KR102612198B1 - 수중 문화재 조사용 무인자율이동체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중에 묻혀있는 문화재를 해저 복합 탐사를 통해 용이하게 조사할 수 있는 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 두 개의 선체와 상기 각 선체 사이에 구비되는 중심체로 구성되는 무인자율이동체(ASV; Autonomous Surface Vehicle)로서, 상기 무인자율이동체에 구비되는 것으로, 해저 복합 탐사를 위한 조사모듈; 상기 중심체에 구비되는 것으로, 상기 무인자율이동체의 무인자율 이동 제어, 상기 조사모듈에서 조사된 데이터 수집, 및 상기 수집된 데이터에 따라 문화재를 판별하는 제어모듈; 및 상기 각 선체와 중심체를 연결하는 것으로, 상기 중심체로부터 상기 각 선체 사이의 간격 조절이 가능하도록 구비되는 간격 조절부와 조절된 상기 각 선체를 고정시키는 고정부를 포함하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 문화재 조사용 무인자율이동체{ASV FOR UNDERWATER CULTURAL ASSET EXPLORATION}
본 발명은 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중에 묻혀있는 문화재를 해저 복합 탐사를 통해 용이하게 조사할 수 있는 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에 관한 것이다.
정부의 신재생에너지 개발계획 및 파리 기후변화협약에 따라 한국에너지 기술평가원의 중장기적인 신재생 에너지개발의 로드맵의 일환으로 한국해상풍력(주)의 주관으로 서남해안 해상풍력 실증단지 및 시험단지 조성사업이 서해안의 위도 인근 해안에 건설이 진행되고 있고, 나아가 대규모 해상풍력단지를 조성할 계획에 있으며, 나아가 서남해의 새만금과 비금도, 제주도, 부산 등지에 해상풍력 발전단지를 조성하기 위한 계획이 준비되고 있다.
대규모 해상풍력단지, 공유수면 매립, 해상교량 건설 등 국책사업 추진에 따라 매년 넓어진 면적의 수중지표조사가 이루어지고 있고, 해상풍력단지, 해양개발 등으로 수중지표조사 범위 및 위치도 연안에서 점차 외해로 확장되고 있다.
수중지표조사는 수중 조사 장비를 활용하여 조사 및 탐사를 실시하고 있으나, 수중문화재 탐사에 대한 체계적 탐사 연구와 탐사 장비 및 방법에 대한 표준은 없다.
현재 발견되고 있는 수중 유물은 수심이 얕은 연안부에서 발굴이 되고 있는데, 일반 선박이 접근이 불가능한 지역, 예컨대 연안부, 연안 하구의 습지와 같은 천해저 및 조간대 지역에 대한 조사가 필요할 시에 고무보트와 같은 초소형 선박을 이용하여 수중지표조사를 수행하고 있으나, 선박의 운용과 조사자의 안전 등에 문제가 발생할 수 있어 조사를 수행하지 못하는 문제가 있다.
그리고 얕은 수심에 대해 수중지표조사가 가능하다는 것은 수중 유물을 발견 가능성을 몇 배로 향상시키는 기대를 할 수 있으므로, 이러한 조사장비에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 최근 4차 산업 혁명이 대두되고 있어 국내에서도 연근해 해양조사와 관측, 물류 운송과 침체된 조선산업의 활성화를 위해 ICT와 융복합 산업을 접목한 무인자유주행선박(autonomous USV) 개발을 위한 국책사업으로 자율주행 선박 개발에 대한 R&D가 진행되고 있으며, 국외에서는 해양조사를 위한 소형화된 자율주행선박 개발이 빠르게 발전하고 있다.
따라서, 연근해 및 천해저 지역에서 운행이 가능하고, 수중지표조사가 가능한 소형화된 자율주행 해양조사 선박의 개발 역시 필요한 실정이다.
또한, 해양플랜트 건설과 같은 연안해역에서의 경제, 산업 활동이 증가함에 따라 해양시설물 설치 등 해양 공간 활용을 위한 해저에서의 공사가 다수 진행되고 있고, 다양한 해양공사 전 수중지표조사는 필수적이며, 이는 수중 문화재를 보존 및 관리하기 위한 중요한 자료가 되므로, 이를 위한 선박의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-2192744호(2020.12.13.) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0008652호(2010.01.26.)
본 발명은 상기와 같은 기술 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 연근해 및 천해저 지역에서 운행이 가능하고, 수중 문화재 조사가 용이한 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고 수중에 매장되어 있는 문화재를 조사하기 위한 항목, 즉 지형조사, 고주파 지층탐사, 해저조사, 지자기조사, 잠수조사 등을 모두 수행할 수 있고, 수중 문화재를 정밀하게 파악하여 조사할 수 있는 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 다중 탐지를 위한 복합탐사가 가능하고, 수중음파장비들의 음파간섭을 최소화할 수 있으며, 정밀한 자료의 획득이 가능한 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 두 개의 선체와 상기 각 선체 사이에 구비되는 중심체로 구성되는 무인자율이동체(ASV; Autonomous Surface Vehicle)로서, 상기 무인자율이동체에 구비되는 것으로, 해저 복합 탐사를 위한 조사모듈; 상기 중심체에 구비되는 것으로, 상기 무인자율이동체의 무인자율 이동 제어, 상기 조사모듈에서 조사된 데이터 수집, 및 상기 수집된 데이터에 따라 문화재를 판별하는 제어모듈; 및 상기 각 선체와 중심체를 연결하는 것으로, 상기 중심체로부터 상기 각 선체 사이의 간격 조절이 가능하도록 구비되는 간격 조절부와 조절된 상기 각 선체를 고정시키는 고정부를 포함하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 조사모듈은, 해저지형조사를 위한 다중빔 음향측심기(MBES; MultiBeam Echo Sounder)와 고주파 지층탐사기(SBP; Sub-Bottom Profiler), 측면주사소나(SSS; Side Scan Sonar)와 자력계, 및 사운드 핑을 지연 또는 교차 발생시키는 트리거(trigger) 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 다중빔 음향측심기와 고주파 지층탐사기는, 상기 각 선체에 구비되거나, 상기 각 선체로부터 연장되어 구비되어, 상기 선체로부터 간격 조절이 가능하고, 상기 선체로부터 분리가 가능한 한 쌍의 프레임에 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 각 프레임에 구비되는 복수 개의 수진기를 더 포함하고, 상기 각 수진기에 상기 다중빔 음향측심기와 고주파 지층탐사기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 자력계는, 상기 중심체에 설치되는 윈치(winch)에 연결되어 구동되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
연근해 및 천해저 지역에서 운행이 가능하면서도, 수중 문화재 조사가 용이한 효과가 있다.
즉, 해저 복합 탐사를 통해 수중에 매장되어 있는 문화재를 조사하기 위한 항목, 즉 지형조사, 고주파 지층탐사, 해저조사, 지자기조사, 잠수조사 등을 모두 수행할 수 있고, 수중 문화재를 정밀하게 파악하여 조사할 수 있는 효과가 있다.
그리고 해저지형조사를 위한 다중빔 음향측심기(MBES; MultiBeam Echo Sounder)와 고주파 지층탐사기(SBP; Sub-Bottom Profiler), 측면주사소나(SSS; Side Scan Sonar)와 자력계, 및 트리거(trigger) 제어기를 이용함으로써, 다중 탐지를 위한 복합탐사가 가능하고, 수중음파장비들의 음파간섭을 최소화하여, 정밀한 자료의 획득이 가능한 효과도 있다.
또한, 이러한 복합 탐사를 위한 MBES와 SBP는 프레임에 설치되는데, 이러한 프레임이 선체에 착탈이 가능하고, 윙 형상으로서 길이 조절이 가능하여, 필요에 따라 가변형으로 조사가 가능하며, 필요가 없을 경우에는 탈거하여 이동체의 운용성을 높일 수 있는 효과도 있다.
그리고 SSS와 자력계 역시 중심체 상에 탑재시켰다가, 필요에 따라 하강시킴으로써 이동체의 운용에 간섭되지 않도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 나타낸 사시도이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에서 선체의 간격 조절 상태를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 나타낸 사시도이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에서 수진기의 간격 조절 상태를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체의 수중 문화재 조사 상태를 나타낸 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 설명에 앞서 본 발명의 이점 및 특징 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 이러한 용어 중 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하는 것이고, 설명 상에 방향을 지칭하는 단어는 설명의 이해를 돕기 위한 것으로 시점에 따라 변경 가능함을 주지하는 바이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(ASV; Autonomous Surface Vehicle, 100)는 중심체(20)와 중심체(20)의 양측으로 구비되는 두 개의 선체(10; 10a, 10b)로 구성되는 쌍동선(雙胴船)이고, 조사모듈, 제어모듈(40), 및 연결부(50)를 더 포함한다.
본 발명에서 쌍동선 형태를 적용한 것은, 각 선체(10)에 조사모듈(31, 33)을 설치함으로써 해저 탐사를 위한 범위를 넓게 하기 위함이다.
선체(10)는 본 발명에 따른 무인자율이동체(100)의 좌우 양쪽 끝에 위치하기 때문에 무게중심을 무인자율이동체(100) 전체에 골고루 분산시킬 수 있어, 파도나 급격한 선회에 대한 안정성이 높다.
각 선체(10)는 추진기(미도시)를 포함하고, 중심체(20) 양측에 구비되며, 중심체(20)에는 무인자율이동체(100)의 구동을 위한 구동부(미도시)가 구비된다.
여기서, 추진기는 천수심 주행과 수중 장애물 결착 회피를 위한 DC 모터 기반 추진기(thruster) 시스템일 수 있고, 자체로서 엔진, 스크류 및 키의 역할을 모두 수행하게 된다.
그리고 구동부는 무인자율이동체(100)의 이동을 위한 것으로, 현재 위치좌표를 인식하는 위치확인부, 무선통신부, 이동을 위한 조종부 등을 포함하고, 이러한 기능 및 구성들은 통상적으로 적용되는 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
조사모듈은 무인자율이동체(100)에 구비되는 것으로, 해저 복합 탐사를 위한 것이다.
본 실시예에 따른 조사모듈은 해저지형조사를 위한 다중빔 음향측심기(MBES; MultiBeam Echo Sounder, 31)와 고주파 지층탐사기(SBP; Sub-Bottom Profiler, 33), 측면주사소나(SSS; Side Scan Sonar, 35)와 자력계(37), 및 사운드 핑을 지연 또는 교차 발생시키는 트리거(trigger) 제어기(미도시)를 포함한다.
다중빔 음향측심기(31)는 각 선체(10)에 구비되어, 무인자율이동체(100)가 이동하면서 다중 음향신호를 발사하고, 이를 다시 수신함으로써 송,수파 가능 범위의 해저 횡단면 전체를 동시에 측심하는 것으로, 정밀하게 해저 지형 정보를 취득할 수 있다.
이러한 다중빔 음향측심기(31)는 넓은 구간을 짧은 시간에 조사할 수 있고, 자료처리 소프트웨어를 통해 3차원 이미지를 볼 수 있어, 해저면에 노출되어 있는 유물이나 우구를 찾는 데에 활용될 수 있다.
고주파 지층탐사기(33)는 각 선체(10)에 구비되고, 해저 퇴적층 하부에 매몰된 금속체가 아닌 유물이나 유구를 찾을 수 있는 장비로서, 수중 문화재 조사에 적합하고 중요한 구성이다.
이러한 고주파 지층탐사기(33)는 해수면 부근에서 음원 또는 변환기로부터 음파를 발생시키고, 해저면 하부로부터 반사된 신호를 수신기로 수신하며, 왕복 시간과 그 강약을 기록하여 퇴적층의 매질 변화에 따른 지층단면도를 보여준다.
측면주사소나(35)는 중심체(20)의 선단에 구비되고, 무인자율이동체(100)에서 예인체(曳引體, towfish)를 끌어당기면서 양방향으로 음파를 발생시켜, 수중이나 해저면에서 반사되어 돌아온 음향신호를 영상으로 보여주는 장비이다.
예인체는 도면에 도시된 바와 같이, 물속에서 저항을 최소화하고 흔들림없이 이동하기 위해 보통 물고기 또는 미사일 모양을 하고 있다.
이러한 측면주사소나(35)는 바닷물이 탁해 시야 확보가 어려운 환경에서도 사용 가능하여, 본 발명과 같은 수중 문화재 조사에 매우 유용한 효과가 있다.
자력계(37)는 중심체(20)의 후단에 구비되고, 일련의 측점에서 지자기장(地磁氣場) 및 자기 성분을 측정하여 해수 아래의 지질구조나 지형특성, 자력 이상체를 찾는 것이다.
이러한 자력계(37)는 무인자율이동체(100)에 설치되어 이동하면서 연속적으로 측정할 수 있어, 신속하고 간편한 효과가 있다
그리고 자력계(37)는 토잉(towing) 방식으로 운용되고, 수심에 따라 윈치(미도시)를 통해 무인자율이동체(100)에 설치되어, 사용되지 않을 시에는 무인자율이동체(100)의 상부에 탑재되어 있다가, 목표 조사 지점에서 하강하는 방식으로 운영될 수 있다.
트리거(trigger) 제어기는 본 발명에 따른 조사모듈의 복합 탐사에 따라 설치되는 것으로, 전술한 다중빔 음향측심기(31)와 고주파 지층탐사기(33), 측면주사소나(35)와 자력계(37)의 동시 수행으로, 각 장비간 음향 간섭이 노이즈로 작용하여 데이터 저하를 초래하지 않도록 사운드 핑(ping)을 지연 또는 교차 발생시키게 된다.
예를 들어, 트리거 제어기는 목적에 따라 0.1sec, 0.15sec, 0.2sec 등의 간격으로 상기 장비들 간의 음원발파가 지연 또는 교차 가능하도록 제작될 수 있다.
다음으로, 제어모듈(40)은 중심체(20)에 구비되는 것으로, 무인자율이동체(100)의 무인자율 이동 제어, 조사모듈에서 조사된 데이터 수집, 및 수집된 데이터에 따라 문화재를 판별하는 기능을 수행한다.
본 발명에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(100)는 무인으로 항해하게 되고, 이러한 무인 자율 이동은 제어모듈(40)에 의해 제어된다.
이를 위하여, 제어모듈(40)은 무인자율이동체(100)의 위치정보를 수집하고 무인자율이동체(100)의 계획항로의 추종 및 추종오차를 계산하기 위한 GPS, 무인자율이동체(100)의 선수 정보를 수집하고 선수 정보를 이용하여 정밀한 항로 추종을 위한 자이로, 장애물을 판별하고 장애물의 회피경로를 설정하여 안전한 항로를 따라 운항할 수 있도록 하기 위한 레이더, 및 무인자율이동체(100)의 상태정보를 원격으로 모니터링 및 제어하기 위한 통신 시스템 등을 포함하고, 조사모듈을 통해 수집된 데이터를 이용하여 상태를 파악하고 계획된 경로로 운항할 수 있도록 추진부 제어 기능, 무인자율이동체(100)의 상태정보 수집을 위한 데이터 수집 기능 등을 수행하게 된다.
다음으로, 연결부(50)는 중심체(20)와 그 양측에 구비되는 각 선체(10)를 고정 연결하는 것으로, 본 실시예에 따른 연결부(50)는 판 형상으로서, 각 선체(10)의 상부에 설치되고, 연결부(50) 상에 중심체(20)가 구비된다.
연결부(50)는 길이 조절이 가능하여, 중심체(20)로부터 각 선체(10) 사이의 간격 조절이 가능하다.
이러한 연결부(50)에 따른 선체(10)의 간격 조절 상태가 도 2a와 도 2b에 도시된다. 도 2a와 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에서 선체의 간격 조절 상태를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 1과 도 2a와 같은 상태에서 연결부(50)의 조절을 통해 도 2b에 화살표로 표시된 바와 같이, 선체(10)의 간격 조절이 가능하게 된다.
연결부(50)는 중심체(20)로부터 각 선체(10) 사이의 간격 조절이 가능하도록 구비되는 간격 조절부(미도시)와 조절된 각 선체(10)를 연결부(50)에 고정시키는 고정부(미도시)를 포함한다.
여기서, 간격 조절부로서, 연결부(50)에서 각 선체(10) 상부에 연결되는 부분의 판의 길이의 조절이 가능하고, 이로 인해, 중심체(20)로부터 각 선체(10)의 간격 조절이 가능하여, 필요에 따라 가변형으로 조사가 가능한 효과가 있다.
그리고 길이가 조절된 선체(10)는 고정부로 고정되어, 운용 중에 흔들리지 않고 안정적으로 본 발명에 따른 무인자율이동체(100)의 운행이 가능하다.
간격 조절부와 고정부는 중심체(20)로부터 각 선체(10)의 간격 조절이 용이하게 이루어질 수 있는 어떠한 형태이든지 가능하고, 자동 또는 수동으로 간격 조절이 가능할 수 있으며, 고정부를 통한 선체(10)의 고정 역시 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있다.
제2 실시예
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(200)는 전술한 제1 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(100)과 유사하고, 각 선체(10)로부터 연장되어 구비되는 것으로, 조사모듈이 설치되는 한 쌍의 프레임(60a, 60b)을 더 포함하는 것에 특징이 있다.
본 발명에서 전술한 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(200)는 중심체(20)와 중심체(20)의 양측으로 구비되는 두 개의 선체(10; 10a, 10b), 조사모듈, 제어모듈(40), 연결부(50), 한 쌍의 프레임(60a, 60b), 각 프레임(60a, 60b)에 구비되는 수진기(65), 및 윈치(winch; 70)를 더 포함한다.
본 실시예에 따른 조사모듈은 무인자율이동체(200)에 구비되되, 다중빔 음향측심기(31)와 고주파 지층탐사기(33)는 수진기(65)에 구비되고, 측면주사소나(35)는 중심체(20)의 전면에 구비되며, 자력계(37)는 중심체(20)의 후면에 구비되고, 트리거 제어기(미도시)는 중심체(20) 내에 구비될 수 있다.
다중빔 음향측심기(31)와 고주파 지층탐사기(33)가 윙 형상으로 구비되는 수진기(65)에 구비됨으로써 넓은 범위의 조사가 가능하다.
자력계(37)는 중심체(20) 후단 상부에 구비되는 윈치(70)에 연결되어 토잉(towing) 방식으로 운용되고, 사용되지 않을 시에는 중심체(20)의 상부에 탑재되어 있다가, 목표 조사 지점에서 하강하는 방식으로 운영될 수 있다.
연결부(50)는 길이 조절이 가능하여, 중심체(20)로부터 각 선체(10) 사이의 간격 조절이 가능하고, 본 실시예에서는 하기되는 프레임(60a, 60b)을 통해 중심체(20)로부터 각 수진기(65)의 간격 조절이 가능하므로, 연결부(50)를 통한 각 선체(10)의 간격 조절은 필요에 따라 생략 또는 수행될 수 있다.
프레임(60a, 60b)은 각 선체(10)에 구비되되, 각 선체(10)로부터 연장되어 한 쌍으로 설치된다.
이러한 프레임(60a, 60b)은 선체(10)로부터 간격 조절이 가능하고, 선체(10)로부터 분리도 가능하도록 설치되어, 필요에 따라 가변형으로 조사가 가능하며, 필요가 없을 경우에는 탈거하여 무인자율이동체(200)의 운용성을 높일 수 있는 효과도 있다.
즉, 프레임(60a, 60b)의 간격 조절로 인해, 프레임(60a, 60b)에 설치되는 수진기(65) 사이의 간격, 중심체(20)로부터 수진기(65) 사이의 간격이 조절되므로, 필요에 따른 가변형 조사가 가능하다.
이러한 프레임(60a, 60b)의 간격 조절은 수진기(65)가 고정 설치된 상태에서 프레임(60a, 60b)의 길이를 조절하는 것일 수도 있고, 프레임(60a, 60b) 내에서 수진기(65)의 위치를 조절하여 수진기(65) 사이의 간격을 조절하는 것일 수도 있다.
프레임(60a, 60b)의 간격 조절을 위해서는 중심체(20)로부터의 길이 조절이 가능하도록 구비되는 간격 조절부(미도시)와 조절된 프레임(60a, 60b)을 고정시키는 고정부(미도시)가 구비될 수 있다.
여기서, 프레임(60a, 60b) 내에서 수진기(65)의 위치 조절 시에도, 수진기(65)의 위치 조절 이후 이를 고정시키는 고정부가 구비될 수 있다.
간격 조절부와 고정부는 어떠한 형태이든지 가능하고, 자동 또는 수동으로 간격 조절이 가능할 수 있으며, 고정부를 통한 프레임(60a, 60b) 또는 수진기(65)의 고정 역시 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있다.
한편, 다중빔 음향측심기(31)와 고주파 지층탐사기(33)가 선체(10)에 구비된 경우, 프레임(60a, 60b)을 탈거하여 제1 실시예와 같은 형태로 무인자율이동체(200)를 운용할 수도 있다.
수진기(65)는 각 프레임(60a, 60b)에 구비되는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(60a)과 제2 프레임(60b)에 각각 수진기(65)가 배치될 수 있다.
수진기(65)는 선체(10) 내부에 설치되는 조사모듈이 천부지층의 반사신호 및 매몰체의 반사신호를 가장 잘 나타낼 수 있는 방향성 수진기(direnctional hydrophone)가 사용되는 것이 바람직하다.
이러한 수진기(65)의 개수는 도 3에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니고, 중심체(20)를 중심으로 양측에 동일한 개수의 수진기(65)가 병렬 배치되고, 각 프레임(60a, 60b)에서의 간격이 양측이 동일하게 구비된 형태에 대하여 아래에서 설명한다.
제3 실시예
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(300)는 전술한 제2 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(200)과 유사하고, 각 선체(10)로부터 연장되어 구비되는 각 프레임(60a, 60b)에 복수 개의 수진기(65)가 구비된 것에 특징이 있다.
본 발명에서 전술한 제1 및 제2 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(300)는 중심체(20)와 중심체(20)의 양측으로 구비되는 두 개의 선체(10; 10a, 10b), 조사모듈, 제어모듈(40), 연결부(50), 한 쌍의 프레임(60a, 60b), 각 프레임(60a, 60b)에 구비되는 복수 개의 수진기(65), 및 윈치(70)를 포함한다.
다중빔 음향측심기(31)와 고주파 지층탐사기(33)가 윙 형상으로 구비되는 복수 개의 수진기(65)에 구비됨으로써 넓은 범위의 조사가 가능하고, 복수 개로 병렬 배치되는 수진기(65)로 인해 조사가 되지 않는 사각지대가 없이 조사가 용이한 효과가 있다.
프레임(60a, 60b)은 각 선체(10)에 구비되되, 각 선체(10)로부터 연장되어 한 쌍으로 설치되고, 선체(10)로부터 간격 조절이 가능하며, 선체(10)로부터 분리도 가능하도록 설치된다.
이러한 선체(10)에 결합된 프레임(60a, 60b) 또는 수진기(65)의 간격 조절 상태가 도 5a와 도 5b에 도시된다. 도 5a와 도 5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체에서 수진기의 간격 조절 상태를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4과 도 5a와 같은 상태에서 프레임(60a, 60b)의 간격 조절 또는 수진기(65)의 위치 조절을 통해 도 5b에 화살표로 표시된 바와 같이, 중심체(20)로부터 선체(10)에 결합된 수진기(65)의 간격 조절이 가능하게 된다.
프레임(60a, 60b)의 간격 조절로 인해, 프레임(60a, 60b)에 설치되는 수진기(65) 사이의 간격, 중심체(20)로부터 수진기(65) 사이의 간격이 조절되므로, 필요에 따른 가변형 조사가 가능하다.
이러한 프레임(60a, 60b)의 간격 조절은 수진기(65)가 고정 설치된 상태에서 프레임(60a, 60b)의 길이를 조절하는 것일 수도 있고, 프레임(60a, 60b) 내에서 복수 개의 수진기(65)의 위치를 조절하여 수진기(65) 사이의 간격을 조절하는 것일 수도 있다.
이 때, 프레임(60a, 60b) 내에서 수진기(65)의 간격 조절 시, 안정적인 운항과 사각지대 없이 조사가 가능하도록 하기 위하여 양측으로 동일한 간격을 유지하는 것이 바람직하다.
수진기(65)는 각 프레임(60a, 60b)에 복수 개가 병렬 배치되어 구비되는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(60a)에 두 개의 수진기(65)가 병렬 배치되고, 제2 프레임(60b)에 두 개의 수진기(65)가 병렬 배치될 수 있다.
이러한 수진기(65)의 개수는 도 4에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니고, 중심체(20)를 중심으로 양측에 동일한 개수의 수진기(65)가 구비되고, 각 프레임(60a, 60b)에서의 간격이 양측이 동일하게 구비되어야 한다.
본 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(300)를 통해 수중 문화재를 조사하는 모습이 도 6에 도시된다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체의 수중 문화재 조사 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 수중 문화재 조사용 무인자율이동체(300)는 연근해 및 천해저 지역에서 운행하게 되고, 선체 및/또는 수진기에 설치되는 조사모듈, 즉 다중빔 음향측심기와 고주파 지층탐사기를 통해 수중 문화재 조사를 진행하게 된다.
이 때, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 측면주사소나와 자력계도 함께 운용될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 그리고 상술한 바와 같이 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300; 수중 문화재 조사용 무인자율이동체
10; 선체
20; 중심체
30; 조사모듈
31; 다중빔 음향측심기
33; 고주파 지층탐사기
35; 측면주사소나
37; 자력계
40; 제어모듈
50; 연결부
60; 프레임
65; 수진기
70; 윈치

Claims (5)

  1. 두 개의 선체와 상기 각 선체 사이에 구비되는 중심체로 구성되는 무인자율이동체(ASV; Autonomous Surface Vehicle)에 있어서,
    상기 무인자율이동체에 구비되어 해저 복합 탐사를 위한 것으로, 해저지형조사를 위한 다중빔 음향측심기(MBES; MultiBeam Echo Sounder)와 고주파 지층탐사기(SBP; Sub-Bottom Profiler), 측면주사소나(SSS; Side Scan Sonar)와 자력계, 및 사운드 핑을 지연 또는 교차 발생시키는 트리거(trigger) 제어기를 포함하는 조사모듈;
    상기 중심체에 구비되는 것으로, 상기 무인자율이동체의 무인자율 이동 제어, 상기 조사모듈에서 조사된 데이터 수집, 및 상기 수집된 데이터에 따라 문화재를 판별하는 제어모듈; 및
    상기 각 선체와 중심체를 연결하는 것으로, 상기 중심체로부터 상기 각 선체 사이의 간격 조절이 가능하도록 구비되는 간격 조절부와 조절된 상기 각 선체를 고정시키는 고정부를 포함하는 연결부;를 포함하고,
    상기 다중빔 음향측심기와 고주파 지층탐사기는,
    상기 각 선체에 구비되거나,
    상기 각 선체로부터 연장되어 구비되어, 상기 선체로부터 간격 조절이 가능하고, 상기 선체로부터 분리가 가능한 한 쌍의 프레임에 설치되며,
    상기 각 프레임에 구비되는 복수 개의 수진기를 더 포함하고,
    상기 각 수진기에 상기 다중빔 음향측심기와 고주파 지층탐사기가 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 문화재 조사용 무인자율이동체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자력계는,
    상기 중심체에 설치되는 윈치(winch)에 연결되어 구동되는 것을 특징으로 하는 수중 문화재 조사용 무인자율이동체.
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