KR20150105659A - 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 센서가 장착된 무인 비행체를 이용하여 구조물의 안전성을 검사하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 공중에서 자유 비행할 수 있는 무인 비행체; 상기 무인 비행체에 장착되고, 구조물의 상태를 감시 또는 감지하기 위한 모니터링 센서 모듈; 상기 모니터링 센서 모듈에서 얻어지는 데이터를 저장하고, 저장한 데이터를 바탕으로 구조물의 이상 상태를 판별하는 서버; 및 상기 모니터링 센서 모듈에서 얻어지는 데이터를 상기 서버로 실시간 전송하기 위한 무선 송수신 수단;으로 이루어짐에 따라, 상기 구조물의 안전성 검사에 따른 작업의 안전성이 향상되고 검사를 위한 시간과 비용이 절감됨과 아울러 안전성 검사에 따른 정확성이 더욱 향상된다.
Description
본 발명은 다중 센서가 장착된 무인 비행체를 이용하여 구조물의 안전성을 검사하기 위한 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 규모가 크고 위험 요소가 있는 구조물에 대해서는 정기적으로 안정성 검사가 이루어지고 있다. 상기 안정성 검사의 대상이 되는 구조물로는 공장의 굴뚝, 화학 공장, 교량, 풍력 발전기 등이 있고, 안정성 검사의 항목에는 온도, 습도, 조도, 연기, 일산화탄소 등 구조물의 특성에 따라 다양하다.
이에, 지금까지는 상기 구조물에 대한 안전성 검사가 장비를 갖춘 사람에 의해 직접 이루어져 왔는데, 이 경우 사람이 직접 높은 구조물 위로 올라가거나 매달린 상태로 검사 및 측정이 이루어지기 때문에 위험성이 매우 높다. 또한, 이러한 직접 검사는 구조물을 검사하는데 있어서 매우 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 정확한 검사가 어려운 한계가 있다.
한편, 최근에는 상기 구조물에 감시 카메라나 센서와 같은 검사장비 설치함으로써 사람에 의한 작업을 대체하였는데, 이 경우에는 상기 구조물에 다수의 검사장비를 설치해야 함에 따라 초기 설치비용이 과다하게 소요되고, 시간이 지나면서 이와 같은 검사장비에 결함이 발생함에 따라 이들의 보수 및 교체에 따른 유지비용이 과다하게 지출되는 단점이 있다.
본 발명은 구조물의 안전성 검사에 따른 위험 요소를 줄이고, 검사를 위한 시관과 비용 요소를 절감하는 한편, 안전성 검사에 따른 접근성을 높여 검사의 정확성을 향상시킬 수 있는 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템을 제공하려는 것이다.
본 발명의 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템은 공중에서 자유 비행할 수 있는 무인 비행체; 상기 무인 비행체에 장착되고, 구조물의 상태를 감시 또는 감지하기 위한 모니터링 센서 모듈; 상기 모니터링 센서 모듈에서 얻어지는 데이터를 저장하고, 저장한 데이터를 바탕으로 구조물의 이상 상태를 판별하는 서버; 및 상기 모니터링 센서 모듈에서 얻어지는 데이터를 상기 서버로 실시간 전송하기 위한 무선 송수신 수단;으로 이루어진다.
상기 비행체는 비행 중 고도를 유지하는 상태로 한 위치에 머무르거나, 전후좌우 및 상하 움직임이 용이한 멀티콥터이다.
상기 모니터링 센서 모듈은 입체 영상 센서, 적외선 열화상 센서, 온도 센서, 습도 센서, 먼지 센서, 연기 센서, 조도 센서, 일산화탄소 센서, 이산화탄소 센서, 오존 센서 또는 초음파 센서 중 선택된 하나 이상이 포함된다.
상기 서버는 수신한 영상을 출력하여 구조물의 외관상 이상을 판단할 수 있는 영상 분석부; 수신한 데이터를 바탕으로 결과치를 출력하여 구조물의 이상을 판단할 수 있는 센서 상황 인식부; 및 수신한 영상과 데이터를 저장하는 DB 저장부;로 이루어진다.
본 발명의 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템에 의하면 무인 비행체를 이용하여 구조물에 안전하게 접근한 상태로 검사가 이루어짐으로써, 상기 구조물의 안전성 검사에 따른 작업의 안전성이 향상되고, 검사를 위한 시간과 비용이 절감됨과 아울러 안전성 검사에 따른 정확성이 더욱 향상되는 효과가 있다. 또한 다중 센서를 모듈화하여 비행체에 탑재함으로서, 추가 및 교체가 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템에 의하면 검사에 따른 데이터를 실시간으로 저장하고, 이를 바탕으로 안전성 여부의 정확한 판단을 제공하며, 상기 판단을 위한 객관적 데이터를 증빙할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명이 적용된 시스템의 요부를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명이 적용된 시스템의 모니터링 센서 모듈을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명이 적용된 시스템을 도시한 블럭도.
도 2는 본 발명이 적용된 시스템의 요부를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명이 적용된 시스템의 모니터링 센서 모듈을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명이 적용된 시스템을 도시한 블럭도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 살펴본다.
본 발명의 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 크게 무인 비행체(100), 모니터링 센서 모듈(200), 서버(300) 및 무선 송수신 수단(400)으로 구성된다.
상기 무인 비행체(100)는 공중에서 자유 비행할 수 있는 것으로서, 무선 원격 조정이 가능한 것이다. 따라서 원격 무선 조정관을 갖춘 무인 비행체이다. 이와 같은 무인 비행체(100)는 구조물의 안전성 검사를 위해 다양한 종류의 센서를 탑재해야하므로 더욱 높은 출력과 운용시간을 갖추어야 한다.
상기 무인 비행체(100)는 실시 예로서 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 비행 중 고도를 유지하는 상태로 한 위치에 머무르거나, 전후좌우 및 상하 움직임이 용이한 일명 멀티콥터로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 멀티콥터는 다수개의 프로펠러를 갖춘 비행장비로서 프로펠러의 개수에 따라 쿼드콥터(4개), 헥사콥터(6개), 옥토콥터(8개)가 개발되어 있는데, 프로펠러가 많을수록 높은 출력과 안정감을 가지게 된다.
상기 모니터링 센서 모듈(200)은 상기 무인 비행체(100)에 장착되고, 구조물의 상태를 감시 또는 감지하기 위한 것으로서, 기본적으로 입체 영상 센서, 적외선 열화상 센서, 온도 센서, 습도 센서, 먼지 센서, 연기 센서, 조도 센서, 일산화탄소 센서, 이산화탄소 센서, 오존 센서, 초음파 센서 등 여러 센서 중에서 선택된 하나 이상을 포함하여 상기 검사를 위한 구조물의 특성에 따라 2 개 이상이 장착된다. 본 발명에 의하면 이렇게 무인 비행체에 센서 모듈을 탑재함으로써, 구조물의 용도와 다양한 안정성 검사를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 필요시 추가 또는 교체가 가능하도록 하는 이점이 있다. 또한, 이와 같은 모니터링 센서 모듈(200)은 GPS를 내장하고 있어서, 구조물의 이상 감지와 함께 위치 및 고도에 대한 정보가 실시간으로 입력되도록 한다.
이때, 상기 센서들을 장착할 MCU(main control unit)는 7 종류 이상의 센서들이 신호를 받을 수 있도록 ATMega128 기반으로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 서버(300)는 상기 모니터링 센서 모듈(200)에서 얻어지는 데이터를 저장하고, 저장한 데이터를 바탕으로 구조물의 이상 상태를 판별한다. 이를 위해 상시 서버(300)는 수신한 영상을 출력하여 구조물의 외관상 이상을 판단할 수 있는 영상 분석부(310), 수신한 데이터를 바탕으로 결과치를 출력하여 구조물의 이상을 판단할 수 있는 센서 상황 인식부(320) 및 수신한 영상과 데이터를 저장하는 DB 저장부(330)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이중 영상 분석부(310)에서는 수신된 영상을 받아 에지 검출 방법을 통해 잡음을 제거함으로써 처리속도를 높이고 저장 용량을 줄이는 과정이 이루어진다. 이렇게 검출된 영상을 이용하여 기존에 촬영된 영상과 비교함으로써 이상 유무를 간편하게 판단할 수 있는 것이다.
이때, 상기 서버(300)는 통상의 컴퓨터와 같은 단말기를 이용하여 접속이 가능하다.
상기 무선 송수신 수단(400)은 상기 모니터링 센서 모듈(200)에서 얻어지는 데이터를 상기 서버(300)로 실시간 전송하기 위한 것이다. 따라서 상기 무선 송수신 수단의 송신부는 상기 모니터링 센서 모듈(200) 측에 설치되고, 수신부는 서버(300)에 접속이 가능한 단말기 측에 설치되는 것으로서, 최소 거리 100m 이상의 전송을 위해 IEEE 802.11n 기반으로 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명의 시스템에 의하면 무인 비행체(100)를 이용하여 구조물에 안전하게 접근한 상태로 검사가 이루어짐으로써, 상기 구조물의 안전성 검사에 따른 작업의 안전성이 향상되고, 검사를 위한 시간과 비용이 절감됨과 아울러 안전성 검사에 따른 정확성이 더욱 향상된다.
또한, 검사에 따른 데이터를 실시간으로 저장하고, 이를 바탕으로 안전성 여부의 정확한 판단을 제공하며, 상기 판단을 위한 객관적 데이터를 증빙할 수 있게 된다.
100: 무인 비행체
200: 모니터링 센서 모듈
300: 서버
400: 무선 송수신 수단
200: 모니터링 센서 모듈
300: 서버
400: 무선 송수신 수단
Claims (4)
- 공중에서 자유 비행할 수 있는 무인 비행체;
상기 무인 비행체에 장착되고, 구조물의 상태를 감시 또는 감지하기 위한 모니터링 센서 모듈;
상기 모니터링 센서 모듈에서 얻어지는 데이터를 저장하고, 저장한 데이터를 바탕으로 구조물의 이상 상태를 판별하는 서버; 및
상기 모니터링 센서 모듈에서 얻어지는 데이터를 상기 서버로 실시간 전송하기 위한 무선 송수신 수단;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 비행체는
비행 중 고도를 유지하는 상태로 한 위치에 머무르거나, 전후좌우 및 상하 움직임이 용이한 멀티콥터인 것을 특징으로 하는 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 모니터링 센서 모듈은
입체 영상 센서, 적외선 열화상 센서, 온도 센서, 습도 센서, 먼지 센서, 연기 센서, 조도 센서, 일산화탄소 센서, 이산화탄소 센서, 오존 센서 또는 초음파 센서 중 선택된 하나 이상이 포함된 것을 특징으로 하는 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 서버는
수신한 영상을 출력하여 구조물의 외관상 이상을 판단할 수 있는 영상 분석부;
수신한 데이터를 바탕으로 결과치를 출력하여 구조물의 이상을 판단할 수 있는 센서 상황 인식부; 및
수신한 영상과 데이터를 저장하는 DB 저장부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 센서를 이용한 무인 비행체 기반의 구조물 안전성 검사 시스템.
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