KR101905584B1

KR101905584B1 - 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇 및 이를 이용한 검사방법

Info

Publication number: KR101905584B1
Application number: KR1020180020880A
Authority: KR
Inventors: 이문직; 이계홍; 김민규; 강형주; 기현승; 김종문
Original assignee: 한국로봇융합연구원; 주식회사 이준엔지니어링
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2018-10-10

Abstract

본 발명은 상수도관의 내부 검사용 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상수도관의 중심선을 유영하면서 내부를 촬영하고 검사할 수 있는 상수도관의 내부 검사용 로봇 및 이를 이용한 검사방법에 관한 것이다. 이를 위해, 상수도관(10)의 수중(30)을 유영하는 로봇에 있어서, 상수도관(10)의 내부를 촬영하기 위한 촬영수단; 로봇(100)과 상수도관(10)의 내벽(20)과의 거리를 측정하는 거리 측정수단; 거리측정수단의 측정결과에 기초하여 로봇(100)이 상수도관(10)의 중심선(40)을 따라 유영하도록 제어하는 제어부(300); 및 제어부(300)의 제어명령에 기초하여 추진 속도와 방향을 변경하는 추진수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇이 제공된다.

Description

상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇 및 이를 이용한 검사방법{Wireless Autonomy Swimming Inspection Robot for a Waterworks Pipe And Inspection Method}

본 발명은 상수도관의 내부 검사용 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상수도관의 중심선을 자율적으로 유영하면서 내부를 촬영하고 검사할 수 있는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇 및 이를 이용한 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로 상수도관은 지하에 매설되어 있고, 식수가 고속 고압으로 유동하고 있다. 이러한 상수도관은 노화, 부식, 외부의 충격, 시공불량 등으로 인해 누수가 발생할 수 있다. 또한, 상수관의 내부로는 마실 수 있는 깨끗한 식수가 흐르고 있지만 장기간 사용되기 때문에 내벽에 많은 물때가 끼는 경우가 있다.

따라서, 상수도관은 정기적으로 검사를 시행하여 정상 여부, 누수 여부, 교체나 보수 여부 등을 결정하여야 한다. 이러한 상수도관의 검사를 위해서는 종래에 다음과 같은 방식이 사용되었다. 즉, 일정 구간의 상수도관을 폐쇄한 후, 물을 배수하고, 촬영용 로봇을 투입하여 내부를 검사하는 방법이었다. 그러나, 이러한 방법은 검사과정중 상수도가 단수되어 시민들이 많은 불편을 겪어야만 했다. 또한, 검사과정에서 촬영용 로봇이 내벽에 닿기 때문에 많은 물때가 박리되는 현상을 초래했다. 이로 인해, 다시 급수가 재개되었을 때 탁수가 나와 마실 수 없다는 민원의 원인이 되었다.

대한민국 특허공개 제 10-2004-0058571호(2004년 7월 5일) 대한민국 실용신안 등록 제 20-0479032호(2015년 12월 4일)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 상수도관을 단수하지 않은 상태(부단수)에서 검사로봇을 상수도관에 투입하여 내부를 검사할 수 있는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇 및 이를 이용한 검사방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은, 검사용 로봇이 상수도관의 내벽을 건들지 않고 중심을 따라 유영하면서 검사를 진행할 수 있는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇 및 이를 이용한 검사방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 상수도관(10)의 수중(30)을 유영하는 로봇에 있어서, 상수도관(10)의 내부를 촬영하기 위한 촬영수단; 로봇(100)과 상기 상수도관(10)의 내벽(20)과의 거리를 측정하는 거리 측정수단; 거리측정수단의 측정결과에 기초하여 로봇(100)이 상수도관(10)의 중심선(40)을 따라 유영하도록 제어하는 제어부(300); 및 제어부(300)의 제어명령에 기초하여 상기 추진 속도와 방향을 변경하는 추진수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇이 제공된다.

또한, 로봇(100) 내에 설치되고, 내벽(20)을 향해 조사되는 라이다(280); 및 로봇(100) 내에 설치되어 로봇(100)의 자세를 측정하는 자세센서(270);중 적어도 하나를 더 포함하고, 제어부(300)는 라이다(280) 및 자세센서(270)중 적어도 하나의 출력신호에 기초하여 제어할 수 있다.

또한, 로봇(100)의 외부에 설치되는 수중마이크(250); 및 수중마이크(250)의 음향과 촬영수단의 영상을 저장하는 DVR(140);을 더 포함할 수 있다.

또한, 촬영수단은, 로봇(100)의 헤드부(200)에서 진행방향을 촬영하도록 설치되는 제2 카메라(130); 로봇(100)의 내부에 설치되는 제1 카메라(120); 및 제1, 2 카메라(120, 130)를 향해 조사되는 광원;을 포함할 수 있다.

아울러, 제1 카메라(120)는 흑백카메라이고, 제2 카메라(130)는 컬러카메라이며, 광원은 LED 광원일 수 있다.

그외에, 거리측정수단은, 로봇(100)의 원주에 설치된 복수의 소나(150); 및 로봇(100) 내에 설치되고, 내벽(20)을 향해 조사되는 라이다(280);중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상수도관(10)은 300 mm ~ 500 mm 범위의 직경을 갖는 것이 바람직하다.

그리고, 로봇(100)이 검사중에도 상수도관(10)의 수중(30)은 유동한다.

아울러, 추진수단은, 로봇(100)의 후미에 장착되어 추진 속도를 변경하는 추진체(160); 로봇의 수평방향을 제어하는 수평방향서보(170); 및 로봇의 수직방향을 제어하는 수직방향서보(180);을 포함할 수 있다.

또한, 로봇(100)의 내부에 설치되고, 외부와 무선으로 데이터 송수신이 가능한 무선통신부(220)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 로봇(100)의 내부에 설치되고, 로봇(100)에 전원을 공급하는 배터리(230)를 더 포함할 수 있다.

또한, 로봇(100)이 중성 부력 상태에서 수평을 유지하도록 로봇(100)의 내부에 설치되는 무게추(240)를 더 포함할 수 있다.

또한, 로봇(100)의 외관중 적어도 일부분은 투명한 압력용기바디(110)로 이루어진다.

또한, 상수도관(10)의 온도를 측정하는 온도센서(190); 및 상수도관(10)의 압력을 측정하는 압력센서(200); 중 적어도 하나를 포함하고, 제어부(300)는 온도센서(190) 및 압력센서(200)의 출력신호들중 적어도 하나에 기초하여 정상 여부를 판단한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 또 다른 카테고리로서, 제 1 항에 따른 무선 자율유영 로봇(100)이 상수도관(10)으로 투입되어 유동중인 상기 상수도관(10)의 내부를 검사하는 방법에 있어서, 제어부(300)가 라이다(280), 소나(150) 및 자세센서(270)의 출력신호들중 적어도 하나를 입력받는 단계(S100); 제어부(300)가 입력받은 상기 출력신호에 기초하여 로봇(100)의 속도, 기울어짐 및 내벽(20)과의 거리중 적어도 하나를 산출하는 단계(S120); 및 로봇(100)과 내벽(20)과의 거리가 소정범위가 되도록 상기 제어부(300)가 추진체(160), 수평방향서보(170) 및 수직방향서보(180)를 제어하는 단계);를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 자율유영 로봇을 이용한 상수도관의 내부 검사방법에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상수도관을 단수하지 않은 상태(부단수 상태)에서 검사로봇을 상수도관에 투입하여 내부를 검사할 수 있다. 따라서, 검사 기간이 길어지더라도 단수가 되는 불편함이 없다는 장점이 있다.

또한, 검사용 로봇이 상수도관의 내벽을 건들지 않고 중심을 따라 자율적으로 유영하면서 검사를 진행할 수 있다. 따라서, 물때나 침전물이 섞인 수돗물이 발생하지 않으며, 시민들이 안심하고 편하게 수돗물을 마실 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상수도관의 내부 검사용 로봇의 사용상태를 개략적으로 나타내는 상태도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상수도관의 내부 검사용 로봇의 사시도,
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 검사용 로봇의 내부 구성을 나타내는 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관의 내부 검사용 로봇을 이용한 검사방법을 나타내는 흐름도,
도 5는 도 4와 같은 흐름도의 각 단계가 수행되는 동안 내장된 센서들에 의해 에러 발생 여부를 판단하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.

본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시예의 구성

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상수도관의 내부 검사용 로봇의 사용상태를 개략적으로 나타내는 상태도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상수도관의 내부 검사용 로봇의 사시도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 검사 로봇(100)은 대략 원통 형상이고, 수돗물이 흐르는 수도관(10) 내에서 유영이 가능하다.

수도관(10)은 300 mm ~ 500 mm 범위의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 500 mm 보다 더 큰 경우 수압과 유속이 높아서 로봇 내부의 누수나 자세 제어가 어려울 수 있다. 또한, 직경이 크면 로봇과 내벽과의 거리가 멀어져 검사 품질의 저하가 예상된다. 또한, 내경이 300 mm 보다 적으면 검사 로봇(100)이 내벽(20)에 닿을 가능성이 있고, 곡선 구간이나 절곡된 부위를 통과하기 어렵다. 이러한 내벽(10)에는 물때가 끼여 있고, 로봇이 닿는 경우 박리되어 수돗물을 탁하게 만들게 된다. 특히, 노후된 수도관(10)의 경우에는 물때와 부식층이 혼재되어 두께가 더 두껍다.

헤드부(400)는 투명하고 내압성능이 좋은 아크릴로 제작되고, 반구 형상이다. 이러한 헤드부(400)의 내부에는 제1 카메라(120), 제2 카메라(130) 및 LED가 장착된다. LED는 전방을 향해 LED 조명(132)을 조사한다.

압력용기바디(110)는 실린더 형상(길이는 약 500mm, 직경은 약 180 mm)이며, 내부에 로봇의 주요 구성요소들이 탑재된다. 압력용기바디(110)는 상수도관(10) 내부의 압력(최대 0.6 MPa)을 견딜 수 있을 만큼 충분한 내압력성을 갖는다. 압력용기바디(110)는 전체를 투명한 내압성 아크릴로 제작할 수 있고, 라이다(280) 부분만을 투명하게 제작할 수도 있다.

소나(150)는 압력용기바디(110)의 둘레 부분에 균일하게 다수개가 설치된다. 이러한 소나(150)는 내벽(20)을 향해 음파(152)를 발사한 후 반사되는 음파를 수신하여 로봇(100)과 내벽(20) 사이의 간격을 산출하는데 사용된다. 또한, 이러한 간격의 변화를 통해 내벽(20)의 침전물 두께를 측정한다.

라이다(280)는 압력용기바디(280)중 투명한 영역이 있는 부분의 내부에 설치되고, 전방을 향해 링 형상의 레이저(282)를 조사할 수 있다.

추진체(160)는 검사 로봇(100)의 후미에 장착되며, 프로펠러의 정역 회전을 통해 전방 또는 후방으로 이동할 수 있다. 추진체(160)의 둘레에는 한쌍의 수평방향타와 한쌍의 수직방향타가 장착되며, 한쌍의 수평방향타는 수평방향서보(170)에 의해 회동 가능하고, 한쌍의 수직방향타는 수직방향서보(180)에 의해 회동 가능하다. 이러한 한쌍의 수평방향타는 검사로봇(100)이 상하 방향으로 이동하는 것을 제어하고, 한쌍의 수직방향타는 검사로봇(100)이 좌우 방향으로 이동하는 것을 제어한다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 검사용 로봇의 내부 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 압력용기바디(110)의 내부에는 각종 구성요소가 내장되며, 일부 구성요소는 외부(즉, 수돗물)와 접하거나 노출되어 있다.

라이다(Laser Detection and Ranging, LADAR)(280)는 펄스 레이저 광을 내벽(20)에 조사하고, 수광부를 통해 반사된 펄스를 측정하여 내벽(20)까지의 거리를 측정한다. 또한, 레이저 반사 시간과 파장의 차이를 사용하여 내벽(20)의 3차원 디지털 영상을 만들 수도 있다. 라이다(280)는 수도관(10)의 내경 측정 및 현재 검사 로봇의 상수도관(10)내 유영 위치를 판단할 수 있게 한다. 또한, 라이다(280)의 측정된 결과는 중심선(40)을 따라 유영하도록 자세를 제어하는데 활용된다. 보다 구체적으로는, 라이다(280)는 전방 내벽(20)을 향해 레이저(282)를 조사하고 반사되는 링 형상을 제1 카메라(120)로 촬영하여 상수도관(10) 내부에서의 위치를 추정하게 된다. 라이다(280)의 구체적인 실시예로는 상용의 HOKUYO URG-04LX를 구입할 수 있다.

자세센서(270)는 상용화된 자세방위 기준장치(Attitude and Heading Reference System, AHRS)이다. 이러한 자세센서(270)는 3개축의 자세 정보(Roll, Pitch, Yaw)를 제공하며, MARG(지자계, 각 속도 및 중력)의 융합된 정보를 제공하는 통합 센서이다. 자세센서(270)의 내부에는 솔리드 스테이트 또는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS)로 제작된 자이로스코프, 가속도계 및 자력계가 구비된다. 검사로봇(100)에서 자세센서(270)는 로봇(100)의 진행방향, 거리, 자세 및 방향에 관한 정보를 생성하고, 이로 부터 이상부위의 위치를 추측하는데 활용된다. 자세센서(270)의 구체적인 실시예로는 MICRO STRAIN사의 3DM-GX5-25를 구입할 수 있다.

마이크(250)는 수중마이크(하이드로폰)이며, 검출된 음향은 앰프(260)에서 증폭된 후 제어부(300)와 DVR(140)로 각각 전송된다. 제어부(300)는 이러한 음향중 일정한 소리가 탐지되면 정상으로 판단하고, 불규칙한 소리나 이상음이 탐지되면 상수도관의 누수로 판단한다.

무게추(240)는 로봇(100)내에 설치되며, 각종 부품의 배치후 중량 불균형을 해소하기 위해 사용된다. 즉, 중성 부력상태에서 로봇(100)이 수평 상태를 유지할 수 있도록 무게추(240)의 갯수와 설치 위치를 조절하게 된다.

배터리(230)는 검사로봇(100)에 전원을 공급하기 위한 것으로 2차 전지일 수 있다. 선택적인 설계 변경으로, 배터리(230)를 삭제하거나 최소화하고 외부로부터 유선을 연결하여 전력을 공급할 수도 있다.

무선통신부(220)는 와이파이 모듈, 무선 LAN, 또는 블루투스 모듈이 될 수 있고, 외부와의 데이터 통신이 가능하다. 지상에서는 무선통신부(220)를 통해 현재 로봇(100)의 상태, 촬영 영상 등을 확인할 수 있고, 필요한 제어 명령을 전송할 수 있다.

제1 카메라(120)는 저광량(Low light) 단색 카메라이고, 라이다(280)에서 투사되어 내벽(20)에서 반사되는 링 형상의 이미지를 촬영하는데 사용된다.

제2 카메라(130)는 LED 조명(132)를 이용하여 헤드부(400)에서 전방을 향하며, 상수도관(10)의 영상을 고해상도 컬러로 촬영한다. 제1, 2 카메라(120, 130)의 촬영된 영상은 마이크(250)의 오디오와 연동되어 DVR(140)에 기록된다.

온도센서(190) RTD(백금) 온도센서로 구현되며, 상수도관(10) 내에서 수돗물의 온도를 측정한다. 동절기에는 수돗물의 온도가 매우 낮기 때문이다.

압력센서(200)는 상수도관(10) 내부의 압력을 측정한다. 수돗물의 유동에 따라 상수도관(10)의 압력이 계속 변하기 때문에 이를 감지하여 이상 유무를 판단하는데 사용된다.

제어부(300)는 퍼스널 컴퓨터 또는 노트북 PC, SBC(Single Board Computer) 등으로 구현된다. 제어부(300)에는 PWM 자세제어, 촬영 등에 관한 제어, 동작제어(누수 감지, 외부 통신, 전원 제어) 등에 관한 프로그램이 미리 저장되어 있다. 이를 위해 제어부(300)에는 저장수단(플래쉬 메모리, 마이크로SD, SSD, RAM, ROM 등)이 구비된다.

실시예의 동작

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 구체적인 동작 방법을 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관의 내부 검사용 로봇을 이용한 검사방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 로봇(100)의 라이다(280), 소나(150), 자세센서(270)는 로봇(100)의 자세를 검출한다.

즉, 라이다(280)는 조사되는 레이저(282)를 제1 카메라(120)로 촬영하여 수도관(10)의 내경을 측정하고, 현재 검사 로봇(100)이 중심선(40)으로 얼마나 이탈되었는지 검출한다. 그리고, 소나(150)는 내벽(20)에서 반사되는 음파(152)를 이용하여 내벽(20)까지의 거리를 검출한다. 그리고, 자세센서(270)는 3개축의 자세 정보(Roll, Pitch, Yaw)를 제공하며, 로봇(100)의 진행방향, 거리, 자세 및 방향에 관한 정보를 생성한다. 이러한 라이다(280), 소나(150), 자세센서(270)의 출력신호는 제어부(300)로 전송된다(S100).

그 다음, 제어부(300)는 이러한 출력신호에 기초하여 로봇(100)의 속도, 기울어짐 및 내벽(20)과의 거리를 수치로 산출한다(S120).

그 다음, 제어부(300)는 로봇(100)과 내벽(20)과의 거리가 소정범위가 되도록 추진체(160), 수평방향서보(170) 및 수직방향서보(180)를 PWM 방식으로 제어한다(S140). 즉, 로봇(100)과 내벽(20)과의 거리가 소정범위에 있는 경우 중심선(40)으로부터 벗어나는 거리도 일정 범위(예 : 10mm)내로 국한되기 때문에 로봇은 중심선(40)을 따라 안정적으로 유영하게 된다.

도 5는 도 4와 같은 흐름도의 각 단계가 수행되는 동안 내장된 센서들에 의해 에러 발생 여부를 판단하는 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 검사로봇(100)이 자세제어를 수행하면서 상수도관(10) 내부를 유영하는 동안 제 1, 2 카메라(120, 130)의 영상과 마이크(250)의 음향은 DVR(140)에 싱크되어 기록된다. 그리고, 제어부(300)는 일정시간(예 : 1초에 한번씩)마다 압력센서(200) 및 온도센서(190)의 출력신호를 입력받아 허용범위 이내인지를 체크한다. 만약 허용범위이내라면 적절한 온도와 압력이라고 판단하여 정상적인 검사를 진행한다. 만약 2개의 센서들중 하나라도 허용범위를 초과하는 경우 온도 또는 압력이 비정상일 수 있고 또는 검사로봇(100) 내부로 문제가 있다고 판단할 수 있다. 이 경우에는 에러 코드를 발생시키고, 검사를 중단한 뒤 미리 정해진 과정(예 : 복귀, 알람, 철수 등)을 수행하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 라이다, 소나, 자세센서 등을 사용하였으나, 필요에 따라 이들중 일부를 생략할 수도 있고, 더 정밀한 센서를 부착하여 정밀한 유영을 가능하게 할 수 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 : 상수도관,
20 : 내벽,
30 : 수중,
40 : 중심선,
100 : 검사로봇,
110 : 압력용기바디,
120 : 제 카메라,
130 : 제2 카메라,
132 : LED 조명,
140 : DVR,
150 : 소나,
152 : 음파,
160 : 추진체,
170 : 수평방향서보,
180 : 수직방향서보,
190 : 온도센서,
200 : 압력센서,
220 : 무선통신부,
230 : 배터리,
240 : 무게추,
250 : 마이크,
260 : 앰프,
270 : 자세센서,
280 : 라이다,
282 : 레이저,
300 : 제어부,
400 : 헤드부,

Claims

유동중인 상수도관(10)의 수중(30)을 유영하는 로봇에 있어서,
상기 상수도관(10)의 내부를 촬영하기 위한 촬영수단;
상기 로봇(100)과 상기 상수도관(10)의 내벽(20)과의 거리를 측정하는 거리 측정수단;
상기 거리측정수단의 측정결과에 기초하여 상기 로봇(100)이 상기 상수도관(10)의 중심선(40)을 따라 유영하도록 제어하는 제어부(300);
상기 제어부(300)의 제어명령에 기초하여 추진 속도와 방향을 변경하는 추진수단;
상기 로봇(100)의 내부에 설치되고, 외부와 무선으로 데이터 송수신이 가능한 무선통신부(220);
상기 로봇(100)의 내부에 설치되고, 상기 로봇(100)에 전원을 공급하는 배터리(230);
상기 로봇(100)이 중성 부력 상태에서 수평을 유지하도록 상기 로봇(100)의 내부에 설치되는 무게추(240);
상기 상수도관(10)의 온도를 측정하는 온도센서(190); 및
상기 상수도관(10)의 압력을 측정하는 압력센서(200);를 포함하고,
상기 제어부(300)가 상기 온도센서(190) 및 상기 압력센서(200)의 출력신호들에 기초하여 정상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 로봇(100) 내에 설치되고, 상기 내벽(20)을 향해 조사되는 라이다(280); 및
상기 로봇(100) 내에 설치되어 상기 로봇(100)의 자세를 측정하는 자세센서(270);중 적어도 하나를 더 포함하고,
상기 제어부(300)는 상기 라이다(280) 및 상기 자세센서(270)중 적어도 하나의 출력신호에 기초하여 제어하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 로봇(100)의 외부에 설치되는 수중마이크(250); 및
상기 수중마이크(250)의 음향과 상기 촬영수단의 영상을 저장하는 DVR(140);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 촬영수단은,
상기 로봇(100)의 헤드부(200)에서 진행방향을 촬영하도록 설치되는 제2 카메라(130);
상기 로봇(100)의 내부에 설치되는 제1 카메라(120); 및
상기 제1, 2 카메라(120, 130)를 위해 조사되는 광원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 카메라(120)는 흑백카메라이고,
상기 제2 카메라(130)는 컬러카메라이며,
상기 광원은 LED 광원인 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 거리측정수단은,
상기 로봇(100)의 원주에 설치된 복수의 소나(150); 및
상기 로봇(100) 내에 설치되고, 상기 내벽(20)을 향해 조사되는 라이다(280);중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 상수도관(10)은 300 mm ~ 500 mm 범위의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇.
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제 1 항에 있어서,
상기 추진수단은,
상기 로봇(100)의 후미에 장착되어 상기 추진 속도를 변경하는 추진체(160);
상기 로봇의 수평방향을 제어하는 수평방향서보(170); 및
상기 로봇의 수직방향을 제어하는 수직방향서보(180);를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇.
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제 1 항에 있어서,
상기 로봇(100)의 외관중 적어도 일부분은 투명한 압력용기바디(110)로 이루어진 것을 특징으로 하는 상수도관의 내부 검사를 위한 무선 자율유영 로봇.
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제 1 항에 따른 무선 자율유영 로봇(100)이 상수도관(10)으로 투입되어 유동중인 상기 상수도관(10)의 내부를 검사하는 방법에 있어서,
제어부(300)가 라이다(280), 소나(150) 및 자세센서(270)의 출력신호들을 입력받는 단계(S100);
상기 제어부(300)가 입력받은 상기 출력신호에 기초하여 로봇(100)의 속도, 기울어짐 및 내벽(20)과의 거리를 산출하는 단계(S120); 및
상기 로봇(100)과 상기 내벽(20)과의 거리가 소정범위가 되도록 상기 제어부(300)가 추진체(160), 수평방향서보(170) 및 수직방향서보(180)를 제어하는 단계);를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 자율유영 로봇을 이용한 상수도관의 내부 검사방법.