KR100979536B1 - Monitoring system using an unmanned airship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공중에 떠 있는 무인 비행선에 고정 카메라 및 PTZ 카메라를 설치하여 지상에서 항공 촬영 영상을 모니터링 할 수 있는 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헬륨 가스에 의해 비행할 수 있는 무인 비행선에 고정 카메라 및 PTZ 카메라를 설치한 다음, 상기 고정 카메라 및 PTZ 카메라에 의해 촬영된 영상이 지상에 갖추어진 모니터링 시스템으로 전송되도록 함으로써, 지상에서 일정 반경 이내의 지역을 모니터링 할 수 있는 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a monitoring system using an unmanned airship capable of monitoring aerial photographs on the ground by installing a fixed camera and a PTZ camera on an unmanned airship floating in the air, and more specifically, it can fly by helium gas An unmanned airship capable of monitoring an area within a certain radius of the ground by installing a fixed camera and a PTZ camera on an unmanned airship, and then transmitting the images captured by the fixed camera and the PTZ camera to a monitoring system equipped on the ground. It relates to a monitoring system using.
일반적으로 우리 나라와 같이 산이 많은 지형에서는 매년 크고 작은 산불의 발생으로 산림 훼손 및 인명 피해가 크게 발생하고 있다. In general, in mountainous terrain such as our country, forest damage and human damage are caused by the occurrence of large and small wildfires every year.
이를 위해 국가 차원에서도 대형 산불을 조기에 진압할 수 있는 다양한 형태의 소화약재 개발 등에 심혈을 기울이고 있다. To this end, the nation is devoting itself to the development of various types of extinguishing agents that can extinguish large forest fires early.
그러나 고성능 소화 약재의 신속한 투입에 의한 산불의 조기 진압을 위해서는 신속하고 정확하게 화재 발생을 감지할 수 있는 IT기술을 활용한 산불 감지 시스템의 개발이 절실이 요구되고 있는 실정이다. However, for the early suppression of forest fires by the rapid introduction of high-performance fire extinguishing agents, the development of a forest fire detection system using IT technology capable of detecting fire occurrences quickly and accurately is urgently needed.
한편, 이러한 연구의 일환으로 무인 항공 로봇과 지리 정보 시스템을 이용한 산불 감시 시스템이 개발되었는 바, 제시된 시스템은 자동 비행 중인 로봇에 장착된 불꽃 감지 센서와 후각 센서, 온도 센서, 카메라 등을 이용하여 산불을 감시하며, 산불이 발생하면, 이를 지상 관제 시스템에 알리고, 지상 관제 시스템은 지리 정보 시스템을 이용해 소방 당국에 산불 발화 지점 등의 정보를 제공하는 형태로 운영된다.As part of this research, a forest fire monitoring system using an unmanned aerial robot and a geographic information system has been developed. The proposed system is a forest fire using a flame detection sensor, an olfactory sensor, a temperature sensor, and a camera mounted on an automatic flying robot. If a fire occurs, it is notified to the ground control system, and the ground control system uses a geographic information system to provide the fire authorities with information such as the point of the fire.
하지만, 상기 제시한 무인 항공 로봇은 대부분 무선 조종에 의해 동작 될 수 있는 RC(Radio Control) 헬기로 이루어져, 장시간 동안 비행하기에 한계가 있다는 등의 문제점이 있었고, 연료 소모 또한, 무시할 수 없다는 문제점이 있었다. However, the above-mentioned unmanned aerial robots consist mostly of RC (Radio Control) helicopters that can be operated by radio control, and have problems such as limitations in flying for a long time, and fuel consumption can not be ignored. there was.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 지상에 100M 이상의 철탑을 세운 다음, 상기 철탑 위에 감시 카메라를 설치할 수도 있으나, 철탑을 세우기 위해 막대한 금액이 소모된다는 문제점이 있었고, 보수 점검이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 설치를 위한 위치 선정도 까다롭다는 문제점이 있었다.
On the other hand, in order to solve the above problems, after setting up more than 100M pylon on the ground, the surveillance camera may be installed on the pylon, but there was a problem that a huge amount of money is consumed to build the pylon, and not only easy maintenance There was a problem that the location for installation was tricky.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하고자, 비행을 위한 연료 소모가 적으면서 오랜 시간 동안 비행할 수 있고 공중에 떠 있으면서 동시에 지상을 촬영할 수 있는 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. In order to solve the problems as described above, the present invention provides a monitoring system using an unmanned airship capable of flying for a long time while being low in fuel consumption for flight and floating in the air and simultaneously photographing the ground. have.
또한, 본 발명의 목적은 고정 카메라 및 PTZ 카메라로부터 촬영된 영상이 지상으로 전송되어 지상에서 일정 반경 이내의 지역 상황을 모니터링 할 수 있고, 기낭에 충전된 헬륨의 압력이 항상 일정 수준을 유지하도록 하는 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to transmit the image taken from the fixed camera and the PTZ camera to the ground to monitor the local situation within a certain radius from the ground, so that the pressure of helium charged in the air sacs is always maintained at a certain level The purpose is to provide a monitoring system using an unmanned airship.
또, 본 발명의 또 다른 목적은 화재 구간을 모니터링 함과 더불어, 골프장의 진행을 관리할 수 있고, 해수욕장이나 건설 현장의 안전을 관리할 수 있는 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide a monitoring system using an unmanned airship that can monitor the fire section, manage the progress of the golf course, and can manage the safety of the beach or construction site. .
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템은 유선형을 가지며 내부에 헬륨이 채워져 공중에 떠 있는 기낭과, 일단이 상기 기낭의 둘레면에 고정된 와이어, 지상에서 상기 와이어의 타단을 붙잡아 고정함과 더불어 와이어를 권취하거나 권출하는 와이어 길이 조절 수단, 상기 기낭의 하부 둘레면 또는 와이어의 상부에 설치된 거치대에 장착되어 지상을 촬영하는 고정 카메라, 및 상기 기낭의 하부 둘레면 또는 와이어의 상부에 설치된 거치대에 장착된 상태에서 상·하·좌·우 방향으로 회전함과 동시에 줌인 또는 줌아웃하여 지상의 특정 위치를 촬영하는 PTZ 카메라를 구비한다. Monitoring system using an unmanned airship according to the present invention for achieving the above object has a streamlined and airborne air sac filled with helium inside, wire fixed at the circumferential surface of the air sac, one end of the A wire length adjusting means for winding and unwinding the wire while holding and fixing the other end of the wire, a fixed camera mounted on a cradle mounted on the lower circumferential surface of the bladder or on an upper portion of the wire to photograph the ground, and a lower circumference of the bladder It is equipped with a PTZ camera that rotates in the up, down, left, and right directions while zooming in or zooming out while capturing a specific position on the ground while being mounted on a cradle installed on the upper surface or wire.
또한, 본 발명에 따른 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템은 상기 고정 카메라와 PTZ 카메라로부터 촬영된 영상 데이터를 전달받아 디스플레이해 주고 PTZ 카메라를 제어하는 팬(Pan) 제어 데이터와 틸트(Tilt) 제어 데이터 및 줌(Zoom) 제어 데이터를 발생하여 PTZ 카메라를 제어하는 서버와, 상기 기낭속에 채워진 헬륨의 압력을 측정하는 압력 측정 수단, 일정 압력을 가진 헬륨 가스를 발생하는 헬륨 발생 수단, 상기 헬륨 발생 수단에 의해 발생 된 헬륨 가스를 기낭으로 전달하는 가스 호스, 및 상기 압력 측정 수단에 의해 측정된 헬륨의 압력에 따라 가스 호스를 폐쇄하거나 개방하는 압력 조절부를 더 구비한다.
In addition, the monitoring system using the unmanned airship according to the present invention receives and displays the image data photographed from the fixed camera and the PTZ camera and pan control data and tilt control data and zoom for controlling the PTZ camera (Zoom) generated by the server for generating the control data to control the PTZ camera, pressure measuring means for measuring the pressure of helium filled in the air sac, helium generating means for generating helium gas having a constant pressure, and the helium generating means. A gas hose for delivering the helium gas to the air sac, and a pressure regulator for closing or opening the gas hose in accordance with the pressure of the helium measured by the pressure measuring means.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템은 기낭속에 채워진 헬륨에 의해 기낭이 공중에 떠 있게 되고, 동시에 상기 고정 카메라와 PTZ 카메라가 기낭의 하부에 매달린 채 지상을 항공 촬영할 수 있다. In the monitoring system using the unmanned airship according to the present invention having such a structure, the air sacs are floated in the air by helium filled in the air sacs, and at the same time, the fixed camera and the PTZ camera can be aerially photographed on the ground while being suspended under the air sacs.
또, 상기 고정 카메라와 PTZ 카메라는 촬영된 항공 영상을 서버로 전달할 수 있고, 서버에 로그인한 관리자는 상기 고정 카메라와 PTZ 카메라에 의해 촬영된 항공 영상을 실시간으로 모니터링 할 수 있다. The fixed camera and the PTZ camera may transmit the captured aerial image to the server, and the administrator who logs in to the server may monitor the aerial image captured by the fixed camera and the PTZ camera in real time.
또, 상기 서버에 로그인한 관리자는 PTZ 카메라에 팬이나 틸트 또는 줌 제어 신호를 전달할 수 있어, 관리자가 희망하는 관리 지역을 PTZ 카메라를 통해 실시간으로 검색 및 관찰할 수 있다.In addition, the administrator logged into the server can transmit a pan, tilt or zoom control signal to the PTZ camera, so that the administrator can search and observe the management area desired by the PTZ camera in real time.
또, 본 발명에 갖추어진 기낭에는 기낭을 채우고 있는 헬륨의 압력을 체크할 수 있는 압력 측정 수단과, 상기 압력 측정 수단으로부터 감지된 헬륨의 압력에 따라 기낭속에 헬륨을 채워주거나 채워주지 않을 수 있는 압력 조절부가 갖추어져, 항상 기낭속에 채워진 헬륨을 일정 수준으로 유지할 수 있다.In addition, the air sac equipped with the present invention includes a pressure measuring means capable of checking the pressure of helium filling the air sac, and a pressure capable of filling or not filling helium in the air sac according to the pressure of helium detected from the pressure measuring means. Controls can be maintained to maintain a constant level of helium in the bladder at all times.
또, 본 발명에 갖추어진 와이어 길이 조절 수단은 기낭에 연결된 와이어를 잡아 당기거나 풀어줘 기낭의 비행 고도를 자유 자재로 조절할 수 있다.
In addition, the wire length adjusting means provided in the present invention can freely adjust the flying altitude of the bladder by pulling or releasing the wire connected to the bladder.
도면 1은 본 발명에 따른 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템의 개략도,
도면 2는 본 발명에 갖추어진 와이어 길이 조절 수단을 설명하기 위한 도면,
도면 3은 본 발명에 갖추어진 PTZ 카메라를 설명하기 위한 도면,
도면 4는 기낭에 갖추어진 내피와 외피에 압력 측정 수단이 개재된 상태를 설명하기 위한 도면,
도면 5는 압력 측정 수단으로부터 도출된 헬륨의 압력에 따라 솔레노이드 밸브를 제어하여 기낭 속의 헬륨 압력을 조절하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도면 6은 솔레노이드 밸브가 개폐되어 헬륨 저장 용기에 저장된 헬륨이 기낭으로 공급되거나 차단되는 과정을 설명하기 위한 도면.1 is a schematic diagram of a monitoring system using an unmanned airship according to the present invention;
2 is a view for explaining a wire length adjusting means provided in the present invention,
3 is a view for explaining a PTZ camera equipped in the present invention;
Figure 4 is a view for explaining a state in which the pressure measuring means interposed between the endothelial and the outer shell provided in the air sac,
5 is a view for explaining a process of adjusting the helium pressure in the air sac by controlling the solenoid valve in accordance with the pressure of helium derived from the pressure measuring means,
6 is a view for explaining a process of the solenoid valve is opened and closed so that helium stored in the helium storage container is supplied to or blocked from the air sacs.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In addition, the terms to be described later are defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or an operator, and the definition thereof describes a monitoring system using an unmanned airship according to the present invention. It should be based on the content throughout.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명에 따른 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템은 도면 1에 도시한 바와 같이, 유선형을 가지며 내부에 헬륨이 채워져 공중을 비행하는 기낭(1)과, 일단이 상기 기낭(1)의 둘레면에 고정된 와이어(3), 지상에서 상기 와이어(3)의 타단을 붙잡아 고정함과 더불어 와이어(3)를 권취하거나 권출하는 와이어 길이 조절 수단(5), 상기 기낭(1)의 하부 둘레면 또는 와이어(3)의 상부에 설치된 거치대(6)에 장착되어 지상을 촬영하는 고정 카메라(7), 및 상기 기낭(1)의 하부 둘레면 또는 와이어(3)의 상부에 설치된 거치대(6)에 장착된 상태에서 상·하·좌·우 방향으로 회전함과 동시에 줌인 또는 줌아웃하여 특정 위치의 지상을 촬영하는 PTZ 카메라(9)를 구비한다. As shown in Figure 1, the monitoring system using an unmanned airship according to the present invention has a streamlined and the air sac filled with helium inside the air bag (1), and one end is fixed to the circumferential surface of the air bag (1)
또한, 본 발명에 따른 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템은 상기 고정 카메라(7)와 PTZ 카메라(9)로부터 촬영된 영상 데이터를 전달받아 디스플레이 해 주고 PTZ 카메라(9)를 제어하는 팬(Pan) 제어 데이터와 틸트(Tilt) 제어 데이터 및 줌(Zoom) 제어 데이터를 발생하여 PTZ 카메라(9)를 제어하는 서버(11)와, 상기 기낭(1) 속에 채워진 헬륨의 압력을 측정하는 압력 측정 수단(13), 일정 압력을 가진 헬륨 가스를 발생하는 헬륨 발생 수단(15), 상기 헬륨 발생 수단(15)에 의해 발생 된 헬륨 가스를 기낭(1)으로 전달하는 가스 호스(17), 및 상기 압력 측정 수단(13)에 의해 측정된 헬륨의 압력에 따라 가스 호스(17)를 폐쇄하거나 개방하는 압력 조절부(19)를 더 구비한다.In addition, the monitoring system using the unmanned airship according to the present invention receives and displays the image data photographed from the fixed camera 7 and the PTZ camera (9) Pan control data for controlling the PTZ camera (9) And a
상기 와이어 길이 조절 수단(5)은 도면 2에 도시한 바와 같이, 보빈(21)에 와이어(3)를 감거나 풀어주는 와이어 권취 수단(23)과, 상기 보빈(21)에 와이어(3)가 감기거나 풀릴 때 보빈(21)상에서 와이어(3)가 엉키지 않도록 와이어(3)를 보빈(21)의 좌,우측으로 이동시켜주는 와이어 정리 수단(25)으로 이루어지고, 상기 와이어 권취 수단(23)은 와이어(3)가 감기거나 풀리는 보빈(21)과, 상기 보빈(21)을 관통하는 고정축(27), 및 상기 고정축(27)을 회전시키는 제 1 구동 모터(29a)로 이루어짐이 바람직하다. As shown in FIG. 2, the wire length adjusting means 5 includes a wire winding means 23 for winding or releasing the
또, 상기 고정축(27)에는 피동 기어(31)가 장착될 수 있고, 상기 제 1 구동 모터(29a)에 갖추어진 모터축에는 능동 기어(33)가 장착될 수 있으며, 상기 피동 기어(31)와 능동 기어(33) 사이에는 제 1 구동 모터(29a)에서 능동 기어(33)로 전달된 동력을 피동 기어(31)로 전달하는 와이어나 체인 또는 벨트가 장착될 수 있다.In addition, a driven
한편, 상기 와이어 정리 수단(25)은 도면 2에 도시한 바와 같이, 둘레면에 나사산이 갖추어진 회전축(35)과, 상기 회전축(35)이 관통되고 내주면에 나사산이 갖추어져 회전축(35)에 갖추어진 나사산과 맞물리는 슬라이드바(37), 및 상기 슬라이드바(37)의 외부 둘레면에 장착되고, 와이어(3)가 관통되는 통과홀을 갖춘 가이드봉(41)을 구비한다.On the other hand, as shown in Figure 2, the wire arranging means 25 is provided with a rotating shaft 35 having a screw thread on its circumferential surface, and a rotating thread 35 through which the screw shaft is provided on the inner circumferential surface thereof. And a
또, 상기 회전축(35)의 양 옆에는 슬라이드바(37)가 회전축(35)의 좌측 끝 또는 회전축(35)의 우측 끝에 도달하였는지 여부를 점검하는 리미트 스위치(43a,43b)가 장착됨이 바람직하고, 상기 회전축(35)에는 제 2 구동 모터(29b)가 연결되어 상기 회전축(35)을 회전시켜 줄 수 있다.In addition, it is preferable that
또, 상기 와이어 정리 수단(25)에는 리미트 스위치(43a,43b)에 전기적 제어 신호가 전달되었을 때, 제 2 구동 모터(29b)를 현재 회전 방향의 역방향으로 회전시키는 구동 모터 제어부가 장착됨이 바람직하다. In addition, the wire arranging means 25 is preferably equipped with a drive motor control unit for rotating the
따라서, 상기 와이어 권취 수단(23)에 갖추어진 제 1 구동 모터(29a)가 회전되면, 제 1 구동 모터(29a)에 연결된 능동 기어(33)가 회전하면서, 상기 능동 기어(33)와 와이어나 체인 또는 벨트를 통해 연결된 피동 기어(31)가 회전하게 된다.Therefore, when the
또, 상기 피동 기어(31)가 회전됨에 따라 피동 기어(31)와 일체로 연결된 고정축(27)이 회전되고, 상기 고정축(27)은 보빈(21)을 회전시켜 결과적으로 보빈(21)의 둘레면에 와이어(3)가 감길 수 있다. In addition, as the driven
한편, 상기 와이어 정리 수단(25)에 갖추어진 제 2 구동 모터(29b)는 와이어 권취 수단(23)에 갖추어진 제 1 구동 모터(29a)가 회전됨과 동시에 작동되어 회전축(35)을 회전시키고, 상기 슬라이드바(37)는 회전축(35)이 회전됨과 동시에 회전축(35)의 일단 또는 타단 방향으로 서서히 움직인다.On the other hand, the
또, 상기 슬라이드바(37)가 어느 하나의 리미트 스위치(43a,43b)와 맞닿게 되면, 상기 구동 모터 제어부는 제 2 구동 모터(29b)를 현재 회전 방향의 반대 방향으로 회전시켜 슬라이드바(37)가 현재 진행 방향의 반대 방향으로 서서히 움직이도록 한다. In addition, when the
따라서, 상기 와이어(3)는 보빈(21)의 좌·우측 방향으로 서서히 움직이며, 보빈(21)의 전체 둘레면에 가지런하게 휘감길 수 있다.Therefore, the
한편, 상기 PTZ 카메라(9)는 도면 3에 도시한 바와 같이, 수직 또는 수평 방향으로 회전이 가능한 PTZ 카메라(9)로서, 상기 PTZ 카메라(9)에는 PTZ 카메라(9)로부터 전송된 정지 영상과 현재 정지 영상이 촬영되기 직전에 촬영된 정지 영상을 비교하여 현재 촬영된 영상과 직전에 촬영된 영상이 동일하지 않으면 움직이는 물체가 있는 것으로 판단하는 제 1 제어부(47)와, 상기 제 1 제어부(47)로부터 움직이는 물체가 있다는 제어 신호가 입력되었을 때 현재 촬영된 영상과 직전에 촬영된 영상 중 서로 동일하지 않은 영역의 좌표를 연산하는 위치 연산기(49), 및 상기 위치 연산기(49)에 의해 연산된 좌표를 이용하여 PTZ 카메라(9)를 수직 또는 수평 방향으로 회전시킴으로써, 상기 PTZ 카메라(9)가 위치 연산기(49)에 의해 연산된 좌표를 촬영하도록 하는 카메라 구동기(51)를 포함한다. Meanwhile, as shown in FIG. 3, the
한편, 상기 기낭(1)은 도면 4에 도시한 바와 같이, 내피(53)와 외피(55)를 구비하고, 상기 내피(53)와 외피(55) 사이에는 압력 측정 수단(13)이 끼워진다. Meanwhile, as shown in FIG. 4, the bladder 1 includes an endothelial 53 and an
이때, 상기 기낭(1)에 갖추어진 내피(53)와 외피(55)는 헬륨의 압력이 높아짐과 동시에 팽창되면서, 내피(53)와 외피(55)의 사이 간격을 좁히게 된다. At this time, the endothelial 53 and the
반면, 상기 기낭(1)에 갖추어진 내피(53)와 외피(55)는 헬륨의 압력이 낮아짐과 동시에 수축되어, 내피(53)와 외피(55)의 사이 간격을 상대적으로 넓히게 된다. On the other hand, the endothelial 53 and the
한편, 상기 압력 측정 수단(13)은 압력 측정 수단(13)에 가해지는 압력에 따라 내부 저항값이 변경되면서, 결과적으로 외부로부터 가해지는 압력에 따라 출력 전압 값을 변경할 수 있다. Meanwhile, the pressure measuring means 13 may change the output voltage value according to the pressure applied from the outside while the internal resistance value is changed according to the pressure applied to the pressure measuring means 13.
따라서, 상기 압력 측정 수단(13)은 기낭(1)에 갖추어진 내피(53)와 외피(55)의 사이 간격에 따라 특정한 전압 값을 출력함으로써, 기낭(1) 속에 채워진 헬륨의 압력을 전기적 제어 신호로 변환할 수 있다.Therefore, the pressure measuring means 13 outputs a specific voltage value according to the interval between the
한편, 상기 헬륨 발생 수단(15)은 도면 5에 도시한 바와 같이, 헬륨을 저장하고 있는 헬륨 저장 용기(59)와, 상기 헬륨 저장 용기(59)로부터 헬륨 가스를 전달받은 다음, 일정한 압력으로 압축하고, 상기 압축된 헬륨 가스를 가스 호스(17)를 통해 기낭(1)으로 분사할 수 있는 헬륨 컴프레서(61)로 이루어짐이 바람직하고, 상기 가스 호스(17)에는 외부 제어 신호에 의해 가스 호스(17)를 개방하거나 폐쇄할 수 있는 솔레노이드 밸브(63)가 장착됨이 바람직하다. Meanwhile, as shown in FIG. 5, the helium generating means 15 receives helium gas from the
또, 상기 압력 조절부(19)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 압력 측정 수단(13)으로부터 출력된 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환할 수 있는 A/D 변환부(65)와, 상기 A/D 변환부(65)로부터 도출된 결과값을 연산하여 기낭(1)속을 채우고 있는 헬륨의 압력을 측정할 수 있는 제 2 제어부(48)로 이루어짐이 바람직하다. In addition, the
또, 상기 제 2 제어부(48)는 도출된 헬륨의 압력에 따라 솔레노이드 밸브(63)를 개방하거나 폐쇄하여 기낭(1)으로 헬륨 가스를 공급하거나 차단할 수 있다. In addition, the
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템이 동작 되는 과정을 도면 1과 도면 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. The operation of the monitoring system using the unmanned airship according to the present invention having the above structure will be described with reference to FIGS. 1 and 6 as follows.
먼저, 본 발명에 갖추어진 기낭(1)속에 헬륨이 충전되면, 기낭(1)이 공중으로 뜨면서 와이어 권취 수단(23)에 갖추어진 와이어(3)가 보빈(21)으로부터 풀려나가기 시작하다. First, when helium is filled in the bladder 1 provided in the present invention, the
이때, 상기 와이어 권취 수단(23)에 갖추어진 제 1 구동 모터(29a)는 와이어(3)가 풀릴 수 있도록 보빈(21)을 회전시켜줌이 바람직하고, 상기 와이어 정리 수단(25)에 갖추어진 가이드봉(41)은 제 2 구동 모터(29b)에 의해 회전되는 회전축(35)을 따라 좌측 방향 또는 우측 방향으로 움직이며, 와이어(3)가 보빈(21) 위에서 순조롭게 풀려나가도록 할 수 있다. At this time, it is preferable that the
또, 본 발명에 갖추어진 와이어 길이 조절 수단(5)은 기낭(1)에 부가 장착된 고정 카메라(7)나 PTZ 카메라(9), 압력 측정 수단(13) 또는 기낭(1)에 결함이 생겼을 때, 기낭(1)을 지상으로 끌어당겨 수리할 수 있다. In addition, the wire length adjusting means 5 according to the present invention has a defect in the fixed camera 7, the
한편, 본 발명에 갖추어진 압력 측정 수단(13)은 기낭(1)에 갖추어진 내피(53)와 외피(55)에 개재되어 기낭(1)속에 채워진 헬륨의 압력을 실시간으로 측정한 다음, 측정 결과를 압력 조절부(19)로 전달한다. On the other hand, the pressure measuring means 13 provided in the present invention is measured in real time after measuring the pressure of helium filled in the bladder 1 is interposed between the endothelial 53 and the
이때, 상기 압력 조절부(19)는 압력 측정 수단(13)으로부터 출력되는 아날로그 전압을 디지털값으로 변환한 다음, 상기 디지털 값으로 변환된 전압을 연산하여 헬륨의 압력값으로 변환하며, 상기 변환된 헬륨의 압력값에 따라 헬륨 발생 수단(15)에 갖추어진 솔레노이드 밸브(63)를 개방하거나 폐쇄시켜 준다. At this time, the
이때, 상기 헬륨 컴프레서(61)는 헬륨 저장 용기(59)에 저장된 헬륨을 일정 압력으로 압축하고 있다가 솔레노이드 밸브(63)가 개방되었을 때, 압축된 헬륨 가스를 가스 호스(17)를 통해 기낭(1)속으로 전달할 수 있다. At this time, the
따라서, 상기 기낭(1) 속에 채워진 헬륨 가스의 압력은 항상 일정치를 유지할 수 있다. Therefore, the pressure of the helium gas filled in the bladder 1 can always be kept constant.
한편, 상기 고정 카메라(7)는 기낭(1)에 장착되어 공중에서 정해진 구간을 촬영한 다음, 촬영된 영상을 서버(11)로 전달할 수 있다. Meanwhile, the fixed camera 7 may be mounted on the bladder 1 to photograph a predetermined section in the air, and then transfer the captured image to the
또, 상기 PTZ 카메라(9)는 서버(11)로부터 전달된 팬(Pan), 틸트(Tilt), 줌(Zoom) 제어 신호에 의해서 상·하·좌·우 방향으로 이동하거나, 줌인 또는 줌 아웃하여 특정 구간을 촬영할 수 있다. In addition, the
또, 상기 PTZ 카메라(9)는 현재 촬영된 영상과 이전에 촬영된 영상 중 서로 상이한 부분이 있을 때, 촬영된 영상 중 상이한 부분의 좌표를 계산하여 해당 부분의 좌표를 집중적으로 촬영할 수도 있다. In addition, the
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템은 기낭(1)속에 채워진 헬륨에 의해 기낭(1)이 공중을 비행하게 되고, 동시에 상기 고정 카메라(7)와 PTZ 카메라(9)가 기낭(1)에 매달린 채 지상을 촬영할 수 있다. In the monitoring system using the unmanned airship according to the present invention having such a structure, the air sacs 1 fly through the air by the helium filled in the air sacs 1, and at the same time the fixed camera 7 and the
또, 상기 고정 카메라(7)와 PTZ 카메라(9)는 촬영된 항공 영상을 서버(11)로 전달할 수 있고, 서버(11)에 로그인한 관리자는 상기 고정 카메라(7)와 PTZ 카메라(9)에 의해 촬영된 항공 영상을 실시간으로 모니터링 할 수 있다. In addition, the fixed camera 7 and the
또, 상기 서버(11)에 로그인한 관리자는 PTZ 카메라(9)에 팬이나 틸트 또는 줌 제어 신호를 전달할 수 있어, 관리자가 희망하는 관리 지역을 PTZ 카메라(9)를 통해 실시간으로 검색 및 관찰할 수 있다.In addition, the administrator logged into the
또, 본 발명에 갖추어진 기낭(1)에는 기낭(1)을 채우고 있는 헬륨의 압력을 체크할 수 있는 압력 측정 수단(13)과, 상기 압력 측정 수단(13)으로부터 감지된 헬륨의 압력에 따라 기낭(1)속에 헬륨을 채워주거나 채우지 않을 수 있는 압력 조절부(19)가 갖추어져, 항상 기낭(1)속에 채워진 헬륨을 일정 수준으로 유지할 수 있다.Moreover, the bladder 1 equipped with this invention has the pressure measuring means 13 which can check the pressure of the helium which fills the bladder 1, and according to the pressure of helium detected from the said pressure measuring means 13; The
또, 본 발명에 갖추어진 와이어 길이 조절 수단(5)은 기낭(1)에 연결된 와이어(3)를 잡아당기거나 풀어줘 기낭(1)의 비행 고도를 자유 자재로 조절할 수 있다. In addition, the wire length adjusting means 5 provided in the present invention can freely adjust the flying altitude of the bladder 1 by pulling or releasing the
이상에서 설명한 본 발명은 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환과 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것이 아니다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and drawings because various substitutions, modifications, and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention.
1. 기낭 3. 와이어
5. 와이어 길이 조절 수단 6. 거치대
7. 고정 카메라 9. PTZ 카메라
11. 서버 13. 압력 측정 수단
15. 헬륨 발생 수단 17. 가스 호스
19. 압력 조절부 21. 보빈
23. 와이어 권취 수단 25. 와이어 정리 수단
27. 고정축 29a. 제 1 구동 모터
31. 피동 기어 33. 능동 기어
35. 회전축 37. 슬라이드바
41. 가이드봉 43a. 리미트 스위치
43b. 리미트 스위치 47. 제 1 제어부
49. 위치 연산기 51. 카메라 구동기
53. 내피 55. 외피
59. 헬륨 저장 용기 61. 헬륨 컴프레서
63. 솔레노이드 밸브 65. A/D 변환부1.
5. Wire length adjusting means 6. Cradle
7. Fixed
11.
15. Helium generating means 17. Gas hose
19.
23. Wire winding means 25. Wire cleaning means
27.
31. Driven
35. Rotating
41.
43b.
49.
53.
59.
63.
Claims (5)
일단이 상기 기낭(1)의 둘레면에 고정된 와이어(3);
지상에서 상기 와이어(3)의 타단을 붙잡아 고정함과 더불어 와이어(3)를 권취하거나 권출하는 와이어 길이 조절 수단(5);
상기 기낭(1)의 하부 둘레면 또는 와이어(3)의 상부에 설치된 거치대(6)에 장착되어 지상을 촬영하는 고정 카메라(7);
상기 기낭(1)의 하부 둘레면 또는 와이어(3)의 상부에 설치된 거치대(6)에 장착된 상태에서 상·하·좌·우 방향으로 회전함과 동시에 줌인 또는 줌아웃하여 특정 위치의 지상을 촬영하는 PTZ 카메라(9);
상기 고정 카메라(7)와 PTZ 카메라(9)로부터 촬영된 영상 데이터를 전달받아 디스플레이 해 주고 PTZ 카메라(9)를 제어하는 팬(Pan) 제어 데이터와 틸트(Tilt) 제어 데이터 및 줌(Zoom) 제어 데이터를 발생하여 PTZ 카메라(9)를 제어하는 서버(11);
상기 기낭(1)속에 채워진 헬륨의 압력을 측정하는 압력 측정 수단(13);
일정 압력을 가진 헬륨 가스를 발생하는 헬륨 발생 수단(15);
상기 헬륨 발생 수단(15)에 의해 발생된 헬륨 가스를 기낭(1)으로 전달하는 가스 호스(17);
및 상기 압력 측정 수단(13)에 의해 측정된 헬륨의 압력에 따라 가스 호스(17)를 폐쇄하거나 개방하는 압력 조절부(19)로 이루어진 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템.
An air sac (1) having a streamlined shape and filled with helium therein;
A wire 3 having one end fixed to a circumferential surface of the bladder 1;
Wire length adjusting means (5) for holding and fixing the other end of the wire (3) on the ground and winding or unwinding the wire (3);
A fixed camera (7) mounted on a cradle (6) installed on the lower circumferential surface of the bladder (1) or on an upper portion of the wire (3) to photograph the ground;
In the state of being mounted on the lower peripheral surface of the bladder (1) or the cradle (6) installed on the upper portion of the wire (3) rotates in the up, down, left, and right direction and simultaneously zooms in or out to capture the ground of a specific position PTZ camera 9;
Pan control data, tilt control data, and zoom control for receiving and displaying image data captured by the fixed camera 7 and the PTZ camera 9 and controlling the PTZ camera 9. A server 11 generating data to control the PTZ camera 9;
Pressure measuring means (13) for measuring the pressure of helium filled in the bladder (1);
Helium generating means 15 for generating helium gas having a constant pressure;
A gas hose (17) for delivering helium gas generated by the helium generating means (15) to the bladder (1);
And a pressure adjusting unit (19) for closing or opening the gas hose (17) according to the pressure of helium measured by the pressure measuring means (13).
상기 기낭(1)은 내피(53)와 외피(55)를 구비하고,
상기 압력 측정 수단(13)은 내피(53)와 외피(55) 사이에 끼워지며,
상기 압력 측정 수단(13)은 내피(53)와 외피(55)의 사이 간격에 따라 출력 전압 값을 변경함으로써 기낭(1) 속에 채워진 헬륨의 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The bladder 1 has an endothelial 53 and an outer shell 55,
The pressure measuring means 13 is sandwiched between the inner shell 53 and the outer shell 55,
The pressure measuring means (13) is a monitoring system using an unmanned airship, characterized in that for measuring the pressure of helium filled in the bladder (1) by changing the output voltage value in accordance with the interval between the inner shell (53) and the outer shell (55). .
상기 헬륨 발생 수단(15)은 헬륨을 저장하고 있는 헬륨 저장 용기(59)와;
상기 헬륨 저장 용기(59)로부터 헬륨 가스를 전달받은 다음, 일정한 압력으로 압축하고 상기 압축된 헬륨 가스를 가스 호스(17)를 통해 기낭(1)으로 분사하는 헬륨 컴프레서(61)로 이루어지고,
상기 가스 호스(17)에는 외부 제어 신호에 의해 가스 호스(17)를 개방하거나 폐쇄하는 솔레노이드 밸브(63)가 장착되는 것을 특징으로 하는 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템. The method of claim 1,
The helium generating means (15) includes a helium storage container (59) for storing helium;
Receives helium gas from the helium storage container 59, then compresses to a constant pressure and consists of a helium compressor 61 for injecting the compressed helium gas through the gas hose 17 to the bladder (1),
The gas hose (17) is a monitoring system using an unmanned airship, characterized in that the solenoid valve (63) for opening or closing the gas hose (17) by an external control signal is mounted.
상기 압력 조절부(19)는 압력 측정 수단(13)으로부터 출력된 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환부(65)와;
상기 A/D 변환부(65)로부터 도출된 결과값을 연산하여 기낭(1) 속을 채우고 있는 헬륨의 압력을 측정하고,
도출된 헬륨의 압력에 따라 솔레노이드 밸브(63)를 개방하거나 폐쇄하여 기낭(1)으로 헬륨 가스를 공급하거나 차단하는 제 2 제어부(48)로 이루어진 것을 특징으로 하는 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템.
The method of claim 3, wherein
The pressure regulator 19 includes an A / D converter 65 for converting an analog voltage output from the pressure measuring means 13 into a digital value;
The pressure value of helium filling the air sac 1 is calculated by calculating the resultant value derived from the A / D converter 65.
And a second control unit (48) for supplying or blocking helium gas to the bladder (1) by opening or closing the solenoid valve (63) according to the derived pressure of helium.
상기 와이어 길이 조절 수단(5)은 보빈(21)에 와이어(3)를 감거나 풀어주는 와이어 권취 수단(23)과;
상기 보빈(21)에 와이어(3)가 감기거나 풀릴 때 보빈(21)상에서 와이어(3)가 엉키지 않도록 와이어(3)를 보빈(21)의 좌측 또는 우측으로 이동시켜 주는 와이어 정리 수단(25)으로 이루어지고,
상기 와이어 권취 수단(23)은 와이어(3)가 감기거나 풀리는 보빈(21)과,
상기 보빈(21)을 관통하는 고정축(27),
및 상기 고정축(27)을 회전시키는 제 1 구동 모터(29a)로 이루어지고,
상기 고정축(27)에는 피동 기어(31)가 장착되며,
상기 제 1 구동 모터(29a)에 갖추어진 모터축에는 능동 기어(33)가 장착되고,
상기 피동 기어(31)와 능동 기어(33) 사이에는 제 1 구동 모터(29a)에서 능동 기어(33)로 전달된 동력을 피동 기어(31)로 전달하는 와이어나 체인 또는 벨트가 장착되며,
상기 와이어 정리 수단(25)은 둘레면에 나사산이 갖추어진 회전축(35)과,
상기 회전축(35)이 관통되고 내주면에 나사산이 갖추어져 회전축(35)에 갖추어진 나사산과 맞물리는 슬라이드바(37),
및 상기 슬라이드바(37)의 외부 둘레면에 장착되고 와이어(3)가 관통되는 통과홀을 갖춘 가이드봉(41)을 구비하고,
상기 회전축(35)의 양 옆에는 슬라이드바(37)가 회전축(35)의 좌측 끝 또는 우측 끝에 도달하였는지 여부를 점검하는 리미트 스위치(43a,43b)가 장착되며,
상기 회전축(35)에는 제 2 구동 모터(29b)가 연결되어 상기 회전축(35)을 회전시켜 줄 수 있고,
상기 와이어 정리 수단(25)에는 리미트 스위치(43a,43b)에 전기적 제어 신호가 전달되었을 때 제 2 구동 모터(29b)를 현재 회전 방향의 역방향으로 회전시켜 줄 수 있는 구동 모터 제어부가 장착되는 것을 특징으로 하는 무인 비행선을 이용한 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The wire length adjusting means (5) comprises a wire winding means (23) for winding or unwinding the wire (3) on the bobbin (21);
Wire arranging means 25 for moving the wire 3 to the left or right of the bobbin 21 so that the wire 3 does not get tangled on the bobbin 21 when the wire 3 is wound or unwound on the bobbin 21. Made of
The wire winding means 23 comprises a bobbin 21 to which the wire 3 is wound or unwound;
A fixed shaft 27 penetrating the bobbin 21,
And a first drive motor 29a for rotating the fixed shaft 27,
The fixed shaft 27 is equipped with a driven gear 31,
An active gear 33 is mounted on the motor shaft provided in the first drive motor 29a,
Between the driven gear 31 and the active gear 33 is mounted a wire, chain or belt for transmitting the power transmitted from the first drive motor 29a to the active gear 33 to the driven gear 31,
The wire arranging means 25 has a rotating shaft 35 is provided with a screw thread on the circumferential surface,
The slide shaft 37 penetrates the rotating shaft 35 and is provided with a screw thread on the inner circumferential surface thereof to engage with the screw thread provided on the rotating shaft 35.
And a guide rod 41 mounted to the outer circumferential surface of the slide bar 37 and having a through hole through which the wire 3 passes.
Limit switches 43a and 43b are mounted at both sides of the rotary shaft 35 to check whether the slide bar 37 reaches the left end or the right end of the rotary shaft 35.
A second drive motor 29b is connected to the rotary shaft 35 to rotate the rotary shaft 35.
The wire arranging means 25 is equipped with a drive motor control unit capable of rotating the second drive motor 29b in the reverse direction of the current rotation direction when an electrical control signal is transmitted to the limit switches 43a and 43b. Monitoring system using an unmanned airship.
Priority Applications (1)
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KR1020100051881A KR100979536B1 (en) | 2010-06-01 | 2010-06-01 | Monitoring system using an unmanned airship |
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