KR102217512B1 - 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정 - Google Patents
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Abstract
배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정가 개시된다. 무인 잠수정에 있어서, 함정 또는 운용 통제소로부터 임무 데이터를 수신하는 무선 통신 모듈; 상기 무인 잠수정을 구동하기 위한 전원을 공급하는 배터리(battery); 상기 배터리의 전원을 관리하고, 해당 전원 관리 데이터를 생성하는 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS); 상기 배터리 관리 시스템에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 상기 배터리의 고장 여부를 판단하는 배터리 고장 판단 모듈; 상기 배터리 고장 판단 모듈에서 배터리가 고장인 것으로 판단되는 경우, 상기 무인 잠수정의 회수를 위한 상기 회수 요청 신호를 생성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 함정 또는 운용 통제소로 송신하는 회수 요청 신호 생성 모듈을 구성한다. 상술한 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정에 의하면, 배터리 잔량 및 배터리 고장을 실시간 모니터링하고, 배터리 상태에 기반한 임무 수행 가능성을 판단하여 분석하여 함정 또는 운용 통제소로 회수 요청을 하거나 또는 복귀 지점을 산출하여 함정 또는 운용 통제소로 송신하도록 구성됨으로써, 임무 수행을 원활하게 수행하고 무인 잠수정의 분실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 무인 잠수정에 관한 것으로서, 구체적으로는 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정에 관한 것이다.
무인 잠수정은 소나(sonar)를 이용하는 표적 탐지라든가 기뢰 제거 등의 다양한 임무를 수행하면서 함정 또는 운용 통제소의 작전 수행을 지원한다.
무인 잠수정은 배터리의 전원을 이용하여 구동되는데, 배터리의 전원이 부족할 경우 임무를 수행할 수 없거나 함정으로 회수되지 못하는 경우가 있다. 무인 잠수정을 회수하지 못하는 경우 상당한 전력 손실을 감수해야만 한다.
무인 잠수정은 함정 또는 운용 통제소와의 무선 통신을 통해 다양한 임무를 수신하여 수행하고 임무가 변경되는 예도 많이 있다. 이에, 무인 잠수정의 배터리 관리를 통해 전력 손실을 방지할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정은, 상기 무인 잠수정을 전방으로 추진시키는 추진기; 상기 무인 잠수정의 추진 방향을 변경시키는 방향타; 상기 무인 잠수정의 심도를 조절하는 심도 조절기; 상기 추진기, 방향타 및 심도 조절기를 구동 제어하는 구동 제어 모듈; GPS 신호를 수신하는 GPS 모듈; 지자기 방위를 측정하는 디지털 컴퍼스 모듈; 상기 무인 잠수정의 운동 가속도를 측정하는 IMU(inertial measurement unit); 상기 무인 잠수정의 도플러 속도를 측정하는DVL(Doppler velocity log); 음파 탐지를 수행하는 소나; 함정으로부터 임무 데이터를 수신하는 무선 통신 모듈; 상기 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 임무 데이터를 저장하는 임무 저장 모듈; 상기 임무 저장 모듈에 저장된 임무 데이터에 따른 임무 수행을 제어하고, 임무 수행 상황 데이터를 실시간 생성하는 임무 수행 제어 모듈; 상기 무인 잠수정을 구동하기 위한 전원을 공급하는 배터리(battery); 상기 배터리의 전원을 관리하고, 해당 전원 관리 데이터를 생성하는 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS); 상기 배터리 관리 시스템에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 상기 배터리의 고장 여부를 판단하는 배터리 고장 판단 모듈; 상기 배터리 관리 시스템에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 상기 배터리의 배터리 잔량 부족을 판단하는 배터리 잔량 부족 판단 모듈; 상기 배터리 관리 시스템에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 상기 배터리의 배터리 소진 속도를 산출하는 배터리 소진 속도 산출 모듈; 상기 배터리 고장 판단 모듈에서 판단된 배터리의 고장 여부, 상기 배터리 잔량 부족 판단 모듈에서 판단된 배터리 잔량 부족, 상기 배터리 소진 속도 산출 모듈에서 산출된 배터리 소진 속도 및 상기 임무 수행 제어 모듈에서 실시간 생성되는 임무 수행 상황 데이터를 참조하여 상기 임무 저장 모듈에 저장된 임무 데이터의 임무 수행 가능 여부를 실시간 판단하고, 실시간 판단된 임무 수행 가능 여부를 상기 무선 통신 모듈을 통해 함정으로 송신하는 임무 수행 가능 판단 모듈; 상기 임무 수행 가능 판단 모듈에서 상기 배터리의 고장에 의해 임무 수행이 현재 불가능한 것으로 판단되는 경우, 상기 무인 잠수정의 회수를 위한 상기 회수 요청 신호를 생성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 함정으로 송신하는 회수 요청 신호 생성 모듈; 상기 임무 수행 가능 판단 모듈에서 배터리 잔량 부족 또는 배터리 소진 속도에 따라 임무 수행의 완수가 불가능할 것으로 판단되는 경우, 상기 무인 잠수정의 복귀 지점을 자동 산출하는 복귀 지점 자동 산출 모듈; 상기 복귀 지점 자동 산출 모듈에서 자동 산출되는 복귀 지점을 포함하는 복귀 신호를 자동 생성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 함정으로 송신하는 복귀 신호 자동 생성 모듈; 상기 복귀 신호 자동 생성 모듈에서 자동 생성되는 복귀 신호에 따라 상기 구동 제어 모듈을 이용하여 상기 무인 잠수정의 복귀를 자동 제어하는 자동 복귀 제어 모듈; 상기 배터리, 배터리 관리 시스템 및 비상 배터리를 보호하기 위한 BMS 하우징의 내부 수분을 측정하는 내부 수분 측정 센서; 상기 BMS 하우징의 내부 물 접촉을 감지하는 내부 물 접촉 센서; 상기 BMS 하우징의 외부 수분을 측정하는 외부 수분 측정 센서; 상기 BMS 하우징의 외부 물 접촉을 감지하는 외부 물 접촉 센서; 상기 외부 수분 측정 센서에서 측정된 외부 수분 및 상기 외부 물 접촉 센서에서 감지된 외부 물 접촉을 감지하여 상기 BMS 하우징의 외부 침수를 1차적으로 판단하고, 상기 내부 수분 측정 센서에서 측정된 내부 수분 및 상기 내부 물 접촉 센서에서 감지된 내부 물 접촉을 감지하여 상기 BMS 하우징의 내부 침수를 2차적으로 판단하는 침수 판단 모듈; 상기 침수 판단 모듈에서 외부 침수 또는 내부 침수로 판단된 경우, 상기 BMS 하우징 외부 또는 내부의 침수를 제거하도록 제어하는 침수 제거 제어 모듈; 상기 BMS 하우징에 설치되며, 상기 침수 판단 모듈에서 내부 침수 또는 외부 침수로 판단되는 경우 상기 침수 제거 제어 모듈의 제어에 따라 밸브(valve)를 개폐하면, 내부 침수인 경우에는 밸브를 즉시 폐쇄하며 내부 침수이면서 외부 침수인 경우 밸브 폐쇄를 유지하고, 내부 침수이지만 외부 침수가 아닌 경우 밸브를 개방하는 밸브 개폐부; 상기 침수 판단 모듈에서 외부 침수로 판단되는 경우 상기 침수 제거 제어 모듈의 제어에 따라 상기 추진기의 추진 동력 중 소정 비율의 동력을 인수하여 전달하는 클러치(clutch); 상기 침수 판단 모듈에서 외부 침수로 판단되는 경우 상기 클러치에서 전달되는 소정 비율의 동력을 이용하여 상기 BMS 하우징 외부의 물을 상기 무인 잠수정의 하우징 외부로 배출하는 외부 펌프; 상기 침수 판단 모듈에서 내부 침수로 판단되는 경우 상기 클러치에서 전달되는 소정 비율의 동력을 이용하여 상기 BMS 하우징 내부의 물을 상기 외부 펌프를 통해 상기 무인 잠수정의 하우징 외부로 배출하는 내부 펌프를 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정에 의하면, 배터리 잔량 및 배터리 고장을 실시간 모니터링하고, 배터리 상태에 기반한 임무 수행 가능성을 판단하여 분석하여 함정 또는 운용 통제소로 회수 요청을 하거나 또는 복귀 지점을 산출하여 함정 또는 운용 통제소로 송신하도록 구성됨으로써, 임무 수행을 원활하게 수행하고 무인 잠수정의 분실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 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 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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.
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.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정(100)은 추진기(101), 방향타(102), 심도 조절기(103), 구동 제어 모듈(104), GPS(global positioning system) 모듈(105), 디지털 컴퍼스(digital compass) 모듈(106), IMU(inertial measurement unit)(107), DVL(Doppler velocity log)(108), 소나(sonar)(109), 무선 통신 모듈(110), 임무 저장 모듈(111), 임무 수행 제어 모듈(112), 배터리(113), 배터리 관리 시스템(114), 배터리 고장 판단 모듈(115), 배터리 잔량 부족 판단 모듈(116), 배터리 소진 속도 산출 모듈(117), 임무 수행 가능 판단 모듈(118), 회수 요청 신호 생성 모듈(119), 복귀 지점 자동 산출 모듈(120), 복귀 신호 자동 생성 모듈(121), 자동 복귀 제어 모듈(122), 비상 배터리(123), 내부 열전 소자(124), 외부 열전 소자(125), 전기 생성 모듈(126), 정류 모듈(127), 전압 생성 모듈(128), 내부 수분 측정 센서(129), 내부 물 접촉 센서(130), 외부 수분 측정 센서(131), 외부 물 접촉 센서(132), 침수 판단 모듈(133), 침수 제거 제어 모듈(134), 밸브 개폐부(135), 클러치(136), 외부 펌프(137), 내부 펌프(138)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
추진기(101)는 무인 잠수정(100)을 전방으로 추진시키도록 구성될 수 있다.
방향타(102)는 무인 잠수정(100)의 추진 방향을 변경시키도록 구성될 수 있다.
심도 조절기(103)는 무인 잠수정(100)의 심도를 조절하도록 구성될 수 있다. 심도 조절기(103)는 무인 잠수정(100)의 앞부분과 뒷부분으로 무게추를 이동시키면서 무인 잠수정(100)의 머리를 위 또는 아래로 향하게 하여 무인 잠수정(100)이 잠수 깊이를 조절하거나 수면 위로 떠오르게 할 수 있다.
구동 제어 모듈(104)은 추진기(101), 방향타(102) 및 심도 조절기(103)를 구동 제어하도록 구성될 수 있다.
GPS(global positioning system) 모듈(105)은 수면 위에서 GPS 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
디지털 컴퍼스(digital compass) 모듈(106)은 수면 위에서 지자기 방위를 측정하도록 구성될 수 있다.
무인 잠수정(100)은 간헐적으로 수면 위로 올라가 GPS 신호를 수신하고 지자기 방위를 측정하여 그 항해 위치를 파악하도록 구성될 수 있다.
IMU(inertial measurement unit)(107)는 무인 잠수정(100)의 운동 가속도를 측정하도록 구성될 수 있다.
DVL(Doppler velocity log)(108)은 무인 잠수정(100)의 도플러 속도를 측정하도록 구성될 수 있다.
소나(sonar)(109)는 음파 탐지를 수행하도록 구성될 수 있다. 음파 탐지를 통해 적의 표적을 감지하거나 기뢰를 감지하도록 구성될 수 있다.
무선 통신 모듈(110)은 함정 또는 운용 통제소(10)로부터 임무 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
임무 저장 모듈(111)은 무선 통신 모듈(110)을 통해 수신되는 임무 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.
임무 수행 제어 모듈(112)은 임무 저장 모듈(111)에 저장된 임무 데이터에 따른 임무 수행을 제어하고, 임무 수행 상황 데이터를 실시간 생성하도록 구성될 수 있다. 임무 수행 제어 모듈(112)은 임무 데이터에 따라 구동 제어 모듈(104)을 제어하여 항해를 하면서 기뢰에 자폭하여 기뢰를 제거하거나 또는 음파를 이용하여 적의 표적을 탐지할 수 있다. 이때, GPS 신호, 지자기 신호, 운동 가속도, 도플러 속도, 음파 탐지 등을 통해 임무 수행 상황 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다.
배터리(113)는 무인 잠수정(100)을 구동하기 위한 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
배터리 관리 시스템(114)은 배터리(113)의 전원을 관리하고, 해당 전원 관리 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다.
배터리 고장 판단 모듈(115)은 배터리 관리 시스템(114)에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 배터리(113)의 고장 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
배터리 잔량 부족 판단 모듈(116)은 배터리 관리 시스템(114)에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 배터리(113)의 배터리 잔량 부족을 판단하도록 구성될 수 있다.
배터리 소진 속도 산출 모듈(117)은 배터리 관리 시스템(114)에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 배터리(113)의 배터리 소진 속도를 산출하도록 구성될 수 있다.
임무 수행 가능 판단 모듈(118)은 배터리 고장 판단 모듈(115)에서 판단된 배터리(113)의 고장 여부, 배터리 잔량 부족 판단 모듈(116)에서 판단된 배터리 잔량 부족, 배터리 소진 속도 산출 모듈(117)에서 산출된 배터리 소진 속도 및 임무 수행 제어 모듈(112)에서 실시간 생성되는 임무 수행 상황 데이터를 참조하여 임무 저장 모듈(111)에 저장된 임무 데이터의 임무 수행 가능 여부를 실시간 판단하도록 구성될 수 있다.
임무 수행 가능 판단 모듈(118)은 앞서 판단한 임무 수행 가능 여부에 관한 분석 자료를 무선 통신 모듈(110)을 통해 함정 또는 운용 통제소(10)로 송신하도록 구성될 수 있다. 함정 또는 운용 통제소(10)에서는 임무 수행 가능 여부에 관한 분석 자료를 통해 임무의 변경을 고려할 수 있다.
회수 요청 신호 생성 모듈(119)은 임무 수행 가능 판단 모듈(118)에서 배터리(113)의 고장에 의해 임무 수행이 현재 불가능한 것으로 판단되는 경우, 무인 잠수정(100)의 회수를 위한 회수 요청 신호를 생성하여 무선 통신 모듈(110)을 통해 함정 또는 운용 통제소(10)로 송신하도록 구성될 수 있다.
복귀 지점 자동 산출 모듈(120)은 임무 수행 가능 판단 모듈(118)에서 배터리 잔량 부족 또는 배터리 소진 속도에 따라 임무 수행의 완수가 불가능할 것으로 판단되는 경우, 무인 잠수정(100)의 복귀 지점을 자동 산출하도록 구성될 수 있다.
복귀 신호 자동 생성 모듈(121)은 복귀 지점 자동 산출 모듈(120)에서 자동 산출되는 복귀 지점을 포함하는 복귀 신호를 자동 생성하여 무선 통신 모듈(110)을 통해 함정 또는 운용 통제소(10)로 송신하도록 구성될 수 있다.
자동 복귀 제어 모듈(122)은 복귀 신호 자동 생성 모듈(121)에서 자동 생성되는 복귀 신호에 따라 구동 제어 모듈(104)을 이용하여 무인 잠수정(100)의 복귀를 자동 제어하도록 구성될 수 있다.
비상 배터리(123)는 무인 잠수정(100)을 구동하기 위한 비상 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
내부 열전 소자(124)는 배터리(113), 배터리 관리 시스템(114) 및 비상 배터리(123)의 외부 표면에 부착되도록 구성될 수 있다.
외부 열전 소자(125)는 무인 잠수정(100)의 외부 하우징의 내부 표면에 부착되도록 구성될 수 있다.
전기 생성 모듈(126)은 내부 열전 소자(124) 및 외부 열전 소자(125)의 양단 간의 온도 차이를 이용하여 제베크 효과(Seebeck effect)에 따른 전기를 생성하도록 구성될 수 있다.
정류 모듈(127)은 전기 생성 모듈(126)에서 생성된 전기를 정류하도록 구성될 수 있다.
전압 생성 모듈(128)은 정류 모듈(127)에서 정류된 전기에 대해 소정의 전압을 형성하여 비상 배터리(123)를 충전하도록 구성될 수 있다.
내부 수분 측정 센서(129)는 BMS 하우징의 내부 물 접촉을 감지하도록 구성될 수 있다.
내부 물 접촉 센서(130)는 BMS 하우징의 외부 수분을 측정하도록 구성될 수 있다.
외부 수분 측정 센서(131)는 BMS 하우징의 외부 물 접촉을 감지하도록 구성될 수 있다.
외부 물 접촉 센서(132)는 BMS 하우징의 외부 물 접촉을 하도록 구성될 수 있다.
침수 판단 모듈(133)은 외부 수분 측정 센서(131)에서 측정된 외부 수분 및 외부 물 접촉 센서(132)에서 감지된 외부 물 접촉을 감지하여 BMS 하우징의 외부 침수를 1차적으로 판단하고, 내부 수분 측정 센서(129)에서 측정된 내부 수분 및 내부 물 접촉 센서(130)에서 감지된 내부 물 접촉을 감지하여 BMS 하우징의 내부 침수를 2차적으로 판단하도록 구성될 수 있다.
침수 제거 제어 모듈(134)은 침수 판단 모듈(133)에서 외부 침수 또는 내부 침수로 판단된 경우, BMS 하우징 외부 또는 내부의 침수를 제거하도록 제어할 수 있다.
밸브 개폐부(135)는 BMS 하우징에 설치되며, 침수 판단 모듈(133)에서 BMS 하우징의 외부 침수 또는 내부 침수로 판단되는 경우 침수 제거 제어 모듈(134)의 제어에 따라 밸브(valve)를 개폐하도록 구성될 수 있다.
밸브 개폐부(135)는 내부 침수인 경우에는 밸브를 즉시 폐쇄하도록 구성되며, 내부 침수이면서 외부 침수인 경우에도 밸브를 계속 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 한편, 내부 침수이지만 외부 침수는 아닌 경우에는 밸브를 개방하도록 구성될 수 있다.
클러치(136)는 침수 판단 모듈(133)에서 외부 침수로 판단되는 경우 침수 제거 제어 모듈(134)의 제어에 따라 추진기(101)의 추진 동력 중 소정 비율의 동력을 인수하여 전달하도록 구성될 수 있다.
외부 펌프(137)는 침수 판단 모듈(133)에서 외부 침수로 판단되는 경우 클러치(136)에서 전달되는 소정 비율의 동력을 이용하여 BMS 하우징 외부의 물을 무인 잠수정(100)의 하우징 외부로 배출하도록 구성될 수 있다.
내부 펌프(138)는 침수 판단 모듈(133)에서 내부 침수로 판단되는 경우 클러치(136)에서 전달되는 소정 비율의 동력을 이용하여 BMS 하우징 내부의 물을 외부 펌프(137)를 통해 무인 잠수정(100)의 하우징 외부로 배출하도록 구성될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
101: 추진기
102: 방향타
103: 심도 조절기
104: 구동 제어 모듈
105: GPS(global positioning system) 모듈
106: 디지털 컴퍼스(digital compass) 모듈
107: IMU(inertial measurement unit)
108: DVL(Doppler velocity log)
109: 소나
110: 무선 통신 모듈
111: 임무 저장 모듈
112: 임무 수행 제어 모듈
113: 배터리
114: 배터리 관리 시스템
115: 배터리 고장 판단 모듈
116: 배터리 잔량 부족 판단 모듈
117: 배터리 소진 속도 산출 모듈
118: 임무 수행 가능 판단 모듈
119: 회수 요청 신호 생성 모듈
120: 복귀 지점 자동 산출 모듈
121: 복귀 신호 자동 생성 모듈
122: 자동 복귀 제어 모듈
123: 비상 배터리
124: 내부 열전 소자
125: 외부 열전 소자
126: 전기 생성 모듈
127: 정류 모듈
128: 전압 생성 모듈
129: 내부 수분 측정 센서
130: 내부 물 접촉 센서
131: 외부 수분 측정 센서
132: 외부 물 접촉 센서
133: 침수 판단 모듈
134: 침수 제거 제어 모듈
135: 밸브 개폐부
136: 클러치
137: 외부 펌프
138: 내부 펌프
102: 방향타
103: 심도 조절기
104: 구동 제어 모듈
105: GPS(global positioning system) 모듈
106: 디지털 컴퍼스(digital compass) 모듈
107: IMU(inertial measurement unit)
108: DVL(Doppler velocity log)
109: 소나
110: 무선 통신 모듈
111: 임무 저장 모듈
112: 임무 수행 제어 모듈
113: 배터리
114: 배터리 관리 시스템
115: 배터리 고장 판단 모듈
116: 배터리 잔량 부족 판단 모듈
117: 배터리 소진 속도 산출 모듈
118: 임무 수행 가능 판단 모듈
119: 회수 요청 신호 생성 모듈
120: 복귀 지점 자동 산출 모듈
121: 복귀 신호 자동 생성 모듈
122: 자동 복귀 제어 모듈
123: 비상 배터리
124: 내부 열전 소자
125: 외부 열전 소자
126: 전기 생성 모듈
127: 정류 모듈
128: 전압 생성 모듈
129: 내부 수분 측정 센서
130: 내부 물 접촉 센서
131: 외부 수분 측정 센서
132: 외부 물 접촉 센서
133: 침수 판단 모듈
134: 침수 제거 제어 모듈
135: 밸브 개폐부
136: 클러치
137: 외부 펌프
138: 내부 펌프
Claims (1)
- 무인 잠수정에 있어서,
상기 무인 잠수정을 전방으로 추진시키는 추진기;
상기 무인 잠수정의 추진 방향을 변경시키는 방향타;
상기 무인 잠수정의 심도를 조절하는 심도 조절기;
상기 추진기, 방향타 및 심도 조절기를 구동 제어하는 구동 제어 모듈;
GPS 신호를 수신하는 GPS 모듈;
지자기 방위를 측정하는 디지털 컴퍼스 모듈;
상기 무인 잠수정의 운동 가속도를 측정하는 IMU(inertial measurement unit);
상기 무인 잠수정의 도플러 속도를 측정하는DVL(Doppler velocity log);
음파 탐지를 수행하는 소나;
함정으로부터 임무 데이터를 수신하는 무선 통신 모듈;
상기 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 임무 데이터를 저장하는 임무 저장 모듈;
상기 임무 저장 모듈에 저장된 임무 데이터에 따른 임무 수행을 제어하고, 임무 수행 상황 데이터를 실시간 생성하는 임무 수행 제어 모듈;
상기 무인 잠수정을 구동하기 위한 전원을 공급하는 배터리(battery);
상기 배터리의 전원을 관리하고, 해당 전원 관리 데이터를 생성하는 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS);
상기 배터리 관리 시스템에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 상기 배터리의 고장 여부를 판단하는 배터리 고장 판단 모듈;
상기 배터리 관리 시스템에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 상기 배터리의 배터리 잔량 부족을 판단하는 배터리 잔량 부족 판단 모듈;
상기 배터리 관리 시스템에서 생성되는 전원 관리 데이터를 이용하여 상기 배터리의 배터리 소진 속도를 산출하는 배터리 소진 속도 산출 모듈;
상기 배터리 고장 판단 모듈에서 판단된 배터리의 고장 여부, 상기 배터리 잔량 부족 판단 모듈에서 판단된 배터리 잔량 부족, 상기 배터리 소진 속도 산출 모듈에서 산출된 배터리 소진 속도 및 상기 임무 수행 제어 모듈에서 실시간 생성되는 임무 수행 상황 데이터를 참조하여 상기 임무 저장 모듈에 저장된 임무 데이터의 임무 수행 가능 여부를 실시간 판단하고, 실시간 판단된 임무 수행 가능 여부를 상기 무선 통신 모듈을 통해 함정으로 송신하는 임무 수행 가능 판단 모듈;
상기 임무 수행 가능 판단 모듈에서 상기 배터리의 고장에 의해 임무 수행이 현재 불가능한 것으로 판단되는 경우, 상기 무인 잠수정의 회수를 위한 회수 요청 신호를 생성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 함정으로 송신하는 회수 요청 신호 생성 모듈;
상기 임무 수행 가능 판단 모듈에서 배터리 잔량 부족 또는 배터리 소진 속도에 따라 임무 수행의 완수가 불가능할 것으로 판단되는 경우, 상기 무인 잠수정의 복귀 지점을 자동 산출하는 복귀 지점 자동 산출 모듈;
상기 복귀 지점 자동 산출 모듈에서 자동 산출되는 복귀 지점을 포함하는 복귀 신호를 자동 생성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 함정으로 송신하는 복귀 신호 자동 생성 모듈;
상기 복귀 신호 자동 생성 모듈에서 자동 생성되는 복귀 신호에 따라 상기 구동 제어 모듈을 이용하여 상기 무인 잠수정의 복귀를 자동 제어하는 자동 복귀 제어 모듈;
상기 배터리, 배터리 관리 시스템 및 비상 배터리를 보호하기 위한 BMS 하우징의 내부 수분을 측정하는 내부 수분 측정 센서;
상기 BMS 하우징의 내부 물 접촉을 감지하는 내부 물 접촉 센서;
상기 BMS 하우징의 외부 수분을 측정하는 외부 수분 측정 센서;
상기 BMS 하우징의 외부 물 접촉을 감지하는 외부 물 접촉 센서;
상기 외부 수분 측정 센서에서 측정된 외부 수분 및 상기 외부 물 접촉 센서에서 감지된 외부 물 접촉을 감지하여 상기 BMS 하우징의 외부 침수를 1차적으로 판단하고, 상기 내부 수분 측정 센서에서 측정된 내부 수분 및 상기 내부 물 접촉 센서에서 감지된 내부 물 접촉을 감지하여 상기 BMS 하우징의 내부 침수를 2차적으로 판단하는 침수 판단 모듈;
상기 침수 판단 모듈에서 외부 침수 또는 내부 침수로 판단된 경우, 상기 BMS 하우징 외부 또는 내부의 침수를 제거하도록 제어하는 침수 제거 제어 모듈;
상기 BMS 하우징에 설치되며, 상기 침수 판단 모듈에서 내부 침수 또는 외부 침수로 판단되는 경우 상기 침수 제거 제어 모듈의 제어에 따라 밸브(valve)를 개폐하면, 내부 침수인 경우에는 밸브를 즉시 폐쇄하며 내부 침수이면서 외부 침수인 경우 밸브 폐쇄를 유지하고, 내부 침수이지만 외부 침수가 아닌 경우 밸브를 개방하는 밸브 개폐부;
상기 침수 판단 모듈에서 외부 침수로 판단되는 경우 상기 침수 제거 제어 모듈의 제어에 따라 상기 추진기의 추진 동력 중 소정 비율의 동력을 인수하여 전달하는 클러치(clutch);
상기 침수 판단 모듈에서 외부 침수로 판단되는 경우 상기 클러치에서 전달되는 소정 비율의 동력을 이용하여 상기 BMS 하우징 외부의 물을 상기 무인 잠수정의 하우징 외부로 배출하는 외부 펌프;
상기 침수 판단 모듈에서 내부 침수로 판단되는 경우 상기 클러치에서 전달되는 소정 비율의 동력을 이용하여 상기 BMS 하우징 내부의 물을 상기 외부 펌프를 통해 상기 무인 잠수정의 하우징 외부로 배출하는 내부 펌프를 포함하는 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정.
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|---|---|---|---|
| KR1020200083471A KR102217512B1 (ko) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200083471A KR102217512B1 (ko) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102217512B1 true KR102217512B1 (ko) | 2021-02-19 |
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ID=74687325
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200083471A KR102217512B1 (ko) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 배터리 관리 시스템을 통한 회수 요청 또는 자동 복귀를 수행하는 무인 잠수정 |
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| KR (1) | KR102217512B1 (ko) |
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| KR101290083B1 (ko) | 2012-05-14 | 2013-07-26 | 삼성탈레스 주식회사 | 무인잠수정 ｈｉｌｓ 시스템과 이를 이용한 동적 제어 특성 검증 방법 |
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-
2020
- 2020-07-07 KR KR1020200083471A patent/KR102217512B1/ko active IP Right Grant
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