KR100990490B1 - 재난상황에서의 유에스엔을 이용한 위험 탐지 장비 - Google Patents

Abstract

위험지역에서 활동해야 하는 작업자가 처할 수 위험을 미리 감지하고 작업자의 동선을 파악할 수 있도록 하여 작업자의 안전을 도모할 수 있는 재난상황에서의 Ubiquitous Sensor Network;USN)을 이용한 위험 탐지 장비가 개시된다. 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비는 헬멧에 장착되는 제1탐지유닛과, 신발에 장착되는 제2탐지유닛과, 의복에 장착되는 제3탐지유닛을 포함하고, 제1,2,3탐지유닛들은 주변 위험 요소를 감지하기 위한 센서와 작업자의 동선을 감지하기 위한 센서를 포함하고 있기 때문에, 시야가 확보되지 않더라도 작업자의 동선 상에 근접하는 주변의 위험 요소들을 미리 감지하여 작업자 및 외부 조력자에게 위험 정보를 제공할 수 있으므로, 작업자가 위험에 노출될 수 있는 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.

Description

재난상황에서의 유에스엔을 이용한 위험 탐지 장비{Wearable Risk Detector Utility using Ubiquitous Sensor Network in Disaster Situation}

본 발명은 위험 탐지 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위험 재난 지역에서 작업해야 하는 작업자가 직면할 수 있는 위험의 탐지 및 작업자의 동선을 파악할 수 있는 위험 탐지 장비에 관한 것이다.

화재가 발생하면 신속하게 출동하여 인명을 구조하고 소화 작업을 해야하는 소방관은 우리 주위에서 볼 수 있는 가장 위험한 직업 중 하나이다.

화재가 위험하다고 하는 것은, 화재는 연기를 동반하여 소방관의 시야를 가리며, 유독 가스를 발생시켜 생명을 위협하고, 천장의 붕괴 등에 의해 생명을 뺏을 수 있기 때문이다.

이는 다른 사고 예를 들어 원자력, 유독가스 유출 등의 사고도 마찬가지이다. 이러한 사고들은 시야를 확보할 수 있어 대처 작업이 용이하다는 이점은 있지만, 작업자들의 생명을 위협하는 눈에 보이지 않는 위험들이 곳곳에 도사리고 있는 것은 마찬가지이다.

따라서, 위험 지역에서 작업해야 하는 작업자들은 미리 위험에 처할 경우를 대비해서 강도 높은 훈련을 해야 하며, 경험이 많은 숙련자가 항상 인원을 통솔해야 한다.

본 발명은 상술한 종래기술에서 착안한 것으로서, 본 발명의 목적은 재난 위험지역에서 활동해야 하는 작업자가 처할 수 위험을 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 이용하여 미리 감지하고 작업자의 동선을 파악할 수 있도록 하여 작업자의 안전을 도모할 수 있는 위험 탐지 장비를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비는 헬멧에 장착되는 제1탐지유닛과, 신발에 장착되는 제2탐지유닛과, 의복에 장착되는 제3탐지유닛을 포함하고, 제1,2,3탐지유닛들은 주변 위험 요소를 감지하기 위한 센서와 작업자의 동선을 감지하기 위한 센서를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비에 있어서 제1탐지유닛은 장애물을 감지하기 위한 거리센서와, 온도센서와, 가스센서와, 자이로센서와, 지피에스(GPS)를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비에 있어서 제2탐지유닛은 가속도센서와, 자이로센서를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비에 있어서 제3탐지유닛은 제1,2탐지유닛을 제어하기 위한 제어모듈을 포함한다.

또한 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비에 있어서 제1,3탐지유닛 중 적어도 어느 하나는 위험 알람 및 경고를 위한 진동부재를 포함 한다.

또한 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비의 제3탐지유닛에 있어서, 진동부재는 어깨에 마련된다.

또한 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비에 있어서 제1탐지유닛은 디스플레이를 구비하고, 진동부재는 주변 위험 요소를 감지하기 위한 센서를 디스플레이에 출력하는데 이용하는 버튼의 내측에 마련된다.

또한 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비에 있어서 상기 제1,2,3탐지유닛 중 적어도 어느 하나에는 자이로센서와, 가속도센서와, 방위센서가 마련되어 작업자의 동선을 감지한다.

본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비는 주변의 위험 요소들을 감지할 수 있는 안전장치들을 작업자가 착용하는 헬멧, 의복, 신발 등에 장착하여 작업자 및 외부 조력자에게 위험 정보를 제공하기 때문에, 작업자가 위험에 노출될 수 있는 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비는 작업자의 동선을 파악할 수 있는 장치들을 작업자가 착용하는 헬멧, 의복, 신발 등에 장착하여 작업자 및 외부 조력자에게 위험 정보를 제공하기 때문에, 작업자가 노출될 수 있는 위험을 사전에 경고 및 예방할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비는 음성이나 영상 통신이 불가능할 경우 이를 신체에 접촉하는 진동으로 작업자가 감지할 수 있도록 함으로써, 작업자에게 위험을 통보할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비를 장착한 작업자를 도시한 도면이며, 도 2 및 도 3은 위험 탐지 장비의 각 유닛들을 도시한 도면이며, 고 4는 위험 탐지 장비의 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예의 위험 탐지 장비는 헬멧에 장착되는 제1탐지유닛(10)과, 신발에 장착되는 제2탐지유닛(20)과, 의복에 장착되는 제3탐지유닛(30)을 포함한다.

제1탐지유닛(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 통상 안전모로 지칭되는 고강도 합성수지 재질의 헬멧에 마련되는 것으로, 헬멧과 일체로 제조되거나 또는 종래 헬멧에 제1탐지유닛을 장착할 수 있도록 마련된다.

제1탐지유닛(10)은 주변 위험 요소를 감지하기 위한 센서들과 작업자의 동선을 파악하기 위한 센서들을 구비한다. 위험 감지 센서로는 근접 거리의 장애물을 감지하는 거리센서(11)와, 온도센서(12)와, 가스센서(13)와, 카메라(14)를 포함한다. 거리센서(11)는 시야의 확보가 어려울 때 적외선 센서 등으로 작업자 주위의 위험 요소를 감지하기 위한 것으로, 작업자의 전후방과 좌우측방에 선택적으로 설치될 수 있다. 온도센서(12)와 가스센서(13)는 작업자 주위의 온도 및 가스를 감지하며, 카메라(14)는 시야에 보이는 영상을 이미지 또는 동영상으로 저장한다. 동선 파악 센서로는 GPS(15)와, 자이로센서(미도시)를 포함한다. GPS(15)는 위성추적을 통해 작업자의 현 위치를 위도와 경도로 파악하며, 자이로센서는 헬멧의 운동정보 예컨대, 작업자가 머리를 움직이는 방향을 감지한다. 자이로센서는 후술할 방위센서와 함께 연동하여 작업자의 시야 동선을 파악한다.

또한, 제1탐지유닛(10)은 헬멧의 창 부분에 설치되어 안경과 같이 눈 전방에 상기 센서(11~15)들에 의해 감지된 정보를 출력할 수 있는 디스플레이(Head Mounted Display;HMD)(16)를 구비하며, 헬멧의 측면에는 이어폰과 마이크 등이 설치된 헤드셋(17)이 마련된다. 디스플레이(16)와 헤드셋(17)은 보호막(18a,18b)에 의해 보호된다.

헤드셋(17)에는 메세지버튼(19a)이 마련되며, 위험 감지 센서측에는 센서디피버튼(19b)이 마련된다. 메세지버튼(19a)은 작동 시 외부에서 작업자로 전달되는 메세지 정보를 디스플레이(16)에 출력하도록 하며, 센서디피버튼(19b)은 작동 시 각종 센서(11~15)에 의해 감지된 정보를 디스플레이(16)에 출력하도록 한다.

또한, 메세지버튼(19a)과 센서디피버튼(19b)의 내측에는 각각 진동알람부재(미도시)가 마련된다. 메세지버튼(19a) 내측의 진동알람부재는 메시지 도착을 진동으로 알리며, 센서디피버튼(19b) 내측에 마련되는 진동알람부재는 감지된 온도 및/또는 가스가 인체에 유해한 수위인 경우 이를 작업자가 감지할 수 있도록 한다. 이들 진동알람부재는 주위 소음 등에 의해 음성 통화가 어려울 때 효과적으로 사용될 수 있다.

신발에 마련되는 제2탐지유닛(20)은 도 3에 도시한 바와 같이 가속도센 서(22)와 자이로센서(24)를 포함한다. 가속도센서(22)는 작업자의 이동 속도를 감지하며, 자이로센서(24)는 운동 방향을 감한다. 자이로센서(24)의 감지 정보는 의복에 설치되는 방위센서(35)와 연동하여 작업자의 동선을 파악하는데 사용된다. 제2탐지유닛(20)에서 감지된 신호들은 작업자가 움직이는데 장애가 되지 않도록 무선 예를 들어 근거리 원격 통신인 블루투스와 같은 전송방식을 이용할 수 있다.

의복에 마련되는 제3탐지유닛(30)은 제1,2탐지유닛(10,20)을 제어하기 위한 제어모듈(도 4의 31)을 구비한다. 제어모듈(31)은 마이컴(32)과 UMPC(Ultra Mobile PC)(33)를 포함한다. 마이컴(32)은 제1탐지유닛(10)과는 케이블(34)로 제2탐지유닛(10)과는 무선으로 연결되어 있어서, 제1,2탐지유닛(10,20)을 통해 감지된 정보 데이터들을 수집하여 UMPC(33)로 전달한다. UMPC(33)는 마이컴(32)을 통해 수집된 정보들을 규정된 프로토콜을 이용하여 출력측 예컨대, 헬멧의 디스플레이(16)나 외부 관제시스템(100)으로 전송한다.

또한, 의복에는 방위센서(35)와 복수의 진동경고부재(36) 및 버튼(37,38)이 설치된다. 방위센서(35)는 동서남북을 감지하는 것으로, 제1,2탐지유닛의 자이로센서와 연동되어 작업자의 동선을 파악할 수 있다. 진동경고부재(36)는 바람직하게는 두 개가 양 어깨에 각각 설치된다. 진동경고부재(36)는 작업자가 헬멧을 벗은 상태이거나 음성 통신이 동작 불능일 경우 작업자에게 위험이나 메세지 전송 여부를 알린다. 어깨는 의복이 항상 신체에 밀착되어 있는 부분이므로, 전송되는 신호를 놓치지 않고 잘 파악할 수 있다.

의복의 버튼(37,38)은 심장측과 팔측에 각각 설치된다. 심장측의 버튼(37)은 작업자의 긴급 구조 호출을 위한 SOS 버튼이며, 팔측의 버튼(38)은 작업 지역의 지도를 디스플레이(16)로 출력한다.

그러면, 상기와 같은 구조를 갖는 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비를 활용하는 방법을 설명하기로 한다. 작업자는 위험 지역에 들어가기에 앞서, 본 실시예에 따른 제1,2,3탐지유닛(10,20,30)이 설치된 헬멧, 의복, 신발을 각각 착용하고 작동 여부를 점검한다.

위험 탐지 장비를 착용한 작업자가, 예를 들어 화재가 발생 중인 건물에 진입해야 하는데 건물 내부 정보가 확보되지 않았다면 거리센서(11), 온도센서(12), 가스센서(13) 등을 통해 최대한 근접한 주위의 위험 요소를 전자적으로 파악하여 안전을 확보한다. 센서(11,12,13)에 의해 감지된 위험 요소들은 헬멧의 디스플레이(16)를 통해 작업자에게 출력되며, 이와 동시에 외부 조력자인 관제 시스템(100)에도 UMPC(33)를 통해 전송된다.

또한, 작업자는 건물 입구에서부터 자신의 위치를 동선 감지 센서들인 헬멧과 신발의 자이로센서(24), 가속도센서(22), 방위센서(35)를 이용해서 파악하고, 이 정보는 디스플레이(16) 및 관제 시스템(100)으로 전송한다. 관제시스템(100)은 입수된 건물 설계도를 통해 작업자가 진행해야 할 동선을 통신을 통해 작업자에게 전달한다. 만일, 헬멧에 장착되어 있는 헤드셋(17)에 의한 음성 통신이 어려울 경우, 관제 시스템(100)은 헬멧의 진동알람부재와 의복의 진동경고부재(36)를 통해 위험 요소를 작업자에게 통보한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비를 장착한 상태를 보인 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비 중 헬멧에 마련된 제1탐지유닛을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비 중 신발과 의복에 마련된 제2,3탐지유닛을 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비의 블록도이다.

*도면의 주요 참조부호에 대한 간단한 설명*

10..제1탐지유닛 11..거리센서

12..온도센서 13..가스센서

14..카메라 15..GPS

16..디스플레이 17..헤드셋

19a,19b,37,38..버튼 20..제2탐지유닛

22..가속도센서 24..자이로센서

30..제3탐지유닛 31..제어모듈

32..마이컴 33..UMPC

35..방위센서 36..진동경고부재

100..관제시스템

Claims (8)

1. 헬멧에 장착되며 디스플레이를 구비하는 제1탐지유닛과, 신발에 장착되는 제2탐지유닛과, 의복에 장착되는 제3탐지유닛을 포함하고,

   상기 제1,2,3탐지유닛들은 주변 위험 요소를 감지하기 위한 센서와 작업자의 동선을 감지하기 위한 센서를 포함하고, 상기 제1,3탐지유닛 중 적어도 어느 하나는 위험 알람 및 경고를 위한 진동부재를 포함하며,

   상기 진동부재는 주변 위험 요소를 감지하기 위한 센서를 디스플레이에 출력하는데 이용하는 버튼의 내측에 마련되는 것을 특징으로 하는 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1탐지유닛은 장애물을 감지하기 위한 거리센서와, 온도센서와, 가스센서와, 자이로센서와, 지피에스(GPS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제2탐지유닛은 가속도센서와, 자이로센서를 포함하는 것을 특징으로 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제3탐지유닛은 제1,2탐지유닛을 제어하기 위한 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,

   상기 제1,2,3탐지유닛 중 적어도 어느 하나에는 자이로센서와, 가속도센서와, 방위센서가 마련되어 작업자의 동선을 감지하는 것을 특징으로 하는 재난상황에서의 USN을 이용한 위험 탐지 장비.

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