KR20090055120A - 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 및 영상취득 장치 - Google Patents

심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 및 영상취득 장치 Download PDF

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KR20090055120A
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Abstract

본 발명은 수천 미터 심해저면의 상태를 디지털 비디오 및 스틸 카메라로 촬영한 수중영상 및 수심을 측정하며, 동시에 초음파를 이용하여 심해저 지형 정보를 얻을 수 있는 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 및 영상취득 장치에 관한 것이다.
본 발명은 광구탐사 및 심해저 광물자원의 개발 등에 이용할 수 있도록 해저 수 ㎞의 수압 및 충격에 견디면서 방수가 이루어질 수 있도록 설계 제작되며, 해저 수중영상을 얻기 위한 디지털 비디오 및 스틸카메라와 조명장치를 구비하며, 수중 카메라와 선상의 장치제어부에는 서로 교신을 하되 신호의 전송효율이 좋은 광통신으로 송수신이 이루어지고, 광통신을 이루기 위한 광통신모뎀을 구비하며, 통신 및 전원용 케이블은 수압 및 인장강도에 견딜 수 있는 철갑보호통신케이블로 구성되고, 선상의 제어부와 심해저의 영상 촬영장치의 연결은 광통신용 커넥터로 연결되어 있다.
본 발명은 철갑보호통신케이블과 카메라 및 사이드 스캔소나를 이용하여 심해저의 지형 및 수중영상을 취득하여 채광지 선정 및 정밀평가기술 확보와, 채광 시기 및 최적 채광로 선정을 위한 지형, 위치 및 광물 분포 규모 등의 정보를 효율적으로 확보 및 관리하는 작용효과가 있다.
심해저 지형정보, 영상정보

Description

심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 및 영상취득 장치{A Towed Deep Seabed Image Acquiring Device}
본 발명은 광구탐사 및 심해저 광물자원의 개발 등에 이용할 수 있도록 해저 수 ㎞내지 수십 ㎞에서의 수압에 견디면서 방수가 이루어질 수 있도록 설계 제작되며, 해저 영상을 얻기 위한 디지털 비디오와, 디지털 스틸카메라 및 초음파를 이용한 사이드 스캔소나와 조명장치를 구비하며, 심해저에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상의 장치제어부에는 서로 광통신으로 교신을 하며 전송거리가 멀기 때문에 전선에 의한 신호전송은 손실이 심하여 사용할 수 없으므로 전송효율이 좋은 광통신으로 송수신이 이루어지고, 광통신을 이루기 위한 광통신모뎀을 구비하며, 통신 및 전원용 케이블은 수압 및 파도의 충격에 견딜 수 있는 광통신 철갑보호통신케이블로 구성되며, 선상의 장치제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치사이의 연결은 광통신용 커넥터로 연결되어 심해저의 지형 및 수중영상에 대하여 정확한 자료를 실시간으로 취득할 수 있도록 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 및 영상취득 장치에 관한 것이다.
종래에 통상적으로 널리 사용되어온 심해저를 촬영하기 위한 카메라 플랫폼 장치는 케이블에 의해 예인되는데 기존에 이용하던 방법은 통상의 구리선으로 제작되어 데이터를 전송하는 통신 방식으로는 전송케이블의 저항 및 잡음에 의한 신호의 손실에 의한 선명한 영상의 취득이 어렵고 데이터의 전송속도가 늘여서 실시간으로 영상신호를 전달하는 것이 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래에는 해저에서 원거리 송수신에 의한 신호의 손실이 심하거나 전송속도가 늘여서 심해저의 수중영상신호, 지형 및 정지영상 등을 실시간으로 효율적으로 얻기 위한 디지털 비디오카메라, 스틸카메라 및 초음파를 이용한 사이드 스캔소나 등을 동시에 탐재하여 이들 중에서 선택적으로 이용하여 필요한 영상을 실시간으로 효율적으로 심해저의 수중영상정보 및 지형에 대한 자료를 용이하게 얻을 수 있도록 설계 제작된 장치가 없다는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 심해저의 높은 수압 및 파도 등의 충격에 견디면서 높은 수압에서 안전한 방수를 이룰 수 있도록 구성하여 심해저에 존재하는 광구 내의 자원분포의 상태를 탐사할 경우에 채광 장비의 해저면 운용 방법을 도출하기 위한 지형에 대한 자료를 축적하기 위하여 심해저의 지형 및 수중영상을 취득하여 광구의 상태를 파악할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 수상에 위치한 선박에 설치된 DGPS 수신기 및 선박의 하부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 설치된 초음파 송신수신기를 이용하여 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 수상의 선박으로부터의 상대적인 위치좌표를 정확하게 얻어서 정확한 심해저의 수중영상 및 지형정보를 얻는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 수상의 선박에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 제어부(이하 ‘장치 제어부’라 한다)와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치사이의 통신을 광통신으로 수행하여 데이터의 전송손실을 최소화하고 전송속도를 향상시켜 실시간으로 데이터를 전송하여 표시패널에 표시함과 동시에 메모리에 기록 저장할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 선상에 위치하는 견인식 영상촬영 플랫폼 장치제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치사이의 통신선의 수(Rx, Tx, 공통회선; 3 가닥)를 최소화하여 제작비용을 최소화하고 유지 및 보수 비용을 절감하고 용이하게 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단은 심해저의 수중영상 및 지형에 대한 정보를 취득하기 위하여 디지털 비디오카메라와, 디지털스틸카메라와, 초음파를 이용한 사이드 스캔소나 및 조명장치를 고정 설치하되, 이들은 수압 및 파도 등의 충격에 견딜 수 있고 내구성이 우수한 서스(SUS316)등의 재질을 사용하여 방수가 이루어지도 설계 제작되며, 심해저에서 취득한 수중영상정보를 실시간으로 신속하게 전송손실을 최소화하면서 데이터를 전송하기 위하여 심해저에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상에 위치한 장치제어부 사이에 광통신으로 송수신이 이루어지도록 구성하고, 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상의 장치제어부에는 광통신을 이루기 위한 광통신모뎀을 구비하며, 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상에 위치한 장치 제어부를 연결하는 통신 및 전원용 케이블은 플랫폼의 무게와 장력, 외부 충격에 견딜 수 있는 광통신 철갑보호통신케이블로 구성되며, 선상의 장치제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 연결은 광섬유와 광통신용 커넥터로 연결되어 심해저의 지형 및 수중영상에 대한 정확한 자료를 실시간으로 취득하고 기록 저장할 수 있도록 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 및 영상취득 장치에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제의 해결수단은 수상에 위치한 선박에 설치된 DGPS 수신기로부터 위치좌표를 얻고, 얻은 선박의 위치좌표와, 선박과 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 설치된 초음파 송신수신기를 이용하여 심해 저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 선박으로부터의 상대적인 위치좌표를 정확하게 얻어서 정확한 심해저의 수중영상 및 지형을 취득하여 이중으로 영상을 취득하거나 탐사작업을 함에 따른 시간 및 경제적인 손실을 줄이는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제의 해결수단은 디지털 비디오카메라와, 디지털스틸카메라와, 초음파를 이용한 사이드 스캔소나 및 조명장치를 구비하고, 심해저의 상태 및 필요에 따라서 다양한 종류의 수중영상을 선택적으로 취득하여 선명한 수중영상신호에 기초하여 정보를 분석할 수 있도록 구성하여 정보의 신뢰도를 향상시키는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제의 해결수단은 선상에 위치하는 견인식 영상촬영 플랫폼 장치제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치사이의 통신은 수신용(Rx), 전송용(Tx) 및 공통회선으로 구성된 통신케이블과 전원선으로 최소화하여 구성함으로써 제작비용을 최소화하고 유지 및 보수비용을 절감하고 용이하게 하는데 있다.
본 발명은 심해저의 높은 수압 및 파도 등의 충격에 견디면서 높은 수압에서 완전한 방수를 이룰 수 있도록 구성하여 심해저에 존재하는 광구 내의 자원분포의 상태를 탐사할 경우에 채광 장비의 해저면 운용 방법을 도출하기 위한 지형 자료를 축적하기 위하여 심해저의 지형 및 수중영상을 취득하여 광구의 상태를 신속하고 정확하게 파악할 수 있는 작용효과가 있다.
본 발명의 또 다른 작용효과는 수상에 위치한 선박에 설치된 DGPS 수신기와, 선박과 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 설치된 초음파 송신수신기를 이용하여 선박의 위치좌표로부터 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 상대적 위치좌표를 정확하게 얻어서 정확한 위치에서 심해저의 수중영상 및 지형을 얻는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 수상의 선박에 위치한 수상의 장치 제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치사이의 통신을 광통신으로 수행하여 데이터의 전송손실을 최소화하고, 전송속도를 향상시켜 실시간으로 전송하여 표시패널에 표시함과 동시에 메모리에 기록 저장할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 선상에 위치하는 견인식 영상촬영 플랫폼 장치제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치사이의 통신선의 수(Rx, Tx, 공통회선; 3 가닥)를 최소화하여 제작비용을 최소화하고 유지 및 보수비용을 절감하고 용이하게 하는데 있다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다. 본 발명은 심해저에 존재하는 광구 내의 자원분포 상태를 탐사할 경우에 채광 장비의 해저면 운용 방법을 도출하기 위한 지형의 자료를 축적하기 위하여 심해저의 지형 및 수중영상을 취득하여 광구의 상태에 대한 정보를 신속하고 정확하게 파악하고 기록 저장하기 위하여 디지털 비디오카메라와, 디지털스틸카메라와, 초음파를 이용한 사이드 스캔소나 및 조명장치를 구비하되, 이들은 수압 및 파도에 견딜 수 있고 내구성이 우수한 서스(SUS316)를 사용하여 방수가 이루어지도록 설계 제작되며, 심해저에서 취득한 영상정보를 실시간으로 신속하게 전송손실을 최소화하면서 전송하기 위하여 심해저에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상에 위치한 장치제어부사이에는 광섬유를 이용한 광통신으로 데이터송수신이 이루어지도록 구성하고, 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상에 위치한 장치 제어부에는 광통신을 이루기 위한 광통신모뎀이 고정 설치되어 있으며, 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상에 위치한 장치 제어부를 연결하기 위한 통신 및 전원용 케이블은 플랫폼의 무게, 장력 및 외부 충격 등에 견딜 수 있는 인장강도를 가진 광통신 철갑보호통신케이블로 구성되며, 선상의 장치 제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 연결은 광통신용 및 전원용 커넥터가 고정 설치되어 상기 통신 및 전원용 케이블을 용이하게 체결되도록 구성되어 심해저의 지형 및 수중영상에 대한 정확한 자료를 실시간으로 취득하고, 다양한 종류의 메모리 장치에 기록 저장할 수 있도록 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 및 영상취득 장치에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명의 이해를 용이하게 하는 도면을 살펴본다. 도1은 본 발명에 따라 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 평면도(a) 및 측면도(b)를 나타낸 것이며, 도2는 본 발명에 따라 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 사시도를 나타낸 것이다. 도3은 본 발명에 따라 설계 제작된 견인식 영상촬영 플랫폼 장치를 촬영한 사진이며, 도4는 본 발명에 따라 설계 제작된 견인식 영상 촬영 플랫폼 장치를 이용하여 디지털 비디오 카메라로 촬영한 영상이다. 도5는 본 발명에 따라 설계 제작된 견인식 영상촬영 플랫폼 장치를 이용하여 디지털 스틸 카메라로 촬영한 영상이다. 도6는 초음파를 이용한 사이드 스캔소나로 촬영한 해저 지형의 영상을 나타낸 것이다.
또한, 본 발명은 수상에 위치한 선박에 설치된 DGPS 수신기로부터 선박이 위치한 지점의 경도 및 위도의 위치좌표를 얻고, 선박의 하부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 설치된 초음파 송신수신기를 이용하여 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 선박으로부터의 상대적인 위치좌표를 정확하게 얻은 후, 상기 DGPS 수신기로부터 취득한 선박의 위치좌표에 기초하여 정확한 심해저의 수중영상 및/또는 지형 정보를 취득하여 이중으로 수중영상을 취득하거나 수중탐사작업을 함에 따른 시간 및 경제적인 손실을 줄이고, 수 ㎞내지 수십 ㎞까지 원거리를 전송 시에 데이터의 전송손실을 최소화하면서 전송속도를 극대화할 수 있도록 광섬유를 이용한 필요한 심해저에서 취득한 정보를 실시간으로 전송을 이루는데 있다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.
[실시 예]
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도1은 본 발명에 따라 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 평면도(a) 및 측면도(b)를 나타낸 것이며, 도2는 본 발명에 따라 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 사시도를 나타낸 것이다.
본 발명은 심해저에 존재하는 광구 내의 자원분포의 상태를 탐사할 경우에 채광장비의 해저면 운용 방법을 도출하기 위한 지형 자료를 축적하기 위하여 심해저의 지형 및 수중영상을 취득하여 광구의 상태 및 주위의 지형에 대한 정보를 신속하고 정확하게 파악하고 필요한 자료를 메모리에 기록 저장하기 위하여 디지털 비디오카메라(12)와, 캠코더(14)와, 디지털스틸카메라(13)와, 초음파를 이용한 사이드 스캔소나(15, 16)와, 디지털스틸카메라(13) 또는 디지털비디오카메라(12)로 심해 수중영상을 촬영 시에 필요한 조명장치를 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치(22)의 일측에 고정 설치하되, 이들은 수압에 견딜 수 있고, 녹이 발생하지 않으면서 내구성이 우수한 서스(SUS316) 재질로 완전한 방수가 이루어지도 설계 제작되며, 심해저에서 취득한 영상데이터를 실시간으로 신속하게 선박의 장치 제어부로 전송하되, 데이터의 전송손실을 최소화하면서 실시간으로 전송하기 위하여 심해저에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상에 위치하는 장치 제어부(21)는 광섬유를 이용하여 광통신으로 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 제어부(21)와 데이터의 송수신이 이루어지도록 구성하고, 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 제어부(21)와 선상에 위치하는 장치 제어부에는 광통신을 이루기 위한 광통신모뎀이 각각 고정 설치되어 있으며, 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 제어부(21)와 선상의 장치 제어부를 연결하는 통신 및 전원용 케이블은 수압 및 파도 등의 충격에 견딜 수 있는 인장강도를 가지도록 외부를 광통신 철갑보호통신케이블로 감싸도록 구성되고, 선상의 장치 제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 제어부의 연결은 각각의 제어부 일측에 설치 및 체결이 용이하도록 광통신용 및 전원용 커넥터가 고정 설치되어 심해저의 지형 및 수중영상에 대한 정확한 정보를 실시간으로 취득하고 메모리에 기록 저장할 수 있도록 설계 제작되어 있다.
본 발명에 따른 구성요소들을 구체적으로 살펴보면, 심해의 수중에 위치하는 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 및 영상취득 장치에 대하여 살펴본다. 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 위치하는 디지털비디오카메라(12)와, 디지털스틸카메라(13)와, 초음파를 이용하여 수중영상을 취득하는 사이드 스캔소나(15,16)와, 캠코더(14)와, 디지털스틸카메라(13) 또는 디지털비디오카메라(12)로 심해 수중영상을 촬영 시에 필요한 조명장치(17내지20)는 수중 수 ㎞내지 수십㎞에서 견딜 수 있도록 견고하면서 완전 방수가 이루어지도록 설계 제작되어 있으며, 상기 사이드 스캔소나(15, 16), 캠코더(14), 디지털 스틸카메라(13) 및/또는 디지털비디오카메라(12)로 수중 영상을 취득할 때 파도 등에 의하여 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치(22)가 흔들리는 것을 방지하여 깨끗한 영상을 얻기 위하여 일정크기의 꼬리날개(31)가 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치(22)의 상부에 부착 설치되어 있다.
또한, 상기 디지털비디오카메라(12) 및/또는 디지털스틸카메라(13)로 수중영상을 촬영할 때 안정된 상태를 유지하기 위하여 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치(22)의 일측에 고정 설치되어 균형을 잡아주는 디지털비디오카메라 발라스트(23,24) 및 디지털스틸카메라 발라스트(32)를 구비하고 있다.
심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 설치되는 각종 촬영 장비는 디지털비디오카메라(12, 이하 ‘비디오카메라’라 한다) 및 캠코더(14)와, 디지털스틸카메 라(13, 이하 ‘스틸카메라’라 한다) 및 조명 장치(17내지20)와, 해양 탐사 장비인 사이드 스캔소나와, 수심센서 및 고도계(11)와, 전원 배분 및 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼장치 제어부(21)가 장착되는 구조물로서 부식방지와 사용 후 사용의 편의성을 위하여 서스(SUS316L) 재질로 제작하는 것이 바람직하다.
심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 설치된 비디오카메라는 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 운용 시에 수중으로부터 실시간으로 영상을 취득하여 선상에 위치한 제어부로 전송하여 표시패널에 표시하여 편리하게 운용할 수 있도록 하거나 필요한 수중영상을 실시간으로 취득할 수 있으며, 일측에 설치된 캠코더는 디지털 캠코더로 고화질(HD)로 수중영상을 촬영하여 기록 저장하여 채광 시기 및 최적 채광로 선정을 위한 지형, 위치 및 광물 분포 규모 등의 정보를 보다 정확한 분석을 위하여 사용할 수 있도록 구성되어 있다.
심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 제어부(21)에는 상기 비디오카메라(12), 스틸카메라(13), 캠코더(14) 및 사이드 스캔소나(15, 16)를 이용하여 취득한 수중영상 중에서 하나의 신호를 선택하여 선박에 위치한 장치 제어부로 실시간으로 전송할 수 있는 스위칭 수단을 구비하며, 상기 비디오카메라(12)와 스틸카메라(13)에 의하여 수중 영상신호를 취득할 때, 선명한 영상신호를 취득하기 위하여 심해저를 밝힐 수 있도록 조명장치(17내지20)가 일측에 고정 설치되어 있다.
심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 일측에는 수상에 위치한 선박으로부터의 수상에 위치한 선박의 하부에 두개이상 고정 설치되어 있는 초음파 송수신기와 초음파 신호를 서로 주고받아서 통상의 삼각법 등을 이용하여 상대적인 위치를 검출할 수 있도록 초음파 송수신기를 구비하며, 또한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 일측에는 수심을 측정하기 위한 초음파 수심센서가 고정 설치되어 있다.
상기 비디오카메라, 스틸카메라 및 사이드 스캔소나를 이용하여 취득한 수중영상이나 수심센서가 측정한 수심정보 등을 수상에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 제어부로 실시간으로 전송하여 표시패널에서 관찰하기 위하여서는 심해 수 ㎞(5㎞내지 10㎞)를 정보의 손실없이 신속하고 정확하게 전송하는 수단이 필요하다. 종래의 금속선 케이블을 이용하여 측정된 데이터 전송은 전송 시에 저항 및 잡음 유입에 따라 취득한 데이터의 손실이 심하고 전송속도가 빠르지 않아서 실시간으로 수상에 위치한 선박에 데이터(정보)를 전송하는데 한계가 있다.
본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 광섬유를 이용하여 광전송에 의한 통신방법으로 상기 비디오카메라, 스틸카메라 및 사이드 스캔소나를 이용하여 취득한 수중영상 및 지형이나 수심센서가 측정한 수심정보 등을 수상에 위치한 선박으로 실시간 전송이 가능하도록 설계 제작되어 있다.
상기 비디오카메라로 촬영한 수중영상은 DVR에 의해 디지털 파일 형식과 6㎜ 비디오테이프 형식의 2가지 방식으로 저장되어 재생 및 저장이 편리하고, 언제든지 안정적인 비디오 영상화면을 얻을 수 있다. 스틸카메라는 한 번에 약 1,000여장의 수중영상(사진)을 촬영할 수 있으며, 사진에는 날짜, 수심 등 촬영할 당시의 정보가 나타나며 취득한 다양한 데이터는 하우징의 분리 없이 백업할 수 있게 설계 제작되어 있다.
보다 구체적으로, 상기 비디오카메라, 스틸카메라 및 사이드 스캔소나를 이 용하여 취득한 수중영상 및 지형이나 수심센서가 측정한 수심정보 등의 전기적 신호를 증폭하거나 그대로 광통신 송신부에서 레이저다이오드 또는 발광 다이오드에 의해 광신호로 변환하고, 변환된 광 신호는 광섬유를 통해 수상에 위치한 장치제어부의 광수신기로 전송되고, 전송된 광 신호를 수신한 광수신기(광 다이오드 등)에서는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 전송된 신호(데이터 또는 정보)를 읽게 되는 것이다.
수상의 선박에 위치한 장치제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 위치한 신호 송신기 일측에는 각각 광 신호를 주고받기 위한 통상의 광통신모뎀이 고정 설치되어 있다.
광통신에 주로 사용하는 광섬유는 굴절률이 큰 매질로 이루어진 코어(core)가 중앙에 위치하고, 굴절률이 작은 매질로 이루어진 클래드(clad)를 상기 코어의 주위를 감싸도록 제작되어 있다. 광섬유에 입사된 광 신호는 내부에서 전반사를 일으키며 손실없이 광수신기에 전달되도록 구성되어 있으며, 광섬유는 크게 다중 모드 광섬유와 단일 모드 광섬유가 있다. 광섬유의 광 손실은 광원이 1.3㎛대와 1.5㎛대의 파장에서 가장 작기 때문에 광통신에 사용되는 광원의 파장은 주로 이 파장대가 사용된다.
광통신 케이블과 연결되는 수상에 위치한 장치제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 일측에는 전원 및 통신선을 연결하기 위한 전원용 및 광통신용 커넥터가 고정 설치되어 체결이 용이하도록 구성되어 있어 설치 시에 접속이 편리하고 방수가 이루어지며 신호전송 시에 안정적으로 동작할 수 있도록 구성되어 있 다. 전원용 및 광통신용 커넥터는 분리 또는 일체형으로 설계 제작하여 구성할 수 있다.
수상의 선박에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 제어부에는 심해저에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치를 제어할 수 있도록 설계 제작된 원격제어용 콘솔이 설치되어 있고, 운용자는 원격제어용 콘솔을 통해서 필요한 제어신호를 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치로 전송하여 심해저에서 비디오카메라, 스틸카메라 및 사이드 스캔소나 중에서 선택하여 촬영한 수중영상 및/또는 지형 정보를 실시간으로 수신하여 수상의 선박에 위치한 표시패널에 표시할 수 있으며, 수심센서가 측정한 수심정보 및 수상에 위치한 선박의 하부 일측에 부착 설치된 두개 이상의 초음파 송수신기로부터 측정한 정보와 수상의 선박에 설치된 DGPS로 취득한 선박의 경도 및 위도의 위치좌표와 연동시켜 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 상대적인 위치좌표를 연산하여 수중에서 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 수중 위치좌표를 정확하게 연산 취득할 수 있도록 구성되어 있다.
수상의 선박에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 제어부의 일측에는 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치로부터 광통신으로 전송되어온 신호를 실시간으로 볼 수 있도록 표시패널이 설치되어 있으며, 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 제어부에는 수중에서 전송되어온 비디오카메라로 촬영한 수중영상신호 또는 사이드 스캔소나로 촬영한 지형을 표시패널에 프레임 단위로 실시간으로 표시할 수 있도록 설계 제작된 프로그램이 내장되어 있으며, 전송되어온 수중영상신호를 필요시에 다양한 종류의 메모리 또는 데이터베이스에 기록 저장할 수 있도록 설계 제작 되어 있다.
수상에 위치한 선박에는 선박의 위치를 정확하게 알려주는 DGPS 수신기가 고정 설치되어 있으며, 상기 DGPS 수신기에서 측정한 선박의 경도 및 위도의 위치좌표와 선박의 하부에 둘 이상의 고정 설치된 초음파 송수신기와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 고정 설치된 초음파 송수신기가 서로 교신하여 얻은 선박의 위치로부터 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 상대적 위치좌표로 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 수중 경도 및 위도의 위치좌표를 연산하여 취득한 수중영상 및/또는 지형 정보와 함께 입력 저장하므로 수중영상의 이중 촬영 또는 탐사에 따른 작업시간 및 경제적인 손실을 줄일 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명에 따른 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 일측에는 높은 파고 속에서도 안정적으로 투하 및 회수가 가능하도록 다수 개의 핸들이 고정 설치되어 설계 제작되어 있다.
심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 수상의 선박사이에 설치되는 광케이블은 전송용(Tx), 수신용(Rx) 및 공통회선 3선으로 구성되어 있고, 전원공급을 위한 전원선으로 이루어져 있고 이들은 하나의 철갑보호통신케이블로 설계 제작하여 심해저에서의 수압 및 파도 등의 충격에 견딜 수 있도록 구성되어 있다.
케이블의 길이가 5㎞내지 10㎞ 정도로 길게 형성되어 있으므로 전원이 공급하는 선에서 발생하는 저항에 의하여 선의 길이에 비례하여 전력손실이 발생하므로 송전시 발생하는 전력손실을 보상하기 위한 고압으로 승압하여 전송하기 위한 승압장치가 선박에 위치한 장치 제어용 콘솔 일측에 고정 설치되어 있으며 원격 제어용 콘솔은 선박의 장치제어부와 연결되어 있다.
본 발명은 심해저에 존재하는 광구 내의 자원분포 상태 탐사 시 채광 장비의 해저면 운용 방법을 도출하기 위한 지형 정보를 축적하기 위하여 심해저의 지형 및 영상물을 취득하여 광구의 현상에 대한 정보를 신속하고 정확하게 파악하고 기록 저장하기 위하여 디지털 비디오카메라와, 디지털스틸카메라와, 초음파를 이용한 사이드 스캔소나 및 조명장치를 구비하되, 이들은 수압 및 파도 등의 충격에 견딜 수 있고, 내구성이 우수한 서스(SUS316)를 사용하여 방수가 이루어지도 설계 제작되며, 심해저에서 취득한 영상정보를 실시간으로 신속하게 전송손실을 최소화하면서 전송하기 위하여 심해저에 위치한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상의 장치 제어부는 광통신으로 송수신이 이루어지도록 구성하고, 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상의 장치제어부에는 광통신을 이루기 위한 광통신모뎀을 구비하며, 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치와 선상의 장치 제어부를 연결하는 통신 및 전원용 케이블은 수압 및 파도 등의 충격에 견딜 수 있도록 인장강도가 높은 광통신 철갑보호통신케이블로 구성되며, 선상의 장치제어부와 심해저의 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 연결은 광섬유와 광통신용 커넥터를 통해서 연결되어 심해저의 지형 및 심해저영상에 대한 정확한 정보를 실시간으로 전송하여 표시패널에 표시하고, 메모리에 기록 저장할 수 있도록 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 및 영상취득 장치를 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.
도1 : 본 발명에 따라 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 평면도(a) 및 측면도(b)
도2 : 본 발명에 따라 설계 제작된 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 사시도
도3 : 본 발명에 따라 설계 제작된 견인식 영상촬영 플랫폼 장치를 촬영한 사진
도4 : 본 발명에 따라 설계 제작된 견인식 영상촬영 플랫폼 장치를 이용하여 디지털 스틸 카메라로 촬영한 수중 영상사진
도6 : 초음파를 이용한 사이드 스캔소나로 촬영한 해저 지형의 영상
<도면부호의 간단한 설명>
11; 고도계 12; 디지털비디오카메라
13; 디지털스틸카메라 14; 캠코더
15, 16; 사이드 스캔소나 17, 18; 비디오카메라 조명장치
19, 20; 스틸카메라 조명장치 21; 장치제어부
22; 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치
23, 24; 비디오카메라 발라스트
31; 꼬리날개 32; 스틸카메라 발라스트
33; 견인을 위한 체결구조물 34, 35; 핸들

Claims (13)

  1. 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에 있어서,
    장치의 일측에 고정 설치되며, 심해저의 수중영상 또는 지형을 취득하기 위한 비디오카메라, 캠코더, 스틸카메라 및 사이드 스캔소나;
    비디오카메라, 캠코더 및 스틸카메라로 선명한 수중영상을 얻기 위한 조명장치;
    수상의 선박과 광통신을 수행하기 위한 광통신모뎀;
    비디오카메라, 캠코더, 스틸카메라, 조명장치 및 광통신모뎀에 전원을 공급하기 위한 전원용 커넥터;
    수상의 선박과 광통신을 수행하기 위하여 광케이블을 연결하기 위한 광통신용 커넥터; 및
    심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치가 위치한 장소의 수심을 측정하기 위한 수심센서를 구비한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에는 비디오카메라, 스틸카메라 및 사이드 스캔소나 중에서 하나를 선택하여 수상의 선박으로 심해저에서 취득한 정보를 전송할 수 있는 스위칭수단을 더 구비한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치.
  3. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
    DGPS 및 장치 제어부가 위치한 수상 선박으로부터의 상대적인 위치좌표를 측정하기 위하여 수상의 선박과 초음파 통신을 수행하기 위한 초음파 송수신기를 더 구비한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치.
  4. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
    상기 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 일측에는 높은 파고 속에서 안정적으로 투하 및 회수가 가능하도록 다수의 핸들이 고정 설치됨을 특징으로 하는 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치.
  5. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
    상기 비디오카메라 또는 스틸카메라로 수중영상을 촬영할 때 안정된 상태를 유지하기 위하여 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 일측에 고정 설치되어 균형을 잡아주는 비디오카메라 발라스트 및 스틸카메라 발라스트를 더 구비한 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치.
  6. 청구항1에 있어서,
    상기 비디오카메라, 캠코더 및/또는 스틸카메라로 수중영상을 촬영할 때 흔들림을 방지하여 안정된 상태를 유지하기 위하여 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 상부에 꼬리날개가 부착 설치됨을 특징으로 하는 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치.
  7. 심해저 견인식 영상촬영 장치에 있어서,
    심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 일측에 고정 설치되며, 심해저의 수중영상 또는 지형을 취득하기 위한 비디오카메라, 캠코더, 스틸카메라 및 사이드 스캔소나;
    심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 일측에 고정 설치되며, 상기 비디오카메라, 캠코더 및 스틸카메라로 선명한 수중영상을 얻기 위한 조명장치;
    수상의 선박에 위치한 장치 제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치사이에 광통신을 하기 위하여 각각에 고정 설치된 광통신모뎀;
    수상의 선박에 위치한 장치 제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 제어부 각각에 전원공급 및 광통신을 수행할 수 있도록 고정 설치된 전원용 및 광통신용 커넥터;
    수상의 선박에 위치한 장치 제어부와 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치제어 부 사이에 전원을 공급하고 광통신을 하기 위하여 전원용 및 광통신용 커넥터와 체결되는 전원선 및 광케이블; 및
    수상의 선박에 위치한 장치 제어부의 일측에 위치하여 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치를 제어할 수 있도록 제작된 원격제어용 콘솔을 구비한 심해저 견인식 영상촬영 장치.
  8. 청구항7에 있어서,
    상기 수상 선박의 일측에는 선박이 위치한 경도와 위도의 위치좌표를 정확하게 측정할 수 있는 DGPS를 구비하고,
    상기 수상에 위치한 선박하부 일측에는 상기 선박에 위치한 DGPS에서 측정한 선박의 경도 및 위도의 위치좌표에 기초하여 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 심해저에서의 위치좌표를 연산하기 위하여 수상선박으로부터 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 상대적인 위치좌표를 연산할 수 있도록 두 개 이상의 초음파 송수신기를 고정 설치하여 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 일측에 고정 설치된 초음파송수신기와 초음파를 송수신하도록 구성되어 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치의 위치좌표를 취득하는 수단을 구비한 심해저 견인식 영상촬영 장치.
  9. 청구항7 또는 청구항8에 있어서,
    상기 전원용 및 광통신용 커넥터와 체결되는 전원용 및 광통신용 케이블은 플랫폼의 무게, 장력 및 외부 충격에 견딜 수 있도록 외부를 감싸도록 구성된 하나의 철갑보호통신케이블로 설계 제작됨을 특징으로 하는 심해저 견인식 영상촬영 장치.
  10. 청구항7 또는 청구항8에 있어서,
    상기 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치 일측에는 높은 파고 속에서 안정적으로 투하 및 회수가 가능하도록 다수의 핸들이 더 고정 설치됨을 특징으로 하는 심해저 견인식 영상촬영 장치.
  11. 청구항7 또는 청구항8에 있어서,
    상기 심해저 견인식 영상촬영 플랫폼 장치에는 비디오카메라, 스틸카메라 및 사이드 스캔소나 중에서 하나를 선택하여 수중 영상 또는 지형 정보를 수상의 선박으로 전송할 수 있도록 제작된 스위칭수단을 더 구비한 심해저 견인식 영상촬영 장치.
  12. 청구항7 또는 청구항8에 있어서,
    상기 장치 제어부에 전송된 수중영상신호는 재생 및 저장이 용이하고 안정적인 비디오 영상화면을 얻을 수 있는 DVR에 의해 디지털 파일 형식 또는 6㎜ 비디오테이프 형식으로 저장됨을 특징으로 하는 심해저 견인식 영상촬영 장치.
  13. 청구항7 또는 청구항8에 있어서,
    상기 원격제어용 콘솔 일측에는 전원공급용 케이블이 심해저까지 길게 형성되어 케이블 선의 저항이 길이 비례하여 전력 손실이 발생하므로 송전 손실을 보상하기 위하여 고압으로 승압하여 전송하기 위한 승압장치가 더 부가된 심해저 견인식 영상촬영 장치.
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