KR102063743B1 - An unmanned surface vehicle searching for drowning people - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인선 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물에 빠져 숨진 익수자 수색용으로 이용될 수 있도록, 수중 탐지용 소나 등을 장비 및 운용하는 익수자 수색용 무인선 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a drone system, and more particularly, to a drone search drone system for equipping and operating a sonar or the like for underwater detection so that it can be used for the search for drowned drowned water.
최근 국내에서는 천안함 침몰 사건, 세월호 침몰 사고 등 인적 피해가 막대한 국가 재난적 해양사고가 늘어나고 있기 때문에, 국가 차원에서 해양 사고를 대응하고 해양 사고로 인한 피해를 최소화할 수 있는 기술 개발의 필요성이 증대되고 있다. Recently, the number of national disasters, such as the sinking of the Cheonan and the sinking of the Sewol ferry, are increasing, so the nation needs to develop technologies to cope with marine accidents and minimize the damages caused by marine accidents. It is increasing.
현재 국내의 수색 담당 기관(해양 경비 안전 본부, 해군)에서 수행하는 실종자 및 사고 선박의 수색 작업에는 수색 플랫폼(선박, 항공기)을 이용한 육안 수색/가시광 카메라(주간)와 적외선 카메라(야간)가 활용되고 있다. Currently, search and visibility cameras (daytime) and infrared cameras (nighttime) using search platforms (ships and aircrafts) are used to search for missing and accidental vessels conducted by domestic search agencies (Marine Security Agency, Navy). It is becoming.
하지만, 이러한 방법들로는 다양한 해양 환경 제약 조건(안개, 미세 먼지, 우천, 저조도)에서 활용도가 떨어지는 기술적 한계점을 갖고 있다. However, these methods have technical limitations that make them less useful under various marine environmental constraints (fog, fine dust, rainy weather, low light).
또한, 이러한 사고 현장의 익수자 구조 또는 수중 사체 수색 및 수습 작업에는 잠수사들이 투입되게 되는데, 작업 현장의 환경 조건에 따라서는 구조 및 수색 작업에 투입된 잠수사들에게까지 심각한 위험이 닥치게 될 수도 있다. In addition, divers are involved in the search and rehabilitation of submerged rescue or underwater carcasses at the accident site, and depending on the environmental conditions of the work site, serious risks may be encountered even for divers used for rescue and search operations.
따라서, 익수자 또는 수중 사체의 수색을 무인선으로 대체할 수 있게 된다면 잠수사들의 위험 작업 투입 시간을 상당량 줄일 수 있게 되는 것이다. Therefore, if the search of drowners or underwater carcasses can be replaced by an unmanned ship, it is possible to significantly reduce the time required for divers to enter dangerous work.
상술한 바와 같은 해양 사고 선박 및 익수자 탐지와 관련된 종래 기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1852476호를 한 예로 들 수 있으나, 대한민국 등록특허 제10-1852476호에 기재되어 있는 기술은 항공 가시광 영상 및 항공 적외선 영상을 이용하는 것으로 한정되어 있기 때문에 선박의 사고 현장의 위치 확인에는 유용할 수 있으나, 사고 현장 위치 및 그 주변의 수중 수색과 익수자의 시신 수색에까지 이용되기는 힘들다는 한계점을 가지고 있다. As a prior art related to marine accident vessel and drowner detection as described above, the Republic of Korea Patent No. 10-1852476 may be taken as an example, the technology described in Republic of Korea Patent No. 10-1852476 is a visible visible image and Because it is limited to using the aerial infrared image, it may be useful for the location of the accident site of the ship, but has a limitation that it is difficult to be used for the location of the accident site and the underwater search and the body of the drowned body.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 선박 사고 등의 해양 및 수상 사고로 인한 익수자 시신의 수색에 이용될 수 있는 익수자 수색용 무인선 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been invented to improve the above problems, the problem to be solved by the present invention, a drone search drone system that can be used for the search of the drowned body due to marine and water accidents such as ship accidents To provide.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 익수자 수색에 활용될 수 있는 소나(SONAR)의 영상 품질을 향상시키기 위한 구조 및 그를 포함하는 익수자 수색용 무인선 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another problem to be solved by the present invention is to provide a structure for improving the image quality of sonar (SONAR) that can be used for the search for drowning, and a drone search drone system including the same.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Technical problem of the present invention is not limited to those mentioned above, another technical problem that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템은, 수상 사고 현장을 수색하기 위한 무인선; 무인선 선체의 하측에 설치되며 추진력을 발생시키는 추진부; 무인선에 장착되고 원격의 중앙통제센터와의 통신을 중계하는 통신부; 수중의 익수자(溺水者)를 탐지하기 위한 수중탐지부; 무인선에 설치되어 수중탐지부가 수중으로 하강되거나 수면 상부로 승강되도록 작동하는 승하강부; 및 추진부, 통신부, 수중탐지부 및 승하강부 각각의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며, 수중탐지부에서 획득한 데이터는 제어부로 전달된 후 통신부를 통해 중앙통제센터로 실시간 전송되는 것을 특징으로 한다.The drone search drone system according to an embodiment of the present invention devised to achieve the above object, the unmanned ship for searching the water accident scene; A propelling unit installed under the unmanned hull and generating a propulsion force; A communication unit mounted on an unmanned ship and relaying communication with a remote central control center; An underwater detection unit for detecting submerged water in the water; An elevating unit installed on an unmanned vessel and operating so that the underwater detection unit descends underwater or ascends above the water surface; And a control unit for controlling operations of the propulsion unit, the communication unit, the underwater detection unit, and the elevating unit, wherein the data obtained from the underwater detection unit is transmitted to the control unit and then transmitted in real time to the central control center through the communication unit. do.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 수중탐지부는, 수중에서 익수자를 탐지하기 위한 소나; 및 소나의 상측에 배치되어 소나를 향하는 물의 흐름을 막아주는 유수쉴드; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the underwater detection unit of the drone search drone system according to an embodiment of the present invention, the sonar for detecting the drowner in the water; And an oil and water shield disposed on an upper side of the sonar to prevent the flow of water toward the sonar; Characterized in that it comprises a.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 수중탐지부는, 소나에서 획득한 데이터를 수신하여 제어부에 전송하고, 제어부에서 생성된 제어신호를 소나에 전송하는 RF통신기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the underwater detection unit of the drone search drone system according to another embodiment of the present invention, the RF communication unit for receiving and transmitting the data obtained from the sonar to the control unit, and transmits the control signal generated by the control unit to the sonar; Characterized in that it comprises a.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 유수쉴드는, 원반 형태로 이루어진 쉴드중심판; 쉴드중심판의 가장자리에 회동가능하게 결합되는 쉴드날개; 쉴드중심판에 설치되고 쉴드중심판 외측의 유속을 감지하여 제어부에 전달하는 센싱기; 쉴드중심판에 설치되고 제어부의 제어에 의하여 유속에 따라 쉴드날개가 펼쳐지거나 접히도록 작동하는 날개작동기; 를 포함하며, 제어부는, 유속이 설정값 이상인 경우에 날개작동기를 작동시켜 쉴드날개가 접히도록 제어하고, 유속이 설정값 미만인 경우에는 날개작동기를 작동시켜 쉴드날개가 펼쳐지도록 제어하는 것을 특징으로 한다. In addition, the flowing out of the drone search drone system according to an embodiment of the present invention, the shield core plate made of a disk shape; A shield wing rotatably coupled to an edge of the shield center plate; A sensing unit installed in the shield center plate and sensing a flow rate outside the shield center plate and transmitting the flow rate to the control unit; A wing actuator installed at the shield center plate and operable to expand or fold the shield wings according to the flow rate under the control of the controller; It includes, The control unit, if the flow rate is greater than the set value to operate the wing actuator to control the shield wings folded, if the flow rate is less than the set value characterized in that the control to operate the wing actuator to expand the shield wings .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 승하강부는, 일단에는 수중탐지부에 포함되는 소나가 결합되고 타단은 무인선의 갑판 상면에 설치된 케이블윈치에 고정되는 케이블; 및 케이블의 타단이 고정되고 제어부의 제어에 따라 회전됨으로써 케이블이 풀리거나 감기는 케이블윈치; 를 포함하며, 케이블을 구성하는 재료 중 도체가 포함되어 케이블을 통하여 전기적 신호가 전달될 수 있고, 케이블윈치의 회전에 의하여 수중탐지부가 하강되거나 상승되는 것을 특징으로 한다. In addition, the elevating unit of the drone search drone system according to an embodiment of the present invention, one end is coupled to the sonar included in the underwater detection unit and the other end is fixed to the cable winch installed on the top of the deck of the unmanned ship; And a cable winch in which the other end of the cable is fixed and the cable is released or wound by being rotated under the control of the controller. Includes, the conductor is included in the material constituting the cable is an electrical signal can be transmitted through the cable, characterized in that the underwater detection unit is lowered or raised by the rotation of the cable winch.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 통신부는, 무인선과 중앙통제센터 사이의 통신을 중계하는 통신시스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the communication unit of the drone search unmanned wire system according to an embodiment of the present invention, characterized in that it comprises a communication system for relaying communication between the unmanned wire and the central control center.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템은, 무인선 선체의 가장 윗부분에 수상 사고 현장에 투입된 무인선의 위치와 사고 현장의 바람 상태를 감지하는 환경탐지부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the drone search drone system according to an embodiment of the present invention, characterized in that it comprises an environmental detector for detecting the position of the unmanned vessel and the wind conditions of the accident site in the top portion of the unmanned hull hull. It is done.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 환경탐지부는, 무인선의 위치를 탐지하는 DGPS 또는 GPS; 및 무인선 주변의 풍향과 풍속을 측정하는 풍향풍속계; 를 포함하며, DGPS 또는 GPS를 이용하여 측정한 무인선의 위치 데이터와 풍향풍속계를 이용하여 측정한 무인선 주변의 풍향/풍속 데이터를 제어부에 전달하여 무인선의 운항 경로 및 속도를 결정하는데 이용되게 하는 것을 특징으로 한다. In addition, the environmental detection unit of the drone search drone system according to an embodiment of the present invention, DGPS or GPS for detecting the position of the unmanned ship; And a wind vane measuring wind direction and wind speed around the unmanned ship; It includes, and transmits the position data of the unmanned vessel measured using DGPS or GPS and the wind direction / wind speed data around the unmanned vessel measured using the wind vane to be used to determine the flight path and speed of the unmanned vessel It features.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 추진부는, 무인선 선수 부분에 위치하여 제어부의 제어에 따라 무인선이 회전하거나 좌우로 움직이도록 추진을 담당하는 선수추진기; 무인선 선미 부분에 위치하여 제어부의 제어에 따라 무인선이 회전하거나 좌우로 움직이도록 추진을 담당하는 선미추진기; 무인선의 선미 우현에 위치하여 제어부의 제어에 따라 무인선이 전후, 좌우로 이동하도록 추진을 담당하는 우현주추진기; 무인선의 선미 좌현에 위치하여 제어부의 제어에 따라 무인선이 전후, 좌우로 이동하도록 추진을 담당하는 좌현주추진기;를 포함하고, 제어부의 제어에 의하여 선수추진기, 선미추진기, 우현 주 추진기 및 좌현 주 추진기 각각을 작동시켜 무인선이 이동되도록 하는 것을 특징으로 한다. In addition, the propulsion unit of the drone search drone system according to an embodiment of the present invention is located in the unmanned bow player portion responsible for the propulsion so that the drone rotates or moves left and right under the control of the controller; A stern propeller positioned on the stern portion of the unmanned ship and responsible for propelling the unmanned ship to rotate or move from side to side according to control of the controller; A starboard propulsion machine positioned at the stern starboard of the unmanned ship and responsible for driving the unmanned ship to move back, forth, left and right according to the control of the controller; Port ship propulsion is located on the stern port of the unmanned ship and is responsible for the propulsion to move the unmanned ship forward, backward, left and right under the control of the controller; It is characterized by operating each of the propeller to move the unmanned ship.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박 사고 등의 해양 및 수상 사고로 인한 익수자 시신의 수색에 이용될 수 있는 익수자 수색용 무인선 시스템을 제공함으로써, 잠수사가 익수자 시신 수색에 동원될 가능성을 낮추어 잠수사 등 익수자 수색 작업 동원 인력의 인명보호 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, by providing a drone search drone system that can be used for the search of the drowned body due to marine and aquatic accidents, such as ship accidents, the possibility of divers mobilized in the search of drowned body By lowering the number of people involved in diving search, such as divers, it has the effect of protecting lives.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 날개 구조를 펼치거나 접어 소나를 향한 빠른 수류 또는 난류를 막을 수 있는 유수쉴드 구조 및 그를 포함하는 익수자 수색용 무인선 시스템을 제공함으로써, 익수자 수색에 활용되는 소나(SONAR)의 영상 품질을 향상시키는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by spreading or folding the wing structure by providing a flowing shield structure that can prevent rapid water or turbulence toward the sonar and drone search drone system comprising the same, There is an effect of improving the image quality of the sonar (SONAR) that is utilized.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템의 측면도로서, 소나를 수중으로 투하하기 이전의 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템의 측면도로서, 소나가 수중으로 투하되어 있는 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 수중으로 소나와 함께 투하되는 유수쉴드가 접혀 있는 상태의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 수중으로 소나와 함께 투하되는 유수쉴드가 펼쳐져 있는 상태의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저수심용 익수자 수색용 무인선 시스템을 나타낸 측면도이다.1 is a side view of the drone search drone system according to an embodiment of the present invention, showing a state before the sonar is dropped into the water.
2 is a side view of the drone search drone system according to an embodiment of the present invention, showing a state in which the sonar is dropped underwater.
Figure 3 is a side cross-sectional view of the folded state of the flowing water shield is dropped with the sonar underwater in the drone search drone system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a side cross-sectional view of the unfolded flowing water shield that is dropped with the sonar underwater in the drone search drone system according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a side view showing a drone system for searching deep water drowner according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of technical contents which are well known in the technical field to which the present invention belongs and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly communicate without obscure the subject matter of the present invention by omitting unnecessary description.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted or schematically illustrated. In addition, the size of each component does not fully reflect the actual size. The same or corresponding components in each drawing are given the same reference numerals.
본 발명에 대하여 설명하기에 앞서, 본 발명을 통하여 제공하는 익수자 수색용 무인선 시스템(1000) 및 저수심용 익수자 수색용 무인선 시스템(2000)은 선박 조난 등의 해양 사고 시 수중에 표류된 익수자의 수색에 이용되는 것으로서, 육상에 위치한 중앙통제센터에서 직접 익수자 수색용 무인선 시스템(1000) 및 저수심용 익수자 수색용 무인선 시스템(2000)을 제어할 수 있으며, 자율적으로 운용될 수도 있음을 일러둔다.Prior to the description of the present invention, the drone
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템의 측면도로서, 소나를 수중으로 투하하기 이전의 상태를 나타낸 도면이다.1 is a side view of the drone search drone system according to an embodiment of the present invention, showing a state before the sonar is dropped into the water.
도 1을 참조하면, 익수자 수색용 무인선 시스템(1000)은, 선체(1)의 하측에 설치되어 수중에서 추진력을 발생시켜 선체(1) 및 무인선 시스템(1000)이 해상에서 운항할 수 있게 하는 추진부(400)와, 선체(1)의 상측에 설치되어 원격의 중앙통제센터와 통신을 중계하는 통신부(900)와, 수중의 익수자(溺水者)를 탐지하기 위한 수중탐지부(500)와, 수중탐지부(500)가 수중으로 하강되거나 수면 상부로 승강되도록 작동하는 승하강부(700)와, 선체(1)의 가장 윗부분에 설치되어 수상 사고 현장에 투입된 무인선 시스템(1000)의 위치와 사고 현장의 바람 상태를 감지하는 환경탐지부(600) 및 추진부(400), 통신부(900), 수중탐지부(500), 승하강부(700), 환경탐지부(600) 각각의 동작을 제어하는 제어부(800)를 포함하며, 수중탐지부(500)에서 획득한 데이터는 제어부(800)로 전달된 후 통신부(900)를 통해 중앙통제센터에 실시간으로 전송된다.Referring to FIG. 1, the drone search unmanned
여기에서, 수중탐지부(500)는, 수중에서 익수자를 탐지하기 위한 소나(30) 및 소나(30)의 상측에 배치되어 소나(30)를 향하는 물의 흐름을 막아주는 유수쉴드(40)를 포함하며, 실시예에 따라서는 제어부(800)에서 생성된 제어신호를 소나(30)에 전송하는 RF통신기(50)를 더 포함하는 형태가 될 수도 있다. 수중탐지부(500) 및 유수쉴드(40)의 상세한 구성은 도 3 및 도 4를 참조하여 다시 설명한다.Here, the
승하강부(700)는, 일단에는 수중탐지부(500)의 소나(30)가 결합되고 타단은 무인선 시스템(1000)의 갑판 상면에 설치된 케이블윈치(70)에 고정되는 케이블(80) 및 무인선 시스템(1000) 선체(1)의 상측에 설치되어 케이블(80)의 타단이 고정되고 제어부(800)의 제어에 따라 회전됨으로써 케이블(80)이 풀리거나 감기는 케이블윈치(70)를 포함한다.The elevating
이때, 케이블(80)을 구성하는 재료에는 도체가 포함되어 케이블(80)을 통하여 전기적 신호가 전달될 수 있도록 하여, 소나(30)에서 획득한 데이터를 수신하여 케이블(80)을 통하여 제어부(800)에 전송되게 한다.At this time, the material constituting the
또한, 케이블윈치(70)의 회전에 의하여 케이블(80)이 케이블윈치(70)로부터 풀리거나 감기게 되고, 그에 따라 케이블(80)의 일단에 고정되어 있는 수중탐지부(500)가 하강하여 수중으로 투하되거나 상승되어 수면 상부로 들어올려지게 된다.In addition, the
또한, 소나(30)를 향한 물의 흐름을 막기 위한 목적으로 수중탐지부(500)에 포함되는 유수쉴드(40)에 관해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하겠다.In addition, the
통신부(900)는, 무인선 시스템(1000)과 중앙통제센터 사이의 통신을 중계하는 통신시스템(100)을 포함하고, 수중탐지부(500) 및 소나(30)에서 획득한 데이터를 중앙통제센터에 실시간으로 전송한다.The
환경탐지부(600)는, 무인선 시스템(1000)의 위치를 탐지하는 DGPS 또는 GPS(150) 및 무인선 시스템(1000) 주변의 풍향과 풍속을 측정하는 풍향풍속계(160)를 포함하며, DGPS 또는 GPS(150)를 이용하여 측정한 무인선 시스템(1000)의 위치 데이터와 풍향풍속계(160)를 이용하여 측정한 무인선 시스템(1000) 주변의 풍향/풍속 데이터를 제어부(800)에 전달한다. 또한, 환경탐지부(600)에 측위를 위한 DGPS 또는 GPS(150), 풍향풍속계(160) 이외에 기상데이터, 파고 등 운항에 필요한 정보를 위성으로부터 수신할 수 있는 구성요소를 추가 구성하여도 좋다.The
추진부(400)는, 무인선 시스템(1000)의 선수 부분에 위치하여 제어부(500)의 제어에 따라 무인선 시스템(1000)이 회전하거나 좌우로 움직이도록 추진을 담당하는 선수추진기(110)와, 무인선 시스템(1000)의 선미 부분에 위치하여 제어부의 제어에 따라 무인선 시스템(1000)이 회전하거나 좌우로 움직이도록 추진을 담당하는 선미추진기(120)와, 무인선 시스템(1000)의 선미 우현에 위치하여 제어부(500)의 제어에 따라 무인선 시스템(1000)이 전후, 좌우로 이동하도록 추진을 담당하는 우현주추진기(130) 및 무인선 시스템(1000)의 선미 좌현에 위치하여 제어부(500)의 제어에 따라 무인선 시스템(1000)이 전후, 좌우로 이동하도록 추진을 담당하는 좌현주추진기(140)를 포함하고, 제어부(500)의 제어에 의하여 선수추진기(110), 선미추진기(120), 우현주추진기(130) 및 좌현주추진기(140) 각각을 작동시켜 무인선 시스템(1000)이 이동 및 운항되도록 작동한다.The
제어부(800)는, 추진부(400)와 수중탐지부(500), 환경탐지부(600), 승하강부(700) 및 통신부(900) 각각을 직접 제어하기도 하고, 중앙통제센터로부터의 지령 및 제어신호에 따라 추진부(400), 수중탐지부(500), 환경탐지부(600), 승하강부(700) 및 통신부(900) 각각을 제어할 수도 있다.The
제어부(800)가 직접 무인선 시스템(1000) 및 그 구성요소들을 제어하는 경우의 한 가지 예를 들면, 평상시 정해진 수역 내에서의 순찰을 예로 들 수 있다. 이런 경우에는 제어부(800)에 일정한 좌표를 미리 입력 및 설정하여 두면 해당 좌표들을 연결하여 생기는 가상의 다각형 범위 내 수역을 무인선 시스템(1000)이 오가며 수중을 탐색할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 무인선 시스템(1000)을 일정 수역 내 탐색 또는 감시 등의 목적으로 상시 활용하는 경우에는 일정 수역의 감시 또는 환경 데이터 수집, 수중 지도 제작 등 다양한 목적으로도 활용할 수 있으나, 이런 목적들은 본 발명의 목적인 익수자 시신 수색과는 다른 목적이며, 다른 목적으로 무인선 시스템이 응용될 경우 그 구성이 달라질 수 있으므로 더 자세한 언급은 생략한다.An example of the case in which the
제어부(800)가 중앙통제센터로부터 지령 및 제어신호를 받아 무인선 시스템(1000) 및 그 구성요소들을 제어하는 경우는, 주로 사고가 발생한 경우로서, 무인선 시스템(1000)이 사고 현장의 익수자 시신 수색 임무를 수행하게 된다. 이런 경우, 중앙통제센터에서 무인선 시스템(1000)을 호출 및 제어하여 수상 사고 위치로 무인선 시스템(1000)을 파견하고, 무인선 시스템(1000)의 수중탐지부(500) 및 소나(30)를 활용하여 수중의 익수자 시신을 수색하도록 제어한다. When the
또한, 무인선 시스템(1000)의 선체 저면 또는 수중탐지부(500)에 수중을 촬영하기 위한 카메라를 추가 구성하여 소나(30)와 병용할 수도 있다. 실시 목적에 따라서는 무인선 시스템(1000)의 상면에 주변을 촬영하기 위한 카메라를 더 구비할 수도 있다.In addition, the camera for photographing the underwater on the bottom surface or the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템의 측면도로서, 소나가 수중으로 투하되어 있는 상태를 나타낸 도면이다.2 is a side view of the drone search drone system according to an embodiment of the present invention, showing a state in which the sonar is dropped underwater.
도 2를 참조하면, 수중탐지부(500)가 수중으로 투하되어 있으며, 이런 경우는 수중탐지부(500) 및 소나(30)를 활용하여 수중을 수색하는 경우이다. 이때, 수중탐지부(500) 및 소나(30)는 무인선 시스템(1000) 및 선체(1)로부터 수십 내지 수백 m (미터)에 이르는 깊이까지 수중 투하될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
도 2에 도시된 바와 같이, 수중탐지부(500)에는 유수쉴드(40)가 포함되며, 유수쉴드(40)는 소나(30) 주변 해류의 유속이 지나치게 빠르거나 난류화 되어 소나(30)를 이용하여 획득하는 영상의 품질에 악영향을 끼치는 것을 방지하기 위한 구성으로, 유수쉴드(40)의 구성 및 동작과 관련해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.As illustrated in FIG. 2, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 수중으로 소나와 함께 투하되는 유수쉴드가 접혀 있는 상태의 측단면도이다.Figure 3 is a side cross-sectional view of the folded state of the flowing water shield is dropped with the sonar underwater in the drone search drone system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 익수자 수색용 무인선 시스템 중 수중으로 소나와 함께 투하되는 유수쉴드가 펼쳐져 있는 상태의 측단면도이다.Figure 4 is a side cross-sectional view of the unfolded flowing water shield that is dropped with the sonar underwater in the drone search drone system according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 케이블(80)의 일단에 설치된 수중탐지부(500)이 나타나 있다. 3 and 4, the
수중탐지부(500)는, 수중에서 익수자를 탐지하기 위한 소나(30)와, 소나(30)의 상측에 배치되어 소나(30)를 향하는 물의 흐름을 막아주는 유수쉴드(40) 및 제어부(800)에서 생성된 제어신호를 소나(30)에 전송하는 RF통신기(50)를 포함한다. 여기에서, RF통신기(50)는 실시예에 따라 포함될 수도 있고 아닐 수도 있으며, 소나(30)의 아래로 연장된 케이블(80)의 단부에는 무게추(35)가 고정되어 있다. 무게추(35)는 수중으로 투하된 소나(30)가 수류에 의하여 흔들리는 것을 억제하기 위한 구성이다.The
또한, 유수쉴드(40)는, 원반 형태로 이루어진 쉴드중심판(41)과, 쉴드중심판(41)의 가장자리에 회동가능하게 결합되는 쉴드날개(45)와, 쉴드중심판(41)에 설치되고 쉴드중심판(41) 외측의 유속을 감지하여 제어부(800)에 전달하는 센싱기(47)와, 쉴드중심판(41)에 설치되고 제어부(800)의 제어에 의하여 유속에 따라 쉴드날개(45)가 펼쳐지거나 접히도록 작동하는 날개작동기(49)를 포함한다. 여기에서, 소나(30)가 작동되어 음파를 발산하는 동안, 유수쉴드(40)가 케이블(80)을 따라 상측 방향으로 이동하여 소나(30)로부터 이격됨으로써 소나(30) 영상에 악영향을 주지 않도록 한다.In addition, the flowing
제어부(800)는, 유속이 설정값 이상인 경우에 날개작동기(49)를 작동시켜 도 3과 같이 쉴드날개(45)가 접히도록 제어하고, 유속이 설정값 미만인 경우에는 날개작동기(49)를 작동시켜 도 4와 같이 쉴드날개(45)가 펼쳐지도록 제어한다.The
여기에서, 센싱기(47)에 의한 유속 측정값이 제어부(800)에 전달되고 제어부(800)에서 유속 측정값이 설정값 이상 또는 미만 여부를 판별하여 날개작동기(49)를 작동시키는 것으로 기재하였으나, 경우에 따라서는 중앙통제센터에서 날개작동기(49) 및 쉴드날개(45)를 제어할 수도 있다.Here, the flow rate measurement value by the
또한, 쉴드날개(45)의 펼침 여부를 결정하기 위하여 이용되는 유속의 설정값은, 소나(30) 모델에 따라서 달라지는데, 이는 실시예에 따라 실험 과정을 거쳐 적합한 값으로 결정하여 사용하면 된다.In addition, the set value of the flow rate used to determine the spreading of the
이상의 설명에 있어서, 익수자 수색용 무인선 시스템(1000)이 연안과 같이 수중 장애물이 많은 환경에서 사용되는 경우 등에는 수중으로 투하되는 케이블(80)의 단부에 ROV를 부가하고, ROV에 수중탐지부(500)를 설치하여 운용할 수도 있다. 이때, ROV 부가 운용의 목적은 장애물 회피/제거를 통하여 수중탐지부(500) 및 소나(30)의 운용으로 얻는 이미지의 품질 향상과 장애물로 인한 수중탐지부(500) 파손을 방지하는 것과 수중탐지부(500)의 위치조정을 원활하게 하는 것에 있다. 여기에서, ROV 역시 제어부(800)를 통하여 지상의 중앙관제소에서 직접 제어 가능함은 물론이다.In the above description, when the drone
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저수심용 익수자 수색용 무인선 시스템을 나타낸 측면도이다.Figure 5 is a side view showing a drone system for searching deep water drowner according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 저주심용 익수자 수색용 무인선 시스템(2000)의 선수측 선저에 회동봉(280)이 회동 가능하게 설치되고, 회동봉(280)의 하측 단부에는 이미징소나(230)가 회동 가능하게 설치된다. 또한, 회동봉(280)의 표면에는 회동봉(280)의 길이 방향을 따라 연장되는 봉붙이쉴드(240)가 설치된다.Referring to FIG. 5, a pivoting
여기에서, 저수심이란 20 미터 내지 30 미터 정도의 수심을 의미하여, 회동봉(280)은 수평면에 대하여 약 30도의 각도로 무인선 시스템의 전방을 향하여 기울어짐으로써, 이미징소나(230)의 무인선 시스템 전방 탐색을 용이하게 한다.Here, the low depth means a depth of about 20 to 30 meters, the pivoting
이와 같은 방식으로, 이미징소나(230)가 특정 수심에서 무인선 시스템의 전방을 향하게 하는 상태로 무인선 시스템을 이동시키며 수색하는 것이 가능한데, 이 경우 이동수색을 실시함으로써, 일정 수역의 익수자 수색 시간을 크게 단축시킬 수 있게 됨은 물론이다.In this manner, the
또한, 무인선 시스템을 익수자 수색용 무인선 시스템(1000) 또는 저수심용 익수자 수색용 무인선 시스템(2000)을 동원하여 수색하고자 하는 수역이 넓을 경우에는, 여러 대의 무인선 시스템을 동시 투입하되 각 무인선 시스템이 수색하는 영역을 지정하고, 각 무인선 시스템이 맡은 영역을 독립적으로 수색하도록 운용함으로써, 수색에 소요되는 시간을 단축시키는 방법도 있다.In addition, when the area to be searched is mobilized using a drone
이때, 이미징소나(230)의 역할은 수중 스캔 및 이미징에 있으며, 저수심용 익수자 수색용 무인선 시스템(2000)의 진행방향의 전방 및 수중을 스캔하여 이미징하게 된다. 본 발명의 연구자들은 이미징소나(230)로서, 텔레다인 사의 블루뷰 제품을 사용하였으나, 반드시 이 제품만이 이미징소나(230)로 사용되어야 하는 것으로 한정하지는 않으며, 실시 목적 및 환경에 따라 적합한 제품을 사용하는 것으로 충분함을 분명히 한다.In this case, the role of the
또한, 회동봉(280)은 이미징소나(230)를 저주심용 익수자 수색용 무인선 시스템(2000)의 선체에 회동 가능하게 설치하기 위한 목적으로 사용되며, 회동봉(280)은 이미징소나(230)와 제어부(800) 사이에 통신을 가능하게 하는 통신케이블을 내부에 구비 및 보호하는 역할도 가지고 있다. In addition, the
회동봉(280)의 표면에는 봉붙이쉴드(240)가 설치되는데, 봉붙이쉴드(240)는 제어부(800)의 제어에 의하여, 해류의 빠르기와 방향에 따라 회동봉(280)에 대한 상대 각도를 조정할 수 있는 형태로 구비되어, 해류에 의하여 회동봉(280)에 발생되는 항력에 의하여 회동봉(280)이 파손될 가능성을 낮추는 역할을 한다.The
이상과 같은 본 발명의 설명에 있어서, 무인선 시스템을 익수자 수색용 무인선 시스템(1000)과 저수심용 익수자 수색용 무인선 시스템(2000)으로 구분하였다. 저수심용 익수자 수색용 무인선 시스템(2000)은 수심 30m 이하의 저수심 수색용으로 사용되는 무인선 시스템이며, 익수자 수색용 무인선 시스템(1000)은 30m를 초과하는 수중 수색용으로 사용되는 무인선 시스템으로, 가장 많이 사용되는 수심은 50m 전후로 볼 수 있다.In the description of the present invention as described above, the unmanned wire system is divided into a drone
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, in the present specification and drawings have been described with respect to preferred embodiments of the present invention, although specific terms are used, it is merely used in a general sense to easily explain the technical details of the present invention and to help the understanding of the invention, It is not intended to limit the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.
1 : 선체
30 : 소나 40 : 유수쉴드
41 : 쉴드중심판 43 : 날개조인트
45 : 쉴드날개 47 : 센싱부
49 : 날개작동기 50 : RF통신기
70 : 케이블윈치 80 : 케이블
100 : 통신시스템 110 : 선수추진기
120 : 선미추진기 130 : 우현주추진기
140 : 좌현주추진기 150 : (D)GPS
160 : 풍향풍속계 170 : 제어컴퓨터
190 : 해저면 230 : 이미징소나
240 : 봉붙이쉴드 280 : 회동봉
400 : 추진부 500 : 수중탐지부
600 : 환경탐지부 700 : 승하강부
800 : 제어부 900 : 통신부
1000 : 익수자 수색용 무인선 시스템
2000 : 저수심용 익수자 수색용 무인선 시스템1: hull
30: sonar 40: flowing shield
41: shield center plate 43: wing joint
45: shield wing 47: sensing unit
49: wing actuator 50: RF communication
70: cable winch 80: cable
100: communication system 110: bow propeller
120: stern propeller 130: starboard propeller
140: Port forward propulsion 150: (D) GPS
160: wind direction anemometer 170: control computer
190: Bottom of the sea 230: Imaging sonar
240: bar shield 280: rotating rod
400: propulsion unit 500: underwater detection unit
600: environmental detection unit 700: elevating unit
800
1000: drone search drone system
2000: Unmanned drone system for low water submerged search
Claims (9)
상기 무인선 선체의 하측에 설치되며 추진력을 발생시키는 추진부;
상기 무인선에 장착되고 원격의 중앙통제센터와의 통신을 중계하는 통신부;
수중의 익수자(溺水者)를 탐지하기 위한 수중탐지부;
상기 무인선에 설치되어 상기 수중탐지부가 수중으로 하강되거나 수면 상부로 승강되도록 작동하는 승하강부; 및
상기 추진부, 상기 통신부, 상기 수중탐지부 및 상기 승하강부 각각의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 수중탐지부에서 획득한 데이터는 상기 제어부로 전달된 후 상기 통신부를 통해 상기 중앙통제센터로 실시간 전송되며,
상기 수중탐지부는,
수중에서 익수자를 탐지하기 위한 소나; 및
상기 소나의 상측에 배치되어 상기 소나를 향하는 물의 흐름을 막아주는 유수쉴드;를 포함하고,
상기 유수쉴드는,
원반 형태로 이루어진 쉴드중심판;
상기 쉴드중심판의 가장자리에 회동가능하게 결합되는 쉴드날개;
상기 쉴드중심판에 설치되고 상기 쉴드중심판 외측의 유속을 감지하여 상기 제어부에 전달하는 센싱기;
상기 쉴드중심판에 설치되고 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 유속에 따라 상기 쉴드날개가 펼쳐지거나 접히도록 작동하는 날개작동기; 를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 유속이 설정값 이상인 경우에 상기 날개작동기를 작동시켜 상기 쉴드날개가 접히도록 제어하고,
상기 유속이 설정값 미만인 경우에는 상기 날개작동기를 작동시켜 상기 쉴드날개가 펼쳐지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 익수자 수색용 무인선 시스템.
Unmanned aerial vehicles to search for water accident scenes;
A propelling unit installed under the unmanned ship hull and generating a propulsion force;
A communication unit mounted on the unmanned ship and relaying communication with a remote central control center;
An underwater detection unit for detecting submerged water in the water;
An elevating unit installed on the unmanned vessel and operating to lower the underwater detection unit into the water or to elevate the upper surface; And
And a controller configured to control operations of the propulsion unit, the communication unit, the underwater detection unit, and the elevating unit.
The data obtained by the underwater detection unit is transmitted to the control unit and then transmitted in real time to the central control center through the communication unit,
The underwater detection unit,
Sonar to detect drowners underwater; And
It is disposed on the upper side of the sonar flowing water shield to block the flow of water toward the sonar; includes,
The flowing shield,
Shield center plate made of a disk shape;
A shield wing rotatably coupled to an edge of the shield center plate;
A sensing device installed in the shield center plate and sensing a flow rate of the outside of the shield center plate to transmit to the control unit;
A wing actuator installed at the shield center plate and operable to expand or fold the shield wing according to the flow rate under the control of the controller; Including;
The control unit,
When the flow rate is more than the set value by operating the vane actuator to control the shield wings to be folded,
If the flow rate is less than the set value to operate the blade actuator to control the shield wing unfold, characterized in that drowning search drone system.
상기 수중탐지부는,
상기 소나에서 획득한 데이터를 수신하여 상기 제어부에 전송하고,
상기 제어부에서 생성된 제어신호를 상기 소나에 전송하는 RF통신기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 익수자 수색용 무인선 시스템.
The method of claim 1,
The underwater detection unit,
Receiving the data obtained from the sonar and transmitting the data to the controller;
An RF communication unit for transmitting the control signal generated by the control unit to the sonar;
The drone search drone system comprising a.
상기 승하강부는,
일단에는 상기 수중탐지부에 포함되는 소나가 결합되고 타단은 상기 무인선의 갑판 상면에 설치된 케이블윈치에 고정되는 케이블; 및
상기 케이블의 타단이 고정되고 상기 제어부의 제어에 따라 회전됨으로써 상기 케이블이 풀리거나 감기는 케이블윈치; 를 포함하며,
상기 케이블을 구성하는 재료 중 도체가 포함되어 상기 케이블을 통하여 전기적 신호가 전달될 수 있고,
상기 케이블윈치의 회전에 의하여 상기 수중탐지부가 하강되거나 상승되는 것을 특징으로 하는 익수자 수색용 무인선 시스템.
The method of claim 1,
The elevating unit,
A cable coupled to the sonar included in the underwater detection unit at one end thereof and the other end fixed to a cable winch installed at an upper surface of the deck of the unmanned ship; And
A cable winch to which the other end of the cable is fixed and the cable is released or wound by being rotated under the control of the controller; Including;
Among the materials constituting the cable may include a conductor to transmit an electrical signal through the cable,
And the underwater detection unit is lowered or raised by the rotation of the cable winch.
상기 통신부는,
상기 무인선과 상기 중앙통제센터 사이의 통신을 중계하는 통신시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 익수자 수색용 무인선 시스템.
The method of claim 1,
The communication unit,
And a communication system for relaying communication between the unmanned wire and the central control center.
상기 무인선 선체의 가장 윗부분에 상기 수상 사고 현장에 투입된 상기 무인선의 위치와 상기 사고 현장의 바람 상태를 감지하는 환경탐지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 익수자 수색용 무인선 시스템.
The method of claim 1,
The drone search drone system comprising an environmental detection unit for sensing the position of the unmanned vessel and the wind conditions of the accident site is placed on the top of the unmanned ship hull.
상기 환경탐지부는,
상기 무인선의 위치를 탐지하는 DGPS 또는 GPS; 및
상기 무인선 주변의 풍향과 풍속을 측정하는 풍향풍속계; 를 포함하며,
상기 DGPS 또는 GPS를 이용하여 측정한 상기 무인선의 위치 데이터와
상기 풍향풍속계를 이용하여 측정한 상기 무인선 주변의 풍향/풍속 데이터를 상기 제어부에 전달하여 상기 무인선의 운항 경로 및 속도를 결정하는데 이용되게 하는 것을 특징으로 하는 익수자 수색용 무인선 시스템.
The method of claim 7, wherein
The environmental detection unit,
DGPS or GPS for detecting the position of the unmanned line; And
Wind vane measuring the wind direction and the wind speed around the unmanned ship; Including;
The position data of the unmanned vessel measured using the DGPS or GPS;
And the wind direction / wind speed data of the vicinity of the unmanned vessel measured using the wind vane to be used to determine the flight path and speed of the unmanned aerial vehicle.
상기 추진부는,
상기 무인선 선수 부분에 위치하여 상기 제어부의 제어에 따라 상기 무인선이 회전하거나 좌우로 움직이도록 추진을 담당하는 선수추진기;
상기 무인선 선미 부분에 위치하여 상기 제어부의 제어에 따라 상기 무인선이 회전하거나 좌우로 움직이도록 추진을 담당하는 선미추진기;
상기 무인선의 선미 우현에 위치하여 상기 제어부의 제어에 따라 상기 무인선이 전후, 좌우로 이동하도록 추진을 담당하는 우현 주 추진기;
상기 무인선의 선미 좌현에 위치하여 상기 제어부의 제어에 따라 상기 무인선이 전후, 좌우로 이동하도록 추진을 담당하는 좌현 주 추진기;를 포함하고,
상기 제어부의 제어에 의하여 상기 선수추진기, 상기 선미추진기, 상기 우현 주 추진기 및 상기 좌현 주 추진기 각각을 작동시켜 상기 무인선이 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 익수자 수색용 무인선 시스템.
The method of claim 1,
The propulsion unit,
A bow thruster which is located in the unmanned bow portion and is responsible for propulsion so that the unmanned ship rotates or moves left and right under the control of the controller;
A stern thruster positioned at the stern portion of the unmanned ship and responsible for propelling the unmanned ship to rotate or move from side to side under control of the controller;
A starboard main thruster positioned at the stern starboard of the unmanned ship and responsible for driving the unmanned ship to move back, forth, left and right according to the control of the controller;
A port main propeller positioned at the stern port of the unmanned ship and responsible for propulsion such that the unmanned ship moves back and forth, left and right according to the control of the controller;
The drone search drone system, characterized in that the drone is moved by operating the bow propeller, the stern propeller, the starboard main propeller and the port main propeller under control of the controller.
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---|---|---|---|
KR1020190054131A KR102063743B1 (en) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | An unmanned surface vehicle searching for drowning people |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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