KR101310215B1 - 착용형 지하 매설물 탐지 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대가 용이하고, 실시간으로 정보를 수신할 수 있으며, 구현이 용이한 착용형 지하 매설물 탐지 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 착용형 지하 매설물 탐지 장치에 있어서, 미리 결정된 신호를 미리 결정된 방향으로 송신하는 신호 송신 장치와, 상기 송신된 미리 결정된 신호에 대응하는 반사파를 수신하는 수신 탐지 센서와, 상기 수신된 반사파를 수신 신호로 복원하는 무선 수신 장치와, 상기 복원된 수신 신호를 기준으로 지하 매설물의 유무를 분석하여 지하 매설물의 유무에 따라 제 1 인지 신호 및 제 2 인지 신호를 발생하는 인지 신호 처리 장치를 포함하되, 사용자의 두 신발 중 어느 일측에 상기 신호 송신 장치가 탈부착되고, 타측에 상기 수신 탐지 센서, 상기 무선 수신 장치 및 상기 인지 신호 처리 장치가 탈부착된다.
착용형, 매설물 탐지, 지하 매설물

Description

착용형 지하 매설물 탐지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF WEARABLE DETECTION FOR UNDERGROUND OBJECTS}
본 발명은 지하 매설물 탐지 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 착용이 가능한 지하 매설물 탐지 장치 및 방법에 관한 것이다.
"본 발명은 지식경제부의 IT 원천기술개발 사업의 일환으로 수행된 연구에 의하여 도출된 것이다. [과제관리번호 : 2008-F-014-02, 과제관리명 : U-사회 전파환경 보호를 위한 전자파양립성 연구]"
기존에는 지상에서 전봇대와 전기케이블을 이용하여 전력을 송신하였다. 이와 같이 기존에는 모든 전송선로를 지상에 가설하였으나, 현재는 도시 미관과 공간적인 제약으로 인하여 지하에 전송선을 매설하여 지상 전송선로를 대체하고 있다. 그러나 이렇게 지하에 매설된 산업기반 시설들을 관리하기 위해서는 그 위치를 정확하게 알아내야 하기 때문에 그 관리에 어려움이 있다. 또한, 어떠한 의도에서든 지하에 매설된 위험물질을 찾아내는 데 있어서, 직접 그 위치를 정확하게 파악하기 어려운 한계성을 지니고 있다.
따라서 이러한 지하에 매설된 물체를 찾아내기 위하여 매설물 탐지 장치가 사용되며, 우리들의 생활 주변에서 흔히 접하는 가스관이나 전력케이블 등 산업기반시설물의 매설위치를 찾아내는 데에도 많이 활용되고 있다.
그러나 기존의 매설물 탐지 장치는 별도의 장비가 필요하고, 장비를 수동으로 조절하여야 하며, 장비의 무게로 인한 비효율성과 그 반사파 수신 및 처리를 위한 지연시간이 존재하는 문제점이 있다. 그러므로 실시간으로 신호를 송신 및 수신하고 용이하게 휴대할 수 있는 지하 매설물 탐지 장치에 대한 기술이 필요하다.
따라서 본 발명의 목적은 휴대가 용이한 착용형 지하 매설물 탐지 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 실시간으로 정보를 수신할 수 있는 착용형 지하 매설물 탐지 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 구현이 용이한 착용형 지하 매설물 탐지 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 착용형 지하 매설물 탐지 장치에 있어서, 미리 결정된 신호를 미리 결정된 방향으로 송신하는 신호 송신 장치와, 상기 송신된 미리 결정된 신호에 대응하는 반사파를 수신하는 수신 탐지 센서와, 상기 수신된 반사파를 수신 신호로 복원하는 무선 수신 장치와, 상기 복원된 수신 신호를 기준으로 지하 매설물의 유무를 분석하여 지하 매설물의 유무에 따라 제 1 인지 신호 및 제 2 인지 신호를 발생하는 인지 신호 처리 장치를 포함하되, 사용자의 두 신발 중 어느 일측에 상기 신호 송신 장치가 탈부착되고, 타측에 상기 수신 탐지 센서, 상기 무선 수신 장치 및 상기 인지 신호 처리 장치가 탈부착된다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 착용형 지하 매설물 탐지 장치에서의 지하 매설물 탐지 방법에 있어서, 사용자의 일측 신발에 부착된 신호 송신 장치가 미리 결정된 신호를 미리 결정된 방향으로 송신하는 과정과, 상기 사용자의 타측 신발에 부착된 수신 탐지 센서가 상기 송신된 미리 결정된 신호에 대응하는 반사파를 수신하는 과정과, 상기 수신된 반사파가 특정 반사파이면 상기 수신된 반사파를 해독하는 과정과, 상기 해독된 반사파에 대응하는 제 1 인지 신호를 발생하여 상기 사용자에게 알려주는 과정을 포함한다.
본 발명의 착용형 지하 매설물 탐지 장치 및 방법은 휴대가 용이하고, 실시간으로 정보를 수신할 수 있으며, 구현이 용이하고, 송신신호의 반사 간섭을 해소할 수 있는 효과가 있다.
본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 착용형 지하 매설물 탐지 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 착용형 지하 매설물 탐지 장치는 지하 매설물을 탐지하기 위하여 미리 결정된 신호를 송신하는 신호 송신 장치(110), 송신된 미리 결정된 신호에 대응하는 반사파 신호를 수신하기 위한 신호 수신 장치(120), 지하 매설물 탐지를 위한 신호의 송신을 명령하거나 수신된 반사파 신호에서 분석된 지하 매설물의 정보를 사용자에게 표시하기 위한 지시 및 표시 장치(130)를 포함한다. 이때, 신호 송신 장치(110)는 지하 매설물을 탐지하기 위하여 미리 결정된 신호를 발생하는 무선 송신 장치(111), 무선 송신 장치(111)에서 발생된 미리 결정된 신호를 미리 결정된 방향으로 송신하는 송신 탐지 장치(112)를 포함한다. 그리고 신호 수신 장치(120)는 신호 송신 장치(110)에서 송신된 미리 결정된 신호에 대응하는 반사파 신호를 수신하는 수신 탐지 센서(124), 수신 탐지 센서(124)에서 수신된 반사파 신호를 송신된 미리 결정된 신호에 대응하는 수신 신호로 복원하는 무선 수신 장치(123), 인간에게 도래하는 전자파를 차단하기 위한 차폐장치(122), 무선 수신 장치(123)에서 복원된 수신 신호를 미리 결정된 기준에 따라 분석하여 지하매설물의 유/무를 탐지하고 탐지정보를 생성하는 인지 신호 처리장치(121)를 포함한다.
도 1을 참고하여 착용형 지하 매설물 탐지 장치의 동작 과정에 관하여 상세하게 살펴보기로 한다. 본 발명에서는 지하 매설물을 탐지하기 위하여 별도의 장치를 사용하지 않고 사람이 착용할 수 있는 신발에 탐지 장치를 탑재(탈부착)한다. 신호 송신 장치(110)의 무선 송신 장치(111)는 지하 매설물 탐지를 위하여 사용되는 미리 결정된 신호를 발생하여 송신 탐지 장치(112)로 전달한다. 송신 탐지 장치(112)는 무선 송신 장치(111)에서 발생된 미리 결정된 신호를 미리 결정된 방향으로 송신한다. 상술한 미리 결정된 신호 및 반사파는 전자파 또는 초음파 에너지 등이 될 수 있다. 신호 수신 장치(120)의 수신 탐지 센서(124)는 송신 탐지 장치(112)에서 송신된 미리 결정된 신호에 대응하는 반사파를 수신하여 무선 수신 장치(123)로 전달한다. 무선 수신 장치(123)는 수신 탐지 센서(124)로부터 전달받은 반사파를 무선 송신 장치(111)에서 발생된 미리 결정된 신호에 대응하는 수신 신호로 복원하여 인지 신호 처리장치(121)로 전달한다. 인지 신호 처리장치(121)는 무선 수신 장치(123)에서 복원된 수신 신호를 분석하여 지하 매설물의 유/무와 탐지정보를 발생하여 지시 및 표시 장치(130)로 전달한다. 인지 신호 처리장치(121)에서 발생되는 인지 신호는 지하 매설물이 존재할 경우 목표물 인지 신호를 발생하고, 지하 매설물이 없을 경우 잡음 인지 신호를 발생한다. 지하 매설물이 존재할 경우 평상 시에 수신되는 반사파와는 달리 지하 매설물의 물질 특성에 따라 평상 시에 수신되는 반사파와는 다른 특정 반사파가 수신된다. 인지 신호 처리장치(121)는 이러한 특정 반사파를 분석하여 사용자에게 인지 신호를 알려주며 그 분석한 결과를 이용하여 물질의 특성을 파악할 수 있다. 차폐 장치(122)는 사용자에게 도래하는 전파를 차단하는 장치이며, 전파의 발생에 따라 무선 신호 송신 장치(111)와 송신 탐지 장치(112) 사이 또는 무선 수신 장치(123)와 인지 신호 처리 장치(121) 등에 복수 또는 단수로 구현할 수 있으며, 차폐가 필요한 부분에서 구현이 가능하다.
본 발명에서는 송신 신호의 송신 위치와 수신 신호의 수신 위치를 달리함으로써, 송신신호의 반사 간섭을 해소할 수 있는 공간 다이버시티 기술을 이용하기 위하여 착용형 지하 매설물 탐지 장치에 가장 적합한 신발을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 신발의 가장 아랫부분에서 미리 결정된 신호를 송신하고 이에 대응하는 반사파를 수신하는 신호 송신 장치(110)와 신호 수신 장치(120)를 두 신발에 나누어 구현할 수 있다. 상술한 지하 매설물 탐지 장치의 구성은 도 1의 수직적인 구조와 달리 수평적인 구조 및 다양한 형태로 구현할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하 매설물 탐지 방법의 흐름도이다.
210 단계에서 신호 송신 장치(110)는 지하 매설물을 탐지하기 위한 미리 결정된 신호를 송신한다. 220 단계에서 수신 탐지 센서(124)는 신호 송신 장치(110)에서 송신되는 미리 결정된 신호에 대응되는 반사파를 수신하고 무선 수신 장치(123)는 수신된 반사파를 신호 송신 장치(110)에 대응하는 수신 신호로 복원하고 인지 신호 처리 장치(121)는 수신된 반사파가 특정 반사파인지를 판단한다. 220 단계에서 수신한 반사파가 특정 반사파, 즉 지하 매설물이 존재할 경우의 반사파라면 230 단계에서 인지 신호 처리 장치(121)는 특정 반사파를 해독하고 240 단계에서 특정 반사파에 따른 목표물 인지 신호를 발생하여 탐지 정보를 지시 및 표시장치(130)로 전송하고 270 단계에서 목표물을 표시하고 매설물 탐지를 종료한다.
220 단계에서 무선 수신 장치(123)에서 복원된 반사파가 특정 반사파가 아니면, 즉 지하에 매설물이 존재하지 않을 경우 250 단계에서 인지 신호 처리 장치(121)는 일정한 반사파, 즉 평상 시에 수신되는 반사파인 의미 없는 잡음 반사파를 해독하고 260 단계에서 잡음 인지신호를 발생하여 지시 및 표시장치(130)로 전송하고 270 단계에서 매설물 탐지를 종료한다.
본 발명은 지하에 매설된 가스관, 통신 및 전력 케이블 등의 매설물을 별도의 장치 없이 신발과 같이 사용자의 몸에 착용할 수 있는 물건에 설치함으로써 실시간으로 지하 매설물을 탐지해낼 수 있다. 우리들 생활 주변에서 흔히 접하는 가스관이나 통신 및 전력 케이블 등 산업기반시설물의 매설위치를 실시간으로 탐지해냄으로써 작업장의 안전사고 예방과 작업효율 제고에 기여하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 착용형 지하 매설물 탐지 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하 매설물 탐지 방법의 흐름도이다.

Claims (14)

  1. 착용형 지하 매설물 탐지 장치에 있어서,
    미리 결정된 신호를 미리 결정된 방향으로 송신하는 신호 송신 장치와,
    상기 송신된 미리 결정된 신호에 대응하는 반사파를 수신하는 수신 탐지 센서와,
    상기 수신된 반사파를 수신 신호로 복원하는 무선 수신 장치와,
    상기 복원된 수신 신호를 기준으로 지하 매설물의 유무를 분석하여 지하 매설물의 유무에 따라 제 1 인지 신호 및 제 2 인지 신호를 발생하는 인지 신호 처리 장치를 포함하되,
    사용자의 두 신발 중 어느 일측에 상기 신호 송신 장치가 탈부착되고, 타측에 상기 수신 탐지 센서, 상기 무선 수신 장치 및 상기 인지 신호 처리 장치가 탈부착되는, 착용형 지하 매설물 탐지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자에게 전달되는 전자파를 차폐하는 차폐장치
    를 더 포함하는 착용형 지하 매설물 탐지 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 신호 송신 장치는,
    상기 미리 결정된 신호를 발생하는 무선 송신 장치와,
    상기 무선 송신 장치에서 발생된 상기 미리 결정된 신호를 상기 미리 결정된 방향으로 송신하는 송신 탐지 장치
    를 포함하는 착용형 지하 매설물 탐지 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 신호의 송신을 명령하거나 상기 복원된 수신 신호를 기준으로 분석된 상기 지하 매설물의 유무를 표시하기 위한 지시 및 표시 장치
    를 더 포함하는 착용형 지하 매설물 탐지 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 차폐장치는,
    상기 무선 수신 장치와 상기 인지 신호 처리 장치 사이에 구현된, 착용형 지하 매설물 탐지 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 인지 신호는,
    상기 지하 매설물이 존재할 경우 발생되는 목표물 인지 신호인, 착용형 지하 매설물 탐지 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 인지 신호는,
    상기 지하 매설물이 존재하지 않을 경우 발생되는 잡음 인지 신호인, 착용형 지하 매설물 탐지 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 미리 결정된 신호는,
    전자파 또는 초음파 신호인, 착용형 지하 매설물 탐지 장치.
  9. 착용형 지하 매설물 탐지 장치에서의 지하 매설물 탐지 방법에 있어서,
    사용자의 일측 신발에 부착된 신호 송신 장치가 미리 결정된 신호를 미리 결정된 방향으로 송신하는 과정과,
    상기 사용자의 타측 신발에 부착된 수신 탐지 센서가 상기 송신된 미리 결정된 신호에 대응하는 반사파를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 반사파가 특정 반사파이면 상기 수신된 반사파를 해독하는 과정과,
    상기 해독된 반사파에 대응하는 제 1 인지 신호를 발생하여 상기 사용자에게 알려주는 과정
    을 포함하는 지하 매설물 탐지 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 수신된 반사파가 상기 특정 반사파가 아니면 제 2 인지 신호를 발생하는 과정
    을 더 포함하는 지하 매설물 탐지 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 특정 반사파는,
    상기 송신된 미리 결정된 신호에 대응하고 상기 지하 매설물이 존재할 경우 발생되는 반사파인, 지하 매설물 탐지 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 제 1 인지 신호는,
    상기 수신된 반사파를 해독한 결과, 상기 지하 매설물이 존재할 경우 발생되는 긴급 인지 신호인, 지하 매설물 탐지 방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 제 2 인지 신호는,
    상기 수신된 반사파를 해독한 결과, 상기 지하 매설물이 존재하지 않을 경우 발생되는 평상 인지 신호인, 지하 매설물 탐지 방법.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 미리 결정된 신호는,
    전자파 또는 초음파 신호인, 지하 매설물 탐지 방법.
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