KR101866609B1 - 지능형 소음감시장치 및 이를 이용한 소음감시방법 - Google Patents

지능형 소음감시장치 및 이를 이용한 소음감시방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지능형 소음감시장치에 관한 것으로, 자동 비행이 가능한 이동모듈과, 상기 이동모듈에 탑재되어 소음 측정 대상의 소음을 측정하는 소음측정모듈과, 상기 이동모듈 및 소음측정모듈을 제어하는 컨트롤 모듈과, 지상관제센터와 통신하는 통신 모듈을 포함하며, 소음 측정 대상 지역 내를 비행하며 상기 소음 측정 대상의 소음값을 측정하여 이상 소음 여부를 판단한다. 본 발명에 따르면, 비행이 가능한 무인기를 이용해 넓은 대상 지역을 자동으로 비행하며 측정 대상의 소음을 실시간으로 측정하고 기준치와 비교 분석하여 이상 소음을 자체적으로 판단할 수 있으므로 사용자가 직접 측정 작업을 하지 않아도 되어 소음 측정 작업이 간편해지고 작업 효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

지능형 소음감시장치 및 이를 이용한 소음감시방법{Intelligent noise monitoring device and noise monitoring method using it}
본 발명은 지능형 소음감시장치 및 이를 이용한 소음감시방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상 지역의 소음을 실시간으로 측정하고 기준치와 비교 분석하여 이상 소음을 자체적으로 판단할 수 있는 지능형 소음감시장치 및 이를 이용한 소음감시방법에 관한 것이다.
일반적으로 공장이나 공사장, 도로, 철도, 자동차 등에서는 소음과 진동이 발생하며, 소음과 진동이 어느 정도 수준 이상으로 발생함으로써 생길 수 있는 피해를 방지하기 위해 소음진동 배출허용기준이 정해져 있다.
생활소음의 규제 기준은 주거지역, 상업지역, 준공업지역, 일반공업지역, 취락지역 중 거주지 외 지역 등 지역의 사용 용도에 따라 규제 기준이 상이하다.
준공업지역이나 일반공업지역에 위치한 공장 등의 시설물은 정해진 규제 기준 이하로 소음과 진동 발생이 유지되도록 관리하고 있다. 현재는 소음 측정을 위해 작업자가 일일이 소음 측정기를 휴대하여 목표 지역을 돌아다니며 소음을 측정하거나, 한국특허공개 2012-0082304에 개시된 바와 같이, 특정 장소에 고정형으로 설치된 소음측정 장치를 통해 소음을 측정하고 있다.
그러나 공장 등의 시설물은 그 규모가 소형부터 대형까지 다양한 규모로 조성되는데다, 시설물 내에는 소음 발생원이 되는 다양한 기계장치들이 설치되어 있다. 이러한 기계장치들은 항상 동일한 소음을 내는 것이 아니라 주변 환경이나 작동 상태 등에 따라 소음의 크기가 작아지기도 하고 커지기도 하며, 비정상적으로 큰 소음이 발생하는 경우도 있다.
그런데 고정형으로 설치된 소음측정기나 작업자가 휴대하여 사용하는 소음 측정기로는 이러한 비정상적인 소음 발생 시 즉각적인 대처가 어려우며, 실시간으로 소음을 감시하기 어려운 단점이 있다.
한국특허공개 2012-0082304(공개일 2012. 07. 23)
본 발명의 목적은 넓은 대상 지역을 비행하며 자동으로 측정 대상의 소음을 실시간으로 측정하고 기준치와 비교 분석하여 이상 소음을 자체적으로 판단할 수 있는 지능형 소음감시장치 및 이를 이용한 소음감시방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 지능형 소음감시장치는, 자가 이동이 가능한 이동모듈과, 상기 이동모듈에 탑재되어 소음 측정 대상 지역 또는 상기 소음 측정 대상 지역 내에 위치한 소음 측정 대상의 소음값을 측정하는 소음측정모듈과, 상기 이동모듈 및 소음측정모듈을 제어하는 컨트롤 모듈과, 지상관제센터와 통신하는 통신 모듈을 포함하며, 상기 컨트롤 모듈은, 설정 시간 또는 설정 기간 동안 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 측정해 만들어진 정상 소음 상태의 소음 기준값과 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 비교하여 이상 소음 여부를 판단하며, 상기 컨트롤 모듈은 상기 이동모듈의 경로를 제어하는 경로제어부와, 상기 소음측정모듈을 제어하는 소음측정제어부와, 상기 소음측정모듈로부터 측정된 소음값을 분석하여 상기 이상 소음 여부를 판단하는 연산제어부와, 상기 이동모듈의 충전 및 전원을 제어하는 충전제어부와, 기 설정된 데이터 및 상기 지상관제센터로부터 전송 받은 업데이트 데이터를 관리하는 설정제어부를 포함하고, 상기 경로제어부는 초기 설정 시 맵 정보가 저장되며, 상기 맵 정보가 없거나 상기 소음 측정 대상 지역의 변동에 의해 상기 맵 정보가 변경되는 경우 새로 추가된 상기 소음 측정 대상의 소음값 정보 및 해당 위치에서의 상기 이동모듈의 위치 정보를 맵 정보에 반영하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동모듈은 자가 비행이 가능한 무인 비행수단을 포함하고, 상기 소음측정모듈은 음향 카메라를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤 모듈은 상기 이동모듈의 경로를 제어하는 경로제어부와, 상기 소음측정모듈을 제어하는 소음측정제어부와, 상기 소음측정모듈로부터 측정된 소음값을 분석하여 상기 이상 소음 여부를 판단하는 연산제어부와, 상기 이동모듈의 충전 및 전원을 제어하는 충전제어부와, 기 설정된 데이터 및 상기 지상관제센터로부터 전송 받은 업데이트 데이터를 관리하는 설정제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤 모듈은 상기 소음 측정 대상 지역의 맵(map) 정보, 상기 맵 정보에 매핑(mapping)된 상기 소음 측정 대상지역 내에서의 위치 정보, 상기 이동모듈이 이동할 설정 경로를 저장하고, 상기 맵 정보 및 설정 경로의 변경 시 이를 저장하고 업데이트하는 것이 바람직하다.
상기 컨트롤 모듈은 경로 상 장애물을 회피하기 위한 목적, 긴급 충전의 목적, 상기 소음 측정 대상 지역의 경계지의 소음 측정 목적 중 어느 하나의 목적으로 상기 설정 경로가 변경될 때 변경 경로를 저장하고, 상기 변경 경로와 상기 설정 경로를 비교하여 상기 설정 경로로의 복귀를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 소음측정제어부는 상기 소음 측정 대상 지역에 진입 시 상기 소음측정모듈을 작동시키고, 소음측정 작업 완료 후 상기 소음 측정 대상 지역을 이탈하면 상기 소음측정모듈을 정지시킬 수 있다.
상기 연산제어부는 상기 소음측정모듈에서 측정된 소음값을 미리 저장된 상기 정상 소음 상태의 소음 기준값과 비교하여 상기 소음값이 정상 소음인지 또는 이상 소음인지를 판단하고, 상기 소음값이 이상 소음이라고 판단되면 상기 이상 소음이 발생된 상기 소음 측정 대상의 정보를 상기 통신 모듈을 통해 상기 지상관제센터로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 연산제어부는 상기 소음값이 이상 소음이라고 판단되면 상기 소음측정제어부에 신호를 보내 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 거리 별로 재측정하는 것이 바람직하다.
상기 충전제어부는 상기 이동모듈의 충전량 또는 충전시기를 체크하고, 상기 충전량 또는 충전시기에 따라 충전 스테이션으로 이동하도록 상기 이동모듈을 제어할 수 있다.
상기 설정제어부는 상기 통신 모듈을 통해 상기 지상관제센터와 통신하여 상기 맵 정보의 변경 여부, 상기 기 설정 데이터의 업데이트 정보, 상기 설정 경로의 변경 여부 중 어느 하나를 포함하는 상기 업데이트 데이터의 존재 여부를 판단하여 상기 업데이트 데이터를 전송 받아 상기 기 설정 데이터에 반영할 수 있다.
상기 통신 모듈은 GPS 수신모듈을 포함하며, 상기 GPS수신모듈을 통해 상기 소음 측정 대상 지역 내에서의 GPS 좌표를 판별해 상기 맵 정보에 매핑하고, 상기 매핑한 정보를 상기 경로제어부로 전달하는 것이 특징이다.
상기 소음값 및 기준값은 데시벨(dB), 주파수, 소음패턴 중 어느 하나의 형태를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 지능형 소음감시장치를 이용한 소음감시방법은 이동모듈 및 소음측정모듈을 제어하는 컨트롤 모듈에 저장된 설정 경로를 따라 자가 이동이 가능한 상기 이동모듈의 구동에 의해 소음감시장치가 소음 측정 대상 지역에 진입하는 경로 진입 단계와, 상기 설정 경로를 따라 운행하면서 상기 이동모듈에 탑재된 소음측정모듈로 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 측정하는 운행 단계와, 상기 컨트롤 모듈에서 설정 시간 또는 설정 기간 동안 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 측정해 만들어진 정상 소음 상태의 소음 기준값과 상기 측정된 소음값을 비교하는 판단 단계와, 상기 컨트롤 모듈이 상기 판단 단계에서 상기 소음값이 정상 소음이라고 판단하면 상기 소음감시장치의 이동을 제어하는 운행 유지 단계를 포함하고, 상기 경로제어부는 초기 설정 시 맵 정보가 저장되며, 상기 맵 정보가 없거나 상기 소음 측정 대상 지역의 변동에 의해 상기 맵 정보가 변경되는 경우 새로 추가된 상기 소음 측정 대상의 소음값 정보 및 해당 위치에서의 상기 이동모듈의 위치 정보를 맵 정보에 반영하는 것이 특징이다.
상기 컨트롤 모듈이 상기 판단 단계에서 상기 소음값이 이상 소음이라고 판단하면 상기 소음 측정 대상의 소음값을 거리 별로 재측정하는 재측정 단계와, 상기 재측정 단계에서 측정한 소음값이 상기 이상 소음인지를 판단하는 이상소음 판단 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤 모듈이 상기 이상소음 판단 단계에서 상기 소음값이 이상 소음으로 판단하면, 상기 소음 측정 대상 지역의 맵 정보에 상기 소음감시장치의 위치 정보를 매핑하는 매핑 단계와, 상기 매핑 단계 후 상기 지상관제센터와 통신하여 측정된 소음값과 상기 맵 정보를 전송하는 보고 단계와, 상기 보고 단계 후 상기 설정 경로로 복귀하는 운행 복귀 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 운행유지단계 이후 측정된 소음값을 상기 지상관제센터로 전송하는 보고 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 소음값 및 상기 정상 소음 상태의 소음 기준값은 데시벨(dB), 주파수, 소음패턴 중 어느 하나의 형태를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치 및 이를 이용한 소음감시방법은 자가 이동이 가능한 이동모듈을 이용해 넓은 대상 지역을 자가 이동하며 대상 지역 또는 측정 대상의 소음을 실시간으로 감지하고 기준치와 비교 분석하여 대상 지역의 이상 소음 발생 여부를 실시간으로 감지 및 판단할 수 있다. 따라서 사용자가 직접 측정 작업을 하지 않아도 되어 소음 측정 작업이 간편해지고 작업 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 지능형 소음감시장치 및 이를 이용한 소음감시방법은 이동모듈을 이용해 자동으로 자가 이동하며 대상 지역의 소음 데이터를 수집할 수 있으므로 소음 발생 맵(map)을 작성하는 등의 작업에도 투입될 수 있어 활용도가 높은 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치의 일 예를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치의 구성을 도시한 블록도,
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치의 작동 예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치의 소음 감시 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치 및 이를 이용한 소음감시방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치의 일 예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치(1)는 자가 이동이 가능한 이동모듈(100)과, 이동모듈(100)에 탑재되어 측정 대상의 소음을 측정하는 소음측정모듈(200)과, 이동모듈(100) 및 소음측정모듈(200)을 제어하는 컨트롤 모듈(300)과, 지상관제센터(3)와 통신하기 위한 통신 모듈(400)로 구성된다.
이동모듈(100)은 소음측정모듈(200), 컨트롤 모듈(300), 통신 모듈(400)을 탑재한 상태로 소음 측정 대상 지역을 자가 이동하며, 드론(drone) 등과 같은 무인 비행 수단으로 구현될 수 있다(이하에서는 편의상 이동모듈이 자가 비행이 가능한 무인 비행 수단인 경우를 예로 하여 설명하기로 한다). 이동모듈(100)은 실질적인 비행을 담당하는 비행부(110)와, 비행부(110)에 동력을 제공하기 위한 배터리(132)가 구비된 전원부(130)로 구성된다. 비행부(110)는 헬리콥터나 비행기와 유사한 형상을 가지며, 전원부(130)로부터 동력을 공급받아 비행하는 부분이다. 전원부(130)는 지상에 위치한 지상관제센터 또는 소음 측정 지역 내에 설치된 복수 개소의 충전 스테이션(recharge station)에서 충전된 후 비행부(110)에 동력을 공급한다. 전원부(130)는 컨트롤 모듈(300)과 연동되어 충전량이 어느 정도 남아있는지에 대한 데이터를 실시간으로 컨트롤 모듈(300)에 전송한다.
소음측정모듈(200)은 소음 측정 대상 지역 내 목표물의 소음을 측정하기 위한 구성으로, 예를 들면 음향 카메라(acoustic camera)를 포함할 수 있다. 음향 카메라는 일 방향의 소음만 측정하는 단방향 음향 카메라일 수 있고, 여러 방향의 소음을 측정하는 반구형 또는 구형의 다방향 음향 카메라일 수 있다(음향 카메라에 대해서는 공지기술이므로 상세한 설명을 생략하기로 함). 소음측정모듈(200)은 소음 측정 대상 지역 내를 비행하면서 목표물의 소음을 측정하여 컨트롤 모듈(300)로 측정값을 전송한다. 소음측정모듈(200)이 음향 카메라로 구현되는 경우, 열감지 카메라가 촬영 영상 위에 소음값을 색상 등고선으로 덧씌워 소음 레벨(dB)을 표시해준다. 이렇게 측정된 소음값은 컨트롤 모듈(300)에서 분석되어 이상 소음인지 정상 소음인지의 여부를 결정하게 된다.
컨트롤 모듈(300)은 지능형 소음감시장치(1)의 비행 경로를 설정 및 제어하는 경로제어부(310)와, 소음측정모듈(200)을 제어하는 소음측정제어부(330)와, 소음측정모듈(200)에서 측정한 소음값을 처리하는 연산제어부(350)와, 이동모듈(100)의 전원을 제어하는 충전제어부(370)와, 각종 설정 사항을 제어하는 설정제어부(390)로 구성된다.
경로제어부(310)는 지능형 소음감시장치(1)가 비행할 소음 측정 대상 지역에 대한 맵(map) 정보를 저장한다. 저장된 맵(map) 정보에는 지능형 소음감시장치(1)가 비행할 경로 정보 및 후술할 GPS 수신모듈(410)를 통해 획득한 소음 측정 대상 지역 내에서의 지능형 소음감시장치(1)의 위치 정보가 매핑되어 함께 저장된다. 경로제어부(310)는 지능형 소음감시장치(1)가 저장된 설정 경로를 따라 운행하도록 제어하며, 경로 이탈 시 변경 경로도 제어한다. 경로제어부(310)는 지능형 소음감시장치(1)의 비행 중 장애물이 발생하거나 긴급 충전, 경계지 소음 측정 등의 목적으로 경로가 변경될 때 변경된 경로를 저장하고, 변경 경로와 초기에 저장된 설정 경로를 비교해 설정 경로로 복귀시키는 역할을 한다.
갑작스러운 장애물의 발생으로 지능형 소음감시장치(1)가 설정 경로를 따라 운행하지 못하게 되면, 경로제어부(310)는 설정 경로와 장애물의 위치를 비교하여 최단거리를 거쳐 설정 경로로 복귀할 수 있도록 변경 경로를 설정 및 저장한다. 이를 위해 지능형 소음감시장치(1)에는 장애물 발생을 판단할 수 있는 위치 감지 센서, 거리 감지 센서 등의 추가적인 감지수단이 더 구비될 수 있다.
경로제어부(310)는 지능형 소음감시장치(1)의 초기 설정 시 맵 정보가 저장될 수 있으며, 맵 정보가 없거나 소음 측정 대상 지역의 변동에 의해 맵 정보가 변경되는 경우 새로 추가된 소음 측정 대상의 소음값 정보 및 해당 위치에서의 지능형 소음감시장치(1)의 위치 정보를 맵 정보에 반영하는데 도움이 될 수 있다. 즉, 새로 추가된 소음 측정 대상이 있고 맵 정보에 해당 대상이 없는 경우, 경로제어부(310)는 지상관제센터(3)에 해당 대상의 존재에 대해 알리고 소음측정제어부(330)와 연계하여 소음값을 측정해 지상관제센터(3)로 보낼 수 있다. 이 때 해당 대상의 위치는 소음값이 측정된 장소에 대응하는 지능형 소음감시장치(1)의 위치 정보에 의해 추정될 수 있다. 또는, 새로 추가된 소음 측정 대상에 대한 위치 정보가 작업자에 의해 미리 측정되어 있다면, 지상관제센터(3)를 통해 해당 정보가 경로제어부(310)로 전달될 수도 있다.
또한, 긴급 충전이나 경계지 소음 측정 등의 목적으로 설정 경로를 벗어나야 하는 경우, 설정 경로와 충전 스테이션(5) 또는 경계지의 소음 측정 대상과의 최단거리를 연산하여 변경 경로를 설정 및 저장한다.
전술한 바와 같이, 여러 목적으로 변경된 변경 경로는 경로제어부(310)에 저장되어 추후 동일한 패턴의 경로 변경 발생 시 기준값으로 사용될 수 있다.
소음측정제어부(330)는 소음측정모듈(200)을 제어하며, 경로제어부(310)와 연동하여 소음 측정 대상 지역에 진입하면 소음측정모듈(200)을 작동시켜 소음 측정 대상 지역의 소음 발생을 실시간으로 감지할 수 있도록 한다. 소음측정제어부(330)는 소음 측정 작업이 모두 완료된 후 소음 측정 대상 지역을 벗어나면 소음측정모듈(200)의 동작을 중지시킨다. 필요한 경우, 소음 측정 대상이 없는 지역을 비행할 때에는 절전을 위해 소음측정모듈(200)의 작동을 잠시 중지시킬 수도 있다. 그러나 기본적으로 소음측정제어부(330)는 소음측정모듈(200)이 소음 측정 대상 지역 내에서 지속적으로 작동할 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 소음측정제어부(330)는 소음 측정 대상 지역 내에서 기준값을 벗어나는 이상 소음이 감지되는 경우, 또는 소음 측정 대상 지역 내 소음 측정 대상에서 이상 소음이 감지되는 경우 재측정을 위해 경로제어부(310) 및 이동모듈(100)로 신호를 전송한다. 경로제어부(310)의 신호 및 이동모듈(100)의 작동에 따라 지능형 소음감시장치(1)가 이상 소음이 발생한 지역 또는 대상에 근접하여 다시 한번 소음값을 측정하게 되며, 필요에 따라 재측정 작업은 복수 회 진행될 수 있다. 재측정된 소음값은 연산제어부(350)로 전송되어 이상 소음 여부를 판단한다.
연산제어부(350)는 소음측정모듈(200)에서 측정된 소음값을 기준값과 비교함으로써 측정된 소음이 이상 소음인지 정상 소음(기준값 이하에 해당하는 소음값)인지를 판단한다. 이를 위해 연산제어부(350)는 맵 정보와 연동하여 맵 정보에 매핑되어 있는 소음 측정 대상 별로 정상 소음에 해당하는 소음 기준값을 저장하고 있다. 소음값 및 및 기준값은 데시벨(dB) 단위 또는 주파수로 측정 및 비교될 수 있다. 이 경우, 기준 데시벨 이상으로 소음이 발생하거나 소음 측정 대상 별로 저장되어 있는 주파수가 아닌 다른 주파수의 소음이 발생하는 경우 이상 소음으로 진단할 수 있다. 또는, 소음 측정 대상 별로 특정한 패턴의 소음이 일정하게 발생하는 것이 정상 소음이라면, 해당 소음 패턴에서 벗어나는지의 여부에 따라 정상 소음인지 이상 소음인지를 판단할 수도 있다. 정상 소음이라고 판단되면 지능형 소음감시장치(1)는 다음 소음 측정 대상으로 이동하며, 비정상 소음이라고 판단되면 소음 발생원에 좀더 가까이 접근하여 소음을 재측정하며, 접근 거리 별로 재측정 회수는 미리 저장된 설정에 따른다.
연산제어부(350)의 기능은 소음 기준값이 설정되어 있지 않은 경우 기준값을 설정하는데에도 도움이 될 수 있다. 즉, 맵 정보에 매핑되어 있는 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상에 대해 설정 시간 동안 또는 설정 기간 동안 주기적으로 소음값을 측정한 후 해당 결과를 지상관제센터(3)로 전송한다(예를 들어, 설정 시간이나 설정 기간은 24시간, 3일 등으로 설정될 수 있다). 지상관제센터(3)에서는 소음 발생 패턴을 분석해 분석된 소음 발생 패턴을 해당 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상에 대한 정상 소음 상태의 소음 기준값으로 설정하고 이를 맵 정보에 반영할 수 있다. 이렇게 만들어진 소음 기준값과 맵 정보는 지능형 소음감시장치(1)로 전송되어 이상 소음 판단을 위한 기준값으로 활용될 수 있다.
충전제어부(370)는 이동모듈(100)의 전원부(130)로부터 충전량 정보를 실시간으로 전송 받아 충전 시기를 실시간으로 체크하며, 충전량이 일정 수준 이하이면 경로제어부(310)로 신호를 전송해 지능형 소음감시장치(1)가 충전 스테이션(5)으로 이동할 수 있도록 한다. 충전제어부(370)는 지능형 소음감시장치(1)가 충전 스테이션(5)에서 충전되는 동안에도 충전량을 체크하며, 충전이 완료되면 다시 경로제어부(310)에 신호를 보내 지능형 소음감시장치(1)가 다시 설정 경로로 이동할 수 있도록 한다.
설정제어부(390)는 통신 모듈(400)을 통해 지상관제센터(3)와 통신하여 소음 측정 대상 지역에 대한 맵 정보의 변경 여부, 각종 설정 사항에 대한 업데이트 여부, 설정 경로 정보 등의 변경 사항이 있는지를 체크한다. 설정제어부(390)는 전술한 항목들 중 변경되거나 업데이트된 업데이트 데이터가 있는 경우, 지상관제센터(3)로부터 업데이트 데이터를 전송받아 경로제어부(310)나 연산제어부(350), 충전제어부(370) 등에 변경 내용이 반영되도록 한다.
통신 모듈(400)은 지상관제센터(3)와 충전 스테이션(5) 및 구동중인 다른 지능형 소음감시장치(1')와 통신하는 기능을 갖는다. 통신 모듈(400)은 GPS 수신모듈(410)를 구비할 수 있으며, GPS 수신모듈(410)를 통해 지능형 소음감시장치(1)의 비행 위치를 판별하여 맵 정보와 매핑시키고, 해당 정보를 경로제어부(310)로 전달한다. 지능형 소음감시장치(1)는 GPS 수신모듈(410)를 이용해 현재 비행중인 위치가 맵 상에서 어디에 위치하는지를 판단할 수 있다. 지상관제센터(3)는 소음 측정 대상 지역 내에서 소음 측정 대상의 위치를 지능형 소음감시장치(1)의 위치를 통해 추정하게 된다. 예를 들어, 지능형 소음감시장치(1)가 소음 측정 대상에 접근하면 해당 위치에서 지능형 소음감시장치(1)의 GPS 좌표값이 맵 정보에 매핑되므로, 해당 GPS 좌표값이 지능형 소음감시장치(1)가 측정한 소음 측정 대상의 위치에 대응하게 된다. 이러한 위치 정보는 소음 측정 대상 별로 맵 정보에 매핑되므로, 지상관제센터(3)에서는 해당 맵 정보를 통해 소음 측정 대상의 위치 정보를 추정할 수 있다. 즉, 지능형 소음감시장치(1)의 위치 정보를 통해 소음 측정 대상의 위치 정보가 산출되는 것이다.
또한, 지능형 소음감시장치(1)는 맵이 없는 지역에서 초기 작동 시에도 소음이 발생되는 대상물의 위치를 GPS 수신모듈(410) 정보와 매핑시킬 수 있으므로, 맵 작성에도 도움이 될 수 있다.
또한, 통신 모듈(400)은 지능형 소음감시장치(1)의 위치 별로 가장 가까운 충전 스테이션(5)의 위치를 실시간으로 감지하며, 주변에서 구동중인 다른 지능형 소음감시장치(1')의 위치 역시 실시간으로 감지하여 경로제어부(310)로 전달한다. 통신 모듈(400)을 통해 충전 스테이션(5) 및 다른 지능형 소음감시장치(1')의 위치가 경로제어부(310)로 전달되고, 경로제어부(310)에서는 전달된 데이터를 경로 변경에 반영한다.
한편, 전술한 지능형 소음감시장치(1)는 배터리의 충전 양이 정해져 있고 소음 측정 대상 지역 내에서 일정 시간 이상 비행 상태를 유지해야 하므로, 소음 측정 대상 지역이 지나치게 넓거나 비행 시간이 일정 시간 이상이 되는 경우 한 대의 지능형 소음감시장치(1)만으로는 소음 측정 대상 지역 전체를 커버하기 어려워진다. 따라서 이러한 점을 보완하기 위해 복수 대의 지능형 소음감시장치(1)를 운용하는 것이 바람직하다.
복수 대의 지능형 소음감시장치(1)를 운용하면 소음 측정 대상 지역을 일정 크기로 구획하여 각각의 지능형 소음감시장치(1)가 하나의 지역을 전담하도록 할 수 있다. 또한, 각각의 지능형 소음감시장치(1)는 소음 측정이 완료되기 전 충전 시기가 되어 충전 스테이션(5)으로 향하는 경우, 구획된 지역의 경계지 부근 또는 가장 가까운 곳에 위치한 지능형 소음감시장치(1)에 신호를 보내 다른 지능형 소음감시장치(1')가 소음 측정을 대신하게 할 수 있다. 충전이 완료된 후 해당 소음감시장치는 원래의 경로로 복귀하고, 지상관제센터(3)는 소음 측정을 대신한 소음감시장치로부터 측정한 소음값 및 경로 정보를 완충된 소음감시장치에 반영시킨다. 완충된 소음감시장치는 이미 소음 측정이 완료된 지역은 제외한 경로를 입력 받아 소음을 측정할 수 있다. 소음 측정을 대신하는 소음감시장치는 원래 담당하는 지역이 있으므로 다른 소음감시장치의 소음 측정 대상 지역 모두를 커버하는 것이 아닌, 원래 담당 지역과 다른 지역의 경계지 부근의 소음 측정 대상만을 목표로 하여 소음을 측정하는 것이 바람직하다. 이는 최대한 원래의 경로에서 벗어나지 않고 작업을 수행하고 원래의 경로로 복귀할 수 있도록 하기 위함이다. 소음 측정을 대신하는 지역의 면적이나 크기는 각 소음 측정 대상 지역 별로 미리 설정되어 각 지능형 소음감시장치(1)에 저장된다.
전술한 실시 예에서 컨트롤 모듈이 복수의 제어부로 구성된다고 하였으나, 이는 컨트롤 모듈 내에서의 제어 흐름에 따른 개념적인 구분일 뿐 각 구성이 모두 구비될 필요는 없으며 하나의 제어부에서 모두 제어되어도 무방하다.
이상에서 설명한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치에 있어서, 소음 측정 대상 지역에 투입된 지능형 소음감시장치가 소음을 측정하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치의 작동 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치의 소음 감시 방법을 도시한 순서도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 소음감시장치(1)는 경로제어부(310)에 미리 저장되어 있는 소음 측정 대상 지역을 비행하며 소음 측정 대상의 소음을 측정한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 지능형 소음감시장치(1)는 저장된 경로를 따라 소음 측정 대상 지역에 진입하며(경로 진입 단계, S100), 설정 경로를 따라 운행하면서 맵 정보에 매핑된 소음 측정 대상의 소음을 측정한다(운행 단계, S200). 측정된 소음값은 기준값과 비교되며(판단 단계, S300), 정상 범위 내의 소음인 경우 다음 소음 측정 대상으로 이동한다(운행 유지 단계, S400). 이러한 과정을 통해 소음 측정 작업이 완료되면 지상관제센터(3)와 통신하여 측정된 소음값과 맵 정보를 전송한다(보고 단계, S500).
판단 단계(S300)에서 측정된 소음값이 정상 범위 내의 소음이 아니거나 저장된 주파수 또는 소음 패턴과 다른 경우 이상 소음으로 판단된다. 이상 소음으로 판단되면 소음 발생 대상에 좀더 가까이 접근하여 소음을 재 측정하며, 소음 발생 대상까지의 거리를 단계 별로 나누어 복수 회 재측정을 진행하게 된다(재측정 단계, S310). 소음 발생 대상에 점차 가까이 다가가면서 소음을 측정한 후 그 결과를 분석해 이상 소음이 맞는지를 판단하게 되며(이상소음 판단 단계, S320), 이상 소음으로 판단되면 해당 위치의 지능형 소음감지장치(1)의 GPS 좌표값을 맵 정보와 매핑한 후(매핑 단계, S330) 지상관제센터(3)와 통신하여 측정된 소음값과 맵 정보를 전송한다(보고 단계, S340). 지상관제센터(3)와의 통신 후 지능형 소음감시장치(1)는 다음 소음 측정 대상으로 이동한다(운행 복귀 단계, S340).
지능형 소음감시장치(1)는 비행 중 설정 경로 상에 갑작스러운 장애물이 발생하는 경우, 저장된 맵 정보와 비교하여 장애물의 위치를 맵 정보에 반영하고 변경된 맵 정보를 지상관제센터(3)로 전송한다.
또한, 지능형 소음감시장치(1)는 다른 지능형 소음감시장치(1')의 소음 측정 대상 지역과 인접한 경계지 부근을 비행하는 중에 다른 지능형 소음감시장치(1')로부터의 요청이 있는 경우 설정 경로를 이탈하여 해당 소음 측정 지역으로 진입한다. 또는, 다른 지능형 소음감시장치(1')의 요청이 없더라도 경계지 부근에서 소음이 발생하고 해당 지역을 담당하는 지능형 소음감시장치(1)가 감지되지 않는 경우에도 지상관제센터(3)와의 통신을 통해 해당 지역으로 이동할 수 있다. 해당 소음 측정 지역에 대한 맵 정보는 지능형 소음감시장치(1)의 초기 설정 시 미리 저장될 수도 있고, 요청한 다른 지능형 소음감시장치(1')로부터 전송 받을 수도 있다. 변경된 경로를 따라 소음 측정 대상의 소음을 측정한 후 다른 지능형 소음감시장치(1')가 복귀하거나 경계지의 소음 측정이 완료되면 지능형 소음감시장치(1)는 지상관제센터(3)에 측정된 소음값을 전송한 후 원래의 설정 경로로 복귀한다.
지능형 소음감시장치(1)는 소음 측정 대상 지역 내의 소음 측정 대상들의 소음값을 모두 측정한 후 충전 스테이션으로 복귀하거나, 충전량이 충분하고 설정된 측정 주기가 돌아오면 다시 설정 경로를 따라 소음 측정 대상의 소음값을 측정하는 작업을 재개한다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.
1: 지능형 소음감시장치 3: 지상관제센터
5: 충전 스테이션 100: 이동모듈
110: 비행부 130: 전원부
200: 소음측정모듈 300: 컨트롤 모듈
310: 경로제어부 330: 소음측정제어부
350: 연산제어부 370: 충전제어부
390: 설정제어부 400: 통신 모듈
410: GPS 수신모듈

Claims (17)

  1. 자가 이동이 가능한 이동모듈과,
    상기 이동모듈에 탑재되어 소음 측정 대상 지역 또는 상기 소음 측정 대상 지역 내에 위치한 소음 측정 대상의 소음값을 측정하는 소음측정모듈과,
    상기 이동모듈 및 소음측정모듈을 제어하는 컨트롤 모듈과,
    지상관제센터와 통신하는 통신 모듈을 포함하며,
    상기 컨트롤 모듈은, 설정 시간 또는 설정 기간 동안 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 측정해 만들어진 정상 소음 상태의 소음 기준값과 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 비교하여 이상 소음 여부를 판단하는 것이 특징이며,
    상기 컨트롤 모듈은 상기 이동모듈의 경로를 제어하는 경로제어부와, 상기 소음측정모듈을 제어하는 소음측정제어부와, 상기 소음측정모듈로부터 측정된 소음값을 분석하여 상기 이상 소음 여부를 판단하는 연산제어부와, 상기 이동모듈의 충전 및 전원을 제어하는 충전제어부와, 기 설정된 데이터 및 상기 지상관제센터로부터 전송 받은 업데이트 데이터를 관리하는 설정제어부를 포함하고,
    상기 경로제어부는 초기 설정 시 맵 정보가 저장되며, 상기 맵 정보가 없거나 상기 소음 측정 대상 지역의 변동에 의해 상기 맵 정보가 변경되는 경우 새로 추가된 상기 소음 측정 대상의 소음값 정보 및 해당 위치에서의 상기 이동모듈의 위치 정보를 맵 정보에 반영하는 것을 특징으로 하며,
    상기 소음 측정 대상 지역의 맵 정보가 없는 지역에서 초기 작동 시 상기 소음 측정 대상의 위치를 상기 이동 모듈의 위치 정보와 매핑시켜 맵 작성에 이용하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동모듈은 자가 비행이 가능한 무인 비행수단을 포함하고, 상기 소음측정모듈은 음향 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤 모듈은 상기 소음 측정 대상 지역의 맵(map) 정보, 상기 맵 정보에 매핑(mapping)된 상기 소음 측정 대상 지역 내에서의 위치 정보, 상기 이동모듈이 이동할 설정 경로를 저장하고, 상기 맵 정보 및 설정 경로의 변경 시 이를 저장하고 업데이트하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤 모듈은 경로 상 장애물을 회피하기 위한 목적, 긴급 충전의 목적, 상기 소음 측정 대상 지역의 경계지의 소음 측정 목적 중 어느 하나의 목적으로 상기 설정 경로가 변경될 때 변경 경로를 저장하고, 상기 변경 경로와 상기 설정 경로를 비교하여 상기 설정 경로로의 복귀를 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소음측정제어부는 상기 소음 측정 대상 지역에 진입 시 상기 소음측정모듈을 작동시키고, 소음측정 작업 완료 후 상기 소음 측정 대상 지역을 이탈하면 상기 소음측정모듈을 정지시키는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연산제어부는 상기 소음측정모듈에서 측정된 소음값을 미리 저장된 상기 정상 소음 상태의 소음 기준값과 비교하여 상기 소음값이 정상 소음인지 또는 이상 소음인지를 판단하고, 상기 소음값이 이상 소음이라고 판단되면 상기 이상 소음이 발생된 상기 소음 측정 대상의 정보를 상기 통신 모듈을 통해 상기 지상관제센터로 전송하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연산제어부는 상기 소음값이 이상 소음이라고 판단되면 상기 소음측정제어부에 신호를 보내 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 거리 별로 재측정하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충전제어부는 상기 이동모듈의 충전량 또는 충전시기를 체크하고, 상기 충전량 또는 충전시기에 따라 충전 스테이션으로 이동하도록 상기 이동모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 설정제어부는 상기 통신 모듈을 통해 상기 지상관제센터와 통신하여 상기 맵 정보의 변경 여부, 상기 기 설정 데이터의 업데이트 정보, 상기 설정 경로의 변경 여부 중 어느 하나를 포함하는 상기 업데이트 데이터의 존재 여부를 판단하여 상기 업데이트 데이터를 전송 받아 상기 기 설정 데이터에 반영하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 GPS 수신모듈을 포함하며, 상기 GPS수신모듈을 통해 상기 소음 측정 대상 지역 내에서의 GPS 좌표를 판별해 상기 맵 정보에 매핑하고, 상기 매핑한 정보를 상기 경로제어부로 전달하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 소음값 및 기준값은 데시벨(dB), 주파수, 소음패턴 중 어느 하나의 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 소음감시장치.
  13. 제1항, 제2항, 제4항 내지 12항 중 어느 한 항의 구성을 갖는 지능형 소음감시장치의 소음감시방법에 있어서,
    이동모듈 및 소음측정모듈을 제어하는 컨트롤 모듈에 저장된 설정 경로를 따라 자가 이동이 가능한 상기 이동모듈의 구동에 의해 소음감시장치가 소음 측정 대상 지역에 진입하는 경로 진입 단계와,
    상기 설정 경로를 따라 운행하면서 상기 이동모듈에 탑재된 소음측정모듈로 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 측정하는 운행 단계와,
    상기 컨트롤 모듈에서 설정 시간 또는 설정 기간 동안 상기 소음 측정 대상 지역 또는 소음 측정 대상의 소음값을 측정해 만들어진 정상 소음 상태의 소음 기준값과 상기 측정된 소음값을 비교하는 판단 단계와,
    상기 컨트롤 모듈이 상기 판단 단계에서 상기 소음값이 정상 소음이라고 판단하면 상기 소음감시장치의 이동을 제어하는 운행 유지 단계를 포함하며,
    상기 경로제어부는 초기 설정 시 맵 정보가 저장되며, 상기 맵 정보가 없거나 상기 소음 측정 대상 지역의 변동에 의해 상기 맵 정보가 변경되는 경우 새로 추가된 상기 소음 측정 대상의 소음값 정보 및 해당 위치에서의 상기 이동모듈의 위치 정보를 맵 정보에 반영하는 것을 특징으로 하는 소음감시방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 컨트롤 모듈이 상기 판단 단계에서 상기 소음값이 이상 소음이라고 판단하면 상기 소음 측정 대상의 소음값을 거리 별로 재측정하는 재측정 단계와, 상기 재측정 단계에서 측정한 소음값이 상기 이상 소음인지를 판단하는 이상소음 판단 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소음감시방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤 모듈이 상기 이상소음 판단 단계에서 상기 소음값이 이상 소음으로 판단하면, 상기 소음 측정 대상 지역의 맵 정보에 상기 소음감시장치의 위치 정보를 매핑하는 매핑 단계와, 상기 매핑 단계 후 지상관제센터와 통신하여 측정된 소음값과 상기 맵 정보를 전송하는 보고 단계와, 상기 보고 단계 후 상기 설정 경로로 복귀하는 운행 복귀 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소음감시방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 운행유지단계 이후 측정된 소음값을 지상관제센터로 전송하는 보고 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소음감시방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 소음값 및 상기 정상 소음 상태의 소음 기준값은 데시벨(dB), 주파수, 소음패턴 중 어느 하나의 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음감시방법.
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