KR101873910B1 - 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 갖는 무인비행체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 누출 지역의 유해가스 입자로부터 후방 산란된 라이다 신호를 충분히 수신하여 가스 분포 측정의 정확도를 향상시킬 수 있고, 드론(drone) 헬리콥터와 같은 소형의 무인 비행체에 적용하기가 용이한 가스분포 측정용 레이저 산란장치 및 이를 갖는 무인비행체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 가스분포 측정용 레이저 산란장치는, 50㎚ ~ 1400㎚ 파장대의 적외선 단파장으로 된 레이저를 외부의 대기 중으로 방출하는 레이저 방출부; 상기 레이저 방출부의 일측에 설치되어 대기 중의 입자로부터 후방 산란된 라이다(LIDAR) 신호를 수신하며, 중심의 축이 상기 레이저 방출부에서 방출되는 레이저와 일정한 각도를 이루도록 설치되는 라이다 수신부; 및, 상기 라이다 수신부에 수신된 라이다 신호에 의해 대기 중의 가스 분포를 측정하는 데이터 처리부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 가스분포를 측정하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단파장의 레이저 펄스를 조사하여 대공간에 분포하는 유해 가스의 존재 유무를 확인할 수 있는 가스분포 측정용 레이저 산란장치 및 이를 갖는 무인비행체에 관한 것이다.
라이다(Light Detection And Ranging; LIDAR)’란, 빛 검사 및 분류라는 의미로서, 대기속의 먼지 입자의 분포 또는 대기 오염도를 측정하는데 이용되어 온 것으로, 레이저를 발사한 후 대기중에서 후방산란되어 귀환되는 레이저 즉, 라이다 신호를 분석하여 대기의 오염도를 측정하는 것을 말한다.
이러한 라이다(LIDAR) 기술은 레이저 반사를 이용한 기술로 다양한 방법의 라이다 측정 장치가 개발되었는데, 예를 들어 레이저 주파수 변환을 사용하여 물리적 속도 등을 측정하는 Doppler 라이다 방식의 측정 장치와, 가스 분석을 위한 방법으로 Raman 방법과 Elastic-backscatter 방법을 적용한 측정 장치가 있다.
Raman 방식은 레이저 전반사를 사용하는 방법이기 때문에 후방 산란 중 신호가 약해서 측정 장치가 매우 크고, 전력 소모량이 높아 경량화가 어렵기 때문에 드론(drone) 헬리콥터와 같은 무인 비행체에 부착하기가 어렵다.
그리고 Elastic-backscatter 방법은 후방 산란을 측정하며 소형 라이다 장치로 사용되어 레이저 전반사를 통해 물체를 인식하는 목적으로 주로 무인 자동차기술에서 연구되고 있으나, 후방 산란된 라이다 신호를 충분히 수신하기 위해서는 신호수신부가 크고 복잡하여 역시 드론 헬리콥터와 같은 소형의 무인 비행체에 적용하기에는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구성과 작은 크기로 크기가 작은 유해가스 입자로부터 후방 산란된 라이다 신호를 충분히 수신하여 가스 분포 측정의 정확도를 향상시킬 수 있고, 드론(drone) 헬리콥터와 같은 소형의 무인 비행체에 적용하기가 용이한 가스분포 측정용 레이저 산란장치 및 이를 갖는 무인비행체를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스분포 측정용 레이저 산란장치는, 50㎚ ~ 1400㎚ 파장대의 적외선 단파장으로 된 레이저를 외부의 대기 중으로 방출하는 레이저 방출부; 상기 레이저 방출부의 일측에 설치되어 대기 중의 입자로부터 후방 산란된 라이다(LIDAR) 신호를 수신하며, 중심의 축이 상기 레이저 방출부에서 방출되는 레이저와 일정한 각도를 이루도록 설치되는 라이다 수신부; 및, 상기 라이다 수신부에 수신된 라이다 신호에 의해 대기 중의 가스 분포를 측정하는 데이터 처리부;를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 무인 비행체는, 비행체 본체; 상기 비행체 본체에 설치되어 양력을 발생시키는 양력발생수단; 상기 비행체 본체에 설치되는 베이스프레임; 상기 베이스프레임에 설치되는 본 발명의 가스분포 측정용 레이저 산란장치; 및, 상기 양력발생수단과 상기 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 작동을 제어하는 비행체 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 750㎚ ~ 1400㎚ 파장대의 적외선 단파장 레이저를 대기 중의 유해 가스 입자에 조사하고, 후방 산란된 라이다 신호 중 신호 강도가 높은 특정 각도의 산란 신호를 수신하여 가스 분포를 측정할 수 있으므로 신호를 수신하는 구성부의 크기를 축소하더라도 높은 정확도로 유해 가스 분포를 측정할 수 있다.
따라서 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 드론 헬리콥터와 같은 무인 비행체에 탑재하기가 용이하며, 유해 가스가 누출된 지역에 무인 비행체를 보내어 유해 가스 분포 및 밀도를 안전하고 정확하게 측정할 수 있게 된다.
도 1은 입자에서 발생하는 산란 현상을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 신호증폭부에 대한 회로도이다.
도 5는 도 1에 도시된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 변형례를 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 가스분포 측정용 레이저 산란장치가 적용된 드론 헬리콥터의 정면도이다.
도 7은 도 6의 드론 헬리콥터에 구성된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 8은 드론 헬리콥터에 구성된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 변형례를 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 이용한 가스 분포 측정 실험을 수행하기 위한 구성을 나타낸 평면도이다.
도 10a 및 도 10b는 암모니아수를 증기화시킨 가스에 대해 1m 거리와 2m 거리에서 측정한 실험 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 벤젠을 증기화시킨 가스에 대해 1m 거리와 2m 거리에서 측정한 실험 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 12a 내지 도 12c는 벤젠을 증기화시킨 가스에 대해 라이다 수신부의 축의 각도를 각각 10°, 20°, 25°로 변화시켜 측정한 실험 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 신호증폭부에 대한 회로도이다.
도 5는 도 1에 도시된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 변형례를 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 가스분포 측정용 레이저 산란장치가 적용된 드론 헬리콥터의 정면도이다.
도 7은 도 6의 드론 헬리콥터에 구성된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 8은 드론 헬리콥터에 구성된 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 변형례를 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 이용한 가스 분포 측정 실험을 수행하기 위한 구성을 나타낸 평면도이다.
도 10a 및 도 10b는 암모니아수를 증기화시킨 가스에 대해 1m 거리와 2m 거리에서 측정한 실험 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 벤젠을 증기화시킨 가스에 대해 1m 거리와 2m 거리에서 측정한 실험 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 12a 내지 도 12c는 벤젠을 증기화시킨 가스에 대해 라이다 수신부의 축의 각도를 각각 10°, 20°, 25°로 변화시켜 측정한 실험 데이터를 나타낸 그래프이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가스분포 측정용 레이저 산란장치 및 이를 갖는 무인비행체를 후술된 실시예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 입자의 산란은 크게 레일리 산란(Rayleigh Scattering)과 미 산란(Mie Scattering)으로 구분되며 레일리 산란은 산란을 유발하는 입자의 크기가 매우 작아 빛의 파장보다 작을 때 일어나는 산란이다. 이 레일리 산란은 빛의 파장의 4제곱에 반비례하는데 파장이 적외선 영역으로 갈수록 급격히 감소한다. 레일리 산란은 도면에 도시된 바와 같이 360도 동일한 방향으로 산란되기 때문에 미 산란에 비해서는 산란 세기가 상대적으로 매우 낮다. 미 산란은 입자의 크기가 빛의 파장이 비슷할 경우에 일어나며 빛의 파장 보다는 입자의 밀도 크기 모양 등에 반응한다. 미 산란의 특징은 전방 산란이 현저히 약하고, 상대적으로 후방으로 산란되기 때문에 후방 산란을 기반으로 레이저 산란을 유도하여 유해 가스 분포를 측정한다. 이렇게 미 산란을 기반으로 본 발명의 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 구성하였으며 가스 형태와 가스 종류에 따라 레이저의 파장과 후방 산란 각도(라이다 수신부의 중심 축과 레이저 간의 각도)를 결정하였다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스분포 측정용 레이저 산란장치는 누출된 유해 가스오염 지역에서 신속하게 유해 가스의 분포 및 밀도를 측정하기 위한 것으로, 하우징(1), 상기 하우징(1)에 설치되는 레이저 방출부(10)와 빔스플리터(30), 라이다 수신부(20), 레이저 수신부(40), 데이터 처리부(50)를 포함한다.
레이저 방출부(10)는 무색 무취의 유해가스 입자에 대해 강한 후방 산란을 일으키는 750㎚ ~ 1400㎚ 파장대의 적외선 단파장, 바람직하기로 850±5㎚ 파장의 적외선 단파장 레이저를 외부의 대기 중으로 방출한다. 레이저 방출부(10)는 공지의 레이저 광원 장치의 구성을 적용하여 구성할 수 있으므로 그 상세한 구성에 대한 설명은 생략한다.
상기 빔스플리터(30)는 레이저 방출부(10)의 바로 전방에 배치되어, 레이저 방출부(10)에서 방출된 레이저의 일부를 대기 중으로 방출하고 나머지 일부는 레이저 수신부(40)로 반사한다.
라이다 수신부(20)는 상기 레이저 방출부(10)의 일측에 설치되어 대기 중의 입자로부터 후방 산란된 라이다(LIDAR) 신호를 수신한다. 라이다 수신부(20)는 특정한 각도로 후방 산란되는 라이다 신호를 높은 신호로 수신할 수 있도록 하기 위하여 그 중심의 축(X)이 상기 레이저 방출부(10)에서 방출되는 레이저(L)와 일정한 각도(θ)를 이루도록 설치된다. 라이다 수신부(20)는 포토다이오드(photodiode)를 적용할 수 있다.
또한 라이다 수신부(20)가 후방 산란된 라이다 신호를 더 받을 수 있도록 하기 위하여 라이다 수신부(20)의 전방에 라이다 신호를 집광하는 평행렌즈(Collimating lens)가 설치될 수 있다.
라이다 수신부(20)는 하우징(1)에 고정되게 설치될 수 있지만 그 중심 축(X)이 레이저와의 각도 조정이 가능하도록 레이저 방출부(10)의 일측에서 지면(地面)에 대해 연직한 회전축(22)을 중심으로 회전 가능하게 설치될 수 있다. 또한 필요에 따라 라이다 수신부(20)의 각도 조절을 신속하고 용이하게 하기 위하여 상기 회전축(22)에 모터(23)를 연결할 수 있다. 상기 모터(23)는 회전축(22)에 직접 연결될 수도 있고, 벨트나 기어와 같은 동력전달장치를 매개로 연결될 수도 있다.
상기 레이저 수신부(40)는 하우징(1) 내부에 설치되어 빔스플리터(30)로부터 반사된 레이저를 받는다. 레이저 수신부(40)에서 수신된 레이저 신호는 상기 데이터 처리부(50)에서 레이저 방출부(10)의 이상 유무를 검출하는 레퍼런스(reference) 신호로서 사용된다.
상기 라이다 수신부(20)에 수신된 라이다 신호와 레이저 수신부(40)에 수시된 레이저 신호는 도 4에 도시한 것과 같은 차등 증폭 회로를 갖는 신호증폭부(70)를 통해 신호가 증폭된다.
데이터 처리부(50)는 신호증폭부(70)를 통해 증폭된 라이다 신호를 통해 유해가스 종류 및 분포를 측정하는데, 이 때 데이터 처리부(50)는 레이저 수신부(40)를 통해 수신된 레이저 신호를 신호 비교 방식으로 사용하여 산란 데이터를 보정한다. 후방 산란된 신호는 컴퓨터가 인식할 수 있는 전압 신호인 1~ 5 volt 전압으로 출력된다.
데이터 처리부(50)는 하우징(1) 내부에 구성될 수 있으나, 이와 달리 하우징(1) 외부의 컴퓨터나 휴대형 이동통신 단말기 등에 별도로 구성된 분석장치에 구성될 수 있다. 이를 위해 상기 하우징(1)에 라이다 수신부(20)에 수신된 라이다 신호 및 레이저 수신부(40)의 레이저 신호를 외부의 분석장치로 전송하는 무선통신모듈(60)이 추가로 설치될 수 있다.
상기 무선통신모듈(60)은 본 발명의 가스분포 측정용 레이저 산란장치가 드론(drone) 헬리콥터와 같은 무인 비행체에 적용되는 경우 무인 비행체의 별도로 설치될 수 있다.
이와 같이 구성된 가스분포 측정용 레이저 산란장치는 다음과 같이 작용한다.
레이저 방출부(10)에서 방출된 레이저(L)는 빔스플리터(30)를 통과하면서 대략 75% 정도의 레이저는 외부의 대기 중으로 방출되어 유해가스 입자에 부딪혀 산란된다. 그리고 대략 25% 정도의 레이저(L)는 빔스플리터(30)에서 하우징(1)의 내측으로 반사되어 레이저 수신부(40)에 수신된다.
레이저 방출부(10)로부터 대기 중으로 방출된 레이저(L)는 대기 중의 가스 입자에 부딪혀 산란되고, 산란된 신호 중 특정한 각도로 후방 산란된 라이다 신호는 라이다 수신부(20)에 수신된다.
상기 라이다 수신부(20)와 레이저 수신부(40)에 수신된 신호는 신호증폭부(70)를 통해 증폭된 후 데이터 처리부(50)에서 신호 비교 방식으로 산란 데이터가 보정된 후 유해 가스 분포 및 밀도가 산출된다.
이러한 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 이용하여 유해 가스가 누출된 지역의 유해 가스 분포를 신속하고 안전하게 측정할 수 있도록 하기 위하여 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 드론(drone) 헬리콥터과 같은 무인 비행체가 장착하여 사용할 수 있다.
이러한 본 발명의 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 이용하여 유해 가스가 누출된 지역의 유해 가스 분포를 측정할 때 유해 가스의 종류 등에 따라 라이다 수신부(20)의 축(X)의 각도를 변경하고자 할 경우 모터(23)를 제어하여 회전축(22)을 원하는 임의의 각도로 회전시키면 라이다 수신부(20)의 각도를 원하는 각도로 조정하여 신호 강도가 가장 높은 후방 산란 각에서 신호를 받을 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 가스분포 측정용 레이저 산란장치가 무인 비행체인 드론(drone) 헬리콥터에 장착된 실시예를 나타낸 것으로, 무인 비행체는 비행체 본체(110)와, 비행체 본체(110)에 설치되어 양력을 발생시키는 양력발생수단, 비행체 본체(110)에 설치되는 베이스프레임(120), 베이스프레임(120)에 설치되는 가스분포 측정용 레이저 산란장치, 및 양력발생수단과 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 작동을 제어하는 비행체 컨트롤러(미도시)를 포함한다.
양력발생수단은 드론 헬리콥터의 경우 복수의 모터와 각각의 모터에 의해 회전하면서 양력을 발생하는 로터(111)를 포함한다.
베이스프레임(120)은 비행체 본체(110)에 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 설치하기 위한 것으로, 비행체 본체(110)에 고정될 수 있지만 가스분포 측정용 레이저 산란장치가 360°방향의 가스 분포를 측정할 수 있도록 하기 위하여 비행체 본체(110)에 지면(地面)에 대해 연직한 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수도 있다.
즉 베이스프레임(120)은 회동유닛에 의해 비행체 본체(110)에 대해 임의의 각도로 회전하면서 여러 각도에서 가스 분포를 측정할 수 있는데, 이를 위한 회동유닛은 프레임 구동모터(131)와, 프레임 구동모터(131)를 베이스프레임(120) 중앙의 구동축(121)에 전달하기 위한 동력전달부재(132)를 포함한다. 여기서 동력전달부재(132)는 벨트로 이루어지지만 이와 다르게 기어나 링크장치 등 공지의 동력전달장치를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 베이스프레임(120)에는 가스분포 측정용 레이저 산란장치로서 레이저 방출부(10)와 라이다 수신부(20), 빔스플리터(30), 레이저 수신부(40)로 이루어진 레이저 측정모듈이 복수개(이 실시예에서 4개)가 일정한 간격(이 실시예에서 90°간격)으로 배열되어, 네 방향에서 동시에 가스 분포를 측정할 수 있다.
또한 전술한 것처럼 베이스프레임(120)을 90도로 회전시키면서 라이다 신호를 수신하여 가스 분포를 측정하면 360°방향에서의 누출 지역의 유해 가스 분포를 신속하게 측정할 수 있다.
상술한 것과 같이 본 발명의 가스분포 측정용 레이저 산란장치는 적외선 단파장 레이저를 대기 중의 유해 가스 입자에 조사하고, 후방 산란된 라이다 신호 중 신호 강도가 높은 특정 각도의 산란 신호를 수신하여 가스 분포를 측정할 수 있으므로 신호를 수신하는 구성부의 크기를 축소하더라도 높은 정확도로 유해 가스 분포를 측정할 수 있다.
따라서 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 드론 헬리콥터와 같은 무인 비행체에 탑재하기가 용이하여, 유해 가스가 누출된 지역에 무인 비행체를 보내어 유해 가스 분포 및 밀도를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
도 10a 내지 도 12c는 본 발명의 가스분포 측정용 레이저 산란장치를 이용하여 유해 가스 분포를 측정한 예를 나타낸 실험 데이터로, 도 9에 도시한 것처럼 챔버(200) 내부에 특정한 가스를 투입 및 배출하고 레이저 방출부(10)를 통해 850±5㎚ 파장의 적외선 단파장 레이저를 조사한 후 라이다 수신부(20)를 통해 후방 산란된 라이다 신호를 수신하였다.
먼저 도 10a 및 도 10b는 암모니아수를 증기화시킨 후 챔버(200)(도 9 참조) 내부로 투입한 후 1m 거리와 2m 거리에서 각각 후방 산란에 의한 라이다 신호를 측정한 값을 나타낸다. 이 때 레이저 방출부(10)에 의해 방출되는 레이저와 라이다 수신부(20)의 중심 축(X)의 각도는 10°로 셋팅되었다. 도면에 도시한 것과 같이 암모니아수의 기화로 인한 산란 신호 데이터는 일반 대기에 비해서 신호의 세기가 크게 측정되는 것으로 확인되었다.
도 11a 및 도 11b는 벤젠을 증기화시킨 후 챔버(200)(도 9 참조) 내부로 투입한 후 1m 거리와 2m 거리에서 각각 후방 산란에 의한 라이다 신호를 측정한 값을 나타낸다. 이 때 레이저 방출부(10)에 의해 방출되는 레이저와 라이다 수신부(20)의 중심 축(X)의 각도는 10°로 셋팅되었다. 도면에 도시한 것과 같이 벤젠의 기화로 인한 산란 신호 데이터는 일반 대기에 비해서 신호의 세기가 크게 측정되는 것으로 확인되었고, 암모니아수의 기화 가스보다 큰 신호 세기를 보였는데, 이는 증기압이 서로 다를 뿐만 아니라 가스 입자의 크기가 다르기 때문인 것에 기인한다.
도 12a 내지 도 12c는 후방 산락 각, 즉 레이저 방출부(10)에 의해 방출되는 레이저와 라이다 수신부(20)의 중심 축(X)의 각도(θ)에 따른 신호값의 변화를 측정한 것으로, 도 12a는 각도(θ)가 10°일 때, 도 12b는 각도(θ)가 20°일 때, 도 12c는 각도(θ)가 25°일 때를 나타낸다. 측정 거리는 2m이고, 사용된 시료는 벤젠을 기화시킨 가스이다.
도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 후방 산란 각이 10°에서 가장 큰 신호 세기를 얻을 수 있었다. 따라서 레이저 방출부(10)에 의해 방출되는 레이저와 라이다 수신부(20)의 중심 축(X)의 각도(θ)는 대략 10°인 것이 가장 바람직하다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1 : 하우징 10 : 레이저 방출부
20 : 빔스플리터 30 : 라이다 수신부
40 : 레이저 수신부 50 : 데이터 처리부
60 : 무선통신모듈 70 : 신호증폭부
110 : 비행체 본체 111 : 로터
120 : 베이스프레임 121 : 구동축
131 : 프레임 구동모터 132 : 동력전달부재
X : 라이다 수신부 중심 축
20 : 빔스플리터 30 : 라이다 수신부
40 : 레이저 수신부 50 : 데이터 처리부
60 : 무선통신모듈 70 : 신호증폭부
110 : 비행체 본체 111 : 로터
120 : 베이스프레임 121 : 구동축
131 : 프레임 구동모터 132 : 동력전달부재
X : 라이다 수신부 중심 축
Claims (13)
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- 비행체 본체;
상기 비행체 본체에 설치되어 양력을 발생시키는 양력발생수단;
상기 비행체 본체에 설치되는 베이스프레임;
상기 베이스프레임에 설치되어 750㎚ ~ 1400㎚ 파장대의 적외선 단파장으로 된 레이저를 외부의 대기 중으로 방출하는 레이저 방출부와, 상기 베이스프레임에 상기 레이저 방출부의 일측에 설치되어 대기 중의 입자로부터 후방 산란된 라이다(LIDAR) 신호를 수신하며 중심의 축이 상기 레이저 방출부에서 방출되는 레이저와 일정한 각도를 이루도록 설치되는 라이다 수신부와, 상기 라이다 수신부에 수신된 라이다 신호에 의해 대기 중의 가스 분포를 측정하는 데이터 처리부를 포함하고, 상기 라이다 수신부는 지면(地面)에 대해 연직한 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 모터에 의해 회전하면서 레이저와의 각도 조정이 가능하게 구성되는 가스분포 측정용 레이저 산란장치와;
상기 양력발생수단과 상기 가스분포 측정용 레이저 산란장치의 작동을 제어하는 비행체 컨트롤러;
를 포함하며,
상기 가스분포 측정용 레이저 산란장치는 복수가 상기 베이스프레임에 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되고,
상기 베이스프레임은 회동유닛에 의해 상기 비행체 본체에 지면(地面)에 대해 연직한 축을 중심으로 일정 각도로 회전하도록 설치되어, 상기 베이스프레임의 회전 운동에 의해 상기 복수의 가스분포 측정용 레이저 산란장치가 360°방향에서의 가스 분포를 측정하며,
상기 회동유닛은, 상기 베이스프레임은 프레임 구동모터와, 프레임 구동모터의 동력을 베이스프레임의 중앙에 형성된 구동축에 전달하기 위한 동력전달부재를 포함하는 무인 비행체. - 삭제
- 삭제
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- 제9항에 있어서, 상기 라이다 수신부에 수신된 라이다 신호를 외부의 분석장치로 전송하는 무선통신모듈을 더 포함하는 무인 비행체.
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