KR20100061367A

KR20100061367A - 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법

Info

Publication number: KR20100061367A
Application number: KR1020090114614A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 코다; 코지로 코다
Original assignee: 코덴 가부시키가이샤
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2010-06-07
Also published as: RU2427021C1; EP2221703A3; JP4404943B1; CN101750614A; JP2010126001A; US20100131133A1; RU2009143623A; EP2221703A2

Abstract

본 발명은, 관측 항로를 자동적으로 생성하여 그 관측 항로 하의 물속 또는 물밑의 상황을 자동적으로 관측할 수 있도록 하는 무인 보트 자동관측장치 및 무인 보트 자동관측방법에 관한 것이다.

본 발명에서는, 관측 항로를 생성하기 위하여 기준 관측선을 입력하고(S1), 상기 기준 관측선을 일정한 거리로 평행 이동시킴으로써 복수의 관측 항로를 생성한다(S2). 그리고, 생성된 복수의 관측 항로의 거리를 확정시킴과 동시에 확정시킨 관측 항로의 항행 순서를 지시하고(S3), 지시된 항행 순서에 따라서 무인 보트를 자동적으로 항행시킨다(S4). 항행 중에 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하고(S5), 관측되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하는 동시에 기억시킨다(S6).

무인 보트 자동관측장치, 관측 항로, 기준 관측선, GPS, 표시 제어부

Description

무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법{UNMANNED BOAT AUTOMATIC SURVEY SYSTEM AND UNMANNED BOAT AUTOMATIC SURVEY METHOD}

본 발명은, 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법에 관한 것으로, 특히, 무인 보트를 항행시킴으로써, 물속(혹은 수중)(underwater) 또는 물밑(혹은 수저)(water bottom)의 상황을 자동적으로 관측할 수 있는 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법에 관한 것이다.

바다, 호수, 연못, 강 등의 물속 또는 물밑의 상황의 관측에는, 원격조종가능한 모형의 무인 보트가 이용된다. 무인 보트는, 수중 음파 탐지기(sonar system)를 탑재하고 있어, 물밑을 향해서 초음파를 발신하고, 물밑 등으로부터 반사된 초음파를 수신하여, 물속 또는 물밑의 상황을 관측할 수 있다.

조종자는, 예를 들어, 일본국 공개 특허 제2005-343391호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 떨어진 장소에서 무인 보트를 조종하고, 소망의 장소의 물밑을 관측한다. 이것에 의해, 큰 유인 보트로는 갈 수 없는 바와 같은, 얕은 여울이나, 좁은 안벽(岸壁) 등에서도, 물속 또는 물밑의 상황을 용이하게 관측할 수 있다.

이와 같이, 종래의 무인 보트는, 조종자의 조종에 의해서, 얕은 여울이나, 좁은 안벽 등의, 물속 또는 물밑의 상황을 용이하게 관측할 수 있다. 그러나, 관측 항로를 자동적으로 생성하여 그 관측 항로를 따라가서 물속 또는 물밑의 상황을 관측하는 것까지는 할 수 없었다.

본 발명은, 이상과 같은 종래의 기술의 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 관측 항로를 자동적으로 생성하여, 그 관측 항로 하의 물속 또는 물밑의 상황을 자동적으로 관측할 수 있는 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 무인 보트 자동관측시스템은, 무인 보트의 현재 위치를 측정하기 위하여 무인 보트에 탑재한 GPS; 무인 보트의 기준 관측선을 입력하는 기준 관측선 입력부; 및 기준 관측선으로부터 무인 보트의 관측 항로를 설정하는 관측 항로 설정부를 포함한다.

항행 제어부는, GPS에서 측정된 현재 위치와 관측 항로 설정부에 의해서 설정된 관측 항로를 참조해서 무인 보트의 항행을 제어한다. 또, 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 관측기와, 관측기에 의해서 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 기억하는 기억부를 구비하고, 기억부에는 관측기에 의해 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나가 기억된다.

또한, 본 발명의 무인 보트 자동관측시스템은, 무인 보트의 현재 위치를 측정하기 위해서 무인 보트에 탑재한 GPS와, GPS의 정보에 의거해서 실제로 항행한 루프 형상의 항로를 기억하는 항로 기억부와, 기억한 루프 형상의 항로의 안쪽에 지정된 방향 및 지정된 간격으로 일정한 관측 항로를 설정하는 관측 항로 설정부를 포함한다.

항행 제어부는, GPS에서 측정된 현재 위치와 관측 항로 설정부에 의해서 설정된 관측 항로를 참조해서 무인 보트의 항행을 제어한다. 또한, 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 관측기와, 관측기에 의해서 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 기억하는 기억부를 포함하고, 기억부는 관측기에서 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나가 기억된다.

다음에, 본 발명의 무인 보트 자동관측방법은, 관측 항로를 설정하기 위하여 기준 관측선을 입력하는 단계; 기준 관측선을 일정한 거리로 평행 이동시킴으로써 복수의 관측 항로를 설정하는 단계; 설정된 복수의 관측 항로의 거리를 확정시킴과 동시에 확정시킨 관측 항로의 항행 순서를 지시하는 단계; 지시된 항행 순서에 따라서 무인 보트를 항행시키는 단계; 항행 중에 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 단계; 및 관측되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하는 동시에 기억시키는 단계를 포함하고, 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하여 기억한다.

또한, 본 발명의 무인 보트 자동관측방법은, 관측 항로를 설정하기 위하여 기준 관측선을 입력하는 단계; 기준 관측선을 형성하는 관측선에 대해서 수직방향으로 일정한 간격으로 이르는 직선을 설정함으로써 복수의 관측 항로를 설정하는 단계; 설정된 복수의 관측 항로의 거리를 확정시킴과 동시에 확정시킨 관측 항로의 항행 순서를 지시하는 단계; 지시된 항행 순서에 따라서 무인 보트를 항행시키는 단계; 항행 중에 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 단계; 및 관측되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하는 동시에 기억시키는 단계를 포함하고, 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하여 기억한다.

또, 본 발명의 무인 보트 자동관측방법은, 실제로 무인 보트를 루프 형상으로 항행시켜서 항로를 기억시키는 단계; 기억시킨 항로의 안쪽에 지정된 방향 및 지정된 간격으로 일정한 관측 항로를 설정하는 단계; 설정된 관측 항로 상에 무인 보트를 항행시키는 단계; 항행 중에 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 단계; 및 관측되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하는 동시에 기억시키는 단계를 포함하고, 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하여 기억한다.

또한, 본 발명의 무인 보트 자동관측방법은, 다점을 입력함으로써 형성되는 루프 형상의 항로를 기억시키는 단계; 기억시킨 항로의 안쪽에 지정된 방향 및 지정된 간격으로 일정한 관측 항로를 설정하는 단계; 설정된 관측 항로 상에 무인 보트를 항행시키는 단계; 항행 중에 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 단계; 및 관측되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하는 동시에 기억시키는 단계를 포함하고, 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하여 기억한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법에 대해서 4개의 실시형태를 설명한다. 본 발명은, 물속 및 물밑의 관측을 설정된 간격으로 자동적으로 행할 수 있도록 한 것이다. 그 관측의 수법에는 4개의 다른 수법이 있으므로, 각각의 수법을 제1실시형태 내지 제4실시형태로 나누어서 설명한다.

[제1실시형태]

제1실시형태로서 설명하는 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법은, 입력한 기준 관측선을 기준으로 해서 일정한 간격으로 복수의 관측 항로를 생성하고, 그 복수의 관측 항로를 자동관측용의 무인 보트가 자동적으로 항행함으로써, 물속 및 물밑의 관측을 자동적으로 행할 수 있도록 하는 것이다. 관측 항로의 간격은 자유롭게 설정할 수 있으므로, 예를 들어, 상세한 물밑(수저) 도면을 그리고자 할 경우에는, 관측 항로의 간격을 좁게 설정함으로써, 무인 보트를 좁은 간격으로 왕복 항행시킬 수 있어, 상세하게 물밑의 상황을 관측할 수 있다.

우선, 제1실시형태에 있어서의 무인 보트 자동관측시스템의 구성에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 보트 자동관측시스템의 구성도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 무인 보트 자동관측시스템(100)은, 자동관측용 무인 보트(10)(이하, "무인 보트(10):라 칭함), 원격조종 무선 제어기 시스템(20)(이하, "무선 제어기 시스템(20)"이라 칭함) 및 원격조종 무선 제어기용 컴퓨터(30)(이하, "컴퓨터(30)"라 칭함)에 의해서 구성된다.

또, 무선 제어기 시스템(20)과 컴퓨터(30)는, 단순한 무선기(무인 보트(10)에 지시를 출력하는 기능만을 지님)와 컴퓨터(무선기로부터의 지시에 의해서 무인 보트(10)를 움직임)로 구성해도 된다. 이 경우, 컴퓨터 내에 무선 제어기 시스 템(20)의 제어 기능을 탑재한다. 컴퓨터는, 무선기의 지령을 받아서 무인 보트(10)의 제어에 관한 연산을 행하고, 그 연산 결과로부터 무선기에 지시를 출력한다. 그 지시에 의해서 무인 보트(10)를 조종한다.

이하, 무선 제어기 시스템(20)과 컴퓨터(30)를 별도로 설치한 무인 보트 자동관측시스템(100)을 예로 해서 본 발명을 설명한다.

무인 보트(10)는, 특정한 주파수의 전파를 이용해서 무선 제어기 시스템(20)과 상호 통신할 수 있도록 되어 있다. 무인 보트(10)의 기본적인 기능으로서, 무선 제어기 시스템(20)으로부터의 주행 지시에 의거해서, 물 위를 조종자의 의사에 따라서 자유자재로 주행(전진, 후퇴, 선회)하는 기능과, 무선 제어기 시스템(20)으로부터의 관측 지시에 의거해서, 자동적으로 생성한 관측 항로를 트레이스(trace)하도록 항행해서 물속 및 물밑의 상황을 관측하는 기능을 지니고 있다. 제1실시형태 내지 제4실시형태에 관한 무인 보트 자동관측시스템은, 무선 제어기 시스템(20)으로부터의 관측 지시에 의거해서 관측을 행하는 기능을 중심으로 설명한다.

무인 보트(10)는, 항행 시의 현재 위치를 측정하는 GPS가 탑재되는 동시에 구동장치 및 조타장치를 탑재하고 있다. 또한, 물속 및 물밑의 상황(예를 들어, 수온, 투명도, 염분농도, 위치 및 물밑까지의 깊이)을 관측할 수 있는 관측기도 탑재하고 있다.

무선 제어기 시스템(20)은, 전용의 커넥터 케이블(35)을 개재해서 컴퓨터(30)에 접속할 수 있도록 되어 있어, 컴퓨터(30)와 상호 통신할 수 있도록 되어 있다. 또, 무선 제어기 시스템(20)과 컴퓨터(30)는 무선통신할 수 있도록 해도 된 다. 기본적인 기능으로서, 무선 제어기 시스템(20)에 기억되어 있는 관측 데이터를 컴퓨터(30)에 송신하는 기능과, 반대로, 컴퓨터(30)에 기억되어 있는 관측 결과를 무선 제어기 시스템(20)에 송신하는 기능을 지니고 있다.

무선 제어기 시스템(20)은, 액정 또는 유기 EL(electroluminescence)을 이용한 디스플레이를 구비해서, 무인 보트(10)가 관측기로부터 전송되는 관측 데이터를 화상화하여, 물속 및 물밑의 상황을 리얼타임으로 표시할 수 있도록 되어 있다. 또한, 컴퓨터(30)에 기억되어 있는 관측 결과를 입수하고, 그 관측 결과를 표시할 수 있도록 되어 있다.

또한, 무선 제어기 시스템(20)은, 물속 및 물밑의 상황을 관측하기 위하여 필요한 기준 관측선을 입력하는 기능과, 입력된 기준 관측선으로부터 관측 항로를 생성하는 기능을 지니고 있다.

컴퓨터(30)는, 무선 제어기 시스템(20)으로부터 송신한 관측 데이터를 수신해서 기억하는 기능과, 그 관측 데이터를 해석해서 관측 결과를 기억하는 기능과, 관측 결과를 무선 제어기 시스템(20)에 송신하는 기능을 지니고 있다.

컴퓨터(30)는, 일반적으로 이용되고 있는 PC로, 주로, 관측 데이터를 해석해서, 물속 및 물밑의 상황(예를 들어, 수온, 투명도, 염분농도, 위치 및 물밑까지의 깊이)의 관측 결과를 얻기 위하여 이용된다. 한편, 무선 제어기 시스템(20)과 컴퓨터(30)는 단순한 무선기와 컴퓨터이어도 된다.

한편, 본 실시형태에서는, 무선 제어기 시스템(20)이 단순한 무선기로서 기능하여 관측 데이터를 기억하는 기능을 지니고 있지 않을 경우에 대해서 기술하고 있다.

도 2는 무인 보트(10)의 측단면도이고, 도 3은 무인 보트(10)의 평면도이다.

무인 보트(10)는, 구동장치(11), 전원(12), 조타장치(13), 송수신 안테나(14), 제어장치(15), GPS 안테나(16), 현재 위치 연산장치(17), 관측기(18) 및 손잡이(19)를 구비한다.

여기서, GPS 안테나(16) 및 현재 위치 연산장치(17)에 의해서, 무인 보트(10)의 현재 위치를 측정하는 GPS를 구성한다. 구동장치(11), 전원(12), 조타장치(13), 송수신 안테나(14) 및 제어장치(15)에 의해서, 무인 보트(10)의 항행을 제어하는 항행 제어부를 구성한다.

구동장치(11)는, 스크루(111)와 해당 스크루(111)에 회전력을 부여하는 모터(113)와 스크루 커버(115)를 구비하고 있다.

스크루(111)의 회전축의 일단부에는 추진력을 얻기 위한 프로펠러가 부착되고, 그 회전축의 타단부에는 톱니바퀴(117)가 부착되어 있다. 모터(113)의 회전축에는 톱니바퀴(118)가 부착되고, 톱니바퀴(117)와 톱니바퀴(118)는 설정된 기어비로 맞물려 있다. 모터(113)의 회전력은 톱니바퀴(117)와 톱니바퀴(118)에 의해서 효율적으로 스크루(111)에 전달되도록 되어 있다. 스크루(111)가 회전함으로써, 무인 보트(10)에 전방의 또는 후방의 추진력이 부여된다.

모터(113)는, 리튬 이온 전지 등의 이차전지에 의해서 구성되는 전원(12)에 접속되어, 무선 제어기 시스템(20)으로부터 송신되는 주행 지시나 관측 지시에 의거해서 적절하게 전력이 공급된다. 보통 때에는, 전원(12)으로부터의 전류는 모 터(113)의 일방향으로 공급되어, 무인 보트(10)를 전진시킨다. 또한, 필요에 따라서, 이 전류를 모터(113)의 역방향으로 공급하여, 무인 보트(10)를 후퇴시킬 수도 있다.

스크루(111)에는, 프로펠러의 주위를 덮도록 스크루 커버(115)가 설치된다. 스크루 커버(115)는, 물 위에 떠있는 조류(algae)나 쓰레기가 스크루(111)에 달라붙는 것을 방지하고 있다.

전원(12)은, 상기 모터(113) 이외에도, 무인 보트(10)가 탑재하고 있는 조타장치(13), 송수신 안테나(14), 제어장치(15), GPS 안테나(16), 현재 위치 연산장치(17) 및 관측기(18)에 전력을 공급하고 있다. 전원(12)으로부터 이들 각 장치에의 전력의 공급은, 제어장치(15)에 의해서 제어된다. 또한, 전원(12)의 잔량은 제어장치(15)에 의해서 감시되고 있다.

구동장치(11)의 후방에는 조타장치(13)가 설치되어 있다. 조타장치(13)는 키(131)와 모터(133)를 지닌다. 키(131)의 일단부는 모터(133)의 회전축에 접속되어 있고, 모터(133)의 회동에 따라서 키(131)의 방향이 변화한다. 키(131)는 좌우로 스윙하도록 움직인다. 키(131)는 스크루(111)로부터의 수류의 방향을 변화시키므로, 무인 보트(10)의 진행 방향을 변화시킬 수 있다. 키(131)는 스크루(111)의 회전축에 대해서 좌우로 60도 정도 스윙시킬 수 있다.

모터(133)는, 전원(12)에 접속되어 있어, 무인 보트(10)의 진행 방향을 변화시킬 때에 전력이 공급된다. 전력의 공급은, 무선 제어기 시스템(20)으로부터의 주행 지시나 관측 지시에 의거해서 제어장치(15)에 의해서 제어된다.

송수신 안테나(14)는, 무인 보트(10)의 상부에 수직으로 부착되어 있다. 송수신 안테나(14)는, 물결이 다소 높아도 무선 제어기 시스템(20)으로부터의 전파를 수신할 수 있고, 또한, 무인 보트(10)의 밸런스에 악영향을 주지 않을 정도의 높이로 되어 있다. 송수신 안테나(14)는, 제어장치(15)에 접속되어 있고, 수신한 주행 지시나 측정 지시를 제어장치(15)에 출력한다. 또, 송수신 안테나(14)는, 제어장치(15)로부터 출력되는 관측 데이터를 포함하는 각종 신호를 무선 제어기 시스템(20)에 송신한다.

제어장치(15)는, 무인 보트(10)가 탑재하고 있는 각종 장치를 종합적으로 제어한다. 특히, 측정 지시가 송신되어 왔을 경우에는, 무선 제어기 시스템(20)으로부터 송신되어 오는 관측 항로를 무인 보트(10)가 정확하게 트레이스할 수 있도록 구동장치(11)와 조타장치(13)의 동작을 제어한다. 제어장치(15)에는, GPS 안테나(16), 현재 위치 연산장치(17) 및 관측기(18)도 접속되어 있다.

GPS 안테나(16)는, 복수의 인공 위성으로부터 발신되고 있는 전파를 수신하는 안테나이다. GPS 안테나(16)가 수신한 복수의 인공 위성으로부터의 전파는, 현재 위치 연산장치(17)에 송신된다. 현재 위치 연산장치(17)는 수신한 복수의 인공 위성으로부터의 전파에 의거해서 무인 보트(10)의 현재 위치를 연산한다. 무인 보트(10)의 현재 위치는, 종래부터 일반적으로 행해지고 있는 연산 수법에 의거해서 연산하고 있으므로, 그 연산에 대한 설명은 생략한다.

관측기(18)는, 물속 및 물밑의 상황을 관측하는 장치이다. 관측기(18)는, 초음파 진동자를 구비하고, 특정한 주파수의 초음파, 또는 다른 주파수의 초음파를 물속을 향해서 발신하고, 물밑 등으로부터 반사되어온 반사파를 수신한다. 발신된 초음파가 되돌아올 때까지의 시간을 계측함으로써 물고기떼 등 물속에 있는 물체나 물밑의 지형을 측정할 수 있다. 이러한 장치로서는 수중 음파 탐지기를 들 수 있다.

그러나, 관측기(18)는 수중 음파 탐지기와 같이 초음파를 이용하는 것에 한정되지 않는다. 또한, 관측기(18)는, 온도 센서, 투명도 센서, 염분농도 센서 등의 특수한 센서를 구비하고 있다. 이들 센서에 의해서 수온, 투명도, 염분농도를 관측할 수 있다. 또, 온도 센서, 투명도 센서, 염분농도 센서는 현재 일반적으로 이용되고 있는 입수가 용이한 센서를 이용한다. 관측기(18)에 의한 관측 데이터는 송수신 안테나(14)를 개재해서 무선 제어기 시스템(20)에 송신된다.

도 4는, 무선 제어기 시스템(20)의 외관도이다. 무선 제어기 시스템(20)은 무인 보트(10)에 주행 지시나 관측 지시를 부여하거나, 무인 보트(10)로부터 송신되어오는 관측 데이터를 기억하거나 하는 기능을 가지는 것이다. 또한, 무선 제어기 시스템(20)은 기준 관측선을 입력하는 기능과, 입력된 기준 관측선으로부터 복수의 관측 항로를 생성하는 기능을 구비하고 있다. 또한, 생성된 관측 항로의 거리를 변화시켜서 설정하는 기능이나 생성된 관측 항로의 항행 순서를 지시하는 기능도 구비하고 있다.

무선 제어기 시스템(20)에는, 도면에 도시한 바와 같이, 송수신 안테나(21), 디스플레이(23) 및 조작 스위치(24)(24A∼24C)가 설치되어 있다.

송수신 안테나(21)는, 무인 보트(10)에 주행 지시나 관측 지시를 송신하거 나, 무인 보트(10)로부터 송신되어오는 관측 데이터를 수신하거나 하기 위하여 이용된다.

디스플레이(23)는, 무선 제어기 시스템(20)의 정면에 설치되어, 관측 장소의 지형도, 조작 스위치(24)를 이용해서 입력한 기준 관측선, 기준 관측선으로부터 생성된 복수의 관측 항로를 관측 장소의 지형도와 함께 각각 표시시킬 수 있다.

조작 스위치(24A)는, 그 조작에 의해서 기준 관측선의 시점과 종점을, 위도 또는 경도를 이용해서 입력하거나, 또는, 특정 위치를 원점으로 하는 이차원 좌표의 X축, Y축의 좌표값을 이용해서 입력하거나 하기 위하여 이용되며, 기준 관측선 입력부로서 기능한다. 조작 스위치(24B)는, 생성된 관측 항로를 자립 항행하는 것, 즉 관측 지시를 출력하는 것, 및, 생성된 관측 항로의 항행 순서를 지시하는 지시기로서 이용된다. 조작 스위치(24C)는, 생성된 관측 항로의 거리를 변화시키기 위하여 조작되는 관측 항행 거리 변화 지시기로서 이용된다.

도 5는 제1실시형태에 있어서의 무인 보트(10)와 무선 제어기 시스템(20)의 제어계의 블록도이다.

무인 보트(10)는, GPS 안테나(16) 및 현재 위치 연산장치(17)로 구성되는 GPS와, 전원(12), 구동장치(11), 조타장치(13) 및 제어장치(15)로 구성되는 항행 제어부와, 관측기(18)가 탑재되어 있다. 제어장치(15)와 관측기(18)는 송수신 안테나(14)에 접속되어, 무선 제어기 시스템(20)과의 통신을 가능하게 하고 있다. 또한, 무인 보트(10)를 구성하는 각 부의 기능은 도 2 및 도 3의 설명 부분에 기재했으므로, 이들 부분의 기능의 상세한 설명은 생략한다.

무선 제어기 시스템(20)은, 기준 관측선 입력부로서 기능하는 조작 스위치(24A), 지시기로서 기능하는 조작 스위치(24B), 변환 시스템으로서 기능하는 조작 스위치(24C), 기준 관측선 작성부(25), 관측 항로 생성부(26), 기억부(27), 표시 제어부(28), 재현 제어부(29) 및 디스플레이(23)를 구비하고 있다.

조작 스위치(24A)는, 기준 관측선 작성부(25)에 접속되어, 기준 관측선 작성부(25)에 위도 및 경도, 또는, 특정 위치를 원점으로 하는 이차원 좌표의 X축, Y축의 좌표값을 입력할 수 있고, 기준 관측선으로 칭해지는 관측선 또는 호의 시점과 종점을 지시하기 위한 조작 스위치이다.

기준 관측선 작성부(25)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 조작 스위치(24A)에 의해서 입력된 2개의 좌표를 시점 및 종점으로 하는 1개의 관측선 또는 호를 작성하는 것이다. 시점과 종점을 연결하는 관측선을 직선으로 할지, 어느 정도의 곡률을 지니는 곡선으로 할지는, 미리 기준 관측선 작성부(25)에 설정해두어도 되고, 예를 들어, 조작 스위치(24A)의 조작에 의해서 임의로 설정할 수 있도록 해두어도 된다. 도 6에 기준 관측선의 일례를 나타내지만, 이 예의 경우, 기준 관측선은 직선이다.

관측 항로 생성부(26)는, 기준 관측선 작성부(25)에서 작성된 기준 관측선의 시점과 종점을 기준으로, 이 기준 관측선을 일정한 거리만큼 이격해서 복수회 평행 이동시킴으로써 복수의 관측 항로를 생성하는 것이다. 어느 정도의 간격으로 기준 관측선을 이동시킬지, 및, 몇 개의 관측 항로를 작성하는 것일지는, 관측 항로 생성부(26)에 설정해두어도 되고, 예를 들어, 조작 스위치(24B)의 조작에 의해서 임 의로 설정할 수 있도록 해두어도 된다. 도 7에 도 6의 기준 관측선을 4회 평행 이동시킴으로써 생성된 5개의 관측 항로를 나타낸다.

조작 스위치(24B)는, 도 7과 같이 생성된 관측 항로 상을 무인 보트(10)가 자립 항행하도록 관측 지시를 출력하고, 또한, 도 7과 같이 생성된 관측 항로 상을 어떤 항행 순서로 항행하는 것일지를 지시한다. 도 7의 경우에는, 위에서부터 1, 2, 3, 4, 5번째의 항행 순서로설정되어 있으므로, 무인 보트(10)가 관측 지령을 받았을 경우에는, 이 지정된 항행 순서로 관측 항로를 트레이스하고, 물속 및 물밑의 관측을 행하게 된다. 구체적으로는, 1번째의 관측 항로의 시점으로부터 종점까지 항행시키고, 다음에 1번째의 관측 항로의 종점에서 2번째의 관측 항로의 종점의 위치까지 항행해서 2번째의 관측 항로를 그 시점까지 항행시키며, 그 다음에, 2번째의 관측 항로의 시점으로부터 3번째의 관측 항로의 시점의 위치까지 항행해서 3번째의 관측 항로를 그 시점까지 항행시킨다고 하는 상태로 해서, 5번째의 관측 항로의 종점까지 항행시킨다. 즉, 생성된 복수의 관측 항로를 하나의 연속 항행으로 되도록 하여 트레이스해서 관측을 행하게 된다.

조작 스위치(24C)는, 관측 장소의 지도에 포개어, 관측 항로 생성부(26)에 의해 생성된 관측 항로의 거리를 변경하기 위한 것이다. 관측 항로는 조작 스위치(24C)에 의해서 선택할 수 있도록 되어 있어, 선택한 관측 항로의 거리를 길게 하거나 짧게 하거나 할 수 있다. 예를 들어, 관측 장소의 지형이 복잡해서, 생성한 관측 항로의 거리 그대로에서는 관측 항로가 관측 장소를 벗어나 버리는 바와 같을 경우나, 반대로 생성한 관측 항로의 거리 그대로에서는 관측 항로가 관측 장 소에 대해서 지나치게 짧은 바와 같을 경우에, 관측 항로마다 관측 항로의 거리를 변화시켜 최적인 관측을 할 수 있도록 되어 있다.

기억부(27)는 무인 보트(10)로부터 송신되어오는 물속 및 물밑의 상황에 관한 관측 데이터를 기억한다.

표시 제어부(28)는, 무인 보트(10)로부터 송신되어오는 물속 및 물밑의 상황을 디스플레이(23)에 표시하기 위하여, 수신한 물속 및 물밑의 상황에 관한 관측 데이터를 가공한다.

재현 제어부(29)는, 기억부(27)에 기억되어 있는 물속 및 물밑의 상황에 관한 관측 데이터에 의거해서, 디스플레이(23)에 물속 및 물밑의 상황을 재현한다.

다음에, 이상과 같이 구성되어 있는 무인 보트 자동관측시스템의 동작에 대해서, 도 8의 순서도를 참조하면서 설명한다. 한편, 이 순서도는, 도 5에 나타낸 제어계의 동작 순서도이며, 제1실시형태에 관한 무인 보트 자동관측방법의 순서를 나타낸 순서도이기도 하다.

스텝 S1

우선, 디스플레이(23)에 관측 장소의 지도가 표시된다. 관측자는, 무선 제어기 시스템(20)의 조작 스위치(24A)를 조작하여, 기준 관측선 작성부(25)에 기준 관측선을 작성시키기 위해서, 기준 관측선 작성부(25)에 기준 관측선의 시점과 종점의 경도와 위도를 입력한다.

또, 기준 관측선의 시점과 종점은 이차원 좌표의 X축 및 Y축의 좌표를 입력함으로써 특정하도록 해도 된다. 기준 관측선의 시점과 종점의 경도와 위도가 입 력되면, 기준 관측선 작성부(25)가 도 6에 나타낸 바와 같은 시점과 종점을 연결하는 관측선을 작성한다. 이 관측선이 기준 관측선으로 되어서 지도 위에 포개져서 표시된다.

스텝 S2

관측 항로 생성부(26)는, 기준 관측선 작성부(25)에 의해서 작성된 기준 관측선을 일정한 거리로 평행 이동시킴으로써 복수의 관측 항로를 생성한다. 생성된 관측 항로는 지도 위에 포개져서 표시된다. 따라서, 관측 장소를 어떻게 관측하는지를 한눈에 알 수 있다.

스텝 S3

생성된 복수의 관측 항로에는 무인 보트(10)가 트레이스하는 항행 순서를 지정할 수 있도록 되어 있다. 이 항행 순서는 조작 스위치(24B)의 조작에 의해서 지정한다. 또, 복수의 관측 항로는 그 거리를 변경할 수 있도록 되어 있다. 관측 항로의 거리는 조작 스위치(24C)의 조작에 의해서 관측 항로마다 변경할 수 있다. 관측 항로의 거리의 변경은, 포개져서 표시되어 있는 지도를 보면서 행할 수 있다. 이상과 같이, 조작 스위치(24B)와 조작 스위치(24C)의 조작에 의해서 수동으로 관측 항로의 거리를 확정하여, 항행 순서를 지시한다.

또한, 제1실시형태에서는, 관측 항로의 거리의 확정과 항행 순서의 확정을 수동으로 행할 경우를 예시하고 있지만, 관측 항로 생성부에 표준적인 확정 방법을 프로그램해두고, 관측 장소의 지도와의 상호 관계를 감안하면서, 관측 항로의 거리의 확정과 항행 순서의 확정을 자동적으로 행하게 하는 것도 가능하다.

스텝 S4

무선 제어기 시스템(20)의 조작 스위치(24B)를 조작해서 관측 지시를 출력하면, 이 관측 지시는 무인 보트(10)에 송신되고, 동시에 무선 제어기 시스템(20)으로부터 확정된 순번으로 관측 항로가 송신된다.

송신된 관측 항로는 제어장치(15)에 의해서 수신되고, 제어장치(15)는 GPS에서 현재 위치를 확인하면서 관측 항로를 정확하게 트레이스할 수 있도록, 현재 위치와 관측 항로를 참조하면서 구동장치(11) 및 조타장치(13)를 제어한다. 무인 보트(10)의 주행 속도에도 의존하지만, 제어장치(15)는 현재의 자세로 몇 초 후에 통과할 것으로 여겨지는 위치와 관측 항로와의 오차를 고려해서 무인 보트(10)의 진행 방향을 보정한다.

스텝 S5

무선 제어기 시스템(20)으로부터 관측 지시가 송신되면, 무인 보트(10)의 관측기(18)가 그 관측 지시의 수신과 동시에 관측을 개시하고, 관측 데이터를 무선 제어기 시스템(20)의 기억부(27) 및 표시 제어부(28)에 송신한다.

스텝 S6

기억부(27)는 시시각각 전송되어오는 관측 데이터를 기억한다. 표시 제어부(28)는, 그 관측 데이터를 가공해서 디스플레이(23)에 표시한다. 그 화상은 예를 들어 도 9에 나타낸 바와 같은 화상이다. 이 화상에 따르면, 사선으로 표시되어 있는 G부분이 물밑의 상황이며, 물밑과 수면 사이에 나타나 있는 F부분에 물고기가 떼지어 있는 것을 알 수 있다.

이상과 같이, 제1실시형태의 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법에 따르면, 생성된 복수의 관측 항로를 정해진 항행 순서로 자동적으로 무인 보트(10)가 항행하게 되므로, 관측하고자 하는 장소의 관측 데이터를 용이하게 얻을 수 있어, 정확한 관측 결과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 무선 제어기 시스템(20)의 기억부(27)가 기억한 관측 데이터는, 컴퓨터(30)에 전송되어 해석되고, 최종적으로는, 도 10에 나타낸 바와 같은, 등고선으로 표시된 물밑의 형상을 얻을 수 있다. 또한, 등고선으로 표시하는 것이 가능하지 않아 사선으로 표시된 R부분은, 급격히 깊이가 증가하고 있는 부분인 것을 알 수 있다. 물론 관측기(18)는 특수한 센서를 구비하고 있으므로, 특정한 장소의 수온, 투명도, 염분농도 등도 관측 데이터로서 기억된다. 또, 도 10에 나타낸 관측 결과를 나타내는 화상은, 무선 제어기 시스템(20)을 컴퓨터(30)에 접속함으로써, 무선 제어기 시스템(20)의 디스플레이(23)로 확인할 수 있다.

제1실시형태에서는, 관측 항로 생성부(26) 및 기억부(27)의 양쪽이 무선 제어기 시스템(20)에 설치되어 있을 경우를 예시했지만, 관측 항로 생성부(26) 또는 기억부(27) 중 어느 한쪽이 무선 제어기 시스템(20)에 설치되고, 다른 쪽이 무인 보트(10)에 설치되어 있는 바와 같은 형태이어도 된다. 또, 관측 항로 생성부(26) 및 기억부(27)의 양쪽이 무인 보트(10)에 설치되어 있는 바와 같은 형태이어도 된다. 또한, 무선 제어기 시스템(20)과 컴퓨터(30)는 단순한 무선기와 컴퓨터이어도 된다.

[제2실시형태]

제2실시형태로서 설명하는 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법은, 입력한 기준 관측선을 형성하는 관측선에 대해서 수직방향으로 일정한 간격으로 뻗는 직선을 생성함으로써 복수의 관측 항로를 생성하고, 그 복수의 관측 항로를 무인 보트(10)가 자동적으로 항행함으로써, 물속 및 물밑의 관측을 자동적으로 행할 수 있도록 하는 것이다. 관측 항로의 간격은 자유롭게 설정할 수 있으므로, 예를 들어, 상세한 물밑 도면을 그리고자 할 경우에는, 관측 항로의 간격을 좁게 설정함으로써, 무인 보트(10)를 좁은 간격으로 왕복 항행시킬 수 있어, 상세한 물밑의 상황을 관측할 수 있다.

제1실시형태와 제2실시형태의 다른 점은, 무선 제어기 시스템(20)이 구비한 관측 항로 생성부(26)에 의해서 작성되는 관측 항로의 작성 수법뿐이다. 따라서, 관측 항로 생성부(26)를 제외하고 그 밖의 부분의 구성은 제1실시형태에서 설명한 무인 보트 자동관측시스템과 전적으로 동일하므로, 그들 구성이나 동작의 설명은 생략한다.

도 11은 기준 관측선 작성부(25)에 의해서 작성되는 기준 관측선의 일례를 나타낸 도면이고, 도 12는 관측 항로 생성부(26)에 의해 생성된 관측 항로의 일례를 나타낸 도면이다.

도 5의 무선 제어기 시스템(20)이 구비한 기준 관측선 작성부(25)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 조작 스위치(24A)에 의해서 입력된 2개의 좌표를 시점 및 종점으로 하는 1개의 관측선 또는 호를 작성하는 것이다. 시점과 종점을 연결하는 관측선을 직선으로 할지, 어느 정도의 곡률을 지니는 곡선으로 할지는, 미리 기준 관측선 작성부(25)에 설정해두어도 되고, 예를 들어, 조작 스위치(24A)의 조작에 의해서 임의로 설정할 수 있도록 해두어도 된다. 도 11에 기준 관측선의 일례를 게시하지만, 이 예의 경우, 기준 관측선은 직선이다.

관측 항로 생성부(26)는, 기준 관측선 작성부(25)에서 작성된 기준 관측선을 형성하는 관측선에 대해서, 수직방향으로 일정한 간격으로 뻗는 서로 평행한 직선을 복수개 생성함으로써 복수의 관측 항로를 생성하는 것이다. 어느 정도의 간격으로 관측 항로를 작성하는 것일지, 그리고 몇개의 관측 항로를 작성하는 것일지는, 관측 항로 생성부(26)에 설정해두어도 되고, 예를 들어, 조작 스위치(24B)의 조작에 의해서 임의로 설정할 수 있게 해두어도 된다. 도 12에 도 11의 기준 관측선에 대해서 일정한 간격으로 직교하도록 생성된 5개의 관측 항로를 나타낸다.

도 12와 같이 생성된 관측 항로 상을 무인 보트(10)가 자립 항행하도록 관측 지시를 출력하고, 또한, 도 12와 같이 생성된 관측 항로 상을 어떤 항행 순서로 항행하는 것일지를 지시하는 것은, 제1실시형태와 같이 조작 스위치(24B)이다. 도 12의 경우에는, 밑에서부터 1, 2, 3, 4, 5번째의 항행 순서로 설정되어 있으므로, 무인 보트(10)가 관측 지령을 받았을 경우에는, 이 지정된 항행 순서로 관측 항로를 트레이스하여, 물속 및 물밑의 관측을 행하게 된다.

구체적으로는, 1번째의 관측 항로의 일단부로부터 타단부까지를 항행시키고, 다음에 1번째의 관측 항로의 타단부에 가장 가까운 2번째의 관측 항로의 일단부의 위치까지 항행해서 2번째의 관측 항로를 타단부까지 항행시키며, 그 다음에, 2번째의 관측 항로의 타단부에서 3번째의 관측 항로의 일단부의 위치까지 항행해서 3번 째의 관측 항로를 그 타단부까지 항행시킨다고 하는 상태로 하여, 5번째의 관측 항로의 종점까지 항행시킨다. 즉, 생성된 복수의 관측 항로를 하나의 연속 항행으로 되도록 하여 트레이스해서 관측을 행하게 된다.

제1실시형태의 경우와 마찬가지로, 관측 장소의 지도에 포개어, 관측 항로 생성부(26)에서 생성된 관측 항로의 거리를 변경할 수 있도록 되어 있다. 관측 항로의 거리의 변경은 조작 스위치(24C)에 의해서 행할 수 있다. 또한, 관측 항로는 조작 스위치(24C)에 의해서 선택할 수 있도록 되어 있고, 선택한 관측 항로의 거리를 길게 하거나 짧게 하거나 할 수 있다. 예를 들어, 관측 장소의 지형이 복잡해서, 생성한 관측 항로의 거리 그대로에서는 관측 항로가 관측 장소를 비어져나와 버리는 바와 같을 경우나, 반대로 생성한 관측 항로의 거리 그대로에서는 관측 항로가 관측 장소에 대해서 지나치게 짧은 바와 같을 경우에, 관측 항로마다 관측 항로의 거리를 변화시켜 최적의 관측을 할 수 있도록 되어 있다.

또, 제2실시형태에서도, 제1실시형태와 마찬가지로, 관측 항로 생성부(26) 및 기억부(27)의 양쪽이 무선 제어기 시스템(20)에 설치되어 있을 경우를 예시했지만, 관측 항로 생성부(26) 또는 기억부(27) 중 어느 한쪽이 무선 제어기 시스템(20)에 설치되고, 다른 쪽이 무인 보트(10)에 설치되어 있는 바와 같은 형태이어도 된다. 또한, 무선 제어기 시스템(20)과 컴퓨터(30)는 단순한 무선기와 컴퓨터이어도 된다. 또한, 관측 항로 생성부(26) 및 기억부(27)의 양쪽이 무인 보트(10)에 설치되어 있는 바와 같은 형태이어도 된다.

전술한 바와 같이, 제1실시형태와 제2실시형태 간에 다른 점은, 무선 제어기 시스템(20)이 구비한 관측 항로 생성부(26)에 의해서 작성되는 관측 항로의 작성 수법뿐이다. 그러나, 제2실시형태에 관한 무인 보트 자동관측시스템의 동작을 명확히 하기 위하여, 제2실시형태에 관한 무인 보트 자동관측시스템의 동작에 대해서, 제1실시형태에서 설명한 도 8의 순서도를 참조하면서 설명한다. 또한, 이 순서도는, 도 5에 나타낸 제어계의 동작 순서도이며, 제2실시형태에 관한 무인 보트 자동관측방법의 순서를 나타내는 순서도이기도 하다.

스텝 S1

또한, 기준 관측선의 시점과 종점은 이차원 좌표의 X축 및 Y축의 좌표를 입력함으로써 특정하도록 해도 된다. 기준 관측선의 시점과 종점의 경도와 위도가 입력되면, 기준 관측선 작성부(25)가 도 11에 나타낸 바와 같은 시점과 종점을 연결하는 관측선을 작성한다. 이 관측선이 기준 관측선이 되어서 지도 위에 포개져서 표시된다.

스텝 S2

관측 항로 생성부(26)는, 기준 관측선 작성부(25)에 의해 작성된 기준 관측선을 형성하는 관측선에 대해서, 수직방향으로 일정한 간격으로 뻗는 서로 평행한 직선을 복수개 생성함으로써 복수의 관측 항로를 생성한다. 생성된 관측 항로는 지도 위에 포개져서 표시된다. 따라서, 관측 장소를 어떻게 관측하는 것인지를 한눈에 알 수 있다.

스텝 S3

생성된 복수의 관측 항로에는 무인 보트(10)가 트레이스하는 항행 순서를 지정할 수 있도록 되어 있다. 이 항행 순서는 조작 스위치(24B)의 조작에 의해서 지정한다. 또한, 복수의 관측 항로는 그 거리를 변경할 수 있도록 되어 있다. 관측 항로의 거리는 조작 스위치(24C)의 조작에 의해서 관측 항로마다 변경할 수 있다. 관측 항로의 거리의 변경은, 포개져서 표시되어 있는 지도를 보면서 행할 수 있다. 이상과 같이, 조작 스위치(24B)와 조작 스위치(24C)의 조작에 의해서 수동으로 관측 항로의 거리를 확정하고, 항행 순서를 지시한다.

또한, 제1실시형태와 마찬가지로, 제2실시형태에서도 관측 항로의 거리의 확정과 항행 순서의 확정을 수동으로 행할 경우를 예시하고 있지만, 관측 항로 생성부(26)에 표준적인 확정 방법을 프로그램해두고, 관측 장소의 지도와의 상호 관계를 감안하면서, 관측 항로의 거리의 확정과 항행 순서의 확정을 자동적으로 행하게 하는 것도 가능하다.

스텝 S4

무선 제어기 시스템(20)의 조작 스위치(24B)를 조작해서 관측 지시를 출력하면, 이 관측 지시는 무인 보트(10)에 송신되고, 동시에 무선 제어기 시스템(20)으로부터 확정된 순번으로 관측 항로가 송신된다. 송신된 관측 항로는 제어장치(15)에 의해서 수신되고, 제어장치(15)는 GPS에서 현재 위치를 확인하면서 관측 항로를 정확하게 트레이스할 수 있도록, 현재 위치와 관측 항로를 참조하면서 구동장치(11) 및 조타장치(13)를 제어한다. 무인 보트(10)의 주행 속도에도 의존하지만, 제어장치(15)는 현재의 자세로 몇 초 후에 통과할 것으로 여겨지는 위치와 관측 항로와의 오차를 고려해서 무인 보트(10)의 진행 방향을 보정한다.

스텝 S5

스텝 S6

기억부(27)는 시시각각 전송되어오는 관측 데이터를 기억한다. 표시 제어부(28)는, 그 관측 데이터를 가공해서 디스플레이(23)에 표시한다. 그 화상은 예를 들어 도 9에 나타낸 바와 같은 화상이다. 이 화상에 따르면, 사선으로 표시되어 있는 G부분이 물밑의 상황이며, 물밑과 수면 사이에 표시되어 있는 F부분에 물고기가 떼지어 있는 것을 알 수 있다.

이상과 같이, 제2실시형태의 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법에 따르면, 생성된 복수의 관측 항로를 정해진 항행 순서로 자동적으로 무인 보트(10)가 항행하게 되므로, 관측하고자 하는 장소의 관측 데이터를 용이하게 얻을 수 있어, 정확한 관측 결과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 무선 제어기 시스템(20)의 기억부(27)가 기억한 관측 데이터는, 컴퓨터(30)에 전송되어 해석되고, 최종적으로는, 도 10에 나타낸 바와 같은, 등고선으 로 표시된 물밑의 형상을 얻을 수 있다. 또한, 등고선으로 표시하는 것이 가능하지 않아 사선으로 표시된 R부분은, 급격히 깊이가 증가하고 있는 부분인 것을 알 수 있다. 물론 관측기(18)는 특수한 센서를 구비하고 있으므로, 특정한 장소의 수온, 투명도, 염분농도 등도 관측 데이터로서 기억된다. 또, 도 10에 나타낸 관측 결과를 나타내는 화상은, 무선 제어기 시스템(20)을 컴퓨터(30)에 접속함으로써, 무선 제어기 시스템(20)의 디스플레이(23)로 확인할 수 있다.

[제3실시형태]

제3실시형태로서 설명하는 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법은, 미리 관측하고자 하는 장소를 둘러싸도록 무인 보트(10)를 루프 형상으로 항행시켜, 항행했을 때에 취득한 GPS의 위치 데이터로 루프 형상의 항로를 기억해두고, 그 루프 형상의 항로의 안쪽에 지정된 방향 및 지정된 간격으로 복수의 관측 항로를 생성하여, 그 복수의 관측 항로를 무인 보트(10)가 자동적으로 항행함으로써, 물속 및 물밑의 관측을 자동적으로 행할 수 있도록 하는 것이다. 관측 항로의 간격은 자유롭게 설정할 수 있으므로, 예를 들어, 상세한 물밑 도면을 그리고자 할 경우에는, 관측 항로의 간격을 좁게 설정함으로써, 무인 보트(10)를 좁은 간격으로 왕복 항행시킬 수 있어, 상세한 물밑의 상황을 관측할 수 있다.

제3실시형태가 제1실시형태 및 제2실시형태와 다른 점은, 무인 보트(10)를 실제로 항행시켜서 관측 영역을 설정할 수 있도록 되어 있는 점과, 그 관측 영역 내에 자동적으로 관측 항로를 생성할 수 있도록 하고 있는 점이다. 따라서, 무선 제어기 시스템(20)의 구성이 제1실시형태 및 제2실시형태와 약간 다르고, 또한, 무 인 보트 자동관측방법의 순서도 다르므로, 무선 제어기 시스템(20)의 구성과 무인 보트 자동관측방법의 순서를, 이하에 도면에 의거해서 설명한다. 또한, 제1실시형태에서 설명한 무인 보트 자동관측시스템과 동일한 구성 부분 및 그 구성 부분의 동작의 설명은 생략한다.

도 13은 제3실시형태에서 이용되는 무선 제어기 시스템(20)의 제어계의 블록도이다.

제3실시형태에서 이용되는 무선 제어기 시스템(20)의 외관은 도 4에 나타낸 것과 동일하다. 제3실시형태에서 이용되는 무선 제어기 시스템(20)은, 무인 보트(10)에 주행 지시 및 관측 지시를 부여하여, 무인 보트(10)를 관측자의 의사에 의거해서 자유롭게 주행시키기 위한 조작 스위치(24A), (24B)와, 무인 보트(10)의 GPS로부터 송신되는 위치 데이터로부터 무인 보트(10)의 항로를 기억하는 항로 기억부(31)를 구비하고 있다.

예를 들어, 조작 스위치(24A)를 조작하면, 무인 보트(10)의 구동장치(11)가 동작하여, 무인 보트(10)를 전진시킨다. 또, 조작 스위치(24B)를 조작하면, 무인 보트(10)의 조타장치(13)가 동작하여, 무인 보트(10)의 진행 방향이 변화된다. 관측자는 관측을 행하고자 하는 영역을 설정하기 위하여, 조작 스위치(24A), (24B)를 조작해서, 무인 보트(10)를 루프 형상으로 항행시킨다. 또한, 무인 보트(10)로 자동관측을 행하게 할 경우에는, 조작 스위치(24A)로부터 관측 지시를 출력할 수 있도록 되어 있다.

항로 기억부(31)는, 관측자가 무인 보트(10)를 항행시킨 항로를 무인 보 트(10)의 GPS로부터 송신되는 위치 데이터에 의거해서 기억한다.

관측 항로 생성부(26)는, 항로 기억부(31)에 기억되어 있는 루프 형상의 항로의 안쪽에 관측 항로를 자동적으로 생성하는 것이다. 관측 항로를 어느 방향으로 어떠한 간격으로 생성하는 것인지는, 방향·간격지시 시스템을 기능시키는 조작 스위치(24C)에 의해서 설정할 수 있다.

무선 제어기 시스템(20)에는, 기억부(27), 표시 제어부(28), 재현 제어부(29) 및 디스플레이(23)가 설치되어 있지만, 이들 부분의 동작이나 기능은, 제1실시형태에서 설명한 것과 동일하므로, 이들 부분의 설명은 생략한다.

도 14는 항로 기억부(31)가 기억하고 있는 루프 형상의 항로의 일례를 나타낸 도면이며, 도 15는 관측 항로 생성부(26)에서 생성된 관측 항로의 일례를 나타낸 도면이다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 디스플레이(23)에, 항로 기억부(31)에 기억되어 있는 루프 형상의 항로가 표시된다. 관측 항로 생성부(26)는, 이 항로 내에 조작 스위치(24)에 의해서 설정된 방향 및 지정한 간격으로 관측 항로를 생성한다. 예를 들어, 방향이 남북방향이고 간격이 10미터였을 경우에는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 항로 내에 남북방향으로 뻗는 10미터 간격의 관측 항로가 자동적으로 작성된다.

관측 항로가 자동적으로 생성된 후에 조작 스위치(24A)가 조작되어, 관측 지시가 출력되면, 무인 보트(10)가 오른쪽에 위치하는 관측 항로로부터 왼쪽에 위치하는 관측 항로까지 자동적으로 트레이스하고, 물속 및 물밑의 관측을 행하게 된 다. 구체적으로는, 가장 오른쪽에 위치하는 관측 항로의 일단부로부터 타단부까지를 항행시키고, 다음의 왼쪽에 위치하는 관측 항로의 가장 가까운 관측 항로의 일단부의 위치까지 항행해서 그 관측 항로를 타단부까지 항행시키며, 그 다음에, 이 관측 항로의 왼쪽에 위치하는 관측 항로의 일단부의 위치까지 항행해서 그 관측 항로를 타단부까지 항행시킨다고 하는 상태로 하여, 가장 왼쪽에 위치하는 관측 항로의 종점까지 항행시킨다. 즉, 생성된 복수의 관측 항로를 하나의 연속 항행으로 되도록 하여 트레이스해서 관측을 행하게 된다.

도 15와 같이, 자동적으로 생성된 관측 항로의 거리나 트레이스하는 순서를 설정할 수 있도록 해도 된다. 또, 관측 항로는, 간격만을 지정하도록 하고, 도 16에 나타낸 바와 같이, 항로와 상사형의 관측 항로로 하는 것도 가능하다.

또, 제3실시형태에서는, 항로 기억부(31), 관측 항로 생성부(26) 및 기억부(27)를 무선 제어기 시스템(20)에 탑재했을 경우를 예시했지만, 항로 기억부(31), 관측 항로 생성부(26) 및 기억부(27)의 어느 하나를 무인 보트(10)에 탑재해도 된다. 또한, 무선 제어기 시스템(20)과 컴퓨터(30)는 단순한 무선기와 컴퓨터여도 된다.

다음에, 이상과 같이 구성되어 있는 무인 보트 자동관측시스템의 동작에 대해서, 도 17의 순서도를 참조하면서 설명한다. 또, 이 순서도는, 도 5의 무인 보트(10) 및 도 13의 무선 제어기 시스템(20)에 나타낸 제어계의 동작 순서도이며, 제3실시형태에 관한 무인 보트 자동관측방법의 순서를 나타내는 순서도이기도 하다.

스텝 S11

우선, 디스플레이(23)에 관측 장소의 지도가 표시된다. 관측자는, 무선 제어기 시스템(20)의 조작 스위치(24A) 및 (24B)를 조작해서, 무인 보트(10)에 주행 지시를 부여하고, 관측하는 영역을 특정하기 위해서, 실제로 무인 보트(10)를 루프 형상으로 항행시킨다. 무인 보트(10)가 주행 지시에 의해서 항행한 위치는 항로(결정된 간격의 포인트의 집합에 의해서 구성됨)로서 항로 기억부(31)에 기억된다.

스텝 S12

관측 항로 생성부(26)는, 항로 기억부(31)에 기억되어 있는 루프 형상의 항로의 안쪽에, 조작 스위치(24C)에서 지정된 방향과 간격에 의거해서, 도 15에 나타낸 바와 같은 관측 항로를 생성한다. 생성된 관측 항로는 지도 위에 포개져서 표시된다. 따라서, 관측 장소를 어떻게 관측하는 것인지를 한눈에 알 수 있다.

스텝 S13

무선 제어기 시스템(20)의 조작 스위치(24A)를 조작해서 관측 지시를 출력하면, 이 관측 지시는 무인 보트(10)에 송신되고, 동시에 무선 제어기 시스템(20)으로부터 오른쪽에 위치하는 관측 항로로부터 왼쪽에 위치하는 관측 항로까지 차례로 관측 항로가 송신된다.

송신된 관측 항로는 제어장치(15)에 의해서 수신되고, 제어장치(15)는 GPS에서 현재 위치를 확인하면서 관측 항로를 정확하게 트레이스할 수 있도록, 현재 위치와 관측 항로를 참조하면서 구동장치(11) 및 조타장치(13)를 제어한다. 무인 보트(10)의 주행 속도에도 의존하지만, 제어장치(15)는 현재의 자세로 몇 초 먼저 통 과하는 것으로 여겨지는 위치와 관측 항로와의 오차를 고려해서 무인 보트(10)의 진행 방향을 보정한다.

스텝 S14

무선 제어기 시스템(20)으로부터 관측 지시가 송신되면, 무인 보트(10)의 관측기(18)가 그 관측 지시의 수신과 동시에 관측을 개시하여, 관측 데이터를 무선 제어기 시스템(20)의 기억부(27) 및 표시 제어부(28)에 송신한다.

스텝 S15

이상과 같이, 제3실시형태의 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법에 따르면, 미리 관측하고자 하는 장소를, 실제로 무인 보트(10)를 항행시킴으로써 확정할 수 있고, 생성된 복수의 관측 항로를 자동적으로 무인 보트(10)가 항행하게 되므로, 관측하고자 하는 장소의 관측 데이터를 용이하게 얻을 수 있어, 정확한 관측 결과를 얻을 수 있게 된다.

또, 무선 제어기 시스템(20)의 기억부(27)가 기억한 관측 데이터는, 컴퓨터(30)에 전송되어 해석되고, 최종적으로는, 도 10에 나타낸 바와 같은, 등고선으로 표시된 물밑의 형상을 얻을 수 있다. 또한, 등고선으로 표시하는 것이 가능하 지 않아 사선으로 표시된 R부분은, 급격히 깊이가 증가하고 있는 부분인 것을 알 수 있다. 물론 관측기(18)는 특수한 센서를 구비하고 있으므로, 특정한 장소의 수온, 투명도, 염분농도 등도 관측 데이터로서 기억된다. 또한, 도 10에 나타낸 관측 결과를 나타내는 화상은, 무선 제어기 시스템(20)을 컴퓨터(30)에 접속함으로써, 무선 제어기 시스템(20)의 디스플레이(23)로 확인할 수 있다.

[제4실시형태]

제4실시형태로서 설명하는 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법은, 미리 관측하고자 하는 장소를 둘러싸는, 다점을 입력함으로써 형성되는 루프 형상의 항로를 기억해두고, 그 루프 형상의 항로의 안쪽에 지정된 방향 및 지정된 간격으로 복수의 관측 항로를 생성하며, 그 복수의 관측 항로를 무인 보트(10)가 자동적으로 항행함으로써, 물속 및 물밑의 관측을 자동적으로 행할 수 있도록 하는 것이다. 관측 항로의 간격은 자유롭게 설정할 수 있으므로, 예를 들어, 상세한 물밑 도면을 그리고자 할 경우에는, 관측 항로의 간격을 좁게 설정함으로써, 무인 보트(10)를 좁은 간격으로 왕복 항행시킬 수 있어, 상세한 물밑의 상황을 관측할 수 있다.

제4실시형태가 제3실시형태와 다른 점은, 제3실시형태와 같이, 무인 보트(10)를 실제로 항행시켜서 관측 영역을 설정하는 것이 아니라, 다점으로 이루어진 루프 형상의 항로를 미리 기억시켜 두고, 그 기억시켜 둔 항로로 관측 영역을 설정할 수 있도록 하여, 그 관측 영역 내에 자동적으로 관측 항로를 생성할 수 있도록 하고 있는 것이다.

또한, 관측 항로를 미리 기억시켜 두는 이외에 제3실시형태와 다른 점은 없으므로, 관측 항로를 생성하는 이후의 설명은 생략한다.

이상, 본 발명에 관한 무인 보트 자동관측시스템 및 무인 보트 자동관측방법은, 관측 항로를 GPS에서 검출되는 현재 위치에 의거해서 자동관측을 행하지만, 그 자동관측은 무인 보트가 관측 항로를 정확하게 트레이스할 수 있도록, 일반적으로 이용되고 있는 자립 항법(포인트-투-포인트나 벡터 제어)에 의해서 뱃머리의 방향이나 통과점을 치밀하게 제어하고 있다.

본 발명에 의하면, 관측하고자 하는 장소에서 최적인 관측 항로를 자동적으로 생성할 수 있으므로, 그 관측 항로 하의 물속 또는 물밑의 상황을 자동적으로 관측할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 보트 자동관측시스템의 구성도;

도 2는 무인 보트의 측단면도;

도 3은 무인 보트의 평면도;

도 4는 무선 제어기 시스템의 외관도;

도 5는 제1실시형태에 있어서의 무인 보트와 무선 제어기 시스템의 제어계의 블록도;

도 6은 제1실시형태에 있어서의 기준 관측선의 일례를 나타낸 도면;

도 7은 제1실시형태에 있어서의 관측 항로의 일례를 나타낸 도면;

도 8은 도 5에 나타낸 제어계의 동작 순서도;

도 9는 관측 데이터에 의거해서 작성된 화상의 일례를 나타낸 도면;

도 10은 관측 결과를 나타내는 화상의 일례를 나타낸 도면;

도 11은 제2실시형태에 있어서의 기준 관측선의 일례를 나타낸 도면;

도 12는 제2실시형태에 있어서의 관측 항로의 일례를 나타낸 도면;

도 13은 제3실시형태에 있어서의 무선 제어기 시스템의 제어계의 블록도;

도 14는 제3실시형태에 있어서의 루프 형상의 항로의 일례를 나타낸 도면;

도 15는 제3실시형태에 있어서의 관측 항로의 일례를 나타낸 도면;

도 16은 제3실시형태에 있어서의 관측 항로의 일례를 나타낸 도면;

도 17은 도 5 및 도 13에 나타낸 제어계의 동작 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11: 구동장치 12: 전원

13: 조타장치 15: 제어장치

16: GPS 안테나 17: 현재 위치 연산장치

18: 관측기 23: 디스플레이

24A, 24B, 24C: 조작 스위치 25: 기준 관측선 작성부

26: 관측 항로 생성부 27: 기억부

28: 표시 제어부 29: 재현 제어부

31: 항로 기억부

Claims

무인 보트의 현재 위치를 측정하기 위하여 해당 무인 보트에 탑재한 GPS;

상기 무인 보트의 기준 관측선을 입력하는 기준 관측선 입력부;

상기 기준 관측선으로부터 상기 무인 보트의 관측 항로를 설정하는 관측 항로 설정부;

상기 GPS에서 측정된 현재 위치와 해당 관측 항로 설정부에 의해서 설정된 관측 항로를 참조해서 상기 무인 보트의 항행을 제어하는 항행 제어부;

적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 관측기; 및

해당 관측기에 의해서 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 기억하는 기억부를 포함하는 무인 보트 자동관측시스템.
제1항에 있어서, 상기 GPS, 상기 항행 제어부 및 상기 관측기는 상기 무인 보트에 탑재되고,

상기 기준 관측선 입력부는 상기 무인 보트와의 사이에서 상호 통신할 수 있는 무선 제어기 시스템에 탑재되며,

상기 관측 항로 설정부 또는 상기 기억부 중 어느 한쪽이 상기 무인 보트에 탑재되고, 다른 쪽이 상기 무선 제어기 시스템 또는 상기 무선 제어기 시스템이 접속되는 컴퓨터에 탑재되거나, 또는, 상기 관측 항로 설정부 및 상기 기억부의 양쪽은 상기 무인 보트, 상기 무선 제어기 시스템 또는 상기 컴퓨터 중 어느 하나에 탑 재되는 것인 무인 보트 자동관측시스템.
제1항에 있어서, 상기 기준 관측선 입력부는, 상기 기준 관측선의 시점과 종점을, 위도 및 경도를 이용하거나, 또는, 특정 위치를 원점으로 하는 이차원 좌표의 X축, Y축의 좌표값을 이용해서 입력하고,

상기 관측 항로 설정부는 입력된 기준 관측선의 시점과 종점으로부터 관측 항로를 설정하는 것인 무인 보트 자동관측시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관측 항로 설정부는 상기 기준 관측선을 기준으로 상기 기준 관측선을 일정한 거리로 평행 이동시킴으로써 복수의 관측 항로를 설정하는 것인 무인 보트 자동관측시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관측 항로 설정부는 상기 기준 관측선을 형성하는 관측선에 대해서 수직방향으로 일정한 간격으로 뻗는 직선을 설정함으로써 복수의 관측 항로를 설정하는 것을 특징으로 하는 무인 보트 자동관측시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 설정된 관측 항로의 자립 항행 및 설정된 관측 항로의 항행 순서를 지시하는 지시 시스템을 추가로 포함하고,

상기 항행 제어부는, 상기 지시 시스템에 의해 지시된 항행 순서에 따라서 상기 현재 위치로 설정된 관측 항로를 참조해서 상기 무인 보트의 항행을 제어하는 것인 무인 보트 자동관측시스템.
제1항에 있어서, 설정된 관측 항로의 거리를 변화시키는 변환 시스템을 추가로 포함하는 것인 무인 보트 자동관측시스템.
제6항에 있어서, 상기 지시 시스템은 상기 무선 제어기 시스템 또는 상기 컴퓨터에 설치되어 있는 것인 무인 보트 자동관측시스템.
제7항에 있어서, 상기 변환 시스템은 상기 무선 제어기 시스템 또는 상기 컴퓨터에 설치되어 있는 것인 무인 보트 자동관측시스템.
무인 보트의 현재 위치를 측정하기 위하여 해당 무인 보트에 탑재한 GPS;

해당 GPS의 정보에 의거해서 실제로 항행한 루프 형상의 항로를 기억하는 항로 기억부;

기억한 루프 형상의 항로의 안쪽에 지정된 방향 및 지정된 간격으로 일정한 관측 항로를 설정하는 관측 항로 설정부;

상기 GPS에서 측정된 현재 위치와 해당 관측 항로 설정부에 의해서 설정된 관측 항로를 참조해서 상기 무인 보트의 항행을 제어하는 항행 제어부;

적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 관측기; 및

해당 관측기에 의해서 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 기억하는 기억부를 포함하는 무인 보트 자동관측시스템.
무인 보트의 현재 위치를 측정하기 위하여 해당 무인 보트에 탑재한 GPS;

다점을 입력함으로써 형성되는 루프 형상의 항로를 기억하는 항로 기억부;

상기 루프 형상의 항로의 안쪽에 지정된 방향 및 지정된 간격으로 일정한 관측 항로를 설정하는 관측 항로 설정부;

상기 GPS에서 측정된 현재 위치와 해당 관측 항로 연산부에 의해서 설정된 관측 항로를 참조해서 상기 무인 보트의 항행을 제어하는 항행 제어부;

적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 관측기; 및

해당 관측기에 의해서 관측된 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 기억하는 기억부를 포함하는 무인 보트 자동관측시스템.
제10항에 있어서, 상기 GPS, 상기 항행 제어부 및 상기 관측기는 상기 무인 보트에 탑재되고,

상기 항로 기억부, 상기 관측 항로 설정부 및 상기 기억부 중 어느 하나가 상기 무인 보트에 탑재되고 나머지가 무선 제어기 시스템 또는 상기 컴퓨터에 탑재되거나, 또는, 상기 관측 항로 기억부, 상기 관측 항로 설정부 및 상기 기억부의 모두가 상기 무인 보트, 상기 무선 제어기 시스템 또는 상기 컴퓨터에 탑재되는 것인 무인 보트 자동관측시스템.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지정된 방향 및 지정된 간격은 상기 무선 제어기 시스템에 설치된, 방향·간격지시 시스템에 의해서 지시하는 것을 특징으로 하는 무인 보트 자동관측시스템.
제1항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관측기에 의해서 관측되는 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 상기 무선 제어기 시스템의 디스플레이에 표시하는 표시 제어부; 및 상기 기억부에 기억되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 상기 무선 제어기 시스템의 디스플레이에 재현하는 재현 제어부를 추가로 포함하는 무인 보트 자동관측시스템.
관측 항로를 설정하기 위하여 기준 관측선을 입력하는 스텝;

상기 기준 관측선을 일정한 거리로 평행 이동시킴으로써 복수의 관측 항로를 설정하는 스텝;

설정된 복수의 관측 항로의 거리를 확정시킴과 동시에 확정시킨 관측 항로의 항행 순서를 지시하는 스텝;

지시된 항행 순서에 따라서 무인 보트를 항행시키는 스텝;

항행 중에 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 스텝; 및

관측되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하는 동시에 기억시키는 스텝을 포함하는 무인 보트 자동관측방법.
관측 항로를 설정하기 위하여 기준 관측선을 입력하는 스텝;

상기 기준 관측선을 형성하는 관측선에 대해서 수직방향으로 일정한 간격으로 뻗는 직선을 설정함으로써 복수의 관측 항로를 설정하는 스텝;

설정된 복수의 관측 항로의 거리를 확정시킴과 동시에 확정시킨 관측 항로의 항행 순서를 지시하는 스텝;

지시된 항행 순서에 따라서 무인 보트를 항행시키는 스텝;

항행 중에 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 스텝; 및

관측되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하는 동시에 기억시키는 스텝을 포함하는 무인 보트 자동관측방법.
실제로 무인 보트를 루프 형상으로 항행시켜서 항로를 기억시키는 스텝;

기억시킨 항로의 안쪽에 지정된 방향 및 지정된 간격으로 일정한 관측 항로를 설정하는 스텝;

설정된 관측 항로 상에 무인 보트를 항행시키는 스텝;

항행 중에 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 스텝; 및

관측되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하는 동시에 기억시키는 스텝을 포함하는 무인 보트 자동관측방법.
다점을 입력함으로써 형성되는 루프 형상의 항로를 기억시키는 스텝;

기억시킨 항로의 안쪽에 지정된 방향 및 지정된 간격으로 일정한 관측 항로를 설정하는 스텝;

설정된 관측 항로 상에 무인 보트를 항행시키는 스텝;

항행 중에 적어도 물속 또는 물밑의 상황의 어느 하나를 관측하는 스텝; 및

관측되어 있는 적어도 물속 또는 물밑의 상황을 표시하는 동시에 기억시키는 스텝을 포함하는 무인 보트 자동관측방법.