• 본 특허는 수중운동체가 수중에서 고속 기동시 다중 주파수를 사용하는 초음파 카메라 획득 영상의 왜곡을 보정하는 영상 보정방법 및 장치에 대한 기술임

• 본 특허는 초음파 카메라로 획득한 영상의 왜곡을 보정하는 기술로 소나 영상장비에 적용이 가능함

∨수중 파이프 시설 모니터링∨수중 무인이동체 정보 수집 기술

• 수중운동체의 고속 기동 시 초음파 카메라에서 방사되는 신호에 의해 도플러 효과가 발생하여 생기는 영상 왜곡을 개선할 수 있는 기술의 개발이 필요함

• 초음파 카메라 조향범위 내의 각 픽셀에 대하여 극좌표 값을 정의한 후 도플러 효과에 의한 주파수 천이량을 정량적으로 산출함으로써 극좌표 위치를 보상하여 영상을 보정할 수 있음

• 본 특허에 명시되어 있는 영상 보정장치는 초음파 카메라가 탑재되어 있으며 장치 내부에는 영상 획득부, 극좌표 값 산출부, 주파수 값 산출부, 천이량 산출부, 천이 성분 산출부, 영상 보정부가 구비되어 있음

• 다중주파수를 사용하는 초음파 카메라를 통해 소정 주파수 값 간격의 복수의 주파수 성분으로 구성되는 신호가 방사됨에 기초하여 영상 보정장치 내 영상 획득부에서 영상을 획득하게 되며, 획득된 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 극좌표 값 산출부에서는 초음파 카메라의 위치를 원점으로 하는 극좌표 값을 산출함

• 이후 주파수 값 산출부에서는 산출된 복수의 픽셀 각각에 대한 극좌표 값을 이용하여 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출하게 됨

• 천이 성분 산출부에서는 산출된 주파수 천이량을 이용하여 복수의 주파수 성분 각각의 천이된 주파수 성분의 수를 산출할 수 있고, 산출된 천이 주파수 성분의 수를 통해 최종적으로 영상 보정부에서는 복수의 픽셀 각각의 극좌표 값을 보상하여 획득한 초음파 카메라 영상을 보정하게 됨

• 전파를 사용할 수 없는 수중환경에서 수중로봇의 항법, 통신, 장애물 인지에 대한 기술 수요가 증가하고 있으며, 수중에서 이동하며 장애물을 회피하거나 조류를 극복 또는 활용하고 제한된 에너지를 효율적으로 사용하기 위해 딥러닝 등의 인공지능 기술이 적극적으로 활용되고 있음

• 자율무인잠수정(AUV, Autonomous underwater Vehicle)은 각종 센서를 탑재하고 빅데이터 기술을 수중항법에 적용하는데, 실시간으로 많은 소나 센서 정보를 가공하여 위치파악에 활용하고 스캔정보를 이용하여 물체를 인식 및 판단하여 임무 수행에 획기적으로 기여할 수 있음

• 국내에서는 해양수산부를 중심으로 선박해양플랜트연구소(KRISO)에서 민수분야 연구를 수행하고 있으며 한국해양과학기술원에서 수중건설 로봇 제작 기술의 국산화를 위해 수중건설로봇 개발사업을 추진해오고 있음

• 최근 자율형 무인잠수정 기술의 발전과 함께 무인잠수정에 탑재되는 초음파 카메라의 중요성이 대두되고 있음

• 초음파 카메라는 수중에 위치하는 근접 수중물체를 가시화하는 장비로 자율형 무인잠수정에 있어 매우 중요한 역할을 함. 특히, 핵심 분야인 자율 제어, 센서 분야의 기술 개발이 진행되고 있으며, 고해상도 탐지 능력을 제공할 센서 기술 등은 향후 한반도 환경에서 은밀하고 정밀한 수중 감시와 장기간 체류 가능한 수중 무인잠수정 기술 개발의 방향성 정립 및 획득 전략에 활용할 수 있을 것임

• 따라서, 수중운동체의 고속기동 시 발생되는 영상왜곡을 보정하는 기술을 적용하여, 해양자원 탐사와 해양 생태조사, 군사방어 등의 목적으로 활용할 수 있을 것으로 전망됨

• 수중탐지 기술 모두를 포함하는 소나 시장의 규모는 2018년 2조 8789억원 규모이며, 2023년 4조 970억원 규모로 예상되고, 연평균 예상 성장률은 7%로 기대됨