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KR101666494B1 - Underwater towed sonar system using wire control - Google Patents

Underwater towed sonar system using wire control Download PDF

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Publication number
KR101666494B1
KR101666494B1 KR1020140068645A KR20140068645A KR101666494B1 KR 101666494 B1 KR101666494 B1 KR 101666494B1 KR 1020140068645 A KR1020140068645 A KR 1020140068645A KR 20140068645 A KR20140068645 A KR 20140068645A KR 101666494 B1 KR101666494 B1 KR 101666494B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
towfish
unit
tugboat
attitude
main control
Prior art date
Application number
KR1020140068645A
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Korean (ko)
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KR20150140173A (en
Inventor
신성일
김태형
오형순
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020140068645A priority Critical patent/KR101666494B1/en
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    • B63B21/56—Towing or pushing equipment
    • B63B21/66—Equipment specially adapted for towing underwater objects or vessels, e.g. fairings for tow-cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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Abstract

와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템 및 그 자세 및 속도 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템은, 예인선에 의해 수중에서 예인되도록 마련되며, 음파조사를 위한 소나가 탑재되는 토우피시유닛; 예인선에 탑재되며, 토우피시유닛의 요잉운동을 조절할 수 있도록 토우피시유닛의 양쪽에 상응하여 연결되는 와이어를 각각 구비하는 복수의 윈치유닛; 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 어느 하나를 제공하도록 토우피시유닛에 탑재되는 토우피시감지유닛; 및 토우피시감지유닛으로부터 제공되는 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 어느 하나를 기초로 윈치유닛을 제어하여 토우피시유닛의 요잉운동을 제어하는 메인컨트롤유닛을 포함한다. 이러한 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템은, 예인선에 의한 토우피시의 예인 시에 토우피시를 일정한 속도와 직진을 갖도록 예인하여 해저환경의 영상에 대한 질 좋은 원시자료의 취득을 가능케 한다.An underwater sonar system using wire control and its attitude and speed control method are disclosed. An underwater sonar system using wire control according to an embodiment of the present invention includes a towfish unit provided to be towed in water by a tugboat and equipped with a sonar for sonic wave irradiation; A plurality of winch units mounted on the tug line and each having a wire connected to both sides of the towfish unit so as to control yaw movement of the towfish unit; A towfish sensing unit mounted on the towfish unit to provide one of the position and attitude velocity data and the relative velocity of the towfish unit; And a main control unit controlling the winch unit based on any one of the position, attitude velocity data and relative speed of the towfish unit provided from the towfish sensing unit to control the yawing motion of the towfish unit. Such a wire-controlled underwater sonar system can acquire high-quality raw data for images of submarine environments by towing the towfish at a constant speed and straight line when towing a towfish by a tugboat.

Description

와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템{UNDERWATER TOWED SONAR SYSTEM USING WIRE CONTROL}[0001] UNDERWATER TOWED SONAR SYSTEM USING WIRE CONTROL [0002]

본 발명은 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템 및 그 자세 및 속도 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수중에서 선박에 의해 견인되면서 음파에 의해 수중환경을 조사할 수 있는 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템 및 그 자세 및 속도 제어방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a water-borne sonar system using wire control, a method of controlling the attitude of the sonar system, and a method of controlling the attitude and speed of the sonar sonar system using wire control using wire control capable of irradiating an underwater environment with sound waves while being towed by a ship System and its attitude and speed control method.

수중환경 조사용으로 사용되는 사이드스캔소나(Side Scan Sonar, 이하 SSS라 함)는, 선체의 좌/우현으로 수중음파를 발생시켜 해저지형을 영상화하는 장치로서, 예인선에 의해 견인되는 유선형의 토우피시에 장착된다.A side scan sonar (hereinafter referred to as SSS) used for underwater environment control is a device for imaging submarine topography by generating underwater sound waves on the left / right side of the hull, Respectively.

이러한 SSS의 견인에 의한 해저지형 조사 시에, 왜곡현상이 없는 소나영상을 획득하기 위해서는, SSS를 일정한 속도로 직진성을 갖도록 유지하면서 예인하는 것이 중요하다.In order to acquire a sonar image without distortion, it is important to tow the SSS while maintaining the SSS at a constant speed at the time of surveying the seabed topography by towing the SSS.

최근 소프트웨어 기술의 발달에 따라 영상 후처리로 왜곡을 일정 수준까지는 보정할 수 있지만, SSS 운용 시 질 좋은 원시자료(raw data)를 획득하는 것이 무엇보다 중요하다.Recently, it is possible to correct the distortion to a certain level by post-processing after the development of software technology, but it is more important to obtain good raw data when operating the SSS.

종래의 SSS운용방식은, 기본적으로 토우피시의 전원공급과 상호통신을 위한 테더케이블(tether cable) 윈치를 선상에 위치시키고, 윈치에 의해 테더케이블을 풀어 토우피시를 수중에 진수하는 방식을 적용하고 있다.In the conventional SSS operation method, a tether cable winch for mutual communication with the power supply of the towfish is basically placed on the ship, and a tether cable is released by a winch to launch the towfish in water have.

이러한 경우 예인선의 과도한 속도 변화는, 소나영상의 압축 또는 인장 현상을 야기시켜 질이 떨어지는 원시자료를 발생시키며, 영상 판독에 많은 어려움을 주고 있다.In this case, excessive speed change of the tugboat causes compression or tensile phenomenon of the sonar image and causes raw data to be dropped, which makes it difficult to read the image.

또한 예인선의 선회구간에서는, 소나영상의 인장현상이 심해져 데이터가 제대로 취득되지 못하는 현상이 발생했다.In addition, in the turnaround section of the tugboat, there was a phenomenon that the tensile phenomenon of the sonar image became severe and the data could not be acquired properly.

대한민국 특허출원 제10-2009-7009705 호Korean Patent Application No. 10-2009-7009705

본 발명의 일 실시 예는, 예인선에 의한 토우피시의 예인 시에 토우피시를 일정한 속도와 직진을 갖도록 예인하여 해저환경의 영상에 대한 질 좋은 원시자료의 취득을 가능케 하는 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템 및 그 자세 및 속도 제어방법을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention relates to a towing vehicle for towing a tugboat by towing a towboat at a constant speed and a straight line to obtain high quality raw data for an image of a submarine environment, System and its attitude and speed control method.

본 발명의 일 측면에 따르면, 예인선에 의해 수중에서 예인되도록 마련되며, 음파조사를 위한 소나가 탑재되는 토우피시유닛; 상기 예인선에 탑재되며, 상기 토우피시유닛의 요잉운동을 조절할 수 있도록 상기 토우피시유닛의 양쪽에 상응하여 연결되는 와이어를 각각 구비하는 복수의 윈치유닛; 상기 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 어느 하나를 제공하도록 상기 토우피시유닛에 탑재되는 토우피시감지유닛; 및 상기 토우피시감지유닛으로부터 제공되는 상기 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 적어도 어느 하나를 기초로 상기 윈치유닛을 제어하여 상기 토우피시유닛의 요잉운동을 제어하는 메인컨트롤유닛을 포함하는 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a towfish unit which is towed in water by a tugboat and has a sonar for sonic wave irradiation; A plurality of winch units mounted on the tugboat and each having a wire connected to both sides of the towfish unit so as to control the yawing motion of the towfish unit; A towfish sensing unit mounted on the towfish unit to provide any one of position, attitude velocity data and relative velocity of the towfish unit; And a main control unit controlling the winch unit based on at least one of position, attitude data and relative speed of the towfish unit provided from the towfish sensing unit to control the yawing motion of the towfish unit An in-water sonar system using wire control can be provided.

상기 토우피시감지유닛은, 상기 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터를 제공하는 관성측정유닛(inertial measurement unit)과 음파의 도플러 현상을 이용하여 상대속도를 측정하는 도플러 속도 로그(doppler velocity log) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The towfish sensing unit includes an inertial measurement unit for providing position and attitude velocity data of the towfish unit and a Doppler velocity log for measuring a relative velocity using a Doppler phenomenon of a sound wave And may include at least any one of them.

상기 예인선에는, 두 개의 수신기를 사용하여 위치정보를 제공하는 DGPS가 탑재되며, 상기 메인컨트롤유닛에는, 상기 예인선의 속도와DGPS에 의한 예인선의 위치좌표가 추가적으로 제공되며, 상기 메인컨트롤유닛은, 상기 예인선의 위치정보와 상기 예인선의 속도를 추가하여 상기 토우피시유닛의 요잉운동을 제어하는 포함할 수 있다.Wherein the main control unit is additionally provided with the position coordinates of the tugboat by the speed of the tugboat and the DGPS in the main control unit, And controlling the yawing motion of the towfish unit by adding the position information of the tugboat and the speed of the tugboat.

상기 와이어는, 상기 토우피시감지유닛으로부터 신호를 수신하며, 상기 토우피시유닛에 대해 전원을 공급할 수 있는 테더케이블로 마련될 수 있다.The wire may be provided with a tether cable capable of receiving a signal from the towfish sensing unit and supplying power to the towfish unit.

상기 토우피시유닛은, 상기 소나가 전방에 탑재되며, 유선형으로 마련되는 토우피시본체; 및 상기 토우피시본체의 길이 방향에 교차하게 배치되며, 상기 와이어가 양쪽에 연결되는 토우피시날개를 포함할 수 있다.The towfish unit includes: a towfish body mounted on the front of the sonar and arranged in a streamlined manner; And a tow fish wing crossing the longitudinal direction of the towfish body and connected to both sides of the towfish body.

상기 메인컨트롤유닛에 연결되며, 상기 소나에 의해 획득되는 영상을 출력하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.And a display connected to the main control unit and outputting an image obtained by the sonar.

본 발명의 다른 측면에 따르면 음파조사를 위한 소나가 탑재되는 토우피시유닛을 예인선에 의해 수중에서 예인 가능토록 마련하는 단계; 상기 토우피시유닛에 탑재되는 토우피시감지유닛에 의해 상기 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 적어도 어느 하나를 수집하는 단계; 상기 토우피시감지유닛으로부터 제공되는 상기 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 적어도 어느 하나를 메인컨트롤유닛에 전송하는 단계; 및 상기 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 적어도 어느 하나를 기초로 상기 메인컨트롤유닛에 의해 상기 토우피시유닛의 요잉운동을 제어하되, 상기 예인선에 탑재되며 상기 토우피시유닛의 요잉운동을 조절할 수 있도록 상기 토우피시유닛의 양쪽에 상응하여 연결되는 와이어를 각각 구비하는 복수의 윈치유닛을 상기 메인컨트롤유닛에 의해 제어하는 단계를 포함하는 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템의 자세 및 속도 제어방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a towfish unit for towing a sonar for sonic wave irradiation, the towfish unit being capable of towing in water by a tugboat; Collecting at least one of position, attitude data and relative speed of the towfish unit by a towfish sensing unit mounted on the towfish unit; Transmitting at least one of position, attitude data and relative speed of the towfish unit provided from the towfish sensing unit to a main control unit; And controlling the yawing motion of the towfish unit by the main control unit based on at least one of position, attitude velocity data and relative velocity of the towfish unit, wherein the yawing motion of the towfish unit And controlling the plurality of winch units each having a wire corresponding to both sides of the towfish unit so as to adjust the attitude and speed control of the underwater jacket system using the wire control A method can be provided.

상기 토우피시감지유닛은, 상기 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터를 제공하는 관성측정유닛(inertial measurement unit)과 음파의 도플러 현상을 이용하여 상대속도를 측정하는 도플러 속도 로그(doppler velocity log) 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 토우피시유닛의 위치와 자세 속도 데이터를 관성측정유닛에 의해 상기 메인컨트롤유닛에 제공하며, 상기 도플러 속도 로그에 의해 상기 토우피시유닛의 상대속도를 상기 메인컨트롤유닛에 제공할 수 있다.The towfish sensing unit includes an inertial measurement unit for providing position and attitude velocity data of the towfish unit and a Doppler velocity log for measuring a relative velocity using a Doppler phenomenon of a sound wave Wherein the position and attitude velocity data of the towfish unit are provided to the main control unit by an inertia measurement unit and the relative speed of the towfish unit is transmitted to the main control unit by the Doppler velocity log .

상기 예인선에 두 개의 수신기를 사용하여 위치정보를 제공하는 DGPS를 탑재하며, 상기 메인컨트롤유닛에 상기 예인선의 속도와DGPS에 의한 예인선의 위치좌표를 추가적으로 제공하되, 상기 메인컨트롤유닛은, 상기 예인선의 위치정보와 상기 예인선의 속도를 추가하여 상기 토우피시유닛의 요잉운동을 제어할 수 있다.Wherein the main control unit is further provided with a DGPS for providing position information by using two receivers on the tugboat, and the main control unit is further provided with the position coordinates of the tugboat by the DGPS and the speed of the tugboat, The yawing motion of the towfish unit can be controlled by adding the position information and the speed of the tugboat.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 예인선에 의한 토우피시의 예인 시에 토우피시를 일정한 속도와 직진을 갖도록 예인하여 해저환경의 영상에 대한 질 좋은 원시자료의 취득을 가능케 하는 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템 및 그 자세 및 속도 제어방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when towing a towfish by a tugboat, the towfish is towed so as to have a constant speed and a straight line, thereby obtaining an image of an underwater boat The sonar system and its attitude and speed control method can be provided.

도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템의 개념도이다.
도 2는, 도 1의 윈치와 토우피시의 연결관계를 나타낸 개념도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템의 자세 및 속도 제어방법에 대한 블록도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a submersible sonar system using wire control according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a conceptual diagram showing a connection relationship between the winch and the towfish of Fig. 1. Fig.
FIG. 3 is a block diagram of a posture and a speed control method of a water-in-water sonar system using wire control according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.Various embodiments of the present invention will now be described by way of specific embodiments shown in the accompanying drawings. The differences between the embodiments of the present invention described below are to be understood as mutually exclusive. That is, the specific shapes, structures, and characteristics described may be embodied in other embodiments in accordance with one embodiment without departing from the spirit and scope of the present invention, It is to be understood that the arrangements may be altered, where like reference numerals refer to like or similar features throughout the several views, and length and area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience.

도 1내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템은, 예인선(100)에 의해 수중에서 예인되도록 마련되며 음파조사를 위한 소나가 탑재되는 토우피시유닛(110)과, 예인선(100)에 탑재되며 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 조절할 수 있도록 토우피시유닛(110)의 양쪽에 상응하여 연결되는 와이어(121)를 각각 구비하는 복수의 윈치유닛(120)과, 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 하나 이상을 제공하도록 토우피시유닛(110)에 탑재되는 토우피시감지유닛(130)과, 토우피시감지유닛(130)으로부터 제공되는 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 하나 이상을 기초로 윈치유닛(120)을 제어하여 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 제어하는 메인컨트롤유닛(140)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 3, a water-borne sonar system using wire control according to an embodiment of the present invention includes a tow which is provided to be towed in water by a tugboat 100, And a plurality of wires 121 mounted on the tug 100 and corresponding to both sides of the towfish unit 110 so as to control yaw movement of the towfish unit 110. [ A winch unit 120, a towfish sensing unit 130 mounted on the towfish unit 110 to provide at least one of the position and attitude velocity data and the relative velocity of the towfish unit 110, A main control unit for controlling the winch unit 120 based on at least one of the position and attitude data and the relative speed of the towfish unit 110 provided from the main body unit 130, (140) The.

이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템은, 예인선(100)에 의한 토우피시유닛(110)의 예인 시에 토우피시유닛(110)을 일정한 속도와 직진을 갖도록 예인하여 해저환경의 영상에 대한 질 좋은 원시자료의 취득을 가능케 한다.In the case of the towed-water sonar system using the wire control according to the embodiment of the present invention, when the towfish unit 110 is towed by the tugboat 100, the towfish unit 110 is towed to have a constant speed and a straight line It enables acquisition of high-quality raw data for images of submarine environments.

본 실시 예에 따른 토우피시유닛(110)은, 예인선(100)에 탑재되는 한 쌍의 윈치유닛(120)에 의해 양쪽에 연결되어 있는 와이어(121)의 의한 조종을 받게 된다. 이때 와이어(121)는 토우피시유닛(110)의 좌우방향에 따른 요잉운동을 조종한다.The towfish unit 110 according to the present embodiment is controlled by the wires 121 connected to both sides by the pair of winch units 120 mounted on the tugboat 100. [ At this time, the wire 121 controls the yawing motion along the left and right direction of the towfish unit 110.

또한 윈치유닛(120)은, 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 하나 이상을 감지 또는 측정하여 제공하는 토우피시감지유닛(130)과 연결된 메인컨트롤유닛(140)에 의해 와이어(121)의 풀림 혹은 감김 작동이 제어된다.The winch unit 120 is also connected to the main control unit 140 connected to the towfish sensing unit 130 that senses or measures and provides at least one of the position and attitude data and the relative speed of the towfish unit 110 The unwinding or winding operation of the wire 121 is controlled.

메인컨트롤유닛(140)은, 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 하나 이상을 기초로 윈치유닛(120)에 의한 와이어(121)의 길이를 조절하여 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 제어할 수 있으며, 이에 따라 토우피시유닛(110)은 직진성을 가지면서 일정한 속도로 예인될 수 있다.The main control unit 140 adjusts the length of the wire 121 by the winch unit 120 based on at least one of the position and attitude velocity data and the relative velocity of the towfish unit 110, ), And thus the towfish unit 110 can be towed at a constant speed while having straightness.

이때 토우피시유닛(110)이 직진성을 가지면서 일정한 속도로 예인됨에 따라 전방에 배치되어 있는 소나에 의한 해저지형의 영상에 대한 원시 데이터가 왜곡이 없는 상태로 획득될 수 있다.At this time, as the towfish unit 110 is towed at a constant speed while having straightness, the raw data of the undersurface image due to the sonar disposed at the front can be obtained without distortion.

이러한 질 좋은 원시 데이터를 기초로 외란에 대해 독립적으로 균일한 품질의 소나영상이 획득될 수 있으며, 후처리 없이 더욱 직관적인 실시간 소나영상이 획득될 수 있다.Based on these high-quality raw data, independent and uniform quality sonar images can be obtained for disturbances and more intuitive real-time sonar images can be obtained without post-processing.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 소나(sss)는, 사이드 방향 쪽으로 좀더 광범위한 음파조사가 가능하도록 양쪽 배치가 가능하다.On the other hand, as shown in Fig. 3, the sonar (sss) according to the present embodiment can be arranged on both sides so that a wider range of sound waves can be irradiated toward the side direction.

이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템의 구성요소들을 좀더 상세하게 설명한다.Hereinafter, components of an underwater sonar system using wire control according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

본 실시 예에 따른 토우피시유닛(110)은, 소나가 전방에 탑재되며 유선형으로 마련되는 토우피시본체(111)와, 토우피시본체(111)의 길이 방향에 교차하게 배치되며 와이어(121)가 양쪽에 연결되는 토우피시날개(112)를 포함할 수 있다.The towfish unit 110 according to the present embodiment includes a towfish body 111 mounted on a front side of a sonar and provided in a streamline shape and a plurality of wires 121 arranged to cross the longitudinal direction of the towfish body 111, And a towfish wing 112 connected to both sides.

본 실시 예에 따른 토우피시감지유닛(130)은, 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터를 제공하는 관성측정유닛(131, inertial measurement unit)과 음파의 도플러 현상을 이용하여 상대속도를 측정하는 도플러 속도 로그(132, doppler velocity log)를 포함할 수 있다.The towfish sensing unit 130 according to the present embodiment can measure the relative speed by using an inertial measurement unit 131 for providing position and attitude velocity data of the towfish unit 110 and a Doppler phenomenon of a sound wave And a Doppler velocity log 132 (Doppler velocity log).

본 실시 예에 따른 관성측정유닛(131)은, 가속도계, 자이로스코우프, 시그널 프로세싱 회로소자 등이 사용될 수 있으며 위치와 자세 속도 데이터를 제공할 수 있다. 도플러 속도 로그(132)는, 음파의 도플러 현상을 이용하여 토우피시유닛(110)의 상대속도를 측정할 수 있는 속도측정센서이다.The inertial measurement unit 131 according to the present embodiment can use an accelerometer, a gyroscope, a signal processing circuit element, or the like, and can provide position and attitude velocity data. The Doppler velocity log 132 is a velocity measurement sensor capable of measuring the relative velocity of the towfish unit 110 using a Doppler phenomenon of a sound wave.

본 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템은, 메인컨트롤유닛(140)에 의한 윈치유닛(120)의 정밀한 제어를 위해서 예인선(100)의 위치와 속도정보를 획득 사용한다.The underwater sonar system using wire control according to the present embodiment acquires the position and speed information of the tugboat 100 for precise control of the winch unit 120 by the main control unit 140. [

즉 예인선(100)에는, 두 개의 수신기를 사용하여 위치정보를 제공하는 DGPS(135)가 탑재될 수 있으며, 메인컨트롤유닛(140)에는, 예인선(100)의 속도와DGPS(135)에 의한 예인선(100)의 위치좌표가 추가적으로 제공될 수 있다.That is, the tug 100 may be equipped with a DGPS 135 that provides position information using two receivers, and the main control unit 140 may be equipped with a tugboat 100, The positional coordinates of the robot 100 may be additionally provided.

이에 따라 본 실시 예에 따른 메인컨트롤유닛(140)은, 전술한 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 외에 예인선(100)의 위치정보와 예인선(100)의 속도를 추가하여 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 제어할 수 있다.The main control unit 140 according to the present embodiment adds the position information of the tugboat 100 and the speed of the tugboat 100 in addition to the position and attitude data and the relative speed of the towfish unit 110 described above The yawing motion of the towfish unit 110 can be controlled.

본 실시 예에 따른 윈치유닛(120)에 의해 가동되는 와이어(121)는, 토우피시감지유닛(130)으로부터 신호를 수신하며, 토우피시유닛(110)에 대해 전원을 공급할 수 있는 테더케이블(tether cable)로 마련될 수 있다.The wire 121 driven by the winch unit 120 according to the present embodiment receives a signal from the towfish sensing unit 130 and transmits a tether cable tether capable of supplying power to the towfish unit 110. [ cable.

이러한 테더케이블은, 수중에서 신호와 전력을 송출할 수 있도록 사용되는 케이블로서, 윈치유닛(120)에 의해 토우피시유닛(110)을 조종할 수 있는 밧줄로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 토우피시유닛(110)에 대한 신호 및 전력 송수신 케이블로 사용될 수 있다.This tether cable is a cable used to transmit signals and power in water and can be used not only as a tow rope capable of controlling the towfish unit 110 by the winch unit 120 but also as a towfish unit 110) and a power transmission / reception cable.

본 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템은, 메인컨트롤유닛(140)에 연결되며, 소나에 의해 획득되는 영상을 출력하는 디스플레이(150)를 더 포함할 수 있다.The underwater sonar system using the wire control according to the present embodiment may further include a display 150 connected to the main control unit 140 and outputting an image obtained by the sonar.

이러한 디스플레이(150)는, 메인컨트롤유닛(140)에 전달된 소나의 획득 영상을 출력하여 보여주게 되며, 예인선(100)에 탑승한 작업자는 이를 기초로 메인컨트롤유닛(140)에 의한 토우피시유닛(110)의 수중에서 예인이 원활하게 이루어지는 판단할 수 있게 된다.The display 150 displays the acquired image of the sonar transmitted to the main control unit 140 and displays the obtained image on the display 150. The operator on the tugboat 100 displays the acquired image of the sonar, It is possible to judge that the towing can be performed smoothly in the number of the towers 110.

아울러 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템의 자세 및 속도 제어방법은, 음파조사를 위한 소나가 탑재되는 토우피시유닛(110)을 예인선(100)에 의해 수중에서 예인 가능토록 마련하는 단계와, 토우피시유닛(110)에 탑재되는 토우피시감지유닛(130)에 의해 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 어느 하나를 수집하는 단계와, 토우피시감지유닛(130)으로부터 제공되는 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 어느 하나를 메인컨트롤유닛(140)에 전송하는 단계와, 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 어느 하나를 기초로 메인컨트롤유닛(140)에 의해 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 제어하되 예인선(100)에 탑재되며 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 조절할 수 있도록 토우피시유닛(110)의 양쪽에 상응하여 연결되는 와이어(121)를 각각 구비하는 복수의 윈치유닛(120)을 메인컨트롤유닛(140)에 의해 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the posture and speed control method of the underwater sonar system using the wire control according to the embodiment of the present invention, the towfish unit 110 on which the sonar for sonic wave irradiation is mounted can be towed in water by the tugboat 100 Collecting one of the position and attitude data and the relative speed of the towfish unit 110 by the towfish sensing unit 130 mounted on the towfish unit 110, Transmitting the position and attitude data and the relative speed of the touface unit 110 provided from the sensing unit 130 to the main control unit 140; The main control unit 140 controls the yawing motion of the tow unit 110 based on any one of the data and the relative speed so that the yawing motion of the tow unit 110 can be controlled And controlling the plurality of winch units 120 each having the wires 121 corresponding to both sides of the towfish unit 110 by the main control unit 140. [

이때 본 실시 예에 따른 토우피시감지유닛(130)은, 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터를 제공하는 관성측정유닛(131, inertial measurement unit)과 음파의 도플러 현상을 이용하여 상대속도를 측정하는 도플러 속도 로그(132, doppler velocity log) 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터를 관성측정유닛(131)에 의해 메인컨트롤유닛(140)에 제공하며, 도플러 속도 로그(132)에 의해 토우피시유닛(110)의 상대속도를 메인컨트롤유닛(140)에 제공할 수 있다.At this time, the towfish sensing unit 130 according to the present embodiment includes an inertial measurement unit 131 that provides position and attitude velocity data of the towfish unit 110 and a relative speed And the Doppler velocity log 132 for measuring the position and attitude velocity data of the towfish unit 110. The inertial measurement unit 131 provides the position and attitude velocity data of the towfish unit 110 to the main control unit 140 And provide the relative speed of the towfish unit 110 to the main control unit 140 by the Doppler velocity log 132. [

본 실시 예에 따르면, 예인선(100)에 두 개의 수신기를 사용하여 위치정보를 제공하는 DGPS(135)를 탑재하며, 메인컨트롤유닛(140)에 예인선(100)의 속도와DGPS(135)에 의한 예인선(100)의 위치좌표를 추가적으로 제공하되, 메인컨트롤유닛(140)은, 예인선(100)의 위치정보와 예인선(100)의 속도를 추가하여 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 제어할 수 있다.According to the present embodiment, the DGPS 135, which provides position information using two receivers, is mounted on the tugboat 100 and the main control unit 140 is connected to the tugboat 100 by the speed of the tugboat 100 and the speed of the DGPS 135 The main control unit 140 may additionally provide the position coordinates of the tug boat 100 by adding the position information of the tugboat 100 and the speed of the tugboat 100 to control the yawing motion of the woofer unit 110 have.

전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템의 자세 및 속도 제어방법은, 예인선(100)에 의한 토우피시의 예인 시에 토우피시를 일정한 속도와 직진을 갖도록 예인하여 해저환경의 영상에 대한 질 좋은 원시자료의 취득을 가능케 한다.The posture and the speed control method of the underwater sonar system using the wire control according to an embodiment of the present invention as described above can be applied to a case where the towfish is towed by the tug boat 100 to have a constant speed and a straight line Thereby enabling acquisition of high-quality raw data for images of sub-sea environments.

이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 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 포함된다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Deletion, addition or the like of the present invention may be variously modified and changed within the scope of the present invention.

100: 예인선 110: 토우피시유닛
111: 토우피시본체 112: 토우피시날개
120: 윈치유닛 121: 와이어
130: 토우피시감지유닛 131: 관성측정유닛
132: 도플러 속도 로그 135: DPGS
140: 메인컨트롤유닛 150: 디스플레이100: Tug boat 110: Towfish unit
111: Toufish body 112: Toufish wing
120: winch unit 121: wire
130: Towfish sensing unit 131: Inertial measurement unit
132: Doppler velocity log 135: DPGS
140: Main control unit 150: Display

Claims (9)

예인선(100)에 의해 수중에서 예인되도록 마련되며, 음파조사를 위한 소나가 탑재되는 토우피시유닛(110);
상기 예인선(100)에 탑재되며, 상기 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 조절할 수 있도록 상기 토우피시유닛(110)의 양쪽에 상응하여 연결되는 와이어(121)를 각각 구비하는 복수의 윈치유닛(120);
상기 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 적어도 어느 하나를 제공하도록 상기 토우피시유닛(110)에 탑재되는 토우피시감지유닛(130); 및
상기 토우피시감지유닛(130)으로부터 제공되는 상기 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터 및 상대속도 중 어느 하나를 기초로 상기 윈치유닛(120)을 제어하여 상기 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 제어하는 메인컨트롤유닛(140)을 포함하며,
상기 토우피시감지유닛(130)은, 상기 토우피시유닛(110)의 위치와 자세 속도 데이터를 제공하는 관성측정유닛(inertial measurement unit,131)과 음파의 도플러 현상을 이용하여 상대속도를 측정하는 도플러 속도 로그(doppler velocity log,132) 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 예인선(100)에는, 두 개의 수신기를 사용하여 위치정보를 제공하는 DGPS(135)가 탑재되며,
상기 메인컨트롤유닛(140)에는, 상기 예인선(100)의 속도와 DGPS(135)에 의한 예인선(100)의 위치좌표가 추가적으로 제공되며,
상기 메인컨트롤유닛(140)은, 상기 예인선(100)의 위치정보와 상기 예인선(100)의 속도를 추가하여 상기 토우피시유닛(110)의 요잉운동을 제어하고,
상기 토우피시유닛(110)은,
상기 소나가 전방에 탑재되며, 유선형으로 마련되는 토우피시본체(111); 및
상기 토우피시본체(111)의 길이 방향에 교차하게 배치되며, 상기 와이어(121)가 양쪽에 연결되는 토우피시날개(112)를 포함하는 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템.A towfish unit 110 provided to be towed in water by the tugboat 100 and equipped with a sonar for sonic irradiation;
A plurality of winch units 110 mounted on the tug 100 and having wires 121 corresponding to both sides of the tow unit 110 so as to control yaw movement of the tow unit 110; 120);
A towfish sensing unit 130 mounted on the towfish unit 110 to provide at least one of the position and attitude velocity data and the relative velocity of the towfish unit 110; And
The winch unit 120 is controlled based on any one of the position and attitude data and the relative speed of the towfish unit 110 provided from the towfish sensing unit 130, And a main control unit (140) for controlling the yawing motion,
The towfish sensing unit 130 includes an inertial measurement unit 131 for providing the position and attitude velocity data of the towfish unit 110 and a Doppler And at least one of a doppler velocity log (132)
The tugboat 100 is equipped with a DGPS 135 for providing position information using two receivers,
The speed of the tugboat 100 and the position coordinates of the tugboat 100 by the DGPS 135 are additionally provided in the main control unit 140,
The main control unit 140 controls the yawing motion of the towfish unit 110 by adding the position information of the tugboat 100 and the speed of the tugboat 100,
The towfish unit (110)
A towfish main body 111 mounted on the front side of the sonar and provided in a streamlined shape; And
And a towfish wing (112) arranged to cross the longitudinal direction of the towfish body (111) and to which the wire (121) is connected on both sides. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 와이어(121)는, 상기 토우피시감지유닛(130)으로부터 신호를 수신하며, 상기 토우피시유닛(110)에 대해 전원을 공급할 수 있는 테더케이블로 마련되는 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템.The method according to claim 1,
The wire (121) receives a signal from the towfish sensing unit (130) and is provided with a tether cable capable of supplying power to the towfish unit (110). 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 메인컨트롤유닛(140)에 연결되며, 상기 소나에 의해 획득되는 영상을 출력하는 디스플레이(150)를 더 포함하는 와이어제어를 이용한 수중예인 소나시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a display (150) connected to the main control unit (140) and outputting an image obtained by the sonar. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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