KR101802972B1 - Manned underwater construction robot system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중건설 로봇에 관한 것으로, 특히 작업자가 탑승하여 수중 작업 가능한 유인 수중건설 작업 로봇 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
인간의 활동공간이 지상을 벗어나 해양 영역으로 확장됨에 따라 해양 건축물과 구조물이 다양한 형태로 건설되고 있다. 이러한 해양 건축물과 구조물은 바다의 섬을 가로지르는 다리, 해저 터널, 해안의 건축물을 비롯하여 풍력 발전, 조력 발전, 파력 발전 등의 다양한 에너지 관련 구조물 등 그 종류와 형태가 매우 다양하다. 따라서 지상에서 건설에 사용되는 포크레인, 불도저 등과 같은 장비가 수중 건설 작업에서도 필요하게 되었다.Marine structures and structures are being constructed in various forms as the human activity space extends beyond the ground and into the marine area. Such marine buildings and structures are diverse in their types and forms, including bridges across the islands of the sea, submarine tunnels, coastal structures, and various energy-related structures such as wind power generation, tidal power generation and wave power generation. Therefore, equipment such as forklifts, bulldozers, etc., which are used for construction on the ground, became necessary in underwater construction work.
이에 지상의 포크레인, 불도저 등과 같은 작업을 수중에서 할 수 있는 수중건설 작업용 장비들이 개발되고 있으며, 사람이 직접 탑승하여 장비를 조작하는 유인 수중건설장비 또한 개발되고 있다.Underwater construction equipments are being developed to enable underwater operations such as forklifts and bulldozers on the ground. Manned underwater construction equipments are also being developed for people to directly ride and operate the equipments.
그러나 수중건설 작업은 지상에서와 달리, 그 특성상 각종 부유물을 비롯하여 건설작업시 일어나는 흙먼지 등이 쉽게 가라앉지 않으므로 시야 확보에 어려움이 있을 수밖에 없다. 이에 작업자가 탑승하는 유인 수중건설장비에 있어서 효율적인 건설작업을 위해서 적절한 시야 확보는 필수불가결한 요소가 되고 있다.However, unlike the ground, underwater construction works have difficulty in securing visibility because they do not sink easily due to various characteristics such as floats and dirt that occurs during construction work. Therefore, it is an indispensable factor to ensure adequate visibility for efficient construction work on the manned underwater construction equipment on which the operator is boarded.
이에 수중에서 작업하는 작업자가 정상적인 시야를 확보하도록 지원하는 것이 중요한 이슈가 됨은 물론, 여러 대의 수중건설장비를 투입하지 않고서도 하나의 건설장비로 여러 용도의 작업을 복합적으로 수행할 수 있다면, 작업 환경이 열악한 수중건설작업의 효율을 극대화할 수 있으며, 장비 운영의 효율화를 꾀할 수 있을 것이다.Therefore, it is an important issue to support a worker working in the water to secure a normal view. In addition, if a plurality of jobs can be combined with a single construction equipment without inputting a plurality of underwater construction equipment, It is possible to maximize the efficiency of this poor underwater construction work and to improve the efficiency of equipment operation.
이에 본 발명은 상술한 필요성에 따라 창안된 발명으로써, 본 발명의 목적은 수중건설작업시 시야를 효율적으로 확보할 수 있는 증강현실 기반의 유인 수중건설 작업 로봇 시스템을 제공함에 있으며,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an augmented reality-based manned underwater construction work robot system capable of efficiently securing a field of view during underwater construction work,
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 작업자가 탑승하여 수중 작업 가능한 유인 수중건설 작업 로봇 시스템을 제공하되, 수중에서 장비 교체 없이 여러 용도의 작업을 수행할 수 있도록 멀티-암(multi-arm)을 가지는 증강현실 기반의 유인 수중건설 작업 로봇 시스템을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a robot system for construction work underwater which can be operated by a worker on an underwater basis, and which has a multi-arm structure capable of performing various tasks without exchanging equipment underwater An augmented reality based manned underwater construction robot system.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 기반의 유인 수중건설 작업 로봇 시스템은,According to an aspect of the present invention, there is provided an augmented reality-based manned underwater construction work robot system,
주행체와, 방수 구조체인 작업자 탑승부가 상기 주행체에 탑재되어 회전하는 상부 선회체와, 상기 상부 선회체에 구비되어 탑승자 조작에 따라 각각 동작하는 다관절 형태의 멀티-암을 포함하는 유인 수중건설 작업 로봇 본체와;An underwater construction method, comprising: a traveling body; an upper revolving structure on which a worker aboarding portion as a waterproof structure is mounted and rotated on the traveling body; and a multi-armed multi-arm provided in the upper revolving structure and operated in accordance with an occupant operation, A work robot body;
상기 로봇 본체에 탑재되어 전방으로 초음파를 발사하고, 되돌아오는 반사파를 감지하여 외부지형 3D 영상을 획득하는 액티브소나와;An active sonar mounted on the robot body to emit an ultrasonic wave in a forward direction and to sense an external reflected wave to acquire an external terrain 3D image;
상기 로봇 본체에 탑재되어 전방 영상을 촬영하기 위한 수중 카메라와;An underwater camera mounted on the robot body for capturing a forward image;
상기 외부지형 3D 영상 및 상기 수중 카메라의 촬영영상으로부터 각각 영상 특징점을 추출하여 상기 외부지형 3D 데이터와 상기 촬영영상 좌표를 일치시키는 제어부와;A control unit for extracting image feature points from the external terrain 3D image and the captured image of the underwater camera to match the external terrain 3D data and the captured image coordinates;
상기 촬영영상 및 상기 외부지형 3D 데이터를 그리드 형태로 표현한 외부지형 그리드 영상을 동시에 화면 출력하는 표시장치;를 포함함을 특징으로 한다.And a display device for simultaneously outputting the photographed image and the external terrain grid image representing the external terrain 3D data in a grid form.
상술한 유인 수중건설 작업 로봇 시스템의 다관절 형태의 멀티-암은,The multi-joint type multi-arm of the above-described underwater underwater construction robot system,
상기 로봇 본체 내의 모터로 상하 회전되는 제1관절과, 상기 제1관절내의 모터로 상하 회전되는 제2관절과, 상기 제2관절내의 모터로 360도 수평 선회되는 제3관절과, 상기 제3관절내의 모터로 상하 회전되는 제4관절과, 상기 제4관절내의 모터로 360도 수평 선회되는 제5관절과, 상기 제5관절내의 모터로 상하회전되는 제6관절과, 상기 제6관절 구조체 일단에 구비되어 상기 제6관절내의 모터 구동으로 타겟을 채취하는 핑거로 구성된 제1암(arm)을 포함함을 특징으로 하며,A third joint rotated up and down by a motor in the robot body; a second joint rotated up and down by a motor in the first joint; a third joint rotated 360 degrees horizontally by a motor in the second joint; A sixth joint rotating up and down by a motor in the fifth joint, and a fourth joint rotating up and down by a motor in the third joint; And a first arm provided with a finger for taking a target by motor driving in the sixth joint,
상기 다관절 형태의 멀티-암은, 유압펌프 및 유압 실린더에 의해 동작하도록 연결된 복수의 암을 포함하며, 상기 복수의 암 중 하나의 일측에 버켓이 결합되어 구성된 제2암(arm)을 더 포함함을 또 다른 특징으로 한다.The multi-joint type multi-arm further includes a second arm including a plurality of arms connected to be operated by a hydraulic pump and a hydraulic cylinder, and a bucket is coupled to one side of one of the plurality of arms It is another feature.
또한 상기 제어부는 상기 외부지형 3D 데이터로부터 주변 지형에 비해 돌출된 돌출물체를 추출한 후 상기 돌출물체의 위치를 상기 표시장치에 표시하되, 상기 돌출물체까지의 거리 및 크기를 계산한 후 상기 표시장치에 상기 돌출물체까지의 거리 및 크기를 함께 표시함을 특징으로 하며,Also, the control unit may extract the protruding object protruding from the surrounding terrain from the external terrain 3D data, display the position of the protruding object on the display device, calculate the distance and size to the protruding object, And a distance and a size to the protruding object are displayed together,
상기 제어부는 상기 돌출물체의 크기에 따라 바위, 언덕 및 산으로 타입을 분류하여 상기 표시장치에 상기 돌출물체의 타입을 화면상에 표시함으로써, 증강현실을 구현함을 또 다른 특징으로 한다.The control unit classifies the type of the protruding object into rocks, hills, and mountains according to the size of the protruding object, and displays the type of the protruding object on the screen on the display device, thereby realizing an augmented reality.
본 발명의 실시 예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템은 멀티-암을 구비함으로써, 장비 교체 혹은 부품 교체 없이도 수중에서 복수의 작업, 예를 들면 굴삭작업과 천공작업 혹은 절단작업 등을 하나의 수중건설 로봇으로 수행할 수 있는 이점이 있으며,In the underwater construction work robot system according to the embodiment of the present invention, by providing the multi-arm, it is possible to perform a plurality of operations in water, for example, excavation work, drilling work or cutting work, There is an advantage that can be performed with a robot,
카메라에 의해 획득된 촬영영상과 액티브소나에 의해 획득된 외부지형의 3D 영상을 그리드 형태로 겹쳐서 화면 출력 가능하기 때문에 수중에서 안전한 시야확보가 가능한 장점이 있고, 유인 수중건설 작업 로봇 시스템의 현 위치를 함께 표시해 주기 때문에 증강현실을 구현할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.Since the captured image obtained by the camera and the 3D image of the external terrain acquired by the active sonar can be superimposed and displayed on the grid, there is an advantage in that a safe view can be secured in the water, and the present position of the robot system It is possible to realize an augmented reality by displaying the information together.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템의 사용 개념 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템의 외관 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템의 증강현실 구현을 위한 블럭 구성 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템의 작업자 탑승부 내부 예시도.
도 5의 (a)는 카메라에 의해 촬영된 촬영영상 예시도이고, 도 5의 (b)는 촬영영상과 외부지형 그리드 영상을 동시에 화면으로 출력한 화면 예시도.
도 6은 해저지형 영상과 해저지형 영상에 표시된 유인 수중건설 작업 로봇 시스템의 위치를 표시한 화면 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a usage concept of a manned underwater construction work robot system according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is an external perspective view of a manned underwater construction work robot system according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram illustrating an example of a block configuration for implementing an augmented reality of a manned underwater construction work robot system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an illustration of an interior of a worker's occupant portion of a manned underwater construction work robot system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 5A is an exemplary view of a photographed image photographed by a camera, and FIG. 5B is an exemplary view of a photographed image and an external terrain grid image simultaneously output to a screen.
6 is a view showing a screen showing a location of a robot underwater construction work system displayed on an undersea topographic image and an undersea topographic image.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다. 아울러 하기 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부" "모듈"은 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. Furthermore, the suffix "" " module "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed in the present specification may be unnecessarily obscured. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)의 사용 개념을 보이기 위한 예시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)의 외관 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템의 증강현실 구현을 위한 블럭 구성도를 예시한 것이다.1 is an exemplary view for showing the concept of use of the underwater underwater
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)은 수면에 부유하고 있는 지휘선(11)과 전원공급 및 산소공급튜브(12)를 통해 연결될 수 있다. 물론, 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)의 작업자 탑승부 내에 산소공급장치가 적재될 수 있는 공간이 충분하다면 산소공급용 튜브는 불필요하고, 전원 공급용 튜브(12)만이 연결될 것이다. 도시하지는 않았지만 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)은 안전한 수중 전개 및 인양을 위해 지휘선(11) 혹은 인양선과 케이블을 통해 연결되어야 할 것이다.As shown in FIG. 1, the manned underwater
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템은,Referring to FIGS. 2 and 3, a manned underwater construction work robot system according to an embodiment of the present invention includes:
주행체(21)와, 방수 구조체인 작업자 탑승부(23)가 상기 주행체(21)에 탑재되어 회전하는 상부 선회체(25)와, 상기 상부 선회체(25)에 구비되어 탑승자 조작에 따라 각각 동작하는 다관절 형태의 멀티-암(27,29)을 포함하는 유인 수중건설 작업 로봇 본체(20)와,A traveling
상기 로봇 본체(20)에 탑재되어 전방으로 초음파를 발사하고, 되돌아오는 반사파를 감지하여 외부지형 3D 영상을 획득하는 액티브소나(30)와,An
상기 로봇 본체(20)에 탑재되어 전방 영상을 촬영하기 위한 수중 카메라(40)와,An
상기 외부지형 3D 영상 및 상기 수중 카메라(40)의 촬영영상으로부터 각각 영상 특징점을 추출하여 상기 외부지형 3D 데이터와 상기 촬영영상 좌표를 일치시키는 제어부(50)와;A control unit (50) for extracting image feature points from the external terrain 3D image and the captured image of the underwater camera (40), respectively, to match the external terrain 3D data and the captured image coordinates;
상기 촬영영상 및 상기 외부지형 3D 데이터를 그리드 형태로 표현한 외부지형 그리드 영상을 동시에 화면 출력하는 표시장치(60)를 포함한다.And a display device (60) for simultaneously outputting the photographed image and the external terrain grid image in which the external terrain 3D data is expressed in a grid form.
상술한 구성을 가지는 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)은 주행체(21)에 의해 해저지형 위를 이동하면서 건설작업을 수행할 수 있다. 유인 수중건설 작업 로봇 본체(20)의 작업자 탑승부(23) 내에는 작업자 안전을 위한 수단으로서, 탑승부(23) 내부의 온도, 압력, 산소농도를 각각 측정할 수 있는 센서부가 구비되는 것이 바람직하며, 이러한 센서부에 의해 측정된 측정치들은 상기 제어부(50)의 제어에 따라 표시장치(60)에 실시간 표시된다. 또한 상부 선회체(25)에는 다관절 형태의 멀티-암(27,29) 구동을 위한 유압펌프, 작동유 오일 탱크, 전압변환장치, 기타 상부 선회체(25) 구동을 위해 필요한 전기적, 기구적 구성들이 방수 구조체 내에 실장되어 탑재된다.The underwater underwater
유인 수중건설 작업 로못 시스템(20)이 해저지형 위를 이동하면서 건설작업을 수행할 수 있도록 상기 다관절 형태의 멀티-암(27,29)은 제1암(arm)(27)과 제2암(29)으로 구성된다.The multi-arm type multi-arm (27, 29) has a first arm (27) and a second arm (27) so that the manned underwater construction work lobe system (20) (29).
상기 제1암(27)은 도 2에 도시한 바와 같이 로봇 본체(20) 내의 모터로 상하 회전되는 제1관절(27-1)과, 상기 제1관절(27-1) 내의 모터로 상하 회전되는 제2관절(27-2)과, 상기 제2관절(27-2) 내의 모터로 360도 수평 선회되는 제3관절(27-3)과, 상기 제3관절(27-3) 내의 모터로 상하 회전되는 제4관절(27-4)과, 상기 제4관절(27-4) 내의 모터로 360도 수평 선회되는 제5관절(27-5)과, 상기 제5관절(27-5) 내의 모터로 상하회전되는 제6관절(27-6)과, 상기 제6관절(27-6) 구조체 일단에 구비되어 상기 제6관절(27-6)내의 모터 구동으로 타겟을 채취하는 핑거(27-8)로 구성되어 타겟을 채취하는데 이용된다. 이러한 제1암(27)의 핑거(27-8)는 다른 건설장비로 교환되어 다른 용도, 예를 들면, 절단, 드릴, 암반 천공 용도로 사용할 수도 있다.2, the
상기 다관절 형태의 멀티-암을 구성하는 제2암(29)은 유압펌프 및 유압 실린더에 의해 동작하도록 연결된 복수의 암(29-1,29-2)을 포함하며, 상기 복수의 암 중 하나(29-2)의 일측에 버켓(29-3)이 결합되어 구성되어 해저면을 굴삭하는데 이용된다.The second arm (29) constituting the multi-joint type multi-arm includes a plurality of arms (29-1, 29-2) connected to be operated by a hydraulic pump and a hydraulic cylinder, and one of the plurality of arms And a bucket 29-3 is coupled to one side of the bottom surface 29-2 and used to dig the bottom surface.
한편, 상기 제어부(50)는 상기 외부지형 3D 데이터 및 카메라에 의한 촬영영상으로부터 각각 특징점을 추출하여, 상기 외부지형 3D 데이터와 촬영영상의 좌표를 일치시킬 수 있다. 특징점은 영상에서 물체를 추적하거나 인식할 때, 각도, 명도, 채도 등의 수치 차이로 주위 배경과 구분되면서 식별이 용이한 지점을 말하는데, 특징점은 대부분 물체의 코너(꼭지점)에 해당한다. 즉, 제어부(50)는 상기 액티브소나(30)에 의해 획득된 외부지형 3D 데이터 및 수중 카메라(40)에 의해 획득된 촬영영상으로부터 각각 특징점을 추출하고 이를 매칭시켜 상기 외부지형 3D 데이터와 상기 촬영영상의 좌표를 일치시킬 수 있다.Meanwhile, the
한편 상기 표시장치(60)는 작업자 탑승부(23) 내에 장착되는 장비로서, 제어부(50)의 제어에 따라 상기 촬영영상과 외부지형 3D 영상을 그리드 형태로 표현한 외부지형 그리드영상을 동시에 표시 출력하는데 이용된다. 도 5의 (b)는 촬영영상과 외부지형 3D 영상을 그리드 형태로 표현한 외부지형 그리드 영상을 동시에 출력한 예시 화면이다.On the other hand, the
더 나아가 상기 제어부(50)는 외부지형 3D 데이터로부터 주변 지형에 비해 돌출된 돌출물체를 추출할 수 있으며, 상기 돌출물체까지의 거리 및 크기를 계산할 수 있다. 또한 제어부(50)는 상기 돌출물체의 크기에 따라 타입을 분류할 수 있는데, 예를 들어 직경이 2m 이하인 경우에는 바위로, 직경이 2m 초과 20m 이하인 경우에는 언덕, 직경이 20m 초과인 경우에는 산으로 분류할 수 있다.Furthermore, the
이러한 경우 표시장치(60)에는 제어부(50)의 제어에 따라 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 돌출물체의 위치를 화면상에 표시할 수 있음은 물론, 돌출물체까지의 거리 및 크기, 타입을 함께 표시할 수 있다.In this case, the position of the protruding object can be displayed on the screen as shown in FIG. 5 (b) under the control of the
이를 통해 작업자는 외부지형의 정확한 파익이 가능하고, 아울러 전방에 위치한 바위, 언덕, 산 등의 돌출물체까지의 거리, 위치 및 크기이 파악이 가능하므로, 시약 확보를 통한 효율적인 건설작업이 가능함과 동시에 작업자의 안전성을 높일 수 있다.This enables the operator to accurately grasp the external terrain, and also to know the distance, position, and size to the protruding objects such as rocks, hills, mountains, etc. located at the front, The safety of the apparatus can be enhanced.
또한 제어부(50)는 로봇 본체(20)의 가상 이미지를 생성하여 표시장치(60)에 표시할 수 있으며, 주행체(21) 구동에 따른 움직임을 감지하여 로봇 본체(20)의 가상 이미지와 로봇 본체(20)의 움직임이 일치하도록 가상 이미지를 이동시켜 주는 방식으로 증강현실을 구현할 수 있다. 이를 통해 작업자는 표시장치(60)에 표시되는 증강현실 화면을 통해서, 육안에 의하는 것보다 효율적으로 시야 확보가 가능하여 건설작업의 정확도와 효율을 향상시킬 수 있다.The
더 나아가 로봇 본체(20)에는 조명부를 장착하여 로봇 본체(20) 전방의 시야를 확보하는데 이용할 수 있으며, 필요한 경우 워터젯 등을 활용해 혼탁한 수중 시야를 확보하는데 이용할 수도 있다.Furthermore, the robot
변형 실시예로서, 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)은 무선 통신부를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시한 지휘선(11)은 하부에 멀티빔소나(11a)를 구비할 수 있는데, 이러한 멀티빔소나(11a)는 하방으로 다수의 초음파를 일정지역범위로 방사하고, 물체로부터 반사되는 초음파를 감지하여 해저지형을 탐지할 수 있다.As an alternative embodiment, the manned underwater
따라서 제어부(50)는 무선 통신부를 통해 지휘선(11)의 멀티빔소나(11a)에 의해 획득된 해저지형의 데이터를 전송받아 이를 영상화하여 표시장치(60)에 표시할 수 있다. 경우에 따라서는 상기 제어부(50)가 상기 해저지형 데이터로부터 특징점을 추출한 후 상기 해저지형 데이터, 상기 외부지형 3D 데이터 및 촬영영상을 매칭시킬 수 있다. 이를 통해 해저지형영상에 로봇 본체(20)의 위치를 표시할 수도 있다. 참고적으로 도 6은 해저지형영상과 그 해저지형영상에 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)의 위치를 표시한 예시 화면이다.Therefore, the
이를 통해, 작업자는 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)의 현 위치를 정확히 인지할 수 있으며, 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)이 여러 대 존재하는 경우 인근 로봇 시스템(100의 위치파악 또한 가능하여 효율적인 수중건설작업이 가능하다.Accordingly, the operator can accurately recognize the current position of the manned underwater construction
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 유인 수중건설 작업 로봇 시스템(20)은 멀티-암을 구비함으로써, 장비 교체 혹은 부품 교체 없이도 수중에서 복수의 작업, 예를 들면 굴삭작업과 천공작업 혹은 절단작업 등을 하나의 수중건설 로봇으로 수행할 수 있는 이점이 있으며,As described above, the manned underwater construction
카메라에 의해 획득된 촬영영상과 액티브소나에 의해 획득된 외부지형의 3D 영상을 그리드 형태로 겹쳐서 화면 출력 가능하기 때문에 수중에서 안전한 시야확보가 가능한 장점이 있고, 유인 수중건설 작업 로봇 시스템의 현 위치를 함께 표시해 주기 때문에 증강현실을 구현할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.Since the captured image obtained by the camera and the 3D image of the external terrain acquired by the active sonar can be superimposed and displayed on the grid, there is an advantage in that a safe view can be secured in the water, and the present position of the robot system It is possible to realize an augmented reality by displaying the information together.
이상은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에서는 2개의 암을 가지는 다관절 형태의 로봇 시스템을 예시하였으나, 멀티-암의 숫자가 3개 이상으로 설계되어 운영될 수 있으며, 각 암을 조정하기 위한 작업자 탑승부도 암의 숫자에 맞춰 구비될 수도 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. For example, in the embodiment of the present invention, a multi-joint type robot system having two arms is exemplified. However, the number of multi-arms can be designed to be three or more, It may be fitted to the number of bankruptcies. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined only by the appended claims.
Claims (6)
상기 로봇 본체에 탑재되어 전방으로 초음파를 발사하고, 되돌아오는 반사파를 감지하여 외부지형 3D 영상을 획득하는 액티브소나와;
상기 로봇 본체에 탑재되어 전방 영상을 촬영하기 위한 수중 카메라와;
상기 외부지형 3D 영상 및 상기 수중 카메라의 촬영영상으로부터 각각 영상 특징점을 추출하여 상기 외부지형 3D 데이터와 상기 촬영영상 좌표를 일치시키는 제어부와;
상기 촬영영상 및 상기 외부지형 3D 데이터를 그리드 형태로 표현한 외부지형 그리드 영상을 동시에 화면 출력하는 표시장치;를 포함하되, 상기 제어부는,
상기 외부지형 3D 데이터로부터 주변 지형에 비해 돌출된 돌출물체를 추출한 후 상기 돌출물체의 위치를 상기 표시장치에 표시함을 특징으로 하는 유인 수중건설 작업 로봇 시스템.
An underwater construction method, comprising: a traveling body; an upper revolving structure on which a worker aboarding portion as a waterproof structure is mounted and rotated on the traveling body; and a multi-armed multi-arm provided on the upper revolving structure, A work robot body;
An active sonar mounted on the robot body to emit an ultrasonic wave in a forward direction and to sense an external reflected wave to acquire an external terrain 3D image;
An underwater camera mounted on the robot body for capturing a forward image;
A control unit for extracting image feature points from the external terrain 3D image and the captured image of the underwater camera to match the external terrain 3D data and the captured image coordinates;
And a display device for simultaneously outputting the photographed image and the external terrain grid image representing the external terrain 3D data in a grid form,
Extracting a protruding object protruding from the surrounding terrain from the external terrain 3D data, and displaying the position of the protruding object on the display device.
상기 로봇 본체 내의 모터로 상하 회전되는 제1관절과, 상기 제1관절내의 모터로 상하 회전되는 제2관절과, 상기 제2관절내의 모터로 360도 수평 선회되는 제3관절과, 상기 제3관절내의 모터로 상하 회전되는 제4관절과, 상기 제4관절내의 모터로 360도 수평 선회되는 제5관절과, 상기 제5관절내의 모터로 상하회전되는 제6관절과, 상기 제6관절 구조체 일단에 구비되어 상기 제6관절내의 모터 구동으로 타겟을 채취하는 핑거로 구성된 제1암(arm)을 포함함을 특징으로 하는 유인 수중건설 작업 로봇 시스템.
The multi-armed type multi-arm according to claim 1,
A third joint rotated up and down by a motor in the robot body; a second joint rotated up and down by a motor in the first joint; a third joint rotated 360 degrees horizontally by a motor in the second joint; A sixth joint rotating up and down by a motor in the fifth joint, and a fourth joint rotating up and down by a motor in the third joint; And a first arm provided with a finger for collecting the target by motor driving in the sixth joint.
유압펌프 및 유압 실린더에 의해 동작하도록 연결된 복수의 암을 포함하며, 상기 복수의 암 중 하나의 일측에 버켓이 결합되어 구성된 제2암(arm)을 포함함을 특징으로 하는 유인 수중건설 작업 로봇 시스템.
3. The multi-armed type multi-arm according to claim 2,
And a second arm including a plurality of arms connected to be operated by a hydraulic pump and a hydraulic cylinder, wherein a bucket is coupled to one side of the plurality of arms. .
The robot system according to claim 1, wherein the controller calculates the distance and size to the protruding object, and displays the distance and the size to the protruding object on the display device.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020160081648A KR101802972B1 (en) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Manned underwater construction robot system |
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KR101802972B1 true KR101802972B1 (en) | 2017-12-01 |
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ID=60921979
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109038334A (en) * | 2018-09-19 | 2018-12-18 | 国网山东省电力公司五莲县供电公司 | Oil tank for transformers foreign matter removal device |
CN110439050A (en) * | 2019-07-11 | 2019-11-12 | 广西万鑫源环境科技工程有限公司 | A kind of underwater desilting machine man-machine tool arm link mechanism |
CN113376639A (en) * | 2021-07-19 | 2021-09-10 | 福州大学 | Three-dimensional reconstruction method for landform of pier foundation erosion area based on scanning sonar imaging |
CN116267496A (en) * | 2023-04-07 | 2023-06-23 | 深圳世源工程技术有限公司 | Vegetation planting device and method for environmental recovery treatment |
-
2016
- 2016-06-29 KR KR1020160081648A patent/KR101802972B1/en active IP Right Grant
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109038334A (en) * | 2018-09-19 | 2018-12-18 | 国网山东省电力公司五莲县供电公司 | Oil tank for transformers foreign matter removal device |
CN109038334B (en) * | 2018-09-19 | 2024-03-29 | 国网山东省电力公司五莲县供电公司 | Foreign matter taking-out device for oil tank of transformer |
CN110439050A (en) * | 2019-07-11 | 2019-11-12 | 广西万鑫源环境科技工程有限公司 | A kind of underwater desilting machine man-machine tool arm link mechanism |
CN113376639A (en) * | 2021-07-19 | 2021-09-10 | 福州大学 | Three-dimensional reconstruction method for landform of pier foundation erosion area based on scanning sonar imaging |
CN113376639B (en) * | 2021-07-19 | 2022-08-05 | 福州大学 | Scanning sonar imaging-based three-dimensional reconstruction method for topography of pier foundation scour area |
CN116267496A (en) * | 2023-04-07 | 2023-06-23 | 深圳世源工程技术有限公司 | Vegetation planting device and method for environmental recovery treatment |
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