KR20160123551A - 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법 Download PDF

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김재승
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Abstract

본 발명은 드론(drone)을 이용하여 자동으로 케이블을 따라 전력 설비 주변을 비행하며 고화질 영상을 촬영하고, 실시간 영상 처리를 수행하여 전력 설비의 영상을 실시간으로 지상 제어 시스템으로 전송하여 신속하고 효율적인 전력 설비 진단을 위한 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것으로서, GPS 위성으로부터의 GPS 신호를 수신받아서 해당 드론의 현재 위치에 대한 위치 좌표 신호를 산출하여 출력하는 GPS 모듈과, 해당 드론의 이동 위치 인식과, 구조물의 점검 목표물에 대한 영상 정보 수집을 위해, 동영상 및 정지 화상 중 적어도 하나를 촬영하는 촬영모듈과, 상기 GPS 모듈에서 산출된 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈에서 촬영된 영상정보를 포함하는 비행정보를 수집하는 비행정보 수집부와, 상기 비행정보 수집부에서 수집된 실시간 영상정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재를 실시간으로 검출하는 설비 검출부와, 상기 설비 검출부에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 실시간으로 감지하는 센서부와, 상기 설비 검출부에서 실시간으로 검출되는 송배전 계통의 기자재 정보와 센서부에서 실시간으로 감지되는 감지 정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재와의 거리를 계측하는 거리 산출부와, 상기 거리 산출부에서 계측된 송배전 계통의 기자재와의 거리를 기반으로 미리 설정된 송배전 계통의 기자재와 일정 거리를 확보하면서, 설비 검출부에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 따라 자동으로 비행할 수 있도록 자동 항법 프로그램을 통한 무선 비행 조정 신호를 생성하는 비행 제어부와, 상기 비행 제어부에서 생성된 무선 비행 조정 신호에 따라 해당 드론을 비행시키기 위한 구동을 수행하는 드론 구동부와, 상기 GPS 모듈, 촬영 모듈, 비행정보 수집부, 설비 검출부, 센서부, 거리 산출부, 비행 제어부, 드론 구동부 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 구성되는데 있다.

Description

전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법{System and method for controlling video information based automatic of the drone for the inspection of electric power facilities}
본 발명은 드론 시스템 자동 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
전력 케이블 및 여타 전력 설비의 가장 기초적인 유지 보수 방법은 육안 관찰이 대표적이다. 육안 관찰은 숙련된 점검자가 전력 설비 주변으로 이동하여 육안으로 이상 징후를 관찰하여 문제가 될 만한 요인을 미리 찾아 큰 사고를 예방하는 것을 목적으로 한다.
전력 설비는 지상으로부터 높은 위치에 설치되어 있는 위치적 특성으로 인해 정밀계측기를 이용한 측정이 매우 어렵기 때문에 가장 기초적인 방법인 육안 관찰을 이용한 진단을 가장 많이 수행하고 있다.
그러나 이러한 육안 관찰 방법을 통해 전력 설비를 점검하는 방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
첫째, 전문 인력이 원거리에서 쌍안경과 같은 도구를 가지고 관찰하기 때문에 정밀도가 매우 떨어지는 문제점이 있다.
둘째, 지상에서 관찰하는 것에는 케이블 및 전력 설비의 하단부만 관찰이 가능하여 설비의 상단부에 발생하는 문제는 알아내기 힘들다는 문제점이 있다.
셋째, 송전 설비의 경우 산간 오지와 같이 접근이 매우 힘든 장소에 위치하고 있어서 점검을 위해 헬기를 이용하고 있으며, 이는 매우 높은 비용이 요구되는 문제점이 있다.
이러한 기존의 문제점들을 해결하기 위해서는 케이블 및 전력 설비 하단 및 상단 주변을 자유롭게 관찰이 가능해야 함은 물론, 고화질의 영상 장치를 탑재하여 원격에서 관찰이 가능한 전력 설비 점검 방법이 요구되고 있다.
공개특허공보 제10-2014-0037998호 : 구조물 점검용 비행 장치
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 드론(drone)을 이용하여 자동으로 케이블을 따라 전력 설비 주변을 비행하며 고화질 영상을 촬영하고, 실시간 영상 처리를 수행하여 전력 설비의 영상을 실시간으로 지상 제어 시스템으로 전송하여 신속하고 효율적인 전력 설비 진단을 위한 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 수동 조종을 위한 비행이 아닌 마이크로컨트롤러 또는 지상 제어 시스템이 촬영된 영상을 기반으로 드론의 위치를 자동으로 제어하고 케이블을 따라 비행하도록 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템의 특징은 GPS 위성으로부터의 GPS 신호를 수신 받아서 해당 드론의 현재 위치에 대한 위치 좌표 신호를 산출하여 출력하는 GPS 모듈과, 해당 드론의 이동 위치 인식과, 구조물의 점검 목표물에 대한 영상 정보 수집을 위해, 동영상 및 정지 화상 중 적어도 하나를 촬영하는 촬영모듈과, 상기 GPS 모듈에서 산출된 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈에서 촬영된 영상정보를 포함하는 비행정보를 수집하는 비행정보 수집부와, 상기 비행정보 수집부에서 수집된 실시간 영상정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재를 실시간으로 검출하는 설비 검출부와, 상기 설비 검출부에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 실시간으로 감지하는 센서부와, 상기 설비 검출부에서 실시간으로 검출되는 송배전 계통의 기자재 정보와 센서부에서 실시간으로 감지되는 감지 정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재와의 거리를 계측하는 거리 산출부와, 상기 거리 산출부에서 계측된 송배전 계통의 기자재와의 거리를 기반으로 미리 설정된 송배전 계통의 기자재와 일정 거리를 확보하면서, 설비 검출부에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 따라 자동으로 비행할 수 있도록 자동 항법 프로그램을 통한 무선 비행 조정 신호를 생성하는 비행 제어부와, 상기 비행 제어부에서 생성된 무선 비행 조정 신호에 따라 해당 드론을 비행시키기 위한 구동을 수행하는 드론 구동부와, 상기 GPS 모듈, 촬영 모듈, 비행정보 수집부, 설비 검출부, 센서부, 거리 산출부, 비행 제어부, 드론 구동부 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 구성되는데 있다.
바람직하게 상기 비행정보 수집부에서 수집된 위치정보 및 영상정보를 포함하는 비행정보를 원격지에 위치하는 지상 제어 시스템으로 무선 전송하고, 지상 제어시스템으로부터 전송되는 비행제어 관련 데이터를 수신받아 비행 제어부로 전달하는 통신부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 비행 제어부는 통신부를 통해 지상 제어시스템으로부터 전송되는 비행제어 관련 데이터를 수신받아 생성된 무선 비행 조정 신호를 변경하거나 새롭게 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 드론 구동부는 드론의 상, 하, 좌, 우 비행에 따른 비행 시 모터 구동에 대한 변속 기능을 수행하는 변속기와, 전원공급부로부터 동작 전원을 인가받아 구동되어 해당 드론의 비행을 위한 모터 회전을 수행하는 모터와, 상기 모터의 회전 구동과 상기 변속기의 변속 기능에 따라 해당 드론에 항력을 제공하기 위한 고속 회전을 수행하는 프로펠러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 방법의 특징은 (A) 점검하고자 하는 송배전 계통의 기자재에 대한 초기 정보가 드론에 세팅되면, 상기 세팅된 초기 정보에 따라 송배전 계통의 기자재 초기 위치로 비행 이동되는 단계와, (B) 점검 비행 실행이 선택되면, 정지 비행을 유지한 상태에서 비행정보 수집부를 통해 GPS 모듈에서 산출된 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈에서 촬영된 영상정보를 포함하는 비행정보를 수집하는 단계와, (C) 거리 산출부를 통해 설비 검출부에서 실시간으로 검출되는 송배전 계통의 기자재 정보와 센서부에서 실시간으로 감지되는 감지 정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재와의 거리를 계측하는 단계와, (D) 비행 제어부를 통해 거리 산출부에서 계측된 송배전 계통의 기자재와의 거리를 기반으로 세팅된 초기 정보에서 설정된 송배전 계통의 기자재와 일정 거리를 확보하면서 설비 검출부에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 따라 자동으로 비행할 수 있도록 자동 항법 프로그램을 통한 무선 비행 조정 신호를 생성하는 단계와, (E) 상기 무선 비행 조정 신호가 생성되면, 드론 구동부를 통해 상기 생성된 무선 비행 조정 신호에 따라 해당 드론을 비행시키는 단계와, (F) 비행정보 수집부를 통해 상기 비행을 통해 GPS 모듈에서 산출되는 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈에서 촬영되는 영상정보를 수집하여 저장하는 단계와, (G) 점검이 완료되면, 상기 세팅된 초기 정보에 따라 초기 위치인 최초의 출발 위치로 자동 복귀함으로써 비행을 종료하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.
바람직하게 상기 초기 정보는 점검 대상으로 설정된 송배전 계통의 기자재의 종류, 형태, 최고점 고도를 포함하는 기자재 정보와, 초기 연결 지점의 위치에 따른 GPS 위치좌표와, 비행 중 배전 계통의 기자재와 확보되어야 하는 적정 이격 거리와, 비행 진행 방향을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (A) 단계는 초기 정보가 송배전 계통의 기자재 별로 미리 측정되어 설정되어 있으며, 이에 따라 점검자에 의해 미리 설정되어 있는 초기 정보들 중 특정 송배전 계통의 기자재에 해당되는 초기 정보가 선택되어 드론에 세팅되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 송배전 계통의 기자재 정보는 비행정보 수집부에서 수집된 촬영 영상정보를 기반으로 검출되는 송배전 계통의 기자재가 배전 선로인지 철탑인지의 기자재의 종류를 나타내고, 상기 감지 정보는 설비 검출부에서 검출된 송배전 계통의 기자재로부터 감지되는 감지 정보를 나타내는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (D) 단계는 비행 제어부의 경우 통신부를 통해 지상 제어시스템으로부터 전송되는 비행제어 관련 데이터를 수신받아 앞서 생성된 무선 비행 조정 신호를 변경하거나 새롭게 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (F) 단계는 수집된 위치정보 및 영상정보를 통신부를 통해 원격지에 위치하는 지상 제어 시스템으로 무선 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 전력선, 구조물 및 송전설비 고장이나 점검을 위하여 기존의 인력 승탑을 통한 안전사고와 승탑시간을 줄일 수 있고, 기존의 항공촬영용 비행체나 중형급 무인비행체의 촬영접근거리 제한에 따른 정밀한 촬영이 불가능한 것을 해소하여 자동 이동비행을 갖는 드론을 이용하여 일반적인 소형카메라를 통해 정밀한 촬영화질을 할 수 있다.
둘째, 전문 조종사가 없이도 드론을 이용한 항공 진단을 수행할 수 있어, 드론의 운전 미숙련자도 드론을 이용한 송전 선로 접근에 대한 부담 없이 손쉽게 업무를 수행할 수 있으며, 송전설비 이외에 배전설비 등 전력설비 점검시 근접 촬영용으로 활용할 수 있고, 고지대 등 사람의 접근이 쉽지 않은 곳의 피사체 촬영이나 접근업무에 활용할 수 있다.
셋째, 선로를 따라 자동으로 이동이 가능하고 기체의 사이즈가 작아 선로사이를 비행하는 것이 가능하여 스페이서 댐퍼 등의 금구류도 근접 정밀점검이 가능하다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 본 발명의 드론 시스템 자동 제어 시스템은 GPS 모듈(10)과, 촬영모듈(20)과, 비행정보 수집부(30)와, 통신부(40)와, 설비 검출부(50)와, 센서부(60)와, 거리 산출부(70)와, 비행 제어부(80)와, 드론 구동부(90)와, 전원공급부(100)로 구성된다.
상기 GPS 모듈(10)은 GPS 위성으로부터의 GPS 신호를 수신받아서 해당 드론의 현재 위치에 대한 위치 좌표 신호를 산출하여 출력한다.
상기 촬영 모듈(20)은 해당 드론의 이동 위치 인식과, 구조물의 점검 목표물에 대한 영상 정보 수집을 위해, 동영상 및 정지 화상을 각각 촬영하게 되는 것으로, 소형의 저 중량 카메라를 적용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 촬영 모듈(20)에는 야간에도 구조물의 촬영이 가능한 적외선 촬영 기능이 구비되어 있고, 야간 촬영을 위한 보조 조명을 추가적으로 장착 할 수 있으며, 야간시의 비행 위치 인식을 위한 ED 램프를 전면 및 후면에 각각 장찰 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 비행정보 수집부(30)는 GPS 모듈(10)에서 산출된 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈(20)에서 촬영된 영상정보를 포함하는 비행정보를 수집한다.
상기 통신부(40)는 비행정보 수집부(30)에서 수집된 위치정보 및 영상정보를 포함하는 비행정보를 원격지에 위치하는 지상 제어 시스템으로 무선 전송하고, 지상 제어시스템으로부터 전송되는 비행제어 관련 데이터를 수신받아 비행 제어부(80)로 전달한다.
상기 설비 검출부(50)는 비행정보 수집부(30)에서 수집된 실시간 영상정보를 기반으로 배전 선로 및 철탑 등의 송배전 계통의 기자재를 실시간 검출한다. 이때, 검출되는 송배전 개통의 기자재는 상공에서 촬영되는 영상에서 송배전 계통의 기자재를 검출함에 따라 간섭되는 이미지가 없어 손쉽게 검출이 가능하며, 특히 배전 선로의 경우는 연속적인 선로로 이루어짐에 따라 한번 검출이 이루어지면 오류 없이 검출이 가능하다.
상기 센서부(60)는 근접 센서로 구성되어, 이를 통해 주변에 위치하는 검출되는 배전 선로 및 철탑 등의 송배전 계통의 기자재를 실시간으로 감지한다. 이때, 상공에서 이동 중에 근접 센서 주변을 감지함에 따라, 감지되는 것은 배전 선로 및 철탑 등의 송배전 계통의 기자재만이 감지됨은 당연하다.
상기 거리 산출부(70)는 설비 검출부(50)에서 실시간으로 검출되는 송배전 계통의 기자재 정보와 센서부(60)에서 실시간으로 감지되는 감지 정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재와의 거리를 계측한다. 이때, 설비 검출부(50)에서 검출되는 송배전 계통의 기자재 정보와 센서부(60)에서 감지되는 감지 정보는 모두 실시간으로 이루어짐에 따라, 두 정보의 매칭오차는 거의 발생되지 않아 그 정확도가 높다.
상기 비행 제어부(80)는 거리 산출부(70)에서 계측된 송배전 계통의 기자재와의 거리를 기반으로 미리 설정된 송배전 계통의 기자재와 일정 거리를 확보하면서, 설비 검출부(50)에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 따라 자동으로 비행할 수 있도록 자동 항법 프로그램을 통한 무선 비행 조정 신호를 생성한다. 또한, 상기 비행 제어부(80)는 통신부(40)를 통해 지상 제어시스템으로부터 전송되는 비행제어 관련 데이터를 수신받아 생성된 무선 비행 조정 신호를 변경하거나 새롭게 생성하기도 한다.
상기 드론 구동부(90)는 비행 제어부(80)에서 생성된 무선 비행 조정 신호에 따라 해당 드론을 비행시키기 위한 구동을 수행하는 구성으로, 이는 드론의 상, 하, 좌, 우 비행에 따른 비행 시 모터 구동에 대한 변속 기능을 수행하는 변속기(91)와, 전원공급부(100)로부터 동작 전원을 인가받아 구동되어 해당 드론의 비행을 위한 모터 회전을 수행하는 모터(92)와, 상기 모터(92)의 회전 구동과 상기 변속기(91)의 변속 기능에 따라 해당 드론에 항력을 제공하기 위한 고속 회전을 수행하는 프로펠러(93)를 포함한다.
이때, 상기 모터(92)는 입력 전압으로 9∼15V, 부하전류로서 20A를 입력받고, 350W의 전력 공급에 따라 무부하시 회전력이 770rpm을 갖는 저 중량의 고성능 모터를 적용하는 것이 바람직하고, 상기 프로펠러(64)는 저 중량이면서 고강도를 갖는 절연 코팅된 알루미늄 프레임을 적용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 프로펠러(93)는 해당 비행체의 상, 하, 좌, 우 방향으로의 자유로운 비행을 위해 적어도 4개 이상 장착되도록 하는 것이 바람직하고, 상기 모터(92)의 설치 개수도 상기 복수개의 프로펠러(93)가 충분한 회전력을 발생할 수 있도록 적어도 2개 이상으로 설치하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 전원공급부(100)는 배터리로 구성되며, GPS 모듈(10), 촬영 모듈(20), 비행정보 수집부(30), 설비 검출부(50), 센서부(60), 거리 산출부(70), 비행 제어부(80), 드론 구동부(90) 및 통신부(40) 중 적어도 하나에 전원을 공급한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1과 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 부재를 지칭한다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 먼저 점검하고자 하는 송배전 계통의 기자재에 대한 초기 정보를 드론에 세팅하면, 상기 세팅된 초기 정보에 따라 송배전 계통의 기자재 초기 위치로 비행 이동된다(S10). 이때, 상기 초기 정보는 점검 대상으로 설정된 송배전 계통의 기자재 정보(종류, 형태, 최고점 고도 등)와, 초기 연결 지점의 위치에 따른 GPS 위치좌표와, 비행 중 배전 계통의 기자재와 확보되어야 하는 적정 이격 거리와, 비행 진행 방향 등을 포함한다. 참고로 초기 정보는 송배전 계통의 기자재 별로 미리 측정되어 설정되어 있으며, 이에 따라 점검자는 미리 설정되어 있는 초기 정보들 중 특정 송배전 계통의 기자재에 해당되는 초기 정보를 선택하는 작업만을 수행하게 된다.
이어 점검 비행 실행이 선택되면(S20), 정지 비행을 유지한 상태에서 비행정보 수집부(30)는 GPS 모듈(10)에서 산출된 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈(20)에서 촬영된 영상정보를 포함하는 비행정보를 수집한다(S30).
그리고 거리 산출부(70)를 통해 설비 검출부(50)에서 실시간으로 검출되는 송배전 계통의 기자재 정보와 센서부(60)에서 실시간으로 감지되는 감지 정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재와의 거리를 계측한다(S40). 이때, 상기 송배전 계통의 기자재 정보는 비행정보 수집부(30)에서 수집된 촬영 영상정보를 기반으로 검출되는 송배전 계통의 기자재가 배전 선로인지 철탑인지 등의 기자재의 종류를 나타낸다. 또한 상기 감지 정보는 설비 검출부(50)에서 검출된 송배전 계통의 기자재로부터 감지되는 감지 정보를 나타낸다.
이처럼 설비 검출부(50)에서 검출된 송배전 계통의 기자재와 센서부(60)에서 감지되는 감지 정보가 서로 매칭될 수 있는 것은 검출되는 정보들이 모두 상공에서 촬영되는 영상 및 감지신호로 이루어짐에 따라 주변 간섭되는 정보가 발생되지 않기 때문에 오류 없이 검출이 가능하다.
이어 비행 제어부(80)는 거리 산출부(70)에서 계측된 송배전 계통의 기자재와의 거리를 기반으로 세팅된 초기 정보에서 설정된 송배전 계통의 기자재와 일정 거리를 확보하면서, 설비 검출부(50)에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 따라 자동으로 비행할 수 있도록 자동 항법 프로그램을 통한 무선 비행 조정 신호를 생성한다(S50). 이때, 비행 제어부(80)는 통신부(40)를 통해 지상 제어시스템으로부터 전송되는 비행제어 관련 데이터를 수신받아 앞서 생성된 무선 비행 조정 신호를 변경하거나 새롭게 생성하기도 한다.
상기 무선 비행 조정 신호가 생성되면, 드론 구동부(90)는 비행 제어부(80)에서 생성된 무선 비행 조정 신호에 따라 해당 드론을 비행시키게 된다(S60). 이때 드론의 비행은 드론의 상, 하, 좌, 우 비행에 따른 비행 시 모터 구동에 대한 변속 기능을 수행하는 변속기(91)와, 전원공급부(100)로부터 동작 전원을 인가받아 구동되어 해당 드론의 비행을 위한 모터 회전을 수행하는 모터(92)와, 상기 모터(92)의 회전 구동과 상기 변속기(91)의 변속 기능에 따라 해당 드론에 항력을 제공하기 위한 고속 회전을 수행하는 프로펠러(93)를 통해 이루어지게 된다.
그리고 비행정보 수집부(30)는 상기 비행을 통해 변경되는 GPS 모듈(10)을 통해 산출되는 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈(20)에서 촬영된 영상정보를 수집하여 저장하고(S70), 이렇게 수집된 위치정보 및 영상정보를 통신부(40)를 통해 원격지에 위치하는 지상 제어 시스템으로 무선 전송한다(S80). 이때, 상기 수집된 위치정보 및 영상정보는 드론 내에 통신부(40)가 구비되어 있지 않은 경우에는 수집과 동시에 지상 제어 시스템으로 무선 전송되지 않고, 별도의 저장장치에 저장되었다가, 드론이 회수된 이후에 지상 제어 시스템으로 전송될 수도 있다.
이에 따라, 상기 지상 제어 시스템은 드론으로부터 실시간으로 전송되는 위치정보 및 영상정보를 기반으로 특정 선로에 이상(예컨대, 과열 발생, 형상 변형, 코로나 현상 등)이 검출되는지를 판단하게 된다.
한편, 송배전 계통의 기자재의 최종적인 점검이 완료되었다고 판단되면(S90), 상기 세팅된 초기 정보에 따라 초기 위치인 최초의 출발 위치로 자동 복귀함으로써 비행을 종료하게 된다(S100).
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. GPS 위성으로부터의 GPS 신호를 수신받아서 해당 드론의 현재 위치에 대한 위치 좌표 신호를 산출하여 출력하는 GPS 모듈과,
    해당 드론의 이동 위치 인식과, 구조물의 점검 목표물에 대한 영상 정보 수집을 위해, 동영상 및 정지 화상 중 적어도 하나를 촬영하는 촬영모듈과,
    상기 GPS 모듈에서 산출된 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈에서 촬영된 영상정보를 포함하는 비행정보를 수집하는 비행정보 수집부와,
    상기 비행정보 수집부에서 수집된 실시간 영상정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재를 실시간으로 검출하는 설비 검출부와,
    상기 설비 검출부에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 실시간으로 감지하는 센서부와,
    상기 설비 검출부에서 실시간으로 검출되는 송배전 계통의 기자재 정보와 센서부에서 실시간으로 감지되는 감지 정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재와의 거리를 계측하는 거리 산출부와,
    상기 거리 산출부에서 계측된 송배전 계통의 기자재와의 거리를 기반으로 미리 설정된 송배전 계통의 기자재와 일정 거리를 확보하면서, 설비 검출부에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 따라 자동으로 비행할 수 있도록 자동 항법 프로그램을 통한 무선 비행 조정 신호를 생성하는 비행 제어부와,
    상기 비행 제어부에서 생성된 무선 비행 조정 신호에 따라 해당 드론을 비행시키기 위한 구동을 수행하는 드론 구동부와,
    상기 GPS 모듈, 촬영 모듈, 비행정보 수집부, 설비 검출부, 센서부, 거리 산출부, 비행 제어부, 드론 구동부 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비행정보 수집부에서 수집된 위치정보 및 영상정보를 포함하는 비행정보를 원격지에 위치하는 지상 제어 시스템으로 무선 전송하고, 지상 제어시스템으로부터 전송되는 비행제어 관련 데이터를 수신받아 비행 제어부로 전달하는 통신부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비행 제어부는 통신부를 통해 지상 제어시스템으로부터 전송되는 비행제어 관련 데이터를 수신받아 생성된 무선 비행 조정 신호를 변경하거나 새롭게 생성하는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 드론 구동부는
    드론의 상, 하, 좌, 우 비행에 따른 비행 시 모터 구동에 대한 변속 기능을 수행하는 변속기와,
    전원공급부로부터 동작 전원을 인가받아 구동되어 해당 드론의 비행을 위한 모터 회전을 수행하는 모터와,
    상기 모터의 회전 구동과 상기 변속기의 변속 기능에 따라 해당 드론에 항력을 제공하기 위한 고속 회전을 수행하는 프로펠러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원공급부는 배터리로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템.
  6. (A) 점검하고자 하는 송배전 계통의 기자재에 대한 초기 정보가 드론에 세팅되면, 상기 세팅된 초기 정보에 따라 송배전 계통의 기자재 초기 위치로 비행 이동되는 단계와,
    (B) 점검 비행 실행이 선택되면, 정지 비행을 유지한 상태에서 비행정보 수집부를 통해 GPS 모듈에서 산출된 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈에서 촬영된 영상정보를 포함하는 비행정보를 수집하는 단계와,
    (C) 거리 산출부를 통해 설비 검출부에서 실시간으로 검출되는 송배전 계통의 기자재 정보와 센서부에서 실시간으로 감지되는 감지 정보를 기반으로 송배전 계통의 기자재와의 거리를 계측하는 단계와,
    (D) 비행 제어부를 통해 거리 산출부에서 계측된 송배전 계통의 기자재와의 거리를 기반으로 세팅된 초기 정보에서 설정된 송배전 계통의 기자재와 일정 거리를 확보하면서 설비 검출부에서 검출되는 송배전 계통의 기자재를 따라 자동으로 비행할 수 있도록 자동 항법 프로그램을 통한 무선 비행 조정 신호를 생성하는 단계와,
    (E) 상기 무선 비행 조정 신호가 생성되면, 드론 구동부를 통해 상기 생성된 무선 비행 조정 신호에 따라 해당 드론을 비행시키는 단계와,
    (F) 비행정보 수집부를 통해 상기 비행을 통해 GPS 모듈에서 산출되는 현재 위치에 대한 좌표 신호 및 촬영 모듈에서 촬영되는 영상정보를 수집하여 저장하는 단계와,
    (G) 점검이 완료되면, 상기 세팅된 초기 정보에 따라 초기 위치인 최초의 출발 위치로 자동 복귀함으로써 비행을 종료하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 초기 정보는 점검 대상으로 설정된 송배전 계통의 기자재의 종류, 형태, 최고점 고도를 포함하는 기자재 정보와, 초기 연결 지점의 위치에 따른 GPS 위치좌표와, 비행 중 배전 계통의 기자재와 확보되어야 하는 적정 이격 거리와, 비행 진행 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 (A) 단계는
    초기 정보가 송배전 계통의 기자재 별로 미리 측정되어 설정되어 있으며, 이에 따라 점검자에 의해 미리 설정되어 있는 초기 정보들 중 특정 송배전 계통의 기자재에 해당되는 초기 정보가 선택되어 드론에 세팅되는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 송배전 계통의 기자재 정보는 비행정보 수집부에서 수집된 촬영 영상정보를 기반으로 검출되는 송배전 계통의 기자재가 배전 선로인지 철탑인지의 기자재의 종류를 나타내고,
    상기 감지 정보는 설비 검출부에서 검출된 송배전 계통의 기자재로부터 감지되는 감지 정보를 나타내는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 (D) 단계는
    비행 제어부의 경우 통신부를 통해 지상 제어시스템으로부터 전송되는 비행제어 관련 데이터를 수신받아 앞서 생성된 무선 비행 조정 신호를 변경하거나 새롭게 생성하는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 (F) 단계는 수집된 위치정보 및 영상정보를 통신부를 통해 원격지에 위치하는 지상 제어 시스템으로 무선 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 방법.
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