KR101837557B1 - Construction site management system using drone for considering heavy construction equipment - Google Patents

Construction site management system using drone for considering heavy construction equipment Download PDF

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KR101837557B1
KR101837557B1 KR1020160146644A KR20160146644A KR101837557B1 KR 101837557 B1 KR101837557 B1 KR 101837557B1 KR 1020160146644 A KR1020160146644 A KR 1020160146644A KR 20160146644 A KR20160146644 A KR 20160146644A KR 101837557 B1 KR101837557 B1 KR 101837557B1
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전진택
김동완
정영도
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주식회사 포스코건설
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Abstract

The present invention relates to a construction site management system using a drone considering heavy construction equipment which allows a drone to monitor a structure while avoiding interference between heavy construction equipment of a construction site and the drone. The construction site management system using a drone considering heavy construction equipment comprises: the drone capturing a construction state of a construction structure and monitoring in real time while flying around the construction structure; a location measurement unit transmitting/receiving relative location information by transmitting a beacon communication with the drone, and installed in the heavy construction equipment to transmit/receive working location information of the heavy construction equipment; and a main unit wirelessly communicating with the location measurement unit, setting a danger region and a safety region based on the heavy construction equipment, controlling so that the drone flies in the safety region, mapping capturing information transmitted from the drone to 3D data, and monitoring the construction state of the construction structure in real time.

Description

건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템{CONSTRUCTION SITE MANAGEMENT SYSTEM USING DRONE FOR CONSIDERING HEAVY CONSTRUCTION EQUIPMENT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a construction site management system using a unmanned aerial vehicle,

본 발명은 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설현장에 설치된 건설중장비와의 간섭을 고려하여 무인비행체의 이동이 방해되지 않으면서 건설현장을 모니터링할 수 있는 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a construction site management system using an unmanned aerial vehicle considering construction equipment, and more particularly, to a construction site management system capable of monitoring a construction site without interfering with the movement of the unmanned aerial vehicle The present invention relates to a construction site management system using an unmanned aerial vehicle considering a heavy construction equipment.

무인비행체인 드론은 최초에 군사적인 탐색용을 개발되었으나, 최근에는 운반 및 보관이 편리하고 사람이 접근할 수 없는 지역에 접근할 수 있는 이점으로 인해 다양한 용도로 사용되고 있다.The drone, the unmanned aerial vehicle, was originally developed for military navigation, but recently it has been used for a variety of purposes due to its convenient location for transportation and storage and access to inaccessible areas.

특히, 건설중장비나 건설자재 등이 있는 건설현장은 사람의 접근이 어렵고 위험하기 때문에 건설현장을 모니터하고자 무인비행체를 이용한 기술에 관심이 집중되고 있다.In particular, construction sites with heavy construction equipment and construction materials are difficult to access and dangerous, so attention is focused on technologies using unmanned aerial vehicles to monitor construction sites.

무인 비행체를 이용하는 경우, 무인 비행체에 카메라를 탑재시켜 사람의 접근이 어려운 건설 구조물의 외관이나 영역을 모니터링하는 방안으로 활용되고 있다.In case of using the unmanned aerial vehicle, it is used as a method to monitor the appearance and the area of the construction structure, which is difficult to access the human being by mounting the camera on the unmanned aerial vehicle.

도 1에는 일반적인 건축구조물의 건설현장이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 건설현장의 건축구조물(1)에는 건축구조물(1) 둘레에 설치되는 캣워크(2)나 외부패널자재 등의 설치가 잘 되어있는지 여부나 건축구조물(1)의 시공상태를 실시간으로 확인하여 안전 이상여부를 판단하는 것이 매우 중요하다.FIG. 1 shows a construction site of a general building structure. As shown in FIG. 1, the construction structure 1 of the construction site is provided with a built-in structure in which the catwalks 2 and external panel materials installed around the building structure 1 are well installed, And it is very important to judge whether there is a safety fault.

그러나, 시공 중인 건축구조물(1)의 외관은 사람이 육안으로 직접 확인하기가 어렵기 때문에 무인 비행체(3)를 이용하여 건물 외관을 확인하는 것이 매우 효율적이다.However, since it is difficult for a person to visually confirm the appearance of the building structure 1 under construction, it is very efficient to confirm the appearance of the building using the unmanned aerial vehicle 3.

다만, 건설현장에는 건설자재를 운반하기 위한 크레인(4)이나 높은 위치에 콘크리트를 타설하기 위한 펌핑카(5)와 같은 건설 중장비가 설치되어 있다. 이러한 건설 중장비는 수직으로 설치되기 때문에 무인 비행체(3)의 이동을 방해하는 주된 장애물이다. 특히, 크래인(4)은 건설자재를 매달기 위한 로프의 직경이 작기 때문에 무인 비행체(3)에 탑재된 카메라만으로 용이하게 인식되지 않아 충돌의 위험성이 더 높다.However, construction heavy equipment such as a crane (4) for carrying construction materials or a pumping car (5) for placing concrete at a high position is installed in the construction site. These construction heavy equipments are installed vertically, which is the main obstacle obstructing the movement of the unmanned aerial vehicle (3). In particular, since the diameter of the rope for suspending the construction material is small, the crane 4 is not easily recognized by the camera mounted on the unmanned aerial vehicle 3, and thus the risk of collision is higher.

따라서, 무인 비행체(3)를 이용하여 건설구조물의 외관을 모니터링하는 과정에서 건설 중장비와의 간섭이 발생하여 무인 비행체(3)가 파손되거나 건설 자재가 낙하하여 안전사고가 발생하는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem that the unmanned air vehicle 3 is damaged or the construction material is dropped and safety accidents occur due to interference with the heavy construction equipment during monitoring the appearance of the construction structure by using the unmanned air vehicle 3.

한국등록특허 제10-1536574호Korean Patent No. 10-1536574 한국등록특허 제10-1647950호Korean Patent No. 10-1647950

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 건설현장의 건설중장비와 무인 비행체의 간섭이 발생하지 않도록 하면서 무인 비행체가 구조물을 모니터링하도록 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a monitoring system for an unmanned aerial vehicle while preventing construction equipment and construction equipment from interfering with the unmanned aerial vehicle.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 건설 구조물 주변을 비행하면서 건설 구조물 외관을 촬영하여 모니터하는 무인 비행체; 상기 무인 비행체와 무선통신하고, 건설 구조물에 설치되는 건설 중장비의 작업위치를 측정하여 위치정보를 전달하는 하나 이상의 위치측정유닛;및 상기 위치측정유닛과 무선통신하고, 상기 위치측정유닛의 위치정보에 따라 상기 무인 비행체의 비행궤도를 설정하는 메인유닛을 포함하는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided an unmanned aerial vehicle, comprising: a unmanned aerial vehicle for photographing and monitoring an appearance of a construction structure while flying around a construction structure; At least one position measuring unit for wirelessly communicating with the unmanned aerial vehicle and measuring the working position of a heavy construction equipment installed in the construction structure and transmitting the position information to the position measuring unit and wirelessly communicating with the position measuring unit, And a main unit for setting the flight trajectory of the unmanned air vehicle.

본 발명의 메인유닛은 상기 위치측정유닛의 위치정보에 근거하여 가상의 장애물 모델을 설정하여 상기 무인 비행체의 비행궤도를 설정하는 것이 바람직하다.The main unit of the present invention preferably sets a virtual obstacle model based on the position information of the position measurement unit to set the flight trajectory of the unmanned aerial vehicle.

본 발명의 메인유닛은 상기 건설 구조물의 설계 정보에 상기 무인 비행체로부터 전송된 촬영정보를 맵핑하여 3D 모델링을 작성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the main unit of the present invention creates 3D modeling by mapping the photographing information transmitted from the unmanned aerial vehicle to the design information of the construction structure.

본 발명의 메인유닛은 상기 위치측정유닛과 상기 무인 비행체로부터 전달된 GPS 정보와 비콘 정보를 이용하여 상기 위치측정유닛 및 상기 무인 비행체의 위치정보를 보정하는 것이 바람직하다.The main unit of the present invention preferably corrects the position information of the position measurement unit and the unmanned air vehicle using the GPS information and the beacon information transmitted from the position measurement unit and the unmanned air vehicle.

본 발명의 무인 비행체는 상기 건설 구조물의 외관을 촬영하는 촬영모듈; 상기 위치측정유닛 또는 상기 메인유닛과 무선통신하기 위한 송수신 모듈; 상기 무인 비행체의 위치정보를 측정하기 위한 GPS 모듈;및 상기 메인유닛으로부터 전달받은 비행궤적 정보에 따라 상기 무인 비행체의 비행을 제어하는 비행제어모듈을 포함하는 것이 바람직하다.The unmanned aerial vehicle of the present invention includes a photographing module for photographing an appearance of the construction structure; A transmission / reception module for wireless communication with the position measurement unit or the main unit; A GPS module for measuring the position information of the unmanned aerial vehicle and a flight control module for controlling the flight of the unmanned aerial vehicle according to the flight trajectory information received from the main unit.

본 발명의 무인 비행체는 건설현장 상태의 변화나 주변 지형지물 존재를 디텍팅하는 디텍팅모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.The unmanned aerial vehicle of the present invention preferably further includes a detec- ting module for detecting a change in the condition of the construction site or the existence of the surrounding feature.

본 발명의 위치측정유닛은 상기 건설중장비의 전체 외곽형태를 추정할 수 있는 상기 건설중장비의 각 위치에 설치되는 것이 바람직하다.Preferably, the position measuring unit of the present invention is installed at each position of the heavy construction equipment that can estimate the entire outer shape of the heavy construction equipment.

본 발명의 위치측정유닛은 상기 무인 비행체와 무선통신하기 위한 RF 모듈;및 상기 위치측정유닛의 위치를 측정하기 위한 GPS 모듈을 포함하는 것이 바람직하다.The position measuring unit of the present invention preferably includes an RF module for wireless communication with the unmanned aerial vehicle and a GPS module for measuring the position of the position measuring unit.

본 발명의 RF 모듈은 비콘(beacon)으로 구성되는 것이 바람직하다.The RF module of the present invention is preferably configured as a beacon.

본 발명의 메인유닛은 상기 무인 비행체 또는 상기 위치측정유닛으로부터 전달된 위치정보를 통해 정확한 위치정보로 보정하는 위치정보 보정모듈; 상기 보정된 위치정보와 건설 구조물의 설계정보에 기반하여 건설 구조물 모델 및 가상의 장애물 모델을 설정하는 구조물 정보모듈; 상기 보정된 위치정보와 상기 건설 구조물 모델 또는 상기 장애물 모델을 고려하여 무인 비행체의 비행궤도를 설정하는 궤도생성모듈; 상기 구조물 정보모듈에 의해 생성된 건설 구조물 모델에 상기 무인 비행체로부터 전송된 건설 구조물 촬영정보를 맵핑하여 3D 모델링을 구축하는 3D 정보 생성모듈;및 상기 궤도생성모듈에 의해 설정된 비행궤도에 따라 상기 무인 비행체의 비행을 제어하는 제어모듈을 포함하는 것이 바람직하다.The main unit of the present invention includes a position information correction module that corrects the position information to correct position information through the position information transmitted from the unmanned air vehicle or the position measurement unit; A structure information module for setting a construction model and a virtual obstacle model based on the corrected position information and the design information of the construction structure; An orbit generation module for setting a flight trajectory of the unmanned aerial vehicle considering the corrected position information and the construction structure model or the obstacle model; A 3D information generating module for constructing 3D modeling by mapping the construction structure photographing information transmitted from the unmanned air vehicle to the construction structure model generated by the structure information module, And a control module for controlling the flight of the vehicle.

본 발명의 위치정보 보정모듈은 상기 위치측정유닛 및 상기 무인 비행체로부터 전달된 GPS 정보를 상기 위치측정유닛과 상기 무인 비행체 간의 비콘정보와 비교하여 위치정보를 보정하는 것이 바람직하다.The positional information correction module of the present invention preferably corrects the positional information by comparing the GPS information transmitted from the position measurement unit and the unmanned air vehicle with beacon information between the position measurement unit and the unmanned aerial vehicle.

본 발명의 구조물 정보모듈은 상기 위치측정유닛의 보정된 위치정보와 건설중장비 종류에 기반하여 가상의 장애물 모델을 설정하는 것이 바람직하다.The structure information module of the present invention preferably sets a virtual obstacle model based on the corrected position information of the position measurement unit and the type of heavy construction equipment.

본 발명의 궤도생성모듈은 상기 보정된 위치정보, 상기 건설 구조물 모델, 및 상기 가상의 장애물 모델에 근거하여 위험영역과 안전영역을 구분하여, 안전영역을 기반하여 궤도를 생성하도록 구성되는 것이 바람직하다.The trajectory generation module of the present invention is preferably configured to classify the dangerous area and the safe area based on the corrected position information, the construction model, and the virtual obstacle model, and to generate the trajectory based on the safe area .

본 발명의 궤도생성모듈은 상기 건설 중장비가 작동할 때와 정지할 때를 구분하여 상기 위험영역 및 상기 안전영역을 설정하도록 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the trajectory generation module of the present invention is configured to set the dangerous zone and the safe zone by distinguishing between when the construction heavy equipment operates and when it stops.

본 발명의 궤도생성모듈은 상기 건설 중장비가 작동할 때, 상기 건설 중장비의 작동속도를 고려하여 상기 위험영역 및 상기 안전영역을 설정하도록 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the trajectory generation module of the present invention is configured to set the dangerous area and the safe area in consideration of the operating speed of the heavy construction equipment when the heavy construction equipment operates.

본 발명의 궤도생성모듈은 상기 위험영역과 상기 안전영역을 3차원 영역으로 설정하는 것이 바람직하다.The trajectory generation module of the present invention preferably sets the dangerous area and the safe area as a three-dimensional area.

이와 같은 본 발명에 의한 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템에 의하면, 무인 비행체와 위치측정유닛의 위치정보 보정에 의해 정확한 위치를 산출하고 이를 BEM과 같은 설계정보와 매칭시켜 위험영역과 안전영역을 설정하여 무인 비행체가 안전영역에만 비행하도록 함으로써 무인 비행체의 충돌을 사전에 방지할 수 있고, 건설중장비의 작동시와 휴지시를 구분하여 위험영역과 안정영역을 설정함으로써 무인 비행체와의 간섭을 최소화할 수 있으며, 무인 비행체에 의해 촬영되는 영상정보를 구조물 모델과 맵핑시켜 건설 구조물의 시공상태를 실시간으로 모니터링함으로써 건설현장을 용이하게 관리 감독할 수 있는 이점이 있다.According to the construction site management system using the unmanned aerial vehicle considering the construction equipment according to the present invention, accurate position is calculated by correcting the position information of the unmanned aerial vehicle and the position measurement unit, and matching with design information such as BEM, It is possible to prevent the collision of the unmanned aerial vehicle by preventing the unmanned aerial vehicle from colliding with the unmanned aerial vehicle by setting the safety zone so that the unmanned aerial vehicle can fly only in the safe area, It is possible to easily manage and supervise the construction site by monitoring the construction state of the construction structure in real time by mapping the image information photographed by the unmanned aerial vehicle with the structure model.

도 1은 일반적인 건설구조물의 시공현장을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템의 바람직한 실시예를 보인 상태도.
도 3은 본 발명에 의한 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템의 구성상태를 보인 구성도.
도 4a는 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템에 의해 건설 중장비가 정지한 상태에서의 비행궤도 설정을 보인 도식도.
도 4b는 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템에 의해 건설 중장비가 작동한 상태에서의 비행궤도 설정을 보인 도식도.1 is a perspective view showing a construction site of a general construction structure.
FIG. 2 is a view illustrating a preferred embodiment of a construction site management system using an unmanned aerial vehicle in consideration of construction heavy equipment according to the present invention. FIG.
FIG. 3 is a view showing a configuration of a construction site management system using an unmanned aerial vehicle considering the construction equipment according to the present invention.
FIG. 4A is a schematic diagram showing a flight orbit setting in a state where a heavy construction equipment is stopped by a construction site management system using a unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
FIG. 4B is a schematic diagram showing a flight orbital setting in a state where a heavy construction equipment is operated by a construction site management system using an unmanned aerial vehicle considering a construction heavy equipment.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the singular " include " or "have" are to be construed as including the stated feature, number, step, operation, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In each step, the identification code (e.g., a, b, c, etc.) is used for convenience of explanation, the identification code does not describe the order of each step, Unless otherwise stated, it may occur differently from the stated order. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한, 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The present invention can be embodied as computer-readable code on a computer-readable recording medium, and the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices for storing data that can be read by a computer system . Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) . In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present application.

도 2에는 본 발명에 의한 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.FIG. 2 shows a preferred embodiment of a construction site management system using an unmanned aerial vehicle considering the construction equipment according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템은 건설 구조물 주변을 비행하면서 건설 구조물의 외관을 촬영하여 모니터링하는 무인 비행체(100)와; 상기 무인 비행체(100)와 무선통신하고, 건설중장비에 설치되어 건설중장비의 작업위치를 측정하여 전달하는 위치측정유닛(200)과; 상기 무인 비행체(100) 및 상기 위치측정유닛(200)과 무선통신하고, 상기 위치측정유닛(200)의 위치정보에 따라 무인 비행체(100)의 비행위치나 비행궤도를 설정하는 메인유닛(300)을 포함한다.As shown in the figure, the construction site management system using the unmanned air vehicle taking into consideration the construction heavy equipment of the present invention includes a unmanned vehicle 100 for photographing and monitoring the appearance of a construction structure while flying around the construction structure; A position measuring unit (200) for wirelessly communicating with the unmanned air vehicle (100), installed in a heavy construction equipment for measuring and delivering a work position of a heavy construction equipment; A main unit 300 that wirelessly communicates with the unmanned air vehicle 100 and the position measurement unit 200 and sets a flight position or flight trajectory of the unmanned air vehicle 100 according to position information of the position measurement unit 200, .

무인 비행체(100)는 일반적인 드론(drone)과 같은 장치로 구성될 수 있으며, 건설 중인 구조체 주변을 비행하면서 구조체 주변을 촬영하여 시공 상태를 모니터링하고 이상상태가 발생시 즉각적으로 메인유닛(300)에 이벤트 정보를 전달하는 기능을 한다.The unmanned aerial vehicle 100 may be constructed by a device such as a general drone and may monitor the construction state by photographing the surroundings of the structure while flying around the structure under construction and promptly notify the main unit 300 of an event And transmits information.

무인 비행체(100)는 메인유닛(300)을 통해 사용자에 의해 수동으로 조작될 수도 있지만, 메인유닛(300)에 프로그래밍되어 있는 비행 궤도를 따라 자동으로 비행하면서 구조물 외관을 모니터링하도록 구성될 수도 있다.The unmanned aerial vehicle 100 may be manually operated by the user through the main unit 300, but may be configured to monitor the appearance of the structure while automatically flying along a flight trajectory programmed in the main unit 300. [

무인 비행체(100)는 드론의 일반적인 구성요소를 모두 포함할 수 있고, 건설 구조물의 외관을 촬영하는 촬영모듈(110)과; 위치측정유닛(200) 또는 메인유닛(300)과 무선통신하기 위한 송수신모듈(120)과; 온도센서, 연기감지센서, 또는 초음파 센서 등을 통해 건설현장 상태의 변화나 주변 지형지물 상태를 디텍팅하는 디텍팅모듈(130)과; 무인 비행체(100)의 위치정보를 측정하기 위한 GPS 모듈(140)과; 메인유닛(300)으로부터 전달받은 비행 궤적 정보에 따라 무인 비행체(100)의 비행을 제어하는 비행제어모듈(150)을 포함한다.The unmanned aerial vehicle 100 may include all of the general components of the drones and includes a photographing module 110 for photographing the appearance of the construction structure; A transmission / reception module 120 for wireless communication with the position measurement unit 200 or the main unit 300; A detec- tion module 130 for detecting a change in a construction site state or a surrounding topographical condition through a temperature sensor, a smoke sensor, or an ultrasonic sensor; A GPS module 140 for measuring position information of the UAV 100; And a flight control module 150 for controlling the flight of the unmanned air vehicle 100 according to the flight trajectory information received from the main unit 300.

촬영모듈(110)은 일반적인 촬영카메라 유닛으로 구성되는 것으로서, 360°회전이 가능하여 모든 방향에서 구조물의 상태를 촬영하도록 구성될 수 있다.The photographing module 110 is constituted by a general photographing camera unit and can be rotated 360 degrees so as to photograph the state of the structure in all directions.

송수신모듈(120)은 무인 비행체(100)와 위치측정유닛(200)과 메인유닛(300)이 서로 무선 통신하기 위한 모듈로서, LAN, MAN(Metropolitan Area Network), GSM(Global System for Mobile Network), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), VoIP(Voice over Internet Protocol), LTE Advanced, IEEE802.16m, WirelessMAN-Advanced, HSPA+, 3GPP Long Term Evolution (LTE), Mobile WiMAX (IEEE 802.16e), UMB(formerly EV-DO Rev. C), Flash-OFDM, iBurst and MBWA (IEEE 802.20) systems, HIPERMAN, Beam-Division Multiple Access (BDMA), Wi-MAX(World Interoperability for Microwave Access) 및 초음파 활용 통신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 임의의 통신 방법으로 통신을 수행하도록 구성될 수 있다.The transmission / reception module 120 is a module for wireless communication between the unmanned air vehicle 100, the position measurement unit 200, and the main unit 300. The transmission / reception module 120 includes a LAN, a Metropolitan Area Network (MAN) , Enhanced Data GSM Environment (EDGE), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA), Code Division Multiple Access (CDMA), Time Division Multiple Access (TDMA) Zigbee, Voice over Internet Protocol (VoIP), LTE Advanced, IEEE 802.16m, WirelessMAN-Advanced, HSPA +, 3GPP Long Term Evolution (LTE), Mobile WiMAX (IEEE 802.16e), UMB (formerly EV-DO Rev. C), Flash-OFDM, iBurst and MBWA (IEEE 802.20) systems, HIPERMAN, Beam-Division Multiple Access (BDMA), Wi-MAX (World Interoperability for Microwave Access) The method may be configured to perform communication in a method.

디텍팅모듈(130)은 온도센서나 연기감지센서와 같이 건설 구조물에서 발생하는 화재 정보를 디텍팅하는 상황정보 디텍팅 모듈과, 초음파 센서와 같이 주변 지형지물의 존재여부를 디텍팅하는 물체 디텍팅 모듈로 구성될 수 있다.The detection module 130 includes a situation information detection module for detecting fire information generated in a construction structure such as a temperature sensor or a smoke detection sensor and an object detection module for detecting presence or absence of nearby features such as an ultrasonic sensor ≪ / RTI >

온도센서나 연기감지센서와 같은 상황정보 디텍팅 모듈은 건설 구조물에서 발생하는 화재로 인한 열이나 연기를 감지하여 메인유닛(300)에 제공함으로써 화재 대응이 가능하도록 하고, 초음파 센서와 같은 물체 디텍팅 모듈은 무인 비행체(200)의 비행 중에 주변 지형지물과의 충돌을 방지하기 위하여 무인 비행체(200) 둘레의 물체의 존재 여부를 디텍팅한다.The situation information detection module, such as a temperature sensor or a smoke detection sensor, senses heat or smoke due to a fire occurring in the construction structure and provides the fire or water to the main unit 300 to enable a fire response. The module detects the presence of an object around the unmanned air vehicle 200 to prevent collision with surrounding objects during the flight of the unmanned air vehicle 200.

초음파 센서는 초음파를 사용하여 물체의 감지 및 물체와의 거리를 측정하는 센서로서 초음파의 반사성질과 반사되어 오는 초음파의 시간을 계산하여 거리를 측정할 수도 있다.The ultrasonic sensor is a sensor which measures the distance between the object and the object by using the ultrasonic wave. It can measure the reflection property of the ultrasonic wave and the time of the reflected ultrasonic wave to measure the distance.

GPS 모듈(140)은 무인 비행체(200)의 위치정보를 측정하기 위한 것이다.The GPS module 140 is for measuring the position information of the unmanned aerial vehicle 200.

비행제어모듈(150)은 메인유닛(300)으로부터 제공되는 비행궤적에 따라 무인 비행체(200)의 비행을 제어하기 위한 것이다.The flight control module 150 is for controlling the flight of the unmanned air vehicle 200 according to the flight trajectory provided from the main unit 300.

한편, 위치측정유닛(200)은 건설중장비(4)에 설치되어 건설중장비(4)의 각 구성요소의 위치정보를 제공하기 위한 것이다. 위치측정유닛(200)은 건설중장비(4)의 전체 외곽형태를 추정할 수 있도록 건설중장비(4)의 외곽 테두리 내지 끝단에 설치되는 것이 바람직하다.On the other hand, the position measurement unit 200 is provided in the construction heavy equipment 4 to provide position information of each component of the heavy construction equipment 4. The position measuring unit 200 is preferably installed at the outer edge or the end of the heavy construction equipment 4 so as to estimate the entire outer shape of the heavy construction equipment 4. [

일 예로, 도 2에 도시된 바와 같이 건설중장비(4)가 타워크레인인 경우, 타워크레인의 최상단(41), 견인 크레인의 최끝단(42), 및 이동대상체와 연결되어 있는 와이어 끝단(43)에 각각 위치측정유닛(200)이 설치될 수 있다. 이와 같이 위치측정유닛(200)이 설치되고, 설치된 건설중장비(4)의 종류를 선택하면, 메인유닛(300)이 건설중장비(4)의 전체적인 외곽을 추정하여 가상의 장애물을 설정할 수 있다. 이와 같이 설정된 장애물에 근거하여 무인 비행체(100)의 비행 궤적을 작성할 수 있다.2, when the construction heavy equipment 4 is a tower crane, the top end 41 of the tower crane, the top end 42 of the towing crane, and the wire end 43 connected to the moving object, The position measuring unit 200 can be installed in each position. When the position measuring unit 200 is installed and the type of the installed heavy construction equipment 4 is selected as described above, the main unit 300 can estimate the entire outline of the heavy construction equipment 4 and set up a virtual obstacle. The flight path of the unmanned air vehicle 100 can be created based on the obstacles set as described above.

위치측정유닛(200)은 무인 비행체(100)와 무선통신하기 위한 RF 모듈(210)과; 위치측정유닛(200)의 위치를 측정하기 위한 GPS 모듈(220)과; 위치측정유닛(200)의 이상여부를 판단하여 이상정보를 전달하기 위한 이벤트 발생모듈(230)과; 전원모듈(240);및 태양광발전모듈(250)을 포함할 수 있다.The position measurement unit 200 includes an RF module 210 for wireless communication with the unmanned air vehicle 100; A GPS module (220) for measuring the position of the position measuring unit (200); An event generation module 230 for determining whether the position measurement unit 200 is abnormal and delivering the abnormal information; A power module 240, and a photovoltaic power generation module 250.

위치측정유닛(200)은 저전력의 설치 및 관리가 용이한 장치로 제작되어야 하기 때문에, 무인 비행체(100)와 무선통신하기 위한 RF 모듈(210)로써 비콘(beacon)과 같은 장치로 구성되는 것이 바람직하다.Since the position measuring unit 200 is to be manufactured as a device that can easily install and manage low power, it is preferable that the RF module 210 for wireless communication with the unmanned air vehicle 100 be a device such as a beacon Do.

비콘은 블루투스를 기반으로 50m ~ 70m 거리 내에 감지되는 기기에 각종 정보와 서비스를 제공할 수 있는 장치로서, 건설중장비(4)에 설치된 비콘과 무인 비행체(100)가 일정 거리 내에서 위치 및 상태 정보를 주고 받음으로써 무인 비행체(100)의 비행 궤도를 실시간으로 설정할 수 있다.A beacon is a device that can provide various information and services to a device detected within a distance of 50m to 70m based on Bluetooth. The beacon and the unmanned aerial vehicle 100 installed in the heavy construction equipment 4 communicate with each other via a location and status information The flight trajectory of the unmanned air vehicle 100 can be set in real time.

GPS 모듈(220)은 위치측정유닛(200)의 위치정보를 획득하기 위한 장치로서, 위치측정유닛(200)의 GPS 정보와 무인 비행체(100)의 GPS 정보와 위치측정유닛(200)과 무인 비행체(100) 간의 비콘 통신 정보를 통해 위치측정유닛(200) 및 무인 비행체(100)의 위치정보를 보정하여 정확한 위치정보를 획득할 수 있다.The GPS module 220 is an apparatus for acquiring position information of the position measuring unit 200 and is a device for acquiring position information of the position measuring unit 200. The GPS module 220 includes GPS information of the position measuring unit 200, The position information of the position measuring unit 200 and the UAV 100 may be corrected through beacon communication information between the UAV 100 and the beacon communication information.

이벤트 발생모듈(230)은 위치측정유닛(200)에 고장이 발생하거나 작동 불능상태를 탐지하여 무인 비행체(100)를 통해 메인유닛(300)에 이벤트 정보를 제공함으로써 무인 비행체(100)의 충돌을 사전에 방지하기 위한 기능을 한다.The event generating module 230 detects a failure or an inoperable state of the position measuring unit 200 and provides event information to the main unit 300 through the unmanned air vehicle 100 to detect a collision of the unmanned air vehicle 100 It functions to prevent it in advance.

전원모듈(240) 및 태양광발전모듈(250)은 최대한 외부로부터 전력을 공급받지 않고 장기간 사용하기 위한 것으로서 태양광 발전에 의해 지속적인 전력 공급이 가능하다.The power module 240 and the photovoltaic power generation module 250 are used for a long period of time without being supplied with power from the outside as much as possible and can continuously supply power by the photovoltaic power generation.

상기와 같이 구성되는 위치측정유닛(200)으로부터 생성되는 각종 정보는 RF 모듈(210)을 통해 블루투스 및 비콘과 같은 통신수단에 의해 무인 비행체(100)로 전달되고, 무인 비행체(100)는 자체 정보 및 위치측정유닛(200)으로부터 전달된 정보를 메인유닛(300)에 제공한다.Various information generated from the position measuring unit 200 configured as described above is transmitted to the unmanned air vehicle 100 through communication means such as Bluetooth and beacon via the RF module 210. The unmanned air vehicle 100 transmits its own information And information transmitted from the position measurement unit 200 to the main unit 300.

메인유닛(300)은 위치측정유닛(200) 및 무인 비행체(100)로부터 전달된 정보를 통해 가상의 장애물 모델을 실시간으로 설정하고, 가상의 장애물 모델에 기반하여 실시간으로 무인 비행체(100)의 비행궤적을 설정함으로써 무인 비행체(100)의 충돌을 방지할 수 있다. 또한, 메인유닛(300)은 무인 비행체(100)로부터 전달된 촬영정보와 BIM 정보와 같은 건설 구조체에 대한 설계 정보 및 시공정보를 이용하여 현재 건설 중인 건설 구조체에 대한 3D 정보를 구축함으로써 시공상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 구성된다.The main unit 300 sets a virtual obstacle model in real time based on the information transmitted from the position measurement unit 200 and the unmanned air vehicle 100 and displays the virtual obstacle model in real time on the basis of a virtual obstacle model By setting the trajectory, collision of the UAV 100 can be prevented. In addition, the main unit 300 constructs the 3D information on the construction structure currently being constructed by using the design information and the construction information on the construction structure such as the photographing information and the BIM information transmitted from the UAV 100, So that it can be confirmed in real time.

메인유닛(300)은 무인 비행체(100)와 위치측정유닛(200)으로부터 전달된 위치정보를 통해 각각의 정확한 위치정보를 보정하는 위치정보 보정모듈(310)과; 위치정보 보정모듈(310)과 건설 구조물의 설계정보에 기반하여 건설 구조물 모델 및 가상의 장애물 모델을 설정하는 구조물 정보모듈(320)과; 위치정보 보정모듈(310)에 의해 생성된 위치정보에 기반하여 가상의 장애물 모델과의 간섭을 고려함으로써 무인 비행체(100)의 비행궤도를 설정하는 궤도생성모듈(330)과; 구조물 정보모듈(330)에 의해 설정된 건설 구조물 모델에 무인 비행체(100)로부터 전송된 촬영정보를 맵핑하여 3D 모델링을 구축하는 3D 정보 생성모듈(340)과; 궤도생성모듈(320)에 의해 설정된 비행궤도에 따라 무인 비행체(100)를 제어하는 제어모듈(350)과; 송수신모듈(360)을 포함한다.The main unit 300 includes a positional information correction module 310 for correcting accurate positional information through the positional information transmitted from the unmanned air vehicle 100 and the position measurement unit 200; A structure information module 320 for setting a construction model and a virtual obstacle model based on the position information correction module 310 and the design information of the construction structure; An orbit generation module 330 for setting a flight trajectory of the unmanned air vehicle 100 considering interference with a virtual obstacle model based on the position information generated by the position information correction module 310; A 3D information generating module 340 for constructing 3D modeling by mapping the photographing information transmitted from the UAV 100 to a construction structure model set by the structure information module 330; A control module (350) for controlling the unmanned air vehicle (100) according to a flight trajectory set by the trajectory generation module (320); And a transmission / reception module 360.

위치정보 보정모듈(310)은 무인 비행체(100) 및 위치측정유닛(200)로부터 전달된 GPS 정보와 비콘정보를 통해 무인 비행체(100) 및 위치측정유닛(200)의 정확한 위치정보를 설정할 수 있다.The position information correction module 310 can set accurate position information of the unmanned air vehicle 100 and the position measurement unit 200 through the GPS information and the beacon information transmitted from the unmanned air vehicle 100 and the position measurement unit 200 .

일반적으로 GPS 정보는 주변 상황에 따라 수미터의 오차가 발생할 수 있다. 따라서, GPS 정보와 기기간의 비콘정보를 통해 정확한 위치 보정을 할 수 있다.Generally, the GPS information may be error of several meters depending on the surrounding situation. Therefore, accurate position correction can be performed through GPS information and beacon information between devices.

먼저, 위치정보 보정모듈(310)은 위치측정유닛(200)으로부터 전달된 GPS 정보와 위치정보 보정모듈(310)이 설치된 위치의 구조물 설계상의 위치정보를 비교하여 오차범위(k)를 설정한다. 가령, 도 2와 같은 경우 크레인의 설치위치를 BEM과 같은 설계상의 위치정보와 매칭시켜 정확한 위치보정을 실시한다.First, the position information correction module 310 compares the GPS information transmitted from the position measurement unit 200 with the position information on the structure design of the position where the position information correction module 310 is installed to set the error range k. For example, in the case of FIG. 2, the installation position of the crane is matched with the position information on the design such as the BEM to perform accurate position correction.

그리고, 무인 비행체(100)로부터 전달된 GPS 정보와 위치측정유닛(200)과 무인 비행체(100) 상호간의 비콘 정보를 통해 위치측정유닛(200)과 무인 비행체(100)의 실제 거리를 산출할 수 있고, 보정된 위치측정유닛(200)의 기준 위치정보를 기준으로 오차범위(k)를 고려하여 무인 비행체(100)의 GPS 위치정보를 보정할 수 있다.The actual distance between the position measurement unit 200 and the unmanned air vehicle 100 can be calculated through the GPS information transmitted from the unmanned air vehicle 100 and the beacon information between the position measurement unit 200 and the unmanned air vehicle 100 And the GPS position information of the UAV 100 can be corrected in consideration of the error range k based on the reference position information of the corrected position measurement unit 200.

상기와 같이 위치정보 보정모듈(310)에 의해 각 장치의 위치정보가 보정되면, 구조물 정보모듈(330)이 궤도보정된 위치정보에 기반하여 BEM과 같은 건설 구조물의 설계정보를 통해 건설 구조물 모델 및 가상의 장애물 모델을 설정한다.When the positional information of each device is corrected by the positional information correction module 310 as described above, the structure information module 330 determines the structure model and the model of the construction structure through the design information of the construction structure such as BEM based on the orbit- Set up a virtual obstacle model.

건설 구조물 모델은 BIM과 같은 설계정보로부터 건설 구조물의 외곽 데이터만 추출하여 형성될 수 있고, 가상의 장애물 모델은 위치측정유닛(200)의 각 측정위치와 건설중장비의 종류를 입력하여 구축될 수 있다.The construction model can be formed by extracting only the outline data of the construction structure from the design information such as BIM, and the virtual obstacle model can be constructed by inputting each measurement position of the position measurement unit 200 and the type of the heavy construction equipment .

궤도생성모듈(320)은 위치정보 보정모듈(310)에 의해 생성된 위치정보와 구조물 정보모듈(330)에 의해 생성된 건설 구조물 모델 및 가상의 장애물 모델을 이용하여 무인 비행체(100)의 비행궤적을 설정할 수 있다.The trajectory generation module 320 generates the trajectory of the unmanned air vehicle 100 using the position information generated by the position information correction module 310, the construction structure model generated by the structure information module 330 and the virtual obstacle model, Can be set.

궤도생성모듈(320)은 위치정보, 건설 구조물 모델, 및 가상의 장애물 모델에 근거하여 위험영역(S1)과 안전영역(S2)을 설정하고 안전영역(S1)에서만 비행궤도가 설정되도록 할 수 있다. 위험영역(S1) 및 안전영역(S2)은 가상의 장애물 모델이 정지할 때와 동작할 때로 구분하여 설정될 수 있다.The trajectory generation module 320 sets the dangerous area S 1 and the safe area S 2 based on the location information, the construction model, and the virtual obstacle model so that the flight trajectory is set only in the safe area S 1 can do. The dangerous area S 1 and the safe area S 2 can be set separately when the virtual obstacle model is stopped and when the virtual obstacle model is operated.

먼저, 가상의 장애물 모델이 크레인인 경우, 크레인 선단이 움직이지 않을 때, 즉 크레인 선단의 각속도(w)가 0일 때, 궤도생성모듈(320)은 크레인이 움직이면서 형성하는 평면상의 원 궤적에서 크레인을 기준으로 시계방향 및 반시계방향으로 소정각도(θ1, θ2)만큼 이격된 부채꼴 형태의 위험영역(S1)을 설정할 수 있다. 그리고, 위험영역(S1)을 제외한 나머지 원 궤적은 안전영역(S2)으로 구분된다.First, when the virtual obstacle model is a crane, when the tip of the crane does not move, that is, when the angular velocity w of the crane tip is zero, the trajectory generation module 320 detects the trajectory of the crane (S 1 ) spaced by a predetermined angle (? 1 ,? 2 ) in the clockwise direction and the counterclockwise direction on the basis of the reference angle? The remaining trajectories excluding the dangerous area S 1 are classified into the safety area S 2 .

그리고, 크레인이 동작할 때, 즉 크레인 선단의 각속도(w)가 wt일 때, 궤도생성모듈(320)은 크레인이 움직이면서 형성하는 평면상의 원 궤적에서 크레인을 기준으로 크레인의 이동방향으로 각속도(w)를 고려하여 위험영역(S1)을 설정한다.When the crane is operated, that is, when the angular velocity w of the crane tip is w t , the orbit generating module 320 calculates the angular velocity (in the direction of movement of the crane) w) is taken into consideration to set the dangerous area S 1 .

이때, 위험영역(S1)은 각속도(w)에 함수 비례하여 설정될 수 있는데, “S1 = k*w(k는 비례상수)” 내지 “S1 = f(w)”로 설정될 수 있다. 여기서 비례상수 k나 함수 f(x)는 안전위험도나 경험식에 의해 설정될 수 있다.At this time, the dangerous area S 1 can be set in a function of the angular speed w, which can be set to "S 1 = k * w (k is a proportional constant)" to "S 1 = f have. Here, the proportional constant k or the function f (x) can be set by a safety risk or an empirical equation.

이러한 관계는 각속도(w)가 높을 경우 크레인 선단의 이동속도가 증가하는 것으로써 무인 비행체(100)와의 충돌범위가 넓기 때문에 위험영역(S1)을 넓게 설정하고, 각속도(w)가 낮은 경우에는 그 반대로 위험영역(S1)을 좁게 설정하기 위함이다.This relationship increases the moving speed of the crane tip when the angular speed w is high and thus sets the dangerous area S 1 to be wide because the range of collision with the unmanned object 100 is wide and when the angular speed w is low On the contrary, the risk area S 1 is set to be narrow.

그리고, 크레인이 동작할 때 설정되는 위험영역(S1)이나 안전영역(S2)은 시간 함수에 의해 실시간으로 설정되도록 함으로써, 무인 비행체(100)와의 간격을 실시간으로 보정하여 설정할 수 있다.And, when the crane is operating settings risk area (S 1) or the safety area (S 2) can be set to correct in real time the distance between the unmanned air vehicle 100 by to be set in real time by a function of time.

위와 같이 궤도생성모듈(330)은 위험영역(S1) 및 안전영역(S2)을 설정할 수 있고, 크레인의 높이(도 2에서 h1 및 h2 중 큰 값)를 고려하여 3차원적인 영역 설정도 가능하다. As described above, the trajectory generation module 330 can set the dangerous area S 1 and the safe area S 2 , and the three-dimensional area S 3 and the safety area S 2 can be set in consideration of the height of the crane (a large one of h 1 and h 2 in FIG. 2) It is also possible to set.

3D 정보 생성모듈(340)은 구조물 정보모듈(330)에 의해 설정된 건설 구조물 모델에 무인 비행체(100)로부터 전송된 촬영정보를 맵핑하여 3D 모델링을 구축한다. 즉, 무인 비행체(100)의 촬영모듈(110)에 의해 촬영된 이미지를 건설 구조물 모델의 해당 지점에 맵핑시킴으로써 실시간으로 건설 현장을 모니터할 수 있다.The 3D information generation module 340 constructs 3D modeling by mapping the photographing information transmitted from the UAV 100 to the construction structure model set by the structure information module 330. That is, the construction site can be monitored in real time by mapping an image photographed by the photographing module 110 of the unmanned aerial vehicle 100 to a corresponding point of the construction structure model.

제어모듈(350)은 궤도생성모듈(330)에 의해 생성된 비행궤도를 따라 무인 비행체(100)의 비행을 제어할 수 있다.The control module 350 may control the flight of the UAV 100 along the flight trajectory generated by the trajectory generation module 330.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템은 무인 비행체(100)와 위치측정유닛(200)의 위치정보 보정에 의해 정확한 위치를 산출하고 이를 BIM과 같은 설계정보와 매칭시켜 위험영역과 안전영역을 설정할 수 있으며, 건설중장비의 작동시와 휴지시를 구분하여 위험영역과 안정영역을 설정함으로써 무인 비행체(100)와의 간섭을 최소화할 수 있으며, 무인 비행체(100)에 의해 촬영되는 영상정보를 구조물 모델과 맵핑시켜 건설 구조물의 시공상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.The construction site management system using the unmanned aerial vehicle considering the construction heavy equipment according to the present invention as described above calculates the accurate position by correcting the position information of the unmanned air vehicle 100 and the position measurement unit 200, The risk area and the safe area can be set by matching the information with the information and the dangerous area and the stable area can be set by dividing the operation time of the heavy construction equipment and the stopping time to minimize the interference with the unmanned air vehicle 100, ) Is mapped with the structure model, and the construction state of the construction structure can be monitored in real time.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

100: 무인 비행체 110 : 촬영모듈
120 : 송수신모듈 130 : 디텍팅모듈
140 : GPS 모듈 150 : 비행제어모듈
200 : 위치측정유닛 210 : RF 모듈
220 : GPS 모듈 230 : 이벤트 발생모듈
240 : 전원모듈 250 : 태양광발전모듈
300 : 메인유닛 310 : 위치정보 보정모듈
320 : 구조물 정보모듈 330 : 궤적생성모듈
340 : 3D 정보생성모듈 350 : 제어모듈
360 : 송수신 모듈100: unmanned aerial vehicle 110: photographing module
120: Transmitting / receiving module 130: Detecting module
140: GPS module 150: Flight control module
200: Position measurement unit 210: RF module
220: GPS module 230: Event generating module
240: power module 250: solar module
300: main unit 310: position information correction module
320: Structure information module 330: Trajectory generation module
340: 3D information generation module 350: Control module
360: Transmitting / receiving module

Claims (16)

건설 구조물 주변을 비행하면서 건설 구조물 외관을 촬영하여 모니터하는 무인 비행체;
상기 무인 비행체와 무선통신하고, 건설 중장비의 전체 외곽형태를 추정할 수 있는 상기 건설 중장비의 소정 위치에 설치되며, 상기 건설 중장비의 작업위치를 측정하여 위치정보를 전달하는 하나 이상의 위치측정유닛;및
상기 위치측정유닛과 무선통신하고, 상기 위치측정유닛의 위치정보에 따라 상기 건설 중장비와 실질적으로 대응하는 가상의 장애물 모델을 형성하여 상기 무인 비행체의 비행궤도를 설정하는 메인유닛을 포함하되,
상기 메인유닛은
상기 무인 비행체 또는 상기 위치측정유닛으로부터 전달된 위치정보를 통해 정확한 위치정보로 보정하는 위치정보 보정모듈;
상기 보정된 위치정보와 건설 구조물의 설계정보에 기반하여 건설 구조물 모델 및 가상의 장애물 모델을 설정하는 구조물 정보모듈;
상기 보정된 위치정보와 상기 건설 구조물 모델 또는 상기 장애물 모델을 고려하여 무인 비행체의 비행궤도를 설정하는 궤도생성모듈;
상기 구조물 정보모듈에 의해 생성된 건설 구조물 모델에 상기 무인 비행체로부터 전송된 건설 구조물 촬영정보를 맵핑하여 3D 모델링을 구축하는 3D 정보 생성모듈;및
상기 궤도생성모듈에 의해 설정된 비행궤도에 따라 상기 무인 비행체의 비행을 제어하는 제어모듈을 포함하고,
상기 위치정보 보정모듈은
상기 위치측정유닛 및 상기 무인 비행체로부터 전달된 GPS 정보를 상기 위치측정유닛과 상기 무인 비행체 간의 비콘정보와 비교하여 위치정보를 보정하고,
상기 구조물 정보모듈은
상기 위치측정유닛의 보정된 위치정보와 건설중장비 종류에 기반하여 가상의 장애물 모델을 설정하고,
상기 궤도생성모듈은
상기 보정된 위치정보, 상기 건설 구조물 모델, 및 상기 가상의 장애물 모델에 근거하여 위험영역과 안전영역을 구분하여, 안전영역을 기반하여 궤도를 생성하도록 구성되고, 상기 건설 중장비가 작동할 때와 정지할 때를 구분하여 상기 위험영역 및 상기 안전영역을 설정하도록 구성되고, 상기 건설 중장비가 작동할 때, 상기 건설 중장비의 작동속도를 고려하여 상기 위험영역 및 상기 안전영역을 설정하도록 구성되는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.
A unmanned aerial vehicle that photographs and monitors the exterior of a construction structure while flying around the construction structure;
At least one position measuring unit installed at a predetermined position of the heavy construction equipment capable of wirelessly communicating with the unmanned aerial vehicle and capable of estimating the entire outer shape of the heavy construction equipment and measuring the working position of the heavy construction equipment and transmitting the position information;
And a main unit for wirelessly communicating with the position measurement unit and forming a virtual obstacle model substantially corresponding to the construction heavy equipment in accordance with the position information of the position measurement unit to set a flight trajectory of the unmanned air vehicle,
The main unit
A position information correction module for correcting the position information to accurate position information through the position information transmitted from the unmanned air vehicle or the position measurement unit;
A structure information module for setting a construction model and a virtual obstacle model based on the corrected position information and the design information of the construction structure;
An orbit generation module for setting a flight trajectory of the unmanned aerial vehicle considering the corrected position information and the construction structure model or the obstacle model;
A 3D information generation module for mapping the construction structure photographing information transmitted from the unmanned air vehicle to the construction structure model generated by the structure information module to construct 3D modeling;
And a control module for controlling the flight of the unmanned air vehicle according to a flight trajectory set by the trajectory generation module,
The position information correction module
The position information is corrected by comparing GPS information transmitted from the position measurement unit and the unmanned air vehicle with beacon information between the position measurement unit and the unmanned air vehicle,
The structure information module
Setting a virtual obstacle model based on the corrected position information of the position measurement unit and the type of heavy construction equipment,
The orbit generation module
And generating a trajectory based on the safe area by distinguishing the dangerous area and the safe area based on the corrected position information, the construction model, and the virtual obstacle model, And setting the risk zone and the safe zone in consideration of an operating speed of the heavy construction equipment when the heavy equipment is operated
Construction site management system using unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 위치측정유닛은
상기 건설 중장비의 외곽 테두리 내지 끝단에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.
The method according to claim 1,
The at least one position measurement unit
And are installed at the outer edges or ends of the heavy construction equipment, respectively
Construction site management system using unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
제1항에 있어서,
상기 메인유닛은
상기 건설 구조물의 설계 정보에 상기 무인 비행체로부터 전송된 촬영정보를 맵핑하여 3D 모델링을 작성하는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.
The method according to claim 1,
The main unit
3D modeling is created by mapping the photographing information transmitted from the unmanned aerial vehicle to the design information of the construction structure
Construction site management system using unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
제1항에 있어서,
상기 메인유닛은
상기 위치측정유닛과 상기 무인 비행체로부터 전달된 GPS 정보와 비콘 정보를 이용하여 상기 위치측정유닛 및 상기 무인 비행체의 위치정보를 보정하는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.
The method according to claim 1,
The main unit
And the position information of the position measurement unit and the unmanned air vehicle is corrected using the GPS information and the beacon information transmitted from the position measurement unit and the unmanned air vehicle
Construction site management system using unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
제1항에 있어서,
상기 무인 비행체는
상기 건설 구조물의 외관을 촬영하는 촬영모듈;
상기 위치측정유닛 또는 상기 메인유닛과 무선통신하기 위한 송수신 모듈;
상기 무인 비행체의 위치정보를 측정하기 위한 GPS 모듈;및
상기 메인유닛으로부터 전달받은 비행궤적 정보에 따라 상기 무인 비행체의 비행을 제어하는 비행제어모듈을 포함하는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.
The method according to claim 1,
The unmanned aerial vehicle
A photographing module for photographing an appearance of the construction structure;
A transmission / reception module for wireless communication with the position measurement unit or the main unit;
A GPS module for measuring position information of the unmanned air vehicle;
And a flight control module for controlling the flight of the unmanned air vehicle according to the flight trajectory information received from the main unit
Construction site management system using unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
제5항에 있어서,
상기 무인 비행체는
건설현장 상태의 변화나 주변 지형지물 존재를 디텍팅하는 디텍팅모듈을 더 포함하는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.
6. The method of claim 5,
The unmanned aerial vehicle
Further comprising a detecting module for detecting a change in the construction site condition or the presence of surrounding features
Construction site management system using unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
제6항에 있어서,
상기 디텍팅모듈은,
상기 건설현장 상태의 변화를 디텍팅하는 온도센서나 연기감지센서를 포함하는 상황정보 디텍팅 모듈; 및
상기 주변 지형지물 존재를 디텍팅하는 초음파센서를 포함하는 물체 디텍팅 모듈을 포함하는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.
The method according to claim 6,
The detaching module includes:
A situation information detection module including a temperature sensor or a smoke detection sensor for detecting changes in the construction site state; And
And an object detection module including an ultrasonic sensor for detecting the presence of the surrounding feature
Construction site management system using unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
제1항에 있어서,
상기 위치측정유닛은
상기 무인 비행체와 무선통신하기 위한 RF 모듈;및
상기 위치측정유닛의 위치를 측정하기 위한 GPS 모듈을 포함하는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.
The method according to claim 1,
The position measuring unit
An RF module for wireless communication with the unmanned aerial vehicle;
And a GPS module for measuring the position of the position measurement unit
Construction site management system using unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
제8항에 있어서,
상기 RF 모듈은
비콘(beacon)으로 구성되는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.
9. The method of claim 8,
The RF module
Beacon
Construction site management system using unmanned aerial vehicle considering construction heavy equipment.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 궤도생성모듈은
상기 위험영역과 상기 안전영역을 3차원 영역으로 설정하는
건설중장비를 고려한 무인비행체를 이용한 건설현장 관리시스템.The method according to claim 1,
The orbit generation module
And setting the danger zone and the safe zone as a three-dimensional zone
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