KR102200678B1 - Underwater robot using optical communication - Google Patents

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KR102200678B1 KR1020180129310A KR20180129310A KR102200678B1 KR 102200678 B1 KR102200678 B1 KR 102200678B1 KR 1020180129310 A KR1020180129310 A KR 1020180129310A KR 20180129310 A KR20180129310 A KR 20180129310A KR 102200678 B1 KR102200678 B1 KR 102200678B1
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Abstract

광통신을 이용한 수중 로봇이 제시된다. 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은, 선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공하는 선단부; 상기 선체의 자세를 제어하는 자세 제어부; 상기 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성되는 항법 제어부; 상기 선체의 속도를 계측하는 센서부; 및 상기 선체의 타측에 구성되어 상기 선체에 추진력을 제공하는 추진부를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부 중 적어도 어느 둘 이상에는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다.An underwater robot using optical communication is presented. An underwater robot using optical communication according to an embodiment includes a front end portion configured at a front portion of a hull to provide information on an external obstacle or ground; A posture control unit for controlling the posture of the hull; A navigation control unit including a navigation system and a control system providing navigation for the movement of the hull; A sensor unit that measures the speed of the hull; And a propulsion unit configured on the other side of the hull to provide a propulsion force to the hull. Here, at least any two or more of the front end, the attitude control unit, the navigation control unit, the sensor unit, and the propulsion unit are each configured with an optical communication module to be connected to each other through optical communication.

Figure R1020180129310
Figure R1020180129310

Description

광통신을 이용한 수중 로봇{UNDERWATER ROBOT USING OPTICAL COMMUNICATION}Underwater robot using optical communication {UNDERWATER ROBOT USING OPTICAL COMMUNICATION}

아래의 실시예들은 광통신을 이용한 수중 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇에 관한 것이다. The following embodiments relate to an underwater robot using optical communication, and more particularly, to an underwater robot using optical communication that does not require the use of a connector.

일반적으로 수중 로봇에서 무인 잠수정은 크게 원격 조종 무인 잠수정 (Romotely Operated Vehicle, ROV)과 자율 무인 잠수정(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)으로 분류할 수 있다. In general, in underwater robots, unmanned submarines can be largely classified into a remotely operated unmanned vehicle (ROV) and an autonomous unmanned vehicle (AUV).

원격 조종 무인 잠수정(ROV)는 모선과 연결된 케이블을 통하여 운용에 필요한 전원을 공급받고 제어 신호를 통하여 조종되는 무인 잠수정이며, 자율 무인 잠수정(AUV)는 운용에 필요한 전원을 공급할 배터리를 내장하고 모선과의 케이블 연결 없이 설계된 프로그램에 의하여 스스로 움직이는 무인 잠수정이다. 원격 조종 무인 잠수정(ROV)는 함체의 움직임뿐만 아니라 해양 샘플의 수집을 위하여 장착된 로봇팔의 움직임까지 모선에서 조종되는 반면, 자율 무인 잠수정(AUV)는 RF 통신과 같은 다양한 무선 통신을 통하여 작전 시작시 전달된 임무를 고도의 자율성(autonomy)을 가지고 스스로 실행해야 하기 때문에 더 많은 전자장치를 필요로 하며, 그러므로 더 높은 차원의 제어가 필요하다. A remotely controlled unmanned submarine (ROV) is an unmanned submarine that receives power necessary for operation through a cable connected to the mother ship and is controlled through a control signal. It is an unmanned submarine that moves by itself by a program designed without connecting cables. Remotely controlled unmanned vehicles (ROVs) control not only the movement of the ship, but also the movement of robotic arms mounted to collect marine samples from the mothership, while the autonomous unmanned vehicle (AUV) starts operations through various wireless communications such as RF communication. Since it has to perform the task delivered by itself with a high degree of autonomy, more electronic devices are required, and therefore a higher level of control is required.

또한, 자율 무인 잠수정(AUV)는 프로펠러 추진기를 사용하여 운용되는 전통적인 자율 무인 잠수정과, 일반적인 무인 잠수정과 달리 부력 조절 장치를 이용하여 추진력을 얻는 수중 글라이더로 분류될 수 있다.In addition, the autonomous unmanned submersible (AUV) can be classified into a traditional autonomous unmanned submersible operated using a propeller propulsion, and an underwater glider that obtains propulsion using a buoyancy control device unlike a general unmanned submersible.

한편, 이러한 수중 로봇은 추진부, 센서부, 자세 제어부 그리고 제어부 간의 전력공급과 신호전달은 고가의 방수용 케이블을 사용한다. 케이블은 암수로 구성되며 방수를 위해 매우 빡빡하게 구성되어 삽입이 용이하지 않아 이들의 결합과 분리가 용이하지 않을 뿐 아니라, 항상 주변의 물에 노출되어 결합 및 분리 시에 물이 침입할 가능성이 높다. Meanwhile, the underwater robot uses an expensive waterproof cable for power supply and signal transmission between the propulsion unit, the sensor unit, the attitude control unit, and the control unit. Cables are composed of male and female and are very tight for waterproofing, so they are not easy to connect and separate because they are not easy to insert, and there is a high possibility of water intrusion during bonding and separation due to exposure to surrounding water all the time. .

한국공개특허 10-2009-0015248호는 이러한 소형 자율무인잠수정 테스트베드에 관한 것으로, 일련의 유사 AUV(Autonomous Underwater Vehicle)들에 대한 표준 전형으로서의 역할을 수행하기 위한 소형 자율무인잠수정 테스트베드에 관한 기술을 기재하고 있다. Korean Patent Publication No. 10-2009-0015248 relates to such a small autonomous unmanned submersible test bed, and a technology related to a small autonomous unmanned submersible test bed to serve as a standard model for a series of similar Autonomous Underwater Vehicles (AUVs). Is described.

한국공개특허 10-2009-0015248호Korean Patent Publication No. 10-2009-0015248

실시예들은 광통신을 이용한 수중 로봇에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇에 관한 기술을 제공한다. The embodiments describe an underwater robot using optical communication, and more specifically, provide a technology regarding an underwater robot using optical communication that does not require the use of a connector.

실시예들은 수중 로봇의 각 구성을 모듈화하고 모듈화된 각 구성 간에 광통신 모듈을 통해 통신함으로써, 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공하는데 있다. Embodiments are to provide an underwater robot using optical communication that does not require the use of a connector by modularizing each component of the underwater robot and communicating between the modularized components through an optical communication module.

또한, 실시예들은 외부와 광통신에 의해 정보를 송수신함으로써, 침수 문제를 해결할 수 있는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공하는데 있다. In addition, embodiments are to provide an underwater robot using optical communication capable of solving a flood problem by transmitting and receiving information through optical communication with the outside.

일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은, 선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공하는 선단부; 상기 선체의 자세를 제어하는 자세 제어부; 상기 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성되는 항법 제어부; 상기 선체의 속도를 계측하는 센서부; 및 상기 선체의 타측에 구성되어 상기 선체에 추진력을 제공하는 추진부를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부 중 적어도 어느 둘 이상에는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다. An underwater robot using optical communication according to an embodiment includes a front end portion configured at a front portion of a hull to provide information on an external obstacle or ground; A posture control unit for controlling the posture of the hull; A navigation control unit including a navigation system and a control system providing navigation for the movement of the hull; A sensor unit that measures the speed of the hull; And a propulsion unit configured on the other side of the hull to provide a propulsion force to the hull. Here, at least any two or more of the front end, the attitude control unit, the navigation control unit, the sensor unit, and the propulsion unit are each configured with an optical communication module to be connected to each other through optical communication.

상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부는 각각 모듈화되어, 상기 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납될 수 있다. The distal end, the attitude control unit, the navigation control unit, the sensor unit, and the propulsion unit are each modularized, and may be stored in the hull as independent modules.

상기 자세 제어부는, 피칭 자세 또는 롤 자세를 제어할 수 있다. The posture controller may control a pitching posture or a roll posture.

상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부는, 각각 무선 충전이 가능한 무선 충전 배터리를 포함할 수 있다. The attitude control unit and the navigation control unit may each include a wireless rechargeable battery capable of wireless charging.

상기 항법 제어부는, 수중에서 사용되는 센서로부터 계측된 정보를 저장하는 메모리; 상기 메모리에 저장된 정보를 내부에서 회수하기 위해 상기 선체의 벽면에 구성되는 광통신 모듈; 및 외부와 무선으로 연결되어 상기 메모리에 저장된 정보를 송신하거나 외부로부터 상기 선체를 제어하기 위한 명령을 수신하는 외부 통신부를 포함할 수 있다. The navigation control unit may include a memory for storing information measured from a sensor used underwater; An optical communication module configured on a wall of the hull to retrieve information stored in the memory inside; And an external communication unit wirelessly connected to the outside and transmitting information stored in the memory or receiving a command for controlling the hull from the outside.

상기 항법 제어부의 외부 통신부는, 상기 항법 제어부의 선체 벽면에 광통신 입출력부가 설치되어 상기 메모리에 저장된 정보를 무선을 통해 외부와 통신하여 송신하고, 상기 선체를 제어하기 위한 명령을 수신할 수 있다. The external communication unit of the navigation control unit may be provided with an optical communication input/output unit on a wall surface of the hull of the navigation control unit to transmit information stored in the memory through wireless communication with the outside, and receive a command for controlling the hull.

상기 선단부와 상기 자세 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 선단부와 상기 자세 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 선단부 및 상기 자세 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다. The distal end and the posture control unit are separated and disposed by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the distal end and the posture control unit to transmit and receive information through optical communication between the distal end and the posture control unit. I can.

상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다. The attitude control unit and the navigation control unit are separated and arranged by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the attitude control unit and the navigation control unit, so that information through optical communication between the attitude control unit and the navigation control unit Can send and receive.

상기 항법 제어부와 상기 추진부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 항법 제어부와 상기 추진부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 광통신에 의해 상기 항법 제어부의 제어 시스템에서 상기 추진부의 추진기로 제어 신호를 송신하고, 상기 추진부의 추진기에서 상기 항법 제어부의 제어 시스템으로 추진기의 속도 신호를 송신할 수 있다. The navigation control unit and the propulsion unit are separated and disposed by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the navigation control unit and the driving unit, and the driving unit in the control system of the navigation control unit by optical communication. A control signal may be transmitted to the thruster, and a speed signal of the thruster may be transmitted from the thruster of the thruster to the control system of the navigation control unit.

상기 센서부와 상기 항법 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 센서부와 상기 항법 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 센서부와 상기 항법 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다. The sensor unit and the navigation control unit are separated and disposed by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the sensor unit and the navigation control unit, and information through optical communication between the sensor unit and the navigation control unit Can send and receive.

다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은, 선체에 구성되어 센서 정보를 제공하는 센서부; 상기 선체의 이동을 위한 제어 및 내부 제어를 위한 제어부; 및 상기 선체에 추진력을 제공하는 추진부를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 상기 센서부, 상기 제어부 및 상기 추진부는 각각 모듈화되어 상기 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납되며, 격납 분리판에 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다. An underwater robot using optical communication according to another embodiment includes: a sensor unit configured in a hull to provide sensor information; A control unit for control and internal control for movement of the hull; And a propulsion unit providing propulsion to the hull. Here, the sensor unit, the control unit, and the propulsion unit are each modularized and stored as independent modules in the hull, respectively, and optical communication modules are configured on the storage separation plate to be connected to each other through optical communication.

실시예들에 따르면 수중 로봇의 각 구성을 모듈화하고 모듈화된 각 구성 간에 광통신 모듈을 통해 통신함으로써, 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공할 수 있다. According to embodiments, by modularizing each component of the underwater robot and communicating between the modularized components through an optical communication module, it is possible to provide an underwater robot using optical communication that does not require the use of a connector.

또한, 실시예들에 따르면 외부와 광통신에 의해 정보를 송수신함으로써, 침수 문제를 해결할 수 있는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공할 수 있다. In addition, according to embodiments, it is possible to provide an underwater robot using optical communication capable of solving the flooding problem by transmitting and receiving information through optical communication with the outside.

도 1은 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇을 내부 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇의 내부 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇의 내부 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view schematically showing an underwater robot using optical communication according to an embodiment.
2 is a diagram schematically showing an internal structure of an underwater robot using optical communication according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating an internal system of an underwater robot using optical communication according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram for explaining an internal system of an underwater robot using optical communication according to another embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. In the drawings, the shapes and sizes of elements may be exaggerated for clearer explanation.

도 1은 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇을 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a diagram schematically showing an underwater robot using optical communication according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(100)은 선체의 전방부(10), 선체의 본체부(20) 및 선체의 후방부(30)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, the underwater robot 100 using optical communication according to an embodiment may include a front portion 10 of a hull, a body portion 20 of the hull, and a rear portion 30 of the hull.

선체의 전방부(10)는 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공할 수 있으며, 선체의 본체부(20)는 선체의 이동을 위한 제어 및 내부 제어를 위한 제어 시스템이 구성될 수 있다. 그리고 선체의 후방부(30)는 선체에 추진력을 제공하는 추진장치 및 날개 등이 구성될 수 있다. The front portion 10 of the hull may provide external obstacles or ground information, and the body portion 20 of the hull may be configured with a control system for controlling the movement of the hull and internal control. And the rear part 30 of the hull may be configured with a propulsion device and wings, etc. that provide propulsion to the hull.

이러한 선체는 섬유강화수지(FRP, fiber reinforced plastic) 등과 같이 높은 내식성을 가지면서도 깊은 수심에서 변형/파손 없이 외형을 유지할 수 있는 고강도의 소재로 구비됨이 바람직하다. Such a hull is preferably provided with a high-strength material that can maintain its appearance without deformation/damage in deep water while having high corrosion resistance, such as fiber reinforced plastic (FRP).

광통신을 이용한 수중 로봇(100)의 구조는 분리 가능한 다수 개의 마디(Segment)로 연결되어 구획 분할 및 장비의 탑재가 가능하도록 형성된 모듈(Module)형으로 구성될 수 있다. 이러한 모듈형 내압 선체는 장거리 운송시에도 중장비가 필요 없는 편리함을 가지고 있다.The structure of the underwater robot 100 using optical communication may be configured in a module type that is connected by a plurality of detachable segments to allow division of divisions and mounting of equipment. This modular pressure resistant hull has the convenience of not requiring heavy equipment even during long-distance transportation.

광통신을 이용한 수중 로봇(100)의 내압 선체는 어뢰를 닮은 모양으로 형성되어 내부 구조는 복수의 마디로 형성되어 있으며, 각각의 마디는 여러 가지 장비를 대기압 상태로 담고 있는 알루미늄 합금 재질의 압력용기와 상기 압력용기를 지지하면서 마디를 형성하는 알루미늄 합금 재질의 프레임 및 부력을 얻고 외형을 구성하는 복합재료 재질의 부력재로 이루어질 수 있다.The pressure-resistant hull of the underwater robot 100 using optical communication is formed in a shape resembling a torpedo, and the internal structure is formed of a plurality of nodes, each node is a pressure vessel made of aluminum alloy that contains various equipment at atmospheric pressure. It may be made of a frame made of aluminum alloy that forms a node while supporting the pressure vessel, and a buoyancy material made of a composite material that obtains buoyancy and constitutes an appearance.

이러한 광통신을 이용한 수중 로봇(100)는 큰 하나의 압력용기 대신 작은 여러 개의 압력용기를 사용함으로써, 전체적으로 크기와 무게를 줄임과 동시에 해저탐사 목적에 따라 장비의 가감이 필요한 경우 해당 장비를 담은 마디를 쉽게 가감하여 사용할 수 있는 모듈형 구조를 채택할 수 있다. The underwater robot 100 using such optical communication uses several small pressure vessels instead of one large pressure vessel, thereby reducing the overall size and weight, and at the same time reducing the node containing the equipment when it is necessary to increase or decrease the equipment according to the purpose of submarine exploration. A modular structure that can be easily adjusted and used can be adopted.

아래에서 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇의 내부 구조를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the internal structure of the underwater robot using optical communication according to an embodiment will be described in more detail.

도 2는 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇을 내부 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 2 is a diagram schematically showing an internal structure of an underwater robot using optical communication according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(100)은 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 2, the underwater robot 100 using optical communication according to an embodiment includes a tip part 110, a posture control part 120, a navigation control part 140, a sensor part 130, and a propulsion part 150. It can be done by doing.

선단부(Nose Cone, 110)는 선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공할 수 있다. 여기서 선단부(110)는 무선으로 전원을 충전하며 수중 로봇의 진행 시에 장애물이나 지면의 정보를 주는 알리미터나 수중 화면 촬영이 가능한 스캐너 소나(Side Scan Sonar)와 같은 센서가 설치될 수 있다. The distal end (Nose Cone, 110) is configured at the front of the hull to provide external obstacles or ground information. Here, the front end 110 may wirelessly charge power, and may be installed with a sensor such as an alarm or a side scan sonar capable of shooting an underwater screen or an alarm that provides information on an obstacle or the ground when the underwater robot proceeds.

자세 제어부(120)는 선체의 자세를 제어할 수 있으며, 예컨대 수중 로봇의 피칭 자세와 롤 자세를 제어할 수 있다. The posture controller 120 may control the posture of the hull, for example, the pitching posture and the roll posture of the underwater robot.

항법 제어부(140)는 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성될 수 있다. 이러한 항법 제어부(140)는 수중에서 사용되는 여러 센서로부터 계측된 정보를 저장하는 메모리가 내장되고, 이 기록된 메모리의 정보를 수중 로봇으로 회수하기 위해 수중 로봇의 선체 벽면에 광통신 모듈을 설치하여 메모리 내의 정보를 수중 로봇의 외부로 통신하여 보내거나 수중 로봇의 제어를 위해 새로운 명령을 수중 로봇으로 보내는 광통신 입출력 장치를 구비할 수 있다. The navigation control unit 140 may be configured with a navigation system and a control system that provides navigation for the movement of the hull. The navigation control unit 140 has a built-in memory for storing information measured from various sensors used underwater, and in order to retrieve the information from the recorded memory to the underwater robot, an optical communication module is installed on the hull wall of the underwater robot. An optical communication input/output device may be provided that communicates and transmits internal information to the outside of the underwater robot or sends a new command to the underwater robot for control of the underwater robot.

한편, 격납된 각 구성에 수중 로봇의 밸런스를 유지하기 위해 에너지를 많이 필요로 하는 자세 제어부(120)와 항법 제어부(140)에 배터리를 각각 배치할 수 있다. Meanwhile, batteries may be disposed in the attitude control unit 120 and the navigation control unit 140, which require a lot of energy in order to maintain the balance of the underwater robot in each stored configuration.

센서부(130)는 선체의 속도를 계측할 수 있다. 예컨대, 센서부(130)는 속도를 계측하는 DVL(Doppler Velocity Logger)을 포함할 수 있다. The sensor unit 130 may measure the speed of the hull. For example, the sensor unit 130 may include a Doppler Velocity Logger (DVL) that measures a velocity.

추진부(150)는 선체의 타측에 구성되어 선체에 추진력을 제공할 수 있다. 예를 들어 추진부(150)는 수중으로 노출되는 프로펠러와 상기 프로펠러를 회전시키는 구동모터를 포함할 수 있다. The propulsion unit 150 may be configured on the other side of the hull to provide propulsion to the hull. For example, the propulsion unit 150 may include a propeller exposed to water and a driving motor that rotates the propeller.

선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)는 각각 모듈화되어, 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납될 수 있다. 여기서, 선체는 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)을 각각의 모듈 혹은 적어도 둘 이상의 조합적인 모듈로 구성하고 독립적인 내압 용기 내에 구성할 수 있다. 이 때 각 모듈의 내압 용기는 필요한 양의 배터리를 내장할 수 있다. 이에 따라 각 모듈 간에 전력선의 연결은 불필요하다.The distal end 110, the attitude control unit 120, the navigation control unit 140, the sensor unit 130, and the propulsion unit 150 are each modularized and may be stored in the hull as independent modules. Here, the hull is composed of the distal end 110, the attitude control unit 120, the navigation control unit 140, the sensor unit 130, and the propulsion unit 150 as respective modules or at least two or more combined modules, and an independent pressure-resistant container Can be configured within. At this time, the pressure-resistant container of each module may contain a required amount of batteries. Accordingly, connection of power lines between each module is unnecessary.

각 모듈 간에는 선체를 원하는 경로로 구동하기 위해서는 센서부(130)로부터의 신호를 항법 제어부(140)에서 받아 추진부(150)나 자세 제어부(120)에 실시간으로 신호를 전송해야 한다. 이러한 신호의 입출력은 저가이고 설치 규모가 작고 용이한 LED 통신 모듈을 이용하여 구성할 수 있다.Between each module, in order to drive the hull in a desired path, a signal from the sensor unit 130 must be received from the navigation control unit 140 and transmitted to the propulsion unit 150 or the attitude control unit 120 in real time. Input and output of these signals can be configured using an LED communication module that is inexpensive, has a small installation scale, and is easy to install.

다시 말하면, 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150) 중 적어도 어느 둘 이상에는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다. 즉, 수중 로봇의 구조를 이루는 각 구성 간에 정보 전달을 위한 전기신호를 제공하는 전선이나 커넥터 없이 광무선 통신으로 정보를 송수신할 수 있다.In other words, at least any two or more of the distal end 110, the attitude control unit 120, the navigation control unit 140, the sensor unit 130, and the propulsion unit 150 are each configured with an optical communication module to be connected to each other through optical communication. That is, information can be transmitted/received through optical wireless communication without wires or connectors that provide electrical signals for information transfer between each component constituting the structure of the underwater robot.

이에 따라 운행을 마친 수중 로봇을 수상으로 끌어올려 재충전할 필요가 없으며 수중에서 자동으로 충전되어 운용이 용이하다. Accordingly, there is no need to recharge the underwater robot by pulling it up to the water, and it is automatically charged in the water for easy operation.

그리고, 수중 로봇이 수중에서 수집한 정보를 회수하기 위해서 수중 로봇의 일부를 개봉하여 수중 로봇 내의 설치된 메모리를 회수하거나 내부 메모리에 전선을 이용하여 통신으로 수중 정보를 회수할 때 발생하는 불편함을 개선할 수 있다. In addition, in order to recover the information collected by the underwater robot, the inconvenience that occurs when opening a part of the underwater robot and recovering the installed memory in the underwater robot or recovering underwater information through communication using a wire in the internal memory is improved. can do.

또한, 수중 로봇의 일부를 개봉하지 않고 광통신 단자를 이용하여 고속으로 수중 정보 회수나 제어 명령을 송수신함으로써, 수중 로봇의 장치 내에 물이 유입되어 쇼트로 인해 정보를 소실하는 문제를 개선할 수 있다. In addition, by not opening a part of the underwater robot and transmitting and receiving underwater information collection or control command at high speed using an optical communication terminal, water is introduced into the apparatus of the underwater robot and information is lost due to a short circuit.

도 3은 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(100)의 내부 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram illustrating an internal system of the underwater robot 100 using optical communication according to an exemplary embodiment.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(100)은 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150) 중 적어도 어느 둘 이상에는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다. 특히, 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)는 각각 모듈화되어, 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납될 수 있다. Referring to FIG. 3, the underwater robot 100 using optical communication according to an embodiment includes a tip portion 110, a posture control unit 120, a navigation control unit 140, a sensor unit 130, and a propulsion unit 150. It can be done by doing. Here, at least any two or more of the distal end 110, the attitude control unit 120, the navigation control unit 140, the sensor unit 130, and the propulsion unit 150 are each configured with an optical communication module to be connected to each other through optical communication. In particular, the distal end 110, the attitude control unit 120, the navigation control unit 140, the sensor unit 130, and the propulsion unit 150 are each modularized, and can be stored in the hull as independent modules.

선단부(110)는 선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공할 수 있다. 선단부(110)는 무선으로 전원을 충전하며 수중 로봇의 진행 시에 장애물이나 지면의 정보를 주는 알리미터나 스캐너 소나와 같은 센서가 설치될 수 있다. The distal end 110 may be configured at the front of the hull to provide external obstacles or ground information. The distal end 110 wirelessly charges power and may be installed with a sensor such as an alarm or a scanner sonar that provides information on an obstacle or the ground when the underwater robot proceeds.

자세 제어부(120)는 선체의 자세를 제어할 수 있다. 예를 들어, 자세 제어부(120)는 피칭 자세 또는 롤 자세를 제어할 수 있다. The posture control unit 120 may control the posture of the hull. For example, the posture controller 120 may control a pitching posture or a roll posture.

이러한 자세 제어부(120)는 배터리를 포함할 수 있다. 특히, 자세 제어부(120)는 무선 충전이 가능한 무선 충전 배터리를 포함할 수 있다. 이와 같이 무선 충전 배터리를 사용하는 경우, 수중 로봇의 회수 후에 배터리의 충전을 위해 수중 로봇을 개봉하지 않고 충전할 수 있다. The posture control unit 120 may include a battery. In particular, the posture control unit 120 may include a wireless rechargeable battery capable of wireless charging. In the case of using the wireless rechargeable battery as described above, it is possible to charge the underwater robot without opening it for charging the battery after the collection of the underwater robot.

선단부(110)와 자세 제어부(120)는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 선단부(110)와 자세 제어부(120) 사이의 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 선단부(110) 및 자세 제어부(120) 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다. The distal end 110 and the posture control unit 120 are arranged to be separated by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the distal end 110 and the posture control unit 120 so that the distal end 110 and the posture control unit It is possible to transmit and receive information between the 120 through optical communication.

항법 제어부(140)는 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성될 수 있으며, 항법 시스템 및 제어 시스템을 방수 격납할 수 있다. The navigation control unit 140 may be configured with a navigation system and a control system providing navigation for the movement of the hull, and waterproof storage of the navigation system and the control system.

그리고 항법 제어부(140)는 배터리를 포함할 수 있다. 특히, 항법 제어부(140)는 무선 충전이 가능한 무선 충전 배터리를 포함할 수 있다. 이와 같이 무선 충전 배터리를 사용하는 경우, 수중 로봇의 회수 후에 배터리의 충전을 위해 수중 로봇을 개봉하지 않고 충전할 수 있다. In addition, the navigation control unit 140 may include a battery. In particular, the navigation control unit 140 may include a wireless rechargeable battery capable of wireless charging. In the case of using the wireless rechargeable battery as described above, it is possible to charge the underwater robot without opening it for charging the battery after the collection of the underwater robot.

항법 제어부(140)는 마이크로프로세서를 포함하는 부분으로 이의 에너지 필요용량을 계산하여 독립적인 모듈로 구성하여 내압 용기로 구성된 수중 로봇의 한 격자에 배터리와 같이 구성하거나 가능하면 센서부(130) 및 자세 제어기와 같이 한 대의 내압 용기 내에 모듈로 구성할 수도 있다.The navigation control unit 140 is a part including a microprocessor and is configured as an independent module by calculating its energy required capacity, and configured as a battery in a grid of an underwater robot composed of a pressure-resistant container, or if possible, the sensor unit 130 and the posture. Like a controller, it can be configured as a module in one pressure-resistant container.

또한, 항법 제어부(140)는 메모리, 광통신 모듈 및 외부 통신부를 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, the navigation control unit 140 may include a memory, an optical communication module, and an external communication unit.

메모리는 수중에서 사용되는 복수의 센서로부터 계측된 정보를 저장할 수 있고, 광통신 모듈은 메모리에 저장된 정보를 내부에서 회수하기 위해 선체의 벽면에 구성될 수 있다. 그리고 외부 통신부는 외부와 무선으로 연결되어 메모리에 저장된 정보를 송신하거나 외부로부터 선체를 제어하기 위한 명령을 수신할 수 있다. The memory may store information measured from a plurality of sensors used underwater, and the optical communication module may be configured on a wall surface of the hull to retrieve information stored in the memory inside. In addition, the external communication unit may be wirelessly connected to the outside to transmit information stored in the memory or receive a command for controlling the hull from the outside.

특히, 외부 통신부는 항법 제어부(140)의 선체 벽면에 광통신 입출력부가 설치되어 메모리에 저장된 정보를 무선을 통해 외부와 통신하여 송신하고, 선체를 제어하기 위한 명령을 수신할 수 있다. 수중 로봇의 선체 벽면에 설치되는 광통신 입출력부를 이용함으로써, 항법 제어부(140) 내의 정보를 저장하는 메모리를 수중 로봇 외부로 개봉 없이 무선으로 수중 로봇의 외부로 통신하여 보내고 수중 로봇의 제어를 위해 새로운 명령을 수중 로봇으로 입력할 수 있다. Particularly, the external communication unit may receive an optical communication input/output unit installed on the hull wall of the navigation control unit 140 to transmit information stored in the memory through wireless communication with the outside, and to receive a command for controlling the hull. By using the optical communication input/output unit installed on the hull wall of the underwater robot, the memory storing information in the navigation control unit 140 is wirelessly communicated to the outside of the underwater robot without opening it to the outside of the underwater robot, and a new command for controlling the underwater robot Can be entered as an underwater robot.

자세 제어부(120) 및 항법 제어부(140)는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 자세 제어부(120) 및 항법 제어부(140) 사이의 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 자세 제어부(120) 및 항법 제어부(140) 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다. The attitude control unit 120 and the navigation control unit 140 are separated and arranged by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the attitude control unit 120 and the navigation control unit 140, and the attitude control unit 120 And it is possible to transmit and receive information between the navigation control unit 140 through optical communication.

센서부(130)는 선체의 속도를 계측할 수 있다. 예컨대, 센서부(130)는 속도를 계측하는 DVL을 포함할 수 있다. 또한, 센서부(130)는 IMU, GPS, 압력센서 등을 더 포함할 수 있다. 이에, 센서부(130)는 DVL, IMU, GPS, 및 압력센서 등을 구동하기 위해 전력이 필요하다. 이들을 같은 내압 용기 내에 넣거나 자세 제어부(120) 내에 같이 한 개의 내압 용기에 한 개의 모듈로 구성할 수 있다. The sensor unit 130 may measure the speed of the hull. For example, the sensor unit 130 may include a DVL that measures speed. In addition, the sensor unit 130 may further include an IMU, a GPS, a pressure sensor, and the like. Accordingly, the sensor unit 130 needs electric power to drive DVL, IMU, GPS, and pressure sensors. They may be placed in the same pressure-resistant container or may be configured as one module in one pressure-resistant container as in the posture control unit 120.

이 때, 센서부(130)는 센서 구동에 필요한 에너지를 계산하여 배터리를 같이 포함할 수 있다.In this case, the sensor unit 130 may include a battery by calculating energy required for driving the sensor.

센서부(130)와 항법 제어부(140)는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 센서부(130)와 항법 제어부(140) 사이의 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 센서부(130)와 항법 제어부(140) 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다. The sensor unit 130 and the navigation control unit 140 are arranged to be separated by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the sensor unit 130 and the navigation control unit 140, and the sensor unit 130 It is possible to transmit and receive information between the and the navigation control unit 140 through optical communication.

추진부(150)는 선체의 타측에 구성되어 선체에 추진력을 제공할 수 있다. 가장 많은 에너지를 소모하는 추진부(150)는 구동모터를 기반으로 선체가 항행할 수 있도록 구성되며, 구동모터에 연결된 프로펠러를 회전시켜 선체를 이동시킬 수 있다.The propulsion unit 150 may be configured on the other side of the hull to provide propulsion to the hull. The propulsion unit 150, which consumes the most energy, is configured so that the hull can navigate based on the driving motor, and can move the hull by rotating a propeller connected to the driving motor.

이 때, 추진부(150)의 추진에 필요한 에너지를 계산하여 필요한 양의 배터리를 포함하여 내압 용기에 한 개의 모듈로 구성할 수 있다. In this case, the energy required for propulsion of the propulsion unit 150 may be calculated and configured as one module in the pressure-resistant container including the required amount of battery.

항법 제어부(140)와 추진부(150)는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 항법 제어부(140)와 추진부(150) 사이의 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 광통신에 의해 항법 제어부(140)의 제어 시스템에서 추진부(150)의 추진기로 제어 신호를 송신하고, 추진부(150)의 추진기에서 항법 제어부(140)의 제어 시스템으로 추진기의 속도 신호를 송신할 수 있다. The navigation control unit 140 and the propulsion unit 150 are separated and arranged by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the navigation control unit 140 and the propulsion unit 150, and the navigation control unit by optical communication The control system of 140 may transmit a control signal to the propulsion unit of the propulsion unit 150, and the propulsion unit of the propulsion unit 150 may transmit a speed signal of the propulsion unit to the control system of the navigation control unit 140.

기존의 수중 로봇의 경우 추진부(150), 센서부(130), 자세 제어부(120) 그리고 제어부 간의 전력 공급과 신호 전달을 위해 고가의 방수용 케이블을 사용하였으나, 케이블은 암수로 구성되며 방수를 위해 매우 빡빡하게 구성되어 삽입이 용이하지 않아 이들의 결합과 분리가 용이하지 않으며, 항상 주변의 물에 노출되어 결합 및 분리 시에 물이 침입할 가능성이 높다. In the case of the existing underwater robot, an expensive waterproof cable was used for power supply and signal transmission between the propulsion unit 150, the sensor unit 130, the attitude control unit 120, and the control unit, but the cable is composed of male and female. Since it is very tightly configured, it is not easy to insert, so it is not easy to combine and separate them, and it is always exposed to surrounding water and there is a high possibility of water intrusion during bonding and separation.

본 실시예들은 이러한 문제점을 해결하기 위해 수중 로봇의 각 구성을 복수의 모듈로 구성하고, 각 모듈 내의 배터리의 충전을 인덕션 형태의 비접촉식으로 하여 케이블 사용을 제거하였으며, 밀폐된 LED 통신을 이용하여 결합 및 분리 시 침수의 문제를 해결할 수 있다.In order to solve this problem, the present embodiments consist of a plurality of modules in each configuration of the underwater robot, and the use of cables was eliminated by charging the battery in each module in an induction type non-contact type, and combined using sealed LED communication. And it is possible to solve the problem of immersion during separation.

따라서 궁극적으로 무방수 케이블 시스템으로 비용을 줄이고 운용이 매우 용이하다.Therefore, ultimately, the cost is reduced and operation is very easy with a waterproof cable system.

도 4는 다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇의 내부 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram illustrating an internal system of an underwater robot using optical communication according to another embodiment.

도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(200)은 선체에 구성되어 센서 정보를 제공하는 센서부(210), 선체의 이동을 위한 제어 및 내부 제어를 위한 제어부(220), 및 선체에 추진력을 제공하는 추진부(230)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 센서부(210), 제어부(220) 및 추진부(230)는 각각 모듈화되어 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납되며, 격납 분리판에 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다. 여기서, 다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은 선단부를 더 포함할 수 있으며, 제어부(220)는 자세 제어부 및 항법 제어부를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, an underwater robot 200 using optical communication according to another embodiment includes a sensor unit 210 configured in a hull to provide sensor information, and a control unit 220 for controlling and internal control of the hull. , And a propulsion unit 230 providing propulsion to the hull. Here, the sensor unit 210, the control unit 220, and the propulsion unit 230 are each modularized and stored as independent modules in the hull, respectively, and optical communication modules are configured on the containment separation plate to be connected to each other through optical communication. Here, the underwater robot using optical communication according to another embodiment may further include a tip portion, and the controller 220 may include a posture control unit and a navigation control unit.

다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은 앞에서 설명한 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇과 그 구성이 중복되어 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In the underwater robot using optical communication according to another embodiment, since the underwater robot using optical communication according to the above-described embodiment and the configuration thereof are duplicated, a duplicate description will be omitted.

이상과 같이, 실시예들에 따르면 수중 로봇의 각 구성을 모듈화하고 모듈화된 각 구성 간에 광통신 모듈을 통해 통신함으로써 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공할 수 있다. 또한, 외부와 광통신에 의해 정보를 송수신함으로써 침수 문제를 해결할 수 있다. As described above, according to the embodiments, it is possible to provide an underwater robot using optical communication that does not require the use of a connector by modularizing each component of the underwater robot and communicating between the modularized components through an optical communication module. In addition, it is possible to solve the flooding problem by transmitting and receiving information through optical communication with the outside.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It can be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications executed on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For the convenience of understanding, although it is sometimes described that one processing device is used, one of ordinary skill in the art, the processing device is a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, configuring the processing unit to behave as desired or processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. Can be embodyed. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

Claims (11)

선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공하는 선단부;
상기 선체의 자세를 제어하는 자세 제어부;
상기 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성되는 항법 제어부;
상기 선체의 속도를 계측하는 센서부; 및
상기 선체의 타측에 구성되어 상기 선체에 추진력을 제공하는 추진부
를 포함하고,
상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부는 분리 가능한 다수 개의 마디(Segment)로 연결되어 구획 분할 및 장비의 탑재가 가능하도록 각각 밀폐 및 방수 가능하게 모듈화되어, 상기 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납되며, 상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결되고,
상기 항법 제어부는,
수중에서 사용되는 센서로부터 계측된 정보를 저장하는 메모리;
상기 메모리에 저장된 정보를 내부에서 회수하기 위해 상기 선체의 벽면에 구성되는 광통신 모듈; 및
외부와 무선으로 연결되어 상기 메모리에 저장된 정보를 송신하거나 외부로부터 상기 선체를 제어하기 위한 명령을 수신하는 외부 통신부
를 포함하며,
상기 항법 제어부의 외부 통신부는,
상기 항법 제어부의 선체 벽면에 광통신 입출력부가 설치되어 상기 메모리에 저장된 정보를 무선을 통해 외부와 통신하여 송신하고, 상기 선체를 제어하기 위한 명령을 수신하며,
상기 선단부와 상기 자세 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 선단부와 상기 자세 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 선단부 및 상기 자세 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신하고,
상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신하며,
상기 항법 제어부와 상기 추진부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 항법 제어부와 상기 추진부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 광통신에 의해 상기 항법 제어부의 제어 시스템에서 상기 추진부의 추진기로 제어 신호를 송신하고, 상기 추진부의 추진기에서 상기 항법 제어부의 제어 시스템으로 추진기의 속도 신호를 송신하며,
상기 센서부와 상기 항법 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 센서부와 상기 항법 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 센서부와 상기 항법 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신하며,
각 모듈 간에는 상기 광송수신 모듈인 LED 통신 모듈이 구성되어, 상기 센서부로부터의 신호를 상기 항법 제어부에서 전달 받아 상기 추진부 또는 상기 자세 제어부에 실시간으로 신호를 전송함에 따라 선체를 원하는 경로로 구동하고,
상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부는,
수중 로봇의 회수 후에 상기 수중 로봇을 개봉하지 않고 비접촉식으로 충전 가능하도록 각각 무선 충전이 가능한 무선 충전 배터리를 포함하는 것
을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.A front end portion configured at the front of the hull to provide information on an external obstacle or ground;
A posture control unit for controlling the posture of the hull;
A navigation control unit including a navigation system and a control system providing navigation for the movement of the hull;
A sensor unit that measures the speed of the hull; And
A propulsion unit configured on the other side of the hull to provide propulsion to the hull
Including,
The distal end, the attitude control unit, the navigation control unit, the sensor unit, and the propulsion unit are connected by a plurality of separable segments and are modularized to be sealed and waterproof, respectively, so as to divide the division and mount the equipment. Each is stored as an independent module, and the front end, the attitude control unit, the navigation control unit, the sensor unit, and the propulsion unit are each configured with an optical communication module and are connected to each other through optical communication,
The navigation control unit,
A memory for storing information measured from sensors used underwater;
An optical communication module configured on a wall of the hull to retrieve information stored in the memory inside; And
External communication unit wirelessly connected to the outside to transmit information stored in the memory or to receive commands for controlling the hull from outside
Including,
The external communication unit of the navigation control unit,
An optical communication input/output unit is installed on the hull wall of the navigation control unit to transmit information stored in the memory by wirelessly communicating with the outside, and to receive a command for controlling the hull,
The distal end and the posture control unit are separated and arranged by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the distal end and the posture control unit to transmit and receive information through optical communication between the distal end and the posture control unit. ,
The attitude control unit and the navigation control unit are separated and arranged by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the attitude control unit and the navigation control unit, so that information through optical communication between the attitude control unit and the navigation control unit Send and receive,
The navigation control unit and the propulsion unit are separated and disposed by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the navigation control unit and the driving unit, and the driving unit in the control system of the navigation control unit by optical communication. Transmitting a control signal to the thruster, transmitting a speed signal of the thruster from the thruster of the thruster to the control system of the navigation control unit,
The sensor unit and the navigation control unit are separated and disposed by a storage separation plate, and an optical transmission/reception module is configured on the storage separation plate between the sensor unit and the navigation control unit, and information through optical communication between the sensor unit and the navigation control unit Send and receive,
Between each module, an LED communication module, which is the optical transmission/reception module, is configured to drive the hull in a desired path by receiving a signal from the sensor unit from the navigation control unit and transmitting a signal to the propulsion unit or the attitude control unit in real time. ,
The attitude control unit and the navigation control unit,
Including wireless rechargeable batteries each capable of wireless charging so that the underwater robot can be charged in a non-contact manner without opening the underwater robot after collection of the underwater robot
Characterized in that, underwater robot using optical communication. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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