KR102301679B1 - 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템 - Google Patents

무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템이 개시된다. 무인 상태에서 자동 운항하는 무인 수상정; 상기 무인 수상정에서 진수/회수되는 무인 잠수정을 포함하고, 상기 무인 수상정은, 후면에 구비되어 상기 무인 잠수정을 다층 구조에 다수 개를 적재하고 진수 위치 또는 회수 위치에서 진수/회수시키는 진수/회수 장치; 임무 수행 중인 무인 잠수정의 회수를 위한 복귀 지점을 상기 무인 잠수정으로 송신하는 복귀 지점 공유 모듈을 구성한다. 상술한 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템에 의하면, 무인 수상정에서 복수의 무인 잠수정을 적재하고 무인 잠수정을 자동으로 진수/회수하도록 구성됨으로써, 작전 운용성이 확장되는 효과가 있으며, 자동 진수/회수를 위한 정렬 구성을 구비하여 진수/회수에 대한 정확도가 높아지는 효과가 있다.

Description

무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템{LAUNCHING/RECOVERY CONTROL SYSTEM FOR LAUNCHING/RECOVERY OF AUTOMATIC UNDERWATER VEHICLE FROM UNMANNED SURFACE VEHICLE}
본 발명은 무인 수상정 및 무인 잠수정에 관한 것으로서, 구체적으로는 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템에 관한 것이다.
무인 수상정에서는 무인 잠수정을 진수시켜 무인 잠수정이 기뢰 제거나 탐지 등의 다양한 임무를 수행하게 한다.
무인 잠수정은 다시 무인 수상정에서 회수되는데, 무인 잠수정에서는 이러한 진수와 회수의 동작이 무인 자동화되어야 한다. 그러나, 이러한 무인 진수/회수를 위한 장치가 개시되어 있지는 않다.
특히, 회수 시에는 무인 잠수정의 후단에 구비된 진수/회수 장치와 무인 잠수정이 정렬되어 회수가 되어야 하는데, 정렬 회수를 위한 장비도 마련되어 있지 않은 실정이다.
더군다나, 하나의 무인 수상정에서 하나의 무인 잠수정만 진수/회수하는 경우에는 작전 운용성이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 여러 대의 무인 잠수정에 대한 진수/회수를 할 필요성이 있다.
등록특허공보 10-1307454 등록특허공보 10-1290083
본 발명의 목적은 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템은, 무인 상태에서 자동 운항하는 무인 수상정; 상기 무인 수상정에서 진수/회수되는 무인 잠수정을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 무인 수상정은, 후면에 구비되어 상기 무인 잠수정을 다층 구조에 다수 개를 적재하고 진수 위치 또는 회수 위치에서 진수/회수시키는 진수/회수 장치를 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 무인 수상정은, 임무 수행 중인 무인 잠수정의 회수를 위한 복귀 지점을 상기 무인 잠수정으로 송신하는 복귀 지점 공유 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템에 의하면, 무인 수상정에서 복수의 무인 잠수정을 적재하고 무인 잠수정을 자동으로 진수/회수하도록 구성됨으로써, 작전 운용성이 확장되는 효과가 있으며, 자동 진수/회수를 위한 정렬 구성을 구비하여 진수/회수에 대한 정확도가 높아지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진수/회수 장치의 구조도이다.
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 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템(100)은 무인 수상정(100) 및 무인 잠수정(200)을 포함하도록 구성될 수 있다.
무인 수상정(100)은 무인 상태에서 자동 운항하도록 구성될 수 있다. 무인 수상정(100)에는 다수의 무인 잠수정(200)이 적재되고, 무인 잠수정(200)을 진수시키거나 회수할 수 있다.
여기서, 무인 수상정(100)은 진수/회수 장치(101), 충전 모듈(102), 무인 수상정 제어 모듈(103), 무인 수상정 통신 모듈(104), 복귀 지점 공유 모듈(105), 전면/외측면 레이저 수광 모듈(106), 후면 레이저 수광 모듈(107), 복귀 방향 파악 모듈(108), 복귀 방향 가이드 모듈(109)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
진수/회수 장치(101)는 후면에 구비되어 무인 잠수정(200)을 다층 구조에 다수 개를 적재하고 진수/회수 장치(101) 상의 진수 위치 또는 회수 위치에서 무인 잠수정(100)을 진수/회수시키도록 구성될 수 있다.
충전 모듈(102)은 진수/회수 장치(101)에 적재된 무인 잠수정(200)을 충전하도록 구성될 수 있다.
무인 수상정 제어 모듈(103)은 이미 진수되어 임무 수행 중인 무인 잠수정(200)의 임무 또는 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
무인 수상정 통신 모듈(104)은 임무 수행 중인 무인 잠수정(200)과 무선 통신을 수행하며, 무인 수상정 제어 모듈(103)의 제어 명령을 무인 잠수정(200)으로 송신하도록 구성될 수 있다.
복귀 지점 공유 모듈(105)은 임무 수행 중인 무인 잠수정(200)의 회수를 위한 복귀 지점을 무인 수상정 통신 모듈(104)을 통해 무인 잠수정(200)으로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.
여기서, 무인 수상정(200)이 계속 이동 중이 경우에는 복귀 지점도 계속 변동될 수 있고, 복귀 지점 공유 모듈(105)은 실시간으로 복귀 지점을 송신하도록 구성될 수 있다.
전면/외측면 레이저 수광 모듈(106)은 무인 수상정(100)의 전면과 외측면에 소정 간격마다 구비되어 레이저 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
후면 레이저 수광 모듈(107)은 무인 수상정(100)의 후면에 소정 간격마다 구비되어 무인 잠수정(200)의 레이저 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
복귀 방향 파악 모듈(108)은 전면/외측면 레이저 수광 모듈(106)에서 수신되는 무인 잠수정(200)의 레이저 신호 및 후면 레이저 수광 모듈(107)에서 수신되는 무인 잠수정(200)의 레이저 신호를 이용하여 무인 잠수정(200)의 복귀 방향을 파악하도록 구성될 수 있다. 즉, 어느 전면/외측면 레이저 수광 모듈(106) 또는 어느 후면 레이저 수광 모듈(107)에서 수광이 되는지에 따라 복귀 중인 무인 잠수정(200)이 향하고 있는 방향을 파악할 수 있다. 그리고 그 방향이 변경되고 있는 경우에도 그 변경되고 있는 방향을 파악할 수 있다.
복귀 방향 가이드 모듈(109)은 복귀 방향 파악 모듈(108)에서 파악되는 복귀 방향을 이용하여 무인 잠수정(200)이 무인 수상정(100)의 후면에 구비된 진수/회수 장치(101)로 복귀하도록 하는 복귀 방향 가이드 신호를 무인 수상정 통신 모듈(104)을 통해 무인 잠수정(200)으로 송신하도록 구성될 수 있다. 무인 잠수정(200)은 복귀 방향 가이드 신호에 따라 방향타(204)를 제어하여 무인 수상정(100)의 후면으로 복귀할 수 있다.
무인 잠수정(200)은 수중에서 기뢰 제거 또는 탐지 등의 임무를 수행하며, 무인 수상정(100)에서 진수/회수되도록 구성될 수 있다.
무인 잠수정(200)은 무인 잠수정 통신 모듈(201), 임무 수행 제어 모듈(202), 추진기(203), 방향타(204), 심도 조절기(205), IMU(inertial measurement unit)(206), DVL(Doppler velocity log)(207), 탐지 레이더(208), 상단 레이저 발광 모듈(209), 복귀 지점/방향 파악 모듈(210), 자동 복귀 제어 모듈(211)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
무인 잠수정 통신 모듈(201)은 무인 수상정(100)의 무인 수상정 통신 모듈(201)과 무선 통신을 수행하며, 무인 수상정 제어 모듈(103)의 제어 명령을 수신하도록 구성될 수 있다.
임무 수행 제어 모듈(202)은 무인 잠수정 통신 모듈(104)에서 수신된 제어 명령에 따라 임무 수행을 제어하도록 구성될 수 있다.
추진기(203)는 무인 잠수정(200)을 전방으로 추진시키도록 구성될 수 있다.
방향타(204)는 무인 잠수정(200)의 추진 방향을 변경시키도록 구성될 수 있다.
심도 조절기(205)는 무인 잠수정(200)의 심도를 조절하도록 구성될 수 있다.
IMU(206)는 무인 잠수정(200)의 운동 가속도를 측정하도록 구성될 수 있다.
DVL(207)은 무인 잠수정(200)의 도플러 속도를 측정하도록 구성될 수 있다.
탐지 레이더(208)는 표적을 탐지하도록 구성될 수 있다.
상단 레이저 발광 모듈(209)은 외측 상단에 구비되어 레이저 신호를 무인 잠수정(200)의 전방으로 발광하도록 구성될 수 있다.
복귀 지점/방향 파악 모듈(210)은 탐지 레이더(208)에 의해 탐지되는 무인 수상정(100)의 표적 및 복귀 방향 가이드 모듈(109)로부터 복귀 방향 가이드 신호를 수신하여 무인 잠수정(200)의 복귀 지점 및 복귀 방향을 파악하도록 구성될 수 있다.
먼저, 무인 수상정(100)으로부터 복귀 지점을 수신하고 그 수신된 복귀 지점과 탐지 레이더(208)에 의해 탐지되는 표적의 지점을 대비하여 해당 표적이 무인 수상정(100)인지를 파악할 수 있다. 그리고 무인 수상정(100)이 이동 중인 경우에는 그 탐지 레이더(208)의 표적을 지속 추적하여 복귀하도록 구성될 수 있다. 그리고 나서, 무인 잠수정이(200)은 복귀 지점에 근접해서는 복귀 방향 가이드 신호에 따라 무인 수상정(100)의 후면으로 복귀하도록 구성될 수 있다.
자동 복귀 제어 모듈(211)은 복귀 지점/방향 파악 모듈(210)에 의해 파악된 복귀 지점 및 복귀 방향으로 무인 잠수정(200)이 복귀하도록 하기 위해 IMU(206)에서 측정된 운동 가속도 및 DVL(207)에서 측정된 도플러 속도를 참조하면서 추진기(203), 방향타(204), 심도 조절기(205)를 이용하여 자동 복귀를 제어하도록 구성될 수 있다.
즉, 복귀 지점 근처에서는 무인 잠수정(200)의 속도를 늦추거나 이동 중인 무인 수상정(100)의 속도와 비슷하게 하여 안전하게 회수되도록 속도 조절을 할 수 있다. 이러한 구성에 의해 복귀 지점이 이동 중인 경우에도 안전한 회수가 가능할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진수/회수 장치의 구조도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 진수/회수 장치(101)는 적재/이송 모듈(101a), 베이스 프레임(101b), 다절 링크(101c), 그립퍼(101d)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
적재/이송 모듈(101a)은 무인 잠수정(200)을 적재하고, 적재된 무인 잠수정(200)을 진수 위치(A)로 이송시키고 회수 위치(B)에서 무인 잠수정(200)을 회수하여 이송시키도록 구성될 수 있다. 적재/이송 모듈(101a)은 무인 수상정(200)의 후단 및 바닥면(100a) 상에 구비될 수 있다.
베이스 프레임(101b)은 무인 잠수정(200)의 후단에 장착되도록 구성될 수 있다.
다절 링크(101c)는 베이스 프레임(101b)으로부터 연장되어 거중 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
그립퍼(101d)는 다절 링크(101c)의 끝단에 연결되어 무인 잠수정(200)에 대한 그립(grip) 동작을 수행하여 무인 잠수정(200)을 수중에 진수시키거나 수중으로부터 회수시키도록 구성될 수 있다.
도 3의 적재/이송 모듈(101a)은 이송 트레이(tray)(10), 이송 레일(rail)(20), 추락 방지막(30), 실린더(cylinder)(40)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
이송 트레이(10)는 무인 잠수정(200)이 개별적으로 적재되도록 구성될 수 있다.
이송 레일(20)은 다수의 이송 트레이(10)를 진수 위치(A) 또는 회수 위치(B)로 이동시키도록 구성될 수 있다.
추락 방지막(30)은 이송 트레이(10)마다 적재된 무인 잠수정(200)의 추락을 방지하도록 구성될 수 있다.
실린더(40)는 무인 잠수정(200)을 다층 구조에서 상층 또는 하층으로 이송시키도록 구성될 수 있다.
실린더(40)에 의해 무인 잠수정(200)이 올려져서 하층에서 상층으로 이동하거나 실린더(40)에 의해 내려져서 상층에서 하층으로 이동하는 경우, 이동 전에 추락 방지막(30)이 상승 또는 하강하면서 무인 잠수정(200)의 이송 트레이(10)를 실린더(40) 상에 올리거나 그로부터 내리도록 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.
100: 무인 수상정 101: 진수/회수 장치
101a: 적재/이송 모듈 101b: 베이스 프레임
101c: 다절 링크 101d: 그립퍼
102: 충전 모듈 103: 무인 수상정 제어 모듈
104: 무인 수상정 통신 모듈 105: 복귀 지점 공유 모듈
106: 전면/외측면 레이저 수광 모듈 107: 후면 레이저 수광 모듈
108: 복귀 방향 파악 모듈 109: 복귀 방향 가이드 모듈
200: 무인 잠수정 201: 무인 잠수정 통신 모듈
202: 임무 수행 제어 모듈 203: 추진기
204: 방향타 205: 심도 조절기
206: IMU 207: DVL
208: 탐지 레이더 209: 상단 레이저 발광 모듈
210: 복귀 지점/방향 파악 모듈 211: 자동 복귀 제어 모듈

Claims (3)

  1. 무인 상태에서 자동 운항하며, 무인 잠수정을 자동으로 진수 또는 회수하는 무인 수상정; 및
    상기 무인 수상정에서 진수 또는 회수되는 상기 무인 잠수정을 포함하며,
    상기 무인 수상정은,
    상기 무인 수상정의 후면에 구비되며, 다층 구조물을 통해 다수의 무인 수상정들을 적재하며, 상기 적재된 무인 수상정들 중 하나를 진수하거나 수중에서 임무 수행 중인 무인 잠수정을 회수하는 진수/회수 장치;
    상기 임무 수행 중인 무인 잠수정과 무선 통신을 수행하는 무인 수상정 통신 모듈;
    상기 무인 수상정의 전면과 외측면에 소정 각격마다 구비되어 상기 임무 수행 중인 무인 잠수정에서 발신하는 레이저 신호를 수신하는 전면/외측면 레이저 수광 모듈;
    상기 무인 수상정의 후면에 소정 간격마다 구비되어 상기 임무 수행 중인 무인 잠수정의 레이저 신호를 수신하는 후면 레이저 수광 모듈;
    상기 무인 수상정 통신 모듈을 통해 상기 임무 수행 중인 무인 잠수정의 회수를 위한 복귀 지점을 상기 임무 수행 중인 무인 잠수정으로 실시간으로 전송하는 복귀 지점 공유 모듈;
    상기 전면/외측면 레이저 수광 모듈을 통해 수신된 레이저 신호 및 상기 후면 레이저 수광 모듈을 통해 수신된 레이저 신호를 이용하여 상기 임무 수행 중인 무인 잠수정의 복귀 방향을 파악하는 복귀 방향 파악 모듈; 및
    상기 복귀 방향을 이용하여 상기 진수/회수 장치로 복귀하도록 안내하는 복귀 방향 가이드 신호를 생성하고, 상기 무인 수상정 통신 모듈을 통해 상기 복귀 방향 가이드 신호를 상기 임무 수행 중인 무인 잠수정으로 전송하는 복귀 방향 가이드 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 수상정의 무인 잠수정 진수 또는 회수를 위한 진수/회수 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무인 잠수정은,
    상기 무인 수상정과 무선 통신을 수행하는 무인 잠수정 통신 모듈;
    상기 무인 잠수정의 외측 상단에 구비되어 상기 레이저 신호를 상기 무인 잠수정의 전방으로 발광하는 상단 레이저 발광 모듈;
    상기 무인 잠수정 통신 모듈을 통해 상기 복귀 지점 및 상기 복귀 방향 가이드 신호를 수신하고, 상기 복귀 지점 및 상기 복귀 방향 가이드 신호를 이용하여 상기 무인 잠수정의 복귀 지점 및 복귀 방향을 파악하는 복귀 지점/방향 파악 모듈; 및
    상기 무인 잠수정이 상기 파악된 복귀 지점 및 복귀 방향으로 복귀하도록 상기 무인 잠수정의 속도 및 심도를 조절하는 자동 복귀 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 수상정의 무인 잠수정 진수 또는 회수를 위한 진수/회수 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자동 복귀 제어 모듈은, 상기 파악된 복귀 지점의 근처에서 상기 무인 수상정의 속도에 따라 상기 무인 잠수정의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 무인 수상정의 무인 잠수정 진수 또는 회수를 위한 진수/회수 제어 시스템.
KR1020200172358A 2020-12-10 2020-12-10 무인 수상정의 무인 잠수정 진수/회수를 위한 진수/회수 제어 시스템 KR102301679B1 (ko)

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