KR20180001916A - Method for direction verifying of submarine robot - Google Patents

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KR20180001916A
KR20180001916A KR1020160081037A KR20160081037A KR20180001916A KR 20180001916 A KR20180001916 A KR 20180001916A KR 1020160081037 A KR1020160081037 A KR 1020160081037A KR 20160081037 A KR20160081037 A KR 20160081037A KR 20180001916 A KR20180001916 A KR 20180001916A
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김대곤
서경필
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전남과학대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method of checking a direction of an underwater exploration robot, and more specifically, aims to increase efficiency of an underwater exploration work by enabling real-time checking of left, right, front, back, and up and down directions of a robot, which performs the exploration work under the water, through a monitor of a control device located outside the water. To this end, the present invention includes: an underwater exploration robot body; a control device including an interface module, a memory portion, a monitor, and the like, capable of grasping directions of the exploration robot based on information obtained from the underwater exploration robot so as to check and control the directions of the exploration robot; and a cable for interconnecting the underwater exploration robot and the control device.

Description

수중 탐사로봇의 방향 확인방법{Method for direction verifying of submarine robot}Technical Field [0001] The present invention relates to a method of verifying a direction of an underwater exploration robot,

본 발명은 수중 탐사로봇의 방향 확인방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중에서 탐사작업을 수행하는 탐사로봇의 좌우, 전후 및 상하 방향을 지상에 구비된 제어장치의 모니터를 통해 실시간 확인 가능하도록 하여 수중 탐사작업의 효율성을 높일 수 있도록 하는 수중 탐사로봇의 방향 확인방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for confirming the direction of an underwater exploration robot, and more particularly, to a method for confirming directions of an underwater exploration robot by real-time checking of left, right, front and rear directions and up and down directions of a surveying robot performing underwater exploration work, And more particularly, to a method for confirming the direction of an underwater exploration robot that can improve the efficiency of underwater exploration work.

수중 로봇은 해저 자원의 탐사, 해저 케이블의 설치, 침몰 선박의 인양, 수중 구조물의 수리 등과 같은 수중 작업을 수행한다. Underwater robots perform underwater tasks such as exploration of seabed resources, installation of submarine cables, salvage of sinking vessels, and repair of underwater structures.

또한, 해저 플랜트 설치를 위해 사용되는 수중 로봇을 예로 들면, 수중 로봇의 조정자는 모선에서 수중 로봇을 원격으로 조정함으로써, 수중 로봇의 자세를 수동으로 제어한다.Also, as an example of an underwater robot used for installation of a submarine plant, an adjuster of an underwater robot manually adjusts the attitude of the underwater robot by remotely adjusting an underwater robot on a bus.

그런데, 심해에서 수중 로봇의 자세를 정확하게 조정하는 것에는 상당한 어려움이 따르게 되므로, 조정자의 숙련도에 따라 수중 로봇을 이용한 작업의 효율성이 좌우될 수 있다.However, since it is difficult to precisely adjust the attitude of the underwater robot in the deep sea, the efficiency of the operation using the underwater robot may depend on the skill of the adjuster.

또한, 심해에서 수중 로봇의 각종 작업을 수행하면서 동시에 수중 로봇의 자세를 안정적으로 제어하는 것이 어려워 수중 로봇에 의한 작업은 수중 로봇의 아암을 조작하는 사람에 의해 수행되고, 수중 로봇의 자세 제어는 다른 조정자에 의해 수행되고 있어, 인력의 낭비가 초래될 수 있다.In addition, it is difficult to stably control the posture of the underwater robot while performing various operations of the underwater robot in the deep sea, and the operation by the underwater robot is performed by the person who manipulates the arm of the underwater robot, It is performed by the coordinator, which can lead to waste of manpower.

뿐만 아니라, 수중 로봇에 의해 정밀 작업을 수행하는 경우, 수중 로봇의 아암들 중 하나의 아암을 작업 대상구조물에 지지하여야 하고 나머지의 아암만으로 작업을 수행할 수 있게 되어, 수중 로봇을 이용하여 작업을 빠른 속도로 수행하기 어려운 문제점 등이 있었다.In addition, when precision work is performed by an underwater robot, one of the arms of the underwater robot must be supported on the work structure, and the work can be performed only by the remaining arm. And difficulty in performing at a high speed.

- 특허등록 제10-1569281호(등록일: 2015.11.09, 발명의 명칭: 수중이동장치 및 그 제어방법, 수중 이동장치를 구비한 선박, 수중이동로롯 및 도킹스테이션)- Patent Registration No. 10-1569281 (Registered on May 31, 2015, title of the invention: Underwater mobile device and its control method, vessel equipped with underwater mobile device, underwater mobile robot and docking station) - 특허등록 제10-1406176호(등록일: 2014.06.03, 발명의 명칭: 수중로봇의 위치 추정장치 및 그 방법)- Patent Registration No. 10-1406176 (Registered Date: Apr. 24, 2013, title: Apparatus and method for estimating the position of an underwater robot) - 특허등록 제10-1422688호(등록일: 2014.07.17, 발명의 명칭: 수중 로봇의 제어장치 및 수중 로봇의 제어방법)- Patent Registration No. 10-1422688 (Registered on Apr. 17, 201, title of invention: control device of underwater robot and control method of underwater robot)

본 발명은 수중에서 작업이 이루어지는 탐사로봇의 위치 및 방향의 확인이 어려웠던 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 수중 탐사로봇을 제어하는 제어장치에 인터페이스 모듈을 구비하여 모니터에 표시된 좌표를 통해 간단하게 위치 및 방향을 파악하여 작업의 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 수중 탐사로봇의 위치 및 방향 파악방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problem that it is difficult to confirm the position and the direction of the exploration robot in which work is performed in water, the present invention has an interface module in a control device for controlling an underwater exploration robot, And to provide a method of determining the position and orientation of an underwater exploration robot which can improve the efficiency of the operation by simply grasping the position and the direction.

본 발명에 따른 수중 탐사로봇의 위치 및 방향 제어방법은 수중에서 탐사작업을 수행하는 탐사로봇과, 지상에서 상기 탐사로봇의 제어를 수행하는 모니터가 포함된 제어장치와, 상기 탐사로봇과 제어장치를 연결하여 탄사로봇에서 획득된 수중정보를 제어장치측으로 전송하는 케이블를 포함하여 구성되되, 상기 제어장치에는 수중에 위치하는 탐사로봇의 수평, 좌우, 전후 및 상하로 위치하는 방향에 따라 실시간으로 제어장치의 모니터에 특정 좌표값을 표시하는 인터페이스모듈이 포함되어 작업자가 지상의 모니터에 표시되는 좌표값을 통해 수중탐사로봇의 위치 및 방향을 제어할 수 있도록 구성된다.A method for controlling a position and a direction of an underwater exploration robot according to the present invention includes: a control device including a surveying robot performing a survey operation in water; a monitor performing control of the surveying robot on the ground; And a cable for transmitting the underwater information acquired by the non-woven robot to the control device, wherein the control device is provided with a controller for controlling the robot in real time based on the horizontal, left, right, front and rear directions of the exploration robot, An interface module for displaying specific coordinate values on the monitor is included so that the operator can control the position and direction of the underwater exploration robot through coordinate values displayed on the ground monitor.

상술한 본 발명에 따른 수중 탐사로봇의 위치 및 방향 파악방법은 수중에서 탐사작업을 수행하는 로봇의 방향을 지상에서 모니터를 통해 실시간 파악이 가능하여 탐사로봇의 이동과 작업의 효율성을 더욱 높일 수 있도록 한다.The method of determining the position and orientation of an underwater exploration robot according to the present invention can detect the direction of a robot performing underwater exploration work in real time from the ground through a monitor so that the movement and operation efficiency of the exploration robot can be further enhanced do.

특히, 복잡한 장치나 구성을 추가되지 않으면서 수중 탐사로봇의 위치 및 방향제어가 가능하도록 하여 장치의 구성에 많은 비용이 소요되지 않아 이용자의 경제적 부담을 한층 절감할 수 있도록 한다.In particular, it is possible to control the position and direction of an underwater exploration robot without adding a complicated device or configuration, so that it is possible to reduce the economic burden of the user by not requiring a large cost for the configuration of the apparatus.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 수중 탐사로봇의 위치 및 방향 파악방법에 따라 수중 탐사로봇의 위치 및 방향을 파악하는 상태를 각각 도시하고 있는 것으로,
도 1은 수중 탐사로봇이 수면을 향하고 있는 상태의 예시도,
도 2는 수중 탐사로봇이 오른쪽을 향하고 있는 상태의 예시도,
도 3은 수중 탐사로봇이 바닥면을 향하고 있는 상태의 예시도,
도 4는 수중 탐사로봇이 왼쪽을 향하고 있는 상태의 예시도이다.FIGS. 1 to 4 show a state in which the position and orientation of an underwater exploration robot are grasped according to the position and orientation grasping method of an underwater exploration robot according to the present invention, respectively,
1 is an exemplary view showing a state in which an underwater exploration robot is facing the water surface,
Fig. 2 is an example of a state in which an underwater exploration robot is directed to the right,
FIG. 3 is an exemplary view showing a state in which an underwater exploration robot is directed to a floor;
4 is an example of a state in which an underwater exploration robot is directed to the left.

본 발명은 수중 탐사로봇이 물속에 들어간 상태에서 지상에서 수중로봇의 전후/좌우 방향 상태를 용이하게 확인할 수 있도록 하는 것으로, 본 발명에 따른 수중 탐사로봇의 위치 및 방향 제어방법을 수행하기 위한 주요 구성으로는 수중 탐사를 수행하는 탐사로봇과, 상기 수중 탐사로봇에서 획득된 정보를 저장, 표시하면서 수중에 위치한 탐사로봇을 제어할 수 있는 제어장치와, 상기 수중 탐사로봇과 제어장치간을 상호 연결하는 케이블로 구성된다.The present invention allows a user to easily check the front, rear, and left / right states of an underwater robot on the ground in a state where the underwater exploration robot is in the water. The main structure for performing the position and direction control method of the underwater exploration robot according to the present invention A control device for controlling the exploration robot located in the water while storing and displaying the information acquired by the underwater exploration robot, and a control device for connecting the underwater exploration robot and the control device to each other Cable.

이하, 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명에 따른 수중 탐사로봇의 위치 및 방향 파악방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of determining the position and orientation of an underwater exploration robot according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도면에 도시된 실시예는 본 발명의 이해를 위해 일 실시예를 도시하는 것으로 다양한 형태로 구현될 수 있다.The embodiments shown in the drawings illustrate one embodiment for the understanding of the present invention and can be implemented in various forms.

또한, 본 발명의 상세한 설명에서 언급되지 않은 구성은 당 업계에 공지된 기술을 토대로 당업자들이 용이하게 실시할 수 있는 것이어서. 본 발명의 명확한 이해를 위해 가급적 본 발명의 기술적 사상과 무관한 주변 기술내용에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.Further, configurations not mentioned in the detailed description of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art based on techniques known in the art. For the sake of clear understanding of the present invention, the detailed description of peripheral technology contents which are not related to the technical idea of the present invention will be omitted.

그리고, 수중에서 탐사작업을 수행하는 탐사로봇의 내부에는 각종 위치센서와 방향감지센서등을 포함하는 센서모듈이 구비되고, 해저 영상을 촬영하는 카메라, 빛을 출광하는 광원조사부, 소리정보를 획득할 수 있는 음파감지센서 및 각종 센서모듈을 제어하는 센서모듈 유닛트 등이 포함된 구성으로 이루어진다.In addition, a sensor module including various position sensors and direction detection sensors is provided inside the exploration robot performing the exploration work in water, and a camera for photographing a submarine image, a light source examining part for exiting light, And a sensor module unit for controlling various sensor modules.

또한, 지상에서 수중 탐사로봇의 위치 및 방향을 파악하는 제어장치에는 상기 수중 탐사로봇으로부터 수신된 신호를 획득하여 처리하는 데이터처리분석부와, 획득된 데이터와 제어장치 제어를 위한 프로그램이 저장된 메모리부와, 수중 탐사로봇을 원격으로 제어하는 제어컨트롤부 및 각종 데이터 및 수중 탐사로봇의 정보가 표시되는 모니터 등을 포함한 구성으로 이루어진다. In addition, a control device for grasping the position and direction of the underwater exploration robot on the ground includes a data processing analysis unit for acquiring and processing the signal received from the underwater exploration robot, and a memory for storing the acquired data and a program for controlling the control device A control control unit for remotely controlling an underwater exploration robot, and a monitor for displaying information of various data and underwater exploration robots.

도 1은 본 발명에 따른 수중 탐사로봇의 위치 및 방향을 파악하기 위한 일 에시도이다.1 is an explanatory diagram for understanding the position and direction of an underwater exploration robot according to the present invention.

즉, 도 1의 (a)와 같이 수중 탐사로봇의 탐사부가 해수면을 향하는 상태인 경우에 지상의 제어장치에 구비된 모니터에서는 수중 탐사로봇의 해수면을 향하는 수직상태임을 표시하는 일정한 좌표값이 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 지상의 제어장치 측 모니터에 「-141」이라는 좌표값이 표시되고, 사용자는 모니터에 표시되는 상기 좌표값을 토대로 수중 탐사로봇이 해수면을 향하고 있다는 것을 파악할 수 있다.1 (a), when the probe of the underwater exploration robot is in the state of facing the sea surface, in the monitor provided in the control device on the ground, a constant coordinate value indicating that the underwater exploration robot is in a vertical state toward the sea surface of the underwater exploration robot, Quot; -141 " is displayed on the monitor of the ground control device as shown in (b) of Fig. 10, and the user can grasp that the underwater exploration robot is pointing to the sea surface based on the coordinate value displayed on the monitor .

물론, 상기 수중 탐사로봇의 위치 즉, 탐사부의 방향이 어느 방향을 향하고 있는지는 탐사부에 구비된 센서모둘과 제어장치측에 구비된 인터페이스모듈간의 상호 약속된 신호를 토대로 그 좌표값이 표시되는 것으로, 이러한 좌표값은 내장된 프로그램을 통해 임의의 수치로 변경될 수 있다.Of course, the coordinate position of the underwater exploration robot, that is, the direction of the probe unit, is indicated based on mutually agreed signals between the sensor module provided in the probe unit and the interface module provided in the controller unit, These coordinate values can be changed to arbitrary numerical values through an embedded program.

그리고, 도 2는 수중 탐사로봇의 탐사부가 오른쪽을 향하도록 수평으로 누워있는 상태로, 도 2의 (a)와 같이 수중 탐사로봇의 탐사부가 오른쪽을 향하게 되면 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 지상에 있는 사용자의 제어장치 측 모니터에는 「34」라는 임의의 양수값이 표현된다. 2, the exploration part of the underwater exploration robot is horizontally laid to the right. When the exploration part of the underwater exploration robot is directed to the right as shown in FIG. 2 (a) Likewise, a positive value "34" is displayed on the monitor of the user on the ground on the control device side.

따라서, 사용자는 제어장치의 모니터에 표시되는 좌표값을 토대로 수중에 잇는 탐사로봇이 어느 방향을 향하고 있는지를 용이하게 파악하게 된다.Therefore, the user easily grasps which direction the exploration robot in the water is heading based on the coordinate values displayed on the monitor of the control apparatus.

또한, 도 3은 수중에 있는 탐사로봇의 탐사부가 해저 바닥면을 향해 수직으로 세워져 있는 경우를 예시하고 있는데, 이렇게 해저 바닥을 향하는 상태에서는 제어장치의 모니터에 「171」이라는 임의의 좌표값이 표현된다.FIG. 3 illustrates a case where the exploration part of the exploration robot in the water is vertically erected toward the bottom of the seabed. In this state, when a coordinate of "171" is displayed on the monitor of the controller, do.

따라서, 사용자는 제어장치의 모니터에 표시되는 상기 좌표값을 통해 수중 탐사로봇의 탐사부가 해저 바닥을 향하고 있는 것을 파악하여 제어장치를 통해 필요로 하는 방향으로 수중 탐사로봇의 방향을 제어할 수 있게 된다.Therefore, the user can recognize that the exploration part of the underwater exploration robot is pointing to the bottom of the seabed through the coordinate value displayed on the monitor of the control device, and control the direction of the underwater exploration robot in a required direction through the control device .

그리고, 도 4는 수중에 있는 탐사로봇의 탐사부가 왼쪽을 향해 수평으로 누워 있는 경우를 예시하고 있는데, 이 경우 제어장치의 모니터에는 「47」이라는 임의의 좌표값이 표현되어 사용자는 모니터에 표시되는 좌표값을 통해 된다.4 illustrates a case where the exploration part of the exploration robot in the water is laid horizontally toward the left. In this case, an arbitrary coordinate value of " 47 " is displayed on the monitor of the control device and the user is displayed on the monitor It is through the coordinate value.

상술한 바와 같이, 본 발명은 수중에 위치하고 있는 수중 탐사로봇의 탐사부가 향하고 있는 방향을 지상의 제어장치에 구비된 모니터에서 특정한 좌표값을 통해 용이하게 파악할 수 있어 수중 탐사지역에 대해 수중 탐사로봇의 접근과 탐사작업이 한층 수월하게 이루어질 수 있도록 한다.As described above, according to the present invention, it is possible to easily grasp a direction of a surveying unit of an underwater exploration robot located in the water through a specific coordinate value on a monitor provided in a ground control device, Make access and exploration work easier.

또한, 상기 모니터에 표시된 수중 탐사로봇의 좌표값과 방향은 제어장치와 수중 탐사로봇간의 위치설정을 통해 제어장치 본체를 기준으로 동서남북 사방의 좌표값등을 토대로 그 방향을 파악할 수 있도록 구성다.The coordinate values and directions of the underwater exploration robot displayed on the monitor can be determined based on the coordinates of the north, south, east, west, and west directions based on the control device body through the position setting between the control device and the underwater exploration robot.

10 ; 수중 탐사로봇 15 : 탐사부
20 ; 모니터10; Underwater exploration robot 15:
20; monitor

Claims (1)

위치센서와 방향감지센서 및 음파감지센서등이 구비된 센서모듈과, 해저 영상을 촬영하는 카메라 및 빛을 출광하는 광원조사부를 포함하고, 상기 센서모듈을 제어하는 센서모듈 유닛트가 포함된 구성으로 이루어져 탐사부를 통해 수중 탐사작업을 수행하는 탐사로봇;
상기 탐사로봇에서 신호를 수신하여 처리하는 데이터처리분석부와, 획득된 데이터와 상기 제어장치의 제어를 위한 프로그램이 저장된 메모리부와, 상기 탐사로봇을 원격으로 제어하는 제어컨트롤부 및 데이터 및 탐사로봇의 정보가 표시되는 모니터를 포함한 구성으로 이루어져 지상에서 상기 탐사로봇의 제어를 수행하는 제어장치;
상기 탐사로봇과 제어장치를 연결하여 탐사로봇에서 획득된 수중정보를 제어장치측으로 전송하는 케이블을 포함하여 구성되되,
상기 제어장치에는 수중에 위치하는 탐사로봇의 수평, 좌우, 전후 및 상하로 위치하는 방향에 따라 실시간으로 제어장치의 모니터에 특정 좌표값을 표시하는 인터페이스모듈이 포함되어 작업자가 지상의 모니터에 표시되는 좌표값을 통해 수중탐사로봇의 위치 및 방향을 제어할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 탐사로봇의 방향 확인방법.And a sensor module unit including a sensor module including a position sensor, a direction sensor and a sound wave sensor, a camera for capturing a submarine image, and a light source irradiating unit for emitting light, and controlling the sensor module An exploration robot that performs an underwater exploration operation through an exploration unit;
A memory for storing the acquired data and a program for controlling the control device; a control control unit for remotely controlling the exploration robot; and a data and exploration robot A control unit for controlling the robot in the ground;
And a cable for connecting the exploration robot and the control device to transmit the underwater information acquired by the exploration robot to the control device,
The control device includes an interface module for displaying a specific coordinate value on a monitor of the control device in real time in accordance with the horizontal, left, right, front, rear, and up and down directions of the exploration robot located in the water, And the position and direction of the underwater exploration robot can be controlled through the coordinate values.
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