KR102351787B1 - Underwater environment information provision system using underwater drone - Google Patents

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KR102351787B1
KR102351787B1 KR1020200109151A KR20200109151A KR102351787B1 KR 102351787 B1 KR102351787 B1 KR 102351787B1 KR 1020200109151 A KR1020200109151 A KR 1020200109151A KR 20200109151 A KR20200109151 A KR 20200109151A KR 102351787 B1 KR102351787 B1 KR 102351787B1
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KR1020200109151A
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윤경환
안성준
염길주
서준영
김영수
최비오
정봉출
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대양전기공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an underwater environment information providing system using an underwater drone and, more specifically, to an underwater environment information providing system using an underwater drone which allows a drone to perform a work by mounting equipment suitable for an underwater work while performing a work underwater so as to allow one underwater drone to perform a plurality of works, thereby increasing efficiency and which associates a plurality of drones to measure an underwater environment to transmit measured data about the underwater environment to a data server of a remote place through network communication, thereby rapidly providing information to a plurality of consumers who needs the information.

Description

수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템{Underwater environment information provision system using underwater drone}Underwater environment information provision system using underwater drone}

본 발명은 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 드론이 수중에서 작업하면서 수중에서 작업하기에 적합한 장비를 장착하고 작업하는 것이 가능하게 되어 하나의 수중 드론이 다수의 작업을 수행할 수가 있게 되어 효율성이 향상되는 것은 물론이고 복수의 드론을 연동시켜 수중 환경을 측정하고 이와 같이 측정된 수중 환경에 대한 자료를 네트워크 통신으로 원거리의 데이터 서버로 송신할 수 있게 되어 이러한 정보가 필요한 다수의 수요자에게 신속하게 제공하는 것이 가능한 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater environment information providing system using an underwater drone, and more specifically, the drone works in the water while it is possible to mount and work with equipment suitable for working underwater, so that one underwater drone Being able to perform these multiple tasks not only improves efficiency, but also measures the underwater environment by linking multiple drones and transmits the measured underwater environment data to a remote data server through network communication. It relates to an underwater environment information providing system using an underwater drone that can quickly provide such information to a large number of consumers in need.

일반적으로, 수중촬영은 물속에서 행하는 촬영으로, 기록영화, 교육영화에서 주로 이루어지고 있으나, 공업이 발달되면서 수중에 있는 선박의 촬영과 양식장의 촬영까지 그 범위가 점차적으로 확대되는 분야이다. In general, underwater photography is filming performed in water, and is mainly performed in documentary films and educational films, but as industry develops, the scope is gradually expanded to filming of ships in the water and filming of fish farms.

이러한 수중촬영을 위해서는 방수 카메라와 특수 렌즈, 특수 조명이 필수적이다. 그러나, 수중에서는 아무리 투명도가 좋아도 카메라와 피사체 사이에 거리가 있으면 물결의 방해를 받아 해상도가 떨어지게 되며, 특히 수심이 깊은 곳을 촬영할 때는 조명을 하려면 배터리를 장착한 개별 램프를 사용하거나 접사 장면을 위해서는 수면 위의 발전기에 케이블을 연결하여 여러 대의 램프를 사용하기도 한다. 또한, 수중에서는 물체가 카메라 렌즈에 나타날 때 물의 굴절률에 의해 실제로 눈에 보이는 것보다 1/4 정도 가깝게 보이므로 렌즈와 피사체 사이의 거리에 133의 비율을 곱해 주어야 한다. 이러한 거리의 수축을 보상하고 카메라와 피사체 사이의 거리를 최소화하기 위해 광각 렌즈를 사용한다. 종래에는 수중촬영을 위해서 촬영자가 상기와 같은 장비를 갖고 수중으로 진입하여 직접 촬영해야 하였다. 촬영자가 직접 수중에 진입하기 때문에 수중에 존재하는 다양한 장애물이나 깊은 수심으로 인해 안전사고가 빈번하게 발생하고 있으며, 촬영자가 직접 촬영해야 하는 번거로움이 있었다. For such underwater photography, a waterproof camera, special lens, and special lighting are essential. However, underwater, no matter how good the transparency, if there is a distance between the camera and the subject, the resolution will be reduced due to the disturbance of the waves. For this purpose, several lamps are used by connecting cables to the generator above the water surface. Also, in water, when an object appears on the camera lens, it looks about 1/4 closer than it actually appears due to the refractive index of water, so the distance between the lens and the subject should be multiplied by a ratio of 133. A wide-angle lens is used to compensate for this distance contraction and to minimize the distance between the camera and the subject. Conventionally, for underwater photography, a photographer had to enter the water with the above equipment and take a picture directly. Because the photographer directly enters the water, safety accidents frequently occur due to various obstacles in the water or the deep water depth, and the photographer has to take the picture by himself.

이러한 문제점을 해결하기 위해 공개특허 제10-2018-0061613호(공개일자: 2018년 06월 08일)에 기재된 바와 같이, 수중에 들어가서 유영하며 필요한 정보를 수집하는 수중 드론와, 상기 수중 드론를 수상에서 조종하며 필요한 정보를 수집하는 스마트폰 조종기를 포함하고, 상기 수중 드론는, 지지케이스와, 상기 지지케이스의 중간 및 양측면에 부착되는 추진기와, 상기 지지케이스의 전면에 배치되며 수중의 영상을 촬영하는 카메라 및 상기 카메라에 인접하게 설치되고 촬영을 보조하기 위하여 조명을 비추는 조명부 및 상기 카메라의 각도를 조절하는 서보모터부가 내부에 설치된 전면 고정케이스부로 구성된 수중용 드론을 사용할 수 있다. 상기 공개특허의 수중용 드론을 사용함으로써 촬영자가 직접 수중으로 진입하지 않아도 되기 때문에 안전사고에 대한 문제점을 해결할 수 있었다.In order to solve this problem, as described in Patent Publication No. 10-2018-0061613 (published date: June 08, 2018), an underwater drone that enters the water and swims to collect necessary information, and the underwater drone is operated on the water and a smartphone manipulator for collecting necessary information, wherein the underwater drone includes a support case, a thruster attached to the middle and both sides of the support case, a camera disposed in front of the support case and photographing an underwater image; It is possible to use an underwater drone which is installed adjacent to the camera and includes a front fixed case unit installed therein with a lighting unit illuminating a light to assist in shooting and a servo motor unit for adjusting the angle of the camera. By using the underwater drone of the above-mentioned published patent, it was possible to solve the problem of safety accidents because the photographer does not have to enter the water directly.

그렇지만, 물의 특성상 전파를 흡수하거나 반사시키기 때문에 수중으로 진입한 드론과 실시간으로 신호처리하기 어렵고, 조류 등으로 인해 드론이 흔들리면서 영상의 흔들림이 발생할 뿐만 아니라 드론 전체를 방수처리해야하기 때문에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다. 이에, 수중촬영 시 실시간 신호처리를 할 수 있으며, 영상의 흔들림을 최소화할 수 있는 기술이 요구되고 있다. However, due to the nature of water, it is difficult to process signals in real time with a drone that has entered underwater because it absorbs or reflects radio waves. There is a problem that Accordingly, there is a need for a technology capable of real-time signal processing during underwater photography and minimizing image shake.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 공개특허 제10-2020-0005908호로 제공된, '수중촬영용 드론 시스템 및 이를 이용한 제어방법'의 명칭으로 제공된 발명은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상측에 비행을 위한 다수개의 프로펠러가 구비되고, 하측에 수중촬영을 하기 위한 카메라(110)를 수중으로 투입시키기 위해 길이가 조절되는 지지대(120)가 구비된 드론(100)과, 상기 카메라(110)로 촬영할 촬영위치를 설정하여 상기 드론(100)의 비행을 제어하면서 상기 카메라(110)로부터 촬영된 수중영상을 수신받아 저장하고 디스플레이하기 위한 드론제어기(200)를 포함하고, 상기 드론(100)은, 상기 카메라(110) 내지 상기 드론제어기(200)와 통신하기 위한 드론통신부(160)와, 상기 드론(100)의 현위치를 파악하기 위해 GPS를 수신받기 위한 GPS수신부(161)와, 상기 드론(100)의 하측에 레이저센서를 위치시켜 상기 레이저센서에서 조사되는 레이저 빔이 수면에 반사되는 되돌아오는 시간을 검출하여 수면을 감지하기 위한 수면감지부(162)와, 상기 GPS수신부(161)를 통해 수신받은 GPS와 상기 드론제어기(200)로부터 수신받은 촬영위치와 동일여부를 비교하여 정지비행시킨 후 상기 수면감지부(162)를 통해 검출된 시간과 미리 설정된 수면점 시간을 비교하여 동일해질 때까지 하강시키고 호버링시키기 위한 비행제어부(163)와, 상기 비행제어부(163)를 통해 호버링된 후 상기 지지대(120)의 길이를 조절하여 상기 카메라(110)가 수중으로 투입되도록 이송시키기 위한 카메라이송부(164)와, 상기 이송된 카메라(110)를 작동시켜 수중촬영하기 위한 수중촬영부(165)와, 상기 수중촬영부(165)를 통해 상기 카메라(110)에서 촬영된 수중영상을 수신받아 상기 GPS와 상기 지지대(120)의 조절된 길이값을 포함하여 수중정보를 생성하기 위한 수중정보부(166)를 포함하여 구성된 발명이 제안된 바가 있으나, 상기 발명은 드론(100)이 수면위에서 떠 있으면서 하부에 지지대(120)상에 수중카메라(110)를 수중으로 하강시키는 기술을 제공하므로 실제의 수중의 상황을 면밀하게 파악할 수가 없으며 자유롭게 이동하면서 촬영하지 못하고 단지 카메라로 고정된 위치에서 촬영할 수 밖에 없으며 많은 제조비용과 고난이도의 조종이 필요하여 고숙련자만이 요구되게 되는 문제점이 있었다.In order to solve this problem, the invention provided in the name of 'a drone system for underwater photography and a control method using the same' provided in Patent Publication No. 10-2020-0005908, as shown in FIG. A drone 100 equipped with four propellers and a support 120 whose length is adjusted to put a camera 110 for underwater photography in the lower side, and a shooting position to be photographed with the camera 110 and a drone controller 200 for receiving, storing, and displaying an underwater image photographed from the camera 110 while controlling the flight of the drone 100 by setting, the drone 100 includes the camera 110 ) to the drone communication unit 160 for communicating with the drone controller 200, the GPS receiving unit 161 for receiving GPS to determine the current location of the drone 100, and the lower side of the drone 100 A sleep detection unit 162 for detecting the water surface by locating a laser sensor on the surface to detect the return time when the laser beam irradiated from the laser sensor is reflected on the water surface, and the GPS received through the GPS receiver 161 and After comparing whether the shooting position received from the drone controller 200 is the same as or not, the flight is stopped, and the time detected through the sleep detection unit 162 is compared with a preset sleep point time to descend and hover until the same. A flight control unit 163 for, and a camera transfer unit 164 for transferring the camera 110 to be put into the water by adjusting the length of the support 120 after being hovered through the flight control unit 163, and the An underwater photographing unit 165 for underwater photographing by operating the transferred camera 110, and receiving an underwater image photographed by the camera 110 through the underwater photographing unit 165, the GPS and the support 120 ), including an underwater information unit 166 for generating underwater information, including an adjusted length value, has been proposed, but the invention is the drone 100 while floating on the water surface. Since the technology for lowering the underwater camera 110 into the water is provided on the support 120 on the lower part, it is impossible to closely grasp the actual underwater situation, and it cannot be photographed while moving freely, and there is no choice but to shoot at a fixed position with the camera. There was a problem in that only high-skilled personnel were required due to the high manufacturing cost and the need for high-level control.

공개특허 제10-2020-0005908호Patent Publication No. 10-2020-0005908 공개특허 제10-2018-0061613호Patent Publication No. 10-2018-0061613

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상기 드론이 수중에서 작업하면서 수중에서 작업하기에 적합한 장비를 장착하고 작업하는 것이 가능하게 되어 하나의 수중 드론이 다수의 작업을 수행할 수가 있게 되어 효율성이 향상되는 것은 물론이고 복수의 드론을 연동시켜 수중 환경을 측정하고 이와 같이 측정된 수중 환경에 대한 자료를 네트워크 통신으로 원거리의 데이터 서버로 송신할 수 있게 되어 이러한 정보가 필요한 연근해 양식장 운영자, 선박운용자, 수질 정보 수요자와 같은 다수의 수요자에게 신속하게 제공하는 것이 가능한 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve this problem, and it is possible to mount and work with equipment suitable for working in the water while the drone works in the water, so that one underwater drone can perform a number of tasks In addition to improving efficiency, it is possible to measure the underwater environment by linking multiple drones and transmit the measured underwater environment data to a remote data server through network communication. It is to provide an underwater environment information providing system using an underwater drone that can be quickly provided to a large number of consumers such as ship operators and water quality information consumers.

본 발명의 이러한 목적은, 수중에 들어가서 유영하며 필요한 정보를 수집하는 수중 드론과, 상기 수중 드론을 수상에서 조종하며 필요한 정보를 수집하는 스마트폰 조종기와, 원격지에 소재하는 데이터 서버를 포함하고, 상기 수중 드론은, 지지케이스와, 상기 지지케이스의 중간 및 양측면에 부착되는 추진기와, 상기 지지케이스의 전면에 배치되며 수중의 영상을 촬영하는 카메라 및 상기 카메라에 인접하게 설치되고 촬영을 보조하기 위하여 조명을 비추는 조명부 및 상기 카메라의 각도를 조절하는 서보모터부가 내부에 설치된 전면촬영부, 상기 수상의 스마트폰 조종기에 신호를 전송하거나 수신하는 기능을 갖는 수중 PLC 모듈과 배터리팩에서 전달되는 전원을 변환하는 전원변환부와 과전류/과전압 방지부와 제어부와 저장부를 가지며 상기 지지케이스의 내부에 설치된 통신송수신부를 포함하며, 상기 수중 드론의 전면촬영부내에는 IMU(Inertial Measurement Unit)이 설치되어 수중 드론의 자세값을 산출하고 압력을 측정하여 수중 드론의 현재의 위치되는 수심을 측정하고, 상기 스마트폰 조종기는, 컴퓨터 또는 휴대폰으로 상기 수중 드론과 통신이 가능한 통신부와, 상기 수중 드론을 조종하는 애플리케이션이 저장된 프로그램을 저장부를 포함하는 본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템에 의하여 달성된다.This object of the present invention includes an underwater drone that enters and swims in water and collects necessary information, a smartphone controller that controls the underwater drone on water and collects necessary information, and a data server located in a remote place, The underwater drone includes a support case, a thruster attached to the middle and both sides of the support case, a camera disposed on the front side of the support case and installed adjacent to the camera for capturing an underwater image, and lighting to assist in shooting A front photographing unit installed inside a lighting unit that illuminates the camera and a servo motor unit for adjusting the angle of the camera, an underwater PLC module having a function of transmitting or receiving a signal to the smartphone controller on the water and converting power delivered from a battery pack It has a power conversion unit, an overcurrent/overvoltage prevention unit, a control unit and a storage unit, and includes a communication transmitter/receiver installed inside the support case. Calculate and measure the pressure to measure the currently located depth of water of the underwater drone, and the smartphone manipulator, a communication unit capable of communicating with the underwater drone with a computer or mobile phone, and an application for controlling the underwater drone are stored programs It is achieved by the underwater environment information providing system using the underwater drone according to the present invention including a storage unit.

본 발명의 이러한 목적은, 상기 수중 드론의 하부에 수중 작업장비를 고정시키는 장비고정부가 설치되어 수질을 측정할 수 있도록 수질측정장비, 이물질 분리장비, 이물질 이송장비, 양식장 청소장비, 채수장비 또는 토양채취장비 등의 수중 작업장비가 교체가능하게 되어 하나의 수중 드론를 다목적으로 사용하는 것이 가능한 본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템에 의하여 달성된다.This object of the present invention, water quality measuring equipment, foreign matter separation equipment, foreign matter transfer equipment, farm cleaning equipment, water collecting equipment or soil so that an equipment fixing part for fixing the underwater work equipment is installed in the lower part of the underwater drone to measure the water quality It is achieved by the underwater environment information providing system using the underwater drone according to the present invention, which enables the use of one underwater drone for multiple purposes as underwater work equipment such as collecting equipment is replaceable.

본 발명의 이러한 목적은, 복수의 수중 드론에 각각의 수행목적을 부여하고 각각의 수행목적에 따른 각각의 작동을 부여하여 복수의 수중 드론를 연동 무선네트워크를 이용하여 가동하게 하여 보다 신속하고 효율적인 작업이 가능하게 되는 본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템에 의하여 달성된다.This object of the present invention is to give each performance purpose to a plurality of underwater drones and to operate a plurality of underwater drones using an interlocking wireless network by giving each operation according to each performance purpose, so that a faster and more efficient operation is possible It is achieved by the underwater environment information providing system using the underwater drone according to the present invention that becomes possible.

본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템은, 복수의 수중에 들어가서 유영하며 필요한 정보를 수집하는 수중 드론과, 상기 수중 드론을 수상에서 조종하며 필요한 정보를 수집하는 스마트폰 조종기와, 원격지에 소재하는 데이터 서버를 포함하여, 상기 복수의 수중 드론에 각각의 수행목적을 부여하고 각각의 수행목적에 따른 각각의 작동을 부여하여 복수의 수중 드론를 연동 무선네트워크를 이용하여 가동하게 하여 보다 신속하고 효율적인 작업이 가능하게 되고, 수중 드론의 하부에 수중작업장비를 고정시키는 장비고정부가 설치되어 수질을 측정할 수 있도록 수질측정장비, 이물질 분리장비, 이물질 이송장비, 채수장비 또는 토양채취장비 등의 수중 작업장비가 교체가능하게 되어 하나의 수중 드론를 다목적으로 사용하는 것이 가능하게 되어, 상기 드론이 수중에서 작업하면서 수중에서 작업하기에 적합한 장비를 장착하고 작업하는 것이 가능하게 되어 하나의 수중 드론이 다수의 작업을 수행할 수가 있게 되어 효율성이 향상되는 것은 물론이고 복수의 드론을 연동시켜 수중 환경을 측정하고 이와 같이 측정된 수중 환경에 대한 자료를 네트워크 통신으로 원거리의 데이터 서버로 송신할 수 있게 되어 이러한 정보가 필요한 연근해 양식장 운영자, 선박운용자, 수질 정보 수요자와 같은 다수의 수요자에게 신속하게 제공하는 것이 가능한 우수한 효과가 있다.An underwater environment information providing system using an underwater drone according to the present invention includes an underwater drone that enters and swims in a plurality of waters and collects necessary information, and a smartphone controller that controls the underwater drone on water and collects necessary information; Including a data server located in a remote location, each execution purpose is given to the plurality of underwater drones and each operation according to each execution purpose is given to operate the plurality of underwater drones using an interlocking wireless network to make it faster In order to measure the water quality, it is possible to work efficiently and As underwater work equipment becomes interchangeable, it becomes possible to use one underwater drone for multiple purposes, and it becomes possible to equip and work with equipment suitable for underwater work while the drone works underwater, so that one underwater drone can be used for multiple purposes. In addition to improving efficiency by being able to perform the work of There is an excellent effect that it is possible to quickly provide information to a large number of consumers such as offshore fish farm operators, ship operators, and water quality information consumers who need information.

도 1은 종래의 드론과 드론제어기의 구성이 도시된 개략적인 드론제어기의 구성도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템의 개략적인 구성이 도시된 도면
도 3a,3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템의 수중 드론의 개략적인 사시도 및 측면도
도 4a,4b는 본 발명의 제1실시예에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템의 수중로봇본체에 탈부착되는 수중 작업장비의 사시도, 저면 사시도 및 그리퍼의 사시도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템의 수중로봇본체에 탈부착되는 수중 작업장비의 사시도, 정면도, 측면도 및 환경센서의 사시도
도 6은 수중로봇본체에 탈부착되는 수중 작업장비의 도면
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템의 수중드론과 스마트폰 조종기의 블럭도
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템의 작동과정의 흐름도1 is a schematic configuration diagram of a drone controller showing the configuration of a conventional drone and a drone controller
2 is a view showing a schematic configuration of an underwater environment information providing system using an underwater drone according to a first embodiment of the present invention;
3a and 3b are a schematic perspective view and a side view of an underwater drone of an underwater environment information providing system using an underwater drone according to a first embodiment of the present invention;
4A and 4B are a perspective view, a bottom perspective view, and a perspective view of a gripper attached to and detached from the underwater robot body of the underwater environment information providing system using the underwater drone according to the first embodiment of the present invention;
5 is a perspective view, a front view, a side view, and a perspective view of an environmental sensor attached to and detached from the underwater robot body of the underwater environment information providing system using the underwater drone according to the first embodiment of the present invention;
Figure 6 is a view of the underwater work equipment detachably attached to the underwater robot body;
7 is a block diagram of an underwater drone and a smartphone controller of an underwater environment information providing system using an underwater drone according to the first embodiment of the present invention;
8 is a flowchart of an operation process of an underwater environment information providing system using an underwater drone according to the first embodiment of the present invention;

본 발명의 제1실시예에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템(A)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 수중 드론(1)과, 상기 다수의 수중 드론(1)들을 관리 및 제어하는 스마트폰 조종기(2)와, 각 수중 드론들(1a, 1b, 1c...)들과 상기 스마트폰 조종기(2)가 무선 통신하기 위한 경로를 제공하는 무선 네트워크(3)와, 상기 스마트폰 조종기(2)와 유무선으로 통신하도록 유무선네트워크(4)에 연결되고 상기 스마트폰 조종기(2)에 의하여 송신된 정보를 저장하는 원격지에 소재하는 데이터 서버(5)를 포함하여 이루어진다. The underwater environment information providing system (A) using the underwater drone according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2 , the plurality of underwater drones (1) and the plurality of underwater drones (1) A wireless network (3) that provides a path for wireless communication between a smartphone controller (2) for managing and controlling the and a data server 5 located at a remote location that is connected to a wired/wireless network 4 to communicate with the smart phone controller 2 by wire or wireless and stores information transmitted by the smart phone controller 2 . .

상기 수중 드론(1)은, 지지케이스(11)와, 상기 지지케이스(11)의 중간 및 양측면에 부착되는 추진기(12)와, 상기 지지케이스(11)의 전면에 배치되며 수중의 영상을 촬영하는 카메라(13a) 및 상기 카메라에 인접하게 설치되고 촬영을 보조하기 위하여 조명을 비추는 조명부(13b) 및 상기 카메라의 각도를 조절하는 서보모터부(도시되지 않음)가 내부에 설치된 전면촬영부(13)와, 상기 지지케이스(11)의 내부에 배치된 배터리팩(도시되지 않음)과, 상기 지지케이스(11)에 배치되며 상기 수상 또는 지상의 수중스마트폰 조종기(2)에 신호를 전송하거나 수신하는 기능을 갖는 수중 PLC 모듈(도시되지 않음)과 상기 배터리팩에서 전달되는 전원을 변환하는 전원변환부(도시되지 않음)와 과전류/과전압 방지부(도시되지 않음)와 전압 및 온도측정부(도시되지 않음)와 추진기(12)와 서보모터와 카메라와 조명부를 제어하는 제어부(16)와, 저장부(도시되지 않음)로 구성된 전원제어보드(도시되지 않음)와 스위칭허브(도시되지 않음)가 내부에 배치되어 송수신하는 통신부(15)를 포함하며, 상기 수중 드론(1)의 전면촬영부(13)내에는 IMU(Inertial Measurement Unit)(도시되지 않음)이 설치되어 수중 드론(1)의 자세값을 산출하고 압력을 측정하여 수중 드론(1)의 현재의 위치되는 수심을 측정하고 이를 상기 전원제어보드(도시되지 않음)로 송신하는 구조를 갖는다. 상기 수중 드론(1)에 대한 자세한 사항은 출원인의 특허 제10-1922003호(공개번호 제10-2018-0061513호)에 자세하게 기재되어 있다.The underwater drone 1 is disposed on the front side of the support case 11, the support case 11, the thrusters 12 attached to the middle and both sides of the support case 11, and the support case 11, and shoots an underwater image. A camera (13a) that is installed adjacent to the camera and a lighting unit (13b) that illuminates the light to assist in shooting and a servo motor unit (not shown) for adjusting the angle of the camera are installed inside the front photographing unit 13 ), a battery pack (not shown) disposed inside the support case 11, and the support case 11 to transmit or receive a signal to the underwater smartphone controller 2 on the water or the ground An underwater PLC module (not shown) having a function of A power control board (not shown) and a switching hub (not shown) composed of a control unit 16 for controlling the propeller 12, servomotor, camera and lighting unit, and a storage unit (not shown) It includes a communication unit 15 that is disposed inside and transmits and receives, and an Inertial Measurement Unit (IMU) (not shown) is installed in the front photographing unit 13 of the underwater drone 1 to position the underwater drone 1 . It has a structure for calculating the value and measuring the pressure to measure the currently located water depth of the underwater drone 1 and transmit it to the power control board (not shown). Details of the underwater drone 1 are described in detail in the applicant's Patent No. 10-1922003 (Publication No. 10-2018-0061513).

상기 스마트폰 조종기(2)는, 조종부(21)와, 컴퓨터 또는 휴대폰으로 상기 수중 드론(1)과 통신이 가능한 통신부(22)와, 수상 PLC 모듈(23)과, 설정부(24)와, 저장부(25)를 포함하고, 상기 조종부(21)는 조이스틱과 유사한 조종수단으로 상기 수중 드론(1)을 수중에서 조종하고, 상기 통신부(22)는 안드로이드를 탑재하여 상기 전원제어보드(도시되지 않음)에서 송신되는 영상을 모니터를 통하여 관찰하고 저장관리하고, 상기 수상 PLC 모듈(23)은 상기 수중 드론(1)의 수중 PLC 모듈(도시되지 않음)과 이더넷 통신 또는 다른 가능한 통신을 수행하고, 설정부(24)는 수중 드론(1)의 수중에서 이동가능한 거리에 대한 제한을 스마트폰 조종기(2)의 위치를 기준으로 이동가능한 거리의 설정값을 입력하고, 상기 저장부(25)는 상기 수중 드론 조종 을 위한 전용 앱과 다른 프로그램들이 저장되어 있다.The smartphone manipulator 2 includes a control unit 21, a communication unit 22 capable of communicating with the underwater drone 1 through a computer or mobile phone, a water PLC module 23, and a setting unit 24 and , a storage unit 25, the control unit 21 controls the underwater drone 1 in the water with a control means similar to a joystick, and the communication unit 22 is equipped with an android to control the power control board ( Observe and store and manage the image transmitted from the monitor), and the water PLC module 23 performs Ethernet communication or other possible communication with the underwater PLC module (not shown) of the underwater drone 1 And, the setting unit 24 inputs a set value of the movable distance based on the location of the smartphone controller 2 to limit the movable distance in the water of the underwater drone 1, and the storage unit 25 Stores dedicated apps and other programs for controlling the underwater drone.

상기 수중 드론(1) 각각(1a, 1b, 1c..)은 고유의 ID나 식별자(tag)로 구별될 수 있다. Each of the underwater drones 1 (1a, 1b, 1c..) may be distinguished by a unique ID or identifier (tag).

또한, 상기 수중 드론(1)의 각각 수중드론들(1a, 1b, 1c..)은 네트워크(3)를 통해 스마트폰 조종기(2)로부터 전달되는 식별 정보 및 제어명령에 따라 잠수 가동이 가능하도록 이루어진다In addition, each of the underwater drones 1a, 1b, 1c.. of the underwater drone 1 is capable of diving operation according to the identification information and control command transmitted from the smartphone controller 2 through the network 3 come true

상기 무선 네트워크(3)는 각 수중 드론들(1a, 1b, 1c..)과 스마트폰 조종기(2)간에 무선 데이터 통신을 위한 경로를 제공한다. 한편, 다른 예에서는, 특정 수중 드론이 구비된 통신장비에 의하여 무선 통신이 가능한 범위내에 존재하는 다른 수중 드론과 실시간으로 네트워크 방식으로 통신가능하다.The wireless network 3 provides a path for wireless data communication between each of the underwater drones 1a, 1b, 1c.. and the smartphone controller 2 . On the other hand, in another example, it is possible to communicate in real time with other underwater drones existing within a range where wireless communication is possible by means of communication equipment equipped with a specific underwater drone in a network manner.

상기 스마트폰 조종기(2)는 이동가능한 선박에 설치되거나 또는 별도의 고정 시설내에 설치될 수 있다. 이와 같은, 스마트폰 조종기(2)는 상기 네트워크(3)를 통해 상기 다중 수중 드론(1a, 1b, 1c..)과 연결되고, 다중 수중 드론의 상태를 감시하여 적어도 하나의 임무가 상기 다중 수중 드론(1a, 1b, 1c..)에 최적으로 할당되도록 상기 다중 수중 드론을 원격에서 제어 및 관리한다.The smart phone manipulator 2 may be installed in a movable vessel or installed in a separate fixed facility. As such, the smartphone manipulator 2 is connected to the multiple underwater drones 1a, 1b, 1c.. through the network 3, and monitors the status of multiple underwater drones so that at least one mission is performed in the multiple underwater drones. The multiple underwater drones are remotely controlled and managed so as to be optimally allocated to the drones 1a, 1b, 1c..

상기 수중 드론(1)은, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 지지케이스(11)의 하부에 설치된 장비고정부(170)를 포함한다.The underwater drone 1 includes an equipment fixing unit 170 installed under the support case 11 as shown in FIG. 4A .

상기 수중 드론(1)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지지케이스(11)의 하부에 장비고정부(170)가 설치되어 수질을 측정할 수 있도록 수질센서, 이물질 분리장비, 이물질 이송장비, 양식장 청소장비, 채수장비 또는 토양채취장비 등의 수중 작업장비(171)가 교체가능하게 설치되게 되는 것이다.The underwater drone 1 is, as shown in FIGS. 4 and 5, a water quality sensor, foreign material separation equipment, Underwater work equipment 171, such as foreign material transfer equipment, farm cleaning equipment, collecting equipment, or soil collecting equipment, will be installed to be replaceable.

상기 수중작업장비(171)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 수질센서, 이물질 분리장비(커터날), 이물질 이송장비(그리퍼), 채수장비, 토양채취장비, 양식장청소용 청소기 등의 다양한 장비로 이루어져 있고 장비고정부(170)를 통하여 교체가능하게 설치된다.The underwater work equipment 171, as shown in FIG. 4, is a water quality sensor, foreign matter separation equipment (cutter blade), foreign matter transfer equipment (gripper), water collection equipment, soil collection equipment, aquaculture cleaner, such as various equipment. It is made and is installed to be replaceable through the equipment fixing unit (170).

도 4a에는, 상기 수중 드론(1)의 상기 지지케이스(11)의 하부의 장비고정부(170)에 수중작업장비(171)의 일종으로 커터날(171a)이 설치되어 해저에 있는 방해물을 절단하는 작업을 수행하는 도면이 도시되고, 도 4b에는, 그리퍼(171b)가 도시되어 해저에 있는 물건을 파지하여 들어 올릴 수 있게 작업할 수 있는 것이 도시되어 있다. 상기 커터날(171a)이나 그리퍼(171b)의 작동은 중간에 설치된 실린더(172)가 전후진되면서 상기 커터날(171a)이나 그리퍼(171b)가 개폐되면서 작동되는 것이다. 도 5에는, 본 발명의 제1실시예에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템의 수중 드론(1)에 탈부착되는 수중 작업장비의 하나인 환경센서가 부착된 상태의 수중 드론(1)의 사시도, 정면도, 측면도 및 환경센서(171c)의 사시도로서, 상기 환경센서(171c)에 의하여 바닷물내의 오염의 정도를 확인할 수가 있게 되는 것이다.In Figure 4a, a cutter blade (171a) as a kind of underwater work equipment 171 is installed in the equipment fixing part 170 of the lower part of the support case 11 of the underwater drone 1 to cut the obstruction on the seabed. There is shown a diagram of performing the operation, and in FIG. 4b , a gripper 171b is shown, which is capable of working to grip and lift objects on the seabed. The cutter blade 171a or the gripper 171b is operated while the cylinder 172 installed in the middle moves forward and backward while the cutter blade 171a or the gripper 171b is opened and closed. 5, an underwater drone (1) in a state in which an environmental sensor, which is one of the underwater work equipments attached to and detached from the underwater drone (1) of the underwater environment information providing system using the underwater drone according to the first embodiment of the present invention, is attached. As a perspective view, a front view, a side view, and a perspective view of the environmental sensor 171c, it is possible to check the degree of contamination in seawater by the environmental sensor 171c.

상기 환경센서(171c)로 측정할 수가 있는 수질데이터로서는, 전도성, 해수의 온도, 총용존량(TDS), 염도, pH, 용존산소량(ODO), 암모늄 농도, 질산염 농도, 염화물 농도, 녹조류, 남조류, 형광용존 유기물질량, 탁도, 총부유물질(TSS), 수압, 수심, 암모니아 농도 등과 같은 다양한 원하는 여러가지 성분이나 농도를 용이하게 파악할 수가 있게 되어 실생활에 유용하게 사용되게 되는 것이다.As water quality data that can be measured by the environmental sensor 171c, conductivity, seawater temperature, total dissolved amount (TDS), salinity, pH, dissolved oxygen amount (ODO), ammonium concentration, nitrate concentration, chloride concentration, green algae, blue-green algae , fluorescence-dissolved organic matter amount, turbidity, total suspended matter (TSS), water pressure, depth of water, ammonia concentration, etc., various desired components and concentrations can be easily grasped, which is useful in real life.

도 6은 다른 형태를 갖는 수중 드론에 탈부착되는 수중 작업장비의 도면으로서, 토양을 채취하는 토양채취기(171d)와, 해수를 채취하는 채수기(171e) 등이 사용되며 그 외에도 양식장청소용 청소기(171f)과 같은 다른 수중 작업장비가 사용될 수가 있다.6 is a view of underwater work equipment detachably attached to an underwater drone having a different shape, and a soil collector (171d) for collecting soil, a water collector (171e) for collecting seawater, etc. are used, and in addition to that, a cleaner for farm cleaning (171f) Other underwater working equipment may be used, such as

도 7을 참조하면, 수중 드론(1)은, 상기 무선 네트워크(3)를 통하여 스마트폰 조종기(2)와 통신을 수행하는 통신부(15)와, 상기 통신부(15)의 송수신사항을 인지하고 추진기(12)나 수중작업장비(171)와 같은 각 구성요소에 제어신호를 송출하는 제어부(16)와, 수중 드론(1)의 스마트폰 조종기(2)로부터 현재 위치까지의 거리를 연산하는 연산부((18)를 포함한다. 상기 수중 드론(1)과 스마트폰 조종기(2)와 통신은 상기 수중 드론(1)에 연결된 미도시된 케이블의 다른 단부가 수상에 노출되게 설치되고, 이 노출된 케이블이 근접한 스마트폰 조종기(2)의 모뎀(도시되지 않음)과 WiFi 통신되어 상기 수중 드론(1)과 스마트폰 조종기(2)와 통신이 이루어진다.Referring to FIG. 7 , the underwater drone 1 recognizes the communication unit 15 that communicates with the smartphone controller 2 through the wireless network 3 , and the transmission and reception of the communication unit 15 , and the propeller A control unit 16 that transmits a control signal to each component, such as (12) or underwater work equipment 171, and an operation unit that calculates the distance from the smartphone controller 2 of the underwater drone 1 to the current location ( 18. Communication with the underwater drone 1 and the smartphone controller 2 is installed so that the other end of a cable, not shown, connected to the underwater drone 1 is exposed to the water, and the exposed cable Wi-Fi communication with the modem (not shown) of the nearby smartphone controller 2 is performed to communicate with the underwater drone 1 and the smartphone controller 2 .

상기 제어부(16)는 카메라(13a)를 제어하는 카메라 제어부(16a)와, 조명부(13b)를 제어하는 조명부 제어부(16b)와, 추진기(12)를 제어하는 추진기 제어부(16c)와, 상기 수중작업장비(171)를 제어하는 수중작업장비 제어부(16d)를 포함하여, 수중 드론(1)의 전체적인 작동을 제어하게 되는 것이다.The control unit 16 includes a camera control unit 16a for controlling the camera 13a, an illumination unit control unit 16b for controlling the illumination unit 13b, a thruster control unit 16c for controlling the thruster 12, and the underwater Including the underwater work equipment control unit (16d) for controlling the work equipment (171), it is to control the overall operation of the underwater drone (1).

상기 스마트폰 조종기(2)는 수중 드론(1)과 상기 무선 네트워크(3)를 통하여 통신을 수행하는 통신부(22)와, 상기 수중 드론(1)을 조종하는 조종부(21)와, 상기 수중 드론(1)의 수중 PLC 모듈(도시되지 않음)과 이더넷 통신을 수행하는 수상 PLC 모듈(23)과, 수중 드론(1)의 수중에서 이동가능한 거리에 대한 제한을 스마트폰 조종기(2)의 위치를 기준으로 이동가능한 거리의 설정값을 입력하는 설정부(24)와, 상기 수중 드론 조종 을 위한 전용 앱이이 저장되어 있는 저장부(25)를 포함한다.The smartphone controller 2 includes a communication unit 22 that communicates with the underwater drone 1 and the wireless network 3 through the wireless network 3, a control unit 21 that controls the underwater drone 1, and the underwater The underwater PLC module (not shown) of the drone 1 and the water PLC module 23 for performing Ethernet communication, and the location of the smartphone manipulator 2 to limit the distance that can be moved in the water of the underwater drone 1 It includes a setting unit 24 for inputting a set value of a movable distance based on , and a storage unit 25 in which a dedicated app for controlling the underwater drone is stored.

조종자(도시되지 않음)는 스마트폰 조종기(2)를 통해 수중 드론(1)들에 제어명령을 전달할 수 있고, 각종 상태 정보를 확인할 수 있다. 또한, 수중 드론(1a, 1b, 1c..)들에 대한 임무 계획, 임무 할당, 및 임무 관리는 조종자가 스마트폰 조종기(2)를 통해서 직접 수행할 수도 있고 또는 조종자의 개입없이 프로그램의 설정에 의하여 정해진 경로로 작동되도록 자동으로 수행될 수 있다. A manipulator (not shown) may transmit a control command to the underwater drones 1 through the smartphone manipulator 2 and may check various status information. In addition, the mission planning, mission assignment, and mission management for the underwater drones (1a, 1b, 1c..) may be performed directly by the operator through the smartphone controller 2 or in the program setting without the operator's intervention. It can be performed automatically to operate in a path determined by the

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수중 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템은 이와 같은 자동화의 수준, 임무 관리의 범위, 및 운용자의 개입 여부의 판단 기준 등을 지원하는 의사결정지원체계를 포함할 수 있다.In addition, the system for providing underwater environment information using an underwater drone according to an embodiment of the present invention may include a decision support system that supports the level of automation, the scope of mission management, and criteria for determining whether an operator is involved. have.

이와 같이 수중 드론(1)과 스마트폰 조종기(2)를 통해 취득된 정보는 유무선네트워크(4)를 통하여 원격지의 데이터 서버(5)로 송출되어 저장관리되게 되고, 수요자는 원하는 수중의 상태를 요청하면 본 발명의 수중 드론(1)과 스마트폰 조종기(2)를 통해 요청된 정보를 취득하게 되는 것이다.In this way, the information acquired through the underwater drone 1 and the smartphone controller 2 is transmitted to the remote data server 5 through the wired/wireless network 4 to be stored and managed, and the consumer requests the desired underwater state. If you do, the requested information will be acquired through the underwater drone 1 and the smartphone controller 2 of the present invention.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템(A)의 작동을 이하에 상세하게 설명한다.The operation of the underwater environment information providing system (A) using the underwater drone according to the present invention having such a configuration will be described in detail below.

우선은, 본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템(A)의 작동에 대한 제1실시예로서 1대의 수중 드론을 사용하는 방법으로, 바닷가 연안의 해양부의 토질의 오염을 측정하기 위하여, 수중 드론(1)은 수중작업장비(171)로서 토양채취가 가능한 토양채취기(171d)를 부착시키고 목적한 위치로 잠수하여 목적한 위치에서 토양채취기(171d)가 전진하여 토양을 채취하고 토양이 채취된 토양채취기(171d)의 입구를 뚜껑을 덮어서 차단시키고, 수중 드론(1)이 부상하여 채취된 토양시료를 검토하여 목적한 바닷가 연안의 해양부의 토질의 오염을 정확하게 측정하는 것이 가능하게 되는 것이다. First, as a first embodiment of the operation of the underwater environment information providing system (A) using the underwater drone according to the present invention, a method of using one underwater drone to measure the soil pollution of the marine part of the seashore To this end, the underwater drone 1 attaches a soil collector 171d that can collect soil as an underwater work equipment 171, dives to a desired location, and the soil collector 171d advances at the desired location to collect the soil and collect the soil. The entrance of the harvested soil collector (171d) is closed by covering it with a lid, and the underwater drone (1) is floated and it is possible to accurately measure the soil contamination of the marine part of the seashore by examining the collected soil sample. will be.

본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템(A)의 작동에 대한 제2실시예로서 여러대의 수중 드론을 사용하는 방법으로, 바닷가 연안의 해양부의 해수의 오염도와 수중의 토양의 오염을 측정하기 위하여, 제1 수중 드론(1)은 수중작업장비(171)로서 토양채취가 가능한 토양채취기(171d)를 부착시키고 수중의 토양의 오염을 측정하기 위하여 목적한 위치로 잠수하여 목적한 위치에서 토양채취기(171d)가 전진하여 토양을 채취하고 채취된 토양채취기(171d)의 입구를 차단시키고 수중 드론(1)이 부상하고 채취된 토양시료를 검토하여 목적한 바닷가 연안의 해양부의 토질의 오염을 정확하게 측정하는 것이 가능하게 되는 것이다. As a second embodiment of the operation of the underwater environment information providing system (A) using the underwater drone according to the present invention, as a method of using several underwater drones, the degree of pollution of seawater in the marine part of the seashore and the pollution of soil in the water In order to measure , the first underwater drone 1 attaches a soil collector 171d capable of collecting soil as an underwater work equipment 171 and dives to a desired position to measure soil contamination in the water to the desired position. Soil harvester (171d) advances to collect soil in It becomes possible to measure accurately.

제2 수중 드론(1b)은 수중작업장비(171)로서 수질센서(171c)가 부착되어 목적하는 위치의 수중까지 잠수하여 상기 수질센서에서 해수를 채취하여 부상하여 채취된 해수시료를 분석검토하여 목적한 위치의 해양의 오염정도를 정확하게 측정할 수가 있게 되는 것이다. The second underwater drone 1b is an underwater work equipment 171 that has a water quality sensor 171c attached to it, dives into the water at a desired location, collects seawater from the water quality sensor, and analyzes and reviews the collected seawater sample. It will be possible to accurately measure the degree of pollution in the ocean at a location.

제3 수중 드론(1c)은 수중작업장비(171)로서 채수통(171e)를 부착시키고 목적하는 위치로 수중까지 잠수하여 상기 채수기(171e)에 원하는 위치에서 해수를 채수하고 수면으로 부상하여 채취된 해수의 시료를 분석검토하여 채수의 성분이나 영양분들을 정확하게 측정할 수가 있게 되는 것이다.The third underwater drone (1c) attaches a water tank (171e) as an underwater work equipment (171), submerges it underwater to a desired location, collects seawater at a desired location in the water collector (171e), and floats to the surface of the water. By analyzing and reviewing seawater samples, it becomes possible to accurately measure the components and nutrients of the harvested water.

이와 같이 하여 원하는 위치의 해양의 토양과 수질오염과 물의 성분을 용이하게 측정할 수가 있게 되는 것이다.In this way, it becomes possible to easily measure the soil and water pollution and water components of the ocean at a desired location.

본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템(A)의 작동에 대한 제3실시예로서, 바닷가 연안의 부두에 정박중인 선박의 상태와 선박주위의 해수의 오염을 측정하기 위하여, 제1 수중 드론(1a)은 수중작업장비(171)로서 커터(171a)를 부착시키고 로프와 같은 여러가지 절단물들이 감겨 있는 선박후면의 프로펠러가 있는 후방을 탐색하고 절단할 대상물을 커터(171a)를 이용하여 절단하는 작업을 수행하게 된다. 제2 수중 드론(1b)은 수중작업장비(171)로서 그리퍼(171b)를 부착시키고 로프와 같은 여러가지 절단된 절단물들 잡아서 수상으로 운반시키는 기능을 수행한다. 제3 수중 드론(1c)은 수중작업장비(171)로서 수질센서(171c)를 부착시키고 로프와 선박주위의 수질을 측정하는 기능을 수행한다. 따라서, 복수의 수중 드론을 사용하여 선박의 상태와 부분적인 수리가 가능하게 되는 것이다.As a third embodiment of the operation of the underwater environment information providing system (A) using the underwater drone according to the present invention, in order to measure the state of a ship anchored at the pier on the coast of the sea and the pollution of the seawater around the ship, 1 The underwater drone (1a) is an underwater work equipment (171) with a cutter (171a) attached, searching the rear with the propeller of the rear of the ship on which various cutting objects such as ropes are wound, and using the cutter (171a) for the object to be cut to perform the cutting operation. The second underwater drone (1b) performs a function of attaching a gripper (171b) as an underwater work equipment (171), grabbing various cut objects such as ropes, and transporting them to the water surface. The third underwater drone (1c) performs a function of attaching a water quality sensor (171c) as an underwater work equipment (171) and measuring the water quality around the rope and the ship. Therefore, it is possible to use a plurality of underwater drones for the condition and partial repair of the ship.

상기의 수중 드론(1)을 단독으로 조종하거나 복수의 수중 드론을 조종하는 방식에 대하여 설명하면, 우선 1대의 스마트폰 조종기(2)를 이용하여 복수의 수중 드론(1)을 조종하는 경우에는, 각각의 수중 드론(1a,1b,1c..)의 각각의 ID를 지정하여 각각의 수중 드론(1a,1b,1c..)의 ID를 변경하면서 개별 조종이 가능하게 되는 방식이 있다. When explaining the method of controlling the underwater drone (1) alone or controlling a plurality of underwater drones, first, in the case of controlling a plurality of underwater drones (1) using one smartphone controller (2), There is a method in which individual control is possible while changing the ID of each underwater drone (1a, 1b, 1c..) by designating each ID of each underwater drone (1a, 1b, 1c..).

다른 방식으로는 각각의 복수의 스마트폰 조종기(2)를 사용하여 각 스마트폰 조종기(2)마다 1대의 수중 드론(1)이 할당되어 각각의 수중드론을 각각의 스마트폰 조종기(2)로 조종하는 방식도 있다.In another method, one underwater drone 1 is allocated for each smartphone controller 2 using each of a plurality of smartphone controllers 2 , and each underwater drone is controlled by each smartphone controller 2 . There is also a way to do it.

이와 같이 본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템(A)은, 복수개의 수중 드론을 사용하므로써 검색하려는 특정지역의 데이터를 용이하고 신속하게 취득할 수가 있으며, 수중 드론에 수중작업장비를 고정시키는 장비고정부가 설치되어 수질을 측정할 수 있도록 수질측정장비, 이물질 분리장비, 이물질 이송장비, 채수장비 또는 토양채취장비 등의 수중 작업장비가 교체가능하게 되어 하나의 수중 드론를 다목적으로 사용하는 것이 가능하게 되어, 상기 드론이 수중에서 작업하면서 수중에서 작업하기에 적합한 장비를 장착하고 작업하는 것이 가능하게 되어 하나의 수중 드론이 다수의 작업을 수행할 수가 있게 되어 효율성이 향상되는 것은 물론이고 복수의 드론을 연동시켜 수중 환경을 측정하고 이와 같이 측정된 수중 환경에 대한 자료를 네트워크 통신으로 원거리의 데이터 서버로 송신할 수 있게 되어 이러한 정보가 필요한 연근해 양식장 운영자, 선박운용자, 수질 정보 수요자와 같은 다수의 수요자에게 신속하게 제공하는 것이 가능하게 되는 것이다.As described above, the underwater environment information providing system (A) using the underwater drone according to the present invention can easily and quickly acquire data of a specific area to be searched by using a plurality of underwater drones, and the underwater drone is equipped with underwater work equipment. In order to measure water quality by installing a device fixing part that fixes This makes it possible to mount and work with equipment suitable for working underwater while the drone works underwater, so that one underwater drone can perform multiple tasks, improving efficiency as well as plural By linking the drone of It will be possible to quickly provide to consumers of

본 발명에 따른 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템(A)은 수중 환경 정보를 제공하는 산업분야에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.The underwater environment information providing system (A) using the underwater drone according to the present invention will be said to be an invention with industrial applicability because it will be possible to repeatedly manufacture the same product in an industrial field that provides underwater environmental information.

1 ..... 수중 드론 2 ..... 수중스마트폰 조종기
3 ..... 무선 네트워크 4 ..... 유무선네트워크
11 ..... 지지케이스 12 ..... 추진기
13 ..... 전면촬영부 13a ..... 카메라
13b ..... 조명부 14 ..... 통신송수신부
16 ..... 제어부 18 ..... 연산부
21 ..... 조종부 22 ..... 통신부
23 ..... 수상 PLC 모듈 24 ..... 설정부
25 ..... 저장부 170 ..... 장비고정부
171 ..... 작업장비 1 ..... Underwater drone 2 ..... Underwater smartphone controller
3 ..... Wireless network 4 ..... Wired and wireless network
11 ..... Support case 12 ..... Thruster
13 ..... Front camera 13a ..... Camera
13b ..... Illumination unit 14 ..... Communication transmitter/receiver unit
16 ..... Control unit 18 ..... Computation unit
21 ..... Control unit 22 ..... Communication unit
23 ..... Water PLC module 24 ..... Setting part
25 ..... Storage unit 170 ..... Equipment fixing unit
171 ..... work equipment

Claims (5)

수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템(A)은, 단독이나 복수의 수중 드론(1)과, 상기 수중 드론(1)들을 관리 및 제어하는 스마트폰 조종기(2)와, 각 수중 드론(1)과 상기 스마트폰 조종기(2)가 무선 통신하기 위한 경로를 제공하는 무선 네트워크(3)와, 상기 스마트폰 조종기(2)와 유무선으로 통신하도록 유무선네트워크(4)에 연결된 원격지에 소재하는 데이터 서버(5)를 포함하고,
상기 수중 드론(1)은 지지케이스(11)와, 상기 지지케이스(11)의 중간 및 양측면에 부착되는 추진기(12)와, 상기 지지케이스(11)의 전면에 배치되며 수중의 영상을 촬영하는 카메라(13a) 및 상기 카메라에 인접하게 설치되고 촬영을 보조하기 위하여 조명을 비추는 조명부(13b) 및 상기 카메라의 각도를 조절하는 서보모터부가 내부에 설치된 전면촬영부(13)와, 상기 지지케이스(11)의 내부에 배치된 배터리팩과, 상기 지지케이스(11)에 배치되며 수상 또는 지상의 수중스마트폰 조종기(2)에 신호를 전송하거나 수신하는 기능을 갖는 수중 PLC 모듈과 상기 배터리팩에서 전달되는 전원을 변환하는 전원변환부와 과전류/과전압 방지부와 전압 및 온도측정부와 추진기(12)와 서보모터와 카메라와 조명부를 제어하는 제어부(16)와, 저장부로 구성된 전원제어보드와 스위칭허브가 내부에 배치되는 통신송수신부(14)를 포함하고,
상기 지지케이스(11)의 하부에는 장비고정부(170)가 설치되어 수중 작업장비(171)를 교체가능하고,
상기 수중작업장비(171)는 수질센서, 이물질 분리장비(커터날), 이물질 이송장비(그리퍼), 채수장비, 토양채취장비, 양식장청소용 청소기에서 선택되고,
상기 수중작업장비(171)의 이물질 분리장비는 커터날(171a)과 실린더(172)가 설치되어 해저에 있는 방해물을 절단하고, 상기 수중작업장비(171)의 이물질 이송장비는 그리퍼(171b)와 실린더(172)가 도시되어 해저에 있는 물건을 파지하여 들어 올릴 수 있고, 상기 수중작업장비(171)의 채수장비인 환경센서(171c)는 바닷물내의 오염의 정도를 확인할 수가 있는 수질데이터를 측정하며, 상기 환경센서(171c)로 측정할 수가 있는 수질데이터로서는, 전도성, 해수의 온도, 총용존량(TDS), 염도, pH, 용존산소량(ODO), 암모늄 농도, 질산염 농도, 염화물 농도, 녹조류, 남조류, 형광용존 유기물질량, 탁도, 총부유물질(TSS), 수압, 수심, 암모니아 농도가 있고, 상기 수중작업장비(171)의 토양을 채취하는 토양채취기(171d)와, 해수를 채취하는 채수기(171e)가 사용되며 양식장청소용 청소기(171f)가 사용되고,
상기 수중 드론(1)은, 상기 무선 네트워크(3)를 통하여 스마트폰 조종기(2)와 통신을 수행하는 통신부(15)와, 상기 통신부(15)의 송수신사항을 인지하고 추진기(12)나 수중작업장비(171)와 같은 각 구성요소에 제어신호를 송출하는 제어부(16)와, 수중 드론(1)의 스마트폰 조종기(2)로부터 현재 위치까지의 거리를 연산하는 연산부(18)를 포함하고,
상기 제어부(16)는 카메라(13a)를 제어하는 카메라 제어부(16a)와, 조명부(13b)를 제어하는 조명부 제어부(16b)와, 추진기(12)를 제어하는 추진기 제어부(16c)와, 상기 수중작업장비(171)를 제어하는 수중작업장비 제어부(16d)를 포함하고,
상기 스마트폰 조종기(2)는 수중 드론(1)과 상기 무선 네트워크(3)를 통하여 통신을 수행하는 통신부(22)와, 상기 수중 드론(1)을 조종하는 조종부(21)와, 상기 수중 드론(1)의 수중 PLC 모듈(도시되지 않음)과 이더넷 통신을 수행하는 수상 PLC 모듈(23)과, 수중 드론(1)의 수중에서 이동가능한 거리에 대한 제한을 스마트폰 조종기(2)의 위치를 기준으로 이동가능한 거리의 설정값을 입력하는 설정부(24)와, 상기 수중 드론 조종 을 위한 전용 앱이 저장되어 있는 저장부(25)를 포함하고,
상기의 수중 드론(1)의 단독의 조종이나 복수의 수중 드론을 조종은,
1대의 스마트폰 조종기(2)를 이용하여 복수의 수중 드론(1)을 조종하는 경우에는, 각각의 수중 드론(1a,1b,1c..)의 각각의 ID를 지정하여 각각의 수중 드론(1a,1b,1c..) 의 ID를 변경하면서 개별 조종이 가능하게 되는 방식으로 수행되거나,
복수의 스마트폰 조종기(2)를 사용하여 각 스마트폰 조종기(2)마다 1대의 수중 드론(1)이 할당되어 각각의 수중드론을 각각의 스마트폰 조종기(2)로 조종하고,
상기 스마트폰 조종기(2)에 수신된 정보는 유무선네트워크(4)에 의하여 원격지에 소재하는 데이터 서버(5)에 전달되어 저장되는 것을 특징으로 하는 수중용 드론을 이용한 수중 환경 정보 제공 시스템.An underwater environment information providing system (A) using an underwater drone includes a single or a plurality of underwater drones (1), a smartphone controller (2) for managing and controlling the underwater drones (1), and each underwater drone (1) ) and a wireless network 3 providing a path for wireless communication between the smart phone controller 2 and a data server located in a remote location connected to a wired/wireless network 4 to communicate with the smart phone controller 2 by wire or wireless (5) comprising;
The underwater drone 1 includes a support case 11, a thruster 12 attached to the middle and both sides of the support case 11, and is disposed on the front of the support case 11 to shoot an underwater image. A camera (13a) and a front photographing unit (13) installed adjacent to the camera and provided with a lighting unit (13b) illuminating the light to assist in shooting and a servo motor unit for adjusting the angle of the camera, and the support case ( 11) and the battery pack disposed inside the support case 11, the underwater PLC module having a function of transmitting or receiving a signal to the underwater smartphone controller 2 on the water or on the ground and delivered from the battery pack A power control board and a switching hub consisting of a power conversion unit that converts the power to be used, an overcurrent/overvoltage prevention unit, a voltage and temperature measuring unit, a thruster 12, a servomotor, a camera and a lighting unit, and a control unit 16, and a storage unit Including a communication transmitting and receiving unit 14 disposed therein,
The equipment fixing part 170 is installed in the lower part of the support case 11 so that the underwater work equipment 171 can be replaced,
The underwater work equipment 171 is selected from a water quality sensor, a foreign material separation equipment (cutter blade), a foreign material transfer equipment (gripper), a water collection equipment, a soil collection equipment, and a cleaner for cleaning the farm,
The foreign material separation equipment of the underwater work equipment 171 is equipped with a cutter blade 171a and a cylinder 172 to cut the obstruction on the seabed, and the foreign material transfer equipment of the underwater work equipment 171 is a gripper 171b and A cylinder 172 is shown, and it can grip and lift objects on the seabed, and the environmental sensor 171c, which is the water collecting equipment of the underwater work equipment 171, measures water quality data that can confirm the degree of contamination in seawater, , As water quality data that can be measured by the environmental sensor 171c, conductivity, seawater temperature, total dissolved amount (TDS), salinity, pH, dissolved oxygen amount (ODO), ammonium concentration, nitrate concentration, chloride concentration, green algae, There are blue-green algae, fluorescence dissolved organic matter amount, turbidity, total suspended matter (TSS), water pressure, water depth, and ammonia concentration. 171e) is used, and a cleaner for farm cleaning (171f) is used,
The underwater drone 1 recognizes the communication unit 15 that communicates with the smartphone controller 2 through the wireless network 3, and the communication unit 15, and recognizes the propeller 12 or underwater It includes a control unit 16 that transmits a control signal to each component such as work equipment 171, and a calculation unit 18 that calculates the distance from the smartphone controller 2 of the underwater drone 1 to the current location, and ,
The control unit 16 includes a camera control unit 16a for controlling the camera 13a, a lighting unit control unit 16b for controlling the illumination unit 13b, a thruster control unit 16c for controlling the thruster 12, and the underwater Including an underwater work equipment control unit (16d) for controlling the work equipment (171),
The smartphone manipulator 2 includes a communication unit 22 that communicates with the underwater drone 1 and the wireless network 3 through the wireless network 3, a control unit 21 that controls the underwater drone 1, and the underwater The position of the smartphone controller 2 to limit the underwater PLC module (not shown) of the drone 1 and the water PLC module 23 for performing Ethernet communication, and the limit on the underwater distance of the underwater drone 1 Includes a setting unit 24 for inputting a set value of a movable distance based on , and a storage unit 25 in which a dedicated app for controlling the underwater drone is stored,
Independent operation of the above underwater drone 1 or the operation of a plurality of underwater drones,
In the case of controlling a plurality of underwater drones 1 using one smartphone controller 2, each underwater drone 1a is designated by each ID of each underwater drone 1a, 1b, 1c.. ,1b,1c..) is performed in such a way that individual manipulation is possible while changing the ID of
One underwater drone (1) is allocated for each smartphone controller (2) using a plurality of smartphone controllers (2), and each underwater drone is controlled with each smartphone controller (2),
The information received by the smart phone manipulator (2) is transmitted to and stored in a data server (5) located in a remote place by a wired/wireless network (4). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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