KR101954902B1

KR101954902B1 - 무인비행체를 이용한 송전철탑 안정성 검사시스템

Info

Publication number: KR101954902B1
Application number: KR1020170062867A
Authority: KR
Inventors: 오지선
Original assignee: 오지선
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2019-05-17
Also published as: KR20180127746A

Abstract

본 발명은 원격 조정이 가능한 무인비행체(드론)에 탑재된 디지털 카메라로 송전철탑 및 부속기구 구조물을 근접 촬영하고, 촬영된 영상 및 열화상을 무선으로 지상의 모니터에 전송해줌으로써, 지상의 검사자가 안전하게 구조물의 안정성을 식별할 수 있게 해주는 무인비행체를 이용한 송전철탑 안정성 검사시스템 및 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 무인비행체의 고도유지 기능을 하는 가속도 센서, 수평유지를 위한 자이로 센서, 자세안정화 기능을 하는 압력 센서, 운항 통제를 위한 GPS 수신장치를 포함하는 센서부(111)와, 상기 센서부(111)에서 센싱 데이터를 통해 비행제어를 수행하는 비행제어모듈(112)과, 상기 비행제어모듈(112)의 제어명령 데이터를 통신하는 통신부(113)와, 송전철탑의 시설물 영상과 열화상을 촬영하는 카메라부(114)와, 상기 카메라부(114)에서 수집된 영상을 압축하는 무인비행체 영상처리부(115)와, 상기 무인비행체 영상처리부(115)에서 압축된 영상을 외부로 전송하는 영상데이터 송신부(116)와, 전원을 공급하는 배터리(117)와, 상기 배터리(117)를 충전시키되, 상기 송전철탑에서 발생되는 자기장을 이용하여 무선충전시키는 충전부(118)와, 상기 무인비행체(100)를 제어하는 무인비행체 제어부(119)를 포함하여 구성되는 무인비행체(110); 상기 무인비행체(110)의 비행제어를 조종하는 무인비행체 조종장치(120); 및 상기 무인비행체(110)의 영상데이터 송신부(116)에서 송신해 오는 영상 데이터를 수신하는 영상데이터 수신부(131)와, 수신된 영상데이터의 압축을 해제하는 영상처리하여 송전철탑의 손상부위를 저장하거나 반복 확인할 수 있게 해주는 영상처리부(132) 및 영상처리부(132)에서 처리된 상기 송전철탑 시설물 영상과 열화상을 표시하는 영상모니터(133)를 포함하여 구성되는 지상 영상처리장치(130);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무인비행체를 이용한 송전철탑 안정성 검사시스템을 제공한다.

Description

무인비행체를 이용한 송전철탑 안정성 검사시스템{Stability inspection system of power transmission tower using drone}

본 발명은 송전철탑 및 부속기구의 안정성 검사에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격 조정이 가능한 무인비행체(드론)에 탑재된 카메라로 송전철탑 및 부속기구 구조물을 근접 촬영하고, 촬영된 영상을 무선으로 지상의 모니터에 전송해 줌으로써, 지상의 검사자가 안전하게 구조물의 안정성을 식별할 수 있게 해주는 무인비행체를 이용한 송전철탑 안정성 검사시스템 및 방법에 관한 것이다.

송전철탑(또는 송전탑)은 고압 전선을 설치하기 위하여 높이 세운 철탑으로, 발전소에서 만든 전력을 멀리 있는 공장이나 일반 가정 등으로 수송하는 과정을 송전이라 한다. 이때 사용하는 송전선로를 지지하기 위한 탑이다. 흔히 볼 수 있는 전봇대와 비슷한 역할을 한다.

고압의 전류가 흐르는 송전선로는 매우 두껍고 무겁기 때문에 철로 이루어진 탑을 만들어 안전하게 설치한다. 이때 송전탑 사이의 거리가 너무 멀면 송전선로가 무게에 의해 아래로 처져 끊어질 수 있고, 거리가 가까우면 설치할 송전탑의 개수가 늘어나 비용이 많이 든다. 따라서 먼저 지형을 고려하고, 안전성과 경제성을 고려하여 적당한 거리마다 송전탑을 설치한다.

발전소에서 생산된 전력은 송전탑에 설치된 송전선(고압선)을 통하여 공장이나 가정 등으로 공급된다. 송전선에는 수만 볼트[V]의 고압 전기가 흐르므로 매우 위험하므로, 지상에서 수십 미터의 공중에 설치된다.

송전선 설치 작업 과정에서 송전선이 부분적으로 손상을 입거나 또는 송전선 사용 중에 외부 충격 등에 의해서 손상을 입는 경우 전력 전송 효율이 저하한다.

예컨대 송전선은 낙뢰, 강우, 강설 등의 자연환경에 노출되어 상시 손상의 가능성이 있어 정기적인 검사가 필수적이다. 또한 송전탑, 애자 및 클램프 등의 다른 송전 시스템에 대해서도 마찬가지의 이유로 정기적인 검사가 필수적이다.

도 1은 일반적인 송전철탑을 나타낸 도면이다.

여기서 가공지선(overhead earth wire , 架空地線)은 벼락으로부터 송전선을 보호하기 위하여 도체(導體) 위쪽에 도선과 평행하게 가설한 금속선이다.

크로스암은 송전탑의 양쪽 측면에 돌출되어 있는 수평부품으로 현수 애자에 의해 도선 다발을 지지한다.

송전탑 윈도(pylon window)는 K자형 지지대의 팔 안쪽과 작업 가대로 경계가 이루어지는 공간이다.

K자형 지지대(K-frame)는 송전탑의 허리 부분에 놓이는 부분으로 작업 가대에서 끝나는 2개의 갈래가 있다.

허리(waist)는 송전탑의 상부와 몸체 사이의 경계를 이루는 막대부분으로 구조물을 단단히 결합시킨다.

결절부(node)는 여러 개의 각재와 막대가 한 곳에 모이는 부분이다.

구획(panel)은 2개의 수평재 사이에 해당하는 송전탑의 한 부분이다.

수평재(horizontal member)는 주각재를 연결하여 강화시키는 수평의 막대이다.

주각재(maun leg)는 송전탑 몸체에 붙은 탑의 다리에 해당하는 부분으로, 주로 수직의 무게를 지지한다.

기초의 폭(base width)은 주각재의 기초 축 사이의 공간이다.

사재(diagonal)은 2개의 주각재 또는 1개의 수평재와 1주개의 주각재를 연결하는 대각선으로 가로 지르는 사선부분이다.

송전탑 발/철탑다리(pylon foot)은 송전탑의 아랫부분으로, 보통 지하에 묻혀있다. 각재가 그 위에 자리 잡는다.

송전탑 몸체/철탑몸체(pylon body) 송전탑의 지지부이며 상부와 다리 사이에 있다.

도선 다발(bundle) 간격 유지기에 의해 항상 서로 결리되는 도체 케이블들로 전류를 운반한다.

현수 애자(suspension insulator)는 가공전선을 지지하기 위한 것이며, 자기부(磁器部)의 안쪽에 주름을 설치하여 절연부의 누설 거리를 길게 하고 있으며, 조가선·궤전선 등의 지지, 전선의 절연구분 등에 사용하고 있다. 가공 지선의 도체들이 매달린다.

작업 가대(beam gantry)는 송전탑 상부의 수평부분으로, 송전탑 윈도 안쪽에 있는 도선 다발을 지지한다.

송전탑 상부(plyon top)은 송전탑의 윗부분으로 현수 애자와 도선 다발이 붙어 있다.

지선 지지대(ground-wire peak)는 송전탑의 위로 돌출한 부분으로 가공 지선을 지지한다.

한편 한국전력이 운용중인 송전철탑은 대부분 산악지역에 위치하며, 활선(活線)상태인데다 철탑자체가 높고 위험하므로, 철탑 및 부속기구들의 균열이나 변형, 열화 등의 진행 상황을 검사하기 위해, 검사자들이 직접 수십 m 높이의 철탑으로 올라가 검사하기에는 위험성이 매우 높고 또한 시간과 비용이 많이 걸리는 문제점이 발생하고 있다.

즉 송전 시스템은 주로 산악 지대 등에 설치되므로 유지 보수에 많은 인원과 시간, 비용이 들어가는 단점이 있었다.

종래의 송전 시스템 검사 방법으로서는 예컨대 등록특허 10-1103807호에 종래 기술로 기재된 방법을 예로 들 수 있다.

첫 번째로서 작업자가 직접 철탑금구에 탑승하여 전력선을 스페이셔카 등을 타고 이동하여 육안으로 점검하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 작업자의 안전이 보장되지 않아 위험이 따른다는 단점이 있다. 또한 송전을 정지한 상태에서 검사 작업을 수행해야 하므로 작업 가능 시기가 제한되는 단점도 있다. 즉 송전을 정지하는 경우에는 산업 설비, 생산 설비의 운용에 차질이 발생하고, 국민 생활에 불편함을 가져오게 되므로 극히 제한적인 경우 극히 제한된 시간 내에서만 검사가 가능하다는 단점이 있다.

두 번째로서 작업자가 고배율 망원경으로 지상에서 점검하는 방법이 있다. 고배율 망원경을 사용하여 전력선 및 스페이셔, 인류 클램프 등을 점검할 때에는 반대쪽이 가려져 보이지 않아 점검이 어렵다는 단점이 있다.

세 번째로서 헬기를 타고 고배율 망원경으로 점검하는 방법이 있으나, 작업의 효율성이 떨어지고 또한 헬기추락의 위험이 따른다는 단점이 있다.

네 번째로 고배율 망원경이 탑재된 무인 조정 헬기를 이용하여 점검하는 방법이 있으나, 작업 반경이 무인조정 헬기를 제어할 수 있는 근거리로 한정되고 작업의 효율성이 떨어지며 송전 시스템과의 충돌 가능성이 높은 단점이 있다.

이러한 종래 기술의 단점을 개선하기 위해서 2012년01월02일자로 등록된 등록특허 10-1103807호에서는 특히 가공 송전선로를 점검하는 점검 로봇을 개시하고 있다.

등록특허 10-1103807호에 따르면 가공지선에 체결되어 이동하는 레일부와, 상기 레이부와 체결되는 관절부와, 상기 관절부와 체결되어 송전선을 검침하는 바디부와, 상기 바디부 및 상기 관절부에 체결되어 제 1 암을 포함하는 가공 송전선로 점검로봇이 개시된다.

또한 2012년 03월 22일자로 등록된 등록특허 10-1131604호에서도 가공송전선로를 점검하는 점검 로봇을 개시하고 있고 또한 2010년 05월 28일자로 등록된 등록특허 10-0961841호 또는 2011년 06월 02일자로 등록된 등록특허 10-1040105호에서는 현수 애자련 정밀 점검용 로봇을 개시하고 있다.

그러나 등록특허 10-1103807호 또는 등록특허 10-1131604호에 따른 점검 로봇의 경우에는 송전선에 직접 부착되므로 스페이셔나 현수 애자 장치 등의 장애물을 회피하여야 하는 문제점이 있고, 등록특허 10-0961841호에서는 애자련을 왕복 이동할 뿐이므로 송전선에 대한 검사가 불가능하다. 또한 로봇의 설치 및 운용에 상당한 시간과 인력이 요구되는 단점이 있으므로, 비용 절감 효과가 미미하다는 단점이 있다.

특허문헌1 : 대한민국 등록특허 10-1103807호(2012.01.02 등록) - 가공 송전선로 점검로봇 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허 10-1131604호(2012.03.22 등록) - 송전선로 점검장치 및 점검방법 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허 10-0961841호(2012.03.22 등록) - 활선 현수애자련 정밀 점검용 로봇기구 특허문헌 4 : 대한민국 등록특허 10-1040105호(2011.06.02 등록) - 활선내장 애자련 주행로봇

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 산악지역에 위치하며 활선 상태인데다 높고 위험한 철탑의 안전성을 검사해야 하는 위험한 일을 감안하여, 드론에 디지털 카메라를 장착하고 이를 원격조정하여 송전철탑의 구조물에 접근하여 영상을 촬영하고 이를 무선으로 송신하여, 지상에 앉은 검사자가 안전하게 영상을 확인하도록 하고, 열화상 카메라로 점검 맵핑 및 3D 모델링을 통해 동영상으로 찾지 못하는 발열 및 크랙 발견이 가능하도록 함으로써 송전철탑구조물의 정확한 정밀검사 및 진단을 할 수 있도록 해주는, 무인비행체를 이용한 송전철탑 안정성 검사 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 송전철탑과 부속기구의 최초 설치 영상과 검사시 촬영된 영상을 자동비교하도록 하고, 미리 설정된 임계값에 근접하거나 임계값을 벗어난 경우 알람(팝업 형태 또는 소리)이 발생되도록 하는 경우 송전철탑 검사자들이 육안으로 검사시 행여라도 놓치는 경우가 발생하는 것을 최소화할 수 있어 정확한 정밀검사 및 진단이 가능하고, 이상오류 감지를 놓치는 현상을 최소화할 수 있는 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안정성 검사 시스템 및 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안정성 검사시스템은, 무인비행체의 고도유지 기능을 하는 가속도 센서, 수평유지를 위한 자이로 센서, 자세안정화 기능을 하는 압력 센서, 운항 통제를 위한 GPS 수신장치를 포함하는 센서부와, 상기 센서부에서 센싱 데이터를 통해 비행제어를 수행하는 비행제어모듈과, 상기 비행제어모듈의 제어명령 데이터를 통신하는 통신부와, 송전철탑의 시설물 영상과 열화상을 촬영하는 카메라부와, 상기 카메라부에서 수집된 영상을 압축하는 무인비행체 영상처리부와, 상기 무인비행체 영상처리부에서 압축된 영상을 외부로 전송하는 영상데이터 송신부와, 전원을 공급하는 배터리와, 상기 배터리를 충전시키되, 상기 송전철탑에서 발생되는 자기장을 이용하여 무선충전시키는 충전부와, 상기 무인비행체를 제어하는 무인비행체 제어부를 포함하여 구성되는 무인비행체; 무인비행체의 비행제어를 조종하는 무인비행체 조종장치; 및 상기 무인비행체의 영상데이터 송신부에서 송신해 오는 영상 데이터를 수신하는 영상데이터 수신부와, 수신된 영상데이터의 압축을 해제하는 영상처리하여 송전철탑의 손상부위를 저장하거나 반복 확인할 수 있게 해주는 영상처리부 및 영상처리부에서 처리된 상기 송전철탑 시설물 영상과 열화상을 표시하는 영상모니터를 포함하여 구성되는 지상 영상처리장치;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서 카메라부는 PTZ(Pan/Tilt/Zoom) 카메라를 적용하여, Pan(수평방향) 과 Tilt(수직방향) 2개의 모터로 촬영대상물을 정확히 포착하며, Zoom기능은 특정부위를 정밀하게 확인하는 기능을 수행토록 하되, 상기 Pan 기능은 수평 120° 범위로 초당 100°의 빠른 속도를 지원함으로써 비행 중 원하는 구조물의 검사 부위를 촬영할 수 있도록 하고, 상기 Tilt 기능은 30°∼90° 범위로 초당 90°의 빠른 속도를 지원하는 제1카메라부와, 상기 송전철답 시설물의 열화상을 탐지하는 제2카메라부로 구성되며, 카메라부에서 수집된 영상을 상기 지상 영상처리장치에 전송하기 위해 상기 무인비행체 영상처리부는 선명한 영상을 전송할 수 있는 Motion JPEG 비디오 압축을 하며, 영상데이터 송신부는 IEEE 802.1x 기반의 무선 전송 모듈과 안테나로 구성되어 20∼30fps 이상의 전송 속도와 4CIF/2CIF의 해상도로 영상을 전송하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 영상처리부는 이미지파일의 경우 영상조작을 통해 이미지를 보다 세밀하게 처리하여 저장하고, 동영상파일의 경우 카메라로 입력된 동영상을 바로 저장하여 처리하며, 필요한 경우에 화면 캡쳐와 저장도 가능하게 구성되고, 동영상을 이미지 처리하는 동영상처리 알고리즘을 사용하여 영상의 잡음을 제거하고 구조물의 윤곽선을 검출함으로써, 송전철탑 구조물의 개략적인 손상 여부를 미리 판별하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

한편 지상 영상처리장치는, 영상처리부에서 처리된 영상을 저장하는 영상저장부, 송전철탑, 송전철탑 시설물, 풍력 발전기나 원자력발전소의 돔 구조물에 대한 설계영상 또는 최초 설치 영상 데이터가 저장된 부속기구물 데이터 저장부, 상기 영상처리부에서 처리된 상기 카메라부의 촬영영상을 비교하는 영상데이터 비교부, 상기 영상데이터 비교부에서의 비교결과 해당 시설물의 손상 또는 변형 또는 열화상이 미리 설정한 임계값을 초과하거나 미만인 경우 알람을 발생시키는 알람발생부 및 상기 영상 데이터 수신부, 영상처리부, 영상모니터, 영상저장부, 부속기구물 데이터 저장부, 영상데이터 비교부 및 알람발생부를 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안정성 검사 방법은 무인비행체와 무인비행체 조정장치 및 지상 영상처리장치를 검사대상 송전철탑 근방으로 이동하는 단계; 상기 무인비행체 조정장치를 이용하여 상기 무인비행체의 통신부와 통신하여 비행제어모듈을 통해 무인비행체를 비행시키고, 상기 무인비행체에 포함된 카메라부를 이용해 송전철탑 시설물의 영상 및 열화상을 촬영하는 단계 및 상기 무인비행체의 배터리에 상기 송전철탑에서 발생되는 자기장을 이용해 무선충전하는 단계; 상기 무인비행체의 무인비행체 영상처리부는 촬영된 영상을 압축하여 영상데이터 송신부를 통해 상기 지상 영상처리장치로 전송하는 단계; 상기 지상 영상처리장치는 전송된 영상을 영상데이터 수신부에서 수신하고, 영상처리부에서 상기 영상데이터를 복원하여 영상모니터에 표시하는 단계; 및 상기 영상모니터에 표시되는 영상에 대하여 지정된 부분을 반복해서 볼 수 있게 하는 검색처리를 수행하여 상기 송전철탑 시설물의 손상, 변형, 발열을 포함하는 검사를 수행하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 지상의 지상 영상처리장치는 전송된 영상을 수신하여 모니터에 표시하는 단계에서, 지상의 지상 영상처리장치의 영상데이터 비교부는 영상처리부에서 영상처리되어 수신된 영상과 부속기구물 데이터 저장부에 저장된 상기 송전철탑 부속기구물의 초기 설치 영상 또는 설계 데이터 영상을 비교하여 상기 송전철탑 부속기구물의 손상 또는 변형이 미리 설정된 임계값이상 변형되거나 발열이 미리 설정된 임계값 이상 또는 임계값 미만의 경우 경우 상기 지상 영상처리장치의 제어부는 알람발생부를 통해 조정자 또는 검사자의 주의를 환기시키기 위한 알람(모니터 팝업 형태 또는 소리)이 발생되도록 하고, 상기 지상 영상처리장치의 영상모니터 영상을 멈춤(정지화면)시켜 정확한 확인이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 의하여 송전철탑 검사자들은, 비로소 험한 지형의 산악지대 그리고 높고 위험한 송전철탑을, 무인비행체(드론)에 장착한 카메라와 영상압축장치, 무선전송장치 그리고 지상에서의 무선수신장치와 영상처리장치로 결합된 안전하면서도 정확한 검사 시스템으로 보다 더 정확한 정밀검사 및 진단을 할 수 있다.

둘째, 1~2 Km 이내의 시야 범위 내에서 지상에 앉아 원격으로 안전하게 조종할 수 있으며 카메라 및 무선 송신장치 등의 장비장착이 가능하고, 근거리의 무선통신이 가능하므로, 원격으로 조작하여 철탑의 근접촬영이 가능하고 촬영된 영상의 무선전송 및 지상에서의 실시간 수신이 가능하므로, 검사시간 단축과 함께 유지비용 절감효과가 크리라 기대할 수 있다.

셋째, 무인비행체에 장착한 카메라에서 동영상을 촬영하고 이 동영상을 무선으로 전송받아 영상처리를 수행함으로써 구조물의 손상여부를 판별하여 안정성 검사를 할 수 있게 해주는데, 특히 사람의 접근이 힘들고 활선상태로 유지되기 때문에 위험한 송전탑 및 송전탑 부속기구물의 안전성 검사에 적용할 경우 유용하며, 이외에 풍력 발전기나 원자력발전소의 돔 등의 구조물에 대한 외관 안전 검사에 활용할 수도 있다.

넷째, 송전철탑과 부속기구의 최초 설치 영상과 검사시 촬영된 영상을 자동비교하도록 하고, 미리 설정된 임계값에 근접하거나 임계값을 벗어난 경우 알람(팝업 형태 또는 소리)이 발생되도록 하는 경우 송전철탑 검사자들이 육안으로 검사시 행여라도 놓치는 경우가 발생하는 것을 최소화할 수 있어 정확한 정밀검사 및 진단이 가능하고, 이상오류 감지를 놓치는 현상을 최소화할 수 있다.

도 1은 일반적인 송전철탑 및 부속기구를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명 제1실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사시스템을 설명하기 위한 기능 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명 제2실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사시스템을 설명하기 위한 기능 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명 제1실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사 방법을 설명하기 위한 실시 사례 흐름도이다.
도 5는 본 발명 제2실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사 방법을 설명하기 위한 실시 사례 흐름도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

본 발명은, 기존의 발명품이나 시중에 유통되고 있는 관련 기기들을 결합하여, 새로운 기능을 발휘하도록 하나의 시스템으로 구축한 발명으로, 위에서 열거한과제와 수단 및 효과 등을, 첨부도면을 참조하여 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구물의 안정성 검사 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명 제1실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사시스템을 설명하기 위한 기능 블록 구성도이다.

본 발명 제1실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사시스템은 도 2에 나타낸 바와 같이, 무인비행체(드론)(110), 지상에서 무인비행체(110)를 안전하게 조종할 무인비행체 조종장치(120), 그리고 촬영된 영상정보를 무선으로 수신하여 영상정보를 처리하고 검사자에게 표시해 줄 영상모니터가 장착된 지상 영상처리장치(130)로 구성된다.

무인비행체(110)는 센서부(111), 비행제어모듈(112), 통신부(113), 카메라부(114), 무인비행체 영상처리부(115), 영상데이터 송신부(116), 배터리(117), 충전부(118) 및 무인비행체 제어부(119)로 구성된다.

무인비행체(110)의 센서부(111)는 예를 들면 고도유지 기능을 하는 가속도 센서, 수평유지를 위한 자이로 센서, 자세안정화 기능을 하는 압력 센서, 운항 통제를 위한 GPS 수신장치 등을 포함하며, 이들은 비행제어모듈(112)에 연결된다.

비행제어모듈(112)은 다시 통신부(113)를 거쳐 무선으로 지상의 무인비행체 조종장치(120)와 연결되어 지상의 조종자의 통제를 받게 된다.

송전철탑의 영상을 촬영할 카메라부(114)는 영상을 촬영하는 제1카메라부(114a)와, 열화상을 촬영(검출)하는 제2카메라부(114b)로 구성된다.

여기서 제1카메라부(114a)는 PTZ(Pan/Tilt/Zoom)카메라를 적용하여, Pan(수평방향) 과 Tilt(수직방향) 2개의 모터로 촬영대상물을 정확히 포착하며 Zoom기능은 특정부위를 정밀하게 확인하는 기능을 수행토록 한다.

Pan 기능은 수평 120° 범위로 초당 100°의 빠른 속도를 지원함으로써 비행 중 원하는 구조물의 검사 부위를 촬영할 수 있도록 하고, Tilt 기능은 30°∼90° 범위로 초당 90°의 빠른 속도를 지원토록 한다.

그리고 제2카메라부(114b)는 열을 추적, 탐지하는 열화상 카메라로 구성되는데, 열을 어느 정도 내는지에 따라서 화면을 보여주기 때문에 장애물의 유무, 빛의 유무와 상관없이 촬영이 가능하다는 장점도 있다 .

한편 무인비행체(110)에 장착된 카메라부(114)에서 수집된 영상을 지상 영상처리장치(130)에 전송하기 위해 영상데이터 송신부(116)는 IEEE 802.1x 기반의 무선 전송 모듈과 안테나로 구성될 수 있다. 또한 선명한 영상을 전송할 수 있도록 무인비행체 영상처리부(115)는 카메라부(114)에서 수집된 영상을 Motion JPEG 비디오 압축을 하며, 영상데이터 송신부(116)는 무인비행체 영상처리부(115)에서 압축된 영상을 20∼30fps 이상의 전송 속도와 4CIF/2CIF의 해상도로 지상으로 전송하여, 이를 수신한 지상 영상처리장치(130)에서 빠르고 신속하게 송전철탑 및 부속기구들의 안전성을 파악할 수 있게 된다. 이러한 부속기구들에 대하여는 도 1에서 설명한 바 있다.

배터리(117)는 무인비행체(110) 및 무인비행체(110)를 구성하는 내부장치에서 필요로 하는 전원을 공급한다.

충전부(118)는 배터리(117)에 필요로 하는 전원을 충전하는데, 예를 들어 지상에서는 상용전원을 이용하여 접촉식으로 충전시킨다. 그리고 다른 하나의 방식으로는 송전철탑에서 발생되는 자기장을 이용해 무선충전(예로써, 자기공명방식(resonant inductive coupling))으로 배터리(117)에 충전시킨다. 즉 계통전압은 765kV 345kV 154kV로 구성되어 있는데, 이러한 초고압에서 발생되는 자기장을 이용하여 충전하는 것으로, 이러한 무선충전을 이용하는 경우 작업 중 배터리(117)의 방전으로 인한 작업 중단 등에 따른 시간낭비나 무선비행체를 최소 2대 보유하여야 하는 문제 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

무인비행체 제어부(119)는 무인비행체(110)를 구성하는 센서부(111), 비행제어모듈(112), 통신부(113), 카메라부(114), 무인비행체 영상처리부(115), 영상데이터 송신부(116), 배터리(117) 및 충전부(118)를 제어하는데, 무인비행체 조정장치(120)의 조정을 위한 데이터를 수신하여 센서부(111) 및 비행제어모듈(112)을 통해 무인비행체의 운행을 제어하고, 카메라부(114)에서 촬영된 영상을 무인비행체 영상처리부(115)에서 영상처리하도록 한 후 영상데이터 송신부(116)를 통해 지상의 지상 영상처리장치(130)로 전송하도록 제어하며, 무인비행체(110)가 송전철탑에 근접하여 시설물 촬영 시 송전철탑에서 발생되는 자기장을 충전부(118)를 통해 변환하여 배터리(117)에 충전되도록 제어한다.

또한 지상의 무인비행체 조종장치(120)는 지상의 조종자가 안전한 비행을 제어할 수 있는 조종장치로 구성된다.

한편 지상 영상처리장치(130)는 무인비행체(110)의 송신부에서 송신해 오는 영상데이터를 수신하는 영상데이터 수신부(131)와, 수신된 영상데이터의 압축을 해제(복원)하는 영상처리를 하여 송전철탑의 손상부위를 저장하거나 반복 확인할 수 있게 해주는 영상처리부(132) 및 영상처리부(132)에서 처리된 영상을 표시해 주는 영상모니터(133)를 포함하여 구성된다.

참고로, 영상처리부(132)는 이미지파일처리 과정과 동영상파일처리과정을 따로 분리해서 처리할 수 있는데, 이미지파일의 경우 이를 불러와서 영상조작을 통해 이미지를 보다 세밀하게 처리하여 저장하고, 동영상파일의 경우 카메라로 입력된 동영상을 바로 저장하여 처리할 수 있다. 한편 영상데이터파일은 용량이 크므로 무인비행체(110)의 무인비행체 영상처리부(115)에서 압축하여 전송하고, 이를 수신한 지상 영상처리장치(130)의 영상처리부(132)는 압축된 영상을 복원한다.

그리고 무인비행체(110)의 카메라부(114)에서 촬영된 동영상 파일은 지상 영상처리장치(130)의 영상처리부(132)에서 이미지를 바로 처리하여 볼 수 있게 하고 필요한 경우에 화면 캡쳐와 저장도 가능하게 하는 것이 바람직하다.

필요하다면, 동영상을 이미지 처리하는 동영상처리 알고리즘을 사용하여 영상의 잡음을 제거하고 구조물의 윤곽선을 검출함으로써, 송전철탑 구조물의 개략적인 손상 여부를 미리 판별할 수도 있다.

한편 영상모니터(133)는 송전철탑 구조물 영상을 표시하는 모니터와 열화상을 표시하는 모니터로 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명 제2실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사시스템을 설명하기 위한 기능 블록 구성도이다.

본 발명 제2실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사시스템은 도 3에 나타낸 바와 같이, 무인비행체(드론)(110), 지상에서 무인비행체(110)를 안전하게 조종할 무인비행체 조종장치(120), 그리고 촬영된 영상정보를 무선으로 수신하여 영상정보를 처리하고 검사자에게 표시해 줄 영상모니터가 장착된 지상 영상처리장치(130)로 구성되는 것은 본 발명 제1실시예와 동일하다.

그러나 무인비행체(110)는 센서부(111), 비행제어모듈(112), 통신부(113), 카메라부(114), 무인비행체 영상처리부(115), 영상저장부(115a), 영상데이터 송신부(116), 배터리(117), 충전부(118) 및 무인비행체 제어부(119)로 구성된다.

무인비행체(110)의 센서부(111)는 고도유지 기능을 하는 가속도 센서, 수평유지를 위한 자이로 센서, 자세안정화 기능을 하는 압력 센서, 운항 통제를 위한 GPS 수신장치 등을 포함하며, 이들은 비행제어모듈(112)에 연결되고, 비행제어모듈(112)은 다시 통신부(113)를 거쳐 무선으로 지상의 무인비행체 조종장치(120)와 무선으로 연결되어 지상의 조종자의 통제를 받게 된다.

그리고 제2카메라부(114b)는 열을 추적, 탐지하는데, 열을 어느 정도 내는지에 따라서 화면을 보여주기 때문에 장애물의 유무, 빛의 유무와 상관없이 촬영이 가능하다는 장점도 있다 .

한편 무인비행체(110)에 장착된 카메라부(114)에서 수집된 영상을 지상 영상처리장치(130)에 전송하기 위해 영상데이터 송신부(116)는 IEEE 802.1x 기반의 무선 전송 모듈과 안테나로 구성될 수 있다. 또한 선명한 영상을 전송할 수 있도록 무인비행체 영상처리부(115)는 카메라부(114)에서 수집된 영상을 Motion JPEG 비디오 압축을 하며, 영상데이터 송신부(116)는 무인비행체 영상처리부(115)에서 압축된 영상을 20∼30fps 이상의 전송 속도와 4CIF/2CIF의 해상도로 지상으로 전송하며, 이를 수신한 지상 영상처리장치(130)에서 빠르고 신속하게 송전철탑 및 부속기구들의 안전성을 파악할 수 있도록 하고, 카메라부(114)에서 촬영된 영상은 영상저장부(115a)에 저장한다.

충전부(118)는 배터리(117)에 필요로 하는 전원을 충전하는데, 예를 들어 지상에서는 상용전원을 이용하여 접촉식으로 충전시킨다. 그리고 다른 하나의 방식으로는 송전철탑에서 발생되는 자기장을 이용해 무선충전(예를 들면, 자기공명방식)으로 배터리(117)에 충전시킨다.

무인비행체 제어부(119)는 무인비행체(110)를 구성하는 센서부(111), 비행제어모듈(112), 통신부(113), 카메라부(114), 무인비행체 영상처리부(115), 영상저장부(115a), 영상데이터 송신부(116), 배터리(117) 및 충전부(118)를 제어하는데, 무인비행체 조정장치(120)의 조정을 위한 데이터를 수신하여 센서부(111) 및 비행제어모듈(112)을 통해 무인비행체의 운행을 제어하고, 카메라부(114)에서 촬영된 영상을 무인비행체 영상처리부(115)에서 영상처리하도록 한 후 영상데이터 송신부(116)를 통해 지상의 지상 영상처리장치(130)로 전송하도록 제어하며, 무인비행체(110)가 송전철탑에 근접하여 시설물 촬영 시 송전철탑에서 발생되는 자기장을 충전부(118)를 통해 배터리(117)에 충전되도록 제어하며, 무인비행체 영상처리부(115)를 통해 영상처리된 영상 데이터가 영상저장부(115a)에 저장되도록 제어한다.

또한 지상의 무인비행체 조종장치(120)는 지상의 조종자가 안전한 비행을 제어할 수 있는 조종장치로 구성된다. 그리고 무인비행체 조종장치(120)는 필요에 따라서는 촬영수단(동영상, 이미지) 선택장치를 더 포함할 수 있다.

한편 지상 영상처리장치(130)는 무인비행체(110)의 송신부에서 송신해 오는 동영상정보를 수신하는 영상데이터 수신부(131)와, 수신된 동영상을 영상처리하여 송전철탑의 손상부위를 저장하거나 반복 확인할 수 있게 해주는 영상처리부(132),영상처리부(132)에서 처리된 영상을 그 시설물 형상으로 표시하거나 열화상으로 표시해 주는 영상모니터(133), 영상처리부(132)에서 처리된 영상을 저장하는 영상저장부(134), 송전탑 및 송전탑 부속기구물(물론 풍력 발전기나 원자력발전소의 돔 등의 구조물도 가능)에 대한 설계 영상 또는 최초 설치 영상 데이터, 열화상 데이터가 저장된 부속기구물 데이터 저장부(135), 영상처리부(132)에서 처리된 카메라부(114)의 촬영영상을 비교하는 영상데이터 비교부(136), 영상데이터 비교부(136)에서의 비교결과 해당 부속기구물의 손상 또는 변형, 발열이 미리 설정한 임계값을 초과하거나 미만인 경우 알람을 발생시키는 알람발생부(137) 및 영상 데이터 수신부(131), 영상처리부(132), 영상모니터(133), 영상저장부(134), 부속기구물 데이터 저장부(135), 영상데이터 비교부(136) 및 알람발생부(137)를 제어하는 제어부(138)를 포함하여 구성된다. 이때, 부속기구물의 손상 또는 변형은 임계값이 초과되는 경우 알람이 발생되도록 하고, 열화상의 발열의 경우에는 임계값 즉 임계온도를 초고하거나, 임계온도 미만인 경우에도 알람이 발생되도록 한다.

영상처리부(132)는 이미지파일처리 과정과 동영상파일처리과정을 따로 분리해서 처리할 수 있는데, 이미지파일의 경우 이를 불러와서 영상조작(필터링)을 통해 이미지를 보다 세밀하게 처리하여 저장하고, 동영상파일의 경우 카메라로 입력된 동영상을 바로 저장하여 처리할 수 있다. 한편 영상데이터 파일은 용량이 크므로 무인비행체(110)의 무인비행체 영상처리부(115)에서 압축하여 전송하고, 이를 수신한 지상 영상처리장치(130)의 영상처리부(132)에서는 압축된 영상을 복원한다.

이때, 동영상을 이미지 처리하는 동영상처리 알고리즘을 사용하여 영상의 잡음을 제거하고 구조물의 윤곽선을 검출함으로써, 송전철탑 구조물의 개략적인 손상 여부를 설계영상(이미지)나 최초 설치 영상(이미지)에 대하여 영상데이터 비교부(136)에서 맵핑 및 3D 모델링른 통해 비교하여 판별하고, 판별결과에 따라 제어부(138)는 알람발생부(137)를 통해 조정자 또는 검사자의 주의를 환기시켜 알람(팝업 형태 또는 소리)이 발생되도록 하는 경우 송전철탑 검사자들이 육안으로 검사시 행여라도 놓치는 경우가 발생하는 것을 최소화할 수 있어 정확한 정밀검사 및 진단이 가능하고, 이상오류 감지를 놓치는 현상을 최소화할 수 있다.

또한 열화상 역시 설계 시의 시설물(구조물)의 열화상이나 최초 설치 후 정상동작 범위에서의 시설물의 열화상을 영상데이터 비교부(136)에서 비교, 맵핑 및 3D 모델링을 통해 영상(동영상)으로 찾지 못한 발열 및 크랙의 발견 가능성을 점검 및 분석한다.

도 4는 본 발명 제1실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사 방법을 설명하기 위한 실시 사례 흐름도이다.

본 발명 제1실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사 방법은 도 2에 나타낸 바와 같은 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사 시스템을 이용하는 것으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 무인비행체와 무인비행체 조정장치 및 지상 영상처리장치를 검사대상 송전철탑 근방으로 이동하고, 무인비행체와 무인비행체 조정장치 및 지상 영상처리장치의 전원을 온한다(S100).

이어 무인비행체 조정장치를 이용하여 무인비행체를 비행시키고, 카메라를 이용해 송전철탑 및 부속기구물(시설물)에 대한 영상 및 열화상을 촬영하고, 송전철탑에서 발생되는 자기장을 통해 무선충전(예로써, 자기공명방식)으로 무인비행체의 배터리에 충전한다(S110).

무인비행체는 촬영된 영상을 압축하여 지상의 지상 영상처리장치로 전송한다(S120).

그러면 지상의 지상 영상처리장치는 전송된 영상을 수신하여 모니터에 표시한다(S130).

작업자는 모니터에 표시되는 영상에서 의심스러운 영상, 예를 들면 송전철탑 부속기구물의 손상 또는 변형, 발열이 발생되었는가를 판단한다(S140). 이때 영상모니터에 표시되는 영상에 대하여 지정된 부분을 반복해서 볼 수 있게 하는 검색처리를 수행하여 송전철탑 부속기구물의 손상 또는 변형, 발열을 포함하는 검사를 수행하며, 앞에서도 설명한 바와 같이 지상 영상처리장치에서는 전송된 영상에 대하여 동영상처리 알고리즘을 사용하여 영상의 잡음을 제거하고, 구조물의 윤곽선이 검출되도록 모니터상에 표시하여 송전철답 부속기구물(구조물)의 손상확인이 용이하도록 한다. 참고로, 송전철탑 부속기구물의 초기 설치 영상 또는 설계 데이터 영상을 비교하여 송전철탑 부속기구물의 손상 또는 변형이 미리 설정된 임계값이상 변형되거나 발열이 미리 설정된 임계값 이상 또는 임계값 미만의 경우에 따라 손상을 판별한다. 이때, 발열의 경우 구조물 중 일정 온도 이상의 열화상이 촬영되어야 하는 부속물의 경우에 동작하지 않는 경우에는 발열되지 않으므로 발열되지 않는 경우도 비정상으로 판별할 수 있는 것이다.

판단결과(S140) 의심영상이 없으면 검사종료인가를 판단하여(S150) 검사종료가 아니면 계속해서 영상을 촬영한다(S110).

그리고 판단결과(S140) 의심영상이 있다면 해당 부속기구물에 대하여 수리, 보수 등의 후속처리를 진행한다(S160).

한편 검사종료로 판단되면(S150) 다음 검사대상 송전철탑 설치장소로 무인비행체와 무인비행체 조정장치 및 지상 영상처리장치를 이동시킨다(S170).

도 5는 본 발명 제2실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사 방법을 설명하기 위한 실시 사례 흐름도이다.

본 발명 제2실시예에 따른 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사 방법은 도 3에 나타낸 바와 같은 무인비행체를 이용한 송전철탑 및 부속기구의 안전성 검사 시스템을 이용하는 것으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 무인비행체와 무인비행체 조정장치 및 지상 영상처리장치를 검사대상 송전철탑 근방으로 이동하고, 무인비행체와 무인비행체 조정장치 및 지상 영상처리장치의 전원을 온한다(S200).

이어 무인비행체 조정장치를 이용하여 무인비행체를 비행시키고, 카메라를 이용해 송전철탑 및 부속기구물(시설물)에 대한 영상 및 열화상을 촬영하고, 송전철탑에서 발생되는 자기장을 통해 무선충전(예로써, 자기공명방식)으로 무인비행체의 배터리에 충전한다(S210).

그리고 무인비행체는 촬영된 영상을 지상의 지상 영상처리장치로 전송한다(S220). 이때 촬영된 영상은 무인비행체 영상저장부(117)에도 저장한다. 이는 혹시라도 영상 전송이 잘 이루어지지 않은 경우 추후 지상에서 무인비행체 영상저장부(117)에 저장된 영상을 이용하여 송전철탑 및 부속기구물의 이상을 발견하는데 이용될 수 있다,

지상의 지상 영상처리장치는 전송된 영상을 수신하여 모니터에 표시한다(S230).

한편 지상의 지상 영상처리장치의 영상데이터 비교부(136)는 영상처리부(132)에서 영상처리되어 수신된 영상과 부속기구물 데이터 저장부(135)에 저장된 영상을 비교한다(S240).

이러한 비교결과(S240) 의심스러운 영상, 예를 들면 송전철탑 부속기구물의 손상, 변형 또는 발열이 발생되었는가를 판단한다(S250). 이때 영상모니터에 표시되는 영상에 대하여 지정된 부분을 반복해서 볼 수 있게 하는 검색처리를 수행하여 송전철탑 부속기구물의 손상 또는 변형을 포함하는 검사를 수행하며, 지상 영상처리장치(130)에서는 전송된 영상에 대하여 동영상처리 알고리즘을 사용하여 영상의 잡음을 제거하고, 구조물의 윤곽선이 검출되도록 영상모니터(133)상에 표시하여 송전철답 부속기구물(구조물)의 손상확인이 용이하도록 함과 함께 촬영된 부속기구물 각각의 기본형상 윤곽과 부속기구물 데이터 저장부(135)에 저장된 부속기구물의 초기설치 윤곽 또는 설치 영상을 비교하여 부속기구물의 개략적인 손상 여부를 영상데이터 비교부(136)에서 판별한다. 참고로, 송전철탑 부속기구물의 초기 설치 영상 또는 설계 데이터 영상을 비교하여 송전철탑 부속기구물의 손상 또는 변형이 미리 설정된 임계값이상 변형되거나 발열이 미리 설정된 임계값 이상 또는 임계값 미만의 경우에 따라 손상을 판별한다. 이때, 발열의 경우 구조물 중 일정 온도 이상의 열화상이 촬영되어야 하는 부속물의 경우에 비정상으로 판별할 수 있는 것이다.

판별결과(S250) 의심영상이 없으면 검사종료인가를 판단하여(S260) 검사종료가 아니면 계속해서 영상을 촬영한다(S210).

그리고 판별결과(S250) 의심영상이 있다면 지상 영상처리장치(130)의 제어부(138)는 알람발생부(137)를 통해 조정자 또는 검사자의 주의를 환기시키기 위한 알람(모니터 팝업 형태 또는 소리)이 발생되도록 한다. 이때 지상 영상처리장치(133)의 모니터 영상을 멈춤(정지화면)시켜 정확한 확인이 가능하도록 할 수 있다(S270). 따라서 송전철탑 검사자들이 육안으로 검사시 행여라도 놓치는 경우가 발생하는 것을 최소화할 수 있어 정확한 정밀검사 및 진단이 가능하고, 이상오류 감지를 놓치는 현상을 최소화할 수 있다.

이어서 해당 부속기구물에 대하여 수리, 보수 등의 후속처리를 진행한다(S280).

한편 검사종료로 판단되면(S260), 다음 검사대상 송전철탑 설치장소로 무인비행체와 무인비행체 조정장치 및 지상 영상처리장치를 이동시킨다(S290).

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 : 무인비행체(드론) 111 : 센서부
112 : 비행제어모듈 113 : 통신부
114 : 카메라부 115 : 무인비행체 영상처리부
115a : 영상저장부 116 : 영상데이터 송신부
117 : 배터리 118 : 충전부
119 : 무인비행체 제어부
120 : 무인비행체 조정장치 130 : 지상 영상처리장치
131 : 영상데이터 수신부 132 : 영상처리부
133 : 영상모니터 134 : 영상저장부
135 : 부속기구물 데이터 저장부 136 : 영상데이터 비교부
137 : 알람발생부 138 : 제어부

Claims

무인비행체를 이용한 송전철탑 안정성 검사시스템에 있어서, 무인비행체와 무인비행체 조정장치 및 지상 영상처리장치를 검사대상 송전철탑 근방으로 이동하기 위해 무인비행체는 고도유지 기능을 하는 가속도 센서, 수평유지를 위한 자이로 센서, 자세안정화 기능을 하는 압력 센서, 운항 통제를 위한 GPS 수신장치를 포함하며, 이들은 비행제어모듈(112)에 연결되고, 비행제어모듈(112)은 다시 통신부(113)를 거쳐 무선으로 지상의 무인비행체 조종장치(120)와 무선으로 연결되는 센서부(111)와, 상기 무인비행체 조정장치를 이용하여 상기 무인비행체의 통신부와 통신하여 비행제어모듈을 통해 무인비행체를 비행시키기 위해, 상기 센서부(111)에서 센싱 데이터를 통해 비행제어를 수행하는 비행제어모듈(112)과, 상기 무인비행체 조정장치를 이용하여 상기 무인비행체의 통신부와 통신하여 비행제어모듈을 통해 무인비행체를 비행시키기 위해 상기 비행제어모듈(112)의 제어명령 데이터를 통신하는 통신부(113)와, 상기 무인비행체에 포함된 카메라부를 이용해 송전철탑 시설물의 영상 및 열화상을 촬영하는 카메라부(114)와를 구성하되, 상기 카메라부(114)는, PTZ(Pan/Tilt/Zoom) 카메라를 적용하여, Pan(수평방향) 과 Tilt(수직방향) 2개의 모터로 촬영대상물을 정확히 포착하며, Zoom기능은 특정부위를 정밀하게 확인하는 기능을 수행토록 하되, 상기 Pan 기능은 수평 120°범위로 초당 100°의 빠른 속도를 지원함으로써 비행 중 상기 송전철탑 시설물 검사부위를 촬영할 수 있도록 하고, 상기 Tilt 기능은 30°∼90°범위로 초당 90°의 빠른 속도를 지원하는 제1카메라부(114a)와, 상기 송전철답 시설물의 열화상을 탐지하는 열화상 카메라인 제2카메라부(114b)부로 구성되며, 상기 카메라부(114)에서 수집된 영상을 상기 지상 영상처리장치(130)에 전송하기 위해 무인비행체 영상처리부(115)는 선명한 영상을 전송할 수 있는 Motion JPEG 비디오 압축을 하며, 영상데이터 송신부(116)는 IEEE 802.1x 기반의 무선 전송 모듈과 안테나로 구성되어 20∼30fps 이상의 전송 속도와 4CIF/2CIF의 해상도로 영상을 전송하도록 구성되며, 상기 무인비행체의 무인비행체 영상처리부는 촬영된 영상을 압축하여 영상데이터 송신부를 통해 상기 지상 영상처리장치로 전송하기 위해 상기 카메라부(114)에서 수집된 영상을 압축하는 무인비행체 영상처리부(115)와를 구성하되, 영상처리부(132)는 이미지파일의 경우 영상조작을 통해 이미지를 보다 세밀하게 처리하여 저장하고, 동영상파일의 경우 카메라로 입력된 동영상을 바로 저장하여 처리하며, 필요한 경우에 화면 캡쳐와 저장도 가능하게 구성되고, 동영상을 이미지 처리하는 동영상처리 알고리즘을 사용하여 영상의 잡음을 제거하고 구조물의 윤곽선을 검출함으로써, 송전철탑 구조물의 개략적인 손상 여부를 미리 판별하도록 구성되며, 상기 지상 영상처리장치(130)는, 상기 영상처리부(132)에서 처리된 영상을 저장하는 영상저장부(134), 송전철탑, 송전철탑 시설물, 풍력 발전기나 원자력발전소의 돔 구조물에 대한 설계영상 또는 최초 설치 영상 데이터가 저장된 부속기구물 데이터 저장부(135), 상기 영상처리부(132)에서 처리된 상기 카메라부(114)의 촬영영상을 비교하는 영상데이터 비교부(136), 상기 영상데이터 비교부(136)에서의 비교결과 해당 시설물의 손상 또는 변형 또는 열화상이 미리 설정한 임계값을 초과하거나 미만인 경우 알람을 발생시키는 알람발생부(137) 및 영상 데이터 수신부(131), 영상처리부(132), 영상모니터(133), 영상저장부(134), 부속기구물 데이터 저장부(135), 영상데이터 비교부(136) 및 알람발생부(137)를 제어하는 제어부(138)를 더 포함시키되, 상기 지상 영상처리장치는 전송된 영상을 영상데이터 수신부에서 수신하고, 영상처리부에서 상기 영상데이터를 복원하여 영상모니터에 표시하고 상기 영상모니터에 표시되는 영상에 대하여 지정된 부분을 반복해서 볼 수 있게 하는 검색처리를 수행하여 상기 송전철탑 시설물의 손상, 변형, 발열을 포함하는 검사를 수행 할 수 있도록 상기 지상의 지상 영상처리장치는 전송된 영상을 수신하여 모니터에 표시하는 상태에서, 상기 지상의 지상 영상처리장치의 영상데이터 비교부는 영상처리부에서 영상처리되어 수신된 영상과 부속기구물 데이터 저장부에 저장된 상기 송전철탑 부속기구물의 초기 설치 영상 또는 설계 데이터 영상을 비교하여 상기 송전철탑 부속기구물의 손상 또는 변형이 미리 설정된 임계값 이상 변형되거나 발열이 미리 설정된 임계값 이상 또는 임계값 미만의 경우 경우 상기 지상 영상처리장치의 제어부는 알람발생부를 통해 조정자 또는 검사자의 주의를 환기시키기 위한 알람(모니터 팝업 형태 또는 소리)이 발생되도록 하고, 상기 지상 영상처리장치의 영상모니터 영상을 멈춤(정지화면)시켜 정확한 확인이 가능하도록 하여, 상기 무인비행체 영상처리부(115)에서 압축된 영상을 외부로 전송하는 영상데이터 송신부(116)와, 전원을 공급하는 배터리(117)와, 상기 배터리(117)를 충전시키되, 상기 송전철탑에서 발생되는 자기장을 이용하여 무선충전시키는 충전부(118)와, 상기 무인비행체(100)를 제어하는 무인비행체 제어부(119)를 포함하여 구성되는 무인비행체(110); 상기 무인비행체(110)의 비행제어를 조종하는 무인비행체 조종장치(120); 및 상기 무인비행체(110)의 영상데이터 송신부(116)에서 송신해 오는 영상 데이터를 수신하는 영상데이터 수신부(131)와, 수신된 영상데이터의 압축을 해제하는 영상처리하여 송전철탑의 손상부위를 저장하거나 반복 확인할 수 있게 해주는 영상처리부(132) 및 영상처리부(132)에서 처리된 상기 송전철탑 시설물 영상과 열화상을 표시하는 영상모니터(133)를 포함하여 구성되는 지상 영상처리장치(130);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무인비행체를 이용한 송전철탑 안정성 검사시스템.
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