KR20100129511A - Unmanned mooring system for underwater vehicle and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인 잠수정용 부유식 무인계류장치와 이의 운용방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자율형 무인 잠수정의 운용에 있어 주기적인 관리의 수행을 해상에서 무인화되어 부유하는 계류장치를 이용하도록 하여 자율형 무인 잠수정의 활용도를 극대화하고, 자율형 무인 잠수정의 관리를 외부 운용자에 의한 도움을 최소화한 상태에서 수행하여 경제성을 향상시킬 수 있도록 하는 무인 잠수정용 부유식 무인계류장치와 이의 운용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a floating unmanned mooring apparatus for an unmanned submersible and its operation method, and more particularly, to use a mooring apparatus unmanned and floating at sea to perform periodic management in the operation of an autonomous unmanned submersible. The present invention relates to a floating unmanned mooring system for unmanned submersibles and a method of operating the unmanned submersible to maximize the utilization of the submersible submersible and to improve the economics by minimizing the help of the autonomous submersible. .
일반적으로 자율형 무인 잠수정(AUV; Autonomous Underwater Vehicle)은 심해저와 같이 생리학적으로 인간의 잠수 한계를 초과하거나 오염된 해역 등에서 해저의 지형과 수온 및 염분도 등의 각종 해양 생태 환경을 탐사하기 위한 연구 및 학술용 목적과, 수중에서 기뢰 등의 폭발물을 탐지하고 이를 제거하는 등의 인명 및 장비의 손실이 예상되는 위험한 작업을 대신하거나 주기적인 수중의 정찰 활동 등과 같은 군사용 목적의 수행을 위해 개발된 것이다. In general, Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) are researches for exploring various marine ecological environments such as the topography of the seabed and the water temperature and salinity in physiologically exceeding human diving limits or in contaminated waters such as deep seabeds. It was developed for academic purposes and for military purposes, such as detecting and removing explosives, such as mines, from underwater, and replacing dangerous operations with potential loss of life and equipment, or for periodic underwater reconnaissance activities.
이와 같은 목적으로 개발된 자율형 무인 잠수정의 임무 종료는 내부 배터리가 소진되는 시점이었고, 이에 따라 잠수정의 배터리가 소신될 즈음에 무인 잠수정을 지원 선박인 수상선으로 인양하여 배터리를 교체하고 다시 임무에 투입하였다.The end of the mission of the autonomous unmanned submersible developed for this purpose was the point when the internal battery was exhausted. Accordingly, the submersible submarine was lifted to the support ship, which was replaced by the submarine's battery, and the battery was replaced. It was.
또한, 자율형 무인 잠수정에 있어 배터리의 교체 시, 잠수부가 지원 선박과 잠수정 사이를 케이블로 연결하는 작업이 반드시 선행되어야 하고, 특히 무인 잠수정의 전원을 보충하기 위해서는 누전의 피해를 예방하기 위해 반드시 무인 잠수정을 물 밖으로 인양하는 과정이 필요하게 된다.In addition, in the autonomous unmanned submersible, when the battery is replaced, the diver must connect the cable between the supporting ship and the submersible, and in particular, to replenish the power of the unmanned submersible, the unmanned submersible must be unattended It is necessary to lift the submersible out of the water.
이에 따라, 자율형 무인 잠수정에 있어 주기적인 수중 정찰과 환경 감시 활동 및 넓은 해역에 대한 수중 정보의 획득을 위해 장기간의 운용이 요구될 때, 운용자는 주기적으로 무인 잠수정을 해양으로부터 회수하여 내부 배터리를 교체하는 등 무인 잠수정의 운용에 필요로 하는 제반 역할을 수행해야 하므로 무인 잠수정의 가동 영역 내에 상주해야 하는 문제점이 있다.As a result, when long-term operation is required for periodic underwater reconnaissance, environmental monitoring activities, and acquisition of underwater information on a large sea area in an autonomous unmanned submersible, the operator periodically retrieves the unmanned submersible from the sea to recover the internal battery. Since there is a need to perform all the roles required for the operation of the unmanned submersible, such as replacement, there is a problem that must reside in the operating area of the unmanned submersible.
아울러, 무인 잠수정의 배터리 교체 작업은 지원 선박과 잠수부 등의 장비 및 인력 동원이 필수적이므로, 조류 및 기상 변화와 같은 해상 상황에 의한 외란에 취약한 문제점이 있다.In addition, the battery replacement operation of the unmanned submersible because it is necessary to mobilize equipment and personnel, such as support vessels and divers, there is a problem that is vulnerable to disturbance caused by maritime conditions such as tide and weather changes.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 해상에 서 무인화되어 부유하면서 자가발전 및 축전을 실시하는 계류장치를 매개로 자율형 무인 잠수정의 운용에 있어 주기적인 관리를 보다 경제적이면서 효율적으로 구현함과 더불어 이를 통한 해역의 감시 및 탐사 등의 제반 임무를 지속적으로 수행할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned matters, and the periodic management in the operation of autonomous unmanned submersibles is more economical through the use of mooring apparatuses that are self-developed and accumulate while floating at sea. The objective is to ensure efficient implementation and to continuously carry out various tasks such as monitoring and exploration of sea areas.
또한, 본 발명은 자율형 무인 잠수정의 주기적인 관리에 있어 지원 선박의 역할 수행을 배제하는 무인화된 기능의 달성과 단일의 계류장치를 통한 다수의 잠수정에 대한 효과적인 관리를 구현함으로써 경제성을 추구할 수 있으며, 특히 해상에서 조류와 기상의 변화와 같은 주변 상황에 기인하는 외란에 의한 영향을 최소화하는 데 그 목적이 있다. In addition, the present invention can pursue economics by achieving an unmanned function that excludes the role of the supporting vessel in the periodic management of the autonomous unmanned submersible and by implementing effective management of multiple submersibles through a single mooring device. In particular, it aims to minimize the effects of disturbances caused by surrounding conditions such as changes in algae and weather at sea.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 해양에서 잠수정을 운용하기 위한 무인계류장치에 있어서, 자가발전을 실시하고 자가발전에 의해 생성된 전기 에너지를 저장하는 발전 및 축전설비와, 상기 잠수정을 수용공간 내에 계류시키기 위한 도킹설비, 도킹 후 상기 발전 및 축전설비에 저장된 전기 에너지를 상기 잠수정에 제공하는 비접촉식 충전설비 및, 상기 발전 및 축전설비와 상기 도킹설비 및 상기 비접촉식 충전설비의 작동을 제어하는 통합 관리설비를 구비하는 잠수정용 무인계류장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object, in the unmanned mooring apparatus for operating a submersible in the ocean, the power generation and power storage equipment for performing self-generation and storing the electric energy generated by self-power, and the submersible A docking facility for mooring in an accommodation space, a non-contact charging facility for providing electrical energy stored in the power generation and power storage facility to the submersible after docking, and controlling the operation of the power generation and storage facility, the docking facility and the non-contact charging facility. To provide a submersible unmanned mooring device having an integrated management facility.
본 발명에 있어, 상기 발전 및 축전설비는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지를 갖춘 태양광 발전장치 또는 파력에 의한 운동 에너지를 전기 에 너지로 변환하는 파력 발전장치 또는 물질의 화학반응을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 연료전지 등과, 생성된 전기 에너지를 저장하는 배터리 모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the power generation and power storage equipment uses a photovoltaic device having a solar cell for converting solar energy into electrical energy or a chemical reaction of a wave power generator or material for converting kinetic energy by wave power into electrical energy. And a fuel cell for generating electrical energy, and a battery module for storing the generated electrical energy.
본 발명에 있어, 상기 태양광 발전장치는 위성항법장치와 광센서를 갖추고서 이를 매개로 태양광의 최적 입사각을 검출하여 상기 태양전지에 대한 방향전환을 트래커의 작동으로 구현하여 자가발전 및 배터리 모듈로의 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the photovoltaic device is equipped with a satellite navigation device and an optical sensor to detect the optimum angle of incidence of sunlight through the medium to implement the direction change to the solar cell by the operation of the tracker to self-power and battery modules Characterized in that the charging of the.
본 발명에 있어, 상기 도킹설비는 시각 또는 청각적 신호를 매개로 수용공간의 내부로 상기 잠수정의 진입을 유도하는 경로유도설비와, 수용공간의 내부로 진입한 상기 잠수정의 이동을 제한하는 구속설비를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the docking facility is a path guide facility for inducing the entry of the submersible into the interior of the receiving space via a visual or audio signal, and restraint facility for limiting the movement of the submersible entered into the interior of the receiving space. Characterized in having a.
본 발명에 있어, 상기 비접촉식 충전설비는 상기 잠수정의 수전장치에 대해 유도전류를 이용한 비접촉 방식의 충전을 수행하는 급전장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the non-contact charging facility is characterized in that consisting of a power feeding device for performing a non-contact charging method using the induced current to the power receiving device of the submersible.
본 발명은 상기 잠수정을 포함한 외부와의 정보교류를 위한 통신설비를 더 포함하고, 상기 통합 관리설비는 상기 통신설비를 이용하여 상기 도킹설비의 경로유도설비를 매개로 획득한 정보를 교환하여 상기 잠수정과의 도킹 시 충돌의 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a communication facility for exchanging information with the outside including the submersible, wherein the integrated management facility exchanges the information obtained through the path guide facility of the docking facility by using the communication facility. It is characterized by determining whether or not the collision when docking with.
본 발명은 상기 잠수정의 위치 및 자세 정보를 실시간으로 감시하고 상기 잠수정의 탐사설비로부터 획득한 유효한 출력정보를 시간정보와 함께 전송받아 저장하는 임무기록 및 감시설비를 더 포함하고, 상기 통합 관리설비는 상기 임무기록 및 감시설비를 매개로 획득한 정보를 이용하여 충전 완료후 상기 잠수정의 회수 및 재진수의 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a mission recording and monitoring facility for monitoring the position and attitude information of the submersible in real time and receiving and storing valid output information obtained from the submersible exploration facility together with time information. It is characterized by determining whether the submersible and recovery of the submersible after completion of the charge using the information obtained through the mission record and monitoring equipment.
본 발명은 상기 무인계류장치를 해상에서 부유하고 원하는 위치로 항해하는 부력 및 자항설비를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that it further comprises a buoyancy and self-navigation facility to float the unmanned mooring apparatus at sea and sail to a desired position.
또한, 본 발명은 무인계류장치로 잠수정의 접근을 검출하는 단계와, 무인계류장치의 수용공간으로 잠수정의 진입을 유도하는 단계, 무인 잠수정의 수용공간 내에 잠수정의 진입 성공을 검출하는 랑데뷰 판단 단계, 상기 랑데뷰 판단 단계에서 랑데뷰 완료의 검출 시, 무인 잠수정의 수용공간 내에서 잠수정의 이동을 제한하는 도킹 단계, 무인계류장치에 축전된 전기 에너지를 잠수정의 배터리 모듈에 유도충전으로 제공하고, 잠수정의 위치/자세와 상태 정보 및 유효한 탐사 정보를 시간 정보와 함께 전송받는 충전 및 정보 교환 단계, 잠수정으로부터 전송받은 정보를 토대로 잠수정의 이상유무를 판단하는 상태 점검 단계 및, 상기 상태 점검 단계에서 잠수정에 이상이 없으면 잠수정의 재진수를 수행하고, 이상 발생 시 지원 선박으로 잠수정의 회수를 진행하는 단계를 포함하는 잠수정용 무인계류장치의 운용방법을 제공한다.In addition, the present invention includes the steps of detecting the approach of the submersible to the unmanned mooring device, the step of inducing the entry of the submersible into the receiving space of the unmanned mooring device, the rendezvous determination step of detecting the success of the submersible in the receiving space of the unmanned submersible, When the rendezvous determination is detected in the rendezvous determination step, the docking step of limiting the movement of the submersible in the receiving space of the unmanned submersible, providing the electric energy stored in the unmanned mooring device to the submersible battery module as inductive charging, the position of the submersible The charging and information exchange step of receiving position and status information and valid exploration information along with time information, the status checking step for determining whether the submersible is abnormal based on the information received from the submersible, and the submersible in the status checking step If not, perform a re-launch of the submersible and, if an abnormality occurs, recover the submersible to the support vessel. It provides a method of operating a submersible unmanned mooring device comprising the step of proceeding.
본 발명은 상기 잠수정의 접근을 검출하는 단계 이후, 현재 무인계류장치에서 다른 잠수정과의 도킹 여부를 판단하고, 이 과정에서 도킹중이 아니면 잠수정에 접근을 허용하는 신호를 출력하고, 다른 잠수정과의 도킹중이면 접근하는 잠수정에 대기 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention after the step of detecting the approach of the submersible, the current unmanned mooring device determines whether to dock with another submersible, in the process of not docking in this process outputs a signal to allow access to the submersible, and with another submersible If the docking further comprises the step of outputting a standby signal to the submersible approach.
본 발명에 있어, 상기 무인계류장치의 수용공간으로 잠수정의 진입을 유도하 는 단계는 무인계류장치로부터 잠수정에 음향신호 또는 발광신호를 출력하고, 이를 잠수정이 수신하여 진입방향으로의 기수각을 조절하여 안전한 접근경로의 설정이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of inducing the entry of the submersible into the receiving space of the unmanned mooring device outputs an acoustic signal or a luminescent signal from the unmanned mooring device to the submersible, which the submersible receives and adjusts the nose angle in the entry direction. It characterized in that the configuration is made so that the safe access path is made.
본 발명에 있어, 상기 접근경로의 설정 시 무인계류장치와 잠수정 사이에는 수중음향통신이나 발광통신을 이용하여 서로에 대한 위치정보를 교환하고, 이를 통해 무인계류장치의 수용공간 내로 잠수정의 안전한 접근경로를 생성하며, 생성된 안전한 접근경로를 추종하여 잠수정의 진입이 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the setting of the access route between the unmanned mooring device and the submersible by exchanging the position information for each other using underwater acoustic communication or light emitting communication, through which the safe access path of the submersible into the receiving space of the unmanned mooring device It generates and follows the generated safe approach path, characterized in that the entry of the submersible is made.
본 발명에 있어, 상기 랑데뷰 판단 단계에서 무인계류장치의 수용공간 내에 잠수정의 진입 성공을 검출하지 못하면 잠수정에 도킹을 위한 유도신호를 재전송하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the rendezvous determination step does not detect the success of the submersible in the receiving space of the unmanned mooring device, it is characterized in that for transmitting the guidance signal for docking to the submersible.
본 발명에 있어, 상기 상태 점검 단계에서 잠수정에 대한 임무 수정이 필요한 경우에 수정된 임무를 부여하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, it is characterized in that to give a modified mission when the mission modification for the submersible in the state check step.
본 발명에 따른 잠수정용 무인계류장치와 이의 운용방법에 의하면, 주기적인 수중 정찰과 환경 감시 활동 및 보다 넓은 영역의 수중 정보 획득을 위해 자율형 무인 잠수정을 장기간 운용함에 있어, 잠수정의 전력 보충 및 획득 정보의 교환 등의 일련의 주기적인 관리 작업이 해상에서 무인화되어 부유하는 계류장치를 이용하여 수행될 수 있으므로 자율형 무인 잠수정에 대한 활용도를 극대화할 수 있게 된다.According to the submersible unmanned mooring apparatus and its operation method according to the present invention, in the long-term operation of the autonomous unmanned submersible for periodic underwater reconnaissance and environmental monitoring activities and obtaining a wider underwater information, replenishing and obtaining power of the submersible A series of periodic management tasks, such as the exchange of information, can be performed using floating mooring devices unmanned at sea, thereby maximizing the utilization of autonomous unmanned submersibles.
특히, 자율형 무인 잠수정에 대한 전력 보충 시 무인계류장치를 통해 해상에서 비접촉 방식의 유도충전으로 이루어질 수 있으므로 조류와 같은 외란의 영향에 무관할 수 있고, 또한 잠수정을 인양하여 배터리 모듈의 교환을 통한 전력 보충 작업이 해상에서 자율적으로 수행될 수 있으므로 관련 용역의 소요가 불필요하게 될 뿐만 아니라 각종 안전 사고의 발생을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.In particular, when the power supply for autonomous unmanned submersible submersible can be made by inductive charging of the contactless method at sea through the unmanned mooring device, it can be irrelevant to the effects of disturbance such as algae, and also by replacing the battery module by lifting the submersible The power replenishment work can be carried out autonomously at sea, which eliminates the need for related services and prevents the occurrence of various safety accidents.
또한, 본 발명은 무인계류장치를 이용하여 자율형 무인 잠수정의 주기적 관리를 효율적으로 수행할 수 있으므로 무인 잠수정을 통한 해역의 감시 및 탐사 등의 제반 임무를 충실하게 지속할 수 있게 된다.In addition, since the present invention can efficiently perform the periodic management of the autonomous unmanned submersible using the unmanned mooring device, it is possible to faithfully continue all duties such as monitoring and exploration of the sea area through the unmanned submersible.
아울러, 본 발명은 자율형 무인 잠수정에 대한 주기적 관리에 있어 모선인 지원 선박의 운항을 배제할 수 있을 뿐만 아니라, 단일의 무인계류장치로서 다수의 자율형 무인 잠수정을 순차적으로 관리할 수 있으므로 경제성의 측면에서 현저한 장점을 갖게 된다.In addition, the present invention can not only exclude the operation of the mother vessel support vessel in the periodic management of the autonomous unmanned submersible, but also because it can manage a plurality of autonomous unmanned submersible as a single unmanned mooring device sequentially. There is a significant advantage in terms of.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying exemplary drawings.
본 발명에 따른 잠수정용 무인계류장치는 해양에서 잠수정을 운용함에 있어 잠수정의 주기적인 회수를 통해 소진된 전력의 충전에 의한 보충과 수중 정찰로부터 획득한 정보의 수집 등을 수행하기 위한 것이다. The unmanned mooring apparatus for submersibles according to the present invention is to perform replenishment by charging of exhausted power through periodic recovery of submersibles and collection of information obtained from underwater reconnaissance in the operation of submersibles in the sea.
이를 위해 무인계류장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 발전 및 축전설비(12)와, 도킹설비(14), 비접촉식 충전설비(16), 통신설비(18), 임무기록 및 감시 설비(20), 부력 및 자항설비(22), 통합 관리설비(24)를 구비하는 부유식 구조체로 이루어진다. To this end, the
상기 발전 및 축전설비(12)는 지속 가능한 재생 에너지 시스템으로서 자가발전에 의한 전기 에너지의 생성을 구현하고 이를 저장하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 발전 및 축전설비(12)는 광전자를 이용하여 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지를 갖춘 태양광 발전장치 또는 파력에 의한 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 파력 발전장치(Wave power generation) 또는 물질의 화학반응을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 연료전지 등을 적용한 발전설비를 구축하고, 상기 발전설비를 통해 생산된 전기 에너지를 배터리 모듈에 저장하는 축전설비를 구축한다. 또한, 상기 발전 및 축전설비(12)에 있어 태양광 발전장치의 경우에는 위성항법장치(GPS)와 광센서를 갖추고서 이를 매개로 태양광의 최적 입사각을 검출하고 트래커의 작동을 통해 상기 태양전지에 대한 방향전환을 구현하여 자가발전의 효율을 향상시키게 된다.The power generation and
상기 도킹설비(14)는 잠수정(50)의 주기적인 관리를 위한 설비로서 상기 잠수정(50)을 일시적으로 계류할 수 있는 구조물 형태의 수용공간을 갖추고 있는 바, 상기 수용공간은 무인계류장치(10)에 대해 상기 도킹설비(14)와 함께 일체로 구비되고, 입구는 상기 잠수정(50)의 진입을 돕기 위해 깔때기와 같이 단면적이 확장된 형태를 이룬다.The
또한, 상기 도킹설비(14)는 시각 또는 청각적 신호를 매개로 수용공간의 내부로 상기 잠수정(50)의 진입을 유도하는 경로유도설비(14a)와, 수용공간의 내부로 진입한 잠수정(50)의 이동을 제한하는 구속설비(14b)를 추가로 구비한다.In addition, the
일례로, 상기 경로유도설비(14a)는 상기 도킹설비(14)의 주변에 다수의 광원을 배치하여 이를 매개로 상기 잠수정(50)과의 도킹 시 잠수정(50)의 시각장치에 경로정보를 제공하는 방식으로 구현할 수도 있고, 전방위의 무방향성 수중음향신호를 발생하는 장치를 갖추고서 이를 통해 잠수정(50)에 청각적 경로정보를 제공하는 방식으로 구현할 수도 있다. 또한, 상기 경로유도설비(14a)는 잠수정(50)에 구비된 경로추종설비(52)와의 근거리 통신망을 이용하여 위치 및 진입방향에 대한 정보를 교환하여 수용공간의 내부로 잠수정(50)의 원활한 진입을 유도할 수도 있다.For example, the
또한, 상기 구속설비(14b)는 상기 도킹설비(14)의 수용공간 내부에 상기 잠수정(50)의 진입 완료 시 잠수정(50)의 외부를 수용공간에 대해 물리적으로 구속할 수 있는 장치로서, 충돌식(접촉에 의한 연동작용식)이나 자중식(자중에 의한 연동작용식) 등의 다양한 형태의 기구적 구속장치로 구성할 수 있다.In addition, the
상기 비접촉식 충전설비(16)는 상기 잠수정(50)과의 도킹 후 상기 발전 및 축전설비(12)에 저장된 전기 에너지를 상기 잠수정(50)의 축전설비(54)에 제공하는 것인 바, 이때 상기 비접촉식 충전설비(16)는 상기 잠수정(50)의 수전장치에 대해 유도 전류(Induced current)를 이용한 비접촉 방식의 충전을 수행하는 급전장치를 구비한다.The
이에 따라, 상기 비접촉식 충전설비(16)는 상기 잠수정(50)의 축전설비(54)에 대한 충전 시 잠수정(50)을 수중에 둔 상태에서도 유도 전류를 이용한 비접촉 방식의 충전을 수행할 수 있게 된다. 즉, 기존의 케이블 방식의 유선 충전 시에는 누전의 위험이 있기 때문에 반드시 잠수정(50)을 물 밖으로 인양한 상태에서 무인계류장치(10)와 잠수정(50) 사이에 충전용 케이블을 연결한 다음 충전을 행해야 하므로 잠수정(50)의 인양과 케이블의 설치 등에 있어 잠수부의 동원이 요구되는 등의 불편함이 있었으나, 본 발명에서는 잠수정(50)의 주 전력의 보충과 같은 주기적인 관리에 소요되는 시간 및 용역의 소요를 크게 줄일 수 있다는 점에서 종래 방식과 대비될 수 있다.Accordingly, the
상기 통신설비(18)는 상기 잠수정(50)을 포함한 지원 선박 등 외부와의 정보교류를 위한 장비인 바, 상기 통신설비(18)는 근거리 무선통신(Near Field Communication;NFC), RFID(Radio-Frequency IDentification)류의 단거리 통신, 무선 WAN류의 국제적 통신 등으로 구현될 수 있고, 또한 고정형 또는 이동식 노드를 배치하여 초음파신호(고속통신용)를 중계하여 활동범위를 넓힐 수 있는 무선 PAN(Personal Area Network), 무선 LAN(Local Area Network), 무선 MAN(Metropolitan Area Network), 무선 WAN(Wide Area Network) 등으로 구현될 수도 있다. The
상기 임무기록 및 감시설비(20)는 상기 잠수정(50)의 위치 및 자세 정보 등을 실시간으로 감시하고 상기 잠수정(50)의 탐사설비(58)로부터 획득한 유효한 출력정보를 시간정보와 함께 전송받아 저장하는 장비이다. The mission recording and
상기 부력 및 자항설비(22)는 상기 무인계류장치(10)를 해상에서 부유할 수 있는 부력설비와 자항능력을 갖춘 자기추진(Self-propelled) 방식의 자항설비를 의미하는 것인 바, 상기 부력 및 자항설비(22)에 있어 부력설비는 일반 선박과 같이 밸러스트 조절방식으로 구조체인 무인계류장치(10)를 해상에서 부유할 수 있도록 하는 것이고, 자항설비는 무인계류장치(10)를 해상에서 원하는 위치로 항해할 수 있도록 하는 것으로, 일례로 전방향 추진기(Azimuth thruster)와 같은 장치인 것이다. The buoyancy and self-
상기 통합 관리설비(24)는 상기 발전 및 축전설비(12)와 상기 도킹설비(14), 상기 비접촉식 충전설비(16), 통신설비(18), 상기 임무기록 및 감시설비(20), 그리고 상기 부력 및 자항설비(22)의 작동을 총괄적으로 제어하는 장치이다. 특히, 상기 통합 관리설비(24)는 상기 발전 및 축전설비(12)의 작동을 제어하는 상기 무인계류장치(10)에 구비된 배터리 모듈에 항상 적정의 전력이 충전될 수 있도록 하고, 상기 도킹설비(14)의 작동을 제어하여 상기 잠수정(50)의 위치 및 상태 등을 실시간으로 검출하고 도킹 시 잠수정(50)과의 충돌 여부를 사전에 판단함은 물론 잠수정(50)에 대해 안전한 도킹을 위한 접근경로를 제공한다. 이러한 일련의 과정에 있어 상기 통합 관리설비(24)는 상기 잠수정(50) 또는 외부의 모선인 지원 선박과의 통신설비(18)를 이용한 무선통신을 매개로 각종 필요한 정보를 교환할 수 있게 된다.The
또한, 상기 통합 관리설비(24)는 비접촉식 충전설비(16)의 작동도 통제하여 상기 잠수정(50)의 축전설비(54)에 적정의 전력이 제공될 수 있도록 한다. In addition, the
또한, 상기 통합 관리설비(24)는 상기 임무기록 및 감시설비(20)의 작동을 제어하여 상기 잠수정(50)의 위치 및 자세에 대한 정보와 상기 잠수정(50)의 탐사설비(58)를 통해 획득한 유효한 출력 정보를 시간 정보와 함께 제공받을 수 있게 된다. In addition, the
또한, 상기 통합 관리설비(24)는 필요시 상기 부력 및 자항설비(22)의 작동을 제어하여 상기 잠수정(50)의 위치까지도 이동할 수 있으므로, 해양에서 잠수정(50)의 전력 부족과 같은 비상 사태의 발생 시 잠수정(50)의 회수에 보다 적극적으로 대처할 수 있게 된다. In addition, the
아울러, 상기와 같은 통합 관리설비(24)에서 수행하는 일련의 작동 제어는 인공지능 등의 관련 기술을 이용하여 상기 무인계류장치(10)를 실질적으로 무인화할 수 있는 상태로 관리할 수 있게 해 준다.In addition, the series of operation control performed by the
또한, 상기 통합 관리설비(24)는 상기 잠수정(50)과의 도킹 후 상기 임무기록 및 감시설비(20)를 통해 획득한 정보를 이용하여 상기 잠수정(50)에 대한 상태를 전반적으로 진단하고, 이를 통해 상기 잠수정(50)의 재진수 또는 모선인 지원 선박으로의 회수를 결정할 수도 있다.In addition, the
이하, 도 2를 참조로 하여 본 발명에 따른 잠수정용 무인계류장치의 운용방법에 대해 상세히 설명한다. 이 경우 무인계류장치(10)에서 이루어지는 발전 및 축전의 과정은 통상의 경우에 해당하므로 세부적 과정의 기술은 생략하고, 잠수정(50)과의 도킹과정과 도킹 후 충전 및 정보의 교환, 그리고 잠수정(50)의 상태 파악에 따른 재진수 또는 회수의 전 과정에 대해 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, with reference to Figure 2 will be described in detail the operation method of the submersible unmanned mooring apparatus according to the present invention. In this case, the process of power generation and power storage in the
도킹 시 무인계류장치(10)는 잠수정(50)의 위치를 파악하고 접근을 검출하게 된다(S10). 이때, 현재 무인계류장치(10)에서 다른 잠수정(50)과의 도킹 여부를 판단하고(S12), 이 과정에서 다른 잠수정(50)과의 도킹이 없는 상태이면, 해당 잠수 정(50)에 접근을 허용하는 신호를 출력한다(S14). 이때, 다른 잠수정(50)과의 도킹중이면 접근하는 잠수정(50)에 대기 신호를 출력한다(S11).When docking
이어, 상기 무인계류장치(10)는 수용공간으로 잠수정(50)의 진입을 유도하게 된다(S16). 이 과정에서, 상기 무인계류장치(10)는 잠수정(50)에 음향신호 또는 발광신호를 출력하고, 이를 상기 잠수정(50)이 수신하여 진입방향으로의 기수각을 조절하여 안전한 접근경로를 설정하게 된다.Subsequently, the
아울러, 상기와 같은 일련의 접근경로의 설정 시 상기 무인계류장치(10)와 상기 잠수정(50) 사이에는 수중음향통신이나 발광통신을 이용하여 서로에 대한 위치정보를 교환하고, 이를 통해 상기 무인계류장치(10)의 수용공간 내로 상기 잠수정(50)의 안전한 접근경로를 생성하고, 생성된 안전한 접근경로를 추종하여 상기 잠수정(50)의 진입이 이루어지게 된다. 이는 상기 도킹설비(14)의 경로유도설비(14a)에 구비된 다수의 광원이나 전방위의 무방향성 수중음향신호발생기를 통해 시각 또는 청각적 경로정보를 교환함에 따라 가능한 것이고, 특히 상기 경로유도설비(14a)는 상기 잠수정(50)의 경로추종설비(52)와의 근거리 통신망을 이용한 위치 및 진입방향에 대한 정보를 교환하게 되는 데, 이는 상기 통신설비(18,56)를 이용하여 구현된다.In addition, when setting the series of access paths as described above, the
이어, 상기 무인계류장치(10)는 수용공간 내에 잠수정(50)의 진입완료에 대한 성공 여부를 판단하는 랑데부 과정을 수행한다(S18). 이 과정에서 상기 무인계류장치(10)의 수용공간 내에 잠수정(50)의 진입 성공을 검출하지 못하면 잠수정(50)에 도킹을 위한 유도신호를 재전송하고, 진입의 성공을 검출하면 이후의 과 정을 수행한다. 이때, 상기 무인계류장치(10)의 수용공간에서 이루어지는 잠수정(50)의 진입완료의 여부는 다양한 실시예로서 이루어질 수 있는 바, 일례로 리미트 스위치나 포토 스위치에 의한 위치 검출을 통해 이루어질 수 있다.Subsequently, the
이어, 상기 무인계류장치(10)의 수용공간 내에서 잠수정(50)의 랑데부 완료를 검출하면, 상기 잠수정(50)의 이동을 제한하는 도킹 과정을 수행한다(S20). 이와 같은 도킹 과정은 무인계류장치(10)의 수용공간 내에서 잠수정(50)의 움직임을 기구적 구속설비를 매개로 제한하거나, 그 외에도 잠수정(50)의 내부의 유체를 통제하는 별도의 수단을 이용하여 잠수정(50)의 자체 동력을 이용하지 않고 수용공간 내로 진입한 잠수정(50)의 움직임을 통제할 수도 있는 데, 이 경우에는 수용공간 내에서 잠수정(50)의 움직임을 통제하는 별도의 수단을 마련하여야 함은 물론이다.Subsequently, upon detecting the completion of the rendezvous of the submersible 50 in the accommodation space of the
이어, 상기 무인계류장치(10)의 배터리 모듈에 축전된 전기 에너지를 상기 잠수정(50)의 배터리 모듈에 유도충전으로 제공하고, 상기 잠수정(50)과의 각종 정보를 교환하게 된다(S22). 이와 같은 정보의 교환 과정은 상기 무인계류장치(10)와 잠수정(50) 사이의 근거리 무선통신망을 이용한 각종 정보의 입/출력으로 구현되는 바, 특히 잠수정(50)의 위치 및 자세에 대한 정보는 물론 잠수정(50)에 구비된 각종 장비에 대한 이상유무의 정보, 그리고 잠수정(50)에 탑재된 각종 탐사설비(58)를 통해 획득한 유효한 탐사 정보를 시간 정보와 함께 전송받게 된다. Subsequently, the electric energy stored in the battery module of the
이어, 상기 잠수정(50)으로부터 전송받은 정보를 토대로 잠수정(50)에 대한 이상발생의 유무를 판단하는 상태 점검의 과정을 수행한다(S24). 이와 같은 상태 점검의 과정에서 잠수정(50)에 별다른 이상을 검출할 수 없으면 잠수정(50)의 재진 수를 수행하고(S26), 이상 발생을 검출하면 지원 선박으로 잠수정(50)의 회수를 진행하게 된다(S28). 특히, 상기와 같은 상태 점검의 과정에서 잠수정(50)에 대한 임무 수정이 필요한 경우에 수정된 임무의 전송도 함께 이루어진다.Subsequently, based on the information transmitted from the submersible 50, a process of checking the state of determining whether there is an abnormality for the submersible 50 is performed (S24). If no abnormality can be detected in the submersible 50 in the course of such a state check, the submersible 50 is re-counted (S26), and if an abnormality is detected, the recovery of the submersible 50 proceeds to the support ship. (S28). In particular, in the case of the state check as described above, if the mission modifications to the submersible 50 is necessary, the modified mission is also transmitted.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. 특히, 본 발명의 무인계류장치와 이의 운용방법에 적용되는 잠수정은 통상의 자율형 무인 잠수정(AUV)은 물론, 그 외 다양한 형태 및 종류의 잠수정에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. As described above with reference to the accompanying drawings for the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited by the above-described specific embodiments, those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs Various modifications and variations are possible within the scope of the spirit and scope of the present invention as set forth below. In particular, the submersible applied to the unmanned mooring apparatus and its operation method of the present invention can be applied to the general autonomous unmanned submersible (AUV), as well as other various types and types of submersibles.
도 1은 본 발명에 따른 잠수정용 무인계류장치의 구성을 도시한 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a submersible unmanned mooring apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 잠수정용 무인계류장치의 운용방법을 도시한 플로우 챠트.Figure 2 is a flow chart illustrating a method of operating the submersible unmanned mooring apparatus according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10-무인계류장치 12-발전 및 축전설비10-Unmanned Mooring System 12-Power Generation and Storage Equipment
14-도킹설비 16-비접촉식 충전설비14-docking equipment 16-contact charging equipment
18-통신설비 20-임무기록 및 감시설비18-Communication Equipment 20-Mission Record and Monitoring Equipment
22-부력 및 자항설비 24-통합 관리설비22- Buoyancy & Self-Defense Equipment 24-Integrated Management Equipment
50-잠수정 52-경로추종설비50-Submersible 52-Path following facility
54-축전설비 56-통신설비54-electric storage equipment 56-communication equipment
58-탐사설비 60-자항설비58-Exploration Equipment 60-Self Navigation System
62-통합 관리설비62-Integrated Management Facility
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090048107A KR20100129511A (en) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | Unmanned mooring system for underwater vehicle and operating method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020090048107A KR20100129511A (en) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | Unmanned mooring system for underwater vehicle and operating method thereof |
Publications (1)
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ID=43506108
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090048107A KR20100129511A (en) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | Unmanned mooring system for underwater vehicle and operating method thereof |
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KR (1) | KR20100129511A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170043035A (en) * | 2015-10-12 | 2017-04-20 | 대우조선해양 주식회사 | Water/underwater complex inspection system |
WO2019240256A1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-19 | 川崎重工業株式会社 | Underwater power supply system |
-
2009
- 2009-06-01 KR KR1020090048107A patent/KR20100129511A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20170043035A (en) * | 2015-10-12 | 2017-04-20 | 대우조선해양 주식회사 | Water/underwater complex inspection system |
WO2019240256A1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-19 | 川崎重工業株式会社 | Underwater power supply system |
JP2019217796A (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 川崎重工業株式会社 | Underwater power supply system |
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