KR20180046400A - Autonomous surface robot for floating debris removal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수면에 산재한 부유물을 자동으로 수거할 수 있는 부유물 수거용 자율 수상로봇에 관한 기술이다.
The present invention relates to an autonomous waterborne robot for collecting suspended solids that can automatically collect floats scattered on a water surface.
지구 표면의 약 70%를 차지하는 해양은 지구에서 가장 큰 쓰레기장으로 사용되어 오면서 세계 곳곳에서 심각한 사회 문제를 일으키고 있다. The ocean, which accounts for about 70% of the surface of the Earth, has been used as the largest garbage can on the planet and is causing serious social problems around the world.
특히, 해류는 각 나라의 하천에서 유입되는 쓰레기를 국경을 초월하여 운반하고 있으며, 이로 인해 대만과 중국 남부의 쓰레기는 우리나라의 남·동해와 일본 서해 쪽으로 유입되고, 중국 북부에서 나온 쓰레기는 우리 나라의 서해안을 오염시키고 있다.In particular, the ocean currents carry trash from the rivers of each country across national borders. As a result, trash from Taiwan and southern China flows into the South and East Sea and the West Sea of Korea, Of the west coast.
또한, 최근에는 기상이변으로 인해 태풍, 해일 등의 자연재해가 빈번하게 일어나고 있으며, 그 결과 강이나 호수 등을 통해 각종 자재 및 쓰레기 등의 폐기물이 해양으로 유입되고 있다.In addition, in recent years, natural disasters such as typhoons and tsunamis have frequently occurred due to weather changes. As a result, wastes such as various materials and garbage are flowing into the ocean through rivers and lakes.
이와 같이 해양으로 유입되는 쓰레기는 크게 수면에 뜨는 부유쓰레기와, 수중으로 가라앉는 침적쓰레기로 구분될 수 있으며 해양을 오염시키는 쓰레기 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 플라스틱 류와 스티로폼 류, 목재 등과 같이 주로 물에 뜨는 부유쓰레기이다. The wastes flowing into the ocean can be classified into floating wastes that float on the water and immersed wastes that sink into the water. The largest portion of the wastes that pollute the ocean is mainly composed of water such as plastics, styrofoam, wood, The float is floating waste.
한편, 해양으로 유입된 부유쓰레기는 중장비와 선박 등을 이용하여 수거되며, 항만 안의 오염물질을 제거하기 위해 운항하는 대표적인 선박에는 청항선(淸港船)이 있으며, 대한민국 등록특허 10-0944399 “부상수문이 구비된 청항선”, 대한민국 등록특허 10-1102359 “청항선”, 대한민국 공개특허 10-2016-0117981 “ 해상 유출기름 회수장치” 등과 같이 다양한 구조의 청항선이 연구 개발되고 있다. On the other hand, floating garbage that has flowed into the ocean is collected using heavy equipment and ships, and a representative vessel to be operated to remove pollutants in the port is the Chungwon Ship, and the Korean Registered Patent No. 10-0944399 A blue line having a water gate, "Korean Patent No. 10-1102359," Blue Line ", and Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0117981," Marine Outflow Oil Recovery Device ".
일반적으로 청항선은 부유물의 수거 및 양륙작업, 기름 유출 오염사고 시 방제 업무 등을 수행할 수 있는 선박으로, 필터벨트(Filter belt)를 이용하여 수면에 있는 부유물을 선체로 끌어올려 수거가 이루어지도록 구성된다. In general, blue ship is a vessel that can carry out collection and landing work of float, oil spill pollution accident, etc., and it is necessary to use a filter belt to pull float on the water surface to the ship .
상기와 같은 구성 및 기능의 청항선은 탑승자가 부유물을 직접 확인하고 선박의 이동 경로를 직접 제어하여 부유물을 수거하게 된다. The blue line of the structure and function as described above allows passengers to directly identify the floating object and directly control the moving path of the ship to collect the floating object.
즉, 상기 청항선에서는 탑승자의 직관에 의해 부유물의 수거를 위한 이동 경로가 결정되는데 여러 방면으로 분포되어 있는 부유물을 수거하는 경우 탑승자는 선체의 운용에 어려움을 겪게 되며, 이로 인해 불필요한 이동과 이에 따른 에너지 소비가 발생하여 효율적인 운용이 이루어지지 못하는 문제점을 가진다.That is, in the above-mentioned blue line, the route for picking up the float is determined by the intuition of the passenger. When collecting floating matters distributed in various directions, the passenger experiences difficulty in operating the hull, There is a problem that energy consumption occurs and efficient operation can not be performed.
한편, 본 발명의 발명자는 상기와 같은 구조의 청항선을 참조하여 원격제어가 가능한 부유물 수거용 수상로봇을 개발해온 바 있다. Meanwhile, the inventor of the present invention has developed a waterborne robot for scum collection, which can be remotely controlled by referring to a blue line having the above-described structure.
상세히, 상기 부유물 수거용 수상로봇은 탑승자 없이 원격제어가 이루어질 수 있도록 무선 카메라 모듈을 장착하여 로봇의 전방을 촬영하고 촬영 정보를 실시간으로 원격제어 서버로 전송할 수 있도록 구성된다. In detail, the waterborne robot for collecting scum is equipped with a wireless camera module so that remote control can be performed without a passenger, so that the front of the robot can be photographed and shooting information can be transmitted to the remote control server in real time.
즉, 상기 부유물 수거용 수상로봇은 무선카메라 모듈을 통해 수집되는 촬영정보를 원격제어 서버에서 실시간으로 확인하고, 확인된 촬영정보를 기반으로 로봇의 이동경로를 원격으로 제어할 수 있도록 하였다. That is, the waterborne robot for collecting scum is capable of checking shooting information collected through a wireless camera module in real time on a remote control server and remotely controlling a moving path of the robot based on the detected shooting information.
하지만, 이와 같은 경우에도 촬영정보를 바탕으로 사용자가 이동경로를 결정하게 되어 불필요한 이동과 이에 따른 에너지 소모 등의 문제점을 여전히 가지고 있었다.
However, even in such a case, since the user determines the movement route based on the shooting information, there is still a problem such as unnecessary movement and energy consumption.
본 발명의 목적은 복수의 촬영부를 이용하여 다각적 정보를 획득하고, 획득된 정보를 바탕으로 최적의 이동경로를 생성함으로써 부유물을 자동으로 수거할 수 있는 부유물 수거용 자율 수상로봇을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an autonomous waterborne robot for collecting suspended objects, which can automatically collect floating objects by acquiring multiple information using a plurality of photographing units and generating an optimum travel route based on the obtained information.
본 발명의 다른 목적은, 항공 촬영부를 포함하도록 구성되어 항공 촬영부에 의해 획득되는 정보로 전역(Global) 이동 경로를 생성하고, 본체에 구비되는 촬영부를 이용하여 지역(Local) 이동 경로를 생성함으로써 보다 효율적인 이동경로를 생성하고, 생성된 이동경로에 따라 부유물의 수거가 자동으로 이루어질 수 있는 부유물 수거용 자율 수상 로봇을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to create a global movement route with information acquired by an aerial photographing unit including an aerial photographing unit and generate a local movement route using an image taking unit provided in the main body The present invention provides a self-watering robot for collecting suspended solids, which can generate a more efficient travel route and automatically collect the float according to the generated travel route.
본 발명의 또 다른 목적은, 수거되는 부유물을 수거 부재를 구비한 이물질 수거부에서 포장된 형태로 배출할 수 있도록 함으로써 자율 운항이 완료된 이후 부유물의 처리가 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 부유물 수거용 자율 수상 로봇을 제공하는 것이다.
It is a further object of the present invention to provide a self-sustaining water collection system for a floating body, which allows the collected floating body to be discharged in the form of a package in the form of a foreign object having the collection member, A robot is provided.
본 발명은 구동부에 의해 이동하는 본체와, 상기 본체에 구비되는 촬영부와, 상기 촬영부에 의해 촬영된 정보를 바탕으로 상기 본체의 이동경로를 생성하는 제어부와, 상기 본체에 구비되어 본체의 이동경로 상에 위치한 부유물을 포집하는 이물질 포집부를 포함하며, 상기 촬영부는 상대적으로 상기 본체의 근거리를 촬영하는 제1촬영부와, 상기 제1촬영부 보다 원거리를 촬영하는 제2촬영부를 포함하고, 상기 제어부에서는 상기 제2촬영부에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 전역(Global) 이동 경로를 생성하고, 상기 제1촬영부에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 지역(Local) 이동경로를 생성하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a portable information terminal, comprising: a main body that is moved by a driving unit; a photographing unit provided in the main body; a control unit that generates a moving path of the main body based on information photographed by the photographing unit; Wherein the photographing unit includes a first photographing unit photographing a close range of the main body relatively and a second photographing unit photographing a far distance from the first photographing unit, The control unit generates a global movement route based on the information obtained by the second photographing unit and generates a local movement route based on the information obtained by the first photographing unit do.
상기 제어부에서는 상기 제2촬영부를 통해 부유물 정보가 확인될 경우 생성된 전역(Global) 이동경로를 따라 이동하고, 전역(Global) 이동경로를 따라 이동하는 과정에서 상기 제1촬영부를 통해 부유물 정보가 확인될 경우에는 지역(Logal) 이동경로를 따라 이동하는 것을 특징으로 한다.The control unit moves along a global movement path generated when the floating object information is confirmed through the second shooting unit and moves through the global moving path to check floating object information through the first shooting unit And is moved along a logical movement path.
다른 측면에서 본 발명은 구동부에 의해 이동하는 본체와, 상기 본체에 구비되는 촬영부와, 상기 촬영부에 의해 촬영된 정보를 바탕으로 상기 본체의 이동경로를 생성하는 제어부와, 상기 본체에 구비되어 본체의 이동경로 상에 위치한 부유물을 포집하는 이물질 포집부를 포함하며, 상기 촬영부는 상대적으로 상기 본체의 근거리를 촬영하는 제1촬영부와, 상기 제1촬영부 보다 원거리를 촬영하는 제2촬영부 및 상기 제2촬영부 보다 원거리를 촬영하는 제3촬영부를 포함하고, 상기 제어부에서는 상기 제3촬영부에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 전역(Global) 이동 경로를 생성하고, 상기 제2촬영부(840)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 중역( Intermediate) 이동경로를 생성하며, 상기 제1촬영부에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 지역(Local) 이동경로를 생성하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an information processing apparatus including a main body that is moved by a driving unit, a photographing unit provided on the main body, a control unit that generates a movement path of the main body based on information photographed by the photographing unit, And a foreign matter collecting unit for collecting floating matters located on a moving path of the main body, wherein the photographing unit comprises a first photographing unit photographing a close range of the main body relatively, a second photographing unit photographing a distance longer than the first photographing unit, And a third photographing unit for photographing a long distance from the second photographing unit. The control unit generates a global movement route based on the information obtained by the third photographing unit, and the
상기 제3촬영부는 항공촬영이 가능한 수단인 것을 특징으로 한다.And the third photographing unit is a means capable of aerial photographing.
상기 본체에는 상기 이물질 포집부를 통해 포집되는 부유물을 일정량씩 단위 포장하여 보관하는 이물질 수거부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The main body is further provided with a foreign matter rejection unit for storing the floating matters collected through the foreign matter collecting unit in a predetermined amount.
상기 이물질 수거부에는 상기 이물질 포집부를 통해 포집되는 부유물이 자중에 의해 낙하하여 수용되는 공간을 제공하기 위한 수거프레임과, 상기 수거프레임 내부에 구비되어 부유물을 수용하는 수거부재와, 상기 수거프레임 일측에 구비되어 상기 수거부재의 상측이 개방된 형태를 유지하도록 고정시키는 거치구와, 상기 수거프레임 일측에 구비되어 상기 수거부재 내부로 수용되는 부유물의 무게를 측정하는 무게측정 소자 및 상기 무게측정 소자에 의해 감지되는 부유물의 무게에 따라 상기 거치구를 이동시켜 상기 수거부재의 상측이 차폐되도록 하는 포장수단이 포함되는 것을 특징으로 한다.Wherein the collecting frame comprises a collection frame for providing a space in which the suspended matter collected through the collection unit is dropped and accommodated by its own weight, a collection member provided in the collection frame to receive the suspension, A weight measuring device provided at one side of the collection frame for measuring the weight of the suspended matter received in the collection member, and a weight measuring device And a packing means for moving the loading port in accordance with the weight of the suspended matter so that the upper side of the collection member is shielded.
상기 제어부는 상기 촬영부에 의해 획득되는 다양한 색상의 부유물을 기 지정된 단일 색상으로 구분함으로써 다수의 이종 부유물이 하나의 객체로 인식되도록 하는 영상처리과정을 수행하고, 상기 영상처리과정에서는 인식된 객체의 최외곽점을 추출하고,Wherein the control unit performs an image processing process of recognizing a plurality of different suspended objects as one object by dividing the suspended objects of various colors acquired by the photographing unit into a predetermined single color, The outermost points are extracted,
하기 (수식)을 통해 객체의 중심값(Xc)을 계산하여 상기 본체의 이동경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.And calculates a center value Xc of the object through the following equation to form a movement path of the main body.
Xc[i] = ( Xl[i] + Xr[i] )/2 .................................... (수식)Xc [i] = (Xl [i] + Xr [i]) / 2. .... (Equation)
(여기서, Xc는 객체의 중심값, Xl 및 Xr은 객체의 최외곽점 X축의 좌측값 및 우측값 임)(Where Xc is the center value of the object and Xl and Xr are the left and right values of the outermost point X axis of the object)
상기 제어부에서는 상기 촬영부8에 의해 획득되는 영상정보를 3개의 수직분할 영역으로 구분하고, 구분된 영역에서 계산된 중심값(Xc)의 분포(밀집도)에 따라 상기 본체의 이동경로를 결정하는 것을 특징으로 한다.The controller divides the image information obtained by the photographing unit 8 into three vertical division regions and determines the movement path of the main body according to the distribution (density) of the calculated central values Xc in the divided regions .
상기 이물질 포집부에는 적어도 일부분이 수상에 위치된 상태로 포집모터에 의해 회전하면서 부유물을 픽업하여 이송시키는 이송부재와, 상기 이송부재의 일단과 연결부재를 통해 연결되어 이송부재의 위치를 가변시키는 위치조절수단이 포함되는 것을 특징으로 한다.The foreign matter collecting unit includes a conveying member that picks up the suspended matter while rotating at least a part thereof by the collecting motor in a state where it is positioned in the water phase and a conveying member that is connected to one end of the conveying member through the connecting member, And adjusting means are included.
상기 위치조절수단은 상기 본체가 전역(Globle) 이동경로를 따라 이동하는 경우 이송부재를 대기중에 위치시키는 것을 특징으로 한다. Wherein the position adjusting means positions the transferring member in the atmosphere when the main body moves along a globe moving path.
상기 위치조절수단은 상기 본체가 지역(Local) 이동경로를 따라 이동하는 경우 이송부재의 일단을 수중에 위치시키는 것을 특징으로 한다.Wherein the position adjusting means positions one end of the transferring member in the water when the main body moves along a local movement path.
상기 제어부에서는 상기 이물질 수거부에 포집되는 부유물이 수거용량에 도달할 경우 서버를 통해 복귀 경로를 제공받아 이동하는 것을 특징으로 한다.
And the control unit receives the return path through the server when the suspended matter collected in the rejection of the foreign object reaches the collection capacity.
본 발명에 따르면, 복수의 촬영부가 서로 다른 거리 영역의 촬영정보를 획득하고, 이를 바탕으로 전역(Global) 경로 알고리즘 및 지역(Local) 경로 알고리즘을 통해 최적의 이동경로를 생성하게 된다. 그리고, 이와 같이 생성된 최적의 이동경로를 따라 본체가 자율 운항하면서 부유물을 수거하게 되어 에너지 소모를 줄이고 보다 효율적인 부유물의 수거가 이루어질 수 있는 이점을 가진다. According to the present invention, the plurality of photographing units acquire photographing information of different distance ranges, and generate an optimal travel route through a global route algorithm and a local route algorithm based on the acquired photographing information. In addition, the main body of the main body collects the suspended matters while operating the self-operated operation along the optimal traveling path thus generated, thereby reducing the energy consumption and collecting the suspended matters more efficiently.
또한, 본 발명에서는 자율 운항하면서 수거되는 부유물을 수거 부재를 이용하여 일정단위로 포장할 수 있도록 함으로써 자율 운항이 완료된 이후 부유물의 처리가 보다 용이하게 이루어질 수 있는 이점을 가진다. In addition, according to the present invention, it is possible to package suspended matters collected during autonomous navigation using a collection member in a predetermined unit, thereby facilitating the processing of floors after completion of autonomous navigation.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 복수의 촬영부를 통해 획득되는 다각적 촬영정보에서 확인된 물체를 영상 처리를 통해 특정한 색으로 구분하여 불규칙하게 배열된 복수의 부유물을 하나의 큰 덩어리 물체로 인식하도록 한다. 그리고, 이와 같이 인식된 물체의 중심값을 추출하여 이동경로를 형성하도록 함으로써 데이터의 처리가 보다 빠르고 용이하게 이루어질 수 있는 이점을 가진다.
In addition, in the present invention, an object identified in multi-angle photographing information obtained through a plurality of photographing units is divided into a specific color by image processing, and a plurality of floats arranged irregularly are recognized as one large lumpy object. Then, by extracting the center value of the recognized object and forming the movement path, the data processing can be performed more quickly and easily.
도 1 은 본 발명에 따른 부유물 수거용 자율 수상로봇의 일실시 예를 보인 도면.
도 2 는 도 1 의 상세 구조를 보이기 위한 부분 분해 사시도.
도 3 은 본 발명의 요부구성인 본체의 결합구조를 보이기 위한 도면.
도 4 내지 도 6 은 본 발명의 요부구성인 이물질 포집부의 상세 구조를 설명하기 위한 도면.
도 7 은 본 발명의 요부구성인 이물질 수거부의 작동 구조를 설명하기 위한 도면.
도 8 은 본 발명의 요부구성인 구동부의 상세 구조를 설명하기 위한 도면.
도 9 는 본 발명에 따른 부유물 수거용 자율 수상로봇의 다른 실시 예를 보인 도면.
도 10 내지 도 12 은 본 발명에 따른 부유물 수거용 자율 수상로봇의 부유물 수거 과정을 설명하기 위한 도면.1 is a view showing an embodiment of an autonomous waterborne robot for collecting scum according to the present invention.
FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing the detailed structure of FIG. 1; FIG.
3 is a view showing a coupling structure of a main body which is a main constituent of the present invention.
4 to 6 are views for explaining the detailed structure of a foreign matter collecting part which is a main constituent of the present invention.
7 is a view for explaining an operating structure of rejecting foreign matter which is a main constituent of the present invention.
8 is a view for explaining the detailed structure of a driving part which is a main component of the present invention.
9 is a view showing another embodiment of an autonomous waterborne robot for collecting scum according to the present invention.
10 to 12 are views for explaining a scum collecting process of an autonomous waterborne robot for collecting scum according to the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It is to be understood, however, that the spirit of the invention is not limited to the embodiments shown and that those skilled in the art, upon reading and understanding the spirit of the invention, may easily suggest other embodiments within the scope of the same concept.
도 1 에는 본 발명에 따른 부유물 수거용 자율 수상로봇의 일실시 예를 보인 도면이 도시되어 있고, 도 2 에는 도 1 의 상세 구조를 보이기 위한 부분 분해 사시도가 도시되어 있으며, 도 에는 은 본 발명의 요부구성인 본체의 결합구조를 보이기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 4 내지 도 6 에는 본 발명의 요부구성인 이물질 포집부의 상세 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.FIG. 1 is a view showing an embodiment of an autonomous waterborne robot for collecting scum according to the present invention. FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing the detailed structure of FIG. 1, And FIG. 4 to FIG. 6 are views for explaining the detailed structure of a foreign matter collecting part which is a main constituent of the present invention.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 부유물 수거용 자율 수상로봇(100)은 구동부(700)에 의해 이동하는 본체(200)와, 상기 본체(200)에 구비되는 촬영부(800)와, 상기 촬영부(800)에 의해 촬영된 정보를 바탕으로 상기 본체(200)의 이동경로를 생성하는 제어부 및 상기 본체(200)에 구비되어 본체의 이동경로 상에 위치한 부유물을 포집하는 이물질 포집부(500)를 포함하여 구성된다. Referring to these drawings, an autonomous
상세히, 상기 본체(200)는 다수의 판재로 성형되는 입체 구조물로 대략“⊃”와 같이 전측의 중앙 일부분이 개구된 형태로 형성되어 개구된 중앙 부분을 통해 포집대상 부유물이 유입된다.In detail, the
그리고, 상기와 같이 개구된 본체(200)의 중앙 부분 상측에는 상기 이물질 포집부(500)가 구비되어 유입되는 부유물을 픽업하여 이송시킨다.The foreign
또한, 상기 본체(200)의 개구된 중앙 부분을 감싸는 본체(200)의 전반부 양측 단부에는 유체의 흐름을 생성하여 부유물이 보다 원활하게 유입될 수 있도록 하는 포집유도부(400)가 더 구비된다.In addition, a
즉, 상기 포집유도부(400)는 터빈(420)의 회전을 이용하여 개구된 본체(200)의 중앙 부분을 향하도록 유체의 흐름을 형성함으로써 넓게 퍼져 있는 부유물이 보다 용이하게 포집될 수 있도록 한다.That is, the
한편, 상기 본체(200)의 후반부에는 상기 이물질 포집부(500)와 동일 선상에 구비되어 이물질 포집부(500)를 통해 이송되는 부유물을 보관하기 위한 이물질 수거부(600)가 구비된다.A foreign
그리고, 상기 본체(200)의 상면에는 상기 이물질 포집부(500)의 설치 위치와 촬영부(800)의 설치 위치를 제공하기 위한 데크(300)가 더 구비되며, 상기 데크(300)는 개구된 중앙 부분과 상기 이물질 수거부(600)를 제외한 나머지 본체의 영역을 모두 차폐하도록 상기 본체(200)에 결합된다.The
한편, 상기 본체(200)는 소형으로 제작될 경우 다수의 구성이 조합되는 모듈형 바디로 형성될 수 있다.Meanwhile, when the
도 3 을 참조하면, 상기 모듈형 바디는 전술한 포집유도부(400)와, 이에 차례로 연결되는 복수의 단위 모듈(210)로 구분되며, 체결이 완료된 상태에서 데크(300)가 결합된다.Referring to FIG. 3, the modular body is divided into the collecting
이를 위해 상기 포집유도부(400)와 단위 모듈에(210)는 각각 모듈체결홈(414, 214)이 형성되고, 단위 모듈(210)에는 상기 모듈체결홈(414, 214)에 대응되는 형상으로 끼움 장착되는 모듈체결돌기(212)가 더 형성된다. To this end, the collecting
즉, 본 실시 예에서 모듈형 바디는 도 3 에 도시된 바와 같이 모듈체결홈(414, 214)의 상측으로 모듈체결돌기(212)를 대응시켜 상측에서 하측으로 끼움 장착하여 결합되어 전체적으로 도 2와 같은 형상을 갖추게 되며, 이와 같은 상태에서 데크(300)가 결합되어 견고한 결합관계를 유지할 수 있도록 한다.That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the module body is coupled from the upper side to the lower side with the
상기 데크(300)는 상기 이물질 포집부(500) 및 촬영부(800)의 설치를 위한 평탄면을 제공하는 데크바디(310)와, 상기 데크바디(310)의 가장자리에서 하측으로 연장되어 상기 본체(200)의 측면에 결합되는 체결리브(340)를 포함하도록 구성된다.The
그리고, 데크바디(310)의 상면에는 체결 위치를 가이드 하기 위한 체결홀(320)이 더 형성되고, 도시되지는 않았지만 상기 본체(200)의 상단에는 상기 체결홀(320)에 대응되는 가이드돌기(미도시)를 더 형성하여 데크(300)와 본체(200)의 결합이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.A
한편, 상기 포집유도부(400)에 구비되는 터빈(400)의 경우에도 유도부 하우징(410)에 마련된 터빈 수용부(412)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. The
이를 위해 상기 터빈(420)은 상기 터빈 수용부(412)와 대응되는 형상의 터빈 하우징(424)과, 상기 터빈 하우징(424) 내부에 수용되는 블레이드(422) 및 상기 블레이드(422)를 회전시키기 위한 터빈모터(426)의 조합으로 구성되어 상기 터빈 하우징(424)을 터빈 수용부(412)에 대응시켜 끼움 장착된다.The
상기 이물질 포집부(500)는 상기 데크바디(310)에 고정 설치되는 포집모터(520)에 의해 회전하면서 부유물을 픽업하여 이송시키는 이송부재(540)와, 상기 이송부재(540)의 위치를 가변시키기 위한 위치조절수단(510)을 포함하여 구성된다. The foreign
상세히, 상기 이송부재(540)는 전후 길이방향을 따라 소정의 길이를 가지는 컨베이어 벨트가 적용될 수 있으며, 후단부가 상기 포집모터(520)에 회전가능하도록 고정된다. In detail, a conveyor belt having a predetermined length along the longitudinal direction may be applied to the conveying
그리고, 상기 이송부재(540)의 전단부는 상기 데크바디(310)에서 상측으로 소정 높이에 설치공간을 제공하기 위한 제1마운트(822)에 구비되는 위치조절수단(510)과 연결부재(560)를 통해 연결된다.The front end of the conveying
본 실시 예에서 상기 위치조절수단(510)은 정역회전이 가능한 모터가 적용되고, 상기 연결부재(560)는 소정 길이의 와이어가 적용되어 모터축(512)에 연결부재(560)가 권취 또는 권출되면서 이송부재(540)의 전단부 위치를 상하로 가변시킨다.In this embodiment, the position adjusting means 510 is a motor capable of normal / reverse rotation, and the connecting
또한, 상기 이송부재(540)와 모터축(5812) 사이에는 이송부재(540)의 상하 이동 시 평형이 유지될 수 있도록 상기 이송부재(540)의 폭과 대응되는 평판 형상의 수평유지부재(562)가 더 구비될 수 있으며, 상기 연결부재(560)는 상기 모터축(512)과 수평유지부재(562), 수평유지부재(562)와 연결부재(560)를 연결하는 형태로 설치될 수 있다.A
한편, 상기와 같이 상하로 위치가 가변되는 이송부재(540)의 후측에는 이송부재(540)를 통해 포집되어 이송되는 부유물이 낙하하여 포집되는 이물질 수거부(600)가 구비된다. As described above, the foreign
상기 이물질 수거부(600)는 부유물이 수용되는 공간을 제공하기 위한 수거프레임(610) 내부에 부유물을 수용하는 수거부재(620)를 구비하고, 수거부재(620)에 수용되는 부유물의 무게를 측정하여 설정 무게 이상일 경우 수거부재(620)에 더 이상 부유물이 수용되지 못하도록 포장하여 보관한다.The foreign
이를 위해, 상기 이물질 수거부(600)에는 상기 수거프레임(610) 일측에서 상기 수거부재(620)의 상측이 개방된 형태를 유지하도록 고정시키는 거치구(660)와, 상기 거치구(660)를 이동시키기 위한 포장수단(640) 및 하중 측정을 위한 무게측정 소자(미도시)가 더 구비된다.For this purpose, the foreign
도 7 에는 본 발명의 요부구성인 이물질 수거부의 작동 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 8 에는 본 발명의 요부구성인 구동부의 상세 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.FIG. 7 is a view for explaining an operation structure of a foreign object rejection constituting the essential part of the present invention, and FIG. 8 is a view for explaining the detailed structure of a driving part constituting a main part of the present invention.
이들 도면을 참조하면, 본 실시 예에서 상기 수거부재(620)는 상단 가장자리를 따라 탄성부재가 구비되는 형태로 구성될 수 있으며, 상기 거치구(660)는 상기 수거부재(620)을 걸림 고정시킬 수 있는 후크 형상으로 형성될 수 있다. Referring to these figures, in the present embodiment, the
상세히, 본 실시 예에서 상기 거치구(660)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 수거부재(620)의 상단 4곳을 걸림 고정시켜 수거부재(620)의 상단에 구비되는 탄성부재가 변형되면서 수거부재(620)의 상측 개구부를 확장하도록 고정시킨다. 7 (a), the upper portion of the
이를 위해 상기 거치구(660)는 두 개씩 쌍을 이루어 서로 마주보도록 배치되며, 쌍을 이루는 두 개의 거치구(660)는 프레임에 의해 소정 거리 이격된 위치를 유지할 수 있도록 구비된다. 그리고, 상기 프레임은 상기 포장수단(640)과 연결되어 회전 가능하며, 회전 방향에 따라 상기 거치구(660)가 회전하면서 수거부재(620)와 걸림 고정이 해지되어 도 7의 (b)와 같이 수거부재(620)의 상측이 차폐되도록 한다. For this purpose, the elevating
한편, 본 실시 예에서 상기 촬영부(800)는 상대적으로 상기 본체(200)의 근거리를 촬영하는 제1촬영부(820)와, 상기 제1촬영부(820) 보다 원거리를 촬영하는 제2촬영부(840)를 포함하도록 구성된다. In the present embodiment, the photographing
상세히, 상기 제1촬영부(820)는 상기 제1마운트(822)의 중앙 부분에 구비되어 본체(200)의 전방 하측을 향해 소정의 기울기를 가지도록 설치된다.In detail, the first photographing
상기 제2촬영부(840)는 상기 제1마운트(822)의 후측에서 상기 제1마운트(822) 보다 높은 위치에서 설치공간을 제공하기 위한 제2마운트(824)에 설치되며, 상기 제1촬영부(820) 보다 적은 크기의 기울기를 가지도록 설치되어 상기 본체(200)의 전방 원거리 지역을 촬영한다.The second photographing
그리고, 도시되지는 않았지만, 상기 본체(200)에는 상기 제1촬영부(820) 및 제2촬영부(840)와 전술한 이물질 포집부(500) 및 포집유도부(400) 그리고, 본체(200)의 이동을 위한 구동부(700)를 제어하기 위한 제어부가 더 구비된다. Although not shown, the
상기 제어부에서는 상기 제2촬영부(840)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 전역(Global) 이동 경로를 생성하고, 상기 제1촬영부(820)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 지역(Local) 이동경로를 생성한다. The control unit generates a global movement route based on the information obtained by the second photographing
그리고, 상기와 같이 생성되는 이동경로는 상기 구동부(700)를 제어하여 본체(200)를 부유물 부근으로 이동시키게 되며, 상기 제어부에서는 부유물에 접근하면서 상기 포집유도부(400)와 이물질 포집부(500)를 제어하여 부유물을 자동으로 수거하는 작업이 수행되도록 한다.The control unit controls the driving
상기 구동부(700)는 상기 본체(200)의 하면 후단에 위치되어 본체(200)의 전/후진을 위한 추진력을 발생시키는 전후진 모터(740) 및 이에 결합되는 전후진 프로펠러(720)와, 상기 본체(200)의 하면 측방에 위치되어 본체(200)의 좌우 이동을 위한 추진력을 발생시키는 방향전환 모터펌프(760)를 포함하여 구성된다.The driving
따라서, 상기 제어부에서는 상기 전후진 모터(740)와 방향전환 모터펌프(760)를 제어하여 부유물 수거작업을 위한 이동경로를 따라 본체(200)를 용이하게 이동시킬 수 있다.Accordingly, the control unit controls the forward /
한편, 전술한 바와 같은 부유물의 수거작업은 아래에서 본 발명의 다른 실시 예를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.On the other hand, the operation of collecting floating matters as described above will be described in detail below with reference to another embodiment of the present invention.
도 9 에는 본 발명에 따른 부유물 수거용 자율 수상로봇의 다른 실시 예를 보인 도면이 도시되어 있다. 9 is a view showing another embodiment of an autonomous waterborne robot for collecting scum according to the present invention.
도면을 참조하면, 본 실시 예에서는 전술한 실시 예와 같은 구조에 제3촬영부(860)가 더 구비된다. Referring to the drawings, in the present embodiment, a third photographing
본 실시 예에서 상기 제3촬영부(860)는 드론(Drone)과 같이 항공촬영이 가능한 수단을 적용하여 보다 넓은 영역을 촬영할 수 있도록 함으로써 자동 수거 가능 범위를 확장시킨다. In the present embodiment, the third photographing
상세히, 상기 제3촬영부(860)는 상기 데크바디(310)에 안착될 수 있으며, 상기 본체(200)의 상측으로 비상하여 본체(200)의 전방을 촬영하게 된다. In detail, the third photographing
따라서, 보다 원거리에 위치한 부유물을 확인할 수 있으며, 확인된 정보를 바탕으로 본체(200)의 이동경로가 생성된다.Therefore, it is possible to identify floating objects located at a greater distance, and a moving path of the
그리고, 도시되지는 않았지만, 상기 제어부 및 제3촬영부(860)에는 GPS(Global Positioning System)가 구비되어 서로 교신하면서 위치 정보를 공유할 수 있으며, 공유된 위치정보를 이용하여 제3촬영부(860)가 다양한 위치에서 보다 넓은 영역의 촬영정보를 확보하고 데크바디(310)로 복귀할 수 있다. Although not shown, the control unit and the third photographing
이하에서는 전술한 실시 예들에서 촬영된 정보를 이용하여 본체(200)의 이동경로를 생성하고, 생성된 이동경로를 바탕으로 부유물을 수거하는 과정에 대하여 설명한다. Hereinafter, a process of generating a movement route of the
도 10 내지 도 12 에는 본 발명에 따른 부유물 수거용 수상로봇의 부유물 수거 과정을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.10 to 12 are views for explaining a scum collection process of the waterborne robot for collecting scum according to the present invention.
이들 도면을 참조하면, 우선, 제1촬영부(820)와 제2촬영부(840)만 구비되는 실시 예의 경우, 상대적으로 원거리 촬영이 가능한 제2촬영부(840)의 촬영정보는 상기 본체(200)를 부유물(10)을 향해 이동시키기 위한 전역(Global) 이동경로를 생성한다. Referring to these figures, in the embodiment where only the first photographing
상세히, 상기 제2촬영부(840)를 통해 촬영된 영상정보는 도 11의 (a)와 같은 촬영화면(520)을 제어부로 전송한다. In detail, the image information photographed through the second photographing
한편, 실제 필드에서 수거대상 부유물(10)은 도시된 바와 같이 다양한 색상과 크기를 가지는 경우가 대부분이며, 이와 같은 부유물(10)을 인식하여 이동경로를 형성하고자 할 경우에는 이동을 위한 기준지점을 결정하기에 어려움이 있다. On the other hand, in the actual field, most of the objects to be collected 10 have various colors and sizes, as shown in the figure. When a moving path is to be recognized by recognizing such a
따라서, 본 발명에서 제어부는 상기와 같은 촬영화면(520)에 포함된 다양한 색상의 부유물(10)을 기 지정된 단일 색상으로 구분함으로써 다수의 이종 부유물이 하나의 객체로 인식되도록 하는 영상처리과정을 수행한다.Accordingly, in the present invention, the control unit performs an image processing process for recognizing a plurality of suspended objects as one object by dividing the suspended objects 10 of various colors included in the photographing
즉, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제어부를 통해 영상처리된 부유물(10')은 변환화면(540)에 도시된 바와 같이 하나의 색상으로 통일되며, 상기 제어부에서는 이를 하나의 객체로 인식하여 최외곽점을 추출하고, 하기 (수식)을 통해 인식된 객체의 중심값(Xc)을 계산하게 된다.That is, as shown in FIG. 11 (b), the floating objects 10 'subjected to image processing through the control unit are unified into one color as shown in the
Xc[i] = ( Xl[i] + Xr[i] )/2 .................................... (수식)Xc [i] = (Xl [i] + Xr [i]) / 2. .... (Equation)
(여기서, Xc는 객체의 중심값, Xl 및 Xr은 객체의 최외곽점 X축의 좌측값 및 우측값 임)(Where Xc is the center value of the object and Xl and Xr are the left and right values of the outermost point X axis of the object)
한편, 상기와 같은 영상처리과정을 거쳐 계산된 중심값(Xc)은 본체(200)가 이동하는 동안 지속적으로 계산되면서 본체(200)의 이동경로를 형성하게 되며, 상기 제2촬영부(840)를 통한 원거리의 중심값(Xc) 조합은 본체(200)의 전역(Global) 이동경로를 생성한다. Meanwhile, the center value Xc calculated through the above-described image processing process is continuously calculated while the
상기와 같이 생성된 전역(Global) 이동경로를 따라 본체(200)가 이동하게 되면, 부유물(10)에 본체(200)가 접근하면서 상기 제1촬영부(820)에 부유물(10)이 노출되면서 제어부에서는 상기 제1촬영부(820)의 촬영정보를 바탕으로 전역(Global) 이동경로와 동일한 방법으로 지역(Local) 이동경로를 생성하여 본체(200)가 부유물(10)의 중심값(Xc)를 향해 이동하면서 부유물(10)이 수거될 수 있도록 한다. When the
즉, 본 발명에서는 본체(200)가 부유물(10)과 원거리에 위치할 경우 전역(Global) 이동경로를 생성하여 구동부(700)를 제어하면서 본체(200)를 부유물(10)로 이동시킨다.That is, in the present invention, when the
그리고, 본체(200)가 부유물(10)가 상당부분 인접한 위치에 접근하게 될 경우에는 지역(Local) 이동경로를 생성하여 부유물(10)을 수거를 위한 이동이 이루어진다. When the
또한, 상기 제어부에서는 전역(Global) 이동경로를 따라 본체(200)가 이동할 경우 보다 빠른 이동을 위해 구동부(700)의 출력을 높이고, 지역(Local) 이동경로를 따라 이동할 경우에는 구동부(700)의 출력을 줄여 안정적인 수거가 이루어질 수 있도록 한다. When the
뿐만 아니라, 상기 제어부에서는 전역(Global) 이동경로를 따라 본체(200)가 이동할 경우 상기 이물질 포집부(500)의 전측을 들어올린 상태가 유지되록 하면서 포집유도부(400)의 동작을 중지시켜 저항을 줄이고, 지역(Local) 이동경로를 따라 이동할 경우에는 상기 포집유도부(400)를 구동시키고 이물질 포집부(500)의 전측이 수중에 위치되도록 이동시켜 부유물(10)이 수거되도록 한다. In addition, when the
한편, 상기 제어부에서는 도 11의 (b)와 같이 변환화면(540)에 직교 좌표계를 형성하고, 수거반경(542)을 설정하여 3개의 수직영역(A, B, C)을 구분한다. On the other hand, in the control unit, an orthogonal coordinate system is formed on the
즉, 본 발명에서는 영상처리된 부유물(10')이 3개의 수직영역(A, B, C)으로 구분된 상태에서 각 영역의 계산된 중심값(Xc) 분포(밀집도)에 따라 상기 본체(200)의 이동경로를 결정하게 된다.That is, according to the present invention, in the state where the image-processed suspended matter 10 'is divided into three vertical regions A, B, and C, ) Of the vehicle.
상세히, 영상처리된 부유물(10')이 A 영역에 위치될 경우에는 영상처리된 부유물(10')이 B 영역에 위치될 때까지 본체(200)를 좌측 방향으로 이동시킨다. In detail, when the suspended body 10 'is positioned in the A region, the
그리고, 영상처리된 부유물(10')이 C 영역에 위치될 경우에는 영상처리된 부유물(10')이 B 영역에 위치될 때까지 본체(200)를 우측 방향으로 이동시키며, B영역에 영상처리된 부유물(10')이 위치하는 경우에는 본체(200)를 직진시킴으로써 부유물(10)을 향해 본체(200)가 이동하게 된다.When the floating body 10 'is positioned in the C region, the
한편, 제3촬영부(860)를 포함하는 실시 예의 경우에는 상기 제3촬영부(860)가 가장 넓은 영역을 촬영할 수 있으므로, 제3촬영부(860)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 전역(Global) 이동 경로를 생성하고, 상기 제2촬영부(840)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 중역(Intermediate) 이동경로를 생성하며, 상기 제1촬영부(820)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 지역(Local) 이동경로를 생성한다.On the other hand, in the embodiment including the third photographing
즉, 본 발명의 다른 실시 예에서는 보다 원거리에서 전역(Global) 이동경로를 통해 본체(200)를 빠른 속도로 부유물(10)에 접근시키고, 제2촬영부(840)에 의해 부유물(10)이 확인될 경우 중역(Intermediate) 이동경로를 따라 본체(200)의 출력을 줄이면서 부유물(10)에 접근시켜 부유물(10)과 지근 거리에 접근한 상태에서 지역(Local) 이동경로를 통해 부유물(10)을 수거하도록 제어한다.That is, according to another embodiment of the present invention, the
그리고, 수거되는 부유물(10)은 전술한 바와 같이 이물질 수거부(600)에 수용가능한 수거용량까지 부유물(10)을 수거하게 되고, 무게측정 소자를 통해 수거용량에 도달하였음이 감지되면, 수거부재(620)를 통해 부유물(10)을 단위 포장하여 보관하게 된다.As described above, the suspended
한편, 본 발명에 따른 부유물 수거용 자율 수상로봇(100)은 상기와 같은 제어를 통해 상기 이물질 수거부(600)에 포집된 부유물(10)이 수거용량에 도달할 경우 제어서버(900)를 통해 복귀 경로를 제공받아 이동할 수 있다.Meanwhile, the autonomous waterborne robot for collecting scum according to the
이를 위해 상기 제어부에서는 제어서버(900)로부터 수신된 GPS 좌표에 따라 상기 구동부(700)를 제어하면서 복귀를 위한 이동이 수행된다.
To this end, the
100........ 부유물 수거용 자율 수상로봇
200........ 본체
300........ 데크
400........ 포집유도부
500........ 이물질 포집부
600........ 이물질 수거부
700........ 구동부
800........ 촬영부
820........ 제1촬영부
840........ 제2촬영부
860........ 제3촬영부
900........ 제어서버100 ........ Autonomous
300 ........
500 ........ Foreign
700
820
860
Claims (12)
상기 본체(200)에 구비되는 촬영부(800);
상기 촬영부(800)에 의해 촬영된 정보를 바탕으로 상기 본체(200)의 이동경로를 생성하는 제어부;
상기 본체(200)에 구비되어 본체의 이동경로 상에 위치한 부유물을 포집하는 이물질 포집부(500);를 포함하며,
상기 촬영부(800)는 상대적으로 상기 본체(200)의 근거리를 촬영하는 제1촬영부(820)와, 상기 제1촬영부(820) 보다 원거리를 촬영하는 제2촬영부(840)를 포함하고,
상기 제어부에서는,
상기 제2촬영부(840)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 전역(Global) 이동 경로를 생성하고, 상기 제1촬영부(820)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 지역(Local) 이동경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
A main body 200 moved by the driving unit 700;
A photographing unit 800 provided in the main body 200;
A control unit for generating a movement path of the main body 200 based on the information photographed by the photographing unit 800;
And a foreign matter collecting part (500) provided in the main body (200) and collecting floating matters located on a moving path of the main body,
The photographing unit 800 includes a first photographing unit 820 for relatively photographing a close range of the main body 200 and a second photographing unit 840 for photographing a region farther from the first photographing unit 820 and,
In the control unit,
A global movement route is generated based on the information acquired by the second photographing unit 840 and a local movement route is generated based on the information acquired by the first photographing unit 820 Wherein the robot is a self-watering robot for collecting suspended solids.
상기 제2촬영부(840)를 통해 부유물 정보가 확인될 경우 생성된 전역(Global) 이동경로를 따라 이동하고, 전역(Global) 이동경로를 따라 이동하는 과정에서 상기 제1촬영부(820)를 통해 부유물 정보가 확인될 경우에는 지역(Logal) 이동경로를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
2. The image processing apparatus according to claim 1,
The first photographing unit 820 moves along the global movement path generated when the float information is confirmed through the second photographing unit 840 and moves along the global movement path, And when the float information is confirmed through the route, the robot moves along a route of movement.
상기 본체(200)에 구비되는 촬영부(800);
상기 촬영부(800)에 의해 촬영된 정보를 바탕으로 상기 본체(200)의 이동경로를 생성하는 제어부;
상기 본체(200)에 구비되어 본체의 이동경로 상에 위치한 부유물을 포집하는 이물질 포집부(500);를 포함하며,
상기 촬영부(800)는 상대적으로 상기 본체(200)의 근거리를 촬영하는 제1촬영부(820)와, 상기 제1촬영부(820) 보다 원거리를 촬영하는 제2촬영부(840); 및 상기 제2촬영부(840)보다 원거리를 촬영하는 제3촬영부(860)를 포함하고,
상기 제어부에서는,
상기 제3촬영부(860)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 전역(Global) 이동 경로를 생성하고, 상기 제2촬영부(840)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 중역( Intermediate) 이동경로를 생성하며, 상기 제1촬영부(820)에 의해 획득되는 정보를 바탕으로 지역(Local) 이동경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
A main body 200 moved by the driving unit 700;
A photographing unit 800 provided in the main body 200;
A control unit for generating a movement path of the main body 200 based on the information photographed by the photographing unit 800;
And a foreign matter collecting part (500) provided in the main body (200) and collecting floating matters located on a moving path of the main body,
The photographing unit 800 includes a first photographing unit 820 for relatively photographing a close range of the main body 200, a second photographing unit 840 for photographing a farther area than the first photographing unit 820; And a third photographing unit (860) photographing a distance from the second photographing unit (840)
In the control unit,
A global movement route is generated based on the information obtained by the third photographing unit 860 and an intermediate movement route is generated based on the information acquired by the second photographing unit 840 And generates a local movement route based on the information obtained by the first photographing unit (820).
상기 제3촬영부(860)는 항공촬영이 가능한 수단인 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
The method of claim 3,
Wherein the third photographing unit (860) is a means capable of aerial photographing.
상기 본체(200)에는 상기 이물질 포집부(500)를 통해 포집되는 부유물을 일정량씩 단위 포장하여 보관하는 이물질 수거부(600)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the main body (200) is further provided with a foreign matter rejection unit (600) for unitarily packing suspended matters collected through the foreign matter collecting unit (500) in a predetermined amount.
상기 이물질 포집부(500)를 통해 포집되는 부유물이 자중에 의해 낙하하여 수용되는 공간을 제공하기 위한 수거프레임(610)과,
상기 수거프레임(610) 내부에 구비되어 부유물을 수용하는 수거부재(620)와,
상기 수거프레임(610) 일측에 구비되어 상기 수거부재(620)의 상측이 개방된 형태를 유지하도록 고정시키는 거치구(660)와,
상기 수거프레임(610) 일측에 구비되어 상기 수거부재(620) 내부로 수용되는 부유물의 무게를 측정하는 무게측정 소자; 및
상기 무게측정 소자에 의해 감지되는 부유물의 무게에 따라 상기 거치구(660)를 이동시켜 상기 수거부재(620)의 상측이 차폐되도록 하는 포장수단(640)이 포함되는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
The method according to claim 5, wherein the foreign substance rejection (600)
A collection frame 610 for providing a space in which the suspended body collected through the foreign body collecting part 500 is dropped and accommodated by its own weight,
A collection member 620 provided in the collection frame 610 to receive suspended matters,
(660) provided at one side of the collection frame (610) to fix the upper side of the collection member (620) so as to hold the opened shape,
A weighing device disposed at one side of the collection frame 610 to measure the weight of the suspended matter contained in the collection member 620; And
And a packaging means (640) for blocking the upper side of the collection member (620) by moving the accommodation hole (660) according to the weight of the suspended matter sensed by the weighing element. robot.
상기 촬영부(800)에 의해 획득되는 다양한 색상의 부유물을 기 지정된 단일 색상으로 구분함으로써 다수의 이종 부유물이 하나의 객체로 인식되도록 하는 영상처리과정을 수행하고, 상기 영상처리과정에서는 인식된 객체의 최외곽점을 추출하고,
하기 (수식)을 통해 객체의 중심값(Xc)을 계산하여 상기 본체(200)의 이동경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
Xc[i] = ( Xl[i] + Xr[i] )/2 .................................... (수식)
(여기서, Xc는 객체의 중심값, Xl 및 Xr은 객체의 최외곽점 X축의 좌측값 및 우측값 임)
4. The apparatus according to claim 1 or 3,
The image processing unit performs an image processing process of recognizing a plurality of different suspended objects as one object by dividing the suspended objects of various colors acquired by the photographing unit 800 into a predetermined single color, The outermost points are extracted,
And calculates a center value Xc of the object through the following equation to form a movement path of the main body 200. The autonomous water-
Xc [i] = (Xl [i] + Xr [i]) / 2. .... (Equation)
(Where Xc is the center value of the object and Xl and Xr are the left and right values of the outermost point X axis of the object)
상기 촬영부(800)에 의해 획득되는 영상정보를 3개의 수직분할 영역으로 구분하고, 구분된 영역에서 계산된 중심값(Xc)의 분포(밀집도)에 따라 상기 본체(200)의 이동경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
8. The apparatus of claim 7,
The image information obtained by the photographing unit 800 is divided into three vertical division regions and the movement path of the main body 200 is determined according to the distribution (density) of the center value Xc calculated in the divided region Wherein the robot is a self-watering robot for collecting suspended solids.
적어도 일부분이 수상에 위치된 상태로 포집모터(520)에 의해 회전하면서 부유물을 픽업하여 이송시키는 이송부재(540)와,
상기 이송부재(540)의 일단과 연결부재(560)를 통해 연결되어 이송부재(540)의 위치를 가변시키는 위치조절수단(510)이 포함되는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
4. The apparatus according to claim 1 or 3, wherein the foreign matter collecting unit (500)
A conveying member 540 for picking up and conveying the suspended matter while rotating by the collecting motor 520 in a state where at least a part thereof is located in the water phase,
And a position adjusting means (510) connected to one end of the feeding member (540) through a connecting member (560) to vary the position of the feeding member (540).
상기 본체(200)가 전역(Globle) 이동경로를 따라 이동하는 경우 이송부재(540)를 대기중에 위치시키는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
10. The apparatus of claim 9, wherein the position adjustment means (510)
Wherein the transferring member (540) is positioned in the atmosphere when the main body (200) moves along a global movement path.
상기 본체(200)가 지역(Local) 이동경로를 따라 이동하는 경우 이송부재(540)의 일단을 수중에 위치시키는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
10. The apparatus of claim 9, wherein the position adjustment means (510)
Wherein one end of the transfer member (540) is located in the water when the main body (200) moves along a local movement path.
상기 제어부에서는 상기 이물질 수거부(600)에 포집된 부유물이 수거용량에 도달할 경우 서버를 통해 복귀 경로를 제공받아 이동하는 것을 특징으로 하는 부유물 수거용 자율 수상로봇.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the control unit receives the return path through the server when the suspended matter collected in the foreign matter rejection 600 reaches the collection capacity.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102060920B1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-02-20 | 주식회사 쉐코 | sea contamination prevent apparatus |
KR102137352B1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-07-23 | 홍수정 | Floating Object Collection Ship |
IT202100013148A1 (en) * | 2021-05-21 | 2021-08-21 | Green Tech Solution Srl | Automatic water monitoring and remediation system and relative procedure |
KR102295072B1 (en) * | 2020-08-21 | 2021-08-27 | (주)국성건설엔지니어링 | Reservoir management system |
KR20210114570A (en) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 주식회사 솔라스플래쉬 | Unmanned cleaning robot on water |
CN113619782A (en) * | 2021-07-02 | 2021-11-09 | 上海工程技术大学 | Ocean floating oil clearance fast reaction unmanned aerial vehicle |
KR102351484B1 (en) * | 2021-10-13 | 2022-01-14 | 전남대학교산학협력단 | Balance Keeping Apparatus for Collecting Device of a Ship |
KR20220029822A (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-10 | 금오공과대학교 산학협력단 | USV-UAV Collaboration for Development of Marine Environment |
KR102443105B1 (en) | 2021-10-18 | 2022-09-14 | 주식회사 플루톤 | Drone for collecting water trash |
KR102602298B1 (en) * | 2023-07-04 | 2023-11-14 | (주)미래인터내셔널 | Self-driving vessel for algae removal |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102294365B1 (en) * | 2019-11-04 | 2021-08-26 | (주)코아이 | Spilled oil collecting apparatus |
KR102294363B1 (en) * | 2019-11-04 | 2021-08-26 | (주)코아이 | Spilled oil searching and collecting apparatus |
KR102255703B1 (en) | 2019-12-20 | 2021-05-25 | 박세종 | Floating garbage collecting apparatus |
KR102423333B1 (en) * | 2020-11-24 | 2022-07-20 | 동의대학교 산학협력단 | Floating garbage removal device with a collector that can be separated sequentially |
KR102699592B1 (en) | 2022-08-31 | 2024-08-27 | 김승환 | Wireless charging device for robot for water cleaning |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003189290A (en) * | 2001-10-29 | 2003-07-04 | Samsung Electronics Co Ltd | Apparatus and method for controlling camera using video compression algorithm |
KR100944399B1 (en) | 2009-07-15 | 2010-02-25 | 일신엠텍(주) | Oil cleanup ship |
KR101102359B1 (en) | 2010-06-08 | 2012-01-05 | 일신엠텍(주) | Oil cleanup ship |
KR101140558B1 (en) * | 2011-10-17 | 2012-05-02 | 국방과학연구소 | Autonomous mobile robot and control method for the same |
KR20160094793A (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-10 | 경남대학교 산학협력단 | Apparatus for collecting water surface floating matters |
KR20160117981A (en) | 2015-04-01 | 2016-10-11 | 주식회사 아이런 | prevention apparatus of contamination by oil spill on the sea |
-
2016
- 2016-10-27 KR KR1020160140764A patent/KR101935414B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003189290A (en) * | 2001-10-29 | 2003-07-04 | Samsung Electronics Co Ltd | Apparatus and method for controlling camera using video compression algorithm |
KR100944399B1 (en) | 2009-07-15 | 2010-02-25 | 일신엠텍(주) | Oil cleanup ship |
KR101102359B1 (en) | 2010-06-08 | 2012-01-05 | 일신엠텍(주) | Oil cleanup ship |
KR101140558B1 (en) * | 2011-10-17 | 2012-05-02 | 국방과학연구소 | Autonomous mobile robot and control method for the same |
KR20160094793A (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-10 | 경남대학교 산학협력단 | Apparatus for collecting water surface floating matters |
KR20160117981A (en) | 2015-04-01 | 2016-10-11 | 주식회사 아이런 | prevention apparatus of contamination by oil spill on the sea |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
김현식 외 1인. "부유물 수거용 수상로봇 개발" Journal of Korean Institute of Intelligent Systems Vol. 25, No. 4, August 2015, pp. 342-348 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102060920B1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-02-20 | 주식회사 쉐코 | sea contamination prevent apparatus |
KR102137352B1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-07-23 | 홍수정 | Floating Object Collection Ship |
KR20210114570A (en) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 주식회사 솔라스플래쉬 | Unmanned cleaning robot on water |
KR102295072B1 (en) * | 2020-08-21 | 2021-08-27 | (주)국성건설엔지니어링 | Reservoir management system |
KR20220029822A (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-10 | 금오공과대학교 산학협력단 | USV-UAV Collaboration for Development of Marine Environment |
IT202100013148A1 (en) * | 2021-05-21 | 2021-08-21 | Green Tech Solution Srl | Automatic water monitoring and remediation system and relative procedure |
CN113619782A (en) * | 2021-07-02 | 2021-11-09 | 上海工程技术大学 | Ocean floating oil clearance fast reaction unmanned aerial vehicle |
CN113619782B (en) * | 2021-07-02 | 2023-10-17 | 上海工程技术大学 | Ocean oil slick clearance quick response unmanned aerial vehicle |
KR102351484B1 (en) * | 2021-10-13 | 2022-01-14 | 전남대학교산학협력단 | Balance Keeping Apparatus for Collecting Device of a Ship |
KR102443105B1 (en) | 2021-10-18 | 2022-09-14 | 주식회사 플루톤 | Drone for collecting water trash |
KR102602298B1 (en) * | 2023-07-04 | 2023-11-14 | (주)미래인터내셔널 | Self-driving vessel for algae removal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101935414B1 (en) | 2019-04-08 |
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