• 본 특허는 선박형태의 부이에 다수의 추진기와 위치 확인을 위한 위치센서, 위치 보정을 위한 제어기를 장착하여, 해상에서 정밀하게 위치를 유지하는 무인 자율 부이 시스템에 관한 기술임

• 본 특허는 자체 추진이 가능한 선박형태의 자율 부이시스템에 관한 것으로 해상 관측과 계측 분야에 적용 가능함

∨해상안전구조 혹은 해상쓰레기 수거용 수상이동체  ∨해양 오염도 측정을 위한 수상이동체

• 해양과 같이 수위가 변화하는 환경에서 오차 발생의 원인을 개선하고 작업 과정에서 발생 가능한 위험성을 개선할 수 있는 계측부이 기술 개발이 필요함

• 본 무인 자율 부이시스템은 위치 및 해류정보를 생성하여 미리 설정된 기준점 위치에서 벗어나지 않도록 컨트롤 할 수 있는 구동장치를 설치하여 해상에서 정밀하게 위치를 유지할 수 있음

• 본 특허의 무인자율 시스템은 센서박스와 컨트롤박스 및 구동박스로 구성되며, 센서박스는 선체의 위치 정보와 해류정보를 생성하고, 컨트롤박스는 수집된 정보를 이용하여 선체가 기준점 위치로부터 일정 거리 이내에 위치하도록 이동을 제어함 

• 구동박스는 컨트롤박스의 이동제어에 따라 선체의 방향을 시계방향이나 반시계 방향으로 전환하고, 컨트롤박스는 위치정보와 해류정보를 이용하여 미리 설정되는 기준점 위치로부터 선체의 위치를 모니터링하고 일정거리를 벗어나면 위치오차를 산출 

• 위치오차가 산출되면 컨트롤박스는 위치오차에 해당하는 만큼의 거리를 이동하여 기준점 위치로 귀환하도록 보정 이동을 제어함 

• 구동박스의 경우 선체 하부의 뒤쪽에 일정한 간격으로 설치되어 선체의 주행을 실행하는 2개의 주행수중추진기와 2개의 주행수중추진기의 합력만큼 해류에 대한 선체의 위치를 유지하기 위해 선체의 방향 전환을 수행하는 방향전환추진기로 구성됨

• 센서 박스에는 위치정보를 생성하는 GPS모듈, 해류정보를 생성하는 IMU(Inertial Measurement Unint) 모듈을 포함하며, 컨트롤 박스에는 원격 리셋을 위한 원격 스위치 회로가 추가됨

• 전자, 통신, 기계, 소재 등의 여러 기술 분야 진보에 따른 해양관측 기술의 급격한 발전에 따라 해양에 대한 접근성은 최근 비약적으로 개선되었고, 전통적인 방식의 해양관측에 더하여 무인해양 관측이 급격히 증가하고 있음

• 특히 이동형 무인해양 관측은 최근 수중 로봇 기술의 발달로 그 플랫폼이 점차 다양화되고 있으며 통합되는 센서도 늘어나는 등 그 활용도가 크게 증가하는 추세임 

• 향후에는 해양관측 플랫폼과 더불어 새로운 센서 혹은 기존 센서의 개선을 위한 기술들이 개발될 것으로 예상되며, 특히 해류, 수온, 염분과 같은 전통적 물리 환경 센서보다도 pH, 영양염, 엽록소 등의 다양한 생지화학 센서와 음향, 광학 센서들이 더 많이 개발될 것으로 보여짐

• 현재 미국의 방산 대기업인 록히드 마틴, 제너럴 다이내믹스, 영국의 BAE 등이 군용과 해저 작업용의 무인잠수정 개발과 판매에 집중하고 있음

• 무인플랫폼은 미국을 중심으로 개발과 투자가 활발하게 이루어지고 있으며, 영국, 일본, 중국 등 에서도 각국의 무인 플랫폼을 이용한 해양관측과 무인화 해양탐사 자원을 서로 연계하기 위해 연구과제들이 구체화되고 있음

• 또한 요소기술의 기술 특허 등 속속 도래하는 관련 기술의 특허 만료와 배터리 기술 발전 등을 감안할 때, 전 지구 해양을 대상으로 한 연속 해양탐사를 체계적이고 조직적으로 장기간 수행할 수 있는 무인화 플랫폼의 개발이 급속하게 발전할 것으로 기대됨

• 특히 관측용도의 해양무인 플랫폼들은 이동·운영시간이 지속적으로 증가할 것이며, 해양방위와 해양관측 분야에서 기존에 사용되던 방식을 상당 부분 변화시킬 것으로 전망됨

• 무인선박의 국내외 시장성 분석자료를 보면 세계 자율운항선박 시장은 지난 2016년 56.75억 달러에서 2025년 1550억달러로 급속히 성장할 전망임

• 자율운항선박의 가장 큰 시장은 아시아-태평양 지역으로, 2016년 약 29.4%에서 2025년 약 68.66%를 차지할 것으로 예상하고 있음 

• 국내에서는 무인화에 앞서 자율운항선박 운영 및 프로세스를 최적화해 해상 운송에 변화를 줄 것으로 예상되며, 2017년부터 2025년까지 연평균 12.8%의 성장률을 보일 것으로 예상하고 있음