KR101350274B1 - Unmanned robot for waterway probes using sensor technology - Google Patents

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KR101350274B1
KR101350274B1 KR1020120122557A KR20120122557A KR101350274B1 KR 101350274 B1 KR101350274 B1 KR 101350274B1 KR 1020120122557 A KR1020120122557 A KR 1020120122557A KR 20120122557 A KR20120122557 A KR 20120122557A KR 101350274 B1 KR101350274 B1 KR 101350274B1
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구자효
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주식회사 에프나인
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Abstract

The present invention relates to an unmanned robot for waterway probes using a sensor technology and, more specifically, to an unmanned robot for waterway probes using a sensor technology to measure a water current and an underwater terrain including water quality, water level, and the height of sedimentation while automatically sailing along a waterway; and to convert the measurement value into map data to wirelessly transmit them to an external map management device.

Description

센서기술을 이용한 수상 무인로봇{Unmanned robot for waterway probes using sensor technology}Unmanned robot for waterway probes using sensor technology

본 발명은 센서기술을 이용한 수상 무인로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수로를 따라 자동으로 운항하면서 각종 센서를 통해 수질이나 수위, 그리고 퇴적물의 퇴적높이를 포함하는 수류의 상태나 지형을 측정하고, 이러한 측정값을 맵 데이터로 변환하여 외부에 위치된 맵 관리장치로 무선 전송하는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a water-based unmanned robot using a sensor technology, and more specifically, to measure the state or topography of the water flow, including the water quality or water level, and the sediment height of the sediment through various sensors while automatically moving along the waterway, The present invention relates to a water-based unmanned robot using a sensor technology for converting these measured values into map data and wirelessly transmitting them to an externally located map management device.

주지하는 바와 같이 농로의 가장자리 등지에는 수로가 설치되고 있으며, 이러한 수로는 저수지에 저장된 용수를 농지로 이동시키는 경로이기도 하고, 강우시 빗물이 신속히 배출되는 경로이기도 하다.As is known, waterways are installed at the edges of farm roads, and these waterways are also a path for moving water stored in reservoirs to farmland, and also a path for quickly draining rainwater during rainfall.

그런데, 상기 수로는 상부가 개방된 구조로 이루어져 수류에 포함된 물체의 원활한 배출을 도모하고 있으나, 상기 수로의 개방된 공간은 토사나 자갈, 돌 등 수류의 이동을 저해하는 물체의 유입공간이기도 하다.By the way, the waterway has an open structure to facilitate the smooth discharge of objects contained in the water flow, but the open space of the waterway is also an inflow space of an object that inhibits the movement of water flow such as soil, gravel, and stone. .

그리고, 상기 개방된 상부를 통해 수로로 유입된 토사나 자갈, 돌 등이 국부적으로 퇴적되면, 수로를 따라 흐르는 수류의 원활한 흐름이 저해된다.And, when the soil, gravel, stones, etc. introduced into the water channel through the open upper portion is locally deposited, the smooth flow of the water flow along the waterway is inhibited.

특히, 다량의 퇴적물이 퇴적된 수로에, 다량의 강우가 유입되거나 많은 량의 물이 방류하여 유입되면, 수로를 통한 원활한 수류의 이동이 이루어지지 아니하며, 결과적으로 수로의 외측에 형성된 도로나 농지로 수류가 다량 범람하는 등의 문제점이 야기될 수 있다.In particular, when a large amount of rainfall or a large amount of water is discharged into a waterway in which a large amount of sediment is deposited, a smooth flow of water through the waterway does not occur, and as a result, a road or farmland formed outside the waterway. Problems such as flooding of the water stream may occur.

따라서, 협소한 수로를 주기적으로 검사, 및 관리하여 원활한 수류의 흐름을 유도하는 것이 바람직하고, 또 주기적으로 수온변화나 수심, 및 수류변화를 계측하여 수로를 따라 흐르는 수류를 검사하고 이를 맵 형태로 구성, 및 관리하여, 수류를 이용한 농업 분야나 생태 분야에 활용하는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to periodically inspect and manage narrow waterways to induce a smooth flow of water, and to periodically check the water flow along the waterway by measuring changes in water temperature, water depth, and water flow, and in the form of a map. It is preferable to construct and manage, and to utilize it in the agricultural field or the ecological field which used water flow.

그러나, 종래에는 수로를 주기적으로 관리할 수 있는 시설이나 장비가 제안되지 아니하였고, 또 그 중요성 또한 부각되지 아니한 관계로, 이러한 수로의 관리가 제대로 이행되지 못하고 있는 실정이다.However, in the related art, no facility or equipment capable of periodically managing waterways has been proposed, and the importance thereof has not been emphasized, so the management of such waterways has not been properly implemented.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 수로를 따라 자동으로 운항하면서 각종 센서를 통해 수질이나 수위, 그리고 퇴적물의 퇴적높이를 포함하는 수류의 상태나 지형을 측정하고, 이러한 측정값을 맵 데이터로 변환하여 외부에 위치된 맵 관리장치로 무선 전송하도록 한 센서기술을 이용한 수상 무인로봇을 제공함에 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems is to measure the state or topography of the water flow, including the water quality or water level, and the sediment height of the sediment through various sensors while automatically moving along the waterway, and the measured value It provides an award-winning robot using sensor technology that converts the data into map data and transmits it to the map management device located outside.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.The above object is achieved by the following constitutions provided in the present invention.

본 발명에 따른 센서기술을 이용한 수상 무인로봇은, Unmanned robot using the sensor technology according to the present invention,

수상에 부양되는 함체와; 상기 함체의 운항에 따른 추력을 생성하는 추력부와; 외부에 배치된 맵 관리장치와 맵 데이터를 무선 송수신하는 무선 송수신부와; 상기 함체에 탑재되어 위치 데이터를 검출하는 GPS 모듈과; 수로를 촬영한 영상을 분석하여 수로의 운항 경로를 판독하는 경로 판독부와; 하나 이상의 센서를 통해 수로의 수류 상태를 측정하는 센서모듈과; 및 이들의 구동을 제어하며, 센서모듈에 의해 측정된 계측값을 맵 데이터로 변환하는 제어부를 포함하여 구성되어, A ship suspended in the water; A thrust unit for generating thrust according to the operation of the enclosure; A wireless transceiver for wirelessly transmitting and receiving map data to and from a map management device arranged outside; A GPS module mounted on the enclosure to detect position data; A route reading unit configured to read a navigation route of the canal by analyzing an image of the canal; A sensor module for measuring the water flow state of the channel through at least one sensor; And a control unit for controlling their driving and converting the measured values measured by the sensor module into map data.

제어부는 경로 설정부를 통해 판독된 경로를 따라 추력부를 구동시켜 이동하면서, GPS 모듈을 통해 판독된 위치 데이터별로 센서 모듈을 통해 계측된 수로의 유속과, 수위, 및 수온을 판독한 맵 데이터를 외부에 설치된 맵 관리단말기로 무선 전송하여, 외부에 설치된 맵 관리단말기는 무선 수신되는 맵 데이터를 통해 수로 맵를 수정 생성하도록 구성한 것을 특징으로 한다.The control unit drives and moves the thrust unit along the path read through the path setting unit, and the map data reading the flow velocity, the water level, and the water temperature measured by the sensor module for each position data read through the GPS module to the outside. By wireless transmission to the installed map management terminal, the externally installed map management terminal is characterized in that configured to modify and generate the waterway map through the wirelessly received map data.

바람직하게는, 상기 센서모듈에는 유속센서와 수온센서, 및 수위 센서 중 어느 하나의 센서를 포함하여 구성된다.Preferably, the sensor module includes any one of a flow rate sensor, a water temperature sensor, and a water level sensor.

보다 바람직하게는, 상기 센서모듈에는 수로의 바닥면에 초음파를 발산시켜 수로의 퇴적물의 퇴적 여부, 및 퇴적높이를 측정하는 퇴적물 측정센서가 배치되어, 맵 데이터에는 퇴적물 측정센서를 통해 측정된 퇴적물의 퇴적 여부, 및 퇴적 높이값을 포함하도록 한다.More preferably, in the sensor module, a sediment measuring sensor is disposed on the bottom surface of the waterway to measure whether the sediment of the waterway is deposited and the height of the sediment, and the map data includes sediment measured by the sediment measuring sensor. It should be included whether the deposit, and the deposition height value.

그리고, 상기 추력부는 조향모터에 의해 정역 회전하는 하나 이상의 추력관 내에 추력모터로부터 회전력을 인가받아 정역으로 회전하는 터빈이 배치되어, 터빈을 통해 추력관의 후방으로 수류를 토출시켜 함체를 이동에 따른 추력을 생성하도록 구성된다.In addition, the thrust portion is disposed in one or more thrust pipe that is rotated forward and backward by the steering motor is disposed a turbine that rotates in the forward and reverse direction by applying a rotational force from the thrust motor, discharges the water flow to the rear of the thrust pipe through the turbine to move the enclosure Configured to generate thrust.

또한, 상기 수류가 유입되는 추력관의 전방 가장자리에는 공기를 전방으로 토출시켜 수류에 부양된 이물질이 추력관 내로 유입되는 것을 차단하는 공기 분출공들이 방사구조로 배치된다.In addition, at the front edge of the thrust pipe into which the water flow flows, air ejection holes are disposed in a radial structure to discharge the air to the front to block foreign substances supported by the water flow into the thrust pipe.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 좁은 수로를 따라 운항하면서 수로의 지형이나 수위, 수온, 유속 등을 측정하는 각 센서를 포함하는 센서모듈을 통해 맵 데이터를 생성하고 이를 맵 관리 단말기로 무선 전송하여, 맵 데이터를 시뮬레이션시킨 수로 맵을 생성하도록 한 전용장치를 제안하고 있다. As described above, in the present invention, while generating a map data through a sensor module including each sensor for measuring the terrain, water level, water temperature, flow velocity, etc. of the waterway while traveling along a narrow waterway, and wirelessly transmitting it to the map management terminal, A dedicated device is proposed to generate a map by simulating the map data.

이러한 수로 맵은 수로의 효율적인 관리나, 수로의 연구 목적에 적극 활용될 것으로 예상된다.Such a channel map is expected to be actively used for efficient management of the channel and research purposes for the channel.

그리고, 본 발명은 수로의 영상을 촬영하고 촬영된 영상을 분석하여 수로의 형상을 판독하는 경로 판독부가 부가되어서, 관리자에 의한 제어 없이도 자동 주행이 가능하다.In addition, the present invention adds a path reading unit for taking an image of the channel and analyzing the photographed image to read the shape of the channel, thereby enabling automatic driving without control by the administrator.

또한, 본 발명에 따른 수로 탐사 로봇의 추력부는 수류가 유입되는 전방으로 공기를 분사시켜, 수면에 부양된 부유물들이 추력관 내로 유입되는 것을 방지함으로써, 부유물에 의한 터빈의 회전이 저하되는 현상이 예방되어서, 안정된 추력을 제공할 수 있다.In addition, the thrust portion of the waterway exploration robot according to the present invention by injecting air to the front in which the water flow flows to prevent the floating suspended in the water flow into the thrust pipe, thereby preventing the phenomenon that the rotation of the turbine by the float is lowered Thus, stable thrust can be provided.

특히, 본 발명에서는 수로의 상부에 부양된 상태로 이동하는 대차를 부가하여, 장애구간에 봉착하여 수로 탐사 로봇의 운항이 어려운 경우, 장애구간에서 함체를 이동시킴으로써, 장애구간에 위치한 수로 탐사 로봇의 훼손이나 손상이 예방되고, 또 지속적인 수로 탐사가 가능한 이점을 갖는다.In particular, in the present invention, by adding a trolley moving in a suspended state on the upper part of the waterway, when it is difficult to operate the water exploration robot by sealing in the obstacle section, by moving the enclosure in the obstacle section, Damage or damage is prevented, and continuous water exploration has the advantage of being possible.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇의 외형 구성을 보여주는 사시도이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇의 전체 구성을 모식적으로 보여주는 블럭도이고,
도 3 내지 도 5은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇을 통한 수로의 탐사 상태를 보여주는 사용 상태도이다.1 is a perspective view showing the external configuration of the water-based unmanned robot using the sensor technology proposed as a preferred embodiment of the present invention,
Figure 2 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the water-based unmanned robot using the sensor technology proposed as a preferred embodiment of the present invention,
3 to 5 is a state diagram showing the exploration state of the channel through the water-based unmanned robot using the sensor technology proposed as a preferred embodiment in the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a water-based unmanned robot using the sensor technology proposed as a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇의 외형 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇의 전체 구성을 모식적으로 보여주는 블럭도이고, 도 3 내지 도 5은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇을 통한 수로의 탐사 상태를 보여주는 사용 상태도이다.1 is a perspective view showing the external configuration of the water-based unmanned robot using the sensor technology proposed as a preferred embodiment in the present invention, Figure 2 is a whole of the water-based unmanned robot using the sensor technology proposed as a preferred embodiment in the present invention 3 to 5 are schematic diagrams showing the configuration, and FIGS. 3 to 5 are state diagrams illustrating the exploration state of a waterway through an unmanned water robot using a sensor technology proposed as a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 센서기술을 이용한 수상 무인로봇(1)은, 수로를 따라 수류에 부상된 상태로 이동하면서 수로를 따라 흐르는 수류의 수위나 유속, 수온, 퇴적물의 퇴적 여부, 및 퇴적높이 등을 계측하고, 이러한 맵 데이터를 외부에 설치된 맵 관리장치(100)로 실시간 전송하는 전용의 장치이다.The waterborne unmanned robot 1 using the sensor technology according to the present invention measures the water level, flow rate, water temperature, sediment deposits, and sedimentation height of the water flowing along the waterway while moving in a state injured in the water along the waterway. The device is a device dedicated to real-time transmission of such map data to the map management device 100 installed outside.

상기 맵 데이터를 수신한 맵 관리장치(100)는, 해당 수로의 수위나 유속 수온, 퇴적물의 퇴적 여부, 및 퇴적높이를 포함하는 맵 데이터의 시뮬레이션 과정을 통해 실제의 수로와 매칭되는 수로 맵을 생성하고, 상기 수로 맵은 각 수로의 관리나 연구에 긴요한 자료로 활용된다.The map management apparatus 100 having received the map data generates a waterway map matching the actual waterway through a simulation process of the map data including the water level, the flow velocity temperature of the waterway, whether the sediment is deposited, and the height of the sedimentation. In addition, the channel map is utilized as data essential for management and research of each channel.

한편, 상기 수로 탐사 로봇(1)은 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 수로를 따라 흐르는 수류에 부양되는 함체(10)와; 상기 함체(10)의 운항에 따른 추력을 생성하는 추력부(20)와; 상기 함체(10)에 탑재되어 위치 데이터를 검출하는 GPS 모듈(40)과; 하나 이상의 카메라(31)를 통해 수로를 촬영한 영상을 분석하여 함체의 운항 경로를 판독하는 경로 판독부(30)를 포함한다.On the other hand, the channel exploration robot (1) includes a housing 10 that is supported by the flow of water flowing along the water channel as shown in Figures 1 and 2; A thrust unit 20 for generating thrust according to the operation of the enclosure 10; A GPS module 40 mounted on the enclosure 10 to detect position data; It includes a path reading unit 30 for reading the navigation route of the enclosure by analyzing the image taken by the channel through one or more cameras (31).

이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 수로 탐사 로봇(1)은, 기본적으로 경로 판독부(30)를 통해 수로의 운항경로가 판독되면, 제어부(70)는 추력부(20)를 구동시켜 함체(10)를 판독된 운항 경로를 따라 운항시키게 된다.In the water channel exploration robot 1 according to the present embodiment configured as described above, when the navigation route of the water channel is basically read through the path reading unit 30, the controller 70 drives the thrust unit 20 to accommodate the enclosure 10. ) Along the read route.

그리고, 상기 추력부(20)는 하나 이상의 추력관(22) 내에 추력모터(23a)로부터 회전력을 인가받아 정역으로 회전하는 터빈(23)이 배치된 형태로 이루어져, 터빈(23)을 통해 추력관(22)의 전방에서 강제 유입되는 수류를 후방으로 토출시켜 함체(10)의 운항에 따른 추력을 생성한다.In addition, the thrust portion 20 is formed in the form of a turbine 23 that is rotated in the forward and reverse direction by receiving a rotational force from the thrust motor 23a in one or more thrust pipe 22, thrust pipe through the turbine 23 Discharges the water flow forced inflow from the front of the rear to the rear to generate a thrust according to the operation of the housing (10).

또한, 본 실시예에서는 이러한 추력부(20)를 구현함에 있어, 수류가 유입되는 추력관(22)의 전방 가장자리에는 공기를 전방으로 분사시켜, 수류에 부양된 부유물들이 추력관 내로 유입되는 것을 차단하는 공기 분출공(22a)들을 방사구조로 배치한다.In addition, in the present embodiment in implementing such a thrust portion 20, by spraying the air forward to the front edge of the thrust pipe 22 into which the water flows, to prevent the floats suspended in the water flow into the thrust pipe Air blowing holes (22a) to be arranged in a radial structure.

이와 같이 구성하면, 수로의 상부에 부양된 다량의 부유물들은 도 2와 같이 공기 분출공(22a)들에 의해 추력관(22)의 전방으로 분사되는 공기에 의해 추력관(22)의 외측으로 확산되므로, 터빈(23)을 통한 수류의 유입과정에 다량의 부유물이 추력관(22) 내로 유입되어서, 터빈(23)의 회전을 방해하는 현상이 예방된다.When configured in this way, a large amount of floating suspended in the upper portion of the water channel is diffused to the outside of the thrust pipe 22 by the air injected in front of the thrust pipe 22 by the air blowing holes 22a as shown in FIG. Therefore, a large amount of floating matter flows into the thrust pipe 22 during the inflow process of the water flow through the turbine 23, thereby preventing the phenomenon that the rotation of the turbine 23 is prevented.

상기 공기 분출공을 통해 분출되는 공기는 공기펌프(21)를 통해 강제 주입된다.The air blown out through the air blowing hole is forcedly injected through the air pump 21.

그리고, 본 실시예에서는 수로 탐사 로봇(1)에, 수로의 다양한 정보를 계측하는 센서모듈(50)와, 센서모듈(50)에 의해 측정된 계측값을 맵 데이터로 변환하는 제어부(70); 및 상기 제어부(70)에 의해 변환된 맵 데이터를 외부에 설치된 맵 관리장치(100)로 실시간 전송하는 무선 송수신모듈(60)을 부가한다.In the present embodiment, the water channel exploration robot 1 includes a sensor module 50 for measuring various pieces of information of the water channel, and a controller 70 for converting the measured values measured by the sensor module 50 into map data; And a wireless transmission / reception module 60 for real-time transmission of the map data converted by the controller 70 to the map management apparatus 100 installed outside.

따라서, 센서모듈(50)에 의해 계측된 측정값은 제어부(70)를 통해 맵 데이터로 변환된 다음, 무선 송수신 모듈(60)을 통해 외부에 설치된 맵 관리장치(100)로 실시간 전송되어서, 수로 맵의 제작에 활용된다.Therefore, the measured value measured by the sensor module 50 is converted into map data through the control unit 70, and then transmitted in real time to the map management device 100 installed outside through the wireless transmission and reception module 60, It is used to make a map.

상기 센서모듈(50)은, 수로를 따라 흐르는 수류의 속도를 측정하는 유속센서(53)와 수온을 계측하는 수온센서(52), 및 수위를 계측하는 수위 센서(51)를 포함한다.The sensor module 50 includes a flow rate sensor 53 for measuring the speed of the flow of water flowing along the waterway, a water temperature sensor 52 for measuring the water temperature, and a water level sensor 51 for measuring the water level.

바람직하기로는, 수로의 바닥면으로 초음파를 발산시켜 수로의 퇴적물의 퇴적 여부, 및 퇴적높이를 측정하는 퇴적물 측정센서(54)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, it is preferable to further include a sediment measuring sensor 54 for dispersing the ultrasonic wave to the bottom surface of the waterway to measure whether the sediment in the waterway is deposited, and the deposition height.

따라서, 제어부(70)는 경로 설정부(30)를 통해 판독된 운항경로를 따라 추력부(20)를 구동시켜 운항하면서, GPS 모듈(40)을 통해 판독된 위치 데이터별로 센서 모듈(50)을 통해 계측된 수로의 유속과, 수위, 및 수온, 및 퇴적물의 퇴적 여부, 및 퇴적 높이값 등을 포함하는 맵 데이터를 외부에 설치된 맵 관리장치(100)로 무선 전송한다.Therefore, the control unit 70 drives the thrust unit 20 along the navigation route read through the route setting unit 30 to operate the sensor module 50 for each position data read through the GPS module 40. The map data including the flow rate, the water level, the water temperature, and whether or not the sediment is deposited, and the height of the sediment measured by the water channel is wirelessly transmitted to the map management apparatus 100 installed outside.

그리고, 외부에 설치된 맵 관리장치(100)는, 수로 탑사 로봇에서 무선 수신된 맵 데이터를 시뮬레이션하여 수로 맵를 생성하고, 또 맵 데이터를 기록하게 된다.And the map management apparatus 100 installed in the outside simulates the map data wirelessly received by the water channel tower robot, produces | generates a channel map, and records map data.

또한, 경로 판독부(30)를 통해 수로의 운항 경로를 판독하기 위해 카메라(31)를 통해 촬영된 수로의 영상도, 맵 데이터와 마찬가지로 무선 송수신모듈(60)을 통해 맵 관리장치로 무선 전송하면, 추후 수로의 균열이나 파손여부를 판독하는 긴요한 자료로 활용될 수 있다.In addition, if the image of the water channel taken through the camera 31 to read the flight path of the waterway through the path reading unit 30, like the map data, and wirelessly transmitted to the map management device through the wireless transmission and reception module 60 In addition, it can be used as an important data to read whether the channel is cracked or damaged later.

이와 더불어, 본 실시예에 따른 수로 탐사 로봇(1)이 운항하는 수로의 운항경로 상에는 나뭇가지나 돌 등의 다양한 장애물이 존재하며, 이러한 장애물들이 경로 판독부(30)를 통해 인식되면 함체(1)의 운항을 정지하는 것이 바람직하다.In addition, various obstacles such as tree branches or stones exist on the flight path of the waterway exploration robot 1 according to the present embodiment, and when the obstacles are recognized through the path reading unit 30, the enclosure 1 is provided. It is desirable to stop the operation of.

그리고, 센서모듈(50)의 유속센서(53)에 의해 수로에 설정치 이상의 유속이 감지되거나, 설정치 이상의 유속이 감지될 경우에도, 함체(10)의 운항을 정지하는 것 또한 바람직하다.In addition, even when the flow rate of the set value or more is detected in the water channel by the flow rate sensor 53 of the sensor module 50 or the flow rate of the set value or more is detected, it is also preferable to stop the operation of the enclosure 10.

이를 고려하여, 본 발명에서는 장애물이나 빠른 유속, 또는 낮은 수위 등이 형성된 장애구간에 함체(10)가 봉착하여 운항이 불가능한 경우, 함체(10)를 장애구간에서 다른 탐사구간으로 이동시켜 지속적인 수로의 탐사가 가능하도록 한다.In consideration of this, in the present invention, when the enclosure 10 is sealed in an obstacle section in which an obstacle, a high flow rate, or a low water level is formed, operation is impossible, the enclosure 10 is moved from another obstacle section to another exploration section. Make exploration possible.

이를 위해, 본 실시예에서는 상기 수로의 상부를 따라 이동하는 대차(80)를 마련하고, 대차(80)와 함체(10) 사이에는 견인모듈(82)을 형성하여, 장애구간에 봉착하여 함체(10)의 운항이 어려울 경우 대차(80)는 함체(10)를 거상시킨 다음, 장애물 등이 존재하지 아니하는 새로운 탐사구간으로 함체를 이동시키도록 한다.To this end, in the present embodiment to provide a bogie 80 to move along the upper portion of the waterway, and formed between the bogie 80 and the housing 10, a traction module 82, sealed in the obstacle section to the enclosure ( When the operation of 10) is difficult, the trolley 80 raises the enclosure 10 and moves the enclosure to a new exploration section in which no obstacles or the like exist.

도면에서 보는 바와 같이 상기 대차는 구동모터에 의해 구동하는 구동부(81)를 수로의 양편에 각각 접단시켜 구동부(81)를 구동시켜 수로를 따라 주행하도록 한다. 이때, 대차는 함체와 동일한 속도로 주행할 수도 있고, 견인 와이어(82b)를 통해 연결된 함체(10)가 소정 거리를 운항하면, 소정 거리를 단번에 이동하도록 구성할 수도 있다.As shown in the figure, the trolley is connected to both sides of the waterway by driving the drive unit 81 driven by the drive motor to drive the drive unit 81 to drive along the waterway. At this time, the trolley may travel at the same speed as the housing, or may be configured to move the predetermined distance at once when the housing 10 connected through the traction wire 82b to operate a predetermined distance.

여기서, 상기 견인모듈(82)은 권취롤러(82a)와 상기 권취롤러(82a)에 권취되는 견인 와이어(82b)를 포함하여 구성되어, 권취롤러(82a)가 견인 와이어(82b)를 권취하면 견인 와이어(82)의 단부에 고정된 함체(10)는 공중으로 거상된다.Here, the traction module 82 includes a winding roller 82a and a traction wire 82b wound around the winding roller 82a. When the winding roller 82a winds up the traction wire 82b, the traction module 82 is pulled. The enclosure 10 fixed to the end of the wire 82 is elevated by air.

따라서, 상기 대차(80)는 구동부(81)를 구동시켜 함체(10)를 따라 동시 주행하고, 이러한 과정에 도 3과 같이 경로 판독부(30)에 의해 함체(10)가 장애구간에 봉착된 것으로 판단되면, 제어부(70)는 도 4와 같이 견인모듈(82)에 마련된 견인 와이어(82b)를 권취드럼(82a)에 와인딩시켜 수류에 부양된 함체(10)를 공중으로 거상한다.Accordingly, the trolley 80 drives the drive unit 81 to simultaneously travel along the enclosure 10, and in this process, the enclosure 10 is sealed in the obstacle section by the path reading unit 30 as shown in FIG. 3. If it is determined that the controller 70 as shown in Figure 4 by winding the traction wire (82b) provided in the traction module 82 to the winding drum (82a) to lift the enclosure 10 suspended in the water flow in the air.

이 상태에서, 제어부(70)는 경로 판독부(30)를 통해 수로의 지형을 판독하면서 대차(80)의 구동륜(81)을 구동시켜 장애구간에서 새로운 탐사 구간으로 함체(10)를 이동시킨다.In this state, the control unit 70 drives the driving wheel 81 of the trolley 80 while reading the terrain of the water channel through the path reading unit 30 to move the enclosure 10 from the obstacle section to the new exploration section.

이러한 과정에 경로 판독부(30)에 의해 장애구간을 벗어난 것으로 판독되면, 도 5와 같이 와인딩된 견인 와이어(82b)를 언 와인딩시켜 함체(10)를 수류에 부양시킨다.When the process reads out of the obstacle section by the path reading unit 30, the winding wire 82b is unwound as shown in FIG. 5 to float the enclosure 10 into the water stream.

이후, 함체(10)는 경로 판독부(30)를 통해 운항경로를 판독하여, 추력부(20)를 통해 수로를 따라 운항하면서, 센서모듈(50)을 통해 수로의 지형이나 수류 상태를 측정하고, 제어부(70)는 상기 센서모듈(50)에 의해 측정된 측정값을 맵 데이터로 변환시켜, 외부에 설치된 맵 관리장치로 원격 전송하는 과정을 수행하게 된다.Subsequently, the enclosure 10 reads the operation route through the path reading unit 30, while traveling along the waterway through the thrust unit 20, and measures the terrain or the water flow state of the waterway through the sensor module 50. The controller 70 converts the measured value measured by the sensor module 50 into map data and performs a process of remotely transmitting it to a map management device installed outside.

따라서, 본 발명에 따른 수로 탐사 로봇(1)은 수로에 장애구간이 봉착하더라도, 대차(80)를 통해 장애구간을 벗어나 새로운 탐사구간을 탐사할 수 있어, 장애구간에서 무리한 운행에 따른 수로 탐사 로봇의 유실이나 파손이 예방될 수 있고, 또 지속적인 수로의 탐사가 가능하다.
Therefore, even if the obstacle section is sealed in the waterway, the waterway exploration robot 1 according to the present invention can detect a new exploration section out of the obstacle section through the trolley 80, and thus, the watercraft exploration robot according to the excessive driving in the obstacle section. Loss or breakage of water can be prevented, and continuous channel exploration is possible.

1. 수로 탐사 로봇
10. 함체 20. 추력부
21. 공기펌프 22. 추력관
22a. 공기 분출공
23. 터빈 23a. 모터
30. 경로 판독부 31. 카메라부
32. 감지센서
40. GPS 모듈
50. 센서모듈 51. 수위센서
52. 수온센서 53. 유속센서
54. 퇴적물 측정센서 60. 무선 송수신 모듈
70. 제어부 80. 대차
81. 구동부 82. 견인모듈
82a. 권취드럼 82b. 견인 와이어
100. 맵 관리장치1. Channel exploration robot
10. Enclosure 20. Thrust unit
21. Air pump 22. Thrust pipe
22a. Air blower
23. Turbine 23a. motor
30. Path reading section 31. Camera section
32. Detection sensor
40. GPS module
50. Sensor module 51. Water level sensor
52. Water temperature sensor 53. Flow sensor
54. Sediment Measuring Sensor 60. Wireless Transceiver Module
70. Control unit 80. Balance
81. Drive 82. Traction module
82a. Winding drum 82b. Pull wire
100. Map management device

Claims (4)

수상에 부양되는 함체와; 상기 함체의 운항에 따른 추력을 생성하는 추력부와; 외부에 배치된 맵 관리장치와 맵 데이터를 무선 송수신하는 무선 송수신부와; 상기 함체에 탑재되어 위치 데이터를 검출하는 GPS 모듈과; 수로를 촬영한 영상을 분석하여 수로의 운항 경로를 판독하는 경로 판독부와; 하나 이상의 센서를 통해 수로의 수류 상태를 측정하는 센서모듈과; 및 이들의 구동을 제어하며, 센서모듈에 의해 측정된 계측값을 맵 데이터로 변환하는 제어부를 포함하여 구성되어,
제어부는 경로 설정부를 통해 판독된 경로를 따라 추력부를 구동시켜 이동하면서, GPS 모듈을 통해 판독된 위치 데이터별로 센서 모듈을 통해 계측된 수로의 유속과, 수위, 및 수온을 판독한 맵 데이터를 외부에 설치된 맵 관리장치로 무선 전송하여, 외부에 설치된 맵 관리장치는 무선 수신되는 맵 데이터를 통해 수로 맵를 수정 생성하도록 구성하는 한편,
상기 수류가 유입되는 추력관의 전방 가장자리에는 공기를 전방으로 토출시켜 수류에 부양된 이물질이 추력관 내로 유입되는 것을 차단하는 공기 분출공들이 방사구조로 배치된 것을 특징으로 하는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇.A ship suspended in the water; A thrust unit for generating thrust according to the operation of the enclosure; A wireless transceiver for wirelessly transmitting and receiving map data to and from a map management device arranged outside; A GPS module mounted on the enclosure to detect position data; A route reading unit configured to read a navigation route of the canal by analyzing an image photographing the canal; A sensor module for measuring the water flow state of the channel through at least one sensor; And a control unit for controlling their driving and converting the measured values measured by the sensor module into map data.
The control unit drives and moves the thrust unit along the path read through the path setting unit, and the map data reading the flow velocity, the water level, and the water temperature measured by the sensor module for each position data read through the GPS module to the outside. By wirelessly transmitting to the installed map management device, the externally installed map management device is configured to modify and generate a channel map through wirelessly received map data,
At the front edge of the thrust pipe into which the water flows, air ejection holes for discharging air to the front to block the inflow of foreign matters supported by the water flow into the thrust pipe are arranged unmanned by water technology using a sensor technology robot. 제 1항에 있어서, 상기 센서모듈에는 유속센서와 수온센서, 및 수위 센서 중 어느 하나의 센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇.The unmanned robot using the sensor technology of claim 1, wherein the sensor module comprises any one of a flow rate sensor, a water temperature sensor, and a water level sensor. 제 1항에 있어서, 상기 추력부는 추력관 내에 추력모터로부터 회전력을 인가받아 정역으로 회전하는 터빈이 배치되어, 터빈을 통해 추력관의 후방으로 수류를 토출시켜 함체를 이동에 따른 추력을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 센서기술을 이용한 수상 무인로봇.According to claim 1, The thrust portion is disposed in the thrust tube is applied to the rotational force from the thrust motor and the turbine is rotated in the forward and reverse, it is configured to discharge the water flow to the rear of the thrust pipe through the turbine to generate the thrust according to the movement of the enclosure Award-winning robot using sensor technology, characterized in that. 삭제delete
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