KR20220065538A - 수중 드론 시스템 - Google Patents

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KR20220065538A KR1020200152164A KR20200152164A KR20220065538A KR 20220065538 A KR20220065538 A KR 20220065538A KR 1020200152164 A KR1020200152164 A KR 1020200152164A KR 20200152164 A KR20200152164 A KR 20200152164A KR 20220065538 A KR20220065538 A KR 20220065538A
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Abstract

본 발명은 수면에 부유하는 부유체; 상기 부유체와 케이블로 연결되고, 수중에서 이동되는 수중 드론; 상기 부유체의 좌표, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이 및 상기 케이블의 방위각을 측정하는 감지부; 및 상기 감지부에서 전달된 상기 부유체의 좌표, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이 및 상기 케이블의 방위각을 이용하여 상기 수중 드론의 좌표를 산출하는 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 드론 시스템에 관한 것이다.

Description

수중 드론 시스템{Underwater drone system}
본 발명은 부유체로부터 수중 드론까지의 케이블의 길이를 능동적으로 조절함으로써, 케이블의 꼬임을 방지할 수 있는 수중 드론 시스템에 관한 것이다.
최근 해양 기술이 발전됨에 따라 수중 드론을 이용하여 수중탐사 및 작업을 진행할 뿐만 아니라 레저에서도 공중 드론과 같이 사용되고 있다.
일반적으로 사용되는 종래의 수중 드론은 외부에 별도의 케이블을 연결하여 전력을 공급받으며 전기적 신호를 주고 받도록 구성되거나 별도의 배터리를 이용하여 전력을 공급한다.
그러나, 현재 수중 드론의 구조 상 복수 개의 임펠러나 쓰러스터가 필요하며, 이에 따라 구동 시 많은 전력이 소모되므로 일반적인 배터리로는 한계가 있다.
이러한 문제의 해결을 위해 근거리에서 수중 드론을 사용하는 경우 배터리를 사용하지 않고 별도의 케이블을 연결하여 사용함으로써 안정적으로 전력을 공급할 수 있었다.
그런데, 수중 드론의 이동 범위가 증가할수록 케이블의 길이가 증가함에 따라, 케이블의 텐션이 느슨해지고 케이블의 꼬임이 발생하는 문제가 있었다.
또한, 수중에서는 수중 드론의 GPS 신호가 미약하여, 수중 드론의 좌표를 정확하게 파악하기 어려운 문제가 있었다.
등록특허공보 제10-1789259호(2017.10.17)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부유체로부터 수중 드론까지의 케이블의 길이를 능동적으로 조절함으로써, 케이블의 꼬임을 방지할 수 있는 수중 드론 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 수중 드론의 좌표를 정확하게 파악할 수 있는 수중 드론 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템은 수면에 부유하는 부유체; 상기 부유체와 케이블로 연결되고, 수중에서 이동되는 수중 드론; 상기 부유체의 좌표, 상기 수중 드론의 수심, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이 및 상기 케이블의 방위각을 측정하는 감지부; 및 상기 감지부에서 전달된 상기 부유체의 좌표, 상기 수중 드론의 수심, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이 및 상기 케이블의 방위각을 이용하여 상기 수중 드론의 좌표를 산출하는 산출부를 포함한다.
또한, 상기 산출부는, 상기 부유체의 좌표, 상기 수중 드론의 수심, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이 및 상기 케이블의 방위각을 삼각 함수에 대입하여 상기 수중 드론의 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 감지부는, 상기 부유체의 좌표를 측정 하는 GPS 센서; 상기 수중 드론의 수심을 측정하는 수심 센서; 상기 케이블의 방위각을 측정하는 콤파스 센서; 및 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이를 측정하는 케이블 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 콤파스 센서와 상기 케이블은 일체로 결합되어 상기 부유체에 고정될 수 있다.
또한, 상기 콤파스 센서와 상기 케이블은 일체로 결합되어 상기 부유체에 원주방향을 따라 회전 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 수중 드론의 수심에 따라, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이를 조절하는 구동 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동 수단은, 상기 케이블이 권취되는 권취 풀리; 상기 권취 풀리를 회동시키는 권취 모터; 및 상기 수심센서와 상기 케이블 센서에서 전달된 데이터에 따라, 상기 권취 모터를 제어하는 권취 조절부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 권취조절부는, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이가 상기 수중 드론의 수심 이상인 경우 상기 권취 풀리가 상기 케이블을 권취시키도록 제어하며, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이가 상기 수중 드론의 수심 미만인 경우 상기 권취 풀리가 상기 케이블을 권취 해제시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템은 부유체로부터 수중 드론까지의 케이블의 길이를 능동적으로 조절함으로써, 케이블의 꼬임을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템은 수중 드론의 좌표를 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템의 권취 풀리에 케이블이 권취되는 상태를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템의 권취 풀리에 케이블이 권취 해제되는 상태를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템의 수중 드론의 좌표를 산출하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템을 나타낸 평면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템의 권취 풀리에 케이블이 권취되는 상태를 나타낸 개략도이다, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템의 권취 풀리에 케이블이 권취 해제되는 상태를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템의 수중 드론의 좌표를 산출하는 과정을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템을 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템은 부유체(100), 케이블(200), 감지부, 산출부(미도시) 및 구동수단을 포함한다.
부유체(100)는 수면에 부유하는 것으로, 수중 드론(300)과 케이블(200)로 연결되고, 수중 드론(300)의 움직임에 따라 수면에서 이동할 수 있다.
부유체(100)는 수중 드론(300)으로부터 영상 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 케이블(200)은 분리가 간편한 테더 케이블(200)일 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다. 또한, 부유체(100)에는 드론의 영상 데이터를 저장하는 메모리가 내장될 수 있다. 또한, 부유체(100)는 드론의 영상 데이터를 사용자 단말기로 전송하는 통신망이 내장될 수 있다. 이러한 통신망은 부유체(100)에 내장된 와이파이 라우터 일 수 있다. 또한, 부유체(100)에는 후술할 GPS 센서(410)가 내장될 수 있다. 이러한 GPS 센서(410)는 부유체(100)의 좌표를 측정할 수 있다.
수중 드론(300)은 수중에서 이동될 수 있으며, 부유체(100)와 케이블(200)로 연결되고, 부유체(100)로 영상 데이터를 송신할 수 있다. 여기서 케이블(200)은 후술할 권취 풀리(510)를 통해 수중 드론(300)에 연결된다.
또한, 수중 드론(300)에는 수중의 다양한 사물을 촬영하여 영상 데이터를 획득하는 카메라가 마련될 수 있다. 예를들면, 카메라는 수중 드론(300)의 전방에 마련될 수 있다. 따라서 사용자는 수중 드론(300)의 카메라의 영상을 사용자 단말기를 통해 실시간으로 볼 수 있다.
또한, 수중 드론(300)은 조향 및 주행을 위한 동력수단이 내장될 수 있다. 예를들면, 동력수단은 수중 드론(300)의 후방에 마련되는 임펠러, 쓰러스터, 또는 워터텟 방식 중 어느 하나일 수 있다. 이러한 동력 수단은 사용자의 단말기에 의해 원격으로 제어될 수 있다.
감지부는 부유체(100)의 좌표, 수중 드론(300)의 수심, 케이블(200)의 방위각 및 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200) 길이를 측정하는 역할을 하는 것으로, GPS 센서(410), 수심 센서(420), 콤파스 센서(430) 및 케이블 센서(440)를 포함할 수 있다.
GPS 센서(410)는 부유체(100)에 내장되고, 부유체(100)의 좌표를 측정한다. 예를들면, GPS 센서(410)는 부유체(100)의 절대 좌표를 측정할 수 있다. 이와 같이, GPS 센서(410)에서 측정된 부유체(100)의 절대 좌표는 후술할 산출부에서 수중 드론(300)의 좌표를 산출할 기초 데이터로 활용된다.
수심 센서(420)는 수중 드론(300)에 내장되고, 수중 드론(300)의 수심을 측정한다. 이와 같이, 수심 센서(420)에서 측정된 수중 드론(300)의 수심은 후술할 산출부에서 수중 드론(300)의 좌표를 산출할 기초 데이터로 활용된다. 또한, 수심 센서(420)에서 측정된 수중 드론(300)의 수심은 후술할 권취 조절부에서 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이를 조절할 기초 데이터로 활용될 수 있다.
콤파스 센서(430)는 케이블(200)의 방위각을 측정하는 역할을 한다. 이와 같이, 콤파스 센서(430)에서 측정된 케이블(200)의 방위각은 산출부에서 수중 드론(300)의 좌표를 산출할 기초 데이터로 활용된다.
구체적으로, 콤파스 센서(430)는 지구의 정북을 축의 하나로 보는 절대 좌표계에서 정북방향에 대하여 기울어진 각도를 방위각으로 측정하는 것으로, 지구상에 존재하는 미세한 자기장을 이용하여 케이블(200)의 방위각을 측정할 수 있다. 구체적으로, 콤파스 센서(430)는 지구의 정북방향을 기준으로 케이블(200)의 수평 방위각을 측정하고, 수면을 기준으로 케이블(200)의 수직 방위각을 측정한다.
일 예로, 콤파스 센서(430)는 부유체(100)의 정면의 수평 방위각을 측정할 수 있다. 이 경우, 콤파스 센서(430)와 케이블(200)은 일체로 결합되어 부유체(100)의 정면에 고정될 수 있다. 따라서, 콤파스 센서(430)는 부유체(100)의 정면의 수평 방위각을 측정할 수 있다.
다른 예로, 콤파스 센서(430)는 수중 드론(300)의 이동 방향의 방위각을 측정할 수 있다. 이 경우, 콤파스 센서(430)와 케이블(200)은 일체로 결합되어 부유체(100)에 원주방향을 따라 회전 가능하게 설치될 수 있다. 따라서, 수중 드론(300)이 이동하면, 수중 드론(300)과 연결된 케이블(200)이 수중 드론(300)의 이동 방향으로 이끌린다. 이 후, 콤파스 센서(430)와 케이블(200)은 부유체(100)의 원주방향을 따라 회전하면서 수중 드론(300)이 이동하는 방향을 향하게 된다. 이 후, 콤파스 센서(430)는 수중 드론(300)의 이동 방향의 방위각을 측정할 수 있다.
케이블 센서(440)는 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이를 측정할 수 있다. 이와 같이, 케이블 센서(440)에서 측정된 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이는 산출부에서 수중 드론(300)의 좌표를 산출할 기초 데이터로 활용될 수 있고, 권취 조절부에서 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이를 조절할 기초 데이터로도 활용될 수 있다.
구체적으로, 케이블 센서(440)는 수중 드론(300)의 일측에 장착되고, 후술할 권취 풀리(510)에서 권취 해제되어 있는 케이블(200)의 길이를 측정하여, 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이를 측정할 수 있다.
산출부(미도시)는 감지부에서 전달된 부유체(100)의 좌표, 수중 드론(300)의 수심, 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이 및 부유체(100)와 케이블(200)이 이루는 각도를 이용하여 수중 드론(300)의 좌표를 산출한다. 이러한 산출부는 마이컴 등이 사용될 수 있으며, 사용자의 단말기나 부유체(100)에 내장될 수 있다.
산출부는 부유체(100)의 좌표, 수중 드론(300)의 수심, 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이 및 부유체(100)와 케이블(200)이 이루는 각도를 삼각 함수에 대입하여 수중 드론(300)의 좌표를 산출할 수 있다.
구체적으로, 산출부는 수중 드론(300)의 좌표를 하기 수학식 1에 의해 산출할 수 있다. (도 3 참조)
[수학식 1]
U(X2, Y2) = P(X0+D*cos(a), Y0+D*sin(a)
단, U(X2, Y2)는 수중에서의 수중 드론(300)의 좌표, P(X0, Y0)는 부유체(100)의 좌표, D는 수중 드론(300)의 수심을 무시하고 수표면에서의 부유체(100)로부터 수중 드론(300)의 위치(S(X1, Y1)까지의 수평 거리, H는 수중 드론(300)의 수심, L은 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이, a는 수면에 대한 케이블(200)의 수직 방위각, X0, X1 및 X2는 지구의 정북을 축의 하나로 보는 절대 좌표계를 기준으로 X축(즉, 좌우축) 절대 좌표값, Y0, Y1, Y2는 지구의 정북을 축의 하나로 보는 절대 좌표계를 기준으로 Y축(즉, 전후축) 절대 좌표값.
여기서, 피타고라스 정리에 의하여, L2 = D2 + H2이고, D = SQRT(L2-H2)이 될 수 있다. 따라서 상기 수학식 1은 다음과 같이 정의될 수 있다.
U(X2, Y2) = P(X0+SQRT(L2-H2)*cos(a), Y0+ SQRT(L2-H2)*sin(a))
구동 수단은 수중 드론(300)의 수심에 따라 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이를 조절하는 역할을 한다. 구동 수단은 권취 풀리(510), 권취 모터(520), 권취 조절부(미도시)를 포함할 수 있다.
권취 풀리(510)는 수중 드론(300)에 내장될 수 있으며, 케이블(200)이 권취 또는 권취해제될 수 있다.
권취 모터(520)는 권취 조절부의 제어에 따라, 권취 풀리(510)를 정방향 또는 역방향으로 회동 시킬 수 있다.
권취 조절부(미도시)는 수심 센서(420)와 케이블 센서(440)에서 전달된 데이터에 따라, 권취 모터(520)를 실시간으로 제어할 수 있다.
예를들어, 권취 조절부는 수심 센서(420)와 케이블 센서(440)에서 전달된 데이터에 따라 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이가 수중 드론(300)의 수심 이상인 경우 권취 풀리(510)가 케이블(200)을 권취시키도록 권취 모터(520)를 제어할 수 있다. (도 1 참조) 이 때, 권취 모터(520)는 권취 풀리(510)를 정방향으로 회전시킬 수 있다.
또한, 권취 조절부는 수심 센서(420)와 케이블 센서(440)에서 전달된 데이터에 따라 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이가 수중 드론(300)의 수심 미만인 경우 권취 풀리(510)가 케이블(200)을 권취 해제시키도록 권취 모터(520)를 제어할 수 있다. (도 2 참조) 이 때, 권취 모터(520)는 권취 풀리(510)를 역방향으로 회전시킬 수 있다.
이로써, 권취 조절부에 의해 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이가 일정 범위 안에서 유지됨에 따라, 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 텐션도 일정 범위 안에서 유지될 수 있다.
그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템은 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이를 능동적으로 조절함으로써, 케이블(200)의 꼬임을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템의 수중 드론(300)의 좌표 측정 과정의 일 예를 설명하기로 한다.
우선, GPS 센서(410)가 부유체(100)의 좌표를 측정하여 산출부로 전송한다. 이 때, 부유체(100)는 수면에서 부유하거나, 수중 드론(300)의 이동 방향으로 이끌릴 수 있다.
다음으로, 수심 센서(420)가 수중 드론(300)의 수심을 측정하여 산출부로 전송한다.
다음으로, 콤파스 센서(430)가 케이블(200)의 방위각을 측정하여 산출부로 전송한다. 여기서, 콤파스 센서(430)는 지구의 정북을 축의 하나로 보는 절대 좌표계에서 정북방향에 대하여 기울어진 각도를 방위각으로 측정하는 것으로, 지구상에 존재하는 미세한 자기장을 이용하여 케이블(200)의 방위각을 측정할 수 있다. 구체적으로, 콤파스 센서(430)는 지구의 정북방향을 기준으로 케이블(200)의 수평 방위각을 측정하고, 수면을 기준으로 케이블(200)의 수직 방위각을 측정한다.
다음으로, 케이블 센서(440)가 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이를 측정하여 산출부로 전송한다.
다음으로, 산출부가 부유체(100)의 좌표, 수중 드론(300)의 수심, 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이 및 케이블(200)의 방위각을 삼각 함수에 대입하여 수중 드론(300)의 좌표를 산출한다.
구체적으로, 산출부는 부유체(100)의 좌표, 수중 드론(300)의 수심, 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이 및 수면을 기준으로 케이블(200)의 수직 방위각을 수학식 1에 대입하여 수중 드론(300)의 좌표를 산출할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템의 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이 조절 과정의 다른 예를 설명하기로 한다.
우선, 수심 센서(420)가 수중 드론(300)의 수심을 측정하여 권취 조절부로 전송한다.
다음으로, 케이블 센서(440)가 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이를 측정하여 권취 조절부로 전송한다.
다음으로, 권취 조절부는 수심 센서(420)와 케이블 센서(440)에서 전달된 데이터에 따라 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이가 수중 드론(300)의 수심 이상인 경우 권취 풀리(510)가 케이블(200)을 권취시키도록 권취 모터(520)를 제어할 수 있다. (도 1 참조) 이 때, 권취 모터(520)는 권취 풀리(510)를 정방향으로 회전시킬 수 있다.
또한, 권취 조절부는 수심 센서(420)와 케이블 센서(440)에서 전달된 데이터에 따라 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이가 수중 드론(300)의 수심 미만인 경우 권취 풀리(510)가 케이블(200)을 권취 해제시키도록 권취 모터(520)를 제어할 수 있다. (도 2 참조) 이 때, 권취 모터(520)는 권취 풀리(510)를 역방향으로 회전시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템의 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이 조절 과정의 다른 예를 설명하기로 한다.
우선, GPS 센서(410)가 부유체(100)의 좌표를 측정하여 권취 조절부로 전송한다.
다음으로, 산출부가 상술한 수중 드론(300)의 좌표 측정 과정의 일 예를 거쳐서, 수중 드론(300)의 좌표를 산출하여 권취 조절부로 전송한다.
다음으로, 케이블 센서(440)가 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이를 측정하여 권취 조절부로 전송한다.
다음으로, 권취 조절부는 부유체(100)의 좌표와 수중 드론(300)의 좌표를 통해 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 직선 거리를 산출한다.
다음으로, 권취 조절부는 케이블 센서(440)에서 전달된 데이터에 따라 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이가 산출된 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 직선 거리 이상인 경우 권취 풀리(510)가 케이블(200)을 권취시키도록 권취 모터(520)를 제어할 수 있다. 이 때, 권취 모터(520)는 권취 풀리(510)를 정방향으로 회전시킬 수 있다.
또한, 권취 조절부는 케이블 센서(440)에서 전달된 데이터에 따라 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 케이블(200)의 길이가 산출된 부유체(100)로부터 수중 드론(300)까지의 직선 거리 미만인 경우 권취 풀리(510)가 케이블(200)을 권취 해제시키도록 권취 모터(520)를 제어할 수 있다. 이 때, 권취 모터(520)는 권취 풀리(510)를 역방향으로 회전시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템은 부유체로부터 수중 드론까지의 케이블의 길이를 능동적으로 조절함으로써, 케이블의 꼬임을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 드론 시스템은 수중 드론의 좌표를 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 부유체
200 : 케이블
300 : 수중 드론
410 : GPS 센서
420 : 수심 센서
430 : 콤파스 센서
440 : 케이블 센서
510 : 권취 풀리
520 : 권취 모터

Claims (8)

  1. 수면에 부유하는 부유체;
    상기 부유체와 케이블로 연결되고, 수중에서 이동되는 수중 드론;
    상기 부유체의 좌표, 상기 수중 드론의 수심, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이 및 상기 케이블의 방위각을 측정하는 감지부; 및
    상기 감지부에서 전달된 상기 부유체의 좌표, 상기 수중 드론의 수심, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이 및 상기 케이블의 방위각을 이용하여 상기 수중 드론의 좌표를 산출하는 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 드론 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 부유체의 좌표, 상기 수중 드론의 수심, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이 및 상기 케이블의 방위각을 삼각 함수에 대입하여 상기 수중 드론의 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 수중 드론 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 부유체의 좌표를 측정 하는 GPS 센서;
    상기 수중 드론의 수심을 측정하는 수심 센서;
    상기 케이블의 방위각을 측정하는 콤파스 센서; 및
    상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이를 측정하는 케이블 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 드론 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 콤파스 센서와 상기 케이블은 일체로 결합되어 상기 부유체에 고정되는 것을 특징으로 하는 수중 드론 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 콤파스 센서와 상기 케이블은 일체로 결합되어 상기 부유체에 원주방향을 따라 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 드론 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 수중 드론의 수심에 따라, 상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이를 조절하는 구동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 드론 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동 수단은,
    상기 케이블이 권취되는 권취 풀리;
    상기 권취 풀리를 회동시키는 권취 모터; 및
    상기 수심센서와 상기 케이블 센서에서 전달된 데이터에 따라, 상기 권취 모터를 제어하는 권취 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 드론 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 권취조절부는,
    상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이가 상기 수중 드론의 수심 이상인 경우 상기 권취 풀리가 상기 케이블을 권취시키도록 제어하며,
    상기 부유체로부터 상기 수중 드론까지의 상기 케이블의 길이가 상기 수중 드론의 수심 미만인 경우 상기 권취 풀리가 상기 케이블을 권취 해제시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수중 드론 시스템.
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