KR102078160B1

KR102078160B1 - 수중 원격 무인시스템

Info

Publication number: KR102078160B1
Application number: KR1020180053916A
Authority: KR
Inventors: 장인성; 도혜진; 김현식
Original assignee: 한국해양과학기술원; 동명대학교산학협력단
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2020-02-17
Also published as: KR20190129379A

Abstract

본 발명은 ROV(Remotely Operated Vehicle) 시스템에 관한 것으로, 사용자 단말기로 수중에서 수중 원격 무인장치의 움직임을 조종하고, 사용자의 머리에 착용된 영상출력장치에서 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 머리 움직임에 대응하는 방향의 수중영상정보를 영상출력장치에서 제공하는 수중 원격 무인시스템에 관한 것이다.
상기 수중 원격 무인시스템은, 수중을 촬상하여 수중영상정보를 생성하는 카메라부를 구비하고 상기 수중에서 구동되는 수중 원격 무인장치; 사용자의 머리에 착용되어 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 상기 수중영상정보를 디스플레이하는 영상출력장치; 상기 수중 원격 무인장치의 움직임을 조종하는 휴대 가능한 사용자 단말기; 및 상기 사용자 단말기 및 상기 영상출력장치의 제어신호에 따라 상기 수중 원격 무인장치의 움직임을 제어하는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 원격 무인시스템{Underwater Remote Unmanned System}

본 발명은 ROV(Remotely Operated Vehicle) 시스템에 관한 것으로, 사용자 단말기로 수중에서 수중 원격 무인장치의 움직임을 조종하고, 사용자의 머리에 착용된 영상출력장치에서 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 머리 움직임에 대응하는 방향의 수중영상정보를 영상출력장치에서 제공하는 수중 원격 무인시스템에 관한 것이다.

일반적으로 연근해에서 이루어지던 각종 수중 탐사가 점점 심해로 이동하고 있으며, 이에 따라 심해에서의 수중 탐사를 수행하기 위해 ROV가 사용되고 있다.

ROV는 원격으로 조정이 가능한 장치로 카메라를 장착하여 카메라로부터 촬상된 영상정보를 관리자 단말기로 수신하고, 관리자 단말기의 조작에 따라 ROV의 방향과 위치를 조정하여 카메라 촬영을 수행한다. 그러므로 관리자는 카메라의 설정된 촬영 각도에 따라 생성된 수중환경만을 파악 가능하므로 카메라의 촬영 각도를 벗어나는 상황이나 환경에 대한 정보를 실시간으로 파악하기 어려운 문제가 있다.

한국 등록특허 제10-1258955(2013년04월23일)

따라서 360도 촬영이 가능한 카메라와 카메라를 통해 촬영된 수중영상정보를 영상출력장치를 통해 실시간으로 확인하고 사용자의 머리 움직임에 따라 수중영상정보를 실시간으로 확인할 수 있는 수중 원격 무인시스템이 필요하다.

본 발명은 상술한 필요성에 따라 사용자 단말기로 수중에서 수중 원격 무인장치의 움직임을 조종하고, 사용자의 머리에 착용된 영상출력장치에서 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 수중 원격 무인장치에 설치되는 카메라부가 영상출력장치의 움직임에 대응하는 방향의 수중영상정보를 영상출력장치로 전송하는 수중 원격 무인시스템의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수중 원격 무인시스템은,

수중을 촬상하여 수중영상정보를 생성하는 카메라부를 구비하고 상기 수중에서 구동되는 수중 원격 무인장치;

사용자의 머리에 착용되어 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 상기 수중영상정보를 디스플레이하는 영상출력장치;

상기 수중 원격 무인장치의 움직임을 조종하는 휴대 가능한 사용자 단말기; 및

상기 사용자 단말기 및 상기 영상출력장치의 제어신호에 따라 상기 수중 원격 무인장치의 움직임을 제어하는 제어장치;를 포함하고,

상기 카메라부는 상기 수중을 360도 촬상하여 상기 수중영상정보를 생성하고,

상기 영상출력장치는 상기 사용자의 머리 움직임에 대응되는 방향에 대한 상기 수중영상정보를 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

상기 영상출력장치는,

사용자의 머리에 착용되어 상기 사용자의 눈 전방으로 상기 수중영상정보를 디스플레이하는 디스플레이 패널;

상기 사용자의 머리 움직임에 따라 머리 움직임정보를 검출하는 위치검출기; 및

상기 제어장치와 데이터를 송수신하는 제1 통신모듈;

을 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 수중 원격 무인장치는,

복수의 파이프가 연결되어 구성되는 몸체;

상기 몸체에 위치되는 부력재;

상기 몸체 후측 일단에 배치되고, 상기 몸체가 수평방향으로 이동하도록 수평 구동력을 생성하는 수평구동부;

상기 몸체 중앙에 배치되고, 상기 몸체가 수직방향으로 이동하도록 수직 구동력을 생성하는 수직구동부;

상기 몸체에 전측단에 장착되고, 수중 물체를 파지하는 로봇집게; 및

상기 몸체에 장착되어 360도 촬영이 가능하며, 상기 머리 움직임정보에 따라 구동되는 카메라부; 및

상기 제어장치와 데이터를 송수신하는 통신부;

를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 카메라부는,

360도 촬영이 가능한 VR 카메라모듈;

상기 VR 카메라모듈을 감싸며 방수되도록 구비되는 투명 밀폐박스;

상기 투명 밀폐박스 내부에 설치되어 누수 여부를 감지하여 누수발생신호를 생성하는 누수감지센서; 및

상기 투명 밀폐박스 일측에 일단이 연결되고 상기 몸체에 타단이 연결되어 상기 투명 밀폐박스의 위치를 이동시키는 위치조절모듈;

을 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 제어장치는,

상기 누수발생신호를 수신하는 경우, 상기 영상출력장치로 상기 누수발생신호에 대응되는 경고알림정보를 생성하여 전송하도록 구성될 수 있다.

상기 제어장치는,

상기 누수발생신호를 수신한 후 기 설정된 시간이 경과하는 경우, 상기 수직구동부를 제어하여 상기 수중 원격 무인장치를 수면 위로 조종하도록 구성될 수 있다.

상기 수중 원격 무인장치는,

상기 몸체에 신축 가능하게 구비되어 상기 제어장치의 조정에 따라 상기 수중을 촬상하여 추가 수중영상정보를 생성하는 보조 카메라부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수중 원격 무인장치는,

상기 수중의 조도를 센싱하여 조도정보를 생성하고, 수압을 측정하여 수심정보를 생성하고, 상기 조도정보 또는 상기 수심정보에 따라 LED 모듈을 제어하는 조명부;를 포함하고,

상기 조명부는,

상기 LED 모듈;

상기 조도정보를 생성하는 조도센서;

상기 수심정보를 생성하는 수압센서; 및

상기 LED 모듈 일측에 일단이 연결되고 상기 몸체에 타단이 연결되어 상기 LED 모듈의 위치를 이동시키는 위치조절모듈;

을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 조명부는,

상기 머리 움직임정보에 대응하는 방향으로 구동되도록 구성될 수 있다.

사용자 단말기는,

상기 수평구동부를 제어하여 상기 몸체를 수평방향으로 움직이는 제1 조정부;

상기 수직구동부를 제어하여 상기 몸체를 수직방향으로 움직이는 제2 조정부; 및

상기 로봇집게를 파지하도록 제어하는 제3 조정부;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 구성을 가지는 본 발명은 사용자에 머리에 착용된 영상출력장치에서 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 이에 따라, 머리 움직임에 대응하는 방향의 수중영상정보가 디스플레이되어 사용자가 별도의 조작 없이 보고 싶은 위치로 머리를 움직이는 것으로 카메라부에서 촬상한 수중영상성보를 획득할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상술한 구성을 가지는 본 발명은 카메라부의 밀폐용기에 누수감지센서를 부착하여 누수발생신호를 수신 받는 경우, 수중 원격 무인장치를 수면 위로 조종하여 카메라부의 고장을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상술한 구성을 가지는 본 발명은 어두운 수중에서 원하는 수중영상을 조명부를 이용하여 획득할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 사시도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 측면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 정면도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 배면도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 평면도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 저면도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 카메라부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 보조 카메라부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 조명부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 12는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치의 보조 조명부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 13은 본 실시예에 따른 영상출력장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 14는 본 실시예에 따른 제어장치의 제어부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 단어 "예시적인" 은 "예로서, 일례로서, 또는 예증으로서 역할을 한다."라는 것을 의미하기 위해 이용된다. "예시적"으로서 본 명세서에서 설명된 임의의 양태들은 다른 양태들에 비해 반드시 선호되거나 또는 유리하다는 것으로서 해석되어야 하는 것만은 아니다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인시스템(1)을 개략적으로 나타낸 도면이다.

수중 원격 무인시스템(1)은 수중에서 구동되는 수중 원격 무인장치(10), 수중영상정보를 디스플레이하는 영상출력장치(20), 수중 원격 무인장치(10)의 움직임을 조종하는 휴대 가능한 사용자 단말기(30), 사용자 단말기(30)와 영상출력장치(20)의 제어신호에 따라 수중 원격 무인장치(10)의 움직임을 제어하는 제어장치(40) 및 네트워크(50)를 포함한다.

수중 원격 무인장치(10)는 수중을 촬상하여 수중영상정보를 생성하는 카메라부를 구비하고 수중에서 구동될 수 있다. 도 2 내지 8은 수중 원격 무인장치(10)를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 사시도이고, 도 4는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 측면도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 정면도이고, 도 6은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 배면도이고, 도 7은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 평면도이고, 도 8은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 저면도이다.

이하, 도 1 내지 도 8에 따라 수중 원격 무인장치(10)에 대해 설명한다.

수중 원격 무인장치(10)는 몸체(110), 부력재(120), 수평구동부(130), 수직구동부(140), 로봇집게(150), 카메라부(160), 보조 카메라부(170), 조명부(180), 보조 조명부(190) 및 통신부(200)를 포함한다.

수중 원격 무인장치(10)는 수중으로 들어가서 촬영이 진행되는 경우, 카메라부(160)의 제1 위치조절모듈(168)을 이용하여 몸체(110)의 하단으로 카메라부(160)가 위치되도록 하고, 이에 따라, 카메라부(160)는 수중 원격 무인장치(10)에 의해 가려지는 부분을 최소화하여 수중을 360도 촬영할 수 있게 된다. 도 1에서 수중 원격 무인장치(10)는 제어장치(40)와 유선으로 연결되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 별도의 유무선 통신이 가능한 통신부(200)를 구비하여 제어장치(40)와 무선통신으로 데이터를 송수신 할 수 있다.

몸체(110)는 복수의 파이프가 연결되어 구성될 수 있다. 여기서, 파이프는 예컨대, PVC 파이프로 결합이 용이하다. 몸체(110)는 도면에 도시된 구조로 한정되는 것이 아니라 복수의 파이프의 결합에 따라 다양한 구조로 형성 가능하다.

부력재(120)는 몸체(110)에 위치되어 부력을 발생시키도록 구성될 수 있다. 도면에서 부력재(120)는 3개 구비되어 있지만 이에 한정되지 않고 하나 이상 구비될 수 있다.

수평구동부(130)는 제1 프로펠러(132)와 제1 모터(134)를 포함하여 구성된다. 수평구동부(130)는 몸체(110) 후측 일단에 배치되고, 몸체(110)가 수중에서 수면과 수평한 방향으로 이동하도록 수평 구동력을 생성한다.

수직구동부(140)는 제2 프로펠러(142)와 제2 모터(144)를 포함하여 구성된다. 수직구동부(140)는 몸체(110) 중앙에 배치되고, 몸체(110)가 수중에서 수면과 수직한 방향으로 이동하도록 수직 구동력을 생성한다.

로봇집게(150)는 몸체(110)에 전측단에 장착되고, 수중 물체를 파지하도록 구성된다. 여기서, 로봇집게(150)는 집게모듈(152)과 제3 모터(154)를 포함한다.

카메라부(160)는 몸체(110)에 장착되어 360도 촬영이 가능하도록 구성된다. 카메라부(160)에 대한 상세한 내용은 도 9를 통해 후술한다.

보조 카메라부(170)는 신축 가능하게 구비되어 제어장치(40)의 조정에 따라 수중을 촬상하여 추가 수중영상정보를 생성하도록 구성된다.

조명부(180)는 수중의 조도를 센싱하여 조도정보를 생성하고, 수압을 측정하여 수심정보를 생성하고, 조도정보 또는 수심정보에 따라 LED 모듈(182)을 제어되도록 구성된다.

조명부(180)는 영상출력장치(20)로부터 통신부(200)가 수신한 머리 움직임정보에 대응하는 방향으로 구동된다. 또한, 조명부(180)는 조명 밝기를 선명하게 구현하여 직진성을 가지면서 특정거리를 향하여 조명이 비춰지도록 하는 스포트라이트(Spotlight)로 구성될 수 있다.

보조 조명부(190)는 복수개로 구비되며 수중에서 사방을 비추어 카메라부(160)와 보조 카메라부(170)로 주변을 촬영할 때 거시적인 관찰이 용이하도록 구성된다. 또한, 보조 조명부(190)는 영상출력장치(20)로부터 통신부(200)가 수신한 머리 움직임정보에 대응하는 방향으로 구동될 수 있다.

통신부(200)는 유무선 통신이 가능하며, 제어장치(40)와 데이터를 송수신하도록 구성된다.

통신부(200)는 제어장치(40)로 수중 원격 무인장치(10)의 카메라부(160)가 획득한 수중영상정보 또는 누수발생신호를 전송하고, 제어장치(40)로 보조 카메라부(170)가 획득한 추가 수중영상정보를 전송한다.

통신부(200)는 조명부(180)의 조도센서(186)에서 생성한 조도정보 또는 수압센서(188)에서 생성한 수심정보를 제어장치(40)로 전송하고, 제어장치(40)로부터 조도정보 또는 수심정보에 따라 조명부(180)와 보조 조명부(190)의 조명을 온(On)으로 제어하기 위한 제어신호를 수신한다.

통신부(200)는 제어장치(40)로부터 카메라부(160), 보조 카메라부(170), 조명부(180), 보조 조명부(190)의 동작을 머리 움직임정보에 대응되는 방향으로 제어하기 위한 제어신호를 수신한다.

도 9는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 카메라부(160)를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1 내지 도 2와 도 9를 통해 카메라부(160)에 대해 상세히 설명한다.

카메라부(160)는 사용자의 머리에 착용된 영상출력장치(20)의 움직임인 사용자의 머리 움직임에 대응하는 방향으로 움직이면서 수중영상정보를 생성하도록 구성된다.

카메라부(160)는 VR 카메라모듈(162), 밀폐박스(164), 누수감지센서(166), 제1 위치조절모듈(168)을 포함한다. 여기서, 카메라부(160)는 VR 카메라모듈(162)만을 구비하는 것으로 한정되지 아니하고, 촬상이 가능한 카메라모듈로 구성될 수 있다.

VR 카메라모듈(162)은 360도 촬영이 가능하고, 투명 밀폐박스(164)는 VR 카메라모듈(162)을 감싸며 방수되도록 구비된다.

누수감지센서(166)는 투명 밀폐박스(164) 내부에 설치되어 누수 여부를 감지하여 누수발생신호를 생성하도록 구성된다.

제1 위치조절모듈(168)은 투명 밀폐박스(164) 일측에 일단이 연결되고 몸체(110)에 타단이 연결되어 투명 밀폐박스(164)의 위치를 이동시키도록 구성된다. 제1 위치조절모듈(168)은 틸팅 가능하며 신축 가능하게 구비된다.

카메라부(160)는 누수발생시 누수감지센서(166)에서 생성한 누수발생신호를 통신부(200)를 통해 제어장치(40)로 전송한다.

도 10은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 보조 카메라부(170)를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1 내지 도 2와 도 10을 통해 보조 카메라부(170)에 대해 상세히 설명한다.

보조 카메라부(170)는 몸체(110)에 틸팅 가능하며 신축 가능하게 구비되어 제어장치(40)의 조정에 따라 수중을 촬상하여 추가 수중영상정보를 생성하도록 구성된다. 보조 카메라부(170)는 사용자의 머리 움직임에 대응하는 방향으로 움직이면서 추가 수중영상정보를 생성한다.

보조 카메라부(170)는 보조 카메라모듈(172)과 제2 위치조절모듈(174)을 포함한다.

보조 카메라모듈(172)은 VR 카메라모듈(162)이 촬상하고 있는 방향으로 수중을 추가적으로 더 촬영하여 추가 수중영상정보를 생성하도록 구성된다. 여기서, 보조 카메라모듈(172)은 원하는 수중 위치로 카메라렌즈를 줌인(Zoom-In)하여 촬영할 수 있다. 이때, 조명부(180)는 스포트라이트(Spotlight)로 구성되어 보조 카메라부(170)에서 촬영하는 위치를 비추어준다.

제2 위치조절모듈(174)은 보조 카메라모듈(172) 일측에 일단이 연결되고 몸체(110)에 타단이 연결되어 보조 카메라모듈(172)의 위치를 이동시키도록 구성된다.

사용자가 카메라부(160)에서 촬상한 수중영상정보를 영상출력장치(20)를 통해 제공받고, 더 자세히 수중을 확인하기 위해 영상출력장치(20)를 이용하여 추가영상 요청신호를 생성하고, 생성된 추가영상 요청신호를 제어장치(40)로 전송하는 경우, 제어장치(40)에서 보조 카메라부(170)로 추가영상 요청신호를 전송하고 이에 따라, 보조 카메라부(170)에서 수중을 촬상한 추가 수중영상정보를 생성하여 영상출력장치(20)로 전송한다.

도 11은 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 조명부(180)를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1 내지 도 2와 도 11을 통해 조명부(180)에 대해 상세히 설명한다.

조명부(180)는 수중의 조도를 센싱하여 조도정보를 생성하고, 수압을 측정하여 수심정보를 생성하고, 조도정보 또는 수심정보에 따라 LED 모듈(182)을 제어하도록 구성된다.

조명부(180)는 수면과 멀어지는 경우, 수중에서 촬영시 어둡기 때문에 원하는 수중영상을 획득할 수 없는데 이때, 수중의 조도정보와 수심정보에 따라 LED 모듈(182)을 제어하여 촬영이 가능한 밝기에서 수중영상을 획득하도록 한다.

조명부(180)는 LED 모듈(182), 제3 위치조절모듈(184), 조도센서(186) 및 수압센서(188)를 포함한다.

LED 모듈(182)은 제어장치(40)의 제어에 따라 조명이 온(On) 또는 오프(Off)된다.

조도센서(186)는 수중에서 실시간으로 조도정보를 생성하도록 구성되고, 수압센서(188)는 수중 원격 무인장치(10)가 위치하는 수심에 따라 수압을 측정하여 수심정보를 생성하도록 구성된다. 여기서, 수심을 측정하기 위해 수압센서(188)를 사용하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않고, 수심을 측정할 수 있는 다양한 장치가 사용될 수 있다.

제3 위치조절모듈(184)은 LED 모듈(182) 일측에 일단이 연결되고 몸체(110)에 타단이 연결되어 LED 모듈(182)의 위치를 이동시키도록 구성된다.

도 12는 본 실시예에 따른 수중 원격 무인장치(10)의 보조 조명부(190)를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

보조 조명부(190)는 LED 모듈(192)과 제4 위치조절모듈(194)을 포함한다. 보조 조명부(190)는 복수개로 구비되며 수중에서 사방을 비추어 카메라부(160)와 보조 카메라부(170)로 주변을 촬영할 때 거시적인 관찰이 용이하도록 구성된다. 또한, 보조 조명부(190)는 영상출력장치(20)로부터 통신부(200)가 수신한 머리 움직임정보에 대응하는 방향으로 구동될 수 있다.

LED 모듈(192)은 제어장치(40)의 제어에 따라 조명이 온(On) 또는 오프(Off)된다.

제4 위치조절모듈(194)은 LED 모듈(192) 일측에 일단이 연결되고 몸체(110)에 타단이 연결되어 LED 모듈(192)의 위치를 이동시키도록 구성된다.

도 13은 본 실시예에 따른 영상출력장치(20)를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1과 도 13을 통해 영상출력장치(20)에 대해 상세히 설명한다.

영상출력장치(20)는 사용자의 머리에 착용되어 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 수중영상정보를 디스플레이하도록 구성된다.

영상출력장치(20)는 디스플레이 패널(22), 위치 검출기(24), 제1 통신모듈(26) 및 추가영상 요청모듈(28)을 포함한다.

디스플레이 패널(22)은 사용자의 머리에 착용되어 사용자의 눈 전방으로 수중영상정보를 디스플레이하도록 구성된다.

위치 검출기(24)는 사용자의 머리 움직임에 따라 머리 움직임정보를 검출하도록 구성된다.

제1 통신모듈(26)은 제어장치(40)와 데이터를 송수신하도록 구성된다. 도 1을 보면, 영상출력장치(20)는 제어장치(40)와 무선으로 연결되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 별도의 유무선 통신이 가능한 제1 통신모듈(26)을 구비하여 제어장치(40)와 유선통신으로 데이터를 송수신 할 수 있다.

추가영상 요청모듈(28)은 추가영상 요청버튼(미도시)구비한다. 디스플레이 패널(22)을 통해 디스플레이되는 수중영상정보를 사용자가 더 자세히 수중을 확인하려는 경우, 사용자가 추가영상 요청버튼을 가압하고, 추가영상 요청버튼이 가압되면 추가영상 요청모듈(28)은 추가영상 요청신호를 생성하고, 생성한 추가영상 요청신호를 제1 통신모듈(26)을 통해 제어장치(40)로 전송한다. 여기서, 제어장치(40)는 영상출력장치(20)로부터 추가영상 요청신호를 수신하는 경우, 보조 카메라부(170)로 추가영상 요청신호를 전송하고, 보조 카메라부(170)가 추가영상 요청신호에 따라 촬상한 추가 수중영상정보를 수신하여 영상출력장치(20)로 전송한다.

제1 통신모듈(26)은 제어장치(40)로 위치 검출기(24)에서 검출한 머리 움직임정보를 전송하고, 제어장치(40)로부터 상기 머리 움직임정보에 대응되는 방향에 대해 카메라부(160)에서 촬상한 수중영상정보를 전송받는다. 이에 따라, 디스플레이 패널(22)은 사용자의 머리 움직임의 방향에 대응되는 수중영상정보를 디스플레이한다.

제1 통신모듈(26)은 제어장치(40)로 위치 검출기(24)에서 검출한 예컨대, 사용자가 머리를 오른쪽으로 30도 회전한 경우에 대한 머리 움직임정보 전송하고, 제어장치(40)로부터 상기 머리 움직임정보에 대응되는 방향에 대해 카메라부(160)에서 촬상한 수중영상정보를 전송받는다. 이에 따라, 디스플레이 패널(22)은 사용자가 머리를 오른쪽으로 30도 회전한 머리 움직임의 방향에 대응되는 수중영상정보를 디스플레이한다.

도 1을 보면, 사용자 단말기(30)는 수중 원격 무인장치(10)의 움직임을 조종하는 휴대 가능하도록 구성된다.

사용자 단말기(30)는 사용자의 키 조작 또는 명령에 따라 각종 데이터를 송수신할 수 있는 전자기기를 의미한다. 사용자 단말기(30)는 유무선 통신이 가능한 조종패드, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP: PlayStation Portable), 무선 통신단말기(Wireless Communication Terminal), 스마트폰(Smart Phone) 및 이동통신단말기(Mobile Communication Terminal) 등 다양한 디지털 기기 중 어느 하나일 수 있다.

사용자 단말기(30)는 제1 조정부(310), 제2 조정부(320), 제3 조정부(330), 전원부(340), 카메라 조종부(미도시) 및 제3 통신모듈(미도시)로 구성된다.

제1 조정부(310)는 수중 원격 무인장치(10)의 수평구동부(130)를 제어하여 몸체(110)를 수평방향으로 움직이도록 한다. 제1 조정부(310)는 수면을 기준으로 수면과 수평인 방향에서 수중 원격 무인장치(10)의 방향을 조정한다.

제2 조정부(320)는 수중 원격 무인장치(10)의 수직구동부(140)를 제어하여 몸체(110)를 수직방향으로 움직이도록 한다. 제1 조정부(310)는 수면을 기준으로 수면과 수직인 방향으로 수중 원격 무인장치(10)를 위 아래로 조정한다.

제3 조정부(330)는 로봇집게(150)를 파지하도록 제어한다. 예를 들면, 도 1에서 제3 조정부(330)는 오른쪽 버튼을 누르면 로봇집게(150)가 벌어지고, 왼쪽 버튼을 누르면 로봇집게(150)가 파지된다.

전원부(340)는 사용자 단말기(30)의 전원을 온(On) 또는 오프(Off)로 제어한다.

카메라 조종부(미도시)는 카메라 조종버튼(미도시)을 누른 후 제1 조정부(310)의 상하좌우 방향으로 구비된 버튼으로 보조 카메라부(170)의 방향을 조종할 수 있고, 보조 카메라모듈(172)의 줌인(Zoom-In)을 조절할 수 있다.

도 1에서 사용자 단말기(30)는 제어장치(40)와 유선으로 연결되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 별도의 유무선 통신이 가능한 제3 통신모듈(미도시)을 구비하여 제어장치(40)와 무선통신으로 데이터를 송수신 할 수 있다.

도 14는 본 실시예에 따른 제어장치(40)의 제어부(470)를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1과 도 14를 통해 제어장치(40)에 대해 상세히 설명한다.

제어장치(40)는 사용자 단말기(30) 및 영상출력장치(20)의 제어신호에 따라 수중 원격 무인장치(10)의 움직임을 제어하도록 구성된다.

제어장치(40)는 전원을 제어하는 스위치(410), 수중 원격 무인장치(10)의 모터와 연결되기 위해 연결선이 연결되는 모터 연결단자(420), 외부전원과 연결되기 위한 외부전원 연결단자(430), 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전단자(440), 카메라부(160)와 연결되기 위한 카메라 연결단자(450), 외부의 서버로부터 수중 원격 무인장치(10)를 조정하기 위한 새로운 프로그램을 입력받기 위해 연결선이 연결되는 프로그램 연결단자(460) 및 제어부(470)를 포함한다.

도 14를 보면, 제어부(470)는 제2 통신모듈(471), 경고알림 생성모듈(472), 제어모듈(473), 저장모듈(474) 및 프로그램 업데이트모듈(475)을 포함한다.

제2 통신모듈(471)은 수중 원격 무인장치(10), 영상출력장치(20), 사용자 단말기(30)와 데이터를 송수신한다.

경고알림 생성모듈(472)은 수중 원격 무인장치(10)로부터 누수발생신호를 수신하는 경우, 영상출력장치(20)로 누수발생신호에 대응되는 경고알림정보를 생성하여 전송한다.

제어모듈(473)은 수중 원격 무인장치(10)로부터 누수발생신호를 수신한 후 기 설정된 시간이 경과한 후에도 수중 원격 무인장치(10)에 움직임이 없는 경우, 수직구동부(140)를 제어하여 수중 원격 무인장치(10)를 수면 위로 조종한다.

제어모듈(473)은 영상출력장치(20)로부터 머리 움직임정보를 수신하는 경우, 상기 머리 움직임정보에 대응되는 방향에 대해 카메라부(160)에서 촬상한 수중영상정보를 제2 통신모듈(471)을 통해 영상출력장치(20)로 전송한다.

제어모듈(473)은 영상출력장치(20)로부터 예컨대, 사용자가 머리를 오른쪽으로 30도 회전한 경우에 대한 머리 움직임정보를 수신하는 경우, 상기 머리 움직임정보에 대응되는 방향에 대해 카메라부(160)에서 촬상한 수중영상정보를 제2 통신모듈(471)을 통해 영상출력장치(20)로 전송한다.

저장모듈(474)은 수중영상정보와 추가 수중영상정보를 누적하여 저장하도록 구성된다.

프로그램 업데이트모듈(475)은 외부 서버로부터 수중 원격 무인장치(10)의 동작을 제어하기 위한 새로운 프로그램을 입력받아 기존의 프로그램을 업데이트하도록 구성된다.

도 1을 보면, 네트워크(50)는 수중 원격 무인장치(10), 영상출력장치(20), 사용자 단말기(30), 제어장치(40) 사이의 통신을 수행하며, 2G, 3G, 4G, 무선랜 네트워크, 인터넷 네트워크, 인트라넷 네트워크 및 위성통신 네트워크 등을 포함한 유무선 통신 기술을 이용하여 통신 프로토콜로 데이터를 송수신할 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 수중 원격 무인시스템
10: 수중 원격 무인장치
20: 영상출력장치
30: 사용자 단말기
40: 제어장치
50: 네트워크
110: 몸체
120: 부력재
130: 수평구동부
132: 제1 프로펠러
134: 제1 모터
140: 수직구동부
142: 제2 프로펠러
144: 제2 모터
150: 로봇집게
152: 집게모듈
154: 제3 모터
160: 카메라부
162: VR 카메라모듈
164: 밀폐박스
166: 누수감지센서
168: 제1 위치조절모듈
170: 보조 카메라부
172: 보조 카메라모듈
174: 제2 위치조절모듈
180: 조명부
182, 192: LED 모듈
184: 제3 위치조절모듈
186: 조도센서
188: 수압센서
190: 보조 조명부
194: 제4 위치조절모듈
200: 통신부

Claims

수중을 촬상하여 수중영상정보를 생성하는 카메라부를 구비하고 상기 수중에서 구동되는 수중 원격 무인장치;
사용자의 머리에 착용되어 사용자의 머리 움직임을 감지하고, 상기 수중영상정보를 디스플레이하는 영상출력장치;
상기 수중 원격 무인장치의 움직임을 조종하는 휴대 가능한 사용자 단말기; 및
상기 사용자 단말기 및 상기 영상출력장치의 제어신호에 따라 상기 수중 원격 무인장치의 움직임을 제어하는 제어장치;를 포함하고,
상기 카메라부는 상기 수중을 360도 촬상하여 상기 수중영상정보를 생성하며,
상기 영상출력장치는 상기 사용자의 머리 움직임에 대응되는 방향에 대한 상기 수중영상정보를 디스플레이하는 것을 특징으로 하고,
상기 영상출력장치는,
사용자의 머리에 착용되어 상기 사용자의 눈 전방으로 상기 수중영상정보를 디스플레이하는 디스플레이 패널;
상기 사용자의 머리 움직임에 따라 머리 움직임정보를 검출하는 위치검출기; 및
상기 제어장치와 데이터를 송수신하는 제1 통신모듈;을 포함하며,
상기 수중 원격 무인장치는,
복수의 파이프가 연결되어 구성되는 몸체;
상기 몸체에 위치되는 부력재;
상기 몸체 후측 일단에 배치되고, 상기 몸체가 수평방향으로 이동하도록 수평 구동력을 생성하는 수평구동부;
상기 몸체 중앙에 배치되고, 상기 몸체가 수직방향으로 이동하도록 수직 구동력을 생성하는 수직구동부;
상기 몸체에 전측단에 장착되고, 수중 물체를 파지하는 로봇집게; 및
상기 몸체에 장착되어 360도 촬영이 가능하며, 상기 머리 움직임정보에 따라 구동되는 카메라부; 및
상기 제어장치와 데이터를 송수신하는 통신부;를 포함하고,
상기 수중 원격 무인장치는,
상기 수중의 조도를 센싱하여 조도정보를 생성하고, 수압을 측정하여 수심정보를 생성하며, 상기 조도정보 또는 상기 수심정보에 따라 LED 모듈을 제어하는 조명부;를 포함하며,
상기 조명부는,
상기 LED 모듈;
상기 조도정보를 생성하는 조도센서;
상기 수심정보를 생성하는 수압센서; 및
상기 LED 모듈 일측에 일단이 연결되고 상기 몸체에 타단이 연결되어 상기 LED 모듈의 위치를 이동시키는 위치조절모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 원격 무인시스템.
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청구항 1에 있어서, 상기 카메라부는,
360도 촬영이 가능한 VR 카메라모듈;
상기 VR 카메라모듈을 감싸며 방수되도록 구비되는 투명 밀폐박스;
상기 투명 밀폐박스 내부에 설치되어 누수 여부를 감지하여 누수발생신호를 생성하는 누수감지센서; 및
상기 투명 밀폐박스 일측에 일단이 연결되고 상기 몸체에 타단이 연결되어 상기 투명 밀폐박스의 위치를 이동시키는 위치조절모듈;
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 원격 무인시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 제어장치는,
상기 누수발생신호를 수신하는 경우, 상기 영상출력장치로 상기 누수발생신호에 대응되는 경고알림정보를 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 수중 원격 무인시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 제어장치는,
상기 누수발생신호를 수신한 후 기 설정된 시간이 경과하는 경우, 상기 수직구동부를 제어하여 상기 수중 원격 무인장치를 수면 위로 조종하는 것을 특징으로 하는 수중 원격 무인시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 수중 원격 무인장치는,
상기 몸체에 신축 가능하게 구비되어 상기 제어장치의 조정에 따라 상기 수중을 촬상하여 추가 수중영상정보를 생성하는 보조 카메라부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 원격 무인시스템.
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청구항 1에 있어서, 상기 조명부는,
상기 머리 움직임정보에 대응하는 방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는 수중 원격 무인시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 사용자 단말기는,
상기 수평구동부를 제어하여 상기 몸체를 수평방향으로 움직이는 제1 조정부;
상기 수직구동부를 제어하여 상기 몸체를 수직방향으로 움직이는 제2 조정부; 및
상기 로봇집게를 파지하도록 제어하는 제3 조정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 원격 무인시스템.