KR102253237B1 - 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템 및 이를 이용한 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템 및 이를 이용한 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 방법은, 시추자료의 보완을 위한 추가 자료 확보의 영역에서 해저 퇴적물 단면을 실시간으로 촬영을 실시하여 조사 대상지역의 층서해석을 위한 추가 지층자료 이미지를 확보함으로써, 조사지역의 전체적인 해저 지층 연구 조사가 이루어질 수 있도록 한다.

Description

수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템 및 이를 이용한 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 방법{PHOTOGRAPING SYSTEM FOR SEA SEDIMENT AND CONTROLLING METHOD OF PHOTOGRAPING SYSTEM FOR SEA SEDIMENT}

본 발명은 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템 및 이를 이용한 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수면 지층 해저 퇴적물 채취 시, 추가 자료 확보를 위한 지층의 단면을 촬영할 수 있도록 하는 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템 및 이를 이용한 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 방법에 관한 것이다.

이하에서 기술되는 내용은 본 발명의 실시 예와 관련되는 배경 정보를 제공할 목적으로 기재된 것일 뿐이고, 기술되는 내용들이 당연하게 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

일반적으로 강이나 호수 또는 바다의 바닥 면에는 연속되어 적층되는 퇴적층이 형성되며, 형성된 퇴적층의 퇴적물을 검사하는 것은 지구의 역사와 환경을 유추할 수 있는 근거가 된다.

이와 같이, 퇴적층의 연구를 위해서는 연속적으로 나타나는 퇴적층의 퇴적물을 채취하는 것이 중요하며, 일반적으로 퇴적물 시추기를 이용하여 이러한 수 m에서 수 십 m 두께의 연속된 퇴적층 시료를 채취하게 된다. 상기 퇴적물 시추기는 진동을 이용한 시추기(Vibracorer), 자유낙하를 이용한 중력 시추기(Free-fall gravity corer), 피스톤시추기(Piston corer), 상자 형 시추기(Box corer) 등이 있다.

예컨대, 퇴적물 시추기는 목적에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있지만, 일반적으로 하부에 코어배럴(core barrel)이 형성되고, 퇴적물에 삽입되는 코어배럴의 단부에는 퇴적물 층 속으로 깊이 투입되도록 퇴적물에 삽입되는 헤드가 설치되고, 코어배럴은 헤드가 퇴적물에 삽입되면 퇴적물이 채취되는 채취부 등을 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 구성의 퇴적물 시추기를 통해 해저 아래 수 m에서 수십 m의 심부 지층(퇴적층) 퇴적물을 채취할 수 있으며, 퇴적물 시추기를 통해 채취된 코어(주상 시추) 퇴적물 시료는 투명한 원통형 아크릴 라이너(liner, 직경 약 8 cm)에 들어있으며, 적당한 길이(약 90 cm)로 절단하여 이동-보관하게 된다. 이후 다양한 연구 분석(퇴적물 색상 분석, 성분분석 등)을 위해 적당한 길이로 절단된 아크릴 라이너 안의 코어 퇴적물을 절반으로 자른(split)후, 절개된 퇴적물의 단면이 확인될 수 있도록 한다.

이때, 절단된 라이너 내의 퇴적물은 어느 정도의 수분(함수율이 높음)을 포함하고 있으며, 분석하는 과정에서 수분이 증발하는 등, 채취 초기의 상태가 오랫동안 유지되기 어렵기 때문에 절단 후, 퇴적물의 색상 등의 특성을 자세히 촬영하여 초기 상태를 사진으로 보존하게 된다.

특히 퇴적물의 색상은 퇴적물의 구성 성분, 퇴적환경 등과 밀접한 연관이 있어, 초기 상태의 색상에 대한 정보를 획득하는 작업은 퇴적물 연구에 있어 중요하며, 기본 작업에 해당한다.

이러한 퇴적물 사진 촬영은 시료채취와 병행하여 이루어지기 때문에 현장에서의 준비시간이 많이 걸리고 후 처리를 위한 시간도 많이 소요되어 퇴적물 채취와 동시에 병행하는데 어려움이 있다.

또한, 퇴적물의 정확한 연구를 위해서는 다양한 위치에서 퇴적물 채취가 이루어져야 하지만, 실험실에서의 후처리 한계 등 여러 이유에 의하여 퇴적물 채취가 이루어지는 위치 이외에 추가적인 퇴적물 채취를 실행하는 것이 어렵다.

이에, 추가적인 퇴적물 채취가 어려운 위치의 지층 구조 확인을 위한 지층 이미지 확보가 요구되고 있다.

따라서, 퇴적물 분석에 있어 광학 사진 촬영은 필수적이므로 퇴적물 사진 촬영을 신속하게 수행할 필요가 있으며, 추가적인 퇴적물 채취가 이루어지기 어려운 위치의 지층 연구를 위한 다양한 위치의 퇴적물 사진 촬영이 필요하다.

한편, 전술한 선행기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 일 과제는, 추가 자료 확보를 위한 위치에서의 지층 구조 연구가 이루어질 수 있도록 하는 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템 및 이를 이용한 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 방법을 제공할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 다른 과제는, 해저 퇴적물 채취 시, 신속한 퇴적물 사진 촬영이 이루어질 수 있도록 하는 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템 및 이를 이용한 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 방법을 제공할 수 있도록 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템은, 해저 지층에 삽입 가능하도록 해저 지층 방향으로 연장 형성된 본체 및 본체 선단에 설치되고, 본체가 해저 지층에 삽입되면 해저 지층 단면을 촬영하는 촬영부를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 구성의 해저 퇴적물 촬영 시스템에 의해 추가 자료 확보를 위한 위치에서의 해저 퇴적물 단면 촬영이 가능해짐에 따라 지층 구조 연구가 이루어질 수 있게 된다.

이를 위해, 촬영부는 해저 지층에 삽입되어 이동하는 본체의 이동 방향과 나란한 방향을 따라 설치된 카메라와, 적어도 하나의 카메라 전면에 설치되어 적어도 하나의 카메라와 해저 지층과 간섭되는 것을 방지하며, 적어도 하나의 카메라 작동 시, 해저 지층 단면 촬영이 가능하도록 투명하게 구현된 보호창을 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 카메라는 복수 개일 수 있으며, 복수의 카메라는 해저 지층에 삽입되어 이동하는 본체의 이동 방향과 나란한 방향을 따라 설치본체 선단에 근접하게 설치된 제1 카메라부터 순차적으로 작동하도록 구성될 수 있다.

한편, 본체는 본체가 해저 지층에 삽입되면 본체 주변 조도가 기 설정된 조도 이하인 여부를 측정하는 조도 측정부 및 해저 지층에 삽입되는 본체의 이동 속도를 측정하는 속도 감지부를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 속도 감지부에서 본체의 속도가 감지되지 않는 경우, 해저면 지층 촬영을 중지하는 촬영부 제어프로세서를 포함할 수 있다.

촬영부 제어프로세서는, 조도 측정부에서 측정한 해저 지층의 조도가 기 설정된 조도 이상인 경우, 촬영부를 작동시키는 구성일 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 해저퇴적물의 단면을 촬영하는 해저 퇴적물 촬영 방법은 해저 지층 방향으로 연장 형성된 본체가 해저 지층에 삽입하고, 해저 지층 단면을 촬영하는 과정으로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 해저 지층 단면을 촬영할 때, 해저 지층에 삽입되어 이동하는 본체의 이동 방향과 나란한 방향을 따라 설치된 적어도 하나의 카메라를 통해 해저 지층 단면을 촬영할 수 있다.

또한 해저 지층 단면을 촬영할 때, 본체 선단에 근접하게 위치한 제1 카메라부터 순차적으로 작동하며 촬영이 이루어질 수 있다.

또한 해저 지층 단면을 촬영할 때, 본체 주변 조도가 기 설정된 조도 이하인지 여부를 측정하고, 해저 지층에 삽입되는 본체의 이동 속도를 측정하여 해저 지층 단면을 촬영할 수 있다.

구체적으로, 본체의 이동 속도를 측정할 때, 본체의 속도가 감지되지 않는 경우, 해저 지층 단면 촬영을 중지하도록 구성될 수 있다.

또한, 본체 주변의 조도를 측정할 때, 측정한 해저 지층의 조도가 기 설정된 조도 이하인 경우, 해저 지층 단면을 촬영하도록 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 실시 예에 따른 해저퇴적물의 단면을 촬영하는 해저 퇴적물 촬영 방법은, 해저 지층 방향으로 연장 형성된 본체가 해저 지층에 삽입하고, 적어도 하나의 카메라를 통해 해저 지층 단면을 촬영하는 과정으로 이루어질 수 있다.

이때, 카메라는 복수 개이고, 해저 지층 단면 촬영 시 해저 지층에 삽입되어 이동하는 본체의 이동 방향과 나란한 방향을 따라 설치된 복수의 카메라를 통해 해저 지층 단면을 촬영하는 과정으로 촬영이 이루어질 수 있다.

또한, 해저 지층 단면 촬영 시 본체 선단에 근접하게 위치한 제1 카메라부터 순차적으로 작동하도록 구성될 수 있다.

해저 지층 단면 촬영 시 본체 주변 조도가 기 설정된 조도 이하인 여부를 측정하고, 해저 지층에 삽입되는 본체의 이동 속도를 측정하는 과정으로 촬영이 이루어질 수 있다.

특히, 본체의 이동 속도를 측정할 때, 본체의 속도가 감지되지 않는 경우, 해저 지층 단면 촬영을 중지할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 본체 주변의 조도를 측정할 때, 측정한 해저 지층의 조도가 기 설정된 조도 이상인 경우, 해저 지층 단면을 촬영할 수 있도록 구성될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 해저 퇴적물 채취 시, 추가 자료 확보를 위한 위치에서 지층 촬영이 이루어지도록 하여 다양한 위치에서 지층의 퇴적물 상태를 확인할 수 있는 효과가 있다.

특히 해저 지층을 촬영하는 촬영부는 복수의 카메라를 통해 순차적으로 지층 촬영이 이루어지도록 한다. 이로 인해, 자세한 구조의 해저 지층 단층의 퇴적 구조에 대한 자료를 획득할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템의 환경을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 해저 퇴적물 촬영 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 2의 영역 A를 확대 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템의 작동 실시 예를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 변형 실시 예를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템을 이용한 해저 퇴적물을 촬영하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 도 9의 단계 S110의 구체적인 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 도 9의 단계 S110의 구체적인 다른 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다. 이하 실시 예에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 직접적인 관계가 없는 부분을 생략하지만, 본 발명의 사상이 적용된 장치 또는 시스템을 구현함에 있어서, 이와 같이 생략된 구성이 불필요함을 의미하는 것은 아니다. 아울러, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 되며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 이하의 설명에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 설명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 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 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템의 환경을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 해저 퇴적물 촬영 시스템을 이루는 환경(1)은 해저 퇴적물 촬영 시스템(100), 서버(200), 단말(300) 및 네트워크(400)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)은 해저 심층부의 해저 퇴적물을 채취할 수 있는 피스톤 코어러 형태로 구현한 예를 들어 설명하고, 예컨대 본 발명의 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)은 실린더 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)은 해저 내부의 퇴적물에 삽입되면서 해저 퇴적물의 지층 촬영을 실시하는 구성이다. 촬영된 해저 지층 이미지는 해저 퇴적물의 구성 성분, 퇴적환경 등에 대한 정보를 획득할 수 있는 기본 자료로 이용된다.

즉, 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)은 해저 채취장치(미도시)로 퇴적물을 채취하지 않은 위치에서 추가 자료 확보를 위해 삽입된다. 추가 자료 확보를 위한 위치에 삽입된 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)은 해저 퇴적물을 채취하지 않고 해저 퇴적물의 지층을 촬영함으로써, 추가 채취가 이루어지기 어려운 영역의 지층 구조 등을 파악할 수 있도록 하는 것이다.

촬영된 해저 퇴적물 이미지는 서버(200)로 전송될 수 있다. 이를 위해, 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)과 서버(200)는 통신 연결될 수 있다.

서버(200)로 전송된 촬영된 이미지를 통해 퇴적물의 구성 성분, 퇴적환경, 채취한 해저 퇴적물의 색상에 대한 정보 등을 획득할 수 있다.

이렇게 서버(200)로 전송된 해저 퇴적물 이미지는 단말(300_도 1 참고)로 전송될 수도 있다.

해저 퇴적물 이미지가 전송되는 단말(300)은 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)에서 획득한 해저 퇴적물 촬영 이미지를 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 하는 구성이다.

이러한 단말(300)은 사용자가 조작하는 데스크 탑 컴퓨터, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 스마트 TV, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱, 미디어 플레이어, 마이크로 서버, GPS(global positioning system) 장치, 전자책 단말기, 디지털방송용 단말기, 네비게이션, 키오스크, MP4 플레이어, 디지털 카메라, 가전기기 및 기타 모바일 또는 비 모바일 컴퓨팅 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 단말(300)은 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한 시계, 안경, 헤어 밴드 및 반지 등의 웨어러블 단말기 일 수 있다. 이러한 단말(300)은 상술한 내용에 제한되지 아니하며, 웹 브라우징이 가능한 단말기는 제한 없이 차용될 수 있다.

네트워크(400)는 해저 퇴적물 촬영 시스템(100), 서버(200) 및 단말(300)을 통신 연결하는 구성이다. 이러한 네트워크(400)는 예컨대 LANs(local area networks), WANs(wide area networks), MANs(metropolitan area networks), ISDNs(integrated service digital networks) 등의 유선 네트워크나, 무선 LANs, CDMA, 블루투스, 위성 통신 등의 무선 네트워크를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 네트워크(400)는 근거리 통신 및/또는 원거리 통신을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 여기서 근거리 통신은 블루투스(Bluetooth), RFID(radio frequency identification), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), UWB(ultra-wideband), ZigBee, Wi-Fi (wireless fidelity) 기술을 포함할 수 있고, 원거리 통신은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술을 포함할 수 있다.

또한, 네트워크(400)는 허브, 브리지, 라우터, 스위치 및 게이트웨이와 같은 네트워크 요소들의 연결을 포함할 수 있고, 인터넷과 같은 공용 네트워크 및 안전한 기업 사설 네트워크와 같은 사설 네트워크를 비롯한 하나 이상의 연결된 네트워크들, 예컨대 다중 네트워크 환경을 포함할 수 있다. 더불어 네트워크(400)의 액세스는 하나 이상의 유선 또는 무선 액세스 네트워크들을 통해 제공될 수 있다. 더 나아가 네트워크(400)는 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망 및/또는 5G 통신을 지원할 수도 있다.

도 2는 도 1의 해저 퇴적물 촬영 시스템의 사시도이고, 도 3은 도 2의 영역 A를 확대 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템의 작동 실시 예를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 변형 실시 예를 도시한 도면이다.

도면을 참고하면, 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)은 본체(140) 및 촬영부(120) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

본체(140)는 해저 지층에 삽입 가능한 구성이다. 구체적으로 본체(140)는 해저의 표층부에 위치된 해저 퇴적물을 채취할 수 있는 코어러와 같은 형태의 실린더 형상으로 구현될 수 있으며, 해저에 삽입됨과 동시에 해저 지층을 촬영할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 본체(140)는 본체(140) 선단인 헤드(145)에 설치되고, 본체(140)가 해저에 삽입되면 해저 지층을 촬영할 수 있는 촬영부(120)를 포함한다.

일반적으로 해저 지층의 구조 및 저질을 촬영하기 위해 피스톤 코어러를 이용하여 시료를 채취한 뒤 층서 사진을 촬영한 후, 후 처리를 거쳐, 층서별 상세저질의 특성을 연구하게 된다. 이러한 층서 촬영 방법은 시료채취와 병행하여 이루어지기 때문에 현장에서의 준비시간이 많이 걸리고 후 처리를 위한 시간도 많이 소요된다는 문제점이 있다.

또한, 추가 자료 확보를 위한 위치는 음파 자료를 이용하여 해석하고 있으나 보다 세밀하고 정확한 자료를 확보하기 위해서 추가 자료 확보를 위한 해저지층을 촬영함으로써 다양한 위치의 해저 지층 연구가 필요 되고 있다.

이에, 추가 자료 확보를 위한 위치에서 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)을 삽입하여 해저 지층을 촬영하도록 함으로써, 해저 지층 촬영을 위한 별도의 후처리 시간을 최소화하고, 해저 퇴적물의 초기 상태를 이미지로 저장할 수 있도록 하여 퇴적물의 초기 상태를 연구할 수 있도록 한다.

이와 같이 해저 퇴적물을 촬영하는 촬영부(120)는 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)의 본체(140)가 해저에 삽입되어 자유낙하는 동안 흔들림 없이 퇴적물을 근접 촬영해야 하는 장치로 구성될 수 있다. 이를 위해, 촬영부(120)는 순간적으로 이동하는 사물을 찍을 수 있는 초고속 카메라로 구성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 촬영부(120)는 촬영이 이루어지는 해저 퇴적물과 인접하도록 헤드(145)의 외측에 설치될 수 있다. 이러한 촬영부(120)는 해저 퇴적물을 촬영하는 복수의 카메라(122a, 122b)와, 카메라(122a, 122b)가 해저 퇴적물 촬영 시, 해저 퇴적물의 간섭과 충격에 의해 파손되는 것을 방지하도록 카메라(122a, 122b) 전방에 설치된 보호창(124) 등을 포함할 수 있다.

카메라(122a, 122b)는 복수 개 설치되어 한 대의 카메라가 해저 퇴적물을 촬영할 수 있는 이미지 크기의 한계를 보완하기 위함이다.

구체적으로, 카메라(122a, 122b)는 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)이 해저에 삽입되어 자유낙하는 동안 연속적으로 해저 퇴적물을 촬영할 수 있도록 한다. 이를 위해, 카메라(122a, 122b)는 헤드(145) 선단에서부터 10개의 카메라가 근접하게 설치될 수 있으며, 헤드(145) 선단과 근접한 제1 카메라(122a)부터 순차적으로 촬영이 이루어지는 것을 시작으로 10개의 카메라가 연속 촬영하도록 구성될 수 있다.

구체적으로 카메라(122a, 122b)는 5 cm 미만의 근접촬영이 가능한 카메라 모듈로 구성될 수 있으며, 카메라(122a, 122b)를 복수 개 구비하는 것은 한 대의 카메라가 촬영할 수 있는 이미지의 크기가 제한되어 있으므로 여러 대의 카메라를 순차적으로 촬영하여 이미지의 공백 없이 고속 촬영이 이루어지도록 하기 위함이다.

이러한 구성의 카메라(122a, 122b)를 이용하여 해저 퇴적물을 연속되게 촬영한 결과, 파노라마 형태의 이미지를 획득할 수 있다. 이렇게 획득한 이미지를 하나의 해저 퇴적물 이미지로 사용하기 위해서는 촬영된 다수의 이미지가 35% ~ 45% 중복 촬영되어야 한다.

이를 위해, 카메라(122a, 122b)가 해저 지층을 촬영하는 속도인 카메라의 초당 촬영 속도와 셔터 속도는 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)이 해저 지층에 삽입되어 이동하는 자유 낙하 속도와 대응하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 카메라(122a, 122b)의 촬영 속도는 1/8000초 이상으로 설정할 수 있다.

이러한 카메라(122a, 122b)의 촬영 속도 범위는 해저 지층 촬영 후 하나의 파노라마 이미지를 획득하기 위해서 해저인 유체에서 장치가 자유 낙하하는 속도를 기초로 설정될 수 있다.

더욱이, 유체 속에서 자유 낙하는 촬영시스템이 지층을 흔들림 없이 촬영하기 위해서는 카메라(122a, 122b)의 속도를 조정해야 한다. 구체적으로 유체 속에서 자유 낙하 속도는 공기 중의 속도보다 느리기 때문에 카메라의 촬영 속도를 1/8000초 이상으로 설정하여 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)의 낙하속도에 의해 사물이 늘어져 보이는 현상을 방지하기 위해 구성될 수 있다.

또한 카메라(122a, 122b)는 예를 들어 조리개 F 1.5의 밝기의 광각 렌즈로 구성될 수 있다. 카메라(122a, 122b)의 촬영 속도, 즉 셔터 속도가 높아지면 빛을 흡수하는 수광부에서 받아들이는 광량이 줄어들기 때문에 이미지가 제대로 보이지 않는 문제점이 있다. 이를 보완하기 위한 방법으로 조리개의 개방이 큰 렌즈로 구성하는 것이 바람직하다.

특히 본 발명의 실시예의 해저 퇴적물 촬영 시스템은 해저 지층에서 촬영이 이루어지는 바, 빛이 전혀 존재하지 않는 상태에서 촬영이 이루어져야 하므로 일정 룩스(lx) 이상의 조도가 필요다. 예를 들어, 해저 지층 촬영을 위해 촬영부(120)는 2,000룩스 이상의 광이 조사될 수 있는 발광부를 포함하도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.

헤드(145)에 설치된 보호창(124)은 크게 형성할수록 해저 지층과의 간섭 등에 의해 파손이 쉽게 발생할 수 있으므로 배열된 카메라(122a, 122b)의 크기와 최대 촬영폭에 대응할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 보호창(124)은 카메라(122a, 122b)가 해저 지층을 촬영할 때, 카메라(122a, 122b) 렌즈가 지층을 충분히 투사할 수 있도록 충분히 투명하게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에서 복수의 카메라가 순차적으로 작동하여 해저 지층을 촬영하는 예를 들어 설명하지만, 촬영부(120)는 하나의 카메라를 포함하여 구성되고, 하나의 카메라가 고속으로 해저 지층을 촬영하도록 구현될 수도 있음은 물론이다.

이때 하나의 카메라의 초당 촬영 속도와 셔터속도는 본체(140)가 해저 지층 내부를 이동하는 속도와 대응하는 속도로 구성되어 카메라(122a, 122b)가 해저 지층을 촬영하는 동안 이미지의 공백이 발생하거나 이미지가 흔들리거나 늘어지는 등의 현상이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 촬영부(120)는 헤드(145)의 어느 일 면에 설치된 예를 들어 설명하지만 다르게는 해저 퇴적물 사면(四面)을 촬영하도록 헤드(145) 둘레를 따라 설치될 수도 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.

도 6을 참고하면, 촬영부(120)는 헤드(145)의 둘레를 따라 약 90°간격으로 배치 및 설치될 수 있다(도 5의 120A, 120B, 120C, 120D). 각각의 촬영부(120A, 120B, 120C, 120D)는 적어도 하나의 카메라(122A, 122B, 122C, 122D)를 포함하여 구성된다. 이러한 촬영부(120A, 120B, 120C, 120D)에 의해 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)이 해저 지층에 삽입됨과 동시에 본체(140) 주변의 지층을 촬영하게 된다. 촬영부(120A, 120B, 120C, 120D)가 헤드(145) 둘레에 설치되어 본체(140) 주변의 지층을 촬영함에 따라 하나의 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)을 이용하여 다양한 위치에서 촬영한 해저 지층 이미지를 획득할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 촬영부(1120)의 카메라(1122a)는 360° 카메라로 구성될 수 있다. 360°카메라는 수평 및 상하 360°전방향을 촬영할 수 있는 카메라이다. 해저 지층을 촬영하는 카메라가 360° 카메라로 구현됨에 따라 하나의 카메라를 이용하여 해저 지층 전체를 촬영할 수 있게 된다.

이때, 헤드는 카메라(122a)가 360°회전하여 해저 지층을 촬영할 수 있도록 투명 보호창(1124)으로 구현되는 것이 바람직하며, 헤드 전체를 형성한 투명 보호창(1124)은 해저 지층 내부를 삽입하여 이동할 때, 해저 지층면에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있도록 해저 지층면보다 경질 재질로 형성되는 것이 바람직할 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 해저 지층 촬영 시스템은 매우 좁은 공간에서 해저 지층을 촬영하도록 구성된 것이므로, 도 5 및 도 6의 실시예에 대응하는 촬영부(120A, 120B, 120C, 120D) 또는 촬영부(120)가 360° 카메라로 구성되는 경우 촬영 시, 이미지 왜곡이 발생하는 초광각 렌즈로 구성될 수 있으며, 렌즈가 초광각 렌즈로 구성되는 경우 왜곡된 이미지 보정을 위해 이미지 보정 알고리즘을 이용하여 후처리 시 이미지 왜곡을 보정하는 것이 바람직할 것이다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.

도면을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)은 본체(140) 및 촬영부(120) 이외에 통신부(110), 발광부(150), 조도 측정부(160), 속도 감지부(170), 촬영부 프로세서(130), 메모리(180) 및 프로세서(190) 등을 더 포함한다.

통신부(110)는 서버(200)와 통신 연결된 구성이다. 구체적으로 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)의 촬영부(120)에서 촬영한 해저 퇴적물 지층 이미지를 서버(200)로 전송할 수 있는 구성이다.

조도 측정부(160)는 헤드(145)가 해저 지층에 삽입되어 해저 퇴적물 지층을 촬영하기 전에 헤드(145) 주변의 조도가 기 설정된 조도 이하인지 여부를 측정할 수 있는 구성이다.

구체적으로 심해와 같이 빛이 측정되지 않는 위치에서 해저 지층을 촬영하고자 하는 경우 발광부(150)에서 빛이 발생하게 된다. 이때, 조도 측정부(160)는 해저 지층을 촬영할 수 있도록 발광부(150)에서 발생하는 빛을 측정하여 광량을 조절할 수 있는 수단이 될 수 있다.

이와 반대로 조도 측정부(160)는 촬영부(120)에서 해저 지층 촬영을 시작할 수 있는 조도를 측정할 수 있는 수단일 수도 있다. 예를 들어, 조도 측정부(160)에서 측정한 조도가 1,000룩스(lx) 인 경우에 촬영부(120)에서 해저 지층 촬영을 시작하도록 촬영부(120)의 촬영 시점이 설정되도록 구성되는 것이다.

이와 같이 조도 측정부(160)가 해저 지층 촬영을 시작할 수 있는 조도를 측정할 수 있는 수단인 경우, 예를 들어 조도 측정부(160)에서 조도가 1,000룩스로 측정되면 헤드(145)에 설치된 발광부(150)가 작동하도록 구성될 수 있다. 발광부(150)는 촬영부(120)에서 해저 지층 촬영 시점이 적용되면, 해저 지층에 빛을 공급하여 해저 지층이 촬영될 수 있도록 하는 구성이다.

이러한 발광부(150)는 예를 들어 조도는 2,000룩스 이상의 LED 조명으로 구성될 수 있으며, 발광부(150) 작동 시, 발광부(150)의 조명이 미세하게 떨려 조도가 일정하지 않는 현상인 플리커 현상은 고속촬영 시 검은띠 모양이나 어둡거나 밝게 찍히기 때문에 이를 상쇄하도록 복수의 조명이 교차 발광하며 충분히 광량을 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.

이러한 발광부(150)는 헤드(145) 촬영부(120) 상단에 설치된 예를 들지만, 다르게 발광부(150)는 보호창(124) 전반에 광량을 고르게 공급할 수 있다면 헤드 어느 위치에도 설치 될 수 있다.

속도 감지부(170)는 해저 지층에 삽입되는 본체(140)의 속도를 감지하는 구성이다. 속도 감지부(170)에서 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)의 하강 속도가 증감을 감지하면, 촬영부(120)는 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)의 하강 속도에 따라 촬영부(120)의 촬영 속도를 조절할 수 있도록 설정되어 촬영된 이미지의 35 ~ 45%가 중복된 연속 이미지를 획득할 수 있다.

구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이 카메라(122a, 122b)가 해저 지층을 촬영하는 초당 촬영 속도는 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)이 해저에 삽입되는 자유 낙하 속도와 대응하도록 구성될 수 있다. 즉, 촬영부(120)의 촬영 속도와 해저 지층 내부를 하강하는 본체(140)의 이동 속도가 일치하도록 하여 촬영부(120)에서 촬영한 이미지가 35 ~ 45% 중복되게 촬영하도록 하는 것이다.

즉, 속도 감지부(170)에서 본체(140)의 해저 지층을 하강하는 하강 속도를 감지하여 촬영부(120)의 촬영 속도를 조절하여 카메라(122a, 122b)가 해저 지층을 보다 정확하게 촬영할 수 있게 한다.

이러한 속도 감지부(170)는 예를 들어 전자식 가속도 센서일 수 있으며, 이러한 구성의 본체(140)의 코어러가 트리거되어 코어베럴이 가속되는 것을 감지할 수 있다. 또한, 속도 감지부(170)는 촬영부(120)에서 해저 지층 촬영을 시작한 후 코어베럴의 속도가 감지되지 않는 경우 촬영부(120)의 해저 지층 촬영을 종료할 수 있도록 촬영부 제어프로세서(130)와 통신 연결될 수 있다.

한편, 촬영부 제어프로세서(130)는 조도 측정부(160)에서 측정한 해저 지층 내부 조도가 기 설정된 조도 이상인 것으로 측정되면 촬영부(120)를 작동시키도록 촬영부(120)와 통신 연결될 수 있다.

메모리(180)는 해저 지층 촬영이 이루어질 수 있도록 최저 조도 조건, 촬영부(120)의 촬영 속도 조건 등이 저장될 수 있다. 또한, 메모리(180)에는 기 저장된 해저 지층 촬영을 이루어지는 조도 조건, 촬영부(120) 촬영 속도 조건 등에 따라 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)를 통해 해저 퇴적물을 촬영할 수 있도록 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)를 동작시키는 동작 명령이 저장될 수도 있다.

프로세서(190)는 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있는 구성이다. 이를 위해, 프로세서(190)는 서버(200)에 저장되어 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)에서 해저 퇴적물을 촬영하기 위해 촬영부(120)를 제어하는 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 서버(200)를 제어할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 해저 퇴적물 촬영 시스템을 이용한 해저 퇴적물을 촬영하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10은 도 9의 단계 S110의 구체적인 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이며, 도 11은 도 9의 단계 S110의 구체적인 다른 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.

앞서 설명된 구성의 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)를 이용하여 해저 퇴적물을 촬영하는 과정을 도면을 참고하여 살펴보면, 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)이 해저의 표면에서부터 내측을 향해 삽입된다(S110).

해저 퇴적물 촬영 시스템(100)이 해저 내측으로 삽입되고 조도 측정부(160)에서 측정한 조도가 기 설정된 조도(예: 1,000룩스(lx)) 이하라고 측정되면 해저 지층을 촬영하는 시점으로 판단할 수 있다(S120).

이와 같이, 조도 측정부(160)에서 측정한 조도가 기 설정된 조도 이하이면 촬영부(120)를 통해 해저 지층을 촬영하게 된다(S122, S124). 이때 촬영부(120)는 예를 들어 헤드(145) 선단에 설치된 10개의 복수의 카메라를 통해 해저 퇴적물을 촬영할 수 있다(S130). 특히, 카메라(122)는 동시에 해저 퇴적물을 촬영하는 것이 아닌 헤드(145) 선단과 근접한 제1 카메라(122a)부터 순차적으로 촬영이 이루어지는 것을 시작으로 10개의 카메라가 연속하여 촬영하는 방법으로 이루어질 수 있다.

이로 인해, 해저 지층을 순차적으로 촬영할 수 있게 되어 해저 지층의 단층 구조, 지층의 단면 구조 등을 용이하게 촬영할 수 있게 된다.

이와 같이 조도 측정부(160)에서 측정한 조도가 기 설정된 조도 이하이면 발광부(150)가 작동하며 해저 지층에 빛을 공급할 수 있다. 발광부(150)에서 공급되는 빛이 미세하게 떨려 조도가 일정하지 않는 현상인 플리커 현상이 상쇄되도록 발광부(150)는 복수의 조명으로 구성될 수 있다.

한편, 해저 지층 촬영 시 속도 감지부(170)를 통해 본체(140)가 해저 지층에 삽입되어 이동하는 속도를 측정할 수 있다(S121, S123). 속도 감지부(170)에서 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)의 하강 속도가 증감을 감지하면, 촬영부(120)는 해저 퇴적물 촬영 시스템(100)의 하강 속도에 따라 촬영부(120)의 촬영 속도를 조절할 수 있도록 설정되어 이미지의 공백과 흔들림이 없는 해저 지층 이미지를 획득할 수 있는 것이다.

구체적으로, 속도 감지부(170)는 본체(140)의 코어러가 트리거되어 코어베럴이 가속되는 것을 감지할 수 있다. 즉, 속도 감지부(170)에서 코어베럴 가속을 감지하는 경우 촬영부(120)를 통해 해저 지층을 촬영하게 되며, 이와 반대로 해저 지층 촬영을 시작한 후 속도 감지부(170)를 통해 코어베럴의 속도가 감지되지 않는 경우 촬영부(120)의 해저 지층 촬영이 종료될 수 있는 것이다(S120).

이상 해저 퇴적물 촬영 시스템 및 해저 퇴적물 촬영 방법에 따르면, 해저 퇴적물 채취 시, 추가 자료 확보를 위한 위치의 지층 촬영이 이루어지도록 하여 다양한 위치에서 지층의 퇴적물 상태를 확인할 특히 해저 지층을 촬영하는 촬영부는 복수의 카메라를 통해 순차적으로 지층 촬영이 이루어지도록 한다. 이로 인해, 자세한 구조의 해저 지층 단층의 퇴적 구조에 대한 자료를 획득할 수 있게 된다.

이상 설명된 본 발명의 실시 예에 대한 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

1. 자유 낙하하며 해저퇴적물의 단면을 촬영하는 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템으로서,
   해저 지층에 형성하는 시추홀 형성과 동시에 상기 해저 지층 바닥면을 향해 자유낙하하고, 상기 해저 지층 상면에서 상기 해저 지층 바닥면을 향하여 하강하는 방향을 기준으로 상기 해저 지층 바닥면을 향하는 최하단부에 형성된 본체; 및
   상기 본체 선단에 설치되고, 상기 해저 지층으로 상기 본체 삽입과 동시에 촬영을 시작하여 자유 낙하 하는 동안 연속적으로 이미지의 35 ~ 45%를 중복 촬영하여 촬영된 상기 해저 퇴적물 이미지 중 누락 이미지 발생을 방지하도록 파노라마 형태의 이미지를 획득하는 촬영부; 를 포함하고,
   상기 촬영부는 상기 본체가 유입되어 촬영하는 상기 해저 퇴적물 이미지가 변형되는 것을 방지하도록 상기 촬영부의 속도를 제한하고, 상기 본체가 이동하는 자유 낙하 방향을 따라 간극 없이 설치된 복수 개의 카메라를 포함하며,
   상기 복수의 카메라는 해저 퇴적물 촬영 시, 상기 카메라에서 수광(受光)하는 빛의 양이 증가하도록 조리개 개방이 큰 렌즈로 구성되고, 상기 본체 선단에 설치된 제1 카메라부터 상기 본체 선단에서부터 상단 방향으로 상기 해저 퇴적물을 연속촬영하며,
   상기 해저 퇴적물을 촬영하는 상기 카메라의 촬영 속도는 상기 본체가 해저 지층을 하강하는 속도와 동일하도록 구성되어 연속된 상기 이미지의 왜곡을 최소화하는, 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 시스템은,
   상기 카메라가 상기 해저 지층 촬영 시, 촬영 환경의 조도를 측정하는 조도 측정부;
   상기 해저 지층에 삽입되는 상기 본체의 이동 속도를 측정하는 속도 감지부를 더 포함하는,
   수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 카메라가 빛이 측정되지 않은 위치에서 촬영하는 경우, 상기 해저 지층을 향해 빛을 발생시키는 발광부를 더 포함하고,
   상기 조도 측정부는,
   상기 발광부에서 발생한 빛의 크기를 조절하는,
   수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 조도 측정부는,
   상기 카메라가 상기 해저 지층 촬영을 시작하는 시점에서 상기 해저 지층의 조도를 측정하고,
   상기 촬영부는 상기 조도 측정부에서 측정한 조도가 기 설정된 조도 이상인 경우 상기 해저 지층 촬영을 시작하는,
   수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 시스템.
   
8. 수중에서 자유낙하 속도에 대응하여 해저퇴적물의 단면을 촬영하는 수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 방법으로서,
   해저 지층 방향으로 연장 형성된 본체의 코어러가 트리거 되어 자유낙하 하여 상기 해저 지층에 삽입하는 단계; 및
   적어도 하나 이상의 카메라를 통해 자유낙하하며, 자유 낙하 하는 동안 연속적으로 이미지의 35 ~ 45%를 중복 촬영하여 촬영된 상기 해저 퇴적물 이미지 중 누락 이미지 발생을 방지하도록 파노라마 형태의 이미지를 획득하는 파노라마 형태의 이미지를 획득하는 단계를 포함하고,
   상기 이미지를 획득하는 단계는,
   간극 없이 설치되는 복수 개의 카메라를 통해 상기 본체가 유입되는 유체 내에서 촬영하는 상기 해저 퇴적물 이미지가 변형되는 것을 방지하고,
   상기 복수의 카메라는 해저 퇴적물 촬영 시, 상기 카메라에서 수광(受光)하는 빛의 양이 증가하도록 조리개 개방이 큰 렌즈로 구성되고, 상기 본체 선단에 설치된 제1 카메라부터 상기 본체 선단에서부터 상단 방향으로 상기 해저 퇴적물을 연속촬영하며,
   상기 해저 퇴적물을 촬영하는 상기 카메라의 촬영 속도는 상기 본체가 해저 지층을 하강하는 속도와 동일하도록 구성되어 연속된 상기 이미지의 왜곡을 최소화하는,
   수중 자유낙하 속도 대응 해저 퇴적물 고속촬영 방법.
   
   
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