KR101645005B1 - 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 수중에 있는 수중 구조물의 표면 상에 부착되어 이동하면서 작업하는 수중 작업 장치의 현재 위치를 수중 구조물의 용접라인에 대한 지도상에 정확하게 표시하여 제공할 수 있는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 수중 구조물의 용접라인에 대한 지도정보를 이용하여 수중에서 수중 구조물의 표면에 부착되어 이동하는 상기 작업 장치의 이동 경로를 설정하고, 상기 이동 경로 상의 용접라인에 따라 이동하는 작업 장치에 대하여 서로 다른 용접 라인의 교차점 또는 용접 라인의 종단점과 같은 작업 장치의 이동 경로 상에 포함되는 관심점을 이용하여 관심점의 순서와 상기 작업 장치에 의해 상기 각 관심점이 검출되는 순서를 비교함으로써 작업 장치의 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있으며, 파악된 현재 위치를 수중 구조물에 대한 지도 상에 정확히 표시함으로써 관리자가 수중에서 이동하는 작업 장치에 대하여 정확한 위치 파악이 이루어지도록 지원할 수 있는 동시에 작업의 정확도 및 편의성을 향상시킬 수 있도록 지원하는 효과가 있다.

Description

수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템 및 방법{System and method for detecting location of underwater operating device using welding line of underwater structure}

본 발명은 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 수중에 있는 수중 구조물의 표면 상에 부착되어 이동하면서 작업하는 수중 작업 장치의 현재 위치를 수중 구조물의 용접라인에 대한 지도상에 정확하게 표시하여 제공할 수 있는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 수중에서 운용되는 선박이나 해양 플랜트(off-shore plant)와 같은 다양한 수중 구조물은 가공공장이나 육상 도크(dock)와 같은 육상에서 대부분의 건조 작업을 거치게 되며, 상기 구조물의 건조 과정에서 강재로 구성된 서로 다른 블록을 상호 용접하여 조립함으로써 구조물의 전체 형태를 구성하도록 하는 용접 작업이 포함된다.

현재 이러한 용접 작업의 무인화를 위한 다양한 방식이 제안되고 있으며, 일례로 인접한 블록 사이의 용접 라인을 추적하여 작업을 수행하는 용접 로봇의 개발이 두드러지고 있다.

이러한 용접로봇은 용접 구동 전에 용접의 시점과 끝점의 정보를 미리 인식하고 용접 라인을 각종 센서나 영상을 통해 파악하여 자동으로 용접 라인을 추종하면서 용접의 시점과 끝점 사이의 용접 라인에 대한 용접작업을 실시하거나, 용접 로봇을 원격에서 제어하는 관리자의 모니터에 용접라인에 대한 영상을 전송하여 관리자의 제어에 의해 용접작업을 실시하는 방식으로 동작한다.

그러나, 상술한 바와 같이 이러한 용접 로봇의 대부분은 진수 이전인 가공 공장이나 육상 도크와 같은 육상에서의 작업을 염두에 두고 개발된 것이므로, 구조물의 진수 이후에 추가 보강 작업이나 구조물 운용에 따른 파손을 보수하기 위한 보수 작업 등과 같은 수중에서의 작업에 대한 용접 로봇의 위치파악이 어려워 수중 작업에 매우 취약한 문제점이 있다.

일례로, 기존 용접로봇은 기본적으로 수중 작업을 염두에 두지 않아 방수 처리에 문제가 있으며, 수중에서 기존의 용접 로봇을 운용하는 경우 수중에서의 시계는 기본적으로 5m 내외의 시계만 보장되는 상태이므로 수중의 시계 상태가 육상에서 측정된 시계보다 매우 불량하여 관리자가 영상만으로 현재 용접 로봇의 위치를 파악하기 어려우며, 이로 인해 관리자가 용접 로봇 운용 과정에서 지정된 작업 위치에서 용접 로봇을 이탈시키거나 용접 로봇에 오류가 발생하여 사용자가 지정한 경로를 이탈한 경우 관리자가 용접 로봇의 위치를 파악하기 어려운 문제점이 발생한다.

또한, 용접 로봇 자체적으로 센서를 기반으로 자동 용접을 실시하는 경우 센서값에 의해 측정된 이동 거리만으로 전체 용접 라인에서 현재 위치를 파악해야 하나, 센서값에 의해 측정된 이동거리에 오차가 지속적으로 누적되거나 센서값에 오류가 발생하는 경우 용접 로봇에서 현재 위치를 잘못 판단하여 사용자가 지정한 작업 경로를 수시로 이탈하게 되며, 이로 인해 상기 용접 로봇은 현재 위치가 아닌 다른 지점에 위치하는 것으로 오류 정보를 지속적으로 사용자의 장치에 전송하여 사용자가 용접 로봇의 위치를 잘못 파악한 상태에서 상기 용접 로봇을 방치하게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 기존 용접 로봇의 위치 파악을 위해 이용되는 통신 방식인 GPS(Global Positioning System)는 수중에서 전혀 이용할 수 없게 되므로, 위치 파악이 더욱 어려워지는 문제점이 있다.

즉, 상술한 바와 같이 작업 정확도를 높이기 위해서는 용접 로봇의 위치에 대한 파악이 매우 중요하나 기존의 용접 로봇은 수중에서 작업시 이러한 위치 파악이 매우 어려워지는 문제가 발생한다.

따라서, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하여 수중에서 정확하고 안전한 작업이 수행될 수 있도록 용접 라인에 기반한 정확한 위치 파악이 이루어지는 장비의 개발이 요구되고 있다.

한국공개특허 제10-2001-0095576호

본 발명은 일부 또는 전부가 수중에 있는 수중 구조물의 용접 라인을 따라 이동하면서 작업을 실시하는 장비의 작업이 정확하게 이루어질 수 있도록, 수중 구조물의 용접라인에 대한 지도정보와 해당 장비에서 제공되는 정보를 상호 비교하면서 실시간으로 정확한 위치 파악이 이루질 수 있도록 지원하여 작업 정확도를 높일 수 있도록 지원하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 용접 라인을 따라 이동하는 장비에서 제공되는 정보와 용접 라인에 대한 지도 정보와의 비교 과정에서 발생하는 오차를 지속적으로 보상하여 장비의 위치가 순시로 정확하게 보정되도록 함으로써, 장비의 작업 정확도를 크게 향상시키도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템은 수중 구조물의 표면에 대한 수중에서의 작업을 위해 상기 표면에 미리 형성된 용접라인을 검출하고, 검출된 용접 라인을 따라 상기 표면에 부착되어 이동하며, 상기 용접 라인의 실시간 검출에 따른 검출 정보를 생성하여 유무선 통신을 통해 전송하는 작업 장치 및 미리 저장된 상기 수중 구조물의 용접 라인에 대한 지도 정보를 기초로 사용자 입력에 따라 출발지점과 목적지점을 포함하는 상기 작업 장치의 이동 경로에 대한 경로정보를 포함하는 제어정보를 생성한 후 상기 작업 장치로 전송하여 상기 경로 정보에 따른 이동 경로 상의 상기 용접라인을 따라 상기 작업 장치가 이동하도록 제어하며, 상기 지도 정보 상에서 서로 다른 상기 용접 라인이 교차하거나 용접 라인이 중단되는 지점 중에서 상기 경로 정보 상에 포함되는 하나 이상의 상기 지점 각각을 관심점으로 설정하고, 상기 경로 정보에 따른 이동 경로에 따라 상기 각 관심점의 순서를 상기 지도정보에 설정하며, 상기 작업 장치로부터 수신되는 상기 검출 정보에 따라 상기 관심점 검출시마다 검출 순서를 카운트하여 현재 검출 순서에 대응되는 순서가 설정된 상기 관심점의 위치를 기초로 상기 지도 정보에 상기 작업 장치의 현재 위치를 표시하고, 상기 현재 위치가 표시된 지도정보를 디스플레이를 통해 출력하는 모니터링 장치를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 작업 장치는 상기 용접 라인에 대한 영상을 촬영하는 카메라부 및 상기 용접 라인을 감지하기 위한 복수의 센서로 구성된 센서부 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 카메라부를 통해 생성된 영상정보 및 상기 센서부를 통한 감지에 따라 생성된 센싱정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 검출 정보를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 작업 장치는 상기 센서부의 센싱정보를 기초로 상기 표면 상에 부착된 상기 작업 장치의 자세에 대한 자세 정보를 생성하여 상기 유무선 통신을 통해 상기 모니터링 장치로 전송하며, 상기 모니터링 장치는 상기 지도 정보를 기초로 상기 각 관심점에 대하여 상기 작업 장치의 자세에 대한 자세 설정정보를 설정하고, 상기 현재 위치에 대응되는 관심점에 설정된 상기 자세 설정정보와 상기 작업 장치로부터 수신된 자세정보에 차이가 발생한 경우 상기 현재 위치 이후의 순서에 위치하는 하나 이상의 관심점 중 상기 자세정보와 일치하는 자세 설정정보가 설정되며 상기 현재 위치와 가장 인접한 관심점을 추출하고, 상기 추출된 관심점의 위치 및 순서로 상기 현재 위치 및 검출 순서를 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 센서부는 상기 표면과 마주보는 상기 작업 장치의 일면에 구성되고, 상기 일면의 가로열과 세로열 각각에 소정의 간격으로 배치되는 복수의 센서를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 센서는 가속도 센서, 자이로 센서, 전자기 센서, 레이저 센서, 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 모니터링 장치는 상기 작업 장치의 검출 정보를 이용하여 상기 관심점 검출시마다 상기 지도 정보를 기초로 상기 경로 정보 상의 상기 현재 위치에 대응되는 관심점에 인접한 용접 라인의 패턴에 대한 기준 패턴정보를 생성하고, 상기 검출정보를 기초로 상기 관심점에 인접한 용접 라인의 패턴에 대한 검출 패턴정보를 생성하여 상기 기준 패턴정보와 상호 비교하며, 상기 기준 패턴정보와 상기 검출 패턴정보가 불일치하는 경우 상기 현재 위치 이후에 위치하는 하나 이상의 관심점 중 상기 검출 패턴정보와 일치하는 패턴정보를 가지며 상기 현재 위치에 가장 인접한 관심점을 추출하여, 상기 추출된 관심점의 위치 및 순서로 상기 현재 위치 및 검출 순서를 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 모니터링 장치는 상기 검출정보를 기초로 영상 분석을 통해 상기 검출 패턴정보를 생성하거나 상기 수중 구조물의 형상에 따른 상기 표면의 전자기적 변화량을 측정하여 상기 검출 패턴정보를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 작업 장치는 본체와, 상기 본체에 구성되어 모니터링 장치와의 유무선 통신을 위한 통신부와, 상기 본체에 구성되어 상기 용접라인을 검출하여 상기 검출정보를 생성하는 검출부와, 상기 본체에 구성되어 상기 표면에 대한 작업을 수행하는 작업부와, 상기 본체를 상기 표면에 부착시키고 상기 본체를 이동시키는 구동부 및 상기 통신부를 통해 수신된 제어정보에 따른 경로 상의 용접라인을 상기 검출부의 검출 정보를 통해 검출하고 상기 구동부를 제어하여 상기 경로 상의 용접라인을 따라 상기 본체를 이동시키며, 상기 검출정보를 상기 통신부를 통해 상기 모니터링 장치로 전송하고, 상기 제어정보를 기초로 상기 작업부를 제어하여 상기 제어정보에 따른 작업을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 모니터링 장치는 상기 작업 장치와의 통신을 위한 송수신부와, 상기 지도정보가 저장된 저장부와, 상기 사용자 입력을 수신하는 입력부와, 상기 지도정보 및 상기 지도정보 상에 상기 작업 장치의 현재 위치를 표시하는 상기 디스플레이를 포함하는 디스플레이부 및 상기 입력부를 통한 사용자 입력에 따라 상기 저장부에 저장된 지도정보를 기초로 상기 경로정보를 생성하거나 상기 제어정보를 생성하여 상기 송수신부를 통해 상기 작업 장치로 전송하고, 상기 지도정보 및 검출정보를 이용하여 상기 현재 위치를 연산한 후 상기 디스플레이부를 통해 상기 지도정보 및 상기 현재 위치를 출력하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 모니터링 장치는 상기 작업 장치로부터 수신된 검출정보를 기초로 상기 이동방향 및 이동거리 중 적어도 하나를 연산하여 서로 다른 상기 관심점 사이에서의 상기 현재 위치 또는 상기 경로 정보에 따른 이동 경로 상에 인접한 특정 영역에서의 상기 현재 위치를 산출한 후 상기 지도정보에 표시하며, 상기 지도정보에 포함된 경로정보 및 상기 현재 위치에 따라 상기 작업 장치가 상기 용접라인을 이탈하는 경우 상기 작업 장치로 상기 제어정보를 전송하여 상기 용접 라인으로 복귀하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수중 구조물의 표면에 대한 수중에서의 작업을 위해 상기 표면에 미리 형성된 용접라인을 검출하는 작업 장치와 유무선 통신하는 모니터링 장치로 구성된 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 방법은, 상기 모니터링 장치가 미리 저장된 상기 수중 구조물의 상기 용접 라인에 대한 지도 정보를 기초로 사용자 입력에 따라 출발지점과 목적지점을 포함하는 상기 작업 장치의 이동 경로에 대한 경로정보를 포함하는 제어정보를 생성한 후 상기 작업 장치로 전송하고, 상기 경로 정보에서 서로 다른 상기 용접 라인이 교차하거나 상기 용접 라인이 중단되는 하나 이상의 지점을 각각 관심점으로 설정하며, 상기 경로 정보에 따른 이동 경로에 따라 상기 각 관심점의 순서를 설정하는 단계와, 상기 작업 장치가 상기 제어정보를 기초로 경로 정보에 대응되는 상기 용접 라인을 따라 상기 표면에 부착되어 이동하면서 상기 용접 라인의 실시간 검출에 따른 검출 정보를 생성하여 유무선 통신을 통해 상기 모니터링 장치로 전송하는 단계 및 상기 모니터링 장치가 상기 작업 장치로부터 수신되는 상기 검출 정보에 따라 상기 관심점 검출시마다 검출 순서를 카운트하여 현재 검출 순서에 대응되는 순서가 설정된 상기 관심점의 위치를 기초로 상기 지도 정보에 상기 작업 장치의 현재 위치를 표시하고, 상기 현재 위치가 표시된 지도정보를 디스플레이를 통해 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 수중 구조물의 용접라인에 대한 지도정보를 이용하여 수중에서 수중 구조물의 표면에 부착되어 이동하는 상기 작업 장치의 이동 경로를 설정하고, 상기 이동 경로 상의 용접라인에 따라 이동하는 작업 장치에 대하여 서로 다른 용접 라인의 교차점 또는 용접 라인의 종단점과 같은 작업 장치의 이동 경로 상에 포함되는 관심점을 이용하여 관심점의 순서와 상기 작업 장치에 의해 상기 각 관심점이 검출되는 순서를 비교함으로써 작업 장치의 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있으며, 파악된 현재 위치를 수중 구조물에 대한 지도 상에 정확히 표시함으로써 관리자가 수중에서 이동하는 작업 장치에 대하여 정확한 위치 파악이 이루어지도록 지원할 수 있는 동시에 작업의 정확도 및 편의성을 향상시킬 수 있도록 지원하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 작업 장치의 검출정보를 기초로 한 관심점의 검출에 실패하여 현재 위치 파악에 오류가 발생한 경우에도 용이하게 지도정보 및 작업 장치의 검출에 따른 검출정보 각각을 기초로 생성한 관심점 주변의 용접라인에 대한 패턴정보를 상호 비교하거나 관심점에 위치하는 작업 장치의 상기 지도정보 및 상기 검출정보 각각에 따른 자세정보를 상호 비교하여 패턴 및 자세가 일치하는 관심점을 식별하여 해당 관심점의 위치로 현재 위치를 보정할 수 있으므로, 용접 라인을 따라 이동하는 작업 장치에서 제공되는 정보와 용접 라인에 대한 지도 정보와의 비교 과정에서 발생하는 오차를 지속적으로 보상하여 장비의 현재 위치가 순시로 정확하게 보정되도록 함으로써, 수중 작업 장치의 현재 위치 파악에 대한 정확도를 크게 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 작업 장치 및 모니터링 장치의 상세 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검출부의 구성에 대한 예시도.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 장치의 경로정보 생성 과정 및 수중 위치 파악 과정에 대한 동작 예시도.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템의 용접 라인 패턴을 기반으로 한 위치 보정에 대한 동작 예시도.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템에 있어서 작업 장치의 자세를 기반으로 한 위치 보정에 대한 동작 예시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 장치의 작업 장치에 대한 위치 추정을 나타낸 예시도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 방법에 대한 순서도.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템의 구성도로서, 도시된 바와 같이 선박이나 해양 플랜트(off-shore plant)와 같이 몸체의 일부 또는 전부가 수중에 위치하는 수중 구조물(1)의 표면에 미리 형성된 용접 라인(line)을 검출하고, 해당 용접 라인을 따라 표면 상을 이동하면서 수중에서 지정된 작업을 수행하는 작업 장치(100)와, 상기 작업 장치(100)와 유무선 통신을 통해 통신하고 상기 수중 구조물(1)의 표면상에서 상기 작업 장치(100)에 대한 현재 위치를 정확히 파악하고, 상기 용접 라인에 대한 지도정보가 미리 저장되어 상기 지도정보에 따른 지도 상에 상기 현재 위치를 표시하여 디스플레이를 통해 출력하는 모니터링 장치(200)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 유무선 통신에 적용되는 통신 방식은 널리 알려진 다양한 유무선 통신 방식이 적용될 수 있다.

또한, 상기 작업 장치는 수중에서의 원활한 작업을 보장하기 위하여 특정 수준의 방수가 지원되는 구성요소로 구성될 수 있다.

더하여, 상기 용접라인(용접선)은 용접이 이루어지지 않은 선(line)이거나 이미 용접이 이루어진 상태의 선일 수도 있다.

상술한 구성에서, 상기 모니터링 장치(200)는 수중 구조물(1)에 미리 형성된 복수의 용접 라인에 대한 지도정보를 미리 저장하고 상기 지도 정보에서 용접 라인에 기반한 특징점을 설정하며, 상기 작업 장치(100)의 이동 경로에 대한 경로정보를 상기 지도정보를 기초로 생성한 후 상기 작업 장치(100)로 전송하여 상기 경로 정보에 따라 상기 작업 장치(100)가 이동되도록 할 수 있다.

이때, 상기 특징점의 일례로 서로 다른 복수의 용접라인 교차하는 교차 지점 및 상기 용접라인이 중단되는 종단 지점을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태의 지점이나 사용자가 상기 지도 상에 설정한 지점을 상기 특징점으로 설정할 수도 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 지도정보에 포함된 모든 특징점 중 상기 경로 정보에 포함되는 하나 이상의 특징점을 각각 관심점(POI: Point Of Interest)으로 지정할 수 있으며, 상기 경로 정보에 따른 이동 경로를 기초로 상기 이동 경로 상에서 상기 관심점의 배치 순서에 따라 상기 관심점의 순서를 설정할 수 있다. 이때, 이동 경로에 따른 이동 방향을 기초로 상기 작업 장치(100)가 상기 각 관심점을 거치는 순서에 따라 해당 관심점의 순서가 결정될 수 있다.

이에 따라, 상기 작업 장치(100)는 상기 경로 정보를 수신하여 상기 경로정보에 따른 경로 상에 위치하는 상기 수중 구조물(1)의 용접라인을 검출하면서, 상기 경로 상의 용접라인을 따라 상기 수중 구조물(1)의 표면 상에 부착된 상태로 이동할 수 있으며, 상기 용접 라인의 검출에 따른 검출 정보를 상기 모니터링 장치(200)로 실시간 또는 주기적으로 전송할 수 있다.

이외에도, 상기 모니터링 장치(200)는 관리자에 의한 사용자 입력을 기초로 원격에서 상기 작업 장치(100)를 상기 경로 정보에 따른 이동 경로로 이동시키기 위한 상기 경로 정보를 포함하는 제어 정보를 생성할 수 있으며, 상기 제어 정보를 실시간으로 상기 작업 장치(100)에 전송하여 상기 작업 장치(100)의 이동을 관리자의 조종 입력에 따라 제어할 수 있다.

또한, 상기 작업 장치(100)는 상기 경로 정보를 포함하는 제어정보를 실시간으로 수신하여, 상기 제어 정보에 따라 이동하면서 상기 용접 라인을 검출하고 이에 따른 검출정보를 생성하여 상기 모니터링 장치(200)로 전송할 수 있으며, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 검출 정보를 상기 모니터링 장치(200)에 구성된 디스플레이 또는 상기 모니터링 장치(200)와 연결되는 별도의 디스플레이 장치를 통해 표시(출력)할 수 있다.

이때, 상기 검출 정보는 상기 작업 장치(100)에 구성되는 카메라부의 영상정보 및 상기 작업 장치(100)에 구성되는 센서부의 센싱정보를 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 모니터링 장치(200)를 통해 상기 작업 장치(100)의 이동을 제어하는 관리자는 상기 디스플레이부 또는 디스플레이 장치를 통해 출력된 검출정보(영상정보, 센싱정보 등)를 확인하면서 상기 작업 장치(100)를 제어할 수 있으며, 상기 작업 장치(100)는 관리자의 제어에 따라 생성된 제어정보를 상기 모니터링 장치(200)로부터 수신하여 상기 관리자가 의도하는 경로에 따라 이동할 수 있다.

한편, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 작업 장치(100)로부터 수신된 검출 정보를 기초로 상기 관심점이 검출되는 경우 관심점 검출시마다 검출 순서(또는 검출 횟수)를 카운트(count)하고, 상기 검출 순서에 따른 순서값(또는 검출 횟수에 따른 횟수값)과 상기 각 관심점의 순서에 따른 순서값을 상호 비교하여 상기 검출 순서와 일치하는 순서를 가진 관심점의 위치를 상기 작업 장치(100)의 현재 위치로 설정할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 해당 현재 위치에 대한 위치정보를 상기 수중 구조물(1)의 용접 라인에 대한 지도 정보에 포함시켜 디스플레이를 통해 출력할 수 있으며, 이를 통해 관리자는 디스플레이를 통해 출력된 지도 상의 현재 위치를 기초로 작업 장치(100)의 정확한 위치를 용이하게 파악할 수 있다.

이때, 상기 지도정보는 상기 수중 구조물(1)의 전체 구조(형태)에 대한 이미지 또는 그래픽 정보를 포함할 수도 있음은 물론이며, 해당 이미지 또는 그래픽 정보에 상기 용접라인의 형태에 대한 라인 정보가 설정될 수도 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 디스플레이를 통해 상기 위치정보가 포함된 지도정보와 함께 상기 검출정보를 표시할 수 있음은 물론이다.

즉, 상기 작업 장치(100)는 수중 시계가 아무리 불량하더라도 수중 구조물(1)의 표면에 밀착하여 최대한 근접한 거리에서 서로 다른 용접 라인이 형성하는 관심점을 용이하게 검출할 수 있으며, 상기 모니터링 장치(200)는 해당 관심점과 지도정보를 기반으로 수중에서 이동 작업하는 작업 장치(100)의 위치를 정확하게 표시할 수 있으므로, 본 발명은 수중에서의 제한된 시계에 대한 영향을 거의 받지 않을 뿐 아니라 GPS(Global Positioning System)와 같은 위치 파악을 위한 통신을 이용할 필요 없이 수중에서 이동하는 작업 장치(100)의 현재 위치를 정확하게 제공할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 기존의 용접 라인을 검출하여 이동하는 용접 로봇 대부분이 육상에서의 작업을 고려하여 제작됨으로써 수중에서 해당 용접 로봇을 운영하는 경우 수중에서의 제한된 시계와 수중에서의 GPS 통신 두절로 인해 해당 용접 로봇의 이동에 따른 수중에서의 위치 파악이 어려운 점을 개선하여, 용접 라인의 교차 또는 중단에 기반한 경로 상에 포함되는 관심점의 순서와 상기 작업 장치(100)에 의해 상기 각 관심점이 검출되는 순서를 비교하여 각 관심점마다 작업 장치(100)의 위치를 정확하게 파악하고, 이를 지도정보에 따른 수중 구조물(1)에 대한 지도 상에 정확히 표시함으로써 관리자가 수중에서 이동하는 작업 장치(100)에 대하여 정확한 위치 파악이 이루어지도록 지원할 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 관리자의 작업 장치(100)를 이용한 작업 편의성을 개선하는 동시에 작업 장치(100)의 정확한 위치 파악에 따라 작업 장치(100)를 이용한 작업 과정에서의 실수를 최소화할 수 있다.

상술한 구성을 토대로, 상기 작업 장치(100)와 모니터링 장치(200)의 상세 동작을 이하 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 작업 장치(100)와 모니터링 장치(200)의 상세 구성도이다.

우선, 작업 장치(100)는 도시된 바와 같이 작업 장치(100)를 구성하는 본체(101)와, 상기 본체(101)에 구성되는 통신부(110), 구동부(120), 검출부(130), 작업부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.

상기 통신부(110)는 상기 모니터링 장치(200)와의 유무선 통신을 지원할 수 있다.

또한, 상기 검출부(130)는 상기 용접라인을 검출하여 상기 검출정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 작업부(140)는 상기 수중 구조물(1)의 표면에 대한 검사 또는 청소 작업이나 상기 용접 라인에 대한 용접 작업을 수행할 수 있다.

또한, 상기 구동부(120)는 상기 본체(101)를 상기 표면에 부착시키고 상기 본체(101)를 이동시킬 수 있으며, 일례로 상기 구동부(120)는 구동축과 피동축에 의해 서로 연결되는 한 쌍의 바디와, 한 쌍의 바디 내부에 배치되며 구동축과 피동축에 각각 한 쌍이 마련되는 스프로킷과, 스프로킷을 연결하는 체인과, 체인에 연결되어 체인과 같이 회전되는 자석모듈과, 본체(101)에 마련되어 구동축을 구동시키는 구동모터 등과 같은 다양한 구성요소를 포함할 수 있다.

한편, 상기 제어부(150)는 상기 통신부(110)를 통해 상기 모니터링 장치(200)로부터 수신된 제어정보를 기초로 상기 제어정보에 포함된 경로정보에 따른 이동 경로 상의 용접라인을 상기 검출부(130)의 검출 정보를 통해 검출하고 상기 구동부(120)를 제어하여 상기 경로 상의 용접라인을 따라 상기 본체(101)를 이동시키며, 상기 검출부(130)를 통해 생성된 검출정보를 상기 통신부(110)를 통해 상기 모니터링 장치(200)로 전송할 수 있다.

또한, 상기 제어부(150)는 상기 통신부(110)를 통해 수신된 상기 제어정보를 기초로 상기 구동부(120)를 제어하여 관리자의 원격 조종에 따른 경로 또는 방향에 따라 상기 본체(101)를 이동시킬 수 있다.

더하여, 상기 제어부(150)는 상기 작업부(140)를 구동시키기 위한 관리자 입력에 따른 제어정보를 상기 통신부(110)를 통해 상기 모니터링 장치(200)로부터 수신할 수 있으며, 상기 제어정보를 기초로 상기 작업부(140)를 제어하여 상기 제어정보에 따른 작업을 수행할 수 있다.

상술한 구성에서, 상기 검출부(130)는 도 3(a)에 도시된 바와 같이 하나 이상의 센서로 구성된 센서부(131)를 포함할 수 있으며, 상기 센서부(131)에 포함된 각 센서는 속도 센서, 가속도 센서, 자이로 센서(gyro sensor), 전자기 센서, 레이저 센서(laser sensor), 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함하여 상기 수중 구조물(1)의 표면에 대한 센싱을 통해 센싱정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 센서부(131)는 도 3(b)에 도시된 바와 같이 상기 수중 구조물(1)의 표면과 해당 표면에 형성되는 용접 라인의 패턴에 대한 정확한 센싱을 위해 상기 수중 구조물(1)의 표면과 마주보는 상기 작업 장치(100)의 일면에 구성되고, 상기 일면의 가로열과 세로열 각각에 소정의 간격으로 배치되는 복수의 센서(1310)를 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 가로열 및 세로열은 복수로 구성되고 각 열에 복수의 센서(1310)가 소정 간격으로 구성되는 바둑판 형태로서 상기 센서부(131)가 구성될 수도 있다.

더하여, 상기 센서부(131)의 각 센서(1310)는 대각선으로 상기 작업 장치(100)의 일면에 구성될 수도 있음은 물론이다.

또한, 상기 검출부(130)는 카메라부(132)를 포함할 수 있으며, 상기 카메라부(132)는 상기 수중 구조물(1)의 표면 및 용접라인에 대한 영상정보를 생성할 수 있다.

이에 따라, 상기 검출부(130)는 상기 센서부(131) 및 카메라부(132) 중 적어도 하나가 구성될 수 있으며, 상기 센서부(131)의 센싱정보 및 카메라부(132)의 영상 정보 중 적어도 하나를 상기 검출 정보로 생성할 수 있다.

또한, 상기 제어부(150)는 상기 검출부(130)로부터 수신되는 검출정보를 기초로 영상분석이나 센싱정보에 따른 표면 형태분석을 기초로 수중 구조물(1)의 표면 형태를 파악하여 용접라인을 검출할 수 있으며, 해당 검출된 용접라인을 따라 상기 구동부(120)를 제어하여 상기 작업 장치(100)를 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(150)는 상기 경로정보에 포함된 각 관심점을 상기 검출정보를 기초로 식별할 수 있으며, 상기 경로정보에 따른 이동 경로를 추종하기 위해 상기 경로정보에 설정된 각 지점에서의 이동방향을 연산하고, 상기 이동 방향 및 용접 라인에 따라 상기 작업 장치(100)를 이동시켜 상기 경로 정보에 따른 이동 경로에 따라 상기 작업 장치(100)를 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 작업 장치(100)는 별도의 메모리부(미도시)가 더 구성될 수 있으며, 상기 제어부(150)는 상기 메모리부에 상기 지도정보를 저장하고, 상기 모니터링 장치(200)로부터 경로정보 수신시 메모리부로부터 지도정보를 로드하고, 수신된 경로정보를 상기 지도정보에 적용하여 이동 경로를 파악할 수도 있다.

한편, 상기 모니터링 장치(200)는 저장부(210), 송수신부(220), 입력부(230), 디스플레이부(240) 및 모니터링부(250)를 포함할 수 있다.

상기 송수신부(220)는 상기 작업 장치(100)와의 유무선 통신을 수행할 수 있다.

또한, 상기 저장부(210)에는 상기 수중 구조물(1)의 표면 및 용접라인에 대한 지도정보가 저장될 수 있다. 이때, 상기 지도정보는 2차원 또는 3차원 그래픽 정보로 구성될 수 있음은 물론이다.

이때, 상기 지도정보에는 서로 다른 용접라인이 교차하거나 용접라인이 중단되는 지점에 대한 특징점이 설정될 수 있으며, 각 특징점에 대응되는 좌표정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 입력부(230)는 사용자(관리자) 입력을 수신할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(240)는 상기 지도정보 및 상기 지도정보에 따른 지도 상에 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 표시하는 상기 디스플레이를 포함하도록 구성되며, 상기 모니터링부(250)에 의해 출력되는 정보를 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.

한편, 상기 모니터링부(250)는 상기 입력부(230)를 통한 사용자 입력에 따라 상기 제어정보 또는 상기 저장부(210)에 저장된 지도정보를 기초로 상기 경로정보를 생성할 수 있으며, 상기 제어정보 또는 상기 경로정보를 상기 송수신부(220)를 통해 상기 작업 장치(100)로 전송할 수 있다.

또한, 상기 모니터링부(250)는 상기 작업 장치를 상기 경로 정보에 따른 경로로 조종하기 위한 사용자 입력에 따른 제어정보를 생성하여 상기 송수신부(220)를 통해 상기 작업 장치(100)로 실시간으로 전송할 수도 있다. 이때, 상기 제어 정보에는 상기 경로 정보가 포함될 수 있으며, 상기 경로 정보가 상기 사용자 입력에 따라 상기 작업 장치(100)를 조종하기 위한 조종 정보로 구성될 수도 있다.

이에 따라, 상기 작업 장치(100)의 제어부(150)는 상기 경로정보가 포함된 제어정보를 상기 작업 장치(100)의 통신부(110)를 통해 실시간으로 수신하여 상기 제어정보를 기초로 상기 작업 장치(100)의 구동부(120)를 제어함으로써 실시간으로 관리자가 의도하는 경로에 따라 이동하거나 작업을 수행할 수 있다.

또한, 상기 모니터링부(250)는 상기 지도정보 및 검출정보를 이용하여 상기 현재 위치를 연산한 후 상기 디스플레이부(240)를 통해 상기 지도정보 및 상기 현재 위치를 출력할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)의 모니터링부(250)는 사용자 입력을 기초로 용접라인에 대한 검사 또는 용접과 같은 작업을 수행하도록 상기 작업 장치(100)를 제어하기 위한 제어정보를 생성하여 송수신부(220)를 통해 상기 작업 장치(100)로 전송할 수 있다.

이에 따라, 상기 작업장치의 제어부(150)는 상기 통신부(110)를 통한 제어정보의 수신에 따라 상기 작업부(140)를 제어하여 상기 제어정보에 따른 작업을 수행할 수 있다.

상기 제어부(150) 및 모니터링부(250)는 RAM, ROM, CPU, GPU, 버스 등을 포함할 수 있으며, 이를 통해 메모리부 또는 상기 저장부(210)에 저장된 프로그램 및 데이터를 이용하여 작업 장치(100) 또는 모니터링 장치(200)의 전반적인 제어 기능 및 서비스를 실행 및 제공한다.

상술한 구성을 바탕으로 도 4 내지 도 5를 통해 상기 모니터링 장치(200) 및 상기 작업 장치(100)의 상세 동작 구성을 설명한다.

우선, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 모니터링 장치(200)는 사용자 입력에 따라 상기 지도정보에서 출발지점과 목적지점을 설정하고, 또한 사용자 입력에 따라 상기 출발지점과 목적지점을 연결하는 경로에 대한 경로정보를 생성할 수 있다.

이때, 상기 모니터링 장치(200)는 미리 설정된 상기 특징점 설정에 대한 설정정보를 기초로 상기 지도정보에 포함된 경로정보에서 상기 설정정보에 대응되는 특징점을 추출하고, 상기 경로정보에 따른 경로 상에 위치하는 상기 추출된 특징점을 관심점(P1, P2, P3, P4)으로 설정할 수 있다.

이때, 상기 모니터링 장치(200)는 출발지점 및 목적지점 역시 관심점으로 설정할 수 있다.

여기서, 상기 지도정보에 미리 특징점이 설정되고, 상기 모니터링 장치(200)가 상기 경로정보에 따른 경로 상에 위치하는 특징점을 관심점으로 설정할 수도 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 지도정보에 상기 경로정보를 적용할 수도 있다.

이를 통해, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 관심점을 상기 작업 장치(100)의 위치 판단을 위한 정보로 이용할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 경로 정보에 따른 이동 경로를 기초로 상기 작업 장치(100)가 각 관심점을 통과하는 순서에 따라 각 관심점에 대하여 관심점의 순서를 상기 지도정보에 포함된 경로정보에 설정할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 경로정보를 유무선 통신을 통해 수중 구조물(1)의 벽면(표면)에 부착된 상기 작업 장치(100)로 전송할 수 있다.

이때, 상기 경로 정보는 지도 정보에 포함된 용접 라인을 기초로 경로가 구성될 수 있으며 상기 경로 상에 위치하는 각 관심점의 좌표정보를 포함할 수도 있다. 이때, 상기 좌표정보의 일례로, 출발지점을 출발하여 가장 먼저 도달하는 제 1 관심점(P1)에 대하여 도 4에 도시된 바와 같이 가로가 B행이고, 세로가 1열이므로 B1이 상기 제 1 관심점(P1)의 좌표로 설정될 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 작업 장치(100)는 상기 모니터링 장치(200)로부터 상기 경로정보를 수신하고, 수중에서 상기 수중 구조물(1)의 표면에 부착되어 상기 표면에서 상기 경로정보에 따른 경로 상에 위치하는 용접라인을 따라 이동하거나 상기 관리자의 원격 조종에 따른 경로로 이동할 수 있다.

이때, 상기 작업 장치(100)는 상기 경로정보에 포함된 관심점의 순서에 따라 순차적으로 각 관심점의 좌표정보에 대응되는 좌표로 이동할 수 있다.

또한, 상기 작업 장치(100)의 제어부(150)는 상기 작업 장치(100)에 구성되어 상기 용접 라인에 대한 영상을 촬영하는 카메라부(132) 및 상기 용접 라인을 감지하기 위한 복수의 센서로 구성된 센서부(131) 중 적어도 하나를 포함하는 검출부(130)를 통해 생성된 영상정보 및 센싱정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 검출 정보를 이용하여 상기 경로정보에 따른 경로 상의 용접라인을 검출하면서, 해당 용접 라인을 따라 경로 정보에 따른 이동 경로로 이동할 수 있다.

또한, 상기 작업 장치(100)는 검출부(130)를 통해 생성된 검출정보를 상기 모니터링 장치(200)로 실시간 또는 주기적으로 전송할 수 있다.

한편, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 작업 장치(100)로부터 수신되는 검출정보를 기초로 상기 관심점을 검출할 수 있다.

일례로, 상기 모니터링 장치(200)에 구성된 상기 모니터링부(250)는 상기 검출정보에 포함된 영상정보를 영상 분석하거나 상기 검출정보에 포함된 센싱정보를 기초로 상기 표면의 형태에 따른 전자기적 변화량를 이용하여 표면 형태를 검출함으로써, 용접라인이 교차하거나 용접라인이 단절되는 지점이 존재하는지를 판단하여 상기 관심점의 검출 여부를 판단할 수 있다.

이때, 상기 검출정보는 상기 영상정보 및 센싱정보가 모두 포함될 수도 있으며, 상기 모니터링부(250)는 상기 영상정보의 영상 분석에 따른 결과와 상기 센싱정보를 이용한 분석 결과를 복합적으로 이용하여 표면 형태를 파악하고, 이를 기반으로 관심점이 존재하는 경우 이를 검출할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)의 모니터링부(250)는 상기 검출정보를 기초로 상기 관심점의 검출시마다 순서대로 검출 순서를 카운트할 수 있다.

일례로, 상기 모니터링부(250)는 상기 작업 장치(100)가 출발지점을 출발하여 최초 도달한 관심점인 제 1 관심점(P1)에서 전송한 검출정보를 기초로 제 1 관심점(P1)에 대한 관심점 검출시 검출 순서를 1(첫번째)로 카운트하고, 두번째 관심점인 제 2 관심점(P2)에서 상기 작업 장치(100)가 전송하는 검출정보를 기초로 관심점 검출시 검출 순서를 2(두번째)로 카운트할 수 있다.

또한, 상기 모니터링부(250)는 현재 카운트된 검출 순서를 상기 지도정보에 설정된 관심점별 순서와 비교하여 검출 순서에 따른 순서값과 일치하는 순서값을 가진 관심점을 상기 지도정보에서 식별할 수 있다.

이에 따라, 상기 모니터링부(250)는 현재 식별된 상기 관심점의 위치(좌표)를 판단하고, 상기 지도정보에 따른 지도 상에 상기 식별된 관심점의 위치를 상기 작업 장치(100)의 현재 위치로서 표시할 수 있다.

이후, 상기 모니터링부(250)는 상기 모니터링 장치(200)에 구성된 디스플레이부(240) 또는 별도 연결된 디스플레이 장치를 통해 상기 현재 위치에 대한 위치정보를 포함하는 지도정보를 출력할 수 있으며, 이에 따라 상기 모니터링 장치(200)는 상기 수중 구조물(1)의 용접 라인에 대한 지도 상에 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 표시하여 관리자가 작업 장치(100)의 현재 위치를 확인할 수 있도록 제공한다.

한편, 상기 모니터링 장치(200)는 관심점 검출 이외에도 서로 다른 관심점 사이를 이동하는 작업 장치(100)의 위치를 더욱 정확하게 파악하여 표시할 수도 있는데, 이를 상세히 설명한다.

상기 모니터링 장치(200)의 모니터링부(250)는 상기 작업장치(100)가 상기 제어 정보에 따라 경로 상에 위치하는 복수의 관심점 중 어느 하나인 관심점 1에서 출발시 상기 작업 장치(100)로부터 지속적으로 수신되는 검출정보에 포함된 센싱정보를 기초로 상기 작업 장치(100)의 이동거리를 누적 연산할 수 있으며, 이를 통해 상기 관심점 1의 위치로부터 누적 연산된 이동거리값에 따라 상기 관심점 1의 다음 순서에 위치하는 관심점 2와 상기 관심점 1 사이에서 이동하는 상기 작업 장치(100)의 현재 위치에 대한 위치값을 생성할 수 있으며, 상기 위치값에 따른 위치정보를 상기 지도정보에 포함시켜 상기 디스플레이부(240)를 통해 출력할 수 있다.

즉, 상기 모니터링부(250)는 실시간으로 이동거리값을 연산하여 서로 다른 관심점 사이에서 이동하는 상기 작업 장치(100)의 실시간 현재 위치를 표시할 수 있다.

이때, 상기 모니터링부(250)는 상기 센싱정보를 기초로 상기 작업 장치(100)의 이동 방향을 더 연산할 수 있으며, 상기 이동 방향 및 이동 거리값을 기초로 상기 위치값을 생성할 수도 있다.

또한, 상기 모니터링부(250)는 상기 검출정보를 이용한 관심점 2의 검출에 따라 상기 관심점 1을 출발한 상기 작업 장치(100)가 상기 관심점 2에 도착한 경우 상기 이동거리값을 초기화하고, 다시 상기 관심점 2를 기준으로 작업 장치(100)로부터 수신되는 검출정보에 포함된 센싱 정보를 기초로 이동거리값을 누적 연산하여 상기 관심점 2의 다음 순서에 위치하는 관심점 3과 관심점 2 사이에서 이동하는 상기 작업 장치(100)의 위치를 연산하고, 이에 따른 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 지도 상에 표시할 수 있다. 이때, 상기 모니터링부(250)는 상기 관심점 3이 검출되는 경우 상기 이동거리값을 다시 초기화할 수 있다.

이와 같이, 상기 모니터링부(250)는 서로 다른 관심점 사이에서 이동하는 작업 장치(100)의 현재 위치를 제공할 수도 있어, 관리자가 더욱 정확하게 작업 장치(100)의 위치를 파악할 수 있도록 제공한다.

이때, 상기 복수의 관심점 중 어느 하나는 출발지점일 수 있으며, 다른 하나는 목적지점일 수 있다.

또한, 상기 이동거리값의 연산에 이용되는 상기 센싱정보는 상기 작업 장치(100)의 센서부(131)에 포함되는 가속도 센서 및 자이로 센서의 센서값을 포함할 수 있다.

또한, 작업 장치(100)에 구성된 센서부(131)는 구동부(120)의 동작에 따라 거리를 산출할 수 있는 레이저 센서, 자이로 센서, 가속도 센서, 속도 센서, 엔코더(encoder)를 포함하는 거리 측정 수단이 포함될 수 있고, 이러한 거리 측정 수단을 통해 상기 작업 장치(100)의 제어부(150)는 이동 거리값을 좀 더 명확하게 산출할 수 있다.

또한, 상기 제어부(150)에는 영상 분석부가 구성될 수도 있으며, 상기 제어부(150)는 카메라부(132)를 통해 생성된 영상정보를 분석하여 생성한 분석정보와 상기 거리 측정 수단을 통해 산출된 정보를 이용하여 이동 거리값을 산출할 수도 있다. 이를 통해, 이동 거리값의 정확도를 높일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 수중에서의 제한된 시계만으로도 충분히 식별 가능한 상기 용접 라인이 교차하거나 단절되는 관심점을 이용하여, 상기 관심점 검출시마다 상기 수중 구조물(1)의 용접 라인에 대한 지도정보와 비교함으로써 수중에서 이동하는 작업 장치(100)의 현재 위치를 상기 지도정보에 따른 지도 상에 정확하게 표시할 수 있으므로, 기존과 같이 수중에서의 운용을 고려하지 않은 로봇의 위치파악이 불가능한 문제를 용이하게 해결할 수 있을 뿐 아니라 관리자가 수중에서 이동하는 작업 장치(100)의 현재 위치를 수중 구조물(1) 관련 지도 상에서 정확하게 파악할 수 있도록 지원하여 작업 편의성 및 효율성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 작업 장치(100)의 제한된 시계 내에서 검출되는 정보만으로 용이하게 작업 장치(100)의 현재 위치를 지도 상에 정확하게 표시할 수 있어, GPS와 같은 위치 파악을 위한 통신 방식이 수중에서 무용화됨으로써 발생하는 문제를 용이하게 해결할 수 있다.

한편, 상술한 구성에서 작업 장치(100)가 관심점 도달시 해당 관심점에서 수중 구조물(1)의 표면에 이물질이 부착되어 있거나 시계가 악화된 상태에서 해당 관심점에서 검출한 검출정보를 전송한 경우 모니터링 장치(200)가 해당 검출정보를 기초로 관심점이 존재함에도 불구하고 관심점 검출에 실패하는 경우가 발생할 수 있다.

이에 따라, 모니터링 장치(200)에서 검출 순서를 잘못 카운트하여 잘못된 관심점의 순서에 검출 순서를 매칭하여 현재 위치를 잘못 표시하는 경우가 발생한다.

이를 방지하기 위한 구성을 상술한 구성을 참고하여 도 6 내지 도 9를 통해 상세히 설명한다.

우선, 도 6 내지 도 7은 상기 모니터링 장치(200)가 관심점 주변 패턴을 이용하여 작업 장치(100)의 현재 위치를 보정하는 과정에 대한 동작 구성도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 작업 장치(100)가 출발지점을 출발하여 제 2 관심점(P2)에서 수중 구조물(1)의 표면에 부착된 이물질로 인해 관심점이 가려진 상태의 검출정보를 전송하는 경우 상기 모니터링 장치(200)는 제 2 관심점(P2)에서의 관심점 검출에 실패하게 되며 제 2 관심점(P2)에서 검출 순서를 카운트하지 못하게 된다.

이에 따라, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 작업 장치(100)가 제 2 관심점(P2) 다음 순서인 제 3 관심점(P3)에서 전송한 검출정보를 기초로 관심점 검출에 성공한 경우 도시된 바와 같이 제 1 관심점(P1)에서 검출 순서를 1로 카운트한 상태에서 상기 제 3 관심점(P3)에서 검출 순서를 3이 아닌 2로 카운트하게 된다.

이에 따라, 상기 모니터링 장치(200)는 검출 순서와 지도정보에 포함된 각 관심점의 순서를 비교하여 순서가 일치하는 관심점을 제 2 관심점(P2)으로 판단하게 되며, 이에 따라 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 제 2 관심점(P2)으로 지도 상에 표시하여 출력한다.

그러나, 현재 작업 장치(100)는 제 3 관심점(P3)에 위치하는 상태이므로, 모니터링 장치(200)는 잘못된 위치를 출력하게 된다.

이를 보상하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 모니터링 장치(200)의 모니터링부(250)는 각 관심점에 대하여 상기 지도정보를 기초로 관심점에 인접한 용접 라인의 패턴을 분석하여 이에 대한 기준 패턴정보를 생성하고, 이를 상기 지도정보에 설정할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)의 모니터링부(250)는 상기 작업장치로부터 검출정보 수신시마다 상기 검출 정보를 기초로 관심점 검출시 검출 순서를 카운트한 이후 해당 검출정보를 이용하여 관심점에 인접한 용접라인의 패턴을 분석하고 이를 기초로 검출 패턴정보를 생성할 수 있다.

이때, 상기 모니터링부(250)는 상기 검출정보에 포함되는 영상정보 및 센싱정보 중 적어도 하나를 이용한 패턴 분석을 수행하여 상기 검출 패턴정보를 생성할 수 있다.

이후, 상기 모니터링부(250)는 상기 관심점 검출시 현재 카운트된 검출 순서에 대응되는 순서를 가진 관심점에 대하여 지도정보를 기초로 생성된 기준 패턴정보를 상기 검출순서에 대응되는 검출정보를 이용하여 생성된 검출 패턴정보와 상호 비교함으로써 상기 기준 패턴정보와 상기 검출 패턴정보의 패턴이 상호 일치하는지 판단할 수 있다.

이에 따라, 상기 모니터링부(250)는 판단 결과 패턴이 상호 일치하는 경우 현재 검출된 관심점의 검출 순서가 정확한 것으로 판단하고, 해당 검출 순서에 대응되는 순서를 가진 관심점의 위치를 현재 위치로 표시할 수 있다.

이와 달리, 상기 모니터링부(250)는 판단 결과 상기 패턴이 상호 불일치하는 경우 현재 검출된 관심점의 검출 순서가 잘못된 것으로 판단할 수 있으며, 이에 따라 상기 지도정보를 기초로 상기 이동 경로 상에서 상기 현재 카운트된 검출 순서에 대응되는 관심점의 이후에 위치하는 하나 이상의 관심점 중 상기 검출 패턴정보와 일치하는 기준 패턴정보를 가진 관심점을 검색하여, 검출 패턴정보와 패턴이 일치하는 기준 패턴정보를 가진 관심점을 추출하고, 추출된 관심점의 위치로 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 보정할 수 있다.

이때, 상기 모니터링부(250)는 상기 검출 패턴정보와 패턴이 일치하는 기준 패턴정보를 가진 관심점이 복수로 추출된 경우 추출된 관심점 중에서 현재 수신된 검출정보를 기초로 카운트된 현재 검출 순서와 가장 가까운 순서를 가지거나 현재 검출 순서에 대응되는 순서를 가진 관심점의 위치와 가장 인접한 관심점의 위치로 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 보정할 수 있다.

또한, 상기 모니터링부(250)는 보정된 현재 위치에 대응되는 관심점의 순서로 검출 순서를 보정하여, 해당 검출 순서부터 이후 카운트가 이루어지도록 지원하여 검출 순서가 정확하게 카운트되도록 지원할 수 있다.

상술한 과정의 일례로, 상기 모니터링 장치(200)는 도시된 바와 같이 지도정보에 설정된 제 2 관심점(P2)에 대하여 제 2 관심점(P2)과 인접한 용접 라인의 패턴에 대한 패턴 분석을 통해 십자(十) 형태의 패턴에 대한 기준 패턴 정보를 생성할 수 있으며, 제 3 관심점(P3)에 대하여 제 3 관심점(P3)과 인접한 용접 라인의 패턴에 대한 패턴 분석을 통해 Y자 형태(또는 삼지창 형태)의 패턴에 대한 기준 패턴 정보를 생성하여 지도정보에 설정할 수 있다.

이후, 상기 모니터링 장치(200)는 검출정보를 이용한 관심점 검출시마다 검출정보를 이용하여 검출 패턴정보를 생성하고, 현재 카운트된 검출순서와 일치하는 순서를 가진 관심점에 설정된 기준 패턴정보를 상기 검출 패턴정보와 비교하여 일치하는 경우에 현재 위치로서 표시할 수 있다.

그러나, 모니터링 장치(200)가 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 관심점(P1)에서 관심점 검출에 성공하고 제 2 관심점(P2)에서 관심점 검출에 실패한 이후 제 3 관심점(P3)에 도착한 작업 장치(100)로부터 검출정보를 수신하여 관심점 검출에 성공한 경우 검출 순서를 2(2번째)로 카운트할 수 있으며, 해당 검출 순서와 동일한 순서를 가진 2번째 관심점인 제 2 관심점(P2)을 추출할 수 있다.

이후, 모니터링 장치(200)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제 3 관심점(P3)에 도착한 작업장치로부터 수신된 검출정보를 이용하여 생성한 검출 패턴정보를 제 2 관심점(P2)에 설정된 기준 패턴정보와 비교하게 된다.

이에 따라, 제 3 관심점(P3)에서 수신된 검출 패턴정보가 Y자 형태의 패턴을 가지는데 반해, 제 2 관심점(P2)에 설정된 기준 패턴정보가 십자 형태의 패턴을 가지므로 상기 모니터링 장치(200)는 검출 패턴정보와 기준 패턴정보가 불일치하는 것으로 판단하여 현재 검출된 관심점의 검출 순서가 잘못된 것으로 판단할 수 있다.

이후, 상기 모니터링 장치(200)는 패턴이 불일치하는 것으로 판단한 경우 상기 검출 패턴정보와 일치하는 기준 패턴정보를 가진 관심점을 검색하여, 검출 패턴정보에 따른 패턴과 일치하는 기준 패턴정보가 설정된 제 3 관심점(P3)을 식별하고, 상기 제 3 관심점(P3)의 위치로 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 보정할 수 있다.

상술한 구성에서, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 검출 패턴정보와 일치하는 패턴을 가진 관심점이 제 3 관심점(P3) 및 제 4 관심점(P4)인 경우 현재 검출 순서에 대응되는 제 2 관심점(P2)과 가장 인접한 관심점인 제 3 관심점(P3)을 선택하고, 상기 제 3 관심점(P3)의 위치로 현재 위치를 보정할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 보정된 현재 위치에 대응되는 제 3 관심점(P3)의 순서로 검출 순서를 보정할 수 있으며, 일례로 상기 제 3 관심점(P3)의 순서가 3이므로 검출 순서를 2(두번째)에서 3(세번째)으로 보정할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 보정된 현재 위치에 대응되는 제 3 관심점(P3)의 위치를 지도정보에 따른 지도 상에 작업 장치(100)의 현재 위치로 표시하여 디스플레이를 통해 출력할 수 있다.

한편, 상술한 구성에서 상기 모니터링 장치(200)는 상기 지도정보에 미리 상기 기준 패턴정보를 설정하지 않고, 상기 검출정보를 기초로 관심점 검출시에 검출 순서에 대응되는 순서를 가진 관심점에 대하여 기준 패턴정보를 생성할 수 있으며, 패턴이 불일치하는 경우 상기 경로정보에 따른 경로 상에 위치하는 관심점별로 상기 기준 패턴정보를 생성하여 상기 검출 패턴정보와 비교할 수도 있음은 물론이다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 패턴 비교에 따른 판단 결과 패턴이 불일치하는 경우 상기 검출 순서에 대응되는 순서를 가진 관심점 이후의 순서를 가진 하나 이상의 관심점을 대상으로 상기 검출 패턴정보와 기준 패턴정보의 비교를 실시할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 모니터링 장치(200)는 작업 장치(100)의 검출정보를 기초로 관심점 검출에 실패하여 현재 위치 파악에 오류가 발생한 경우에도 용이하게 지도정보에 설정된 각 관심점의 패턴을 작업 장치(100)의 검출정보에 따라 식별된 관심점의 패턴과 비교하여 현재 위치를 보정할 수 있으므로, 작업 장치(100)의 현재 위치 파악에 대한 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 상술한 방식 이외에도 상기 모니터링 장치(200)는 상기 작업 장치(100)의 관심점별 자세를 기초로 현재 위치를 보정할 수도 있는데, 이를 도 8 내지 도 9를 참고하여 설명한다.

우선, 상기 지도 정보에는 상기 특징점별로 상기 작업 장치(100)의 자세에 대한 자세 설정정보가 설정될 수 있다.

또한, 상기 작업장치의 제어부(150)는 상기 센서부(131)의 센싱정보를 기초로 상기 작업 장치(100)의 자세에 대한 자세정보를 생성할 수 있다.

이때, 상기 자세 설정정보 및 자세정보는 소정의 축을 기준으로 상기 작업 장치(100)의 기울어진 정도(기울기)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 작업 장치(100)의 제어부(150)는 상기 자세 정보를 통신부(110)를 통해 상기 모니터링 장치(200)로 실시간 또는 주기적으로 전송할 수 있으며, 상기 검출 정보와 함께 전송할 수도 있다.

이에 따라, 상기 모니터링 장치(200)의 모니터링부(250)는 송수신부(220)를 통해 상기 자세정보 및 검출정보를 수신하고, 상기 검출정보를 기초로 관심점 검출시 현재 카운트된 검출 순서에 대응되는 순서를 가진 관심점을 식별하고, 해당 관심점에 설정된 자세 설정정보를 상기 지도정보로부터 추출할 수 있다.

이때, 상기 지도정보에 미리 자세정보가 설정되지 않고, 상기 모니터링부(250)가 직접 상기 지도정보를 기초로 상기 작업 장치(100)의 자세를 연산하여 관심점별로 상기 자세 설정정보를 생성할 수도 잇다.

이후, 상기 모니터링부(250)는 검출정보와 함께 수신된 자세정보와 상기 지도정보로부터 추출된 자세 설정정보를 상호 비교하여 일치하는 경우에만 상기 자세 설정정보에 대응되는 관심점의 위치를 현재 위치로 하여 상기 지도정보에 따른 지도 상에 표시하여 디스플레이를 통해 출력할 수 있다.

또한, 상기 모니터링부(250)는 상기 자세 정보와 상기 자세 설정정보 사이에 차이가 발생하여 상기 자세정보와 상기 자세 설정정보가 상호 불일치하는 경우 현재 검출 순서에 대응되는 관심점의 순서 이후의 순서를 가지는 하나 이상의 관심점 각각에 대한 자세 설정정보를 상기 자세정보와 비교하고, 상기 자세 설정정보와 자세정보가 일치하는 관심점의 위치로 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 보정할 수 있다.

이때, 상기 모니터링부(250)는 상기 자세정보와 일치하는 자세 설정정보를 가진 관심점이 복수인 경우 상기 현재 검출 순서에 대응되는 관심점의 순서 또는 위치와 가장 인접한 관심점을 선택하고, 선택된 관심점의 위치로 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 보정할 수 있다.

또한, 상기 모니터링부(250)는 상기 자세 정보에 따른 현재 위치가 보정되는 경우 상기 보정된 현재 위치에 대응되는 관심점의 순서로 검출 순서를 보정할 수 있다.

상술한 바에 대한 동작 예시를 도 8 내지 도 9를 통해 상세히 설명하면, 우선 도 8에 도시된 바와 같이 상기 모니터링 장치(200)가 제 2 관심점(P2)에서 관심점의 검출에 실패하고, 상기 제 3 관심점(P3)에서 관심점 검출에 성공한 경우 상기 제 3 관심점(P3)에서의 정상적인 검출 순서가 3(3번째)이라면 상기 모니터링 장치(200)는 상기 제 2 관심점(P2)에서의 관심점 검출 실패에 따라 검출 순서를 2(2번째)로 카운트 한다.

이로 인해, 상기 모니터링 장치(200)는 작업 장치(100)가 현재 제 3 관심점(P3)에 위치하고 있음에도 지도정보에 상기 작업장치의 현재 위치를 잘못된 카운트에 의해 현재 검출 순서(2번째)에 대응되는 순서(2번째)를 가진 제 2 관심점(P2)에 위치하는 것으로 표시하게 된다.

이와 같은 위치 파악의 오류를 방지하기 위해 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 제 3 관심점(P3)에서 위치하는 작업 장치(100)로부터 수신된 검출정보를 기초로 관심점 검출시 검출 순서를 2로 카운트하고, 현재 검출 순서에 대응되는 순서를 가진 제 2 관심점(P2)에 대응되어 지도정보로부터 자세 설정정보를 추출하거나 직접 지도정보를 기초로 자세 설정정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 검출정보와 함께 수신된 자세정보를 기초로 상기 제 2 관심점(P2)의 자세 설정정보와 비교한다.

이에 따라, 상기 모니터링 장치(200)는 자세 정보와 자세 설정정보가 불일치하는 것으로 판단하고, 상기 제 2 관심점(P2)의 이후에 배치된 제 3 관심점(P3) 및 제 4 관심점(P4)에 대하여 자세 설정정보를 추출하거나 생성하고, 이를 상기 자세정보와 비교할 수 있다.

그 결과, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 자세정보와 일치하는 자세 설정정보를 가진 제 3 관심점(P3)의 현재 위치로 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 보정할 수 있으며, 보정된 현재 위치를 지도정보에 따른 지도 상에 표시하여 디스플레이를 통해 출력할 수 있다.

이때, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 제 3 관심점(P3) 및 제 4 관심점(P4)의 자세 설정정보가 모두 자세 정보와 일치하는 경우 현재 검출 순서에 대응되는 제 2 관심점(P2)과 가장 인접한 관심점인 제 3 관심점(P3)을 선택하고, 해당 제 3 관심점(P3)의 위치로 현재 위치를 보정할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 위치 보정시에 상기 제 3 관심점(P3)에 대응되는 순서로 상기 현재 검출 순서를 보정할 수 있으며, 일례로 잘못된 현재 검출 순서가 2인 경우 상기 제 3 관심점(P3)에 대응되는 순서인 3으로 상기 현재 검출 순서를 보정하여 이후에 정상적으로 관심점에 대한 카운트가 이루어지도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 모니터링 장치(200)는 작업 장치(100)의 검출정보를 기초로 관심점 검출에 실패하여 현재 위치 파악에 오류가 발생한 경우에도 작업 장치(100)의 관심점별 자세에 따라 자세가 일치하는 지점으로 현재 위치를 용이하게 보정할 수 있으므로, 작업 장치(100)의 현재 위치 파악에 대한 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 상술한 구성에서 상기 작업 장치(100)의 제어부(150)는 상기 경로 정보에 따른 출발지점 출발시 또는 상기 경로정보에 따른 목적지점 도착시 출발정보 또는 도착정보를 상기 통신부(110)를 통해 상기 모니터링 장치(200)로 전송할 수 있으며, 상기 모니터링 장치(200)의 모니터링부(250)는 상기 작업 장치(100)로부터 전송된 출발정보 또는 도착정보의 수신에 따라 상기 작업 장치(100)의 출발여부 또는 도착여부를 디스플레이를 통해 출력할 수 있다.

더하여, 상술한 구성에서 상기 출발지점 및 도착지점이 상기 관심점으로 설정될 수도 있음은 물론이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 장치(200)의 작업 장치(100)에 대한 위치 추정 방식에 대한 동작 예시도로서, 도 10(a)에 도시된 바와 같이 작업 장치(100)는 이동 경로를 이동하면서 하부에 레이저 마우스처럼 바닥의 영상을 읽을 수 있는 카메라를 통해 영상정보를 생성하고, 자이로 센서, 가속도 센서와 같은 센서부(131)를 내장하여 작업 장치(100)의 회전 각도를 별도로 측정하여 센싱정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 작업 장치(100)는 상술한 바와 같이 레이저 센서, 자이로 센서, 가속도 센서, 속도 센서 외에도 엔코더를 포함하는 상기 거리 측정 수단 및 영상 분석 장치를 포함하여, 이를 통해서 서로 다른 관심점 사이에 위치하는 특정 영역에서 상기 제어 정보에 따라 이동하는 작업 장치(100)의 이동거리값과 이동방향에 대한 정보를 모니터링 장치(200)로 전송할 수 있고, 모니터링 장치(200)는 상기 작업 장치(100)로부터 전송되는 정보를 이용하여 상기 서로 다른 관심점 사이에 위치하는 영역에서 이동 및 작업 중인 작업 장치(100)의 현재 위치를 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.

따라서, 관리자는 이를 활용하여 상기 특정 영역에서 원하는 작업들을 수행할 수 있다.

이때, 가속도 센서는 자이로 센서의 영점을 보정하는 역할로 사용될 수 있으며, 이를 통해 상기 작업 장치(100)의 이동을 감지하는 용도로 사용될 수도 있다.

한편, 상기 모니터링 장치(200)는 도 10(b)에 도시된 바와 같이 상기 작업 장치(100)로부터 수신된 영상정보 및 센싱정보를 기초로 특정 영역(Z영역)에서의 작업 장치(100)의 위치를 정확하게 추정할 수 있으며, 이를 통해 작업 장치(100)가 이동하거나 작업 중에 원치 않는 미끄러짐에 따라 용접라인을 이탈하는 경우 작업 장치(100)로 제어정보를 전송하여 상기 작업 장치(100)가 용접 라인으로 복귀하도록 제어할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 수중 구조물(1)의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치(100)의 위치 파악 방법에 관한 순서도로서, 상기 모니터링 장치(200)는 미리 저장된 상기 수중 구조물(1)의 상기 용접 라인에 대한 지도 정보를 기초로 사용자 입력에 따라 설정된 상기 작업 장치(100)의 출발지점과 목적지점을 포함하는 경로 정보를 생성할 수 있으며, 상기 경로정보를 포함하는 제어정보를 생성하여 상기 작업 장치(100)로 전송할 수 있다(S1).

또한, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 경로 정보에서 서로 다른 상기 용접 라인이 교차하거나 상기 용접 라인이 중단되는 하나 이상의 특징점을 각각 관심점으로 설정하며, 상기 경로 정보에 따른 이동 경로에 따라 상기 각 관심점의 순서를 설정할 수 있다(S2).

이후, 상기 작업 장치(100)가 상기 제어정보를 기초로 상기 경로 정보에 대응되는 상기 용접 라인을 따라 상기 표면에 부착되어 이동하면서 상기 용접 라인의 실시간 검출에 따른 검출 정보를 생성하여 유무선 통신을 통해 상기 모니터링 장치(200)로 전송하면(S3), 상기 모니터링 장치(200)는 상기 검출 정보를 기초로 관심점을 검출하고(S4), 관심점 검출시 검출 순서를 카운트할 수 있다(S5).

다음, 상기 모니터링 장치(200)는 지도정보에 포함된 경로정보에서 현재 검출 순서에 대응되는 순서가 설정된 관심점을 식별(추출)하고(S6), 해당 관심점의 위치를 기초로 상기 지도 정보에 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 표시한 후 상기 현재 위치가 표시된 지도정보를 디스플레이를 통해 출력할 수 있다(S7).

이후, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 작업 장치(100)가 상기 경로정보에 따른 목적지에 도착할 때까지 상술한 과정을 반복할 수 있으며(S8), 이를 통해 상기 작업 장치(100)의 현재 위치를 정확하게 파악하여 관리자에게 통지할 수 있다.

본 명세서에 기술된 다양한 장치 및 구성부는 하드웨어 회로(예를 들어, CMOS 기반 로직 회로), 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 전기적 구조의 형태로 트랜지스터, 로직게이트 및 전자회로를 활용하여 구현될 수 있다.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 수중 구조물 100: 작업 장치
110: 통신부 120: 구동부
130: 검출부 131: 센서부
132: 카메라부 140: 작업부
150: 제어부 200: 모니터링 장치
210: 저장부 220: 송수신부
230: 입력부 240: 디스플레이부
250: 모니터링부

Claims (11)

1. 수중 구조물의 표면에 대한 수중에서의 작업을 위해 상기 표면에 미리 형성된 용접라인을 검출하고, 검출된 용접 라인을 따라 상기 표면에 부착되어 이동하며, 상기 용접 라인의 실시간 검출에 따른 검출 정보를 생성하여 유무선 통신을 통해 전송하는 작업 장치; 및
   미리 저장된 상기 수중 구조물의 용접 라인에 대한 지도 정보를 기초로 사용자 입력에 따라 출발지점과 목적지점을 포함하는 상기 작업 장치의 이동 경로에 대한 경로정보를 포함하는 제어정보를 생성한 후 상기 작업 장치로 전송하여 상기 경로 정보에 따른 이동 경로 상의 상기 용접라인을 따라 상기 작업 장치가 이동하도록 제어하며, 상기 지도 정보 상에서 서로 다른 상기 용접 라인이 교차하거나 용접 라인이 중단되는 지점 중에서 상기 경로 정보 상에 포함되는 하나 이상의 상기 지점 각각을 관심점으로 설정하고, 상기 경로 정보에 따른 이동 경로에 따라 상기 각 관심점의 순서를 상기 지도정보에 설정하며, 상기 작업 장치로부터 수신되는 상기 검출 정보에 따라 상기 관심점 검출시마다 검출 순서를 카운트하여 현재 검출 순서에 대응되는 순서가 설정된 상기 관심점의 위치를 기초로 상기 지도 정보에 상기 작업 장치의 현재 위치를 표시하고, 상기 현재 위치가 표시된 지도정보를 디스플레이를 통해 출력하는 모니터링 장치를 포함하고,
   상기 모니터링 장치는 상기 작업 장치의 검출 정보를 이용하여 상기 관심점 검출시마다 상기 지도 정보를 기초로 상기 경로 정보 상의 상기 현재 위치에 대응되는 관심점에 인접한 용접 라인의 패턴에 대한 기준 패턴정보를 생성하고, 상기 검출정보를 기초로 상기 관심점에 인접한 용접 라인의 패턴에 대한 검출 패턴정보를 생성하여 상기 기준 패턴정보와 상호 비교하며, 상기 기준 패턴정보와 상기 검출 패턴정보가 불일치하는 경우 상기 현재 위치 이후에 위치하는 하나 이상의 관심점 중 상기 검출 패턴정보와 일치하는 패턴정보를 가지며 상기 현재 위치에 가장 인접한 관심점을 추출하여, 상기 추출된 관심점의 위치 및 순서로 상기 현재 위치 및 검출 순서를 보정하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 작업 장치는 상기 용접 라인에 대한 영상을 촬영하는 카메라부 및 상기 용접 라인을 감지하기 위한 복수의 센서로 구성된 센서부 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 카메라부를 통해 생성된 영상정보 및 상기 센서부를 통한 감지에 따라 생성된 센싱정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 검출 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 작업 장치는 상기 센서부의 센싱정보를 기초로 상기 표면 상에 부착된 상기 작업 장치의 자세에 대한 자세 정보를 생성하여 상기 유무선 통신을 통해 상기 모니터링 장치로 전송하며,
   상기 모니터링 장치는 상기 지도 정보를 기초로 상기 각 관심점에 대하여 상기 작업 장치의 자세에 대한 자세 설정정보를 설정하고, 상기 현재 위치에 대응되는 관심점에 설정된 상기 자세 설정정보와 상기 작업 장치로부터 수신된 자세정보에 차이가 발생한 경우 상기 현재 위치 이후의 순서에 위치하는 하나 이상의 관심점 중 상기 자세정보와 일치하는 자세 설정정보가 설정되며 상기 현재 위치와 가장 인접한 관심점을 추출하고, 상기 추출된 관심점의 위치 및 순서로 상기 현재 위치 및 검출 순서를 보정하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 센서부는 상기 표면과 마주보는 상기 작업 장치의 일면에 구성되고, 상기 일면의 가로열과 세로열 각각에 소정의 간격으로 배치되는 복수의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 센서는 속도 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 전자기 센서, 레이저 센서, 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템.
   
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 모니터링 장치는 상기 검출정보를 기초로 영상 분석을 통해 상기 검출 패턴정보를 생성하거나 상기 수중 구조물의 형상에 따른 상기 표면의 전자기적 변화량을 측정하여 상기 검출 패턴정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 작업 장치는
   본체;
   상기 본체에 구성되어 모니터링 장치와의 유무선 통신을 위한 통신부;
   상기 본체에 구성되어 상기 용접라인을 검출하여 상기 검출정보를 생성하는 검출부;
   상기 본체에 구성되어 상기 표면에 대한 작업을 수행하는 작업부;
   상기 본체를 상기 표면에 부착시키고 상기 본체를 이동시키는 구동부; 및
   상기 통신부를 통해 수신된 상기 제어정보에 따른 경로 상의 용접라인을 상기 검출부의 검출 정보를 통해 검출하고 상기 구동부를 제어하여 상기 경로 상의 용접라인을 따라 상기 본체를 이동시키며, 상기 검출정보를 상기 통신부를 통해 상기 모니터링 장치로 전송하고, 상기 제어정보를 기초로 상기 작업부를 제어하여 상기 제어정보에 따른 작업을 수행하는 제어부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 모니터링 장치는
   상기 작업 장치와의 통신을 위한 송수신부;
   상기 지도정보가 저장된 저장부;
   상기 사용자 입력을 수신하는 입력부;
   상기 지도정보 및 상기 지도정보 상에 상기 작업 장치의 현재 위치를 표시하는 상기 디스플레이를 포함하는 디스플레이부; 및
   상기 입력부를 통한 사용자 입력에 따라 상기 저장부에 저장된 지도정보를 기초로 상기 경로정보를 생성하거나 상기 제어정보를 생성하여 상기 송수신부를 통해 상기 작업 장치로 전송하고, 상기 지도정보 및 검출정보를 이용하여 상기 현재 위치를 연산한 후 상기 디스플레이부를 통해 상기 지도정보 및 상기 현재 위치를 출력하는 모니터링부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 모니터링 장치는 상기 작업 장치로부터 수신된 상기 검출정보를 기초로 이동방향 및 이동거리 중 적어도 하나를 연산하여 서로 다른 상기 관심점 사이에서의 상기 현재 위치 또는 상기 경로 정보에 따른 이동 경로 상에 인접한 특정 영역에서의 상기 현재 위치를 산출한 후 상기 지도정보에 표시하며, 상기 지도정보에 포함된 경로정보 및 상기 현재 위치에 따라 상기 작업 장치가 상기 용접라인을 이탈하는 경우 상기 작업 장치로 상기 제어정보를 전송하여 상기 용접 라인으로 복귀하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 시스템.
    
11. 수중 구조물의 표면에 대한 수중에서의 작업을 위해 상기 표면에 미리 형성된 용접라인을 검출하는 작업 장치와 유무선 통신하는 모니터링 장치로 구성된 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 방법에 있어서,
    상기 모니터링 장치가 미리 저장된 상기 수중 구조물의 상기 용접 라인에 대한 지도 정보를 기초로 사용자 입력에 따라 출발지점과 목적지점을 포함하는 상기 작업 장치의 이동 경로에 대한 경로정보를 포함하는 제어정보를 생성한 후 상기 작업 장치로 전송하고, 상기 경로 정보에서 서로 다른 상기 용접 라인이 교차하거나 상기 용접 라인이 중단되는 하나 이상의 지점을 각각 관심점으로 설정하며, 상기 경로 정보에 따른 이동 경로에 따라 상기 각 관심점의 순서를 설정하는 단계;
    상기 작업 장치가 상기 제어정보를 기초로 경로 정보에 대응되는 상기 용접 라인을 따라 상기 표면에 부착되어 이동하면서 상기 용접 라인의 실시간 검출에 따른 검출 정보를 생성하여 유무선 통신을 통해 상기 모니터링 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 모니터링 장치가 상기 작업 장치로부터 수신되는 상기 검출 정보에 따라 상기 관심점 검출시마다 검출 순서를 카운트하여 현재 검출 순서에 대응되는 순서가 설정된 상기 관심점의 위치를 기초로 상기 지도 정보에 상기 작업 장치의 현재 위치를 표시하고, 상기 현재 위치가 표시된 지도정보를 디스플레이를 통해 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 지도정보를 디스플레이를 통해 출력하는 단계는,
    상기 작업 장치의 검출 정보를 이용하여 상기 관심점 검출시마다 상기 지도 정보를 기초로 상기 경로 정보 상의 상기 현재 위치에 대응되는 관심점에 인접한 용접 라인의 패턴에 대한 기준 패턴정보를 생성하고, 상기 검출정보를 기초로 상기 관심점에 인접한 용접 라인의 패턴에 대한 검출 패턴정보를 생성하여 상기 기준 패턴정보와 상호 비교하며, 상기 기준 패턴정보와 상기 검출 패턴정보가 불일치하는 경우 상기 현재 위치 이후에 위치하는 하나 이상의 관심점 중 상기 검출 패턴정보와 일치하는 패턴정보를 가지며 상기 현재 위치에 가장 인접한 관심점을 추출하여, 상기 추출된 관심점의 위치 및 순서로 상기 현재 위치 및 검출 순서를 보정하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 용접라인을 이용한 수중 작업 장치의 위치 파악 방법.

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