KR20170043035A

KR20170043035A - 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템

Info

Publication number: KR20170043035A
Application number: KR1020150142382A
Authority: KR
Inventors: 김성락; 김태곤; 김성엽
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2017-04-20
Anticipated expiration: 2035-10-12
Also published as: KR102451828B1

Abstract

본 발명은 중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템에 관한 것으로서, 상부 데크(deck)에 무인 항공기 탑재를 위한 제1영역, 하부에 적어도 하나 이상의 무인 잠수정 도킹(docking)을 위한 제2영역이 구비되고, 수중을 검사하는 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 감시하며, 무인 항공기에서 촬영된 주변 영상정보를 수신하는 무인 수상정, 상기 제2영역에 도킹되고, 상기 무인 수상정의 제어(control)에 의해 상기 제2영역에서 탈거되어 지정된 경로를 따라 수중 검사를 수행하며, 그 수중 검사정보를 상기 무인 수상정에 제공하는 적어도 하나 이상의 무인 잠수정, 상기 제1영역에 탑재되고, 상기 무인 수상정의 제어에 의해 상기 제1영역에서 이륙하여 주변 영상을 촬영하는 무인 항공기를 포함한다.

Description

수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템{WATER/UNDERWATER COMPLEX INSPECTION SYSTEM}

본 발명은 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부 데크(deck)에 무인 항공기 탑재를 위한 제1영역, 하부에 적어도 하나 이상의 무인 잠수정 도킹(docking)을 위한 제2영역이 구비된 무인 수상정이 수중을 검사하는 무인 잠수정의 위치를 감시하여, 지정된 경로에 따라 수중 검사를 정확하게 수행하도록 하는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템에 관한 것이다.

해저 파이프라인이나 해상 플랜트와 같은 수중 구조물의 외관 및 상태 확인을 위한 검사(Inspection)를 위해서는 무인 잠수정(AUV, Autonomous Unmmanded Vehicle)를 이용하여 검사를 수행하고 있다. 지정된 경로상에 AUV가 잠수하여 필요한 정보를 취득한 후 임무를 마치면 AUV가 떠올라서 GPS 신호를 보내면 해당 AUV를 수거하여 필요한 정보를 획득하게 된다.

그러나, 이러한 AUV를 이용한 방법은 GPS 정보 획득이 불가능한 수중이라는 환경으로 인해서 실제 검사를 수행한 경로와 지정된 경로가 일치하지 않는 오차가 발생하여, 다시 수중 검사를 수행해야 하는 문제가 있다.

또한, 수중 환경 특성상 수초나 수중 부유물로 인하여 AUV 추진체가 동작하지 않거나 동굴과 같은 수중 지형에 진입 또는 수중에서 AUV 시스템 이상이 발생하여 AUV 회수에 실패할 경우 수중 검사정보의 획득이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 고가의 AUV 회수가 불가능하게 될 가능성이 큰 문제가 있다.

또한, AUV 운영을 위한 유인선박이 필요하고, 유인 선박에는 AUV 진수 및 회수를 위한 LARS 크레인이 필요하다.

또한, AUV 특성상 수중에서 임무를 수행하기 때문에 다양한 해저환경으로 인해서 AUV 회수가 불가능한 경우가 많이 발생하게 된다.

선행기술1: 한국등록특허 제9,384,794호(공고일: 2010.01.25)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 수중, 수면 및 수상을 동시에 복합적으로 검사할 수 있는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 무인 잠수정 운영을 위한 유인 선박없이, 무인 잠수정와 무인 항공기를 수중 검사가 필요한 지역에 무인화 또는 원격지에서 운용할 수 있는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무인 잠수정이 수중 감시 시, 지정된 경로를 추종할 수 있도록 하는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 원격지에서 장시간 임무를 수행하더라도 자체 충전이 가능하고, 충전된 전기에너지를 무인 항공기와 무인 잠수정을 무선 방식으로 충전시켜, 원격지에서 장기간의 야외 임무 수행을 가능하게 하는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무인 잠수정 및 무인 수상정 전방의 상황과 장애물 존재 여부를 파악하여, 사전에 대비할 수 있도록 하는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템을 제공하는데 있다.

한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 상부 데크(deck)에 무인 항공기 탑재를 위한 제1영역, 하부에 적어도 하나 이상의 무인 잠수정 도킹(docking)을 위한 제2영역이 구비되고, 수중을 검사하는 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 감시하며, 무인 항공기에서 촬영된 주변 영상정보를 수신하는 무인 수상정, 상기 제2영역에 도킹되고, 상기 무인 수상정의 제어(control)에 의해 상기 제2영역에서 탈거되어 지정된 경로를 따라 수중 검사를 수행하며, 그 수중 검사정보를 상기 무인 수상정에 제공하는 적어도 하나 이상의 무인 잠수정, 상기 제1영역에 탑재되고, 상기 무인 수상정의 제어에 의해 상기 제1영역에서 이륙하여 주변 영상을 촬영하는 무인 항공기를 포함하는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템이 제공된다.

상기 무인 수상정의 상부 데크(deck)에는 태양전지(Solar Cell)가 구비되어, 상기 제2영역에 도킹된 무인 수상정 또는 상기 제1영역에 탑재된 무인 항공기를 비접촉 무선방식으로 충전할 수 있다.

상기 무인 수상정은 상기 무인 잠수정의 위치를 측정하는 소나 센서를 구비하고, 상기 소나 센서를 통해 무인잠수정의 위치를 실시간으로 감시하여, 지정된 경로를 이탈하는 경우, 상기 지정된 경로를 추종하는 경로를 재설정하여 상기 무인 잠수정에 제공할 수 있다.

또한, 상기 무인 수상정은 상기 무인 항공기로부터 수신한 주변 영상정보를 분석하여, 전방의 상황과 장애물 존재 여부를 파악할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무인 항공기 또는 무인 잠수정과의 통신을 위한 무선 통신부, 수상에서의 위치를 측정하는 GPS 수신부, 상기 무인 잠수정의 위치를 측정하는 소나센서, 선체 상부에 탑재된 무인 항공기를 충전하는 제1 충전부, 선체 하부에 위치하여, 도킹된 무인 잠수정을 충전하는 적어도 하나 이상의 제2 충전부, 상부 데크(deck)에 구비되고, 태양 에너지를 전기에너지로 변환하여 상기 제1 충전부 또는 제2 충전부에 제공하는 태양전지, 상기 무선 통신부를 통해 무인 항공기 또는 무인 잠수정을 제어하고, 상기 소나 센서를 통해 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 감시하며, 상기 무선 통신부를 통해 상기 무인 항공기에서 촬영된 주변 영상정보가 수신하는 제어부를 포함하는 무인 수상정이 제공된다.

상기 제어부는 상기 소나 센서를 통해 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 감시하여 지정된 경로를 이탈한 경우, 상기 GPS 수신부를 통해 취득된 GPS 위치정보를 기반으로 무인 잠수정의 수중 위치를 파악하고, 상기 파악된 수중 위치에서부터 지정된 경로를 추종하는 경로를 재설정하여 상기 무인 잠수정에 제공할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 무인 항공기로부터 수신한 주변 영상정보를 분석하여, 전방의 상황과 장애물 존재 여부를 파악할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 무인 잠수정으로부터 전송된 수중 검사정보와 상기 무인 항공기로부터 전송된 주변 영상정보를 상기 GPS 수신부에서 측정된 위치 기반으로 매칭할 수 있다.

본 발명에 따르면, 수중, 수면, 수상의 검사를 동시에 할 수 있는 토탈 솔루션을 제공할 수 있다.

또한, 수면에 운항 중인 무인 수상정을 중심으로 상공과 수중의 모니터링이 가능하기 때문에, 경로 상의 장애물에 대한 크로스 체크가 가능하고, 이를 통해 무인 잠수정의 회수 불가능한 상황을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 무인 수상정 하부에 복수 개의 무인 잠수정을 장착하기 때문에 기존의 무인 잠수정 운용을 위한 유인 선박이 필요 없을 뿐만 아니라, 무인 잠수정 진수 및 회수를 위한 크레인 시스템이 불필요한다.

또한, 무인 잠수정이 수중 검사 시, 무인 수상정이 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 감시하여, 지정된 경로를 추종할 수 있도록 경로를 재설정함으로써, 지정된 경로의 수중 검사를 정확하게 수행할 수 있다.

또한, 무인 수상정 상부 데크(Deck)에 태양 전지(solar cell)가 구비되므로, 무인 수상정의 전원뿐만 아니라, 무인 잠수정과 무인 항공기의 운행을 위한 무선 충전이 가능하고, 이로 인해 장기간의 해상 임무 수행이 가능한 효과가 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중, 수면, 수상 복합 검사 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중, 수면, 수상 복합 검사 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 수상정의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.

본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다. 또한, 각 구성부는 순전히 하드웨어 또는 소프트웨어의 구성만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 함께 구현될 수도 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중, 수면, 수상 복합 검사를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 기존의 상공, 수상, 수중 각각에서 단독으로 이루어지던 검사(Inspection)의 개념에서 모든 공간상에서 복합적인 관련 정보 획득이 가능한 검사 시스템으로, 수상 위의 무인 수상정(100)인 USV(Unmanned Surface Vessel)를 모선으로 하고, 상공은 무인 항공기(200)인 UAV(Unmaned Aerial Vehicle), 수중은 무인 잠수정(300)인 AUV(Autonomous Unmmanded Vehicle)가 동시에 검사 작업을 수행한다.

USV(100)는 UAV(200)와 AUV(300)의 중앙 제어를 담당하는 구성으로, AUV(300)가 정의된 임무를 수행할 때 AUV(300)의 위치와 상태를 모니터링하여 AUV(300)가 지정된 경로를 벗어날 경우 GPS 정보를 기반으로 AUV(300)의 실시간 수중 위치를 파악하여 정의된 경로를 추종할 수 있도록 관련 정보를 제공한다. 이때, USV(100)는 상부에 탑재된 UAV(200)에 주변 영상을 촬영하도록 하는 제어신호를 전송하고, UAV(200)는 제어신호에 따라 이륙하여 주변 영상을 촬영 및 촬영된 주변 영상정보를 USV(100)로 전송한다. 그러면, USV(100)는 주변 영상정보를 AUV(300)로부터 전송된 수중 검사정보와 GPS 위치 기반으로 매칭한다.

또한, UAV(200)는 USV(100)와 AUV(300)의 진행 방향을 스캔하여, 전방의 상황과 장애물에 대하여 사전 파악을 가능하게 한다.

일반적으로 AUV(300)가 수중 검사를 하기 위해서는 AUV(300) 운영을 위한 유인 선박과 AUV(300)를 진수 및 회수하기 위한 추가 견인 장비가 필요하나, 본 발명에서는 유인 선박과 견인 장비 없이 AUV(300)와 UAV(200)가 장착된 USV(100)를 연안이나 해상 구조물에 진수시켜 수중 검사가 필요한 지역에서 무인화 또는 원격지에서 운영 가능하다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중, 수면, 수상 복합 검사 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 수중, 수면 수상 복합 검사 시스템은 수중을 검사하는 적어도 하나 이상의 무인 잠수정(300), 항공 영상을 촬영하는 무인 항공기(200), 무인 잠수정와 무인 항공기를 제어하는 무인 수상정(100)을 포함하고, 무인 잠수정(300), 무인 항공기(200) 및 무인 수상정(100)은 무선 통신을 수행한다.

무인 수상정(100)은 상부 데크(deck)에 무인 항공기 탑재를 위한 제1영역(160), 하부에 적어도 하나 이상의 무인 잠수정 도킹(docking)을 위한 제2영역(170)이 구비되고, 무선 통신을 통해 무인 잠수정(300)과 무인 항공기(200)를 제어한다. 여기서, 무인 항공기 탑재를 위한 제1영역(160)은 무인 항공기(200)의 무선 충전을 위한 제1 충전부일 수 있고, 무인 잠수정 도킹을 위한 제2영역(170)은 무인 잠수정(300)의 무선 충전을 위한 제2 충전부일 수 있다.

무인 수상정(100)은 무인 잠수정(300)이 수중 검사를 수행할 수 있도록 경로정보를 제공하고, 무인 잠수정(300)의 위치를 실시간으로 감시하여, 지정된 경로를 이탈하는 경우, 지정된 경로를 추종할 수 있도록 경로를 재설정하여 무인 잠수정(300)에 제공한다. 즉, 무인 수상정 선체 하부에는 소나 센서(130)가 구비되고, 무인 수상정(100)은 소나 센서(130)를 통해 무인 잠수정(300)의 위치를 실시간으로 감시하여 무인 잠수정(300)의 운행 경로를 확인한다. 그 확인결과, 무인 잠수정(300)이 지정된 경로를 이탈하면, 무인 수상정(100)은 구비된 GPS 수신기를 통해 취득된 GPS 위치정보를 기반으로 무인 잠수정(300)의 수중 위치를 파악하고, 파악된 수중 위치에서 지정된 경로를 추종할 수 있도록 경로를 재설정하여 무인 잠수정(300)에 제공한다.

또한, 무인 수상정(100)의 상부 데크(deck)에는 태양전지(Solar Cell)(150)가 구비되어, 무인 수상정(100)은 물론, 무인 잠수정(300) 및 무인 항공기(200)에 전원을 공급한다. 즉, 무인 수상정(100)의 상부에는 무인 항공기(200)를 충전시키는 제1 충전부(160), 무인 수상정(100)의 하부에는 적어도 하나 이상의 무인 잠수정(300)을 충전시키는 적어도 하나 이상의 제2 충전부(170)가 구비된다. 제1 충전부(160)에 무인 항공기(200)의 탑재가 감지되면, 무인 수상정(100)은 태양전지(150)로부터 전원을 공급받아 무인 항공기(200)를 무선 충전시킨다. 또한, 제2 충전부(170)에 무인 잠수정의 도킹이 감지되면, 무인 수상정(100)은 태양전지(150)로부터 전원을 공급받아 무인 잠수정(300)을 무선 충전시킨다.

이처럼 무인 수상정 상부 데크에 태양 전지(150)가 구비되어 있으므로, 원격지에서 장시간 임무를 수행하더라도 자체 충전이 가능하고, 충전된 전기에너지는 선상과 선저에 탑재(또는 장착)된 무인 항공기(200)와 무인 잠수정(300)을 무선 방식으로 충전시켜, 원격지에서 장기간의 야외 임무 수행을 가능하게 한다.

또한, 무인 수상정(100)은 상부에 탑재된 무인 항공기(200)에 주변 영상을 촬영하도록 하는 제어신호를 전송하고, 무인 항공기(200)로부터 촬영된 주변 영상정보를 수신한다. 즉, 무인 수상정 상부 Deck에는 무인 항공기(200)가 탑재되므로, 필요 시 무인 항공기(200)를 이륙시켜 무인 항공기(200)가 촬영한 영상정보를 수신하고, 그 영상정보를 통해 진행방향에 대한 정보를 제공받을 수 있다.

또한, 무인 수상정(100)은 무인 항공기(200)로부터 수신한 주변 영상정보를 분석하여, 전방의 상황과 장애물 존재 여부를 파악하고, 그 파악결과에 근거하여 기 설정된 경로를 변경할 수 있다.

또한, 무인 수상정(100)은 무인 잠수정(300)으로부터 전송된 수중 검사정보와 무인 항공기(200)로부터 전송된 주변 영상 정보를 위치 기반으로 매칭한다.

또한 무인 수상정(100)은 원격지의 관리자와 통신을 주고받기 위한 중계기 역할을 수행하여, 관리자가 무인 수상정(100)은 물론, 무인항공기(200) 및 무인 잠수정(300)의 상태 모니터링 및 제어를 가능하게 한다. 무인 수상정(100)은 무선 통신을 통해 원격의 관리자로부터 제어 명령을 수신하고, 제어 명령에 따른 결과 정보를 관리자에게 제공한다.

이러한 수중, 수면, 수상 복합 검사 시스템은, 기존의 무인 잠수정 내부 알고리즘에 의존하여 수중 검사를 함으로써, 지정된 경로 대비 실제 경로와 큰 오차가 있고, 이로 인해 다시 수중 검사를 수행해야 하는 문제점을 해결하였다. 즉, 무인 수상정(100)에 구비된 소나 센서(130)를 통해 무인 잠수정(300)의 위치를 실시간으로 추종하면서 정확한 경로정보를 제공하여, 정확한 수중 검사를 가능하게 하고, 수중 공간에서의 무인 잠수정 상태 확인, 오동작 또는 주변 환경으로 인한 손실에 대한 즉각적인 대응을 가능하게 한다. 또한 무인 잠수정(약 10시간)과 무인 항공기(약 20분)의 단점인 지속 사용 가동 시간을 무인 수상정(100)을 통해 충전 전원을 공급받음으로써, 해상이라는 공간에서의 장시간 임무 수행을 가능하게 한다.

한편, 무인 수상정(100)은 크루즈, 보트, 여객선 등의 배 모양으로 도시되었으나, 그 형상은 자유로이 변경될 수 있다.

이러한 무인 수상정(100)의 구성에 대해 도 3을 참조하기로 한다.

무인 잠수정(300)은 무인 수상정(200)에 구비된 제2영역(170)에 도킹하고 있다가, 무인 수상정(100)의 제어(control)에 의해 제2영역(170)에서 탈거되어 지정된 경로를 따라 수중 검사를 수행하며, 그 수중 검사정보를 무인 수상정(100)에 제공한다.

이러한 무인 잠수정(300)은 수중에서 자율 운항이 가능한 AUV(Autonomous Underwater Vehicle)로서, 수중 검사정보를 획득하기 위해 해양에서 운용될 수 있다.

또한, 무인 잠수정(300)은 내부 배터리의 충전을 위해 무인 수상정(100)에 도킹하여 충전시킬 수 있다.

무인 잠수정(300)은 수중 검사 중 배터리 잔량이 소진되었을 경우, 무인 수상정(100)의 제2영역(170)에 다시 장착되어 무선 충전 방법으로 배터리를 충전하고, 충전 완료 후 이전 구간부터 다시 수중 검사를 수행한다. 이때, 무인 잠수정(300)은 배터리 잔량이 기 설정된 일정 량 이하인 경우, 자동으로 무인 수상정(100)의 제2영역(170)에 도킹하여 배터리를 충전할 수 있다. 무인 잠수정(300)은 배터리 충전을 위해 수중 검사를 중단한 구간(위치)에 대한 정보를 저장하고 있다가, 배터리 충전이 완료되면, 그 구간으로 이동하여 수중 검사를 수행할 수 있다. 또한, 무인 잠수정(300)은 배터리 충전을 위해 수중 검사를 중단한 구간(위치)에 대한 정보를 무인 수상정(100)에 제공하고, 배터리 충전이 완료되면, 무인 수상정(100)으로부터 검사 시작 구간, 검사 시작 구간부터 수중 검사를 수행할 경로, 검사구간까지의 경로 등을 제공받고, 검사 시작 구간으로 이동하여 다시 수중 검사를 수행할 수 있다.

무인 잠수정(300)은 무인 수상정(100)으로부터의 제어신호에 따라 수중 검사를 수행하여 그 수중 검사정보를 무인 수상정(100)으로 전송하고, 무인 수상정(100)으로부터 전송된 경로 정보에 따라 운행한다.

무인 항공기(200)는 무인 수상정(100)에 구비된 제1영역(160)에 탑재되고, 무인 수상정(100)의 제어에 의해 제1영역(160)에서 이륙하여 주변 영상을 촬영한다.

이러한 무인 항공기(200)는 탑승자 없이 외부의 제어에 따라 비행하는 소형 비행기체로서, 작은 공간에서의 발함 및 회수가 가능하고, 유인 항공기에 비해 관리 비용이 작은 장점이 있다.

무인 항공기(200)는 무인 수상정(100)의 제어에 따라 비행하여 주변 영상을 촬영하고, 촬영된 주변 영상정보를 무인 수상정(100)으로 전송한다. 이때, 무인 항공기(200)는 복수의 감시 장비를 탑재하고 있으며, 감시 장비로는 대수상 레이더, 전자 광학 카메라, 적외선 탐지 장비 등일 수 있다.

무인 항공기(200)는 무인 수상정(100)과 무인 잠수정(300)의 진행 방향을 스캔하여, 전방의 상황과 장애물에 대하여 사전 파악을 가능하게 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 수상정의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 무인 수상정(100)은 무선 통신부(110), GPS 수신부(120), 소나 센서(130), 제어부(140), 태양전지(150), 제1충전부(160), 제2 충전부(170)를 포함한다. 여기서, 무선 통신부(110), GPS 수신부(120), 제어부(140)는 선체에 장착되고, 소나 센서(130)는 선체 하부에 장착되며, 제1 충전부(160)와 태양전지(150)는 선체 상부 데크에 장착되고, 제2 충전부(170)는 선체 하부에 장착된다.

무선 통신부(110)는 무인 항공기, 무인 잠수정, 관리자와 무선 통신을 수행한다.

GPS 수신부(120)는 수상에서의 위치를 측정하고, 측정된 위치를 제어부(140)에 제공한다.

소나 센서(130)는 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 측정한다.

제어부(140)는 무선 통신부(110)를 통해 무인 항공기 또는 무인 잠수정의 운행을 제어한다.

제어부(140)는 소나 센서(130)를 통해 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 감시하여, 기 지정된 경로를 이탈하는 경우, 지정된 경로를 추종할 수 있도록 경로를 재설정하여 무인 잠수정에 제공한다. 즉, 제어부(140)는 소나 센서(130)를 통해 무인잠수정의 위치를 실시간으로 감시하여 무인 잠수정의 운행 경로를 확인한다. 그 확인결과, 무인 잠수정이 지정된 경로를 이탈하면, 제어부(140)는 GPS 수신부(120)를 통해 취득된 GPS 위치정보를 기반으로 무인 잠수정의 수중 위치를 파악하고, 파악된 수중 위치에서 지정된 경로를 추종할 수 있도록 경로를 재설정하여 무인 잠수정에 제공한다.

또한, 제어부(140)는 상부에 탑재된 무인 항공기에 주변 영상을 촬영하도록 하는 제어신호를 무선 통신부(110)를 통해 전송하고, 무인 항공기로부터 촬영된 주변 영상정보가 수신되면, 수신된 영상을 분석하여 전방의 상황과 장애물 존재 여부를 판단한다. 이때, 제어부(140)는 현재 수신되는 영상정보와 동일한 위치의 영상정보를 비교하여 상황 변동을 감지할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 실시간으로 제공하는 영상의 정보를 탐지하여 인지하는 영상 인식 알고리즘 예컨대, PCA(Principal Component Analysis), LDA(Latent Dirichlet Allocation), RDA(recursive division algorithm), GSVD(Generalised Singular Value Decomposition) 등을 이용하여 영상을 분석하고, 그 분석결과를 근거로 전방의 상황과 장애물 존재 여부를 판단할 수 있다.

제어부(140)는 무인 항공기로부터 수신한 주변 영상정보를 분석하여, 전방의 상황과 장애물 존재 여부를 파악하고, 그 파악결과에 근거하여 기 설정된 경로를 변경할 수 있다.

제어부(140)는 무인 잠수정에서 검사한 수중 검사정보, 무인 항공기에서 촬영된 주변 영상정보, 무인 잠수정의 위치 및 경로 등을 무선 통신부(110)를 통해 관리자에게 전송할 수 있다. 따라서 관리자는 무인 잠수정의 정상 주행 또는 궤도 이탈 여부와 그 정도, 위치 간 이동 시간을 실시간으로 지속 확인할 수 있다.

제어부(140)는 무선 통신부(110)를 통해 원격의 관리자로부터 제어 명령이 수신되면, 그 제어 명령에 따라 무인 잠수정 또는 무인 항공기를 제어하고, 그 제어 결과를 무선 통신부(110)를 통해 관리자에게 제공한다.

태양전지(150)는 무인 수상정(100)은 물론, 무인 잠수정 및 무인 항공기에 전원을 공급한다. 낮 동안 패널을 통해 입사한 태양광을 태양 전지(150)를 통해 전기에너지로 변환되어 전력 변환 모듈과 커패시터를 통해 배터리에 에너지로 충전됨과 동시에, 태양전지(150)는 무인 수상정의 구동부, 가령 모터를 구동한다.

제1 충전부(160)는 선체 상부에 위치하여 무인 항공기를 충전한다. 즉, 제1 충전부(160)는 무인 항공기의 탑재가 감지되면, 태양 전지(150)로부터 전기를 공급받아 무인 항공기를 충전시킨다.

제2 충전부(170)는 선체 하부에 위치하여, 무인 잠수정의 도킹이 감지되면, 태양 전지(150)로부터 전기를 공급받아 해당 무인 잠수정을 충전시킨다. 여기서는 제2 충전부(170)를 하나만을 도시하였으나, 하나 이상일 수 있다.

도면에는 도시하지 않았으나, 무인 수상정(100)은 조향, 제동, 모터 등의 구동부, 수위 측정 센서 등의 각종 센서 등을 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 무인 수상정 110 : 무선 통신부
120 : GPS 수신부 130 : 소나 센서
140 : 제어부 150 : 태양전지
160 : 제1충전부 170 : 제2 충전부
200 : 무인 항공기 300 : 무인 잠수정

Claims

상부 데크(deck)에 무인 항공기 탑재를 위한 제1영역, 하부에 적어도 하나 이상의 무인 잠수정 도킹(docking)을 위한 제2영역이 구비되고, 수중을 검사하는 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 감시하며, 무인 항공기에서 촬영된 주변 영상정보를 수신하는 무인 수상정;
상기 제2영역에 도킹되고, 상기 무인 수상정의 제어(control)에 의해 상기 제2영역에서 탈거되어 지정된 경로를 따라 수중 검사를 수행하며, 그 수중 검사정보를 상기 무인 수상정에 제공하는 적어도 하나 이상의 무인 잠수정; 및
상기 제1영역에 탑재되고, 상기 무인 수상정의 제어에 의해 상기 제1영역에서 이륙하여 주변 영상을 촬영하는 무인 항공기;
를 포함하는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 무인 수상정의 상부 데크(deck)에는 태양전지(Solar Cell)가 구비되어, 상기 제2영역에 도킹된 무인 수상정 또는 상기 제1영역에 탑재된 무인 항공기를 비접촉 무선방식으로 충전하는 것을 특징으로 하는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 무인 수상정은 상기 무인 잠수정의 위치를 측정하는 소나 센서를 구비하고, 상기 소나 센서를 통해 무인잠수정의 위치를 실시간으로 감시하여, 지정된 경로를 이탈하는 경우, 상기 지정된 경로를 추종하는 경로를 재설정하여 상기 무인 잠수정에 제공하는 것을 특징으로 하는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 무인 수상정은 상기 무인 항공기로부터 수신한 주변 영상정보를 분석하여, 전방의 상황과 장애물 존재 여부를 파악하는 것을 특징으로 하는 수중, 수면 및 수상 복합 검사 시스템.
무인 항공기 또는 무인 잠수정과의 통신을 위한 무선 통신부;
수상에서의 위치를 측정하는 GPS 수신부;
상기 무인 잠수정의 위치를 측정하는 소나센서;
선체 상부에 탑재된 무인 항공기를 충전하는 제1 충전부;
선체 하부에 위치하여, 도킹된 무인 잠수정을 충전하는 적어도 하나 이상의 제2 충전부;
상부 데크(deck)에 구비되고, 태양 에너지를 전기에너지로 변환하여 상기 제1 충전부 또는 제2 충전부에 제공하는 태양전지; 및
상기 무선 통신부를 통해 무인 항공기 또는 무인 잠수정을 제어하고, 상기 소나 센서를 통해 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 감시하며, 상기 무선 통신부를 통해 상기 무인 항공기에서 촬영된 주변 영상정보가 수신하는 제어부;
를 포함하는 무인 수상정.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 소나 센서를 통해 무인 잠수정의 위치를 실시간으로 감시하여 지정된 경로를 이탈한 경우, 상기 GPS 수신부를 통해 취득된 GPS 위치정보를 기반으로 무인 잠수정의 수중 위치를 파악하고, 상기 파악된 수중 위치에서부터 지정된 경로를 추종하는 경로를 재설정하여 상기 무인 잠수정에 제공하는 것을 특징으로 하는 무인 수상정.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 무인 항공기로부터 수신한 주변 영상정보를 분석하여, 전방의 상황과 장애물 존재 여부를 파악하는 것을 특징으로 하는 무인 수상정.
제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 무인 잠수정으로부터 전송된 수중 검사정보와 상기 무인 항공기로부터 전송된 주변 영상정보를 상기 GPS 수신부에서 측정된 위치 기반으로 매칭하는 것을 특징으로 하는 무인 수상정.