KR20190116019A - 재난현장 모니터링 시스템 - Google Patents

재난현장 모니터링 시스템

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KR20190116019A
KR20190116019A KR1020180039423A KR20180039423A KR20190116019A KR 20190116019 A KR20190116019 A KR 20190116019A KR 1020180039423 A KR1020180039423 A KR 1020180039423A KR 20180039423 A KR20180039423 A KR 20180039423A KR 20190116019 A KR20190116019 A KR 20190116019A
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KR
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disaster
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disaster site
monitoring system
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KR1020180039423A
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박병은
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다빈치온 주식회사
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Abstract

본 발명은 화재 등의 재난현장을 감시하고 재난 극복에 효율적을 기여할 수 있도록 된 재난현장 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 재난 현장 모니터링 시스템은 재난 장소를 확정하고, 전체 시스템의 동작을 제어하기 위한 주제어장치와, 재난 현장에서 작업 관리자가 단말장치를 제어하기 위한 부제어장치 및, 자체적인 이동수단을 구비하고, 재난 현장에서 재난 상황을 파악하고 조난자를 탐색하는 1개 이상의 단말장치를 포함하여 구성되고, 상기 단말장치는 실화상 정보를 입력하기 위한 제1 감지수단과, 열화상 정보를 입력하기 위한 제2 감지수단 및, 초음파 센서를 구비하여 이동 경로의 확보를 위한 장애물 정보를 입력하는 제3 감지수단을 구비하여 구성되며, 상기 단말장치는 상기 제2 감지수단을 이용하여 이동 경로상의 온도 정보를 수집함과 더불어 조난자를 탐색하는 것을 특징으로 한다.

Description

재난현장 모니터링 시스템{Disaster Site Monitoring System}
본 발명은 화재 등의 재난현장을 감시하고 재난 극복에 효율적으로 기여할 수 있도록 된 재난현장 모니터링 시스템에 관한 것이다.
최근 화재, 지진, 전쟁, 건물 붕괴, 해난사고 등 매우 다양한 형태의 재난이 발생되고 있다. 이러한 재난은 도시화 등을 통한 인구 밀집, 건물 등 구조물의 대형화와 더불어 대형화하고 있고, 많은 인명사고를 초래하고 있다.
그 동안 여러가지 재난에 효과적으로 대응하고자 하는 많은 노력이나 연구가 있었다. 예를 들어 등록특허 10-1513949호(명칭: 재난구조 네비게이션 제공 방법 및 이를 제공하는 서버)에는 화재감지 센서로부터의 정보와 구조대원의 GPS 정보를 근거로 구조를 위한 이동경로를 제공하는 장치에 대해서 개시하고 있다. 또한 특허공개 10-2018-0013425호(명칭: 드론을 이용한 재난구조 시스템 및 재난구조 방법)에는 센서를 이용하여 재난을 감지하고 드론을 이용하여 재난 방송, 재난의 통제, 인명의 구조 및 인명 대피를 실행하는 시스템에 대하여 개시하고 있다. 또한 등록특허 10-1589133호(명칭: 재난구조 로봇을 이용한 재난구조 시스템)에는 재난 구조를 위한 로봇에 대해서 개시하고 있다.
그러나 상기한 시스템들은 시스템 구축에 많은 시간 및 비용이 소요되고, 특히 재난 상황에 효율적으로 대처함에 있어서 미흡하다는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 재난 상황에 효과적으로 대처할 수 있도록 해주는 재난현장 모니터링 시스템을 제공함에 기술적 목적이 있다.
또한 본 발명은 비교적 저렴한 가격으로 구축 및 운영할 수 있는 재난현장 모니터링 시스템을 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 재난현장 모니터링 시스템은 재난 장소를 확정하고, 전체 시스템의 동작을 제어하기 위한 주제어장치와, 재난 현장에서 작업 관리자가 단말장치를 제어하기 위한 부제어장치 및, 자체적인 이동수단을 구비하고, 재난 현장에서 재난 상황을 파악하고 조난자를 탐색하는 1개 이상의 단말장치를 포함하여 구성되고, 상기 단말장치는 실화상 정보를 입력하기 위한 제1 감지수단과, 열화상 정보를 입력하기 위한 제2 감지수단 및, 초음파 센서를 구비하여 이동 경로의 확보를 위한 장애물 정보를 입력하는 제3 감지수단을 구비하여 구성되며, 상기 단말장치는 상기 제2 감지수단을 이용하여 이동 경로상의 온도 정보를 수집함과 더불어 조난자를 탐색하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단말장치는 재난 지역에 대한 지도 정보를 저장하고 있는 데이터 저장수단을 추가로 포함하여 구성되고, 출동시에 도로 정보를 획득하여 상기 주제어장치 또는 부제어장치로 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 주제어장치는 재난 현장의 설계도 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 추가로 포함하여 구성되고, 상기 설계도 정보는 해당 재난 지역에 출동하는 부제어장치 또는 단말장치로 제공되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단말장치는 상기 설계도 정보를 근거로 자동 탐색을 실행하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단말장치가 드론인 것을 특징으로 한다.
상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 단말장치가 작업자에 대한 최적의 출동 경로를 안내하고, 작업자가 재난 현장에 도착하기에 앞서 재난 현장의 조난자의 위치 등을 탐색하여 이를 작업자에게 제공할 수 있게 된다. 따라서 재난 구호 작업을 효율적이면서도 신속하게 실행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난현장 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도.
도 2는 도 1에서 주제어장치(10)의 구성을 나타낸 블록구성도.
도 3은 도 1에서 부제어장치(20)의 구성을 나타낸 블록구성도.
도 4는 도 1에서 단말장치(30)의 요부 구성을 나타낸 블록구성도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 설명한다. 다만 이하에서 설명하는 실시 예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현 예를 예시적으로 나타낸 것으로서, 이러한 실시 예의 예시는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 그 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재난현장 모니터링 시스템을 나타낸 구성도이다. 재난현장 모니터링 시스템은 시스템 전체를 제어하는 주제어장치(10)와, 재난현장에 출동하는 작업자 또는 관리자를 위한 부제어장치(20) 및 다수의 단말장치(30: 30-1. 30-2 … 30-n)를 구비한다.
도 2는 주제어장치(10)의 구성을 나타낸 블록구성도이다. 주제어장치(10)는 입력부(11)와 데이터베이스(12), 제어부(13), 통신부(14), 마이크(15) 및 스피커(16)를 구비한다. 이들은 예컨대 LAN 등의 통신라인을 통해 상호 결합된다. 입력부(11)는 모니터와 키보드, 터치스크린 등을 포함한다. 입력부(11)로서는 예컨대 개인용 컴퓨터가 채용될 수 있다. 데이터베이스(12)에는 재난 사고에 효율적으로 대응하기 위한 각종 정보가 저장된다. 기본적으로 데이터베이스(12)에는 본 시스템이 관할하게 되는 지역의 지도정보와 이 지역에 포함되어 있는 건물, 터널 등 각종 시설에 대한 설계정보가 저장된다. 제어부(11)는 입력부(11)를 통해 관리자에게 필요한 각종 정보를 제공하고, 입력부(11)를 통해 입력된 명령을 근거로 각종 제어처리를 수행한다. 제어부(13)에 의한 제어동작은 이후에 상세하게 설명될 것이다. 통신부(14)는 부제어장치(20)와 단말장치(30)에 대한 통신 인터페이스를 제공한다. 이때 통신 인터페이스로서는 CDMA, TDMA, WLL, 무선 LAN 등 현재 사용되고 있는 일체의 무선 통신 인터페이스를 바람직하게 채용할 수 있다. 그리고 마이크(15)와 스피커(16)는 관리자가 상대방과 통화를 실행하기 위한 것이다.
도 3은 부제어장치(20)의 구성을 나타낸 블록구성도이다. 부제어장치(20)는 입력부(21)와 디스플레이(22), 제어부(23), 데이터 저장부(24), 통신부(25), 마이크(26), 스피커(27) 및 GPS(28)를 구비하여 구성된다. 입력부(21)는 다수의 입력키를 구비하여 구성된다. 입력부(21)는 작업자가 제어부(23)에 대해 각종 명령을 입력하기 위한 것이다. 디스플레이(22)는 작업자에 대해 동영상 정보를 포함하는 각종 화상 정보를 제공하기 위한 것이다. 제어부(23)는 주제어장치(10) 및 단말장치(30)와 통신을 실행하고, 작업자의 명령에 따라 단말장치(30)의 동작을 제어한다. 제어부(23)의 동작에 대해서는 이후에 상세하게 설명될 것이다. 데이터 저장부(24)는 통신부(25)를 통해 송수신되는 주제어부(10) 및 단말장치(30)로부터의 입력정보를 저장하고, 본 장치의 동작에 필요한 각종 데이터를 저장한다. 통신부(25)는 주제어부(10) 및 단말장치(30)와의 통신 인터페이스를 제공한다. 마이크(26) 및 스피커(27)는 작업자가 상대방과 음성 통화를 실행하기 위한 것이다. 그리고 GPS(28)는 본 부제어장치(20)의 위치 정보를 생성하기 위한 것이다.
단말장치(30)는 재난 현장을 감시하고, 인명 구조 등의 임무를 실행한다. 단말장치(30)로서는 예컨대 드론 등과 같이 공중비행이 가능한 비행물체나 그 밖에 재난 감시와 구호 활동이 가능한 로봇이 바람직하게 채용될 수 있다. 또한 단말장치(30)는 이러한 드론이나 로봇에 추가적으로 부착 또는 결합되는 부가장치로서 구현될 수 있다. 이하에서는 상기 단말장치(30)를 드론에 적용한 경우를 예로 들어 설명한다.
도 4는 단말장치(30)의 요부 구성을 나타낸 블록구성도이다. 단말장치(30)는 제1 내지 제3 감지부(31~33)를 구비하여 구성된다. 제1 감지부(31)는 재난 현장의 영상정보를 입력하기 위한 것이다. 이는 영상 카메라를 포함하여 구성된다. 제2 감지부(32)는 적외선 센서 또는 열화상 카메라를 포함한다. 제2 감지부(32)는 화재 등에 의한 화염 속에서 인간을 탐색하고, 또한 재난 현장에 존재하는 통로의 온도를 검출하는 등의 역활을 수행하게 된다. 제3 감지부(33)는 초음파 센서를 포함한다. 통상 건물 등에 화재가 발생하게 되면 많은 연기와 분진 등에 의해 연결통로 및 진출입로를 파악하기가 어렵다. 제3 감지부(33)는 초음파를 이용하여 구조물이나 장애물의 위치 및 크기를 파악하여 진출입 통로를 파악하기 위한 것이다.
또한 단말장치(30)는 제어부(34)와, 통신부(35), 데이터 저장부(36), 마이크(37), 스피커(38), 조광부(39) 및 GPS(40)를 포함하여 구성된다. 그리고 도면에 구체적으로 나타내지 않았으나, 단말장치(30)는 장치 전체의 동작을 위한 밧데리 등의 전원부를 구비한다. 여기서 제어부(34)는 장치 전체를 제어한다. 제어부(34)의 제어동작에 대해서는 이후에 상세하게 설명될 것이다. 통신부(35)는 주제어장치(10) 및 부제어장치(20)와의 무선 인터페이스를 제공하기 위한 것이다. 데이터 저장부(36)는 주제어부(10)로부터 제공되는 지도 데이터 등의 각종 정보를 저장하기 위한 것이다. 마이크(37) 및 스피커(38)는 재난 지역 내에 위치하는 조난자나 구조자에 대해 통화 기능을 제공하기 위한 것이다. 조광부(39)는 재난 지역 내에 위치하는 조난자나 구조자에 대해 조명 기능을 제공하고, 특히 도피로 등을 안내하기 위한 것이다. 그리고 GPS(40)는 본 단말장치(30)의 위치 정보를 생성하기 위한 것이다.
이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다. 또한 이하의 설명에서는 단말장치(30)로서 드론이 채용된 경우를 예로 들어 설명한다. 화재 등의 재난 신고가 접수되거나 다른 적절한 수단을 통해 재난 발생이 감지되면, 관리자는 주제어장치(10)의 입력부(11)를 통해 재난 지역에 대한 지도 정보를 요청하게 된다. 제어부(13)는 이러한 요청에 대해 데이터베이스(12)를 독출하여 해당 지도정보를 영상 정보로서 관리자에게 제공한다. 관리자는 이러한 지도정보를 근거로 재난 발생 지역 또는 건물을 확인하게 된다.
관리자는 재난 발생 확인을 실행한 후, 작업자에 대해 재난 진압을 위한 경보를 실행한다. 재난 발생 경보는 관리자가 입력부(11)를 통해 경보 실행을 선택하는 방법을 통해 실행하게 된다. 물론 이러한 재난 경보는 별도의 경보 장치를 통해서 실행할 수도 있다. 제어부(13)는 경보 실행이 선택되면 부제어장치(20)를 제어함으로써 부제어장치(20)의 스피커(27)를 통해 경보 신호를 출력하게 된다. 또한 이때 관리자는 주제어장치(10)의 마이크(15)를 통해 부제어장치(20)의 스피커(27)로 경보 명령을 육성으로 전달할 수 있다.
또한 제어부(13)는 경보 발생이 실행되면 재난 진압을 위한 제어를 실행하게 된다. 우선 제어부(13)는 관리자에 의해 선택된 지역이나 건물에 대응하는 GPS 정보를 부제어장치(20)와 단말장치(30)로 전송하게 된다. 바람직하게 부제어장치(20)와 단말장치(30)의 데이터 저장부(24, 36)에는 미리 지도 데이터가 저장되고, 이러한 데이터는 주제어장치(10)에 의해 업데이트된다. 또한 제어부(13)는 단말장치(30), 즉 드론을 출동시킨다. 드론의 출동 대수는 재난 대상의 크기 등에 따라 적절하게 설정한다. 단말장치(30)의 출동과 더불어 제어부(13)는 입력부(11)에 대해 부제어장치(20)와 재난 현장 사이의 이동 가능한 모든 경로를 표시하고, 단말장치(30)를 개별적으로 이동 경로를 통해 분산 이동시키면서 각 이동경로의 교통 정보를 수집하게 된다. 이때 바람직하게 단말장치(30)의 제1 감지부(31)를 작동시켜 각각의 영상화면을 디스플레이하게 된다. 또한 이러한 정보는 부제어장치(20)의 디스플레이(22)를 통해 제공함으로써 작업자가 신속한 출동을 위한 이동 경로를 적절하게 설정할 수 있도록 하게 된다.
또한 제어부(13)는 재난이 발생한 건물 등의 설계도 정보를 데이터베이스(12)로부터 독출하고, 이를 부제어장치(20)와 단말장치(30)들에 대해 전송한다. 이러한 전송은 예컨대 브로드캐스팅 방식으로 실행한다.
한편 작업 관리자는 재난 현장에 대한 출동이 개시되면, 단말장치(30)에 대한 제어권을 주제어장치(10)에 대해 요구할 수 있고, 주제어장치(10)의 승인에 따라 단말장치(30)에 대한 직접적인 제어동작을 실행하게 된다. 단말장치(30)의 출동이 실행되면 바람직하게 적어도 한 대의 단말장치(30)는 주제어장치(10) 또는 부제어장치(30)와 단말장치(30)들 간의 원활한 통신을 위해 중계 기능을 실행하도록 설정된다.
작업 관리자는 재난 현장으로 출동하면서 단말장치(30)를 이용하여 재난 현장에 대한 탐사를 실행할 수 있다. 단말장치(30)는 수동 탐색 모드와 자동 탐색 모드를 갖는다. 수동 탐색 모드는 통상의 단말장치(30)에 대한 조작 제어와 동일한 방식으로 실행된다. 자동 탐색 모드를 선택하는 경우, 작업 관리자는 디스플레이(22)상의 설계도나 영상 화면을 보면서 특정 단말장치(30)에 대해 이동 경로 및 탐색 지역을 설정하게 된다. 단말장치(30)는 자동 탐색 모드가 설정되면, 제3 감지부(33), 즉 초음파 센서를 이용하여 자신이 이동할 수 있는 통로를 확인하면서 관리자가 지정한 장소 및 경로로 이동을 실행하게 된다. 물론 이러한 이동에는 미리 저장되어 있는 설계도 정보를 근거로 실행한다. 단말장치(30)는 탐색 이동시에 제2 감지부(32)를 이용하여 이동 경로상의 온도 정보를 확인함과 더불어 조난자의 존재를 탐색하게 된다. 그리고 부제어장치(20)의 명령에 따라 제1 내지 제3 감지부(31~33) 에 의해 획득한 영상 정보를 부제어장치(20)로 전송하게 된다.
특히 단말장치(30)는 대상물의 온도정보를 근거로 조난자로 판단되는 대상물이 탐색되면 부제어장치(20)로 자신의 위치 정보와 함께 경보신호를 송출한다. 이러한 과정을 통해 조난자가 탐색되면, 관리자는 단말장치(30)의 마이크(37) 및 스피커(38)와 부제어장치(20)의 마이크(26) 및 스피커(27)를 이용하여 조난자와 대화를 시도할 수 있다. 그리고 단말장치(30)의 위치 정보를 근거로 조난자에 대한 구조활동을 조속하게 실행할 수 있게 된다. 또한 관리자는 조난자가 이동이 가능한 상태인 경우에는 단말장치(30)를 이용하여 안전한 장소로 대피를 유도할 수 있다.
단말장치(30)는 대피 유도 모드가 설정되면, 이동중에 획득된 이동 통로의 온도 정보를 이용하여 안정한 대피로를 선택하고, 해당 도피로를 통해 조난자를 안내하게 된다. 조난자의 안내시에는 바람직하게 조광부(39)를 작동하여 조난자의 시야를 확보해 주고, 스피커(38)를 통해 경보음을 출력함으로써 조난자가 단말장치(30)를 따라 안전하게 대피할 수 있도록 유도하게 된다. 또한 관리자는 단말장치(30)를 이용하여 조난자에게 방독면 등을 공수함으로써 조난자가 보다 안정적으로 이동할 수 있도록 할 수 있다.
상기한 과정을 통해 재난에 대한 진압이 종료되면, 관리자는 단말장치(30)에 대하 제어권을 주제어장치(10)로 이양하고 원대로 복귀하게 된다.
이상으로 본 발명에 대한 실시 예를 설명하였다. 그러나 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.
10: 주제어장치, 20: 부제어장치,
30: 단말장치.

Claims (5)

  1. 재난 장소를 확정하고, 전체 시스템의 동작을 제어하기 위한 주제어장치와,
    재난 현장에서 작업 관리자가 단말장치를 제어하기 위한 부제어장치 및,
    자체적인 이동수단을 구비하고, 재난 현장에서 재난 상황을 파악하고 조난자를 탐색하는 1개 이상의 단말장치를 포함하여 구성되고,
    상기 단말장치는 실화상 정보를 입력하기 위한 제1 감지수단과, 열화상 정보를 입력하기 위한 제2 감지수단 및, 초음파 센서를 구비하여 이동 경로의 확보를 위한 장애물 정보를 입력하는 제3 감지수단을 구비하여 구성되며,
    상기 단말장치는 상기 제2 감지수단을 이용하여 이동 경로상의 온도 정보를 수집함과 더불어 조난자를 탐색하는 것을 특징으로 하는 재난현장 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말장치는 재난 지역에 대한 지도 정보를 저장하고 있는 데이터 저장수단을 추가로 포함하여 구성되고,
    출동시에 도로 정보를 획득하여 상기 주제어장치 또는 부제어장치로 제공하는 것을 특징으로 하는 재난현장 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주제어장치는 재난 현장의 설계도 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 추가로 포함하여 구성되고,
    상기 설계도 정보는 해당 재난 지역에 출동하는 부제어장치 또는 단말장치로 제공되는 것을 특징으로 하는 재난현장 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단말장치는 상기 설계도 정보를 근거로 자동 탐색을 실행하는 것을 특징으로 하는 재난현장 모니터링 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 쭝 어느 한 항에 있어서,
    상기 단말장치가 드론인 것을 특징으로 하는 재난현장 모니터링 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220111900A (ko) * 2021-02-03 2022-08-10 동의대학교 산학협력단 드론을 이용한 조난자 구조 시스템 및 방법

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