수중로봇기술과 수중음향 시스템

Abstract

수중로봇은 인간이 직접 가기 어려운 수중을 탐사하고 필요한 경우에 작업을 하는 수중 무인잠수정이라고도 불리는 자항 가능한 추진 시스템을 가진 플랫폼이다. 수중로봇은 조종사가 실시간으로 조종이 가능한 ROV와 인간의 실시간 제어가 불가능하여 자율적으로 운용되는 AUV로 나누며 수상과 공중에서 운용되는 드론들과 달리 유선 연결이 아니면 실시간 제어가 불가능하여 ROV는 케이블이 수상과 연결이 되고 이 때 수중로봇의 자유로운 운동을 제약하는 케이블로부터 자유롭기 위해 AUV가 개발되었다. 이러한 상황은 전파가 수중에서 유용한 자료 전송 또는 탐지와 측정이 가능한 주파수를 가질 때 수중을 투과하기 어렵기 때문으로 이러한 통신과 탐지 및 측정에도 수중음향을 이용한다. 따라서 수중로봇에 사용되는 많은 부 시스템이 수중음향 시스템이다.

그림 1 무인기뢰처리기의 구성도 앞서 언급한 바와 같이 수중음향 시스템은 수중탐지, 수중측정, 수중통신에 이용되며 여기에는 전방주사소나, 멀티빔소나, 3차원 멀티빔소나, 하이드론폰 등이 탐지용 시스템이며 수중고도계, DVL, 수중위치추적 시스템(LBL, SBL, USBL) 등이 측정 시스템이다. 또한 수중음향 신호에 데이터를 실어 보낼 수 있는 ATM(Acoustic Telemetry Modem)이 통신 시스템이다. 본 논문에서는 2000년 이후에 KRISO에서 개발한 수중로봇에 사용된 수중음향시스템에 대해 알아보고 향후 우리나라가 이러한 수중 음향시스템을 어떻게 개발하여 나가야 할지 알아보기 위해 현재 시장 상황과 우리의 기술 수준 등을 살펴보고 그 개발 전략에 대해 논의하고자 한다.