KR20190125643A - Unmanned submersible for monitoring underwater facility - Google Patents

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KR20190125643A
KR20190125643A KR1020180049687A KR20180049687A KR20190125643A KR 20190125643 A KR20190125643 A KR 20190125643A KR 1020180049687 A KR1020180049687 A KR 1020180049687A KR 20180049687 A KR20180049687 A KR 20180049687A KR 20190125643 A KR20190125643 A KR 20190125643A
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이지열
김효남
신재민
김재종
최영성
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한국전력공사
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Abstract

The present invention relates to an unmanned submersible for monitoring an underwater facility, which is possible to monitor, maintain and repair an object to be installed under the water such as a submarine cable, a bridge and an oil pipeline through an unmanned submersible, wherein the unmanned submersible is remotely controlled in a ship controller of a ship, is possible to be used in a survey of the submarine cable, a protecting facility and an underwater structure under the water below a predetermined water level, and is possible to be used in various maintenance and repair operation having failure position identification and cause surveys of the underwater facility by using a hydrophone and a tong part additionally installed except a plurality of basically installed sensors.

Description

수중시설 감시용 무인잠수정{UNMANNED SUBMERSIBLE FOR MONITORING UNDERWATER FACILITY}UNMANNED SUBMERSIBLE FOR MONITORING UNDERWATER FACILITY}

본 발명은 수중 시설물의 감시에 활용할 수 있는 무인잠수정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해저케이블, 교량, 및 송유관 등 수중에 있는 대상을 감시하거나 관리할 수 있는, 수중시설 감시용 무인잠수정에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned submersible that can be used to monitor underwater facilities, and more particularly, to an unmanned submersible for monitoring underwater facilities that can monitor or manage objects in the water, such as submarine cables, bridges, and pipelines. .

일반적으로 수중에 설치된 시설(예 : 해저케이블, 교량, 송유관 등)을 안전하게 관리하기 위해서는 주기적으로 감시가 필요하며, 또한 감시 중 시설물의 고장 발견 시 보수를 수행할 필요가 있다.In general, regular monitoring is required to safely manage underwater installations (eg submarine cables, bridges, pipelines, etc.), and repairs should be performed when facilities are found to be broken during monitoring.

이러한 수중 시설물의 감시를 위해서, 기존에는 잠수사에 의한 육안감시, 측면주사소나(Side Scan Sonar)를 이용한 감시, 다중빔 수심 측량기(Multibeam Echo Sounder)를 이용한 감시, 및 대형 DP(Dynamic Positioning) 선박과 작업용 무인 잠수정을 이용한 감시 방법을 이용하였다.For the surveillance of these underwater facilities, the existing surveillance by divers, the side scan sonar, the multibeam echo sounder, and the large DP (Dynamic Positioning) ship and Surveillance method using a working unmanned submersible was used.

그러나 상기 잠수사에 의한 육안감시 방법은, 잠수사가 잠수 가능한 깊이가 50m 정도로 제한되는 상황에서 최대수심이 160m의 심해 구간에 설치되는 해저케이블의 감시가 사실상 어렵고, 수심 증가에 따른 감압병 위험이 증가하는 문제점이 있다. 상기 측면주사소나에 의한 감시 방법은, 예인체(Towfish)의 해저면 근접조사가 어렵기 때문에 분별력이 낮은 문제점이 있다. 상기 다중빔 수심 측량기를 이용한 감시 방법은, 선박에 부착하여 조사하기 때문에 해상도가 높지 않아 분별력이 낮은 문제점이 있다. 또한 대형 DP 선박과 작업용 무인 잠수정을 이용한 감시 방법은, 동원 시간이 길고 비용이 증가하는 문제점이 있다.However, in the naked eye surveillance method, the submarine cable is installed in a deep sea section with a maximum depth of 160m in a situation where the diving depth is limited to about 50m, and it is virtually difficult to increase the risk of decompression sickness due to the increase in depth. There is this. The method of monitoring by the side scanning device has a problem of low discrimination because it is difficult to closely investigate the bottom of the tow body. The monitoring method using the multi-beam depth gauge has a problem that the resolution is not high because it is attached to the ship and irradiated. In addition, the monitoring method using a large DP ship and an unmanned submersible for work has a problem of long mobilization time and increased cost.

따라서 잠수사가 진입할 수 없는 심해에서도 대상의 접근 및 감시가 용이하며, 정확한 수심과 위치의 측량이 가능할 뿐만 아니라, 유지 보수에도 활용할 수 있는 기술이 필요한 상황이다.Therefore, it is easy to access and monitor the target even in the deep sea where the diver cannot enter, and it is necessary to measure the precise depth and location, and to use the technology for maintenance.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0079635호(2010.07.08. 공개, 해저 케이블 고장지점 탐색장치)에 개시되어 있다. Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0079635 (2010.07.08. Publication, submarine cable failure point search apparatus).

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 해저케이블, 교량, 및 송유관 등 수중에 있는 대상을 감시하거나 관리할 수 있는, 수중시설 감시용 무인잠수정을 제공하는데 그 목적이 있다. According to an aspect of the present invention, the present invention was created to solve the above problems, it is possible to monitor or manage the underwater objects such as submarine cables, bridges, and pipelines, unmanned submersible for monitoring underwater facilities The purpose is to provide.

본 발명의 일 측면에 따른 수중시설 감시용 무인잠수정은, 수중의 정보를 센싱하기 위한 복수의 센서; 무인잠수정을 통해 전방이나 주변의 영상을 촬영하는 카메라부; 상기 카메라부를 통해 촬영할 방향을 조명하는 조명부; 수중 시설물의 이상 구간에서 발생하는 소리를 탐지하는 하이드로폰; 상기 수중 시설물의 이상 구간을 보수하기 위한 로봇팔을 포함하는 집게부; 상기 무인잠수정의 수중 위치를 추적하는 USBL(Ultra Short BaseLine) 트랜스폰더; 초음파를 이용해 수중의 상황을 이미지 형태로 출력하는 이미징 소나; 상기 무인잠수정을 특정 방향으로 이동시키거나 자세를 조정하기 위한 복수의 스크류를 포함하는 스크류부; 선상통제기와 통신하며, 복수의 센서를 통해 검출된 수중의 상황 및 감시 대상물에 대한 정보를 전달하거나, 무인잠수정의 이동과 감시 및 보수에 관련된 제어 명령을 수신하는 통합운영 제어부; 상기 무인잠수정의 이동과 자세 제어에 관련된 제어를 수행하며, 상기 선상통제기로부터 제어 명령을 수신하는 잠수정 제어부; 상기 선상통제기로부터 무인잠수정에 인가되는 전원을 무인잠수정의 구동에 필요한 레벨의 전원으로 변환하는 전원부; 및 상기 선상통제기와 상기 이미징 소나를 POE(Power Of Ethernet) 방식으로 연결하여, 초음파를 이용하여 검출한 수중의 상황 이미지를 상기 선상통제기에 출력하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Unmanned submersible for monitoring underwater facilities according to an aspect of the present invention, a plurality of sensors for sensing the information in the water; Camera unit for taking a picture of the front or surroundings through the unmanned submersible; An illumination unit for illuminating a direction to be photographed through the camera unit; Hydrophone for detecting the sound generated in the abnormal section of the underwater facility; Forceps unit including a robot arm for repairing the abnormal section of the underwater facility; Ultra Short BaseLine (USBL) transponder for tracking the underwater position of the unmanned submersible; Imaging sonar outputting the underwater situation in the form of an image using the ultrasound; A screw unit including a plurality of screws for moving the unmanned submersible in a specific direction or adjusting a posture; An integrated operation control unit communicating with the onboard controller and transferring information about the underwater situation and the monitored object detected through the plurality of sensors, or receiving control commands related to the movement, monitoring and repair of the unmanned submersible; A submersible controller which performs control related to movement and attitude control of the unmanned submersible, and receives a control command from the ship controller; A power supply unit for converting the power applied to the unmanned submersible from the ship controller into a power of a level required for driving the unmanned submersible; And a communication unit connecting the onboard controller and the imaging sonar in a POE (Power Of Ethernet) manner to output an underwater situation image detected using ultrasonic waves to the onboard controller.

본 발명에 있어서, 상기 통합운영 제어부와 잠수정 제어부, 및 상기 선상통제기는, 제어 명령, 센서 정보, 및 영상 데이터를 송수신하기 위한 통신 방식으로서, RS485 통신 방식을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the integrated operation control unit, the submersible control unit and the ship controller, a communication method for transmitting and receiving control commands, sensor information, and image data, characterized in that it comprises an RS485 communication method.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 센서는, 무인잠수정의 누수 검출을 위한 누수 센서; 전압 및 전류 검출을 위한 전압 센서 및 전류 센서; 온/습도 검출을 위한 온/습도 센서; 잠수정의 자세 검출을 위한 관성 센서; 및 수심에 따른 압력을 검출하기 위한 압력 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the plurality of sensors, the leak sensor for detecting the leak of the unmanned submersible; Voltage sensors and current sensors for voltage and current detection; Temperature / humidity sensors for temperature / humidity detection; An inertial sensor for detecting the attitude of the submersible; And a pressure sensor for detecting a pressure depending on the depth.

본 발명에 있어서, 상기 스크류부는, 적어도 하나 이상의 스크류를 무인 잠수정의 정면, 측면, 및 후면에 각기 설치되고, 상기 각 스크류를 구동하기 위한 모터 구동부가 각기 대응되어 설치되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the screw unit, at least one or more screws are respectively installed on the front, side, and rear of the unmanned submersible, characterized in that the motor driving unit for driving the respective screws are installed correspondingly.

본 발명에 있어서, 순시선박 내의 상기 선상통제기와 무인잠수정은, 케이블(Tether)을 통해 전원 및 통신이 연결되며, 수심과 위치를 정확하게 측정하기 위하여, 상기 케이블(Tether)이 중량물(Clamp Weight)에 결합되어 수직 방향으로 내려지며, 상기 무인잠수정이 상기 케이블(Tether)에 연결된 상태에서 측면으로 이동하여 대상물을 감시하게 하며, 상기 무인잠수정의 수중 위치를 추적하기 위하여, USBL 트랜스폰더가 상기 무인잠수정의 본체 및 중량물의 끝단에 설치되며, 상기 순시선박의 하부에 USBL 트랜시버가 설치되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the ship controller and the unmanned submersible in the instantaneous ship, the power and communication is connected through a cable (Tether), the cable (Tether) to the weight (Clamp Weight) to accurately measure the depth and position In combination with the unmanned submersible, the unmanned submersible is connected to the cable (Tether) to move to the side to monitor the object, and to track the underwater position of the unmanned submersible, the USBL transponder of the unmanned submersible It is installed at the end of the body and the weight, characterized in that the USBL transceiver is installed in the lower portion of the instant ship.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 무인잠수정을 통해 해저케이블, 교량, 송유관 등 수중에 시설되어 있는 대상을 감시, 관리, 보수할 수 있도록 한다.According to an aspect of the present invention, the present invention enables to monitor, manage, and repair a target installed in the water, such as submarine cables, bridges, oil pipelines through an unmanned submersible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수정의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 무인잠수정과 통신하는 선상통제기의 개략적인 구성을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 무인잠수정을 운영하여 해저케이블을 점검하는 방법을 설명하기 위한 예시도.1 is an exemplary view showing a schematic configuration of an unmanned submersible in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view shown in FIG. 1 for explaining a schematic configuration of a ship controller communicating with an unmanned submersible.
Figure 3 is an exemplary view for explaining a method for checking the submarine cable by operating the unmanned submersible in Figure 1 above.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수중시설 감시용 무인잠수정의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of an unmanned submersible for monitoring underwater facilities according to the present invention with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인잠수정의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.1 is an exemplary view showing a schematic configuration of an unmanned submersible in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 무인잠수정은, 복수의 센서(111 ~ 116), 카메라부(121), 조명부(122), 하이드로폰(123), 집게부(124), USBL 트랜스폰더(125), 이미징 소나(126), 스크류부(130), 통합운영 제어부(140), 잠수정 제어부(150), 전원부(160), 및 통신부(170)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the unmanned submersible crystal according to the present embodiment includes a plurality of sensors 111 to 116, a camera unit 121, an illumination unit 122, a hydrophone 123, a tong unit 124, and a USBL. The transponder 125, the imaging sonar 126, the screw unit 130, the integrated operation control unit 140, the submersible control unit 150, the power supply unit 160, and the communication unit 170 are included.

상기 복수의 센서(111 ~ 116)는 누수 센서(111), 전압 센서(112), 전류 센서(113), 온/습도 센서(114), 관성(IMU)센서(115), 및 압력(수심)센서(116)를 포함하고, 상기 센서들(111 ~ 116)을 통해 누수 검출, 전압/전류 검출, 온/습도 검출, 요/롤/피치 검출, 수심에 따른 압력을 검출한다.The plurality of sensors 111 to 116 include a leak sensor 111, a voltage sensor 112, a current sensor 113, a temperature / humidity sensor 114, an inertial (IMU) sensor 115, and a pressure (depth). It includes a sensor 116, through the sensors (111 ~ 116) to detect leakage, voltage / current detection, temperature / humidity detection, yaw / roll / pitch detection, pressure according to the depth.

상기 카메라부(121)는 무인잠수정을 통해 전방이나 주변의 영상을 촬영하며, 상기 조명부(122)는 상기 카메라부(121)를 통해 촬영할 방향을 조명하며, 상기 하이드로폰(또는 수중청음기)(123)은 수중 시설물(예 : 해저케이블, 교량, 송유관 등)의 이상 구간에서 발생하는 소리를 탐지하며, 상기 집게부(124)는 수중 시설물의 이상 구간을 보수하기 위한 로봇팔을 포함하며, 상기 USBL(Ultra Short BaseLine) 트랜스폰더(125)는 잠수정(무인잠수정)의 수중 위치를 추적한다. 그리고 상기 이미징 소나(또는 이미지 소나)(126)는 초음파를 이용하여 수중의 상황을 스캔하여 이미지로 출력한다.The camera unit 121 photographs an image of the front or surroundings through an unmanned submersible, and the lighting unit 122 illuminates a direction to be photographed through the camera unit 121, and the hydrophone (or hydrophone) 123 ) Detects sound generated in an abnormal section of an underwater facility (eg, submarine cable, bridge, oil pipe, etc.), and the tong unit 124 includes a robot arm for repairing an abnormal section of the underwater facility, and the USBL (Ultra Short BaseLine) Transponder 125 tracks the underwater position of submersibles (unmanned submersibles). The imaging sonar (or image sonar) 126 scans the underwater situation using ultrasound and outputs the image.

특히 상기 이미징 소나(또는 이미지 소나)(126)는 시야가 탁해 상기 카메라부(121)의 카메라를 이용할 수 없을 경우, 및 수중의 암석이 많은 지역을 이동할 때 세밀한 지형의 스캔이 가능하여 충돌 사고를 방지할 수 있도록 하며, 음파를 이용해 형상화된 이미지를 데이터베이스화 함으로써 체계적이고 효율적으로 유지보수 작업을 수행할 수 있도록 한다.In particular, the imaging sonar (or image sonar) 126 has a poor field of view, and when the camera of the camera unit 121 cannot be used, and when moving in an area where there is a lot of rock underwater, it is possible to scan a fine terrain and thus encounter a collision accident. It can be prevented, and the maintenance of the maintenance work can be done by using the sound wave as a database of the image.

상기 스크류부(130)는 무인잠수정을 특정 방향으로 이동시키거나 자세를 조정하기 위한 복수의 각 스크류(스크류1 ~ 스크류6)를 구동한다. 이에 따라 상기 각 스크류(스크류1 ~ 스크류6)는 무인잠수정의 일 측(예 : 정면, 측면, 후면 등)에 각기 설치된다. 또한 상기 각 스크류(스크류1 ~ 스크류6)를 구동하기 위한 모터 구동부(모터 구동부1 ~ 모터 구동부6)가 각기 대응된다. 다만 상기 스크류부(130)의 스크류 및 모터 구동부의 개수는 조정될 수 있다.The screw unit 130 drives a plurality of screws (screws 1 to 6) to move the unmanned submersible in a specific direction or to adjust the posture. Accordingly, each of the screws (screws 1 to 6) is installed on one side of the unmanned submersible (eg, front, side, rear, etc.). In addition, the motor driving unit (motor driving unit 1 to motor driving unit 6) for driving the respective screws (screws 1 to 6) correspond to each other. However, the number of screws and the motor driving unit of the screw unit 130 may be adjusted.

상기 통합운영 제어부(140)는 선상통제기(200)와 통신하며, 복수의 센서를 통해 검출된 수중(또는 해저)의 상황 및 감시 대상물에 대한 정보를 전달하거나, 무인잠수정의 이동과 감시 및 보수에 관련된 제어 명령을 수신한다.The integrated operation control unit 140 communicates with the onboard controller 200 and transmits information on the underwater (or subsea) situation and monitoring targets detected through a plurality of sensors, or moves and monitors and repairs the unmanned submersible. Receive related control commands.

상기 잠수정 제어부(150)는 무인잠수정의 이동과 자세 제어에 관련된 제어를 수행하며, 상기 선상통제기(200)로부터 제어 명령을 수신한다. The submersible controller 150 performs control related to the movement and attitude control of the unmanned submersible, and receives a control command from the ship controller 200.

이때 상기 통합운영 제어부(140)와 상기 잠수정 제어부(150)는 메인 제어부와 서브 제어부로서 기능할 수도 있다.In this case, the integrated operation control unit 140 and the submersible control unit 150 may function as a main control unit and a sub control unit.

상기 전원부(160)는 상기 선상통제기(200)로부터 무인잠수정(100)에 인가되는 전원(예 : DC300V)을 무인잠수정(100)의 구동에 필요한 전원(예 : 12~24V, 12~20V 등)으로 변환하여 인가한다.The power supply unit 160 is a power supply (for example, 12 ~ 24V, 12 ~ 20V, etc.) required to drive the power supply (for example, DC300V) applied to the unmanned submersible 100 from the onboard controller 200 (100) Convert to and apply.

상기 통신부(170)는 상기 선상통제기(200)와 상기 이미징 소나(126)를 POE(Power Of Ethernet) 방식으로 연결하여, 초음파를 이용하여 검출한 수중의 상황 이미지를 상기 선상통제기(200)에 출력한다.The communication unit 170 connects the onboard controller 200 and the imaging sonar 126 in a POE (Power Of Ethernet) method, and outputs an underwater situation image detected using ultrasonic waves to the onboard controller 200. do.

한편 상기 통합운영 제어부(140)와 잠수정 제어부(150), 및 상기 선상통제기(200) 간에는 다른 통신 방식(예 : RS485)으로 통신하여 제어 명령, 센서 정보, 및 영상 데이터 등을 송수신한다.Meanwhile, the integrated operation controller 140, the submersible controller 150, and the ship controller 200 communicate with each other by a different communication method (eg, RS485) to transmit and receive control commands, sensor information, and image data.

도 2는 상기 도 1에 있어서, 무인잠수정과 통신하는 선상통제기의 개략적인 구성을 설명하기 위하여 보인 예시도로서, 상기 선상통제기(200)는 잠수정(무인잠수정)에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치, 무인잠수정의 동작을 원격 제어하기 위한 조종기, 상기 이미징 소나(또는 이미지 소나)(126)를 통해 스캔한 수중 이미지를 처리하는 이미지 소나 컴퓨터, 잠수정(무인잠수정)의 상태 검출 및 정상 상태를 유지하기 위한 상태 제어를 수행하는 무인잠수정 제어검퓨터, 및 상기 잠수정(무인잠수정)에서 검출된 정보(예 : 센싱 정보, 영상 정보 등) 및 상태 정보를 전체적으로 출력하여 감시할 수 있도록 하는 외부 모니터를 포함한다.2 is an exemplary view shown to explain a schematic configuration of the onboard controller communicating with the unmanned submersible in FIG. 1, wherein the onboard controller 200 is a power supply device for supplying power to a submersible (unmanned submersible). A remote controller for remotely controlling the operation of an unmanned submersible, an image sonar computer processing an underwater image scanned through the imaging sonar (or image sonar) 126, and detecting and maintaining a normal state of a submersible (unmanned submersible) An unmanned submersible control inspection computer for performing a state control for the purpose, and an external monitor to monitor and output the information (eg, sensing information, image information, etc.) and status information detected in the submersible (unmanned submersible) as a whole.

그리고 상기 선상통제기(200)와 수중의 무인잠수정(100)은 케이블(Tether)을 통해 전원 및 통신이 연결된다.In addition, the ship controller 200 and the underwater unmanned submersible 100 are connected to the power and communication through a cable (Tether).

도 3은 상기 도 1에 있어서, 무인잠수정을 운영하여 해저케이블을 점검하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 3 is an exemplary view for explaining a method of checking a submarine cable by operating an unmanned submersible in FIG. 1.

도 3에 도시된 바와 같이, 순시선박 내의 선상통제기(200)와 무인잠수정(100)은 케이블(Tether)을 통해 전원 및 통신이 연결되며, 수심과 위치를 보다 정확하게 측정하기 위하여 상기 케이블(Tether)이 중량물(Clamp Weight)에 결합되어 수직 방향(또는 직하 방향)으로 내려진다. As shown in FIG. 3, the on-line controller 200 and the unmanned submersible 100 in the instant ship are connected to a power source and a communication through a cable, and the cable to more accurately measure the depth and position of the cable (Tether). It is coupled to this clamp weight and lowered in the vertical direction (or the direct direction).

상기 무인잠수정(100)은 상기 케이블(Tether)에 연결된 상태에서 측면으로 이동하여 대상물(예 : 해저케이블)을 감시한다. The unmanned submersible 100 is moved to the side in the state connected to the cable (Tether) to monitor the object (eg submarine cable).

이때 상기 무인잠수정(100)의 정확한 수중 위치를 추적하기 위하여 USBL 트랜스폰더(125)가 상기 무인잠수정(100)의 본체 및 중량물(Clamp Weight)의 끝단에 설치된다. 그리고 상기 순시선박의 하부에는 USBL 트랜시버가 설치될 수 있다.At this time, the USBL transponder 125 is installed at the end of the main body and the clamp weight of the unmanned submersible 100 in order to track the exact underwater position of the unmanned submersible 100. In addition, a USBL transceiver may be installed below the instantaneous ship.

상기와 같이 본 실시예에 따른 무인잠수정(100)은 선박의 선상통제기(200)에서 원격 조종하게 되며, 지정된 수심(예 : 200m) 이내의 수중에서 해저케이블, 보호시설, 및 수중 구조물 등의 조사에 활용할 수 있도록 한다.As described above, the unmanned submersible 100 according to the present embodiment is remotely controlled by the ship's ship controller 200, and surveys submarine cables, protection facilities, and underwater structures in the water within a specified depth (for example, 200m). To be utilized.

또한 기본적으로 설치되는 복수의 센서(111 ~ 116) 이외에 추가로 설치되는 하이드로폰(123) 및 집게부(124)(예 : Manipulator(로봇팔) 등)를 이용해 수중 시설물의 고장 위치 확인 및 원인 조사를 포함한 다양한 유지보수 업무에 활용할 수 있도록 한다.In addition, by using a hydrophone 123 and tongs 124 (for example, a manipulator (robot arm), etc.) installed in addition to the plurality of sensors 111 to 116 that are basically installed, the location and failure investigation of the underwater facility It can be used for various maintenance tasks, including.

예컨대 상기 무인잠수정(100)은 해저케이블 뿐만 아니라 해상풍력의 구조물 등 수중 구조물의 시공과 감리, 유지 보수에도 활용하여 수중 시설물에 대한 시공품질 향상과 안전사고를 예방할 수 있도록 하는 효과가 있다.For example, the unmanned submersible 100 is effective to prevent construction accidents and to improve construction quality for underwater facilities by utilizing not only submarine cables but also construction and supervision and maintenance of underwater structures such as offshore wind power structures.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible for those skilled in the art to which the art pertains. I will understand the point. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.

111 : 누수 센서 112 : 전압 센서
113 : 전류 센서 114 : 온/습도 센서
115 : 관성(IMU)센서 116 : 압력(수심)센서
121 : 카메라부 122 : 조명부
123 : 하이드로폰 124 : 집게부
125 : USBL 트랜스폰더 126 : 이미징 소나
130 : 스크류부 140 : 통합운영 제어부
150 : 잠수정 제어부 160 : 전원부
170 : 통신부111: leakage sensor 112: voltage sensor
113: current sensor 114: temperature / humidity sensor
115: inertial (IMU) sensor 116: pressure (depth) sensor
121: camera unit 122: lighting unit
123: hydrophone 124: tongs
125: USBL transponder 126: imaging sonar
130: screw unit 140: integrated operation control unit
150: submersible control unit 160: power unit
170: communication unit

Claims (5)

수중의 정보를 센싱하기 위한 복수의 센서;
무인잠수정을 통해 전방이나 주변의 영상을 촬영하는 카메라부;
상기 카메라부를 통해 촬영할 방향을 조명하는 조명부;
수중 시설물의 이상 구간에서 발생하는 소리를 탐지하는 하이드로폰;
상기 수중 시설물의 이상 구간을 보수하기 위한 로봇팔을 포함하는 집게부;
상기 무인잠수정의 수중 위치를 추적하는 USBL(Ultra Short BaseLine) 트랜스폰더;
초음파를 이용해 수중의 상황을 이미지 형태로 출력하는 이미징 소나;
상기 무인잠수정을 특정 방향으로 이동시키거나 자세를 조정하기 위한 복수의 스크류를 포함하는 스크류부;
선상통제기와 통신하며, 복수의 센서를 통해 검출된 수중의 상황 및 감시 대상물에 대한 정보를 전달하거나, 무인잠수정의 이동과 감시 및 보수에 관련된 제어 명령을 수신하는 통합운영 제어부;
상기 무인잠수정의 이동과 자세 제어에 관련된 제어를 수행하며, 상기 선상통제기로부터 제어 명령을 수신하는 잠수정 제어부;
상기 선상통제기로부터 무인잠수정에 인가되는 전원을 무인잠수정의 구동에 필요한 레벨의 전원으로 변환하는 전원부; 및
상기 선상통제기와 상기 이미징 소나를 POE(Power Of Ethernet) 방식으로 연결하여, 초음파를 이용하여 검출한 수중의 상황 이미지를 상기 선상통제기에 출력하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중시설 감시용 무인잠수정.
A plurality of sensors for sensing information in the water;
Camera unit for taking a picture of the front or surroundings through the unmanned submersible;
An illumination unit for illuminating a direction to be photographed through the camera unit;
Hydrophone for detecting the sound generated in the abnormal section of the underwater facility;
Forceps unit including a robot arm for repairing the abnormal section of the underwater facility;
Ultra Short BaseLine (USBL) transponder for tracking the underwater position of the unmanned submersible;
Imaging sonar outputting the underwater situation in the form of an image using the ultrasound;
A screw unit including a plurality of screws for moving the unmanned submersible in a specific direction or adjusting a posture;
An integrated operation control unit communicating with the onboard controller and transferring information about the underwater situation and the monitored object detected through the plurality of sensors, or receiving control commands related to the movement, monitoring and repair of the unmanned submersible;
A submersible controller which performs control related to movement and attitude control of the unmanned submersible, and receives a control command from the ship controller;
A power supply unit for converting the power applied to the unmanned submersible from the ship controller into a power of a level required for driving the unmanned submersible; And
And a communication unit for connecting the ship controller with the imaging sonar in a POE (Power Of Ethernet) method, and outputting an underwater situation image detected using ultrasonic waves to the ship controller. Submersible.
제 1항에 있어서,
상기 통합운영 제어부와 잠수정 제어부, 및 상기 선상통제기는,
제어 명령, 센서 정보, 및 영상 데이터를 송수신하기 위한 통신 방식으로서, RS485 통신 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중시설 감시용 무인잠수정.
The method of claim 1,
The integrated operation control unit and the submersible control unit, and the ship control unit,
An unmanned submersible for monitoring an underwater facility, comprising a RS485 communication method as a communication method for transmitting and receiving control commands, sensor information, and image data.
제 1항에 있어서, 상기 복수의 센서는,
무인잠수정의 누수 검출을 위한 누수 센서; 전압 및 전류 검출을 위한 전압 센서 및 전류 센서; 온/습도 검출을 위한 온/습도 센서; 잠수정의 자세 검출을 위한 관성 센서; 및 수심에 따른 압력을 검출하기 위한 압력 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중시설 감시용 무인잠수정.
The method of claim 1, wherein the plurality of sensors,
A leak sensor for leak detection of an unmanned submersible; Voltage sensors and current sensors for voltage and current detection; Temperature / humidity sensors for temperature / humidity detection; An inertial sensor for detecting the attitude of the submersible; And a pressure sensor for detecting pressure according to water depth.
제 1항에 있어서, 상기 스크류부는,
적어도 하나 이상의 스크류를 무인 잠수정의 정면, 측면, 및 후면에 각기 설치되고, 상기 각 스크류를 구동하기 위한 모터 구동부가 각기 대응되어 설치되는 것을 특징으로 하는 수중시설 감시용 무인잠수정.
The method of claim 1, wherein the screw portion,
The unmanned submersible for monitoring the underwater facility, characterized in that at least one or more screws are respectively installed on the front, side, and rear of the unmanned submersible, and a motor driving unit for driving the respective screws is installed correspondingly.
제 1항에 있어서, 순시선박 내의 상기 선상통제기와 무인잠수정은,
케이블(Tether)을 통해 전원 및 통신이 연결되며,
수심과 위치를 정확하게 측정하기 위하여, 상기 케이블(Tether)이 중량물(Clamp Weight)에 결합되어 수직 방향으로 내려지며,
상기 무인잠수정이 상기 케이블(Tether)에 연결된 상태에서 측면으로 이동하여 대상물을 감시하게 하며,
상기 무인잠수정의 수중 위치를 추적하기 위하여, USBL 트랜스폰더가 상기 무인잠수정의 본체 및 중량물의 끝단에 설치되며, 상기 순시선박의 하부에 USBL 트랜시버가 설치되는 것을 특징으로 하는 수중시설 감시용 무인잠수정.The shipboard control and unmanned submersible in an instant ship,
Power and communication are connected through a cable,
In order to accurately measure the depth and position, the cable is coupled to the clamp weight and lowered in the vertical direction.
The unmanned submersible moves to the side while connected to the cable (Tether) to monitor the object,
In order to track the underwater position of the unmanned submersible, the USBL transponder is installed at the end of the main body and the weight of the unmanned submersible, unmanned submersible for underwater facilities monitoring, characterized in that the USBL transceiver is installed in the lower portion of the instant ship.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102117488B1 (en) 2019-12-10 2020-06-02 우리기술 주식회사 High resolution sonar mounting type unmanned investigation system for searching of victims and disaster action of underwater structure
CN111596333A (en) * 2020-06-05 2020-08-28 鹏城实验室 Underwater positioning navigation method and system
CN111625009A (en) * 2020-06-05 2020-09-04 上海中车艾森迪海洋装备有限公司 Automatic motion control method and device for underwater robot in laying and recycling processes
KR102356671B1 (en) * 2020-07-24 2022-02-07 대양전기공업 주식회사 Solar charging system for underwater robots
KR102402703B1 (en) * 2020-12-07 2022-05-26 부산대학교 산학협력단 Apparatus for diver assistance underwater drone and method for tracing diver thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102117488B1 (en) 2019-12-10 2020-06-02 우리기술 주식회사 High resolution sonar mounting type unmanned investigation system for searching of victims and disaster action of underwater structure
CN111596333A (en) * 2020-06-05 2020-08-28 鹏城实验室 Underwater positioning navigation method and system
CN111625009A (en) * 2020-06-05 2020-09-04 上海中车艾森迪海洋装备有限公司 Automatic motion control method and device for underwater robot in laying and recycling processes
CN111625009B (en) * 2020-06-05 2021-06-25 上海中车艾森迪海洋装备有限公司 Automatic motion control method and device for underwater robot in laying and recycling processes
KR102356671B1 (en) * 2020-07-24 2022-02-07 대양전기공업 주식회사 Solar charging system for underwater robots
KR102402703B1 (en) * 2020-12-07 2022-05-26 부산대학교 산학협력단 Apparatus for diver assistance underwater drone and method for tracing diver thereof

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