김동환
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 부표형 자가발전로봇은 수중에서 부력을 제공하는 몸체부, 태양광을 이용한 자가발전이 가능하도록 상기 몸체부의 상측에 배치되는 솔라셀을 포함하는 자가발전부, 카메라 및 수중 카메라를 통해 영상을 획득하고 상기 영상을 미리 설정된 영상보정방법에 따라 보정하여 수중 및 수상의 생태 환경 변화를 동시에 모니터링하는 모니터링부, 상기 몸체부에 장착되어 상기 자가발전부로부터 동력을 제공받아 상기 몸체부가 현 위치에서 목표 이동 위치로 이동할 수 있도록 수중에서 추진력을 발생시키는 추진부, 상기 모니터링부의 모니터링을 통해 획득된 데이터를 원격으로 전송하고, 상기 자가발전부, 상기 모니터링부, 또는 상기 추진부와 관련된 제어명령을 원격으로 전송받는 무선통신부, 그리고 근접하는 물체를 감지하는 근접감지 센서를 구비하여 상기 근접감지 센서의 감지 결과 및 상기 미리 설정된 영상보정방법에 따라 보정된 영상을 함께 분석하여 근접하는 물체를 회피하여 주행이 이루어지도록 상기 추진부의 추진 방향 및 속도를 제어하는 주행제어부를 포함하며, 상기 솔라셀은 복수로 구비되고, 상기 복수의 솔라셀 중 절반은 상기 몸체부의 상측에 방사상으로 배치되며, 상기 복수의 솔라셀 중 나머지는 상기 복수의 솔라셀 중 절반이 방사상으로 배치된 부분의 사이마다 각각 배치된다.The buoy-type self-powered robot according to an embodiment of the present invention is a body portion that provides buoyancy in water, a self-power generation unit including a solar cell disposed on the upper side of the body portion to enable self-power generation using sunlight A monitoring unit for acquiring an image through an underwater camera and correcting the image according to a preset image correction method to simultaneously monitor changes in the ecological environment of the water and the water, and is mounted on the body to receive power from the self-generating unit. The propulsion unit for generating a propulsion force in the water so that the body portion can move from the current position to the target movement position, and remotely transmits the data obtained through the monitoring of the monitoring unit, and the self-power unit, the monitoring unit or the propulsion unit Wireless communication unit that receives remote control commands and related objects Is equipped with a proximity sensor to control the propulsion direction and speed of the propulsion unit so as to travel by avoiding an object near by analyzing the detection result of the proximity sensor and the image corrected according to the preset image correction method together And a traveling control unit, wherein the solar cell is provided in plural, half of the plurality of solar cells are disposed radially above the body portion, and the other half of the plurality of solar cells is radially radial among the plurality of solar cells. It is arrange | positioned in between each of the parts arrange | positioned by.

Description

부표형 자가발전로봇{Self power generating robot of buoy type}Self power generating robot of buoy type

본 발명은 하천 또는 해양에서 다양한 역할을 수행하는 부표형 자가발전로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a buoy-type self-powered robot that performs various roles in a river or an ocean.

근래 들어 하천 또는 해양 환경 보호의 중요성에 대한 인식이 자리 잡기 시작하면서, 하천 또는 해양의 환경 상태를 파악하고 개선시키고자 하는 노력들이 다양하게 기울여지고 있다.Recently, awareness of the importance of protecting a river or marine environment has begun to take place, and various efforts have been made to identify and improve the environmental condition of a river or ocean.

그런데 하천 또는 해양은 그 특성상 다양한 환경 상태를 현장측정을 통해 지속적으로 관측하고 파악하기에는 어려운 점이 많았다. 이를테면 연근해의 일정 범위에서 온도 변화량 측정, 산소요구량 측정, pH 측정 등이 지속적으로 이루어져야 하는 경우, 이를 관측선이나 조사선을 이용하여 직접적으로 수행하게 되면 막대한 인력과 장비를 현장에 계속 상주시켜야 할 뿐만 아니라, 장기간에 걸친 지속적인 관측이 어려운 한계가 있었다.However, rivers or oceans were difficult to continuously observe and understand various environmental conditions through field measurements. For example, if temperature fluctuations, oxygen demands, and pH measurements have to be continuously made over a range of offshore waters, performing this directly using an observation line or irradiation line will not only require the permanent manpower and equipment to stay on site. Long-term, continuous observations were difficult.

이러한 한계를 극복하기 위해, 하천 또는 해양 상에 설치되는 부표에 센서 등을 부착하여 측정이 이루어지기도 하였다. 하지만 대부분의 부표는 계류식의 고정 형태이며, 고정 형태가 아니라 하더라도 그 제어를 위해서는 수동적인 조작이 필요했다. 이에 따라, 부표를 통한 측정 방식은 막대한 인력과 장비가 소요되지 않고 장기간에 걸친 지속적인 관측은 가능한 장점이 있는 대신에, 이동이 자유롭고 여러 가지 장비를 통한 다양한 측정이 가능한 관측선이나 조사선을 이용한 직접적인 현장측정에 비해 측정을 위한 이동 범위나 측정 종류가 크게 제한되는 단점이 있었다.To overcome these limitations, measurements were made by attaching sensors to buoys installed on rivers or at sea. Most buoys, however, are mooring-type, and if not fixed, manual control was required for their control. Therefore, the buoy measurement method does not require huge manpower and equipment, and long-term continuous observation has the advantage of being able to perform direct field measurement using observation lines or irradiation lines that are free to move and allow various measurements using various equipment. Compared with this, there is a disadvantage in that the moving range or measurement type for the measurement is greatly limited.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 주변의 상태를 모니터링 하여 획득한 데이터를 무선으로 전송하고, 스스로 장애물을 감지하여 회피하는 능동적인 주행이 가능하며, 필요에 따라 원격 제어될 수 있고, 자가발전을 통해 전기를 생성하여 지속적인 구동이 가능한 부표형 자가발전로봇을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems described above, and the problem to be solved by the present invention is that active driving to wirelessly transmit the data obtained by monitoring the surrounding conditions, and to detect and avoid obstacles by themselves It is possible to provide a buoy-type self-powered robot that can be remotely controlled as needed, and can generate electricity through self-power.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 부표형 자가발전로봇은 수중에서 부력을 제공하는 몸체부, 태양광을 이용한 자가발전이 가능하도록 상기 몸체부의 상측에 배치되는 솔라셀을 포함하는 자가발전부, 카메라 및 수중 카메라를 통해 영상을 획득하고 상기 영상을 미리 설정된 영상보정방법에 따라 보정하여 수중 및 수상의 생태 환경 변화를 동시에 모니터링하는 모니터링부, 상기 몸체부에 장착되어 상기 자가발전부로부터 동력을 제공받아 상기 몸체부가 현 위치에서 목표 이동 위치로 이동할 수 있도록 수중에서 추진력을 발생시키는 추진부, 상기 모니터링부의 모니터링을 통해 획득된 데이터를 원격으로 전송하고, 상기 자가발전부, 상기 모니터링부, 또는 상기 추진부와 관련된 제어명령을 원격으로 전송받는 무선통신부, 그리고 근접하는 물체를 감지하는 근접감지 센서를 구비하여 상기 근접감지 센서의 감지 결과 및 상기 미리 설정된 영상보정방법에 따라 보정된 영상을 함께 분석하여 근접하는 물체를 회피하여 주행이 이루어지도록 상기 추진부의 추진 방향 및 속도를 제어하는 주행제어부를 포함하며, 상기 솔라셀은 복수로 구비되고, 상기 복수의 솔라셀 중 절반은 상기 몸체부의 상측에 방사상으로 배치되며, 상기 복수의 솔라셀 중 나머지는 상기 복수의 솔라셀 중 절반이 방사상으로 배치된 부분의 사이마다 각각 배치된다.Buoy-type self-powered robot according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a body portion that provides buoyancy in the water, a solar cell disposed on the upper side of the body portion to enable self-power generation using sunlight. A monitoring unit for acquiring an image through a self-generation unit, a camera and an underwater camera, and monitoring the ecological environment changes of the water and the water at the same time by correcting the image according to a preset image correction method; The driving unit generates power in the water so that the body unit can move from the current position to the target moving position from the current position, and remotely transmits data obtained through monitoring of the monitoring unit, and the self-generation unit and the monitoring unit. Or a wireless communication unit for remotely transmitting control commands related to the propulsion unit. Propulsion of the propulsion unit is provided with a proximity detection sensor for detecting an object that is approaching, by analyzing the detection result of the proximity detection sensor and the image corrected according to the preset image correction method together to avoid the near object to drive It includes a driving control unit for controlling the direction and speed, wherein the solar cell is provided in plurality, half of the plurality of solar cells are disposed radially above the body portion, the rest of the plurality of solar cells Half of the cells are disposed between each of the radially disposed portions.

상기 복수의 솔라셀은 표면이 상기 몸체부의 중심에서 외측을 향해 경사지게 형성될 수 있다.The plurality of solar cells may be formed to have a surface inclined outward from the center of the body portion.

삭제delete

상기 모니터링부는 위치 상태를 파악하는 지피에스(GPS)를 포함할 수 있다.The monitoring unit may include a GPS for grasping a position state.

상기 모니터링부는 수질 오염 상태 및 온도 변화를 모니터링 할 수 있다.The monitoring unit may monitor the water pollution state and temperature change.

상기 모니터링부는 수중의 산소요구량 및 수소이온농도지수(pH)를 측정할 수 있다.The monitoring unit may measure the oxygen demand in the water and the hydrogen ion concentration index (pH).

삭제delete

상기 무선통신부는 와이어리스 이더넷 모뎀(wireless ethernet modem)을 포함할 수 있다.The wireless communication unit may include a wireless ethernet modem.

상기 모니터링부는 상기 카메라를 통해 획득된 영상의 프레임 이미지에서 특징점을 검출하고, 상기 획득한 영상의 이전 프레임 이미지에서 검출한 이전 특징점에 대한 상기 특징점의 이동방향 및 이동크기를 검출하며, 상기 이동방향의 역방향으로 상기 이동크기만큼 상기 프레임 이미지를 이동시키고, 상기 이전 프레임 이미지에 대한 상기 프레임 이미지의 롤링방향 및 롤링각도를 검출하며, 상기 롤링방향의 역방향으로 상기 롤링각도만큼 상기 프레임 이미지를 회전시키는 영상보정모듈을 더 포함할 수 있다.The monitoring unit detects a feature point in a frame image of the image acquired through the camera, detects a moving direction and a moving size of the feature point relative to a previous feature point detected in a previous frame image of the acquired image, Image correction for moving the frame image by the moving size in the reverse direction, detecting a rolling direction and a rolling angle of the frame image with respect to the previous frame image, and rotating the frame image by the rolling angle in the reverse direction of the rolling direction. The module may further include.

본 발명에 의하면, 모니터링부를 통해 주변의 상태, 수질 오염 정도, 수중의 생태 환경 등을 파악할 수 있고, 무선통신부를 구비함으로써, 모니터링을 통해 획득된 데이터를 원하는 원격지에 전송할 수 있으며, 본 부표형 자가발전로봇을 원격지에서 다양한 제어명령을 통해 제어할 수 있다.According to the present invention, it is possible to grasp the surrounding conditions, the degree of water pollution, the ecological environment of the water through the monitoring unit, and by providing a wireless communication unit, it is possible to transmit the data obtained through the monitoring to the desired remote site, The power generation robot can be controlled through various control commands at remote locations.

또한, 솔라셀을 이용한 자가발전이 이루어짐으로써, 자체적으로 장시간 물에서 이동할 수 있고, 작동을 위해서는 에너지가 필요한 각 구성들이 지속적으로 구동될 수 있다.In addition, since the self-generation using the solar cell is made, it can move in water for a long time by itself, and each component that requires energy for operation can be continuously driven.

또한, 복수의 솔라셀 중 절반을 방사상으로 배치하고 복수의 솔라셀 중 나머지 절반은 복수의 솔라셀 중 절반이 방사상으로 배치된 부분의 사이마다 각각 배치되도록 함으로써, 솔라셀은 태양광이 입사될 수 있는 모든 방향에 대해 항상 일정 수준 이상의 에너지 변환효율을 유지할 수 있도록 배치될 수 있으며, 배치 구조상 제작성 및 경제성을 높일 수 있다.In addition, by placing half of the plurality of solar cells radially and the other half of the plurality of solar cells to be disposed between each of the radially arranged portion of the plurality of solar cells, the solar cell can be incident sunlight It can be arranged to maintain a certain level of energy conversion efficiency at all times in all directions, and it is possible to increase the manufacturability and economy in the layout structure.

또한, 주행제어부와 주행제어부의 근접감지 센서 및/또는 카메라를 통해, 근접하는 물체를 파악하고 추진 방향 및 속도를 제어하여 대응함으로써, 주행 안전성을 확보할 수 있다. 아울러, 이러한 주행제어부에 의하면, 원격지로부터의 수동적인 제어를 통한 주행이 이루어지고 있는 경우라도, 근접감지 센서 및/또는 카메라를 통해 근접하는 물체가 포착되는 경우에는 자율적으로 회피한 뒤, 다시 제어명령에 따른 주행을 하는 능동적인 제어가 이루어질 수 있다.In addition, it is possible to secure driving safety by identifying an object to be approached and controlling the propulsion direction and speed by using the proximity control sensor and / or the camera of the driving control unit and the driving control unit. In addition, according to such a traveling control unit, even when traveling through manual control from a remote location, if an object approaching through a proximity sensor and / or a camera is captured, the driving control unit autonomously avoids the control command again. Active control of driving in accordance with can be made.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 부표형 자가발전로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1의 부표형 자가발전로봇의 정면도이다.
도 3은 도 1의 부표형 자가발전로봇의 측면도이다.
도 4는 도 1의 부표형 자가발전로봇의 평면도이다.
1 is a perspective view of a buoy-type self-powered robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of the buoy-type self-powered robot of FIG.
3 is a side view of the buoy-type self-powered robot of FIG.
4 is a plan view of the buoy-type self-powered robot of FIG.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 한 실시예에 따른 부표형 자가발전로봇(이하 '본 부표형 자가발전로봇'이라 함)(100)은 부표처럼 부유할 수 있어 하천 또는 해양에서 사용될 수 있는 로봇에 관한 것으로, 주변의 상황을 감지하고 주변 환경의 데이터를 수집하여 원격으로 전송하며, 장애물을 자율적으로 회피하는 능동적인 이동이 이루어질 수 있는 부표형 자가발전로봇에 관한 것이다.Buoy-type self-powered robot according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as 'buoy-type self-powered robot') (100) relates to a robot that can be used as a buoy floating in the river or ocean, The present invention relates to a buoy-type self-powered robot that detects a situation, collects data from the surrounding environment, transmits it remotely, and actively moves to avoid obstacles autonomously.

이하에서는 본 부표형 자가발전로봇(100)과 관련하여 구성들을 살핀다.Hereinafter, the components in relation to the buoy self-powered robot 100 will be examined.

우선, 몸체부(1)의 구성을 살핀다.First, look at the configuration of the body portion (1).

몸체부(1)는 수중에서 부력을 제공한다. 본 부표형 모니터링 로붓(100)은 몸체부(1)의 부력을 통해 하천이나 해양 상에 부유될 수 있다. 예를 들면 몸체부(1)는 수중에서 부력이 생성되도록 빈 내부공간을 형성할 수 있다.Body portion 1 provides buoyancy in water. The buoy monitoring monitoring brush 100 can be floated on the river or the sea through the buoyancy of the body (1). For example, the body portion 1 may form an empty interior space so that buoyancy is generated in water.

이러한 몸체부(1)는 부력을 제공하는 역할 이외에 다른 구성들이나 그 하위 구성들을 수용할 수 있는 역할도 할 수 있다. 예시적으로, 도 1 내지 도 4를 참조하면 몸체부(1)는 몸체상부(11), 그리고 몸체상부(11)와 결합되는 몸체하부(12)를 포함할 수 있다. 몸체상부(11)에는 후술할 솔라셀(21), 와이어리스 이더넷 모뎀(51), 카메라(31) 등이 장착될 수 있고, 몸체하부(12)에는 추진부(4), 수중 카메라 등이 설치될 수 있다.The body portion 1 may also serve to accommodate other components or subcomponents thereof in addition to providing buoyancy. For example, referring to FIGS. 1 to 4, the body part 1 may include an upper body part 11 and a lower body part 12 coupled to the upper body part 11. The upper body 11 may be equipped with a solar cell 21, a wireless Ethernet modem 51, a camera 31 to be described later, the lower body 12, the propelling unit 4, the underwater camera is to be installed Can be.

참고로, 본 부표형 자가발전로봇(100)이 부유되면서 뒤집히지 않도록 몸체부(1)는 하측의 내부 또는 외부에 무게중심을 아래쪽으로 끌어내려 균형을 잡아주는 무게중심부를 포함할 수 있다.For reference, the body part 1 may include a center of gravity that balances by lowering the center of gravity of the buoy-type self-powered robot 100 so as not to be flipped while being lowered inside or outside.

다음으로, 자가발전부(2)의 구성을 살핀다.Next, look at the configuration of the self-power generation unit (2).

도 1 내지 도 4를 참조하면, 자가발전부(2)는 태양력을 이용하여 이를 전기에너지로 직접 변환 시킬 수 있는 구성이다. 즉, 자가발전부(2)는 동력을 발생하기 위한 전력을 외부로부터 공급받지 않고, 몸체부(1)의 상측에 태양광을 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치를 구비하여 이를 통해 외부의 도움 없이 스스로 구동에 필요한 전력을 생성하는 구성이다.1 to 4, the self-power generation unit 2 is a configuration that can be directly converted to electrical energy using the solar power. That is, the self-power generation unit 2 is provided with a device capable of converting sunlight into electrical energy on the upper side of the body portion 1 without receiving power for generating power from the outside and thereby without external assistance. It is a configuration that generates power for driving by itself.

구체적으로는, 자가발전부(2)는 태양광을 이용하여 전기에너지를 생성할 수 있도록 몸체부(1)의 상측에 배치되어 태양광을 흡수하는 솔라셀(21) 및 솔라셀(21)과 연결되어 솔라셀(21)을 통해 흡수되는 태양광을 일련의 과정을 통해 전기에너지로 변환하고 이를 충전하여 저장하는 충전부(미도시)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 충전부는 충전 가능한 배터리, 그리고 배터리의 충전 상태 및 잔량을 체크하는 충전제어부(charge controller)를 포함할 수 있다. 또한, 배터리는 복수로 구비될 수 있다.Specifically, the self-power generation unit 2 is disposed on the upper side of the body portion 1 so as to generate electrical energy using solar light and the solar cell 21 and the solar cell 21 and It may include a charging unit (not shown) connected to the solar light absorbed through the solar cell 21 is converted into electrical energy through a series of processes and charged and stored therein. In exemplary embodiments, the charging unit may include a rechargeable battery and a charge controller that checks the state of charge and the remaining amount of the battery. In addition, the battery may be provided in plurality.

배터리가 두 개로 구비되는 경우의 충전부의 충전 방식을 예시적으로 살펴보면, 충전제어부를 통해 두 배터리 중 잔량이 작은 배터리를 파악하여 선택한 후 선택 회로에 대한 충전을 시작하고, 충전 중인 배터리의 충전 상태를 확인하며, 충전 중인 배터리의 충전이 종료되면 다시 두 배터리 중 잔량이 작은 배터리를 파악하는 방식으로 순환될 수 있다.As an example of the charging method of the charging unit in the case where two batteries are provided, the charging controller detects and selects a battery having a small remaining capacity, and then starts charging the selected circuit and checks the state of charge of the battery being charged. When the charging of the battery being charged is finished, the battery may be cycled in such a manner that the remaining battery of the two batteries is identified again.

이러한 자가발전부(2)를 통해 자가발전이 이루어짐으로써, 후술할 추진부(4)에 작동을 위한 동력이 제공될 수 있고, 이를 통해 본 부표형 자가발전로봇(100)은 외부로부터의 에너지 공급 없이도 자체적으로 장시간 물에서 이동할 수 있다.By the self-generation through the self-power generation unit 2, power for operation can be provided to the driving unit 4 to be described later, through which the buoy-type self-powered robot 100 supplies energy from the outside It can travel in water for a long time without itself.

또한, 자가발전부(2)는 후술할 모니터링부(3)와 무선통신부에도 전기에너지를 제공할 수 있어, 이같이 작동을 위해서는 에너지가 필요한 각 구성들(3, 4, 5)이 자가발전부(2)를 통해 지속적으로 구동될 수 있다.In addition, the self-power generation unit 2 may also provide electrical energy to the monitoring unit 3 and the wireless communication unit to be described later, so that each component (3, 4, 5) that requires energy in order to operate the self-generation unit ( It can be driven continuously through 2).

그리고 도 1 내지 도 4를 참조하면, 솔라셀(21)은 복수(211, 212)로 구비될 수 있다. 태양광의 다양한 입사 방향에 대해 소정의 변환 효율이 유지될 수 있도록, 솔라셀(21)은 복수로 구비되어 다양한 방향 및 적정한 각도에 대해 나뉘어 배치되는 것이 바람직할 수 있다.1 to 4, the solar cell 21 may be provided as a plurality of 211 and 212. In order to maintain a predetermined conversion efficiency for various incidence directions of sunlight, the solar cells 21 may be provided in plural and may be divided into various directions and appropriate angles.

예시적으로, 복수의 솔라셀(211, 212)은 몸체부(1)의 상측에 방사상으로 배치될 수 있다. 특히 도 4를 참조하면, 복수의 솔라셀 중 절반(211)은 몸체부(1)의 상측에 방사상으로 배치될 수 있다. 또한, 복수의 솔라셀 중 나머지(212)는 복수의 솔라셀 중 절반(211)이 방사상으로 배치된 부분의 사이마다 각각 배치될 수 있다.In exemplary embodiments, the plurality of solar cells 211 and 212 may be disposed radially above the body 1. In particular, referring to FIG. 4, half of the plurality of solar cells 211 may be disposed radially on the upper side of the body portion 1. In addition, the remaining 212 of the plurality of solar cells may be disposed between the portions in which half 211 of the plurality of solar cells is disposed radially.

예시적으로, 도 4에 나타난 바와 같이 복수의 솔라셀(211, 212)은 10개일 수 있으며, 이 중 5개의 솔라셀(211)은 몸체부(1)의 중심으로부터 방사상으로 뻗어나가도록 배치될 수 있고, 나머지 5개의 솔라셀(212)은 방사상으로 뻗어나가도록 배치된 5개의 솔라셀(211)의 사이마다 배치될 수 있다. 이때 도 4를 참조하면, 나머지 5개의 솔라셀(212)은 배치되는 공간의 크기를 고려하여 방사상으로 이미 배치된 5개의 솔라셀(211)의 크기보다 작게 구비되어 배치될 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 4, the plurality of solar cells 211 and 212 may be ten, and five of the solar cells 211 may be arranged to extend radially from the center of the body portion 1. The remaining five solar cells 212 may be disposed between each of the five solar cells 211 arranged to extend radially. In this case, referring to FIG. 4, the remaining five solar cells 212 may be disposed to be smaller than the size of the five solar cells 211 that are already disposed radially in consideration of the size of the space to be disposed.

그리고 이러한 복수의 솔라셀(211, 212)은 도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같이 표면(213)이 몸체부(1)의 중심에서 외측을 향해 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 복수의 솔라셀(211, 212)의 표면(213)은 몸체부(1)의 중심에 가까울수록 높게 구비되고 몸체부(1)의 중심으로부터 멀어질수록 낮게 구비되는 경사로 형성될 수 있다.The plurality of solar cells 211 and 212 may be formed such that the surface 213 is inclined outward from the center of the body portion 1 as shown in FIGS. 1 to 3. That is, referring to FIGS. 1 to 3, the surface 213 of the plurality of solar cells 211 and 212 is provided closer to the center of the body part 1 and is farther from the center of the body part 1. It may be formed with a slope provided low.

이 같은 방식을 통해 솔라셀(21)은 태양광이 입사될 수 있는 모든 방향에 대해 항상 일정 수준 이상의 에너지 변환효율을 유지할 수 있도록 배치될 수 있다. 특히 도 4에 나타난 바와 같이, 솔라셀(21)의 판넬이 일반적으로 직사각형의 형상으로 구비되는 것을 고려하면, 직사각형 판넬의 방사상의 배치 및 이러한 방사상의 배치 사이의 공간의 크기를 고려한 작은 직사각형 판넬의 방사상의 배치는 일반적인 직사각형 판넬을 활용하는 최적의 배치 구조라 할 수 있다. 즉, 솔라셀(21)의 이와 같은 배치 구조는 태양광이 입사될 수 있는 모든 방향에 대응할 수 있는 최적의 배치 구조임과 동시에, 이 같은 배치 구조에는 일반적인 직사각형 판넬을 활용할 수 있고 그 구조도 복잡하지 않으므로 제작성 및 경제성도 높일 수 있는 장점이 있다.In this manner, the solar cell 21 may be arranged to maintain energy conversion efficiency of a predetermined level or more in all directions in which sunlight may be incident. In particular, as shown in FIG. 4, considering that the panel of the solar cell 21 is generally provided in a rectangular shape, a small rectangular panel considering the radial arrangement of the rectangular panel and the size of the space between the radial arrangements Radial layout is an optimal layout structure utilizing a typical rectangular panel. In other words, such an arrangement structure of the solar cell 21 is an optimal arrangement structure capable of coping with all directions in which sunlight can be incident, and a general rectangular panel can be utilized for such an arrangement structure, and the structure thereof is also complicated. Because it does not have the advantage that can be improved in productivity and economics.

다음으로, 모니터링부(3)를 살핀다.Next, the monitoring part 3 is examined.

모니터링부(3)는 주변의 상태를 모니터링 한다. 예시적으로, 본 부표형 자가발전로봇(100)은 모니터링부(3)를 통해 연근해나 호소계 경계의 수질 오염 상태, 온도 변화, 수중 생태 환경 변화 등의 환경 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있으며, 이러한 환경 상태에 관한 데이터를 수집할 수 있다. 즉, 모니터링부(3)는 하천 또는 해양의 수질 오염 상태, 온도 변화 등을 모니터링 할 수 있다. 이러한 다양한 환경 상태에 대한 모니터링 및 데이터 수집을 위해 모니터링부(3)의 하위 구성들은 본 부표형 자가발전로봇(100) 상의 필요한 위치마다 각각 나뉘어 형성될 수 있다.The monitoring unit 3 monitors the state of the surroundings. For example, the buoy-type self-powered robot 100 may continuously monitor environmental conditions such as water pollution state, temperature change, and aquatic ecological environment change of the coastal or lake boundary through the monitoring unit 3. Data on these environmental conditions can be collected. That is, the monitoring unit 3 may monitor the water pollution state, temperature change, etc. of the river or ocean. In order to monitor and collect data on various environmental conditions, sub-components of the monitoring unit 3 may be divided and formed for each required position on the buoy-type self-powered robot 100.

또한, 모니터링부(3)는 수중의 산소요구량 및 수소이온농도지수(pH)를 측정할 수 있다. 예시적으로, 모니터링부(3)에는 이러한 수질 오염 분석의 지표들을 측정하기 위해 COD/pH 센서가 구비될 수 있다. 아울러, 모니터링부(3)는 수중을 촬영하는 수중 카메라를 포함할 수 있다. 이러한 수중 카메라를 통해 수중의 생태 환경에 관한 데이터를 수집할 수 있다.In addition, the monitoring unit 3 may measure the oxygen demand in the water and the hydrogen ion concentration index (pH). For example, the monitoring unit 3 may be provided with a COD / pH sensor to measure the indicators of the water pollution analysis. In addition, the monitoring unit 3 may include an underwater camera to photograph the underwater. These underwater cameras can collect data on the ecological environment of the water.

그리고 도 1 내지 도 4에 나타난 바와 같이, 모니터링부(3)는 팬(pan) 구동 및 틸트(tilt) 구동이 가능하도록 몸체부(1)의 상측에 배치되는 카메라(31)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 카메라(31)가 360도의 팬 각도와 130도의 틸트 각도로 구동될 수 있도록 설정되면, 본 부표형 자가발전로봇(100)이 물에 부유한 상태에서 롤링(rolling) 되며 흔들리는 것을 감안하더라도 주변 360도의 방향에 대한 모든 감시가 실질적으로 가능해질 수 있다.1 to 4, the monitoring unit 3 may include a camera 31 disposed above the body 1 to enable pan driving and tilt driving. . For example, when the camera 31 is set to be driven at a pan angle of 360 degrees and a tilt angle of 130 degrees, the buoy-type self-powered robot 100 is rolled and floated while floating in water. Even so, all surveillance of the surrounding 360-degree direction can be made practical.

또한, 모니터링부(3)는 카메라(31)를 통해 획득된 영상의 프레임 이미지에서 특징점을 검출하고, 획득한 영상의 이전 프레임 이미지에서 검출한 이전 특징점에 대한 특징점의 이동방향 및 이동크기를 검출하며, 이동방향의 역방향으로 이동크기만큼 프레임 이미지를 이동시키고, 이전 프레임 이미지에 대한 프레임 이미지의 롤링방향 및 롤링각도를 검출하며, 롤링방향의 역방향으로 롤링각도만큼 프레임 이미지를 회전시키는 영상보정모듈(미도시)을 포함할 수 있다.In addition, the monitoring unit 3 detects the feature point in the frame image of the image obtained through the camera 31, detects the movement direction and the movement size of the feature point relative to the previous feature point detected in the previous frame image of the acquired image , An image correction module which moves the frame image by the moving size in the reverse direction of the moving direction, detects the rolling direction and the rolling angle of the frame image relative to the previous frame image, and rotates the frame image by the rolling angle in the opposite direction of the rolling direction. May include).

이때, 특징점은 해리스 코너 검출법(Harris corner detector)에 의해 검출될 수 있다. 해리스 코너 검출법은 프레임 이미지 내에 상하좌우로 움직이는 윈도우를 형성하여, 이러한 윈도우 내의 화소 값의 변화를 분석함으로써 코너점(특징점)을 찾는 방식으로 구현될 수 있다.In this case, the feature point may be detected by a Harris corner detector. The Harris corner detection method can be implemented by finding a corner point (feature point) by forming a window moving up, down, left, and right in the frame image and analyzing a change in pixel value in the window.

또한, 이동방향 및 이동크기는 옵티컬 플로우(optical flow)에 의해 검출될 수 있다. 옵티컬 플로우는 두 프레임 사이의 움직임을 추정하는 경우에 사용되는 방법으로, 밀집 옵티컬 플로우와 희소 옵티컬 플로우로 나눌 수 있다. 밀집 옵티컬 플로우는 영상 프레임에 포함되는 모든 픽셀의 속도를 구하는 것이고, 희소 옵티컬 플로우는 특징점들의 속도를 구하는 것이다.In addition, the moving direction and the moving size can be detected by the optical flow. Optical flow is a method used when estimating a motion between two frames, and may be divided into a dense optical flow and a rare optical flow. The dense optical flow calculates the speed of all the pixels included in the image frame, and the rare optical flow calculates the speed of the feature points.

영상보정모듈에는 특징점들의 속도를 구하는 희소 옵티컬 플로우를 사용할 수 있다. 예시적으로, 영상보정모듈에는 루카스카나데(Lucas-Kanade) 옵티컬 플로우를 사용할 수 있다. 루카스카나데 방법은 작은 지역 원도우를 사용하기 때문에 비교적 빠른 움직임에 대해서도 추적이 가능하고, 모든 픽셀의 속도를 구하지 않고 특징점들의 속도만을 구하기 때문에 연산속도가 빠른 장점이 있다.In the image correction module, a rare optical flow that calculates the speed of the feature points may be used. For example, the Lucas-Kanade optical flow may be used for the image correction module. Because the Lucaskanade method uses a small local window, it is possible to track relatively fast movements, and the computation speed is fast because only the speed of the feature points is obtained without the speed of every pixel.

다만, 루카스카나데 방법은 작은 지역 윈도우를 사용하므로 해당 원도우보다 큰 움직임이 발생 하였을 경우 움직임을 계산하기 어려운 점은 있다. 그렇지만 실시간으로 빠른 영상보정이 이루어지도록 하기 위해서는, 빠른 움직임에 대한 추적이 가능한 점, 연산속도가 빠른 점이 더 중요하게 작용될 수 있음에 더 비중을 둘 수 있을 것이다.However, because the Lucaskanade method uses a small local window, it is difficult to calculate the motion when a larger motion occurs than the corresponding window. However, in order to achieve fast image correction in real time, it is possible to place more emphasis on the fact that the fast movement tracking and the fast operation speed can be more important.

또한, 상술한 롤링방향 및 롤링각도는 롤링감지센서에 의해 검출될 수 있다. 즉, 영상의 롤링방향의 흔들림에 대해서는, 이러한 센서를 통해 롤링방향의 회전각도 데이터를 받아 보정이 이루어질 수 있다. 모니터링부(3)는 이러한 롤링감지센서를 포함할 수 있다.In addition, the rolling direction and the rolling angle described above can be detected by the rolling sensor. That is, for the shaking in the rolling direction of the image, correction may be made by receiving the rotation angle data in the rolling direction through such a sensor. The monitoring unit 3 may include such a rolling sensor.

이같은 영상보정모듈을 통해, 카메라(31)에 의해 획득된 영상이 상하좌우로 흔들렸을 때의 보정과 롤링으로 인해 흔들렸을 때의 보정이 이루어 질 수 있어, 흔들림이 감소된 보다 안정적인 영상을 제공받을 수 있게 된다.Through the image correction module, the image obtained by the camera 31 can be corrected when shaken due to rolling and rolling due to the shaking up, down, left and right, thereby providing a more stable image with reduced shaking. It becomes possible.

아울러, 이러한 카메라(31)는 후술할 주행제어부의 근접감지 센서와 조합되어 추진부(4)의 추진 방향 및 속도를 제어할 수 있다. 이에 대해서는 주행제어부의 구성을 살피면서 다시 설명한다.In addition, the camera 31 may be combined with the proximity sensor of the driving control unit to be described later to control the propulsion direction and the speed of the propulsion unit 4. This will be described again with reference to the configuration of the driving control unit.

또한, 이러한 주변 환경 상태와 관련하여 모니터링 된 각종 데이터, 수중 카메라 또는 카메라(31)의 영상 등은 후술할 무선통신부를 통해 원격지, 이를테면 육지에 있는 통합관제센터와 같은 곳에 전송될 수 있다.In addition, various data monitored in relation to the surrounding environmental conditions, the image of the underwater camera or the camera 31 may be transmitted to a remote place, such as an integrated control center on the land through a wireless communication unit to be described later.

그리고 모니터링부(3)는 위치 상태를 파악하는 지피에스(GPS)를 포함할 수 있다. 본 부표형 자가발전로봇(100)은 GPS를 통해 하천이나 해양 상에서의 자기 위치를 인식할 수 있다. 이러한 GPS는 다음과 같이 활용될 수 있다. 즉, 후술할 무선통신부를 통해 원격으로 전송된 제어명령이 목표 이동 위치에 관한 것인 경우, 이러한 GPS를 이용하여 현재의 자기 위치를 인식하고 이를 기준으로 GPS를 통해 지속적으로 가이드 받으면서 지정된 목표 이동 위치로 이동할 수 있다.In addition, the monitoring unit 3 may include a GPS for grasping the position state. The buoy self-powered robot 100 can recognize the magnetic location on the river or the sea through the GPS. Such GPS can be utilized as follows. That is, when the control command transmitted remotely through the wireless communication unit to be described later relates to the target moving position, the target target position is specified while recognizing the current magnetic position using the GPS and continuously guided by the GPS based on the target position. You can go to

또한, 이러한 모니터링부(3)는 상술한 자가발전부(2)로부터 전기를 공급받아 장시간에 걸쳐 지속적으로 구동되며 정해진 역할을 수행할 수 있다.In addition, the monitoring unit 3 is supplied with electricity from the above-described self-generating unit 2 is continuously driven for a long time and may play a predetermined role.

이와 같이, 모니터링부(3)의 다양한 센서, 측정 장치, 수중 카메라, 카메라(31) 등을 통해 주변의 상태, 수질 오염 정도, 수중의 생태 환경 등을 파악할 수 있고, GPS를 이용함으로써 원하는 목표 지점에 손쉽게 도달할 수 있게 되며, 모니터링을 위해 구비된 카메라(31)를 주행제어부를 통한 분석에 함께 활용함으로써 본 부표형 자가발전로봇(100)의 자율 주행이 보다 신속하고 정확하게 이루어질 수 있다.In this way, it is possible to grasp the surrounding conditions, the degree of water pollution, the ecological environment of the water through various sensors, measuring devices, the underwater camera, the camera 31, etc. of the monitoring unit 3, and the desired target point by using the GPS It can be easily reached, and by using the camera 31 provided for monitoring together with the analysis through the traveling control unit, the autonomous driving of the buoy-type self-powered robot 100 can be made more quickly and accurately.

다음으로, 추진부(4)의 구성을 살핀다.Next, the structure of the propulsion part 4 is examined.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 추진부(4)는 수중에서 추진력을 제공하도록 몸체부(1)에 장착될 수 있다. 추진부(4)는 일반적으로 수중에 대부분이 잠기게 되는 몸체하부(12)에 도 1 내지 도 4에 나타난 바와 같이 장착될 수 있다. 또한, 추진부(4)는 추진을 위한 프로펠러(41)를 구비할 수 있다.1 to 4, the propulsion unit 4 may be mounted to the body unit 1 to provide a propulsion force in water. The propulsion portion 4 may be mounted as shown in FIGS. 1 to 4 in the lower body 12 which is generally submerged in water. In addition, the propulsion unit 4 may be provided with a propeller 41 for propulsion.

이러한 추진부(4)는 후술할 무선통신부, 또는 상술한 모니터링부(3)의 GPS, 카메라, 수중 카메라, 후술할 주행제어부 등과 연계되어 주행 방향 및 속도를 정할 수 있다. 이를테면 무선통신부를 통해 목표 이동 위치를 전송받은 경우 GPS와 연계되어 목표 이동 위치로 이동될 수 있도록 추진부(4)가 제어될 수 있고, 수중 카메라가 수중 생태 환경에 있어서 특징적인 부분을 알고리즘 등을 통해 분석하여 접근하고자 하는 경우 이와 연계되는 주행이 이루어질 수도 있다.The driving unit 4 may determine the driving direction and speed in connection with the wireless communication unit to be described later, or the GPS, camera, underwater camera, and driving control unit to be described later. For example, when the target movement position is transmitted through the wireless communication unit, the driving unit 4 may be controlled to be moved to the target movement position in association with the GPS, and the underwater camera may perform algorithms on the characteristic part of the underwater ecology environment. If you want to analyze and approach through the driving associated with this may be made.

또한, 카메라(31)가 본 부표형 자가발전로봇(100)의 주행 방향 쪽에 부유하고 있는 장애물을 발견하였을 경우 근접감지 센서와 연계되어 주행제어부를 통해 추진부(4)는 이를 회피하도록 제어될 수 있다.In addition, when the camera 31 detects an obstacle floating in the driving direction of the buoy-type self-powered robot 100, the driving unit 4 may be controlled to avoid the driving unit in connection with the proximity sensor. have.

그리고 이러한 추진부(4)는 상술한 자가발전부(2)로부터 전기를 공급받아 장시간에 걸쳐 지속적으로 구동될 수 있다.In addition, the propulsion unit 4 may be continuously driven for a long time by receiving electricity from the above-described self-generating unit 2.

다음으로, 무선통신부의 구성을 살핀다.Next, look at the configuration of the wireless communication unit.

무선통신부는 모니터링부(3)의 모니터링을 통해 획득된 데이터를 원격으로 전송할 수 있다. 또한, 무선통신부는 자가발전부(2), 모니터링부(3), 또는 추진부(4)와 관련된 제어명령을 원격으로 전송받을 수 있다. 예시적으로 도 1 내지 도 4를 참조하면, 무선통신부는 와이어리스 이더넷 모뎀(51)을 포함할 수 있다.The wireless communication unit may remotely transmit data obtained through monitoring of the monitoring unit 3. In addition, the wireless communication unit may remotely receive a control command associated with the self-generation unit 2, the monitoring unit 3, or the propulsion unit 4. For example, referring to FIGS. 1 to 4, the wireless communication unit may include a wireless Ethernet modem 51.

예를 들면, 모니터링부(3)의 모니터링을 통해 획득된 데이터는 이러한 와이어리스 이더넷 모뎀(51)을 통해 원격지로 전송될 수 있다. 참고로, 모니터링부(3)의 모니터링을 통해 획득된 데이터는 상술한 바와 같이 주변의 상태, 수질 오염 정도, 수중의 생태 환경 등에 관해 획득된 데이터, GPS 위치 정보, 카메라(31)나 수중 카메라를 통해 수집된 영상 자료 등이 포함될 수 있다.For example, data obtained through monitoring of the monitoring unit 3 may be transmitted to a remote site through the wireless Ethernet modem 51. For reference, the data obtained through the monitoring of the monitoring unit 3 may include data obtained about the surrounding condition, the degree of water pollution, the ecological environment of the water, GPS location information, the camera 31 or the underwater camera as described above. Image data collected through this may be included.

또한, 와이어리스 이더넷 모뎀을 통해 제어명령이 원격으로 전송될 수 있어, 본 부표 모니터링 로봇(100)에 대한 다양한 원격지 조정이 이루어질 수 있다. 이를테면 원격 제어명령을 통해 모니터링부(3)에 구비된 각종 센서의 감도나 측정 범위 등의 설정값을 변경할 수도 있고, 카메라의 팬 또는 틸트 구동을 제어할 수도 있으며, 수중 카메라의 촬영 상태를 조정할 수도 있고, 추진부(4)의 추진력이나 추진방향을 달리할 수도 있다.In addition, control commands can be transmitted remotely via a wireless Ethernet modem, so that various remote controls for the buoy monitoring robot 100 can be made. For example, the remote control command may change setting values such as sensitivity and measurement range of various sensors included in the monitoring unit 3, control the pan or tilt driving of the camera, and adjust the shooting state of the underwater camera. The propulsion force and the propulsion direction of the propulsion unit 4 may be different.

참고로, 도면에는 무선통신부 중 와이어리스 이더넷 모뎀(51)의 구성이 도시되어 있고, 이러한 와이어리스 이더넷 모뎀을 통해 데이터를 원격으로 전송하거나 제어명령을 원격으로 전송받는 무선통신부의 자체의 구성은 도면상 도시되어 있지 않으며 몸체부(1)의 내측, 이를테면 몸체상부(11)의 내측에 구비될 수 있다.For reference, the configuration of the wireless Ethernet modem 51 of the wireless communication unit is shown, and the configuration of the wireless communication unit itself to remotely transmit data or control commands via the wireless Ethernet modem is shown in the drawings. It may not be provided and may be provided inside the body 1, for example, inside the upper body 11.

다음으로, 주행제어부(미도시)의 구성을 살핀다.Next, look at the configuration of the running control unit (not shown).

도면에는 도시되지 않았으나, 주행제어부는 근접하는 물체를 감지하는 근접감지 센서를 구비한다. 주행제어부는 이러한 근접감지 센서의 감지 결과에 따라 근접하는 물체를 회피하여 주행이 이루어지도록 추진부(4)의 추진 방향 및 속도를 제어할 수 있다. 예시적으로, 근접감지 센서는 초음파 센서(ultra sonic sensor)일 수 있으며, 이러한 초음파 센서를 통해 전면에 출현하는 장애물을 감지하고, 주행제어부는 이에 따라 추진부(4)를 제어할 수 있다.Although not shown in the drawings, the driving controller includes a proximity sensor for sensing an object in proximity. The driving controller may control the propulsion direction and the speed of the propulsion unit 4 so as to travel by avoiding an object that is approached according to the detection result of the proximity detecting sensor. For example, the proximity sensor may be an ultrasonic sensor, and may detect an obstacle appearing on the front surface through the ultrasonic sensor, and the driving controller may control the driving unit 4 accordingly.

여기서, 물체가 근접한다는 의미는 본 부표형 자가발전로봇(100)을 기준으로 한 상대적인 개념이므로, 물체가 이동하여 본 부표형 자가발전로봇(100)에 근접하게 되는 경우와, 본 부표형 자가발전로봇(100)이 이동하여 물체에 근접하게 되는 경우를 모두 포함할 수 있다.Here, the meaning of the proximity of the object is a relative concept with respect to the buoy-type self-powered robot 100, the case that the object moves to approach the buoy-type self-powered robot 100 and the buoy-type self-power generation The robot 100 may include all cases in which the robot 100 moves to approach an object.

또한, 주행제어부는 근접감지 센서의 감지 결과와 모니터링부(3)에서 상술한 카메라(31)를 통해 획득된 영상을 함께 분석하여 추진부(4)의 추진 방향 및 속도를 제어할 수 있다. 예를 들면, 카메라(31)를 통해 획득된 영상은 영상에서 특징이 되는 지점들을 추출하고 이러한 특징이 되는 지점들의 변화에 따라 근접하는 물체를 파악해내는 알고리즘 등을 통해 분석될 수 있다. 이와 같이 근접감지 센서의 감지와 함께 카메라(31)를 통한 영상적인 측면에서의 분석까지 이루어지도록 함으로써, 보다 정확하게 근접하는 물체를 파악할 수 있고, 보다 신속하게 추진부(4)의 추진 방향 및 속도를 제어하여 대응할 수 있다. 또한, 이러한 근접감지 센서와 카메라(31)는 주변 감시 기능도 수행할 수 있다.In addition, the driving controller may control the propulsion direction and the speed of the propulsion unit 4 by analyzing the detection result of the proximity sensor and the image acquired through the camera 31 described above in the monitoring unit 3 together. For example, an image acquired through the camera 31 may be analyzed through algorithms for extracting feature points in the image and identifying an object that is close to the change of the feature points. In this way, by detecting the proximity sensor as well as the analysis in the image side through the camera 31, it is possible to more accurately grasp the object close to, and to more quickly determine the propulsion direction and speed of the propulsion unit (4) It can control and respond. In addition, the proximity sensor and the camera 31 may also perform a peripheral monitoring function.

나아가, 원격지로부터의 제어명령이 무선통신부를 통해 추진부에 전달되어 특정 속도로 특정 방향에 대해 수동적인 제어에 의한 주행이 이루어지고 있는 경우라도, 주행제어부는 상술한 근접감지 센서나 카메라(31)를 통해 근접하는 장애물이 포착되는 경우에는 이러한 장애물을 자율적으로 회피한 뒤, 다시 제어명령에 따른 주행이 이루어지도록 제어할 수 있다. 원격지로부터의 수동적인 제어로는 근접하는 장애물을 쉽게 파악하여 대응하기 어려울 것이므로, 주행제어부의 근접감지 센서와 카메라(31)를 통해 능동적인 대응이 이루어지는 것이 본 부표형 자가발전로봇(100)의 보호에 더 유리하기 때문이다.Further, even when a control command from a remote site is transmitted to the propulsion unit through the wireless communication unit and traveling is performed by manual control in a specific direction at a specific speed, the traveling control unit may include the above-described proximity sensor or camera 31. When obstacles approaching are captured through the autonomous obstacles, the obstacles may be autonomously avoided and then controlled to be driven according to a control command. Passive control from a remote location will be difficult to grasp and respond to the obstacles near, so that active response is made through the proximity sensor and the camera 31 of the driving control unit to protect the buoy-type self-powered robot 100. Because it is more advantageous to.

이러한 본 부표형 자가발전로봇(100)에 의하면, 주변의 상태를 모니터링 하여 획득한 데이터를 무선으로 전송할 수 있고, 스스로 장애물을 감지하여 회피하는 능동적인 주행이 가능하며, 필요에 따라 원격 제어될 수 있고, 자가발전을 통해 전기를 생성하여 장시간에 걸친 지속적인 구동이 가능할 수 있다.According to the present buoy-type self-powered robot 100, it is possible to wirelessly transmit the data obtained by monitoring the state of the surroundings, active driving to detect and avoid obstacles by themselves, can be remotely controlled as necessary In addition, self-generation may generate electricity to enable continuous driving for a long time.

즉, 본 부표형 자가발전로봇(100)은 신 재생에너지인 태양전지를 이용하여 소요 에너지를 확보하고 하천 또는 해양의 환경 상태를 다양하게 모니터링 하며, 장애물을 인식하고 회피하는 등의 자율적인 이동이 가능하고, 원격 통신을 통한 데이터 전송 및 제어가 가능하며, GPS를 통해 자기위치인식이 가능한 IT 융합 기술 기반의 수상 로봇 플랫폼의 역할을 수행할 수 있다.In other words, the buoy-type self-powered robot 100 secures energy required by using solar cells as renewable energy, monitors various environmental conditions of rivers or oceans, and recognizes and avoids obstacles such as autonomous movement. It is possible to transmit and control data through remote communication, and to act as an award-winning robot platform based on IT convergence technology that can recognize self position through GPS.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes and modifications to the scope of the invention.

100. 부표형 자가발전로봇
1. 몸체부 11. 몸체상부
12. 몸체하부 2. 자가발전부
21. 솔라셀 211. 복수의 솔라셀 중 절반
212. 복수의 솔라셀 중 나머지 213. 복수의 솔라셀의 표면
3. 모니터링부 31. 카메라
4. 추진부 41. 프로펠러
51. 와이어리스 이더넷 모뎀
100. Buoy type self-powered robot
1. Body part 11. Upper part of body
12. Lower part of the body 2. Self-generating part
21. Cells 211. Half of the Multiple Cells
212. Remaining of Multiple Cells 213. Surface of Multiple Cells
3. Monitoring unit 31. Camera
4. Propeller 41. Propeller
51. Wireless Ethernet Modem

Claims (9)

수중에서 부력을 제공하는 몸체부,
태양광을 이용한 자가발전이 가능하도록 상기 몸체부의 상측에 배치되는 솔라셀을 포함하는 자가발전부,
카메라 및 수중 카메라를 통해 영상을 획득하고 상기 영상을 미리 설정된 영상보정방법에 따라 보정하여 수중 및 수상의 생태 환경 변화를 동시에 모니터링하는 모니터링부,
상기 몸체부에 장착되어 상기 자가발전부로부터 동력을 제공받아 상기 몸체부가 현 위치에서 목표 이동 위치로 이동할 수 있도록 수중에서 추진력을 발생시키는 추진부,
상기 모니터링부의 모니터링을 통해 획득된 데이터를 원격으로 전송하고, 상기 자가발전부, 상기 모니터링부, 또는 상기 추진부와 관련된 제어명령을 원격으로 전송받는 무선통신부, 그리고
근접하는 물체를 감지하는 근접감지 센서를 구비하여 상기 근접감지 센서의 감지 결과 및 상기 미리 설정된 영상보정방법에 따라 보정된 영상을 함께 분석하여 근접하는 물체를 회피하여 주행이 이루어지도록 상기 추진부의 추진 방향 및 속도를 제어하는 주행제어부를 포함하며,
상기 솔라셀은 복수로 구비되고,
상기 복수의 솔라셀 중 절반은 상기 몸체부의 상측에 방사상으로 배치되며,
상기 복수의 솔라셀 중 나머지는 상기 복수의 솔라셀 중 절반이 방사상으로 배치된 부분의 사이마다 각각 배치되는 부표형 자가발전로봇.
Body part to provide buoyancy in water,
Self-generating unit including a solar cell disposed on the upper side of the body portion to enable self-generation using sunlight,
A monitoring unit which acquires an image through a camera and an underwater camera and simultaneously monitors changes in the ecological environment of the water and the water by correcting the image according to a preset image correction method;
A propulsion part mounted on the body part to receive power from the self-generating part to generate propulsion force in the water so that the body part can move from the current position to the target moving position,
A wireless communication unit for remotely transmitting data obtained through monitoring of the monitoring unit and remotely transmitting a control command related to the self-generation unit, the monitoring unit, or the propulsion unit, and
Propulsion direction of the propulsion unit is provided to include a proximity detection sensor for detecting an object that is approaching, to analyze the detection result of the proximity detection sensor and the image corrected according to the preset image correction method together to avoid an object that is close to the driving. And a driving control unit for controlling the speed,
The solar cell is provided in plurality,
Half of the plurality of solar cells are disposed radially above the body portion,
The other one of the plurality of solar cells is a buoy-type self-powered robot is disposed between each of the portions that half of the plurality of solar cells are disposed radially.
제1항에서,
상기 복수의 솔라셀은 표면이 상기 몸체부의 중심에서 외측을 향해 경사지게 형성되는 부표형 자가발전로봇.
In claim 1,
The plurality of solar cells are buoy-type self-powered robot, the surface is formed to be inclined toward the outside from the center of the body portion.
삭제delete 제1항에서,
상기 모니터링부는 위치 상태를 파악하는 지피에스(GPS)를 포함하는 부표형 자가발전로봇.
In claim 1,
The monitoring unit buoy type self-powered robot comprising a GPS (GPS) to determine the position status.
제1항에서,
상기 모니터링부는 수질 오염 상태 및 온도 변화를 모니터링 하는 부표형 자가발전로봇.
In claim 1,
The monitoring unit buoy type self-powered robot for monitoring the water pollution state and temperature changes.
제1항에서,
상기 모니터링부는 수중의 산소요구량 및 수소이온농도지수(pH)를 측정하는 부표형 자가발전로봇.
In claim 1,
The monitoring unit buoy type self-powered robot for measuring the oxygen demand and hydrogen ion concentration index (pH) in the water.
삭제delete 제1항에서,
상기 무선통신부는 와이어리스 이더넷 모뎀(wireless ethernet modem)을 포함하는 부표형 자가발전로봇.
In claim 1,
The wireless communication unit buoy type self-powered robot including a wireless ethernet modem (wireless ethernet modem).
제1항에서,
상기 모니터링부는 상기 카메라를 통해 획득된 영상의 프레임 이미지에서 특징점을 검출하고, 상기 획득한 영상의 이전 프레임 이미지에서 검출한 이전 특징점에 대한 상기 특징점의 이동방향 및 이동크기를 검출하며, 상기 이동방향의 역방향으로 상기 이동크기만큼 상기 프레임 이미지를 이동시키고, 상기 이전 프레임 이미지에 대한 상기 프레임 이미지의 롤링방향 및 롤링각도를 검출하며, 상기 롤링방향의 역방향으로 상기 롤링각도만큼 상기 프레임 이미지를 회전시키는 영상보정모듈을 더 포함하는 부표형 자가발전로봇.
In claim 1,
The monitoring unit detects a feature point in a frame image of the image acquired through the camera, detects a moving direction and a moving size of the feature point relative to a previous feature point detected in a previous frame image of the acquired image, Image correction for moving the frame image by the moving size in the reverse direction, detecting a rolling direction and a rolling angle of the frame image with respect to the previous frame image, and rotating the frame image by the rolling angle in the reverse direction of the rolling direction. Buoy-type self-powered robot further comprising a module.
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