KR20230092239A - Robot buoy - Google Patents

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KR20230092239A KR1020210181463A KR20210181463A KR20230092239A KR 20230092239 A KR20230092239 A KR 20230092239A KR 1020210181463 A KR1020210181463 A KR 1020210181463A KR 20210181463 A KR20210181463 A KR 20210181463A KR 20230092239 A KR20230092239 A KR 20230092239A
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Abstract

The present invention relates to a robotic buoy for periodically correcting the position of an autonomous underwater vehicle. According to the present invention, the robotic buoy comprises: a body unit provided with a buoyancy body at the bottom and floating on the water; a first position measuring unit located below the body unit and measuring the position; and a water depth control unit provided in the body unit and connected to the first position measuring unit to adjust the position of the first position measuring unit.

Description

로봇 부이{ROBOT BUOY}Robot buoy {ROBOT BUOY}

본 발명은 로봇 부이에 관한 것이다. 특히 본 발명은 자율 무인 잠수정(autonomous underwater vehicle)의 위치를 주기적으로 보정하기 위한 로봇 부이에 관한 것이다.The present invention relates to a robot buoy. In particular, the present invention relates to a robot buoy for periodically correcting the position of an autonomous underwater vehicle.

대한민국 등록특허공보 제10-1328842호에는 종래의 해양계측용 로봇 부이를 개시하고 있다. Republic of Korea Patent Registration No. 10-1328842 discloses a conventional robot buoy for marine measurement.

이러한 종래의 로봇 부이는 수면의 움직에 따라 롤링 또는 피칭하는 것을 방지하는 수단이 마련되지 못하여 위치를 계측한 장치의 위치 정보에 오차가 발생되고, 이러한 오차는 데이터의 신뢰성을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다.Such a conventional robot buoy is not provided with means to prevent rolling or pitching according to the movement of the water surface, so an error occurs in the location information of the device that measures the location, and this error acts as a factor that lowers the reliability of the data .

특히 자율 무인잠수정(AUV:autonomous underwater vehicle) 등과 같은 장비는 수중 환경의 특성상 자기 위치 측정을 위한 GPS(global positioning system)를 이용하지 못하기 때문에, 관성센서(IMU, DVL)를 이용해 자기 위치를 추정하는데, 이는 시간이 지남에 따라 자기 위치 추정 오차가 발생하는 문제점이 있었다.In particular, since equipment such as an autonomous underwater vehicle (AUV) cannot use a global positioning system (GPS) to measure its position due to the nature of its underwater environment, it estimates its position using inertial sensors (IMU, DVL). However, this has a problem in that self-location estimation errors occur over time.

그래서 자율 무인잠수정은 로봇 부이를 활용하여 위치를 추적할 필요성이 있었다.Therefore, autonomous unmanned submersibles needed to track their location using robot buoys.

따라서 로봇 부이에 설치된 초단기선 초음파 위치추적시스템(USBL, ultra short base line)을 이용해 자율 무인잠수정의 위치를 주기적으로 보정할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to periodically calibrate the position of the autonomous unmanned submersible using the ultra short base line (USBL) installed on the robot buoy.

로봇 부이는 수중에서 임무를 수행하는 자율 무인잠수정의 위치를 초단기선 초음파 위치추적시스템을 이용해 보정하고, 수상에서는 GPS 신호 수신 및 관측 시스템으로의 정보전달 임무를 수행할 수 있다.The robot buoy can correct the position of the autonomous unmanned submersible performing its mission underwater using an ultra-short line ultrasonic positioning system, and can perform GPS signal reception and information transmission missions to the observation system on the water.

하지만 파도/조류 등을 포함한 해상 조건에 의해서 초단기선 초음파 위치추적시스템의 자세가 불안정해지면, 자율 무인잠수정의 추정 오차가 커지거나, 완전히 잘못된 위치를 추정함으로써, 자율 무인잠수정의 정상적인 임무수행을 불가능하게 하는 문제점이 있었다.However, if the attitude of the ultrashort baseline ultrasonic positioning system becomes unstable due to sea conditions including waves/currents, the estimation error of the autonomous unmanned vehicle increases or the completely wrong position is estimated, making it impossible for the autonomous unmanned vehicle to perform its normal mission. There was a problem with

따라서 본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서 파도/조류 등을 포함한 해상환경(sea state 3 이하)에서 초단기선 초음파 위치추적시스템의 자세 안정성을 확보하고, 초단기선 초음파 위치추적시스템과의 전방 방향을 일치시킬 수 있는 로봇 부이를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and secures the stability of the position of the ultrashort baseline ultrasonic positioning system in a marine environment (sea state 3 or less) including waves / currents, and Its purpose is to provide a robot buoy capable of matching the forward direction.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이는 하부에 부력체를 마련하고, 수상에서 부유하는 몸체부, 상기 몸체부의 하측에 위치하고, 위치를 측정하는 제1 위치 측정부 및 상기 몸체부에 마련되고, 상기 제1 위치 측정부에 연결되어 상기 제1 위치 측정부의 위치를 조정할 수 있는 수심 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The robot buoy according to an embodiment of the present invention is provided with a buoyancy body at the bottom, a body portion floating on the water, a first position measuring unit located on the lower side of the body portion, and measuring the position, and the body portion, It is characterized in that it includes a water depth adjusting unit connected to the first position measuring unit to adjust the position of the first position measuring unit.

상기 몸체부는 상부에 제2 위치 측정부를 형성할 수 있다.A second position measuring unit may be formed at an upper portion of the body unit.

상기 제1 위치 측정부는 수중에 위치하고, 상기 수심 조절부와 연결되는 고정부와, 상기 고정부의 하부에 형성되고, 위치를 측정할 수 있는 수중 위치 측정기와, 상기 고정부의 양측부에 각각 형성되고, 추진력을 발생시키는 추진기와, 상기 고정부의 상부에 형성되고, 무게를 조절할 수 있는 무게 조절부와 상기 고정부의 상부에 형성되고, 자세를 측정할 수 있는 제1 자세 측정 센서와, 상기 수중 위치 측정기와 상기 제1 자세 측정 센서로부터 전기 신호를 수신하고, 상기 추진기를 조종하는 제어부를 포함할 수 있다.The first position measuring unit is located in the water, and a fixing part connected to the water depth adjusting part, an underwater position measuring device formed on the lower part of the fixing part and capable of measuring the position, and formed on both sides of the fixing part, respectively a thruster for generating a propulsive force, a weight control unit formed on an upper portion of the fixing unit and capable of adjusting a weight, and a first posture measuring sensor formed on an upper portion of the fixing unit and capable of measuring a posture; It may include a control unit that receives electrical signals from the underwater position measuring device and the first attitude measuring sensor and controls the thruster.

상기 몸체부는 상부에 제2 자세 측정 센서를 형성하고, 상기 제어부는 상기 제2 자세 측정 센서로부터 전기 신호를 수신하여 상기 몸체부의 전방부 위치를 파악하고, 상기 제1 자세 측정 센서로부터 수신한 전기 신호와 비교 계산하여 상기 제1 위치 측정부의 전방부의 방향이 상기 몸체부의 전방부의 방향과 일치할 수 있도록 상기 추진기를 조종하여 상기 제1 위치 측정부의 방향을 조정할 수 있다.A second posture measurement sensor is formed on an upper portion of the body, and the control unit receives an electrical signal from the second posture measurement sensor to determine a position of the front portion of the body, and the electrical signal received from the first posture measurement sensor. The direction of the first position measuring unit may be adjusted by operating the thruster so that the direction of the front part of the first position measuring unit may coincide with the direction of the front part of the body part by comparison with the calculation.

상기 수심 조절부는 상기 제1 위치 측정부와 연결되는 와이어와, 상기 와이어를 권취 및 권출할 수 있는 윈치부를 포함할 수 있다.The water depth adjusting unit may include a wire connected to the first position measuring unit and a winch unit capable of winding and unwinding the wire.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이는 파도/조류 등을 포함한 해상환경(sea state 3 이하)에서 초단기선 초음파 위치추적시스템의 자세안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the robot buoy according to an embodiment of the present invention has an effect of securing the posture stability of the ultrashort baseline ultrasonic positioning system in a marine environment (sea state 3 or less) including waves / currents.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이는 초단기선 초음파 위치추적시스템과 전방 방향을 일치시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the robot buoy according to an embodiment of the present invention has the effect of matching the forward direction with the ultrashort baseline ultrasonic positioning system.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이는 자율 무인잠수정의 위치정보를 안정적으로 보정함으로써, 자율 무인잠수정의 운용성능을 극대화하는 효과가 있다.According to the present invention, the robot buoy according to an embodiment of the present invention has an effect of maximizing the operational performance of the autonomous unmanned submersible by stably correcting the location information of the autonomous unmanned submersible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이의 사시도이다.
도 2는 도 1을 정면에서 도시한 정면도이다.
도 3은 도 2에서 제1 위치 측정부의 위치를 이동하는 것을 도시한 사용상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이의 제1 위치 측정부만을 확대하여 무게추를 분리한 것을 정면에서 도시한 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이의 무게추만을 평면에서 도시한 평면도이다.1 is a perspective view of a robot buoy according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view showing Figure 1 from the front.
FIG. 3 is a use state diagram illustrating moving the location of the first position measuring unit in FIG. 2 .
4 is a partially enlarged view showing, from the front, a weight separated by enlarging only a first position measuring unit of a robot buoy according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing only the weight of the robot buoy according to an embodiment of the present invention on a plane.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'having' are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are indicated by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이의 사시도이고, 도 2는 도 1을 정면에서 도시한 정면도이고, 도 3은 도 2에서 제1 위치 측정부의 위치를 이동하는 것을 도시한 사용상태도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이의 제1 위치 측정부만을 확대하여 무게추를 분리한 것을 정면에서 도시한 부분 확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이의 무게추만을 평면에서 도시한 평면도이다.1 is a perspective view of a robot buoy according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing FIG. 1 from the front, and FIG. 3 is a use state diagram showing the movement of the first position measuring unit in FIG. 2 4 is a partially enlarged view showing, from the front, a weight separated by enlarging only the first position measuring unit of the robot buoy according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a partial enlarged view according to an embodiment of the present invention. It is a plan view showing only the weight of the robot buoy on a plane.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이는 몸체부(100), 제1 위치 측정부(200) 및 수심 조절부(300)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 3 , the robot buoy according to an embodiment of the present invention includes a body part 100 , a first position measuring part 200 and a water depth adjusting part 300 .

몸체부(100)는 수상에 부유할 수 있다.The body portion 100 may float on water.

몸체부(100)는 하부에 부력체(110)를 형성할 수 있다.The body portion 100 may form a buoyancy body 110 at a lower portion.

부력체(110)는 몸체부(100)의 중앙을 중심으로 몸체부(100)의 하부 양측에 서로 대칭되게 형성될 수 있다.The buoyancy body 110 may be formed symmetrically with each other on both sides of the lower portion of the body portion 100 with the center of the body portion 100 as a center.

부력체(110)는 내부에 공기 등과 같은 기체를 채워 넣은 플라스틱 등과 같은 물에 뜨는 수지 소재이거나 나무, 스티로폼(Styrofoam), 합성섬유 등 중 어느 하나 이상일 수 있으나, 물에 뜰 수 있는 부력을 갖을 수 있다면 그 소재는 한정되지 않는다.The buoyancy body 110 may be a resin material that floats on water, such as plastic filled with gas such as air, or any one or more of wood, Styrofoam, synthetic fiber, etc., but may have buoyancy to float on water If so, the material is not limited.

몸체부(100)는 상부에 제2 위치 측정부(120)를 포함할 수 있다.The body portion 100 may include a second position measuring unit 120 at an upper portion.

제2 위치 측정부(120)는 GPS(global positioning system) 등을 포함하고, GPS 위성에서 보내는 위치 신호를 수신할 수 있다.The second position measurement unit 120 may include a global positioning system (GPS) and the like, and may receive a position signal transmitted from a GPS satellite.

제2 위치 측정부(120)는 기둥부(121)와 GPS 수신기(123)를 형성할 수 있다.The second position measurement unit 120 may form a pillar unit 121 and a GPS receiver 123 .

기둥부(121)는 몸체부(100)의 상부에 기립하고, 상부가 양측으로 갈라지게 형성될 수 있다.The pillar part 121 may be formed standing up on the upper part of the body part 100 and splitting the upper part into both sides.

GPS 수신기(123)는 기둥부(121)의 양측으로 갈라진 상부의 단부에 각각 설치될 수 있다.The GPS receivers 123 may be installed at the upper ends of the pillars 121 divided into both sides.

몸체부(100)는 상부에 제2 자세 측정 센서(130)를 형성할 수 있다.The body part 100 may form the second posture measuring sensor 130 on the upper part.

제2 자세 측정 센서(130)는 몸체부(100)의 자세를 측정할 수 있는 자세 센서(attitude sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 관성 센서(inertial measurement unit), 도플러 속도 센서(doppler velocity log) 등 중 어느 하나를 사용할 수 있다.The second attitude measurement sensor 130 includes an attitude sensor capable of measuring the attitude of the body part 100, a gyro sensor, an inertial measurement unit, and a Doppler velocity log. ) and the like can be used.

자세 센서는 몸체의 무게 중심을 지나 서로 직교하는 피치(pitch)축, 요(yaw)축, 롤(roll)축에 대한 변동을 검출하는 센서일 수 있다.The posture sensor may be a sensor that detects a change in a pitch axis, a yaw axis, and a roll axis that pass through the center of gravity of the body and are orthogonal to each other.

자이로 센서는 지구의 회전과 관계없이 높은 정확도로 항상 처음에 설정한 방향을 유지하는 성질을 이용하여 물체의 방위 변화를 측정하는 센서일 수 있다.The gyro sensor may be a sensor that measures a direction change of an object using a property of always maintaining an initially set direction with high accuracy regardless of the rotation of the earth.

관성 센서는 가속도계, 각속도계, 지자기계 및 고도계를 이용하여 이동 물체의 속도와 방향, 중력 가속도를 측정할 수 있다.The inertial sensor may measure the speed, direction, and gravitational acceleration of a moving object by using an accelerometer, an angular velocity meter, a geomagnetic machine, and an altimeter.

도플러 속도 센서는 마이크로파의 송신 후 수신할 때의 주파수의 변화량을 이용해 움직임을 측정할 수 있다.The Doppler speed sensor may measure motion using a frequency change when microwaves are received after being transmitted.

몸체(100)는 상부에 제1 제어부(150)와 제1 전원부(140)를 형성할 수 있다.The body 100 may form a first control unit 150 and a first power supply unit 140 at an upper portion.

제1 제어부(150)는 수심 조절부(300)를 조작하고, 제2 위치 측정부(120) 와 제2 자세 측정 센서(130)로부터 전기 신호를 수신 받아 산출하는 중앙처리장치 및 다른 통신 단말기와 전기 신호를 송수신하는 통신모듈을 포함할 수 있다.The first control unit 150 manipulates the depth control unit 300, and receives and calculates electrical signals from the second position measurement unit 120 and the second attitude measurement sensor 130, and the central processing unit and other communication terminals. It may include a communication module for transmitting and receiving electrical signals.

제1 전원부(140)는 전기 배터리 등으로 형성될 수 있고, 수심 조절부(300), 제2 위치 측정부(120), 제2 자세 측정 센서(130) 및 제1 제어부(150)로 전원을 공급할 수 있다.The first power supply unit 140 may be formed of an electric battery or the like, and supplies power to the water depth adjuster 300, the second position measuring unit 120, the second attitude measurement sensor 130, and the first control unit 150. can supply

수심 조절부(300)는 제1 위치 측정부(200)의 수중에서의 위치를 조정할 수 있다.The water depth controller 300 may adjust the position of the first position measuring unit 200 in the water.

수심 조절부(300)는 몸체부(100)의 상부 중앙부에 설치될 수 있다.The water depth adjusting unit 300 may be installed in the upper central portion of the body portion 100 .

수심 조절부(300)는 와이어(310)와 윈치부(320)를 형성할 수 있다.The water depth adjusting unit 300 may form a wire 310 and a winch unit 320 .

와이어(310)는 몸체부(100)의 중앙부에 관통된 관통홀(101)을 통해 제1 위치 측정부(200)와 연결될 수 있다. The wire 310 may be connected to the first position measuring unit 200 through the through hole 101 penetrating the central portion of the body unit 100 .

와이어(310)는 높은 인장 강도를 갖으며 바닷물 등에 산화하지 않는 스테인리스 소재 등을 사용할 수 있다.The wire 310 has a high tensile strength and may use a stainless material that does not oxidize in seawater or the like.

윈치부(320)는 와이어(310)를 권취 및 권출을 할 수 있고, 권취된 와이어(310)를 권출하거나 권출된 와이어(310)를 권취함에 따라 와이어(310)에 연결된 제2 위치 측정부(200)의 위치를 조정할 수 있다.The winch unit 320 may wind and unwind the wire 310, and as the unwound or unwound wire 310 is wound, the second position measuring unit connected to the wire 310 ( 200) can be adjusted.

윈치부(320)는 몸체부(100)의 상부 중앙부에 형성되어 몸체부(100)의 무게 중심이 일측으로 치우치지 않게 할 수 있다.The winch unit 320 is formed in the upper central portion of the body unit 100 to prevent the center of gravity of the body unit 100 from being biased to one side.

윈치부(320)는 전동윈치 또는 유압윈치 등으로 형성될 수 있다.The winch unit 320 may be formed of an electric winch or a hydraulic winch.

윈치부(320)는 전동기 등과 같은 동력부(321)와 동력부(321)와 연결되어 동력부(321)의 동력에 의해 회전하는 드럼부(323)를 형성할 수 있다.The winch unit 320 may be connected to a power unit 321 such as an electric motor and the power unit 321 to form a drum unit 323 that rotates by the power of the power unit 321 .

드럼부(323)는 일측 또는 타측으로 회전함에 따라 와이어(310)를 드럼부(323)의 둘레부에 권취하거나 드럼부(323)의 둘레부에 권취된 와이어(310)를 권출할 수 있다.As the drum unit 323 rotates to one side or the other side, the wire 310 may be wound around the circumference of the drum unit 323 or the wire 310 wound around the circumference of the drum unit 323 may be unwound.

제1 위치 측정부(200)는 초단기선 초음파 위치추적시스템(USBL, ultra-short baseline) 등을 이용하여 수중에서 위치를 측정할 수 있다.The first position measurement unit 200 may measure the position underwater using an ultra-short baseline (USBL) or the like.

초단기선 초음파 위치추적시스템은 여러 개의 수신센서를 하나의 트랜시버로 집적하고 각 센서에서 수신된 신호의 위상 차이를 이용해 원격 트랜스폰더의 위치를 추적할 수 있다.An ultra-short-line ultrasonic positioning system integrates several receiving sensors into one transceiver and can track the location of a remote transponder by using the phase difference of signals received from each sensor.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 위치 측정부(200)는 몸체부의 하측에 위치하되, 수심 조절부(300)의 와이어(310)에 연결되어 수중에서 위치(수심) 조정 가능하게 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 5, the first position measuring unit 200 is located on the lower side of the body, but is connected to the wire 310 of the water depth adjusting unit 300 so that the position (water depth) can be adjusted underwater. can be formed

제1 위치 측정부(200)는 고정부(210), 수중 위치 측정기(220), 추진기(230), 무게 조절부(240), 제1 자세 측정 센서(250), 제2 제어부(미도시) 및 제2 전원부(미도시)를 형성할 수 있다.The first position measurement unit 200 includes a fixing unit 210, an underwater position measuring device 220, a thruster 230, a weight control unit 240, a first attitude measurement sensor 250, and a second control unit (not shown). and a second power supply unit (not shown).

고정부(210)는 제1 위치 측정부(200)의 몸체를 형성하고, 수심 조절부(300)의 와이어(310)와 연결될 수 있다.The fixing part 210 forms the body of the first position measuring part 200 and may be connected to the wire 310 of the water depth adjusting part 300 .

수중 위치 측정기(220)는 고정부(210)의 하부에 연결되게 형성될 수 있다.The underwater position measuring device 220 may be formed to be connected to the lower part of the fixing part 210 .

수중 위치 측정기(220)는 초단기선 초음파 위치추적시스템 등으로 형성되어 위치를 측정할 수 있다.The underwater position measuring device 220 may be formed of a very short baseline ultrasonic positioning system or the like to measure the position.

추진기(230)는 고정부(210)의 양측부에 각각 형성되고, 제1 위치 측정부(200)가 수중에서 유영할 수 있도록 추진력을 발생시킬 수 있다.The thrusters 230 are formed on both sides of the fixing part 210, respectively, and can generate thrust so that the first position measuring part 200 can swim underwater.

고정부(210)의 양측부에 각각 형성된 추진기(230)는 고정부(210)의 중앙부를 양측으로 수직하게 가로지르는 가상의 수직선상에 위치할 수 있다.The thrusters 230 respectively formed on both sides of the fixing part 210 may be positioned on an imaginary vertical line vertically crossing the central part of the fixing part 210 on both sides.

추진기(230)에 의해 제1 위치 측정부(200)가 수중에서 유영하면 제1 위치 측정부(200)와 연결된 몸체부(100)는 제1 위치 측정부(200)와 함께 추진기(230)의 추진력에 의해 수상에서 유영할 수 있다.When the first position measuring unit 200 swims underwater by the thruster 230, the body part 100 connected to the first position measuring unit 200 moves along with the first position measuring unit 200 to the thruster 230. It can swim on the water by propulsion.

추진기(230)는 제어부에 의해 조작되고, 추진 방향을 전환함에 따라 제1 위치 측정부(200) 및 몸체부(100)의 유영 방향을 전환할 수 있다.The thruster 230 is operated by the control unit and can change the swimming direction of the first position measuring unit 200 and the body 100 as the propulsion direction is changed.

무게 조절부(240)는 제1 위치 측정부(200)의 무게를 조절하여 복원력을 극대화함으로써 자중으로 자세를 유지하게 할 수 있다.The weight control unit 240 adjusts the weight of the first position measuring unit 200 to maximize restoring force, thereby maintaining the posture with its own weight.

무게 조절부(240)는 고정부(210)의 상부에 기립된 지지부(241)와 지지부(241)에 끼움 고정되는 무게추(243)를 형성할 수 있다.The weight control unit 240 may form a support unit 241 standing on top of the fixing unit 210 and a weight 243 fitted and fixed to the support unit 241 .

지지부(241)는 고정부(210)의 상부에 수직하게 형성되는 봉 또는 바 형상을 이루고, 고정부(210)의 중앙부를 기준으로 서로 대각선 방향에 위치하게 한 쌍을 이루어 무게 중심을 유지하게 할 수 있다.The support part 241 forms a rod or bar shape formed perpendicularly to the upper part of the fixing part 210, and is positioned in a diagonal direction with respect to the central part of the fixing part 210 to maintain the center of gravity by forming a pair. can

무게추(243)는 복수 개를 형성하고, 중앙을 관통하게 천공되어 지지부(241)에 천공된 중앙부를 끼움 결합할 수 있다.A plurality of weights 243 may be formed, and may be punched through the center to fit the central portion of the punched support 241 .

복수 개의 무게추(243)는 서로 크기 및 무게를 다르게 형성하고, 지지부(241)에 결합하는 무게추(243)를 조절하여 제1 위치 측정부(200)의 무게를 조절할 수 있다. The plurality of weights 243 are formed to have different sizes and weights, and the weight of the first position measuring unit 200 can be adjusted by adjusting the weights 243 coupled to the support 241 .

제1 자세 측정 센서(250)는 제1 위치 측정부(200)의 자세를 측정할 수 있는 자세 센서(attitude sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 관성 센서(inertial measurement unit), 도플러 속도 센서(doppler velocity log) 등 중 어느 하나를 사용할 수 있다.The first attitude measuring sensor 250 includes an attitude sensor capable of measuring the attitude of the first position measuring unit 200, a gyro sensor, an inertial measurement unit, and a Doppler velocity sensor ( Doppler velocity log), etc. may be used.

제1 자세 측정 센서(250)는 고정부(210)의 상부에 형성될 수 있다.The first posture measuring sensor 250 may be formed on the upper part of the fixing part 210 .

제2 제어부는 고정부(210)의 내부에 형성되고, 제1 자세 측정 센서(250)로부터 측정된 제1 위치 측정부(200)의 위치 정보와 제2 자세 측정 센서(130)로부터 측정된 몸체부(100)의 위치 정보를 비교하여 제1 위치 측정부(200)의 전방(유영 방향)부를 몸체부(100)의 전방(유영 방향)부와 일치하도록 추진기(230)를 조작할 수 있다.The second control unit is formed inside the fixing unit 210, and the position information of the first position measuring unit 200 measured from the first posture measuring sensor 250 and the body measured from the second posture measuring sensor 130 By comparing the location information of the unit 100 , the thruster 230 may be operated so that the front (swimming direction) portion of the first position measurement unit 200 coincides with the front (swimming direction) portion of the body portion 100 .

제2 제어부는 제1 자세 측정 센서(250)와 제2 자세 측정 센서(130)로부터 전기 신호를 수신 받아 산출하는 중앙처리장치 및 다른 통신 단말기와 전기 신호를 송수신하는 통신모듈을 포함할 수 있다.The second control unit may include a central processing unit that receives and calculates electrical signals from the first and second posture measurement sensors 250 and 130 and a communication module that transmits and receives electrical signals to and from other communication terminals.

제2 전원부는 추진기(230), 제1 자세 측정 센서(250) 및 제2 제어부에 전원을 공급할 수 있다.The second power supply unit may supply power to the thruster 230, the first posture measurement sensor 250, and the second control unit.

제2 전원부는 전기 배터리 등으로 형성될 수 있고, 고정부(210)의 내부에 형성될 수 있다.The second power supply unit may be formed of an electric battery or the like and may be formed inside the fixing unit 210 .

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이는 파도/조류 등을 포함한 해상환경(sea state 3 이하)에서 초단기선 초음파 위치추적시스템의 자세안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the robot buoy according to an embodiment of the present invention has an effect of securing the posture stability of the ultrashort baseline ultrasonic positioning system in a marine environment (sea state 3 or less) including waves / currents.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이는 초단기선 초음파 위치추적시스템과 전방 방향을 일치시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the robot buoy according to an embodiment of the present invention has the effect of matching the forward direction with the ultrashort baseline ultrasonic positioning system.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 부이는 자율 무인잠수정의 위치정보를 안정적으로 보정함으로써, 자율 무인잠수정의 운용성능을 극대화하는 효과가 있다.According to the present invention, the robot buoy according to an embodiment of the present invention has an effect of maximizing the operational performance of the autonomous unmanned submersible by stably correcting the location information of the autonomous unmanned submersible.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention can be variously modified and changed by the like, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

100: 몸체부
101: 관통홀
110: 부력체
120: 제2 위치 측정부
121: 기둥부
123: GPS 수신기
130: 제2 자세 측정 센서
140: 제1 전원부
150: 제1 제어부
200: 제1 위치 측정부
210: 고정부
220: 수중 위치 측정기
230: 추진기
240: 무게 조절부
241: 지지부
243: 무게추
250: 제1 자세 측정 센서
300: 수심 조절부
310: 와이어
320: 윈치부
321: 동력부
323: 드럼부100: body part
101: through hole
110: buoyancy body
120: second position measuring unit
121: column part
123: GPS receiver
130: second posture measuring sensor
140: first power supply unit
150: first control unit
200: first position measuring unit
210: fixing part
220: underwater position finder
230: thruster
240: weight control unit
241: support
243: weight
250: first posture measurement sensor
300: water depth control unit
310: wire
320: winch part
321: power unit
323: drum part

Claims (5)

하부에 부력체를 마련하고, 수상에서 부유하는 몸체부;
상기 몸체부의 하측에 위치하고, 위치를 측정하는 제1 위치 측정부; 및
상기 몸체부에 마련되고, 상기 제1 위치 측정부에 연결되어 상기 제1 위치 측정부의 위치를 조정할 수 있는 수심 조절부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 부이.A body portion provided with a buoyancy body at the bottom and floating in the water;
a first position measuring unit located below the body and measuring a position; and
a water depth adjusting unit provided in the body and connected to the first position measuring unit to adjust a position of the first position measuring unit; A robot buoy comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 몸체부는 상부에 제2 위치 측정부를 형성하는 것을 특징으로 하는 로봇 부이.The method of claim 1,
The robot buoy, characterized in that to form a second position measuring unit on the upper portion of the body portion. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 위치 측정부는 수중에 위치하고,
상기 수심 조절부와 연결되는 고정부와,
상기 고정부의 하부에 형성되고, 위치를 측정할 수 있는 수중 위치 측정기와,
상기 고정부의 양측부에 각각 형성되고, 추진력을 발생시키는 추진기와,
상기 고정부의 상부에 형성되고, 무게를 조절할 수 있는 무게 조절부와
상기 고정부의 상부에 형성되고, 자세를 측정할 수 있는 제1 자세 측정 센서와,
상기 수중 위치 측정기와 상기 제1 자세 측정 센서로부터 전기 신호를 수신하고, 상기 추진기를 조종하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 부이.The method of claim 1,
The first position measurement unit is located underwater,
A fixing part connected to the water depth adjusting part;
An underwater position measuring device formed on the lower part of the fixing part and capable of measuring the position;
A thruster formed on both sides of the fixing part and generating a driving force;
A weight control unit formed on the upper part of the fixing unit and capable of adjusting the weight;
A first posture measurement sensor formed on an upper portion of the fixing unit and capable of measuring a posture;
and a control unit for receiving electric signals from the underwater position measurer and the first attitude measuring sensor and controlling the thruster. 청구항 3에 있어서,
상기 몸체부는 상부에 제2 자세 측정 센서를 형성하고,
상기 제어부는 상기 제2 자세 측정 센서로부터 전기 신호를 수신하여 상기 몸체부의 전방부 위치를 파악하고, 상기 제1 자세 측정 센서로부터 수신한 전기 신호와 비교 계산하여 상기 제1 위치 측정부의 전방부의 방향이 상기 몸체부의 전방부의 방향과 일치할 수 있도록 상기 추진기를 조종하여 상기 제1 위치 측정부의 방향을 조정하는 것을 특징으로 하는 로봇 부이.The method of claim 3,
The body portion forms a second posture measurement sensor on the upper part,
The control unit receives an electrical signal from the second posture measuring sensor, determines the position of the front part of the body part, compares and calculates the electric signal received from the first posture measuring sensor, and determines the direction of the front part of the first position measuring part. The robot buoy, characterized in that for adjusting the direction of the first position measuring unit by manipulating the thruster to match the direction of the front portion of the body. 청구항 1에 있어서,
상기 수심 조절부는,
상기 제1 위치 측정부와 연결되는 와이어와,
상기 와이어를 권취 및 권출할 수 있는 윈치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 부이.The method of claim 1,
The depth control unit,
A wire connected to the first position measurement unit;
The robot buoy comprising a winch capable of winding and unwinding the wire.
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