KR102342891B1

KR102342891B1 - 위험물 및 화재 감지 드로이드

Info

Publication number: KR102342891B1
Application number: KR1020200124923A
Authority: KR
Inventors: 원종운; 이재영; 박재현
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2021-12-27

Abstract

본 발명의 위험물 및 화재 감지 드로이드는, 초기위치로부터 서버에 의해 기설정되는 피감지물(1)을 둘러싸는 형태의 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 기체 및 액체 위험물과 화재를 감지하기 위한 드로이드(10)에 있어서, 상기 피감지물(1)을 관측하면서 화재를 감지하기 위한 RGB 카메라(111)와, IR 카메라(112)로 이루어진 비전 센서(110)가 구비되는 헤드부(100); 상기 헤드부(100)와 체결되며, 상기 헤드부(100)를 수직방향의 상하이동 및 X축, Y축, Z축 방향으로 회전시키는 넥부(200); 상기 넥부(200)를 축으로 하여 Z축 방향으로 회전되면서 상기 기체 위험물과 상기 가이드라인(2)에 배치되는 장애물(6)을 감지하며, 상기 서버와의 통신을 통해 상기 드로이드(10)의 주행을 제어하는 메인바디부(300); 상기 액체 위험물과 접촉이 일어날 때, 색이 변화되는 누액검출필름(500); 및 상기 드로이드(10)를 주행시키면서 상기 누액검출필름(500)이 착탈되는 휠(410)이 하나 이상 구비되며, 상기 가이드라인(2)과 상기 누액검출필름(500)의 색변화를 감지하는 베이스부(400);를 포함할 수 있다.

Description

위험물 및 화재 감지 드로이드{Detection droid of dangerous substance and fire}

본 발명은 위험물 및 화재 감지 드로이드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기설정된 가이드라인을 따라 자율주행하면서 기체 및 액체의 위험물과 화재를 감지하는 위험물 및 화재 감지 드로이드에 관한 것이다.

일반적으로 드로이드는 인간 형태의 로봇을 의미하며, 로봇은 인간을 대신하여 위험한 작업환경에서의 작업, 단순 반복잡업 또는 큰 힘이 필요한 작업을 수행하도록 고안된 것으로, 산업현장은 물론 최근에는 의료, 군사, 우주, 농업, 해저탐사 등의 분야에까지 적용되고 있으며, 보다 높은 판단력을 가지는 고도의 지능적인 로봇을 생산하기 위해 지속적인 연구개발이 진행되고 있다.

대부분의 로봇은 자신의 외부 상태를 센싱(Perception)하는 기능, 센싱 정보를 바탕으로 판단하는 지능(Cognition) 기능, 지능이 결정하는 운동기능(Manipulation) 등이 주된 필수 요소라 할 것이며, 이러한 기능들을 보다 정밀하게 개선하고 새로운 기능 및 장치 등을 부가시킴으로써, 반복적인 작업만을 수행하였던 단순 로봇과는 달리 고도의 지능형 로봇을 구현하였다.

최근에는, 로봇이 위험물 보관 지역에 투입된 후에 원격지에서 원격 조종 장치에 의해 컨트롤됨으로써, 인간을 대신하여 위험물 및 화재를 감지하는 감지 로봇으로서 작업을 수행하고 있다.

그러나 상기 위험물 및 화재 감지 로봇은 위험물 및 화재를 감지하기 위해 수행하는 행동인 위험물 보관 지역 주변에서의 주행, 위험물 보관 지역의 관측, 위험물 및 화재 감지, 위험물 및 화재의 감지 여부 판단, 배터리 충전 등이 원격 조종 장치에 의해 이루어져야 함에 따라, 위험물 누출 여부 및 화재 여부를 판단하는데까지 소요되는 시간이 긴 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0098612호 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0028394호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 드로이드가 기설정된 가이드라인을 따라 주행하는동안 기체 및 액체의 위험물과 화재를 감지하여 위험물 누출 여부 및 화재 여부를 판단하는데까지 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 위험물 및 화재 감지 드로이드를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 드로이드가 가이드라인을 따라 자율주행하여 장애물을 회피하면서 기체 및 액체 위험물과 화재를 감지할 수 있는 위험물 및 화재 감지 드로이드를 제공하는데 목적이 있다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 위험물 및 화재 감지 드로이드는, 초기위치로부터 서버에 의해 기설정되는 피감지물(1)을 둘러싸는 형태의 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 기체 및 액체 위험물과 화재를 감지하기 위한 드로이드(10)에 있어서, 상기 피감지물(1)을 관측하면서 화재를 감지하기 위한 RGB 카메라(111)와, IR 카메라(112)로 이루어진 비전 센서(110)가 구비되는 헤드부(100); 상기 헤드부(100)와 체결되며, 상기 헤드부(100)를 수직방향의 상하이동 및 X축, Y축, Z축 방향으로 회전시키는 넥부(200); 상기 넥부(200)를 축으로 하여 Z축 방향으로 회전되면서 상기 기체 위험물과 상기 가이드라인(2)에 배치되는 장애물(6)을 감지하며, 상기 서버와의 통신을 통해 상기 드로이드(10)의 주행을 제어하는 메인바디부(300); 상기 액체 위험물과 접촉이 일어날 때, 색이 변화되는 누액검출필름(500); 및 상기 드로이드(10)를 주행시키면서 상기 누액검출필름(500)이 착탈되는 휠(410)이 하나 이상 구비되며, 상기 가이드라인(2)과 상기 누액검출필름(500)의 색변화를 감지하는 베이스부(400);를 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인바디부(300)는, 상기 기체 위험물을 감지하는 가스 감지센서(310); 상기 서버와의 무선통신을 위한 와이파이 센서(320); 상기 와이파이 센서(320)를 통해 상기 서버로부터 상기 가이드라인(2)에 대한 정보를 수신하여 상기 드로이드(10)의 주행을 제어하는 컴퓨터(330); 및 상기 장애물(6)을 감지하는 장애물 감지센서(340);를 포함할 수 있다.

그리고 상기 드로이드(10)는, 상기 장애물 감지센서(340)가 상기 장애물(6)을 감지하는 경우, 상기 피감지물(1) 또는 충전소(3)이 배치되는 제1 영역(4) 또는 상기 가이드라인(2)을 기준으로 상기 제1 영역(4)보다 상기 피감지물(1) 또는 상기 충전소(3)와 이격되는 제2 영역(5)으로 회피 주행할 수 있다.

또한, 상기 드로이드(10)는, 상기 제1 영역(4) 또는 상기 제2 영역(5)으로의 회피 주행한 후, 상기 베이스부(400)가 상기 가이드라인(2)을 감지하는 경우, 상기 제1 영역(4) 또는 상기 제2 영역(5)으로부터 상기 가이드라인(2)으로 복귀한 후에 상기 가이드라인(2)을 따라 주행할 수 있다.

그리고 상기 베이스부(400)는, 상기 휠(410)과 연결되며, 상기 휠(410)을 구동시키기 위한 동력을 생성하는 모터(420); 상기 모터(420)에 전기를 공급하여 상기 모터(420)로부터 동력이 생성되도록 하는 배터리(430); 상기 가이드라인(2)을 감지하는 가이드라인 감지센서(440); 및 상기 휠(410)을 보호하기 위한 펜더(405)에 부착되어 상기 누액검출필름(500)의 색변화를 감지하는 색변화 감지센서(450);를 포함하고, 상기 가이드라인 감지센서(440)로부터 감지된 상기 가이드라인(2)에 대한 정보와, 상기 색변화 감지센서(450)로부터 감지된 상기 누액검출필름(500)의 색변화에 대한 정보를 상기 메인바디부(300)로 송신할 수 있다.

또한, 상기 가이드라인(2)은, 상기 드로이드(10)가 주행하면서, 상기 피감지물(1)의 관측 및 상기 위험물과 화재를 감지하는 구간인 제1 가이드라인(2a); 및 상기 제1 가이드라인(2a)과 연결되며, 상기 드로이드(10)가 충전소(3)로 주행하는 구간 및 상기 충전소(3)에서 전기 공급이 완료된 드로이드(10)가 상기 제1 가이드라인(2a)으로 복귀하기 위한 구간인 제2 가이드라인(2b, 2c);를 포함할 수 있다.

그리고 상기 헤드부(110)는, 상기 제1 가이드라인(2a)을 따라 주행하는동안 상기 넥부(200)에 의해 수직방향의 상하이동과 X축, Y축, Z축 중 적어도 하나의 축 방향으로 회전되면서, 상기 비전 센서(110)로 상기 피감지물(1)을 관측하면서 화재를 감지할 수 있다.

또한, 상기 드로이드(10)는, 상기 위험물의 감지가 종료되는 경우, 상기 제1 가이드라인(2a)을 따라 주행되는 상태를 유지하거나 상기 초기위치로 복귀하되, 상기 초기위치는 상기 제1 가이드라인(2a)의 일부 또는 상기 충전소(3)일 수 있다.

본 발명에 따르면, 드로이드가 가이드라인을 따라 주행하는동안 기체 및 액체 위험물과 화재를 정확하게 감지함에 따라, 사용자가 직접 기체 및 액체 위험물이 누출되거나 화재가 발생될 수 있는 피감지물로 이동할 필요가 없어 기체 및 액체 위험물로 인한 안전사고를 미연에 예방할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 드로이드가 장애물을 회피함으로써, 가이드라인을 따라 자율주행하면서 기체 및 액체 위험물과 화재를 감지할 수 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 드로이드가 배터리의 충전 여부를 직접 판단함으로써, 가이드라인을 따라 주행하는 과정과 배터리의 충전을 반복하면서 기체 및 액체 위험물과 화재를 감지할 수 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험물 및 화재 감지 드로이드에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위험물 및 화재 감지 드로이드의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 센서의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인바디부 및 베이스부의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 위험물 및 화재 감지 드로이드의 장애물 감지방식에 대한 설명도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 위험물 및 화재 감지 드로이드의 장애물 회피방식에 대한 설명도이다.
도 5c는 도 5b와 다른 본 발명의 일 실시예에 따른 위험물 및 화재 감지 드로이드의 장애물 회피방식에 대한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠부를 나타내는 설명도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변화 감지센서의 사용상태도이다.
도 7b는 도 7a와 다른 위치에 배치되는 색변화 감지센서의 사용상태도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지방법의 과정을 나타내는 흐름도이다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

실시예의 구성

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시예의 위험물 감지 드로이드(10)(이하에서는 '드로이드(10)'이라 한다.)에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.

도 1을 참조하면, 드로이드(10)는 초기위치로부터 서버에 의해 기설정되는 피감지물(1)을 둘러싸는 형태의 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 기체 및 액체 위험물과 화재를 감지하며, 위험물의 감지가 종료되면 주행 상태를 유지하거나 초기위치로 복귀한다.

여기서, 가이드라인(2)은 드로이드(10)의 주행 목적에 따라 제1 가이드라인(2a) 및 제2 가이드라인(2b, 2c)으로 나누어질 수 있다.

제1 가이드라인(2a)은 드로이드(10)가 주행하면서 피감지물(1)의 관측과 위험물 및 화재를 감지하는 구간이다.

제2 가이드라인(2b)은 제1 가이드라인(2a)과 연결되며, 드로이드(10)가 충전소(3)로 주행하는 구간 및 충전소(3)로부터 전기 공급이 완료된 드로이드(10)가 제1 가이드라인(2a)으로 복귀하기 위한 구간이다.

또한, 제2 가이드라인(2b, 2c)은 제1 가이드라인(2a)을 따라 주행하는 드로이드(10)의 주행 방향에 따라 서로 다른 역할을 수행할 수 있다. 구체적인 일례로, 제2-1 가이드라인(2b)이 드로이드(10)가 충전소(3)로 주행하는 구간일 경우, 나머지 제2-2 가이드라인(2c)은 충전소(3)로부터 전기 공급이 완료된 드로이드(10)가 제1 가이드라인(2a)으로 복귀하기 위한 구간일 수 있다.

또한, 초기위치는 제1 가이드라인(2a)의 일부이거나 충전소(3)일 수 있다. 다만, 드로이드(10)를 하나 이상 운용하는 경우, 드로이드(10) 간의 충돌을 방지하기 위해 초기위치는 충전소(3)인 것이 바람직하다.

그리고 서버는 피감지물(1)이 배치되는 위험물 보관 지역으로부터 이격된 원격지이면서, 드로이드(10)에 가이드라인(2)에 대한 정보를 송신하며, 드로이드(10)가 사용자에 의해 원격 제어되도록 하고, 드로이드(10)로부터 수신하는 위험물 및 화재의 감지정보를 사용자에게 제공할 수 있다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 드로이드(10)는 헤드부(100), 넥부(200), 메인바디부(300), 베이스부(400) 및 누액검출필름(500)을 구비한다.

도 3을 참조하면, 헤드부(100)는 피감지물(1)의 관측과 화재를 감지하기 위해 RGB 카메라(111) 및 IR 카메라(112)로 구성되는 비전 센서(110)가 일측에 구비된다.

RGB 카메라(111)는 적색, 녹색, 청색(RGB) 패턴의 영상으로 피감지물(1)의 관측과 화재를 감지하기 위해 RGB 센서가 구비될 수 있다.

IR 카메라(112)는 열화상 영상으로 피감지물(1)의 관측과 화재를 감지하기 위해 적외선(IR) 관측이 가능한 IR 센서가 구비될 수 있다.

도 2를 참조하면, 넥부(200)는 헤드부(100)와 체결되어 상기 헤드부(100)를 수직방향의 수직이동 및 X축, Y축, Z축 방향으로 회전시킨다.

또한, 넥부(200)는 고리부재(210)가 일측에 구비되며, 헤드부(100)에 구비되는 돌출부재(120)가 고리부재(210)를 관통할 때, 체결부재(미도시)를 통해 헤드부(100)와 체결될 수 있다.

그리고 넥부(200)에 의한 헤드부(100)의 수직이동 및 회전은 동시에 이루어질 수 있다. 구체적인 일례로, 넥부(200)는 헤드부(100)를 수직방향으로 상측 또는 하측으로 이동시킴과 동시에 X축, Y축, Z축 중 적어도 하나의 축 방향으로 회전시킬 수 있다.

이에, 헤드부(100)는 수직이동 및 회전되면서 비전 센서(110)를 이용하여 피감지물(1)의 관측과 화재를 감지할 수 있다.

더 나아가, 헤드부(100)의 수직이동 및 회전은 드로이드(10)가 피감지물(1)을 관측하는 구간인 제1 가이드라인(2a)에서 이루어지는 것이 바람직하다.

도 2 및 도 4의 (A)를 참조하면, 메인바디부(300)는 넥부(200)를 축으로 하여 Z축 방향으로 회전되는동안 기체 위험물과 가이드라인(2)에 배치되는 장애물(6)을 감지하며, 서버와의 통신으로 드로이드(10)의 주행을 제어하기 위해 가스 감지센서(310), 와이파이 센서(320), 컴퓨터(330) 및 장애물 감지센서(340)를 구비한다.

가스 감지센서(310)는 메인바디부(300)의 일측에 설치되어 메인바디부(300)가 Z축 방향으로 회전되는동안 피감지물(1)로부터 누출될 수 있는 가스 등의 기체 위험물을 감지한다.

또한, 가스 감지센서(310)는 기체 위험물을 감지하기 위해 통상의 접촉연소방식, 반도체방식, 격막 갈바닉(Galvanic) 전자방식, 격막 전극식, 정전위 전해식, 수소염 이온화 방식 중 적어도 하나를 이용하는 감지센서로 이루어질 수 있다.

와이파이 센서(320)는 컴퓨터(330)가 와이파이(wifi)를 기반으로 서버와 무선통신되도록 하여 컴퓨터(330)와 서버 간의 정보 송수신이 가능토록 한다.

컴퓨터(330)는 와이파이 센서(320)를 통해 서버로부터 가이드라인(2)에 대한 정보를 수신하여 드로이드(10)가 가이드라인(2)을 따라 주행되도록 드로이드(10)를 제어한다.

또한, 컴퓨터(330)는 와이파이 센서(320)를 통해 장애물 감지센서(340)가 감지하는 장애물(6)의 위치에 대한 정보를 서버로 송신할 수 있다.

도 5a를 참조하면, 장애물 감지센서(340)는 드로이드(10)가 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 드로이드(10)의 전방이면서 가이드라인(2)에 배치되는 장애물(6)을 감지할 수 있다.

여기서, 가이드라인(2)은 도 5a에 도시된 제1 가이드라인(2a) 뿐만 아니라, 제2 가이드라인(2b, 2c)을 포함할 수 있다.

이러한 장애물 감지센서(340)는 드로이드(10)의 전방으로 적외선을 방출하여 적외선이 반사되는 경우, 장애물(6)이 가이드라인(2)에 배치되는 것으로 감지할 수 있으며, 제1 가이드라인(2a)과 제2 가이드라인(2b, 2c)에 배치되는 장애물(6)을 감지하는 것이 바람직하다.

한편, 드로이드(10)는 장애물 감지센서(340)가 장애물(6)을 감지하는지 여부에 따라 주행 경로를 변경하여 장애물(6)을 회피하는 회피 주행을 할 수 있으며, 드로이드(10)의 회피 주행에 대한 다양한 실시예는 이하와 같다.

도 5b를 참조하면, 드로이드(10)는 장애물 감지센서(340)가 장애물(6)을 감지하는 경우, 제1 영역(4)으로 회피 주행할 수 있다.

여기서, 제1 영역(4)은 도 5b에 도시된 바와 같이 제1 가이드라인(2a)을 기준으로 피감지물(1)이 배치되는 영역일 수 있으나, 제2 가이드라인(2b, 2c)의 기준에서는 충전소(3)가 배치되는 영역일 수 있다.

구체적으로, 드로이드(10)가 제1 가이드라인(2a)에 위치되는 경우, 드로이드(10)가 제1 영역(4)으로 회피 주행하는 것은 회피 주행동안 피감지물(1)에 접근하여 피감지물(1)로부터 누출될 수 있는 기체 및 액체 위험물과 화재를 최대한 빠른 시간내에 감지하기 위함이다. 이와 달리, 드로이드(10)가 제2 가이드라인(2b, 2c)에 위치되는 경우, 드로이드(10)가 제1 영역(4)으로 회피 주행하는 것은 장애물(6)을 회피하면서 충전소(3)에 도달하기 위함이다.

이에, 드로이드(10)가 제1 영역(4)으로 회피 주행할 때의 효과는 드로이드(10)가 위치되는 가이드라인(2)에 따라 다를 수 있다.

또한, 드로이드(10)가 제1 영역(4)으로 회피 주행하는 것은 장애물(6)을 회피하여 피감지물(1) 또는 충전소(3)와 가이드라인(2)의 사이로 주행하는 것을 의미한다.

도 5c를 참조하면, 드로이드(10)는 제1 영역(4)으로의 회피 주행뿐만 아니라, 장애물 감지센서(340)가 장애물(6)을 감지하는 경우, 제2 영역(5)으로 회피 주행할 수 있다.

여기서, 제2 영역(5)은 도 5c에 도시된 바와 같이 제1 가이드라인(2a)을 기준으로 제1 영역(4)보다 피감지물(1)과 이격되는 영역일 수 있으나, 제2 가이드라인(2b, 2c)의 기준에서는 제1 영역(4)보다 충전소(3)와 이격되는 영역일 수 있다.

구체적으로, 드로이드(10)가 제1 가이드라인(2a)에 위치되는 경우, 드로이드(10)가 제2 영역(5)으로 회피 주행하는 것은 제1 영역(4)으로의 회피 주행보다 피감지물(1)로부터 이격되어 피감지물(1)과의 충돌 가능성을 낮추기 위함이다. 이와 달리, 드로이드(10)가 제2 가이드라인(2b, 2c)에 위치되는 경우, 드로이드(10)가 제2 영역(5)으로 회피 주행하는 것은 제1 영역(4)으로의 회피 주행보다 충전소(3)로부터 이격되어 충전소(3)와의 충돌 가능성을 낮추기 위함이다.

이에, 드로이드(10)가 제2 영역(5)으로 회피 주행할 때의 효과는 드로이드(10)가 위치되는 가이드라인(2)에 따라 다를 수 있다.

이와 같은, 드로이드(10)의 회피 주행 알고리즘은 컴퓨터(330)에 기저장됨으로써, 컴퓨터(330)는 회피 주행 알고리즘을 기반으로 드로이드(10)가 회피 주행되도록 제어할 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 4의 (B)를 참조하면, 베이스부(400)는 휠(410), 모터(420), 배터리(430) 및 가이드라인 감지센서(440)가 구비된다.

휠(410)은 드로이드(10)가 가이드라인(2)을 따라 주행되도록 베이스부(400)에 하나 이상 구비되며, 구체적인 일례로 제1 휠(411), 제2 휠(412) 및 제3 휠(413)으로 이루어질 수 있다. 다만, 휠(410)의 갯수는 상기와 같이 한정하는 것은 아니며, 드로이드(10)의 크기 등에 의해 제1, 2, 3 휠(411, 412, 413)보다 적거나 많을 수 있다.

모터(420)는 휠(410)과 연결되며, 배터리(430)로부터 전기를 공급받을 때 휠(410)을 구동시키기 위한 동력을 생성한다.

배터리(430)는 모터(420)에 전기를 공급하여 모터(420)에서 휠(410)의 구동을 위한 동력이 생성되도록 한다.

이러한 배터리(430)는 드로이드(10)가 제2 가이드라인(2b, 2c)을 통해 충전소(3)에 도달하여 충전소(3)로부터 전기를 공급받아 충전 상태가 될 수 있다.

가이드라인 감지센서(440)는 드로이드(10)가 초기위치로부터 가이드라인(2)을 따라 주행되도록 가이드라인(2)을 감지한다.

여기서, 가이드라인 감지센서(440)는 가이드라인(2)을 감지하기 위해 베이스부(400)의 하단에 배치될 수 있으며, 제1 가이드라인(2a) 및 제2 가이드라인(2b, 2c) 중 하나를 감지하는 것이 바람직하다.

또한, 가이드라인 감지센서(440)는 가이드라인(2)이 포함되는 지면을 향해 적외선을 방출하며, 반사되는 적외선의 양에 따라 가이드라인(2)과 지면을 각각 감지할 수 있다.

이때, 가이드라인(2)과 지면은 가이드라인 감지센서(440)의 적외선이 조사될 때 반사되는 적외선의 양이 다르도록 하기 위해 서로 다른 색상으로 이루어질 수 있다.

이에, 가이드라인 감지센서(440)는 가이드라인(2)과 지면으로부터 반사되는 적외선의 양이 다른 특성을 이용하여 가이드라인(2)과 지면을 구분함으로써, 지면으로부터 가이드라인(2)을 감지할 수 있다.

한편, 드로이드(10)는 가이드라인 감지센서(440)가 가이드라인(2)을 감지하는 경우, 제1 영역(4) 또는 제2 영역(5)으로 회피 주행된 상태에서 가이드라인(2)으로 복귀한 후에 가이드라인(2)을 따라 주행할 수 있다.

이와 같은, 드로이드(10)의 주행 복귀 알고리즘은 컴퓨터(330)에 기저장됨으로써, 컴퓨터(330)는 주행 복귀 알고리즘을 기반으로 드로이드(10)가 가이드라인(2)으로 복귀하여 가이드라인(2)을 따라 주행되도록 제어할 수 있다.

상기 베이스부(400)는 가이드라인(2)과 누액검출필름(500)의 색변화를 감지하기 위해 색변화 감지센서(450)가 더 구비된다.

색변화 감지센서(450)는 도 6에 도시된 바와 같이, 휠(410)의 일측으로부터 착탈되는 누액검출필름(500)의 색변화를 감지하기 위해 베이스부(400)의 일측에 설치되며, 색변화 감지센서(450)의 다양한 설치예는 이하와 같다.

도 7a를 참조하면, 색변화 감지센서(450)는 휠(410)을 보호하기 위해 베이스부(400)의 하단에 구비되는 아치(arch)형의 펜더(405) 중 천정부(405a)에 부착되어 누액검출필름(500)의 색변화를 감지할 수 있다.

또한, 색변화 감지센서(450)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 아치형의 펜더(405) 중 한 쌍의 바닥부(405b) 중 적어도 하나의 바닥부에 부착되어 누액검출필름(500)의 색변화를 감지할 수 있다.

그리고 색변화 감지센서(450)는 누액검출필름(500)의 색변화를 감지하기 위해, 구체적인 일례로 적색, 녹색, 청색(RGB)의 LED의 LED 신호를 16 bit로 데이터화하여 누액검출필름(500)의 색을 인식하는 것으로 누액검출필름(500)의 색변화를 감지하는 RGB 감지센서로 이루어질 수 있다.

상기 베이스부(400)는 가이드라인 감지센서(440)로부터 감지되는 가이드라인(2)에 대한 정보와 색변화 감지센서(450)로부터 감지되는 누액검출필름(500)의 색변화에 대한 정보를 메인바디부(300)로 송신할 수 있다.

이에, 메인바디부(300)는 베이스부(400)로부터 수신하는 가이드라인(2)에 대한 정보와 누액검출필름(500)의 색변화에 대한 정보를 서버로 송신할 수 있다.

또한, 서버는 메인바디부(300)로부터 수신하는 가이드라인(2)에 대한 정보와 누액검출필름(500)의 색변화에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.

누액검출필름(500)은 드로이드(10)가 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 피감지물(1)로부터 누출될 수 있는 인화성 액체 등의 액체 위험물과 접촉이 일어날 때 색변화가 발생되며, 상기 색변화는 색변화 감지센서(450)에 의해 감지될 수 있다.

이러한 누액검출필름(500)은 액체 위험물과 접촉될 때, 액체 위험물의 온도에 따라 색변화가 발생되는 온도필름일 수 있다.

실시예의 동작

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 상기 드로이드(10)를 이용한 위험물 감지방법의 과정에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.

먼저, 서버가 드로이드(10)의 주행을 위한 가이드라인(2)을 설정할 수 있다(S10). 여기서, 제2 가이드라인(2)은 제1 가이드라인(2a)과 제2 가이드라인(2b, 2c)을 포함할 수 있다.

상기 단계(S10) 후, 드로이드(10)는 컴퓨터(330)가 와이파이 센서(320)를 통해 서버로부터 가이드라인(2)에 대한 정보를 수신하며, 휠(410)을 통해 초기위치로부터 가이드라인(2)을 따라 주행할 수 있다(S20).

상기 단계(S20) 후, 드로이드(10)는 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 비전 센서(110)를 통해 피감지물(1)의 관측과 화재를 감지할 수 있으며, 가스 감지센서(310)를 통해 기체 위험물을 감지할 수 있고, 색변화 감지센서(450)의 누액검출필름(500)의 색변화 감지를 통해 액체 위험물을 감지할 수 있다(S30).

이때 만약, 드로이드(10)가 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 위험물 또는 화재가 감지되는 경우(S30-Yes), 컴퓨터(330)는 위험물 또는 화재를 감지하는 감지수단을 판단할 수 있다(S40).

이와 달리 만약, 드로이드(10)가 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 위험물 또는 화재가 감지되지 않는 경우(S30-No), 드로이드(10)는 가이드라인(2)을 따라 주행하는 상태를 유지할 수 있다.

상기 단계(S40) 후, 컴퓨터(330)가 위험물 또는 화재를 감지하는 감지수단으로부터 수신하는 위험물에 대한 정보를 서버로 송신할 수 있다(S50).

이때 만약, 컴퓨터(330)는 비전 센서(110)로부터 화재가 감지된 것으로 판단하는 경우, 비전 센서(110)가 감지한 화재 영상 또는 이미지를 서버로 송신할 수 있다.

또한, 컴퓨터(330)는 가스 감지센서(310)로부터 기체 위험물이 감지된 것으로 판단하는 경우, 가스 감지센서(310)가 감지한 기체 위험물에 대한 정보를 서버로 송신할 수 있다.

그리고 컴퓨터(330)는 색변화 감지센서(450)로부터 누액검출필름(500)의 색변화 감지를 통해 액체 감지물이 감지된 것으로 판단하는 경우, 색변화 감지센서(450)에 의해 감지된 액체 위험물에 대한 정보를 서버로 송신할 수 있다.

상기 단계(S50) 후, 위험물 및 화재의 감지가 종료되는 경우, 드로이드(10)는 가이드라인(2)을 따라 주행을 유지하거나(S60), 초기위치로 복귀할 수 있다(S70).

한편, 드로이드(10)는 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 장애물 감지센서(340)가 가이드라인(2)에 배치되는 장애물(6)을 감지할 수 있다(S80).

이때 만약, 장애물 감지센서(340)가 장애물(6)을 감지하는 경우(S80-Yes), 드로이드(10)는 제1 영역(4) 또는 제2 영역(5)으로 회피 주행한 후에 가이드라인(2)으로 복귀하여 가이드라인(2)을 따라 주행할 수 있다.

이와 달리 만약, 장애물 감지센서(340)가 장애물(6)을 감지하지 않는 경우(S80-No), 드로이드(10)는 가이드라인(2)을 따라 주행하는 상태를 유지할 수 있다.

또한, 드로이드(10)는 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 컴퓨터(330)가 배터리(430)의 충전이 필요한지 여부를 판단할 수 있다(S100).

이때 만약, 컴퓨터(330)가 배터리(430)의 충전이 필요한 것으로 판단하는 경우(S100-Yes), 드로이드(10)는 가이드라인(2)을 따라 충전소(3)을 향해 주행할 수 있다(S110).

상기 단계(S110) 후, 드로이드(10)는 충전소(3)를 통해 전기를 공급받아 충전될 수 있다(S120).

이와 달리 만약, 컴퓨터(330)가 배터리(430)의 충전이 필요하지 않은 것으로 판단하는 경우(S100-No), 드로이드(10)는 가이드라인(2)을 따라 주행하는 상태를 유지할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

1: 피감지물, 2: 가이드라인,
2a: 제1 가이드라인, 2b, 2c: 제2 가이드라인,
3: 충전소, 4: 제1 영역,
5: 제2 영역, 6: 장애물,
10: 드로이드, 100: 헤드부,
110: 비전 센서, 111: RGB 카메라,
112: IR 카메라, 120: 돌출부재,
200: 회전부, 210: 고리부재,
300: 메인바디부, 310: 가스 감지센서,
320: 와이파이 센서, 330: 컴퓨터,
340: 장애물 감지센서, 400: 베이스부,
405: 펜더, 410: 휠,
420: 모터, 430: 배터리,
440: 가이드라인 감지센서, 450: 색변화 감지센서,
500: 누액검출필름.

Claims

초기위치로부터 서버에 의해 기설정되는 피감지물(1)을 둘러싸는 형태의 가이드라인(2)을 따라 주행하는동안 기체 및 액체 위험물과 화재를 감지하기 위한 드로이드(10)에 있어서,
상기 피감지물(1)을 관측하면서 화재를 감지하기 위한 RGB 카메라(111)와, IR 카메라(112)로 이루어진 비전 센서(110)가 구비되는 헤드부(100);
상기 헤드부(100)와 체결되며, 상기 헤드부(100)를 수직방향의 상하이동 및 X축, Y축, Z축 방향으로 회전시키는 넥부(200);
상기 넥부(200)를 축으로 하여 Z축 방향으로 회전되면서 상기 기체 위험물과 상기 가이드라인(2)에 배치되는 장애물(6)을 감지하며, 상기 서버와의 통신을 통해 상기 드로이드(10)의 주행을 제어하는 메인바디부(300);
상기 액체 위험물과 접촉이 일어날 때, 색이 변화되는 누액검출필름(500); 및
상기 드로이드(10)를 주행시키면서 상기 누액검출필름(500)이 착탈되는 휠(410)이 하나 이상 구비되며, 상기 가이드라인(2)과 상기 누액검출필름(500)의 색변화를 감지하는 베이스부(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 위험 감지 드로이드.
제 1 항에 있어서,
상기 메인바디부(300)는,
상기 기체 위험물을 감지하는 가스 감지센서(310);
상기 서버와의 무선통신을 위한 와이파이 센서(320);
상기 와이파이 센서(320)를 통해 상기 서버로부터 상기 가이드라인(2)에 대한 정보를 수신하여 상기 드로이드(10)의 주행을 제어하는 컴퓨터(330); 및
상기 장애물(6)을 감지하는 장애물 감지센서(340);를 포함하는 것을 특징으로 하는 위험 감지 드로이드.
제 2 항에 있어서,
상기 드로이드(10)는,
상기 장애물 감지센서(340)가 상기 장애물(6)을 감지하는 경우, 상기 피감지물(1) 또는 충전소(3)이 배치되는 제1 영역(4) 또는 상기 가이드라인(2)을 기준으로 상기 제1 영역(4)보다 상기 피감지물(1) 또는 상기 충전소(3)와 이격되는 제2 영역(5)으로 회피 주행하는 것을 특징으로 하는 위험 감지 드로이드.
제 3 항에 있어서,
상기 드로이드(10)는,
상기 제1 영역(4) 또는 상기 제2 영역(5)으로의 회피 주행한 후, 상기 베이스부(400)가 상기 가이드라인(2)을 감지하는 경우, 상기 제1 영역(4) 또는 상기 제2 영역(5)으로부터 상기 가이드라인(2)으로 복귀한 후에 상기 가이드라인(2)을 따라 주행하는 것을 특징으로 하는 위험 감지 드로이드.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스부(400)는,
상기 휠(410)과 연결되며, 상기 휠(410)을 구동시키기 위한 동력을 생성하는 모터(420);
상기 모터(420)에 전기를 공급하여 상기 모터(420)로부터 동력이 생성되도록 하는 배터리(430);
상기 가이드라인(2)을 감지하는 가이드라인 감지센서(440); 및
상기 휠(410)을 보호하기 위한 펜더(405)에 부착되어 상기 누액검출필름(500)의 색변화를 감지하는 색변화 감지센서(450);를 포함하고,
상기 가이드라인 감지센서(440)로부터 감지된 상기 가이드라인(2)에 대한 정보와, 상기 색변화 감지센서(450)로부터 감지된 상기 누액검출필름(500)의 색변화에 대한 정보를 상기 메인바디부(300)로 송신하는 것을 특징으로 하는 위험 감지 드로이드.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드라인(2)은,
상기 드로이드(10)가 주행하면서, 상기 피감지물(1)의 관측 및 상기 위험물과 화재를 감지하는 구간인 제1 가이드라인(2a); 및
상기 제1 가이드라인(2a)과 연결되며, 상기 드로이드(10)가 충전소(3)로 주행하는 구간 및 상기 충전소(3)에서 전기 공급이 완료된 드로이드(10)가 상기 제1 가이드라인(2a)으로 복귀하기 위한 구간인 제2 가이드라인(2b, 2c);를 포함하는 것을 특징으로 하는 위험 감지 드로이드.
제 6 항에 있어서,
상기 헤드부(100)는,
상기 제1 가이드라인(2a)을 따라 주행하는동안 상기 넥부(200)에 의해 수직방향의 상하이동과 X축, Y축, Z축 중 적어도 하나의 축 방향으로 회전되면서, 상기 비전 센서(110)로 상기 피감지물(1)을 관측하면서 화재를 감지하는 것을 특징으로 하는 위험 감지 드로이드.
제 6 항에 있어서,
상기 드로이드(10)는,
상기 위험물의 감지가 종료되는 경우, 상기 제1 가이드라인(2a)을 따라 주행되는 상태를 유지하거나 상기 초기위치로 복귀하되, 상기 초기위치는 상기 제1 가이드라인(2a)의 일부 또는 상기 충전소(3)인 것을 특징으로 하는 위험 감지 드로이드.