KR20200047182A - 광통신을 이용한 수중 로봇 - Google Patents

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KR20200047182A
KR20200047182A KR1020180129310A KR20180129310A KR20200047182A KR 20200047182 A KR20200047182 A KR 20200047182A KR 1020180129310 A KR1020180129310 A KR 1020180129310A KR 20180129310 A KR20180129310 A KR 20180129310A KR 20200047182 A KR20200047182 A KR 20200047182A
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Abstract

광통신을 이용한 수중 로봇이 제시된다. 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은, 선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공하는 선단부; 상기 선체의 자세를 제어하는 자세 제어부; 상기 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성되는 항법 제어부; 상기 선체의 속도를 계측하는 센서부; 및 상기 선체의 타측에 구성되어 상기 선체에 추진력을 제공하는 추진부를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부 중 적어도 어느 둘 이상에는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다.

Description

광통신을 이용한 수중 로봇{UNDERWATER ROBOT USING OPTICAL COMMUNICATION}
아래의 실시예들은 광통신을 이용한 수중 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇에 관한 것이다.
일반적으로 수중 로봇에서 무인 잠수정은 크게 원격 조종 무인 잠수정 (Romotely Operated Vehicle, ROV)과 자율 무인 잠수정(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)으로 분류할 수 있다.
원격 조종 무인 잠수정(ROV)는 모선과 연결된 케이블을 통하여 운용에 필요한 전원을 공급받고 제어 신호를 통하여 조종되는 무인 잠수정이며, 자율 무인 잠수정(AUV)는 운용에 필요한 전원을 공급할 배터리를 내장하고 모선과의 케이블 연결 없이 설계된 프로그램에 의하여 스스로 움직이는 무인 잠수정이다. 원격 조종 무인 잠수정(ROV)는 함체의 움직임뿐만 아니라 해양 샘플의 수집을 위하여 장착된 로봇팔의 움직임까지 모선에서 조종되는 반면, 자율 무인 잠수정(AUV)는 RF 통신과 같은 다양한 무선 통신을 통하여 작전 시작시 전달된 임무를 고도의 자율성(autonomy)을 가지고 스스로 실행해야 하기 때문에 더 많은 전자장치를 필요로 하며, 그러므로 더 높은 차원의 제어가 필요하다.
또한, 자율 무인 잠수정(AUV)는 프로펠러 추진기를 사용하여 운용되는 전통적인 자율 무인 잠수정과, 일반적인 무인 잠수정과 달리 부력 조절 장치를 이용하여 추진력을 얻는 수중 글라이더로 분류될 수 있다.
한편, 이러한 수중 로봇은 추진부, 센서부, 자세 제어부 그리고 제어부 간의 전력공급과 신호전달은 고가의 방수용 케이블을 사용한다. 케이블은 암수로 구성되며 방수를 위해 매우 빡빡하게 구성되어 삽입이 용이하지 않아 이들의 결합과 분리가 용이하지 않을 뿐 아니라, 항상 주변의 물에 노출되어 결합 및 분리 시에 물이 침입할 가능성이 높다.
한국공개특허 10-2009-0015248호는 이러한 소형 자율무인잠수정 테스트베드에 관한 것으로, 일련의 유사 AUV(Autonomous Underwater Vehicle)들에 대한 표준 전형으로서의 역할을 수행하기 위한 소형 자율무인잠수정 테스트베드에 관한 기술을 기재하고 있다.
한국공개특허 10-2009-0015248호
실시예들은 광통신을 이용한 수중 로봇에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇에 관한 기술을 제공한다.
실시예들은 수중 로봇의 각 구성을 모듈화하고 모듈화된 각 구성 간에 광통신 모듈을 통해 통신함으로써, 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공하는데 있다.
또한, 실시예들은 외부와 광통신에 의해 정보를 송수신함으로써, 침수 문제를 해결할 수 있는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은, 선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공하는 선단부; 상기 선체의 자세를 제어하는 자세 제어부; 상기 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성되는 항법 제어부; 상기 선체의 속도를 계측하는 센서부; 및 상기 선체의 타측에 구성되어 상기 선체에 추진력을 제공하는 추진부를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부 중 적어도 어느 둘 이상에는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다.
상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부는 각각 모듈화되어, 상기 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납될 수 있다.
상기 자세 제어부는, 피칭 자세 또는 롤 자세를 제어할 수 있다.
상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부는, 각각 무선 충전이 가능한 무선 충전 배터리를 포함할 수 있다.
상기 항법 제어부는, 수중에서 사용되는 센서로부터 계측된 정보를 저장하는 메모리; 상기 메모리에 저장된 정보를 내부에서 회수하기 위해 상기 선체의 벽면에 구성되는 광통신 모듈; 및 외부와 무선으로 연결되어 상기 메모리에 저장된 정보를 송신하거나 외부로부터 상기 선체를 제어하기 위한 명령을 수신하는 외부 통신부를 포함할 수 있다.
상기 항법 제어부의 외부 통신부는, 상기 항법 제어부의 선체 벽면에 광통신 입출력부가 설치되어 상기 메모리에 저장된 정보를 무선을 통해 외부와 통신하여 송신하고, 상기 선체를 제어하기 위한 명령을 수신할 수 있다.
상기 선단부와 상기 자세 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 선단부와 상기 자세 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 선단부 및 상기 자세 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다.
상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다.
상기 항법 제어부와 상기 추진부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 항법 제어부와 상기 추진부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 광통신에 의해 상기 항법 제어부의 제어 시스템에서 상기 추진부의 추진기로 제어 신호를 송신하고, 상기 추진부의 추진기에서 상기 항법 제어부의 제어 시스템으로 추진기의 속도 신호를 송신할 수 있다.
상기 센서부와 상기 항법 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 센서부와 상기 항법 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 센서부와 상기 항법 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다.
다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은, 선체에 구성되어 센서 정보를 제공하는 센서부; 상기 선체의 이동을 위한 제어 및 내부 제어를 위한 제어부; 및 상기 선체에 추진력을 제공하는 추진부를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 상기 센서부, 상기 제어부 및 상기 추진부는 각각 모듈화되어 상기 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납되며, 격납 분리판에 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다.
실시예들에 따르면 수중 로봇의 각 구성을 모듈화하고 모듈화된 각 구성 간에 광통신 모듈을 통해 통신함으로써, 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공할 수 있다.
또한, 실시예들에 따르면 외부와 광통신에 의해 정보를 송수신함으로써, 침수 문제를 해결할 수 있는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇을 내부 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇의 내부 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇의 내부 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(100)은 선체의 전방부(10), 선체의 본체부(20) 및 선체의 후방부(30)를 포함하여 이루어질 수 있다.
선체의 전방부(10)는 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공할 수 있으며, 선체의 본체부(20)는 선체의 이동을 위한 제어 및 내부 제어를 위한 제어 시스템이 구성될 수 있다. 그리고 선체의 후방부(30)는 선체에 추진력을 제공하는 추진장치 및 날개 등이 구성될 수 있다.
이러한 선체는 섬유강화수지(FRP, fiber reinforced plastic) 등과 같이 높은 내식성을 가지면서도 깊은 수심에서 변형/파손 없이 외형을 유지할 수 있는 고강도의 소재로 구비됨이 바람직하다.
광통신을 이용한 수중 로봇(100)의 구조는 분리 가능한 다수 개의 마디(Segment)로 연결되어 구획 분할 및 장비의 탑재가 가능하도록 형성된 모듈(Module)형으로 구성될 수 있다. 이러한 모듈형 내압 선체는 장거리 운송시에도 중장비가 필요 없는 편리함을 가지고 있다.
광통신을 이용한 수중 로봇(100)의 내압 선체는 어뢰를 닮은 모양으로 형성되어 내부 구조는 복수의 마디로 형성되어 있으며, 각각의 마디는 여러 가지 장비를 대기압 상태로 담고 있는 알루미늄 합금 재질의 압력용기와 상기 압력용기를 지지하면서 마디를 형성하는 알루미늄 합금 재질의 프레임 및 부력을 얻고 외형을 구성하는 복합재료 재질의 부력재로 이루어질 수 있다.
이러한 광통신을 이용한 수중 로봇(100)는 큰 하나의 압력용기 대신 작은 여러 개의 압력용기를 사용함으로써, 전체적으로 크기와 무게를 줄임과 동시에 해저탐사 목적에 따라 장비의 가감이 필요한 경우 해당 장비를 담은 마디를 쉽게 가감하여 사용할 수 있는 모듈형 구조를 채택할 수 있다.
아래에서 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇의 내부 구조를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇을 내부 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(100)은 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)를 포함하여 이루어질 수 있다.
선단부(Nose Cone, 110)는 선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공할 수 있다. 여기서 선단부(110)는 무선으로 전원을 충전하며 수중 로봇의 진행 시에 장애물이나 지면의 정보를 주는 알리미터나 수중 화면 촬영이 가능한 스캐너 소나(Side Scan Sonar)와 같은 센서가 설치될 수 있다.
자세 제어부(120)는 선체의 자세를 제어할 수 있으며, 예컨대 수중 로봇의 피칭 자세와 롤 자세를 제어할 수 있다.
항법 제어부(140)는 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성될 수 있다. 이러한 항법 제어부(140)는 수중에서 사용되는 여러 센서로부터 계측된 정보를 저장하는 메모리가 내장되고, 이 기록된 메모리의 정보를 수중 로봇으로 회수하기 위해 수중 로봇의 선체 벽면에 광통신 모듈을 설치하여 메모리 내의 정보를 수중 로봇의 외부로 통신하여 보내거나 수중 로봇의 제어를 위해 새로운 명령을 수중 로봇으로 보내는 광통신 입출력 장치를 구비할 수 있다.
한편, 격납된 각 구성에 수중 로봇의 밸런스를 유지하기 위해 에너지를 많이 필요로 하는 자세 제어부(120)와 항법 제어부(140)에 배터리를 각각 배치할 수 있다.
센서부(130)는 선체의 속도를 계측할 수 있다. 예컨대, 센서부(130)는 속도를 계측하는 DVL(Doppler Velocity Logger)을 포함할 수 있다.
추진부(150)는 선체의 타측에 구성되어 선체에 추진력을 제공할 수 있다. 예를 들어 추진부(150)는 수중으로 노출되는 프로펠러와 상기 프로펠러를 회전시키는 구동모터를 포함할 수 있다.
선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)는 각각 모듈화되어, 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납될 수 있다. 여기서, 선체는 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)을 각각의 모듈 혹은 적어도 둘 이상의 조합적인 모듈로 구성하고 독립적인 내압 용기 내에 구성할 수 있다. 이 때 각 모듈의 내압 용기는 필요한 양의 배터리를 내장할 수 있다. 이에 따라 각 모듈 간에 전력선의 연결은 불필요하다.
각 모듈 간에는 선체를 원하는 경로로 구동하기 위해서는 센서부(130)로부터의 신호를 항법 제어부(140)에서 받아 추진부(150)나 자세 제어부(120)에 실시간으로 신호를 전송해야 한다. 이러한 신호의 입출력은 저가이고 설치 규모가 작고 용이한 LED 통신 모듈을 이용하여 구성할 수 있다.
다시 말하면, 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150) 중 적어도 어느 둘 이상에는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다. 즉, 수중 로봇의 구조를 이루는 각 구성 간에 정보 전달을 위한 전기신호를 제공하는 전선이나 커넥터 없이 광무선 통신으로 정보를 송수신할 수 있다.
이에 따라 운행을 마친 수중 로봇을 수상으로 끌어올려 재충전할 필요가 없으며 수중에서 자동으로 충전되어 운용이 용이하다.
그리고, 수중 로봇이 수중에서 수집한 정보를 회수하기 위해서 수중 로봇의 일부를 개봉하여 수중 로봇 내의 설치된 메모리를 회수하거나 내부 메모리에 전선을 이용하여 통신으로 수중 정보를 회수할 때 발생하는 불편함을 개선할 수 있다.
또한, 수중 로봇의 일부를 개봉하지 않고 광통신 단자를 이용하여 고속으로 수중 정보 회수나 제어 명령을 송수신함으로써, 수중 로봇의 장치 내에 물이 유입되어 쇼트로 인해 정보를 소실하는 문제를 개선할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(100)의 내부 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(100)은 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150) 중 적어도 어느 둘 이상에는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다. 특히, 선단부(110), 자세 제어부(120), 항법 제어부(140), 센서부(130) 및 추진부(150)는 각각 모듈화되어, 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납될 수 있다.
선단부(110)는 선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공할 수 있다. 선단부(110)는 무선으로 전원을 충전하며 수중 로봇의 진행 시에 장애물이나 지면의 정보를 주는 알리미터나 스캐너 소나와 같은 센서가 설치될 수 있다.
자세 제어부(120)는 선체의 자세를 제어할 수 있다. 예를 들어, 자세 제어부(120)는 피칭 자세 또는 롤 자세를 제어할 수 있다.
이러한 자세 제어부(120)는 배터리를 포함할 수 있다. 특히, 자세 제어부(120)는 무선 충전이 가능한 무선 충전 배터리를 포함할 수 있다. 이와 같이 무선 충전 배터리를 사용하는 경우, 수중 로봇의 회수 후에 배터리의 충전을 위해 수중 로봇을 개봉하지 않고 충전할 수 있다.
선단부(110)와 자세 제어부(120)는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 선단부(110)와 자세 제어부(120) 사이의 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 선단부(110) 및 자세 제어부(120) 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다.
항법 제어부(140)는 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성될 수 있으며, 항법 시스템 및 제어 시스템을 방수 격납할 수 있다.
그리고 항법 제어부(140)는 배터리를 포함할 수 있다. 특히, 항법 제어부(140)는 무선 충전이 가능한 무선 충전 배터리를 포함할 수 있다. 이와 같이 무선 충전 배터리를 사용하는 경우, 수중 로봇의 회수 후에 배터리의 충전을 위해 수중 로봇을 개봉하지 않고 충전할 수 있다.
항법 제어부(140)는 마이크로프로세서를 포함하는 부분으로 이의 에너지 필요용량을 계산하여 독립적인 모듈로 구성하여 내압 용기로 구성된 수중 로봇의 한 격자에 배터리와 같이 구성하거나 가능하면 센서부(130) 및 자세 제어기와 같이 한 대의 내압 용기 내에 모듈로 구성할 수도 있다.
또한, 항법 제어부(140)는 메모리, 광통신 모듈 및 외부 통신부를 포함하여 이루어질 수 있다.
메모리는 수중에서 사용되는 복수의 센서로부터 계측된 정보를 저장할 수 있고, 광통신 모듈은 메모리에 저장된 정보를 내부에서 회수하기 위해 선체의 벽면에 구성될 수 있다. 그리고 외부 통신부는 외부와 무선으로 연결되어 메모리에 저장된 정보를 송신하거나 외부로부터 선체를 제어하기 위한 명령을 수신할 수 있다.
특히, 외부 통신부는 항법 제어부(140)의 선체 벽면에 광통신 입출력부가 설치되어 메모리에 저장된 정보를 무선을 통해 외부와 통신하여 송신하고, 선체를 제어하기 위한 명령을 수신할 수 있다. 수중 로봇의 선체 벽면에 설치되는 광통신 입출력부를 이용함으로써, 항법 제어부(140) 내의 정보를 저장하는 메모리를 수중 로봇 외부로 개봉 없이 무선으로 수중 로봇의 외부로 통신하여 보내고 수중 로봇의 제어를 위해 새로운 명령을 수중 로봇으로 입력할 수 있다.
자세 제어부(120) 및 항법 제어부(140)는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 자세 제어부(120) 및 항법 제어부(140) 사이의 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 자세 제어부(120) 및 항법 제어부(140) 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다.
센서부(130)는 선체의 속도를 계측할 수 있다. 예컨대, 센서부(130)는 속도를 계측하는 DVL을 포함할 수 있다. 또한, 센서부(130)는 IMU, GPS, 압력센서 등을 더 포함할 수 있다. 이에, 센서부(130)는 DVL, IMU, GPS, 및 압력센서 등을 구동하기 위해 전력이 필요하다. 이들을 같은 내압 용기 내에 넣거나 자세 제어부(120) 내에 같이 한 개의 내압 용기에 한 개의 모듈로 구성할 수 있다.
이 때, 센서부(130)는 센서 구동에 필요한 에너지를 계산하여 배터리를 같이 포함할 수 있다.
센서부(130)와 항법 제어부(140)는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 센서부(130)와 항법 제어부(140) 사이의 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 센서부(130)와 항법 제어부(140) 간에 광통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다.
추진부(150)는 선체의 타측에 구성되어 선체에 추진력을 제공할 수 있다. 가장 많은 에너지를 소모하는 추진부(150)는 구동모터를 기반으로 선체가 항행할 수 있도록 구성되며, 구동모터에 연결된 프로펠러를 회전시켜 선체를 이동시킬 수 있다.
이 때, 추진부(150)의 추진에 필요한 에너지를 계산하여 필요한 양의 배터리를 포함하여 내압 용기에 한 개의 모듈로 구성할 수 있다.
항법 제어부(140)와 추진부(150)는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 항법 제어부(140)와 추진부(150) 사이의 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 광통신에 의해 항법 제어부(140)의 제어 시스템에서 추진부(150)의 추진기로 제어 신호를 송신하고, 추진부(150)의 추진기에서 항법 제어부(140)의 제어 시스템으로 추진기의 속도 신호를 송신할 수 있다.
기존의 수중 로봇의 경우 추진부(150), 센서부(130), 자세 제어부(120) 그리고 제어부 간의 전력 공급과 신호 전달을 위해 고가의 방수용 케이블을 사용하였으나, 케이블은 암수로 구성되며 방수를 위해 매우 빡빡하게 구성되어 삽입이 용이하지 않아 이들의 결합과 분리가 용이하지 않으며, 항상 주변의 물에 노출되어 결합 및 분리 시에 물이 침입할 가능성이 높다.
본 실시예들은 이러한 문제점을 해결하기 위해 수중 로봇의 각 구성을 복수의 모듈로 구성하고, 각 모듈 내의 배터리의 충전을 인덕션 형태의 비접촉식으로 하여 케이블 사용을 제거하였으며, 밀폐된 LED 통신을 이용하여 결합 및 분리 시 침수의 문제를 해결할 수 있다.
따라서 궁극적으로 무방수 케이블 시스템으로 비용을 줄이고 운용이 매우 용이하다.
도 4는 다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇의 내부 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇(200)은 선체에 구성되어 센서 정보를 제공하는 센서부(210), 선체의 이동을 위한 제어 및 내부 제어를 위한 제어부(220), 및 선체에 추진력을 제공하는 추진부(230)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 센서부(210), 제어부(220) 및 추진부(230)는 각각 모듈화되어 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납되며, 격납 분리판에 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결될 수 있다. 여기서, 다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은 선단부를 더 포함할 수 있으며, 제어부(220)는 자세 제어부 및 항법 제어부를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇은 앞에서 설명한 일 실시예에 따른 광통신을 이용한 수중 로봇과 그 구성이 중복되어 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같이, 실시예들에 따르면 수중 로봇의 각 구성을 모듈화하고 모듈화된 각 구성 간에 광통신 모듈을 통해 통신함으로써 커넥터의 사용이 필요 없는 광통신을 이용한 수중 로봇을 제공할 수 있다. 또한, 외부와 광통신에 의해 정보를 송수신함으로써 침수 문제를 해결할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 선체의 전방부에 구성되어 외부의 장애물 또는 지면 정보를 제공하는 선단부;
    상기 선체의 자세를 제어하는 자세 제어부;
    상기 선체의 이동을 위한 항법을 제공하는 항법 시스템 및 제어 시스템이 구성되는 항법 제어부;
    상기 선체의 속도를 계측하는 센서부; 및
    상기 선체의 타측에 구성되어 상기 선체에 추진력을 제공하는 추진부
    를 포함하고,
    상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부 중 적어도 어느 둘 이상에는 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결되는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선단부, 상기 자세 제어부, 상기 항법 제어부, 상기 센서부 및 상기 추진부는 각각 모듈화되어, 상기 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납되는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자세 제어부는,
    피칭 자세 또는 롤 자세를 제어하는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부는,
    각각 무선 충전이 가능한 무선 충전 배터리를 포함하는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 항법 제어부는,
    수중에서 사용되는 센서로부터 계측된 정보를 저장하는 메모리;
    상기 메모리에 저장된 정보를 내부에서 회수하기 위해 상기 선체의 벽면에 구성되는 광통신 모듈; 및
    외부와 무선으로 연결되어 상기 메모리에 저장된 정보를 송신하거나 외부로부터 상기 선체를 제어하기 위한 명령을 수신하는 외부 통신부
    를 포함하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 항법 제어부의 외부 통신부는,
    상기 항법 제어부의 선체 벽면에 광통신 입출력부가 설치되어 상기 메모리에 저장된 정보를 무선을 통해 외부와 통신하여 송신하고, 상기 선체를 제어하기 위한 명령을 수신하는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 선단부와 상기 자세 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 선단부와 상기 자세 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 선단부 및 상기 자세 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신하는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 자세 제어부 및 상기 항법 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신하는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 항법 제어부와 상기 추진부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 항법 제어부와 상기 추진부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 광통신에 의해 상기 항법 제어부의 제어 시스템에서 상기 추진부의 추진기로 제어 신호를 송신하고, 상기 추진부의 추진기에서 상기 항법 제어부의 제어 시스템으로 추진기의 속도 신호를 송신하는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 센서부와 상기 항법 제어부는 격납 분리판에 의해 분리되어 배치되며, 상기 센서부와 상기 항법 제어부 사이의 상기 격납 분리판에 광송수신 모듈이 구성되어 상기 센서부와 상기 항법 제어부 간에 광통신을 통해 정보를 송수신하는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
  11. 선체에 구성되어 센서 정보를 제공하는 센서부;
    상기 선체의 이동을 위한 제어 및 내부 제어를 위한 제어부; 및
    상기 선체에 추진력을 제공하는 추진부
    를 포함하고,
    상기 센서부, 상기 제어부 및 상기 추진부는 각각 모듈화되어 상기 선체에 각각 독립적인 모듈로 격납되며, 격납 분리판에 각각 광통신 모듈이 구성되어 광통신으로 서로 연결되는 것
    을 특징으로 하는, 광통신을 이용한 수중 로봇.
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