KR102169721B1 - 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템 - Google Patents
해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102169721B1 KR102169721B1 KR1020190017953A KR20190017953A KR102169721B1 KR 102169721 B1 KR102169721 B1 KR 102169721B1 KR 1020190017953 A KR1020190017953 A KR 1020190017953A KR 20190017953 A KR20190017953 A KR 20190017953A KR 102169721 B1 KR102169721 B1 KR 102169721B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- drone
- station
- maritime
- charged
- communication
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 81
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 13
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 5
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U50/00—Propulsion; Power supply
- B64U50/30—Supply or distribution of electrical power
- B64U50/37—Charging when not in flight
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/12—Inductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
- B60L53/38—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
- B60L53/51—Photovoltaic means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
- B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
- B64D45/04—Landing aids; Safety measures to prevent collision with earth's surface
- B64D45/08—Landing aids; Safety measures to prevent collision with earth's surface optical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U70/00—Launching, take-off or landing arrangements
- B64U70/90—Launching from or landing on platforms
- B64U70/92—Portable platforms
- B64U70/93—Portable platforms for use on a land or nautical vehicle
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
- G08G5/0069—Navigation or guidance aids for a single aircraft specially adapted for an unmanned aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템은 자율비행하면서 영해를 감시하는 복수의 드론; 해상 위를 표류하면서 전력을 생산하여 배터리 충전을 위해 도킹하는 상기 드론에 전력을 공급하는 해상 스테이션; 및 상기 드론 및 해상 스테이션간 무선통신을 가능하도록 통신신호를 제공하는 통신망;을 포함하여 장시간 감시가 가능한 효과가 있고, 드론이 배터리 충전을 위해 육상기지를 왕복함으로 인해 발생하는 불필요한 시간을 아낄 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 바다 표면 위에 띄워져 위치를 확인할 수 있도록 하는 부표를 드론 해상 스테이션으로 활용하여 드론이 비행하는데 필요한 전원을 공급해 주도록 함으로써 24시간 비행이 가능해 결과적으로 24시간 해상감시가 가능한 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템에 관한 것이다.
국내 영해에 중국 어선들이 불법적으로 들어와 무분별한 어획 활동으로 국내 어민들이 피해를 입고 있다. 이를 막기 위해 해경에서 지속적인 감시를 하고 있지만 유인으로 24시간 내내 감시할 수 없어 실질적으로 불법어법을 감시하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다.
이런 문제점을 해결하기 위해 해양 수산부에서는 2022년부터 드론을 투입하여 무인으로 해상을 감시할 계획이지만, 실제로 드론은 중간에 전력공급 없이 탑재된 배터리만으로 1시간 이상 비행하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 드론이 배터리 충전을 위해 기지로 이동하는 시간을 제외하면 실제로 새상을 감시할 수 있는 시간이 많지 않아 감시효율이 떨어지는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 본 발명은 바다 표면 위에 띄워져 위치를 확인할 수 있도록 하는 부표를 드론 해상 스테이션으로 활용하여 드론이 비행하는데 필요한 전원을 공급해 주도록 함으로써 24시간 해상감시가 가능한 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 제공을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템은 자율비행하면서 영해를 감시하는 복수의 드론; 해상 위를 표류하면서 전력을 생산하여 배터리 충전을 위해 도킹하는 상기 드론에 전력을 공급하는 해상 스테이션; 및 상기 드론 및 해상 스테이션간 무선통신을 가능하도록 통신신호를 제공하는 통신망;을 포함하는 것을 특징으로 한다
바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 드론은 비행을 제어하는 드론 제어부; 상기 통신망 내에서 상기 해상 스테이션과 통신을 가능하게 하는 인터넷 통신모듈; 상기 해상 스테이션과의 근거리 통신을 통해 수집한 감시 데이터를 상기 해상 스테이션에 전송하기 위한 근거리 통신모듈; 비행에 필요한 전원을 공급하고 방전시 상기 해상 스테이션에서 충전되는 배터리; 및 상기 해상 스테이션과의 상대적인 위치를 확인하여 비행을 결정하기 위한 GPS 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 상기 해상 스테이션은 상기 통신망 내에서 상기 드론과 무선통신을 하고, 상기 드론으로부터 전달받은 감시 데이터를 지상의 관리자 단말기 또는 관리 기관 서버에 전달하기 위한 인터넷 통신부; 근거리 통신을 통해 상기 드론과 데이터를 송수신하는 근거리 통신부; 방전된 배터리를 충전시키기 위해 적어도 한대 이상의 상기 드론이 착륙하는 도킹부; 상기 도킹부에 착륙이 완료되면 상기 에너지 저장부에 저장된 전기에너지를 상기 드론의 배터리에 충전시키는 스테이션 제어부; 및 전기에너지를 생성하여 상기 에너지 저장부에 저장하는 태양광 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 해상 스테이션은 하부에 케이블로 연결되어 바다 속에 위치하며, 조류에 의해 전기에너지를 발생시키는 수중 발전기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 수중 발전기는 밀물과 썰물에 의해 발생하는 조류로 회전하는 조류날개; 상기 조류날개의 회전력을 전달받아 전기에너지를 생성하는 발전모듈; 및 일단이 상기 조류날개의 중심에 결합되고, 타단이 상기 발전모듈의 회전축에 연결되어, 상기 조류날개의 회전력을 상기 발전모듈에 전달하는 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 해상 스테이션은 3축 자이로스코프와 3축 가속도계, 및 기압계로 이뤄진 센서 장치인 IMU(Inertial Measurement Unit)를 포함하여 주위 요소의 동요나 기울어짐에 관계없이 수평상태를 유지하기 위한 짐벌(Gimbal);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 해상 스테이션은 상기 수중 조류발전기와 상이한 깊이에 형성되고, 스크류, 상기 스크류를 회전시키기 위한 모터, 및 방향을 전환하기 위한 방향타(Rudder)로 구성되어 상기 드론의 비행에 따라 근거리 통신이 가능한 반경 내에 위치하도록 이동시키는 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템은 해상 위를 표류하면서 태양열 또는 조류에 의해 전력을 생산하여 배터리 충전을 위해 도킹하는 드론에 전력을 공급할 수 있는 해상 스테이션을 포함하여 장시간 감시가 가능한 효과가 있고, 드론이 배터리 충전을 위해 육상기지를 왕복함으로 인해 발생하는 불필요한 시간을 아낄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 개념도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 드론 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 해상 스테이션 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 수중 발전기 내부 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 드론 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 해상 스테이션 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 수중 발전기 내부 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 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.
본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템의 개념도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템은 복수의 드론(100), 해상 스테이션(200), 및 통신망(300)을 포함한다.
상기 드론(100)은 특정 좌표를 기준으로 기설정된 지역의 해상을 자율비행하면서 영해를 감시한다.
즉, 상기 드론(100)은 복수개가 각각 특정 지역을 분담하여 입력된 좌표지역을 자율비행하면서 영해를 감시한다.
상기 해상 스테이션(200)은 상기 드론(100)의 비행범위 내의 해상 위를 표류하면서 자체적으로 전력을 생산하여 배터리가 방전된 드론(100)이 도킹하면, 해당 드론에 전력을 공급하여 배터리를 충전시킨다.
상기 통신망(300)은 지상에 위치하여 상기 해상 스테이션(200)과 상기 드론(100)에 통신신호를 제공하여 상기 해상 스테이션과 상기 드론(100)이 무선통신을 가능하게 한다.
또한, 상기 통신망(300)은 근해를 이동하거나 정박 중인 선박에 통신신호를 전달하고, 선박의 중계기에서 통신신호가 상기 드론(100) 또는 해상 스테이션(200)에 전달되도록 함으로써 원거리에 있는 드론(100)과 해상 스테이션(200)에 통신신호를 전달할 수 있다.
이하에서, 도 2를 참조하여 상기 드론(100)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 드론(100)은 드론 제어부(110) 인터넷 통신모듈(120), 근거리 통신모듈(130), 배터리(140), 및 GPS 모듈(150)을 포함한다.
물론, 상기 드론(100)은 구동모터, 블레이드, 감시카메라 등을 포함하지만, 본 발명에서의 특징적이 내용만을 기재하기 위해 불필요한 구성에 대한 설명은 생략한다.
상기 인터넷 통신모듈(120)은 상기 드론(100)이 상기 통신망(300) 내에서 상기 해상 스테이션(200)과 데이터 송수신을 위한 통신을 가능하게 하고, 또는 외부 육지의 관리자 단말기나 관리기관 서버와의 통신을 통해 상기 드론(100)의 감시 데이터를 송신할 수 있도록 한다.
한편, 상기 근거리 통신모듈(130)은 통신장애 발생시 상기 해상 스테이션(200)의 근거리 통신부(230)와의 근거리 통신을 통해 수집한 감시 데이터 등을 상기 해상 스테이션(200)에 전송할 수도 있다.
특히, 상기 드론(100)의 드론 제어부(110)는 통신장애가 발생한 경우, 상기 드론(100)이 감시 데이터와 같은 수집한 데이터를 근거리 통신을 통해 상기 해상 스테이션(200)에 전송하여, 외부로 전송할 수도 있지만, 상기 드론(100)을 해당 통신망에서 벗어나 통신이 가능한 지역으로 비행시켜 통신이 이루어지도록 한 후, 근거리 통신을 통해 원래의 위치로 비행할 수 있도록 제어할 수 있는 것이 바람직하다.
이때, 상기 드론 제어부(110)는 통신장애시, 상기 드론(100)을 해당 통신망에서 벗어나 통신이 가능한 지역으로 비행시키되, 근거리 통신이 가능한 범위에서 통신가능한 통신망을 찾도록 상기 드론(100)을 제어하는 것이 바람직하다.
또는 상기 드론 제어부(110)는 상기 드론이 근거리 통신 가능한 지역을 벗어나더라도 상기 GPS모듈(150)에 의한 드론(100)의 위치를 확인하고, 상기 해상 스테이션(200)의 위치로 비행시켜 원래의 위치로 비행할 수 있도록 제어할 수 있는 것이 바람직하다.
이하에서, 도 3을 참조하여 상기 해상 스테이션(200)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 해상 스테이션(200)은 스테이션 제어부(210), 인터넷 통신부(220), 근거리 통신부(230), 도킹부(240), 태양광 모듈(250), 수중 조류발전기(260), 짐벌(270), 에너지 저장부(280), 및 구동부(290)를 포함한다.
상기 인터넷 통신부(220)는 상기 통신망(300) 내에서 상기 드론(100)과 무선통신을 하고, 드론(100)으로부터 전달받은 감시 데이터 등을 지상의 관리자 단말기 또는 관리 기관 서버에 제공한다.
또한, 상기 인터넷 통신부(220)는 심해의 해저케이블과 연결되어 외부와의 통신도 가능하다.
상기 근거리 통신부(230)는 블루투스, NFC 등과 같이 근거리 통신을 통해 상기 드론(100)과 데이터 교환을 가능하게 한다.
특히, 상기 해상 스테이션(200)은 인터넷 통신부(220)와 근거리 통신부(230)를 모두 포함하여, 하이브리드 방식으로 상기 드론(100)과 통신이 가능한데, 통신장애로 인해 상기 드론(100)과 인터넷 통신이 불가능한 경우, 근거리 통신부(230)에 의한 통신으로 드론(100)이 감시한 데이터를 전달받을 수 있다.
이후, 상기 해상 스테이션(200)은 심해의 해저케이블을 이용해 외부와의 통신으로 상기 드론(100)이 수집한 데이터를 외부 기관에 전달할 수 있다.
상기 도킹부(240)는 상기 드론(100)이 착륙할 수 있는 공간으로 적어도 한대이상의 드론(100)이 착륙하여 방전된 배터리의 충전이 가능하게 한다.
즉, 상기 드론(100)이 상기 해상 스테이션(200)과의 유무선 통신을 통해 상기 도킹부(260)에 도킹이 완료되면, 상기 스테이션 제어부(210)는 상기 에너지 저장부(280)에 저장된 전기에너지를 상기 드론(100)의 배터리에 충전시킨다.
상기 태양광 모듈(250)은 상기 해상 스테이션(200) 표면에 태양광 셀이 부착되어 형성된 것으로, 태양열을 전기에너지로 변환하여 생성한 전기를 상기 에너지 저장부(280)에 저장한다.
상기 수중 발전기(260)는 상기 해상 스테이션(200)의 하부에 케이블로 연결되어 바다 속에 위치하며, 조류에 따라 방향을 전환하면서 전기에너지를 발생시킨다.
보다 구체적으로, 상기 수중 발전기(260)는 도 4에 도시된 바와 같이 조류날개(261), 샤프트(263), 발전모듈(262), 및 내부 배터리(264)를 포함한다.
상기 조류날개(261)는 밀물과 썰물 때문에 일어나는 바닷물의 흐름에 따라 발생하는 조류에 의해 회전한다.
상기 샤프트(263)는 일단이 상기 조류날개(261)의 중심에 결합되고, 타단이 상기 발전모듈(262)의 회전축에 연결되어, 상기 조류날개(261)의 회전력을 상기 발전모듈(262)에 전달한다.
상기 발전모듈(262)은 회전축이 상기 샤프트(263)의 타단에 연결되어 상기 조류날개(261)의 회전력을 전달받아 전기에너지를 생성한다.
상기 내부 배터리(264)는 상기 발전모듈(262)에서 생성된 전기에너지를 충전한다.
한편, 상기 발전모듈(262)에서 생성된 전기에너지 상기 내부 배터리(264)에 저장될 수도 있지만, 케이블로 연결된 상기 해상 스테이션(200)의 에너지 저장부(280)에 저장되는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 바다의 수면을 표류하는 상기 해상 스테이션(200)은 파도에 의해 기울어짐 또는 흔들림이 빈번하게 발생하여 상기 드론(100)의 도킹에 어려움이 있어, 해당 어려움을 해결하기 위해 짐벌(Gimbal:270)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 짐벌(Gimbal:270)은 3축 자이로스코프와 3축 가속도계, 기압계 등으로 이뤄진 센서 장치인 IMU(Inertial Measurement Unit)를 포함하여, 상기 해상 스테이션(200)가 물이나 공기 등 주위 요소의 동요나 기울어짐에도 관계없이 수평 상태를 유지시켜 준다.
상기 구동부(290)는 스크류와 상기 스크류를 회전시키기 위한 모터, 그리고 선박의 방향을 전환하기 위한 방향타(Rudder)로 구성되고, 상기 수중 조류발전기(260)와 상이한 깊이에 형성되어 상기 드론(100)의 비행에 따라 근거리 통신이 가능한 일정 반경 내에 위치하도록 상기 해상 스테이션(200)을 이동시킨다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 드론
110 : 드론 제어부 120 : 인터넷 통신모듈
130 : 근거리 통신모듈 140 : 배터리
150 : GPS 모듈
200 : 해상 스테이션
210 : 스테이션 제어부 220 : 인터넷 통신부
230 : 근거리 통신부 240 : 도킹부
250 : 태양광 모듈 260 : 수중 조류발전기
261 : 조류날개
262 : 발전모듈
263 : 샤프트
264 : 내부 배터리
270 : 짐벌
280 : 에너지 저장부
290 : 구동부
300 : 통신망
110 : 드론 제어부 120 : 인터넷 통신모듈
130 : 근거리 통신모듈 140 : 배터리
150 : GPS 모듈
200 : 해상 스테이션
210 : 스테이션 제어부 220 : 인터넷 통신부
230 : 근거리 통신부 240 : 도킹부
250 : 태양광 모듈 260 : 수중 조류발전기
261 : 조류날개
262 : 발전모듈
263 : 샤프트
264 : 내부 배터리
270 : 짐벌
280 : 에너지 저장부
290 : 구동부
300 : 통신망
Claims (7)
- 자율비행하면서 영해를 감시하는 복수의 드론;
해상 위를 표류하면서 전력을 생산하여 배터리 충전을 위해 도킹하는 상기 드론에 전력을 공급하는 해상 스테이션; 및
상기 드론 및 해상 스테이션간 무선통신을 가능하도록 통신신호를 제공하는 통신망;을 포함하고,
상기 해상 스테이션은
3축 자이로스코프와 3축 가속도계, 및 기압계로 이뤄진 센서 장치인 IMU(Inertial Measurement Unit)를 포함하여 주위 요소의 동요나 기울어짐에 관계없이 수평상태를 유지하기 위한 짐벌(Gimbal);을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 드론은
비행을 제어하는 드론 제어부;
상기 통신망 내에서 상기 해상 스테이션과 통신을 가능하게 하는 인터넷 통신모듈;
상기 해상 스테이션과의 근거리 통신을 통해 수집한 감시 데이터를 상기 해상 스테이션에 전송하기 위한 근거리 통신모듈;
비행에 필요한 전원을 공급하고 방전시 상기 해상 스테이션에서 충전되는 배터리; 및
상기 해상 스테이션과의 상대적인 위치를 확인하여 비행을 결정하기 위한 GPS 모듈;을 포함하는 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 해상 스테이션은
상기 통신망 내에서 상기 드론과 무선통신을 하고, 상기 드론으로부터 전달받은 감시 데이터를 지상의 관리자 단말기 또는 관리 기관 서버에 전달하기 위한 인터넷 통신부;
근거리 통신을 통해 상기 드론과 데이터를 송수신하는 근거리 통신부;
방전된 배터리를 충전시키기 위해 적어도 한대 이상의 상기 드론이 착륙하는 도킹부;
상기 도킹부에 착륙이 완료되면 에너지 저장부에 저장된 전기에너지를 상기 드론의 배터리에 충전시키는 스테이션 제어부; 및
전기에너지를 생성하여 상기 에너지 저장부에 저장하는 태양광 모듈;을 포함하는 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 해상 스테이션은
하부에 케이블로 연결되어 바다 속에 위치하며, 조류에 의해 전기에너지를 발생시키는 수중 발전기;를 더 포함하는 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템.
- 제 4항에 있어서,
상기 수중 발전기는
밀물과 썰물에 의해 발생하는 조류로 회전하는 조류날개;
상기 조류날개의 회전력을 전달받아 전기에너지를 생성하는 발전모듈; 및
일단이 상기 조류날개의 중심에 결합되고, 타단이 상기 발전모듈의 회전축에 연결되어, 상기 조류날개의 회전력을 상기 발전모듈에 전달하는 샤프트;를 포함하는 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템.
- 삭제
- 제 5항에 있어서,
상기 해상 스테이션은
상기 수중 발전기와 상이한 깊이에 형성되고, 스크류, 상기 스크류를 회전시키기 위한 모터, 및 방향을 전환하기 위한 방향타(Rudder)로 구성되어 상기 드론의 비행에 따라 근거리 통신이 가능한 반경 내에 위치하도록 이동시키는 구동구;를 더 포함하는 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190017953A KR102169721B1 (ko) | 2019-02-15 | 2019-02-15 | 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190017953A KR102169721B1 (ko) | 2019-02-15 | 2019-02-15 | 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200099827A KR20200099827A (ko) | 2020-08-25 |
KR102169721B1 true KR102169721B1 (ko) | 2020-10-26 |
Family
ID=72292744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190017953A KR102169721B1 (ko) | 2019-02-15 | 2019-02-15 | 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102169721B1 (ko) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112389219A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-23 | 大强信息技术(深圳)有限公司 | 一种用于海上无人机的充电平台系统 |
KR102340116B1 (ko) * | 2021-05-12 | 2021-12-17 | 한화시스템 주식회사 | 무인 수상정 내 드론 탑재를 위한 충전 시스템 및 충전 방법 |
KR102640790B1 (ko) * | 2021-12-28 | 2024-02-28 | (주)한컴인스페이스 | 상대적인 풍속 보정 기능을 갖는 유선 드론 시스템 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101016456B1 (ko) * | 2009-02-16 | 2011-02-21 | 주식회사 포스코건설 | 조류발전장치 |
KR20170040961A (ko) * | 2015-10-06 | 2017-04-14 | 엘지이노텍 주식회사 | 무인비행체 무선충전 시스템 및 이의 구동 방법 |
KR20170061865A (ko) * | 2015-11-27 | 2017-06-07 | 한국항공우주연구원 | 드론 해상기지 시스템 및 그 제어방법과 이를 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록매체 |
KR101911046B1 (ko) | 2016-10-31 | 2018-10-24 | 주식회사 휴인스 | 산불감시 및 교량수위감시 모드를 갖는 드론 시스템 |
-
2019
- 2019-02-15 KR KR1020190017953A patent/KR102169721B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200099827A (ko) | 2020-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102169721B1 (ko) | 해상 스테이션에서 충전되는 드론을 이용한 해상 감시 시스템 | |
US11685478B2 (en) | Wind-powered computing buoy | |
US20210001700A1 (en) | Reconfigurable battery-operated vehicle system | |
JP6883461B2 (ja) | 無人飛行体を用いた水中調査システム及び水中調査方法 | |
US7077072B2 (en) | Unmanned underwater vehicle turbine powered charging system and method | |
US20190100108A1 (en) | Robotic Vehicle Renewable Resource Charging Station Management Systems and Methods | |
US9321529B1 (en) | Hybrid mobile buoy for persistent surface and underwater exploration | |
US7000560B2 (en) | Unmanned underwater vehicle docking station coupling system and method | |
US11312463B2 (en) | Systems and methods for retractable marine power generation | |
JP6797145B2 (ja) | 水中探査を行うシステム及び遠隔制御装置 | |
JP7122215B2 (ja) | 飛行体システム | |
JP6715281B2 (ja) | 水中探査を行うシステム及び情報処理装置 | |
WO2019204319A1 (en) | Underwater free space optical communication systems | |
US20200255145A1 (en) | System and method for underwater deployment of a payload | |
US11711135B1 (en) | Nautical ground station | |
KR102129899B1 (ko) | 해양 등부표를 활용한 드론 격납 장치 및 방법 | |
Nishida et al. | Development of an autonomous buoy system for AUV | |
EP3823896A1 (en) | Autonomous aerial vehicle system | |
JP2021049985A (ja) | 無人飛行体を用いた水中調査システム及び水中調査方法 | |
US20240116605A1 (en) | nautical Ground Station | |
KR102172247B1 (ko) | 해상정찰 드론을 위한 충전시스템 | |
Shah | Design considerations for engineering autonomous underwater vehicles | |
Zeng et al. | Performance of the portable autonomous observation system | |
CN117811635A (zh) | 一种能够抵御台风的海上通信中继节点及海上通信平台 | |
Manda et al. | A low cost system for autonomous surface vehicle based hydrographic survey |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |