KR101648053B1 - 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법은 드론을 이용하여 히빙라인을 이동목표지점으로 운반한다. 이때, 상기 히빙라인 운반 방법은, 상기 드론의 이동경로 정보 산출하는 경로 산출단계, 상기 드론을 통해 상기 히빙라인으로 운반하는 히빙라인 운반단계 및 상기 이동목표지점에 상기 히빙라인을 안착시키는 히빙라인 안착단계를 포함할 수 있다.

Description

드론을 이용한 히빙라인 운반 방법{Transferring Method Heaving Line for Using the Drone}

본 발명은 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 드론을 이용하여 무인선을 모선으로 견인하기 위한 견인줄 또는 구호 물품 등의 물품과 연결된 견인줄을 전달하기 위해 사용되는 히빙라인의 전달 정확도를 향상시킬 수 있는 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법에 관한 것이다.

현재 우리나라는 고도의 경제성장과 함께 해상을 이용한 수출입 물동량의 증가로 해운, 항만 등의 산업이 급격히 증가 및 발전하고 있다. 이에 따라, 선박은 경제규모에 맞는 물동량을 감당하기 위해 대형화 및 고속화되면서 해상에서의 사고도 늘어나고 있다.

이와 같은 사고로 인한, 해상에서의 조난은 여객 또는 물자를 실은 선박의 안전한 운항을 저해하는 각종 사고를 통칭한다.

일반적으로 인근해역의 경우 조난 발생 시 인명피해를 막기 위해 많은 방안들이 모색되고 있으나, 인근해역이 아닌 먼 바다의 경우 인명피해를 막기 위해 많은 시간이 소요되며 이로 인해 희생자가 늘어날 수 있다. 또한, 사고해역의 인명피해뿐만 아니라 조난 선박의 사고 원인규명을 위한 인양작업 시 사고 지역을 정확하게 알지 못하면 많은 비용과 시간이 소요된다.

또한, 암초 등으로 인하여 대형 선박의 진입이 용이하지 않은 경우에는 이러한 정착 및 구조 작업이 더욱 지연되는 문제점이 있다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 대형선박 등의 모선에 상대적으로 규모가 작은 무인선을 배치하여 이를 작업수행 지역으로 이동 후, 신속하고 안전한 작업을 수행하기 위하여 무인선을 사용하기 위한 방법 등이 개발되고 있다.

이러한 무인선은 작업을 완료 후 모선으로 회수하기 위하여 모선에서 승무원이 갈고리 등의 장비를 이용하여 무인 잠수정에 체인을 체결하거나, 무인선에서 히빙라인을 모선으로 발사하여 승무원이 이를 전동윈치 등에 걸어서 무인선을 회수하게 된다.

하지만, 풍속 또는 파고가 높거나, 해당 지역 바다의 유속이 빠른 경우에는 갈고리 투척 또는 무인선에서 발사하는 히빙라인의 정확도가 감소하여 모선과 무인선의 연결이 원활하지 않은 경우가 있다.

또한, 무인선에서 히빙라인을 발사하는 경우 정확도가 떨어지게 되면 발사된 히빙라인이 승무원에 부딪혀 안전사고를 유발하거나, 바다로 떨어지는 경우에는 히빙라인을 회수하여 다시 발사하는 등의 작업 시간이 증가되는 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 드론을 이용하여 무인선을 모선으로 견인하기 위한 견인줄 또는 구호 물품 등의 물품과 연결된 견인줄을 전달하기 위해 사용되는 히빙라인의 전달 정확도를 향상시킬 수 있는 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법은 드론을 이용하여 히빙라인을 이동목표지점으로 운반한다.

이때, 상기 히빙라인 운반 방법은, 상기 드론의 이동경로 정보 산출하는 경로 산출단계, 상기 드론을 통해 상기 히빙라인으로 운반하는 히빙라인 운반단계 및 상기 이동목표지점에 상기 히빙라인을 안착시키는 히빙라인 안착단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 경로 산출단계 수행 전에 히빙라인, 이동목표지점 및 기상정보 중 적어도 어느 하나에 대한 정보를 측정하는 정보수집 단계를 더 포함하고, 상기 경로 산출단계는 상기 정보수집 단계에서 수집한 상기 정보 데이터에 기초하여 상기 드론의 이동경로 정보를 산출할 수 있다.

또한, 상기 정보수집 단계와 상기 경로 산출단계 사이에는 상기 정보수집 단계에서 수집된 정보 데이터에 기초하여 드론의 사용가능 여부를 판단하는 드론 사용 판단단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 정보수집 단계는 상기 히빙라인의 3차원 위치, 상기 이동목표지점의 3차원 위치, 상기 히빙라인 및 상기 이동목표지점의 운동 속도 및 운동 방향, 기상 상태 중 적어도 어느 하나의 정보를 수집할 수 있다.

또한, 경로 산출단계는 상기 드론의 이동경로와 상기 히빙라인의 유효거리를 비교하는 유효거리 비교단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 유효거리 비교단계는 상기 드론의 이동 간 상기 히빙라인의 위치 및 상기 이동목표지점 간의 거리변화를 고려할 수 있다.

본 발명의 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 드론을 이용하여 히빙라인의 일측을 드론에 체결한 상태로 히빙라인을 운반하기 때문에 히빙라인을 지정된 지점에 정확하게 운반할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 주변의 기상상태, 모선 및 무인선의 움직임 등을 실시간으로 측정하여 이에 대응되어 드론의 조작을 제어함으로써 히빙라인의 운반 정확도를 비약적으로 향상시킬 수 있다.

셋째, 드론을 이용하여 히빙라인의 운반 정확도가 향상되기 때문에 히빙라인 투척으로 인해 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 드론의 이동시간, 이동거리와 모선 및 무인선 사이의 거리를 고려하여 드론을 제어하기 때문에 빠른 시간 내에 히빙라인을 전달하여 견인줄 체결 및 무인선의 회수를 신속하게 완료할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 무인선의 회수뿐만 아니라 히빙라인 운반을 통해 안전물자 등의 공급을 신속하고 정확하게 수행할 수 있기 때문에 해양사고 등에 적용하여 조난자에게 구명동의 등의 안전물자를 신속하게 전달할 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 히빙라인의 전달 지점이 협소하더라도 드론을 통해 정확한 히빙라인의 운반이 가능하여 해상 조난 등의 위급 상황에 신속히 대처할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법을 순차적으로 나타내는 순서도; 및
도 2는 본 발명에 따른 드론을 이용한 히빙라인 운반을 위한 개략적인 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법은 견인줄을 연결 또는 구명물자 등을 전달하기 위한 연결줄인 히빙라인을 드론(300)을 이용하여 운반하는 것으로서, 본 명세서에서는 무인선(200)을 모선(100)으로 인양하기 위한 방법을 일실시예로 구체적으로 설명하기로 한다. 이는 설명의 편의를 위하여 하나의 실시예를 통해 설명하는 것일 뿐 본 발명을 무인선(200) 인양 방법으로 한정하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법을 순차적으로 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 드론을 이용한 히빙라인 운반을 위한 개략적인 구성도이다. 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 히빙라인, 히빙라인의 이동목표지점 및 기상정보 중 적어도 어느 하나에 대한 데이터를 수집한다(S100).

이때, 히빙라인의 정보는 히빙라인의 위치정보, 무인선(200)의 운동 속도 및 운동방향 등에 관한 정보를 의미한다. 여기서, 히빙라인의 위치정보는 무인선(200)에 배치되어 있기 때문에 무인선(200)의 위치, 바람직하게는 무인선(200)에 배치된 히빙라인의 위치, 보다 바람직하게는 히빙라인의 일측에 구비되는 견인탄의 3차원 위치정보를 의미한다.

히빙라인의 이동목표지점의 정보는 히빙라인의 이동목표지점, 일실시예로는 모선(100)의 3차원 위치정보, 모선(100)의 운동방향 및 운동속도 등에 관한 정보를 의미한다.

기상정보는 풍속, 풍향, 파고, 바다의 유속 등 드론(300)이 비행에 영향을 미치는 무인선(200) 및 모선(100) 주변의 기상정보를 의미한다.

이와 같이 수집된 히빙라인, 히빙라인의 이동목표지점 및 기상정보 등은 히빙라인, 무인선(200) 및 모선(100)에 구비되는 다양한 센서들을 통해 수집되며, 센서들을 통해 수집되는 정보는 모선(100)에 구비된 제어부(110)로 송신된다.

다음으로, 수집된 정보의 결과에 기초하여 드론(300)의 사용 가능성을 판단한다(S200). 수집된 정보, 특히, 기상정보에 기초하여 드론(300)의 비행이 가능한지를 판단한다. 즉, 풍속이 너무 강하거나, 파고가 높은 경우 드론(300)의 사용이 적합하지 않은 경우에는 풍속 또는 파고가 낮아지는 시기까지 잠시 드론(300)의 비행을 대기하거나, 다른 방법을 통해 히빙라인을 이동시킨다. 이러한 드론(300)의 비행 여부 판단은 드론(300)의 제원과 수집된 정보를 비교하여 제어부(110) 또는 모선(100)에 탑승한 승무원의 판단 결과에 의해 결정된다.

다음으로, 드론(300)의 비행이 가능하다고 판단되는 경우 정보수집 단계(S100)에서 수집된 정보에 기초하여 드론(300)의 이동경로 정보를 산출한다(S300). 이때, 드론(300)은 무인선(200) 및 모선(100) 중 어디에도 배치될 수 있다. 즉, 무인선(200)에 배치되어 있는 경우에는 무인선(200)에서 모선(100)으로 편도 비행에 대한 이동경로 정보만 산출하고, 모선(100)에 배치되어 있는 경우에는 모선(100)과 무인선(200) 사이를 왕복하는 이동경로에 대한 정보를 산출한다. 이러한 드론(300)의 이동경로 산출은 드론(300)의 비행 방향, 비행 높이, 비행 속도, 히빙라인의 견인탄 착탈 경로 등과 같이 드론(300)의 이동 및 히빙라인의 운반에 대한 드론(300)의 움직임 전반에 대한 경로 정보를 산출하는 것이다.

다음으로, 다음으로 경로 산출단계(S300)에서 산출된 드론(300)의 이동거리와 히빙라인의 길이를 비교하여 모선(100)과 무인선(200) 사이의 거리가 히빙라인의 제원상의 길이와 비교하여 히빙라인이 이동 가능한 유효길이 인지를 판단한다(S400). 이와 같은 히빙라인의 유효길이 판단은 제어부(110)에서 수집한 정보 및 제어부(110)에 입력된 히빙라인의 길이 등을 통해 제어부(110)가 직접 판단하거나, 모선(100)에 탑승한 승무원이 제어부(110)에서 수집된 정보에 기초하여 이를 판단할 수 있다.

이때, 히빙라인의 유효길이 비교단계(S400)는 현재 모선(100) 및 무인선(200)의 위치뿐만 아니라 드론(300)이 이동하는 동안 모선(100) 및 무인선(200)의 움직임에 의한 상호 간의 거리 변화까지 고려하여 히빙라인의 유효길이를 판단하는 것이 바람직하다. 일예로, 현재는 모선(100)과 무인선(200) 사이의 거리가 히빙라인의 총 길이보다 먼 위치에 있더라도, 히빙라인을 운반하기 위한 드론(300)이 이동하는 동안 모선(100)과 무인선(200)의 거리가 히빙라인의 총 길이보다 상대적으로 짧은 길이 범위 내로 이동할 것으로 판단되는 경우에는 히빙라인의 유효길이 범위 이내로 판단하고 다음 작업을 수행한다.

다음으로, 드론(300)을 통해 히빙라인을 운반한다(S500). 드론(300)은 모선(100)의 제어부(110)와 근거리 통신 등과 같은 무선통신에 의해 제어되며 제어부(110)의 직접 제어 또는 제어부(110)를 통해 입력된 프로그램에 의해 경로 산출단계(S300)에서 산출된 경로를 따라 이동하게 된다. 드론(300)의 이동경로는 정보수집단계(S100)에서 모선(100) 및 무인선(200)의 이동경로 및 기상정보 등을 실시간으로 수집하고, 이에 대응되도록 실시간으로 드론(300)의 이동경로를 수정하거나 보정할 수 있다.

이러한 드론(300)에 의한 히빙라인 운반은 전술한 바와 같이, 두 가지 경우로 분리될 수 있다.

먼저, 무인선(200)에 드론(300)이 배치되어 있는 경우에는 히빙라인의 일측, 바람직하게는 히빙라인에 결합되어 있는 견인탄이 무인선(200)과 체결된 상태로 배치되어 있을 수 있다. 이러한 경우에는 드론(300)이 무인선(200)에서 모선(100)으로 편도 비행만으로 비행을 종료할 수 있다.

두 번째로, 드론(300)이 모선(100)에 배치되어 있는 경우에는 드론(300)이 무인선(200)으로 이동한 경우 드론(300)에 장착된 체결부재를 통해 히빙라인의 일측, 바람직하게는 히빙라인에 결합되어 있는 견인탄을 드론(300)에 체결시킨다. 드론(300)과 히빙라인의 체결을 위한 체결장치 및 방법은 제한적이지 않으며 자석을 이용한 결합 또는 집게장치를 이용한 결합 등 다양한 방법을 통해 견인탄을 드론(300)에 체결시킬 수 있다. 이와 같이, 무인선(200)으로 이동하여 견인탄을 체결한 드론(300)은 다시 무인선(200)에서 모선(100)으로 비행한다.

마지막으로, 히빙라인 운반단계(S300)를 통해 모선(100)의 일측에 지정된 착륙지점까지 이동한 드론(300)에서 견인탄을 낙하시키거나, 드론(300)을 착륙시켜 히빙라인의 운반을 종료한다(S400). 일반적으로는 드론(300)을 착륙시켜 히빙라인의 운반을 종료하는 것이 바람직하지만, 드론(300)의 착륙이 여의치 않은 지역 또는 기상 환경 등에서는 드론(300)을 굳이 착륙시키지 않고 드론(300)에 체결된 히빙라인의 견인탄만을 낙하 시킨 후 드론(300)은 다른 지역으로 이동하여 착륙할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 모선
110 : 제어부
200 : 무인선
300 : 드론

Claims (7)

1. 드론의 이동경로 정보 산출하는 경로 산출단계;
   상기 드론의 이동경로와 히빙라인의 유효거리를 비교하는 유효거리 비교단계;
   상기 드론을 통해 상기 히빙라인으로 운반하는 히빙라인 운반단계; 및
   이동목표지점에 상기 히빙라인을 안착시키는 히빙라인 안착단계; 를 포함하며,
   상기 드론을 이용하여 상기 히빙라인을 상기 이동목표지점으로 운반하는 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 경로 산출단계 수행 전에 히빙라인, 이동목표지점 및 기상정보 중 적어도 어느 하나에 대한 정보를 측정하는 정보수집 단계를 더 포함하고,
   상기 경로 산출단계는 상기 정보수집 단계에서 수집한 상기 정보에 기초하여 상기 드론의 이동경로 정보를 산출하는 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 정보수집 단계와 상기 경로 산출단계 사이에는 상기 정보수집 단계에서 수집된 상기 정보에 기초하여 드론의 사용가능 여부를 판단하는 드론 사용 판단단계를 더 포함하는 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 정보수집 단계는 상기 히빙라인의 3차원 위치, 상기 이동목표지점의 3차원 위치, 상기 히빙라인 및 상기 이동목표지점의 운동 속도 및 운동 방향, 기상 상태 중 적어도 어느 하나의 정보를 수집하는 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 유효거리 비교단계는 상기 드론의 이동 간 상기 히빙라인의 위치 및 상기 이동목표지점 간의 거리변화를 고려하는 드론을 이용한 히빙라인 운반 방법.

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