KR101958266B1

KR101958266B1 - 가공전선 검사시스템 및 가공전선 검사방법

Info

Publication number: KR101958266B1
Application number: KR1020180052051A
Authority: KR
Inventors: 히로노부 고바야시; 다케시 스미카와; 히로시게 미즈타니; 최성민; 유근호
Original assignee: (주)지엠시스텍; 후지 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2019-03-14

Abstract

본 발명에 따른 가공전선 검사시스템(1)은 드론(10)과, 상기 드론(10)을 조작하는 조작단말기(20)를 포함한다. 상기 드론(10)에는 검사대상물인 가공전선(30)에 X선을 조사하는 X선 조사장치(14)와 가공전선을 투과한 X선을 수신하는 X선 수상장치(15)가, 상기 가공전선을 사이에 두고 서로 대향 하도록 지지되어 있다. 그래서 상기 조작단말기(20)로부터의 지시에 따라 X선 조사장치(14)에서 X선을 가공전선에 조사하여 가공전선을 투과한 X선을 상기 X선 수상장치(15)에서 수상한 다음, 이 수상정보를 상기 조작단말기(20)로 전송도록 구성되어 있다.

Description

가공전선 검사시스템 및 가공전선 검사방법{Inspection system of overhead power line and its inspection method}

본 발명은 가공전선(架空電線) 검사시스템 및 가공전선 검사방법에 관한 것이다.

최근 고압 송전선 등 가공전선의 부식이나 손상을 정기적으로 검사하기 위하여 가공전선을 따라 주행하면서 가공전선을 검사하는 장치(자주식 검사장치)를 이용한 검사를 실시하고 있다. 이러한 자주식(自走式) 검사장치에 의한 가공전선의 검사는 실제로 작업자가 가공전선을 타고 검사를 실시하는 경우에 비해 안전성 및 생력화(省力化)가 우수하다. 이러한 자주식 검사장치로서, 가공전선에 장애가 되는 물건이 있는 경우에도 안정감 있게 장애물을 통과하면서 다도체 방식의 가공전선을 활선으로 검사할 수 있는 자주식 가공전선 검사장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

일본 특허공개 제2006-254567호 공보

그런데, 상술한 자주식 가공전선 검사장치는 가공전선에 설치할 때의 작업이 번잡하다는 문제가 있다. 특히 높은 곳에 가설된 가공전선(예를 들면, 고압 송전선)에 있어서는, 상기 자주식 가공전선 검사장치를 가공전선에 설치하기까지 매우 까다로운 작업이 필요하고, 가공전선의 검사시간이 장시간 소요되는 문제가 있다. 또한 고압 송전선 등의 가공전선에서는 철탑과 가공전선과의 접속부분의 손상을 방지하기 위해 가공전선의 상하 진동을 방지하는 진동 방지부재가 설치되어 있다. 상기 자주식 가공전선 검사장치가 이러한 진동 방지부재를 타고 넘어갈 경우에는 주행속도를 감소시켜야 하며, 따라서 검사시간이 장시간 소요되는 문제가 있다.

또한, 상기 자주식 가공전선 검사장치는 가공전선의 외관의 변화(예를 들면, 색감의 변화와 모양의 변화)에 따라 가공전선의 부식과 손상을 검사한다. 그러나 가공전선의 검사에서는 잠재적인 결함을 찾아내기 위하여 가공전선의 내부의 변화를 검사하는 것이 중요한 포인트가 된다. 따라서 가공전선의 검사에 있어서 전체검사에 요구되는 시간을 단축하고 나아가 잠재적인 가공전선의 결함을 검사하는 필요성이 요청되고 있다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 전체 검사에 요구되는 시간을 단축하고, 나아가 잠재적인 가공전선의 결함을 비접촉 상태로 검사할 수 있는 가공전선 검사시스템 및 가공전선 검사방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가공전선 검사시스템은, 무인항공기와, 상기 무인항공기를 조작할 수 있는 조작단말기를 이용하여 검사대상물인 가공전선을 비접촉 상태로 검사하는 가공전선 검사시스템으로서, 상기 무인항공기에는 상기 가공전선에 X선을 조사하는 X선 조사장치와, 상기 가공전선을 투과한 X선을 수상하는 X선 수상장치가 상기 가공전선을 사이에 두고 서로 대향 하도록 지지되어 있으며, 상기 조작단말기로부터의 지시에 따라 상기 X선 조사장치로부터 상기 가공전선에 X선을 조사하고, 상기 가공전선을 투과한 X선을 상기 X선 수상장치에서 수상하여 그 수상정보를 상기 조작단말기로 전송하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가공전선 검사방법은, 검사대상물인 가공전선을 사이에 두고 서로 대향 하도록 X선 조사장치와 X선 수상장치를 지지하는 무인항공기와, 상기 무인항공기를 조작할 수 있는 조작단말기를 이용하여 상기 가공전선을 비접촉 상태로 검사하는 가공전선 검사방법으로서, 상기 조작단말기에서 X선 검사지시를 보내는 지시전송단계와; 상기 X선 조사장치로부터 상기 가공전선에 X선을 조사하는 조사단계와; 상기 X선 수상장치에서 상기 가공전선을 투과한 X선을 수상하는 수상단계와; 상기 수상단계에서 수상한 X선 정보를 상기 조작단말기에 송신하는 송신단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은, 전체 검사시간을 단축하고 또한 잠재적인 가공전선의 결함을 검사 할 수 있는 가공전선 검사시스템 및 가공전선 검사방법을 제공한다.

[도 1] 본 발명에 따른 가공전선 검사시스템의 구성에 대한 설명도이다.
[도 2] 본 발명에 따른 가공전선 검사시스템에 사용되는 드론의 사시도이다.
[도 3] 본 발명에 따른 가공전선 검사시스템에 사용되는 드론의 사시도이다.
[도 4] 본 발명에 따른 가공전선 검사시스템에 사용되는 드론의 평면도, 정면도 및 저면도이다.
[도 5] 본 발명에 따른 가공전선 검사시스템에 사용되는 드론의 기능 블록도이다.
[도 6] 본 발명에 따른 가공전선 검사시스템에 사용되는 조작단말기의 기능 블록도이다.
[도 7] 본 발명에 따른 가공전선 검사시스템에서 송전선에 대해 X선 검사를 실시하는 순서도이다.

일반적으로 높은 곳에 가설되는 고압 송전선 등 가공전선의 검사에서는 검사 전체에 소요되는 시간을 단축하고 또한 잠재적인 가공전선의 결함을 검사할 필요가 있다. 종래의 자주식 검사장치는 가공전선 위를 주행하면서 가공전선을 검사한다. 그러나 이러한 자주식 검사장치에 의한 검사는 자주식 검사장치를 가공전선에 설치하기까지 번거로운 작업이 필요하며, 전체 검사를 실시하는데 장시간이 소요된다. 또한 자주식 검사장치에 의한 검사에서는 가공전선의 모양 변화에 근거하여 가공전선의 문제점을 검사하므로 가공전선의 잠재적인 결함을 검출하는 것이 곤란하다.

본 발명자들은 자주식 검사장치에 의한 검사의 경우, 검사장치를 가공전선 위를 주행하면서 검사하는 것이 검사시간을 지연시키고, 또한 가공전선의 모양 변화에 따라 검사하는 것이 가공전선의 잠재적인 결함의 검출을 방해하는 요인이 된다는 점에 주목하였다. 그래서 가공전선 위를 주행하지 않고 가공전선의 내부 변화를 검사하면, 전체 검사시간의 단축 및 잠재적인 가공전선의 결함 검출에 기여할 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 도출하게 되었다.

즉, 본 발명의 특징은 가공전선을 사이에 두고 마주보도록 X선 조사장치와 X선 수상장치를 무인항공기에 탑재하고, 상기 무인항공기를 조작할 수 있는 조작단말기의 지시에 따라 상기 X선 조사장치에서 가공전선에 X선을 조사하며, 가공전선을 투과한 X선을 상기 X선 수상장치에서 수상하고, 그 수상정보를 상기 조작단말기로 전송하는 것이다.

본 발명에 의하면, 조작단말기로부터의 지시에 따라 무인항공기에 탑재된 X선 조사장치에서 가공전선에 X선을 조사하고, 가공전선을 투과한 X선을 X선 수상장치가 수상하며, 이 수상정보가 조작단말기로 전송되기 때문에 가공전선에 대하여 비접촉 상태로 X선 검사를 수행할 수 있다. 이렇게 하면 가공전선에 검사장치를 설치하는데 시간을 소요할 필요가 없고, 가공전선에 설치된 진동 방지부재 등을 통과 할 때 검사장치의 속도를 감속할 필요도 없다. 또한, 가공전선에 대한 X선 검사에 의해 가공전선의 내부변화를 검사함으로써 가공전선의 잠재적인 결함을 검출할 수 있다. 결과적으로 본 발명은 전체 검사시간을 단축하고, 또한, 잠재적인 가공전선의 결함을 검사하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명에 따른 가공전선 검사시스템(이하, ‘검사시스템’이라 한다)의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사시스템(1)의 구성에 대한 설명도이다. 이하, 본 발명의 검사시스템(1)에 대한 검사대상물로는 편의상 높은 곳에 가설되는 고압 송전선 등의 가공전선(이하, ‘전선’이라 한다.)을 예시하여 설명한다. 그러나, 상기 검사시스템(1)에 의한 검사대상물이 전선에만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 적절히 변경할 수 있다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 검사시스템(1)은 X선 검사장치(X선 검사유닛)를 탑재한 무인항공기, 바람직하게는 드론(10)과, 상기 드론(10)을 원격 조종하는 조작단말기(20)를 포함하여 구성된다. 상기 검사시스템(1)에서는 조작단말기(20)의 제어하에 상기 드론(10)이 검사대상물인 전선(30)까지 비행하는 동시에 드론(10)에 탑재된 X선 검사장치에 의해 전선(30)에 대한 X선 검사를 실시한다.

상기 검사시스템(1)에서 조작단말기(20)는 드론(10)과 무선통신이 가능하도록 구성된다. 즉, 상기 조작단말기(20)는 조작자의 지시에 따라 드론(10)에 대한 제어정보(비행제어정보와 촬영제어정보 등)를 전송하는 한편, 드론(10)에서 얻은 각종 정보(촬영정보와 X선 수상정보 등)를 수신한다. 드론(10)은 조작단말기(20)의 제어정보에 따라 비행제어, 촬영제어 및 X선 검사제어를 실행하고, 촬영제어 및 X선 검사제어 등에 의해 취득한 취득정보를 조작단말기(20)로 전송한다. 조작단말기(20)는 드론(10)에서 얻은 정보에 포함된 X선 정보(X선 수상정보)에 대한 분석을 실시함으로써 전선(30) 내부의 부식이나 손상 등의 결함을 검출할 수 있다.

다음으로 도 2 내지 도 4를 참조하여 검사시스템(1)에 포함되어 있는 드론(10)의 구성에 대하여 설명한다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검사시스템(1)의 드론(10)에 대한 사시도이다. 도 4는 상기 드론(10)의 평면도(도 4a), 전면도(도 4b) 및 저면도(도 4c)이다. 도 2a 및 도 3a는 드론(10)을 상부 측방에서 도시한 것이고, 도 2b 및 도 3b는 드론(10)을 하부 측방에서 도시한 것이다. 또한, 설명의 편의상, 드론(10)에 설치된 가이드 암(16)은 도 4에서만 보이고, 도 2 및 도 3에서는 생략되어 있다.

도 2 내지 도 4와 같이, 드론(10)은 본체부(11)와, 상기 본체부(11)에서 서로 다른 방향으로 연장된 4개의 로터유닛(12)과, 상기 본체부(11)의 하부에 고정되는 프레임(13)과, 상기 프레임(13)에 지지되는 X선 조사장치(이하, ‘조사장치’라 한다.)(14) 및 X선 수상장치(이하, ‘수상장치’라 한다.)(15), 그리고 상기 프레임(13)에 고정되는 가이드암(16)을 포함하여 구성된다. 본 명세서에서는 조사장치(14)와 수상장치(15)를 합하여 X선 검사장치 또는 X선 검사유닛으로 칭할 수도 있다.

상기 본체부(11)는 대체로 원반형상을 가지며, 내부에는 후술하는 제어부(101), 통신부(102) 또는 기억부(106) 등의 구성요소를 수용하고 있다(도 5 참조). 상기 본체부(11) 내에 수용된 구성요소에 의해서, 상기 로터유닛(12)과 조사장치(14) 및 수상장치(15)의 구동제어와, 조작단말기(20) 사이의 무선통신제어가 실행된다.

상기 로터유닛(12)은 본체부(11)의 외주면에 확장팔(12a)을 통해 연결되어 있다. 상기 확장팔(12a)은 평면도에서 볼 때 90도 간격으로 본체부(11)에서 수평방향으로 확장되어 있다(도 4a 참조). 각 로터유닛(12)은 모터케이스(12b)와 로터(12c)를 구비하고 있다. 본체부(11) 내에 수용된 제어부(101) (비행제어부 113)의 구동지시에 따라 모터케이스(12b) 내의 모터가 회전하고, 로터(12c)가 회전한다(도 5 참조).

상기 프레임(13)은 평행하게 배치된 한 쌍의 베이스 프레임(131,132)을 가지고 있다. 제1 베이스 프레임(131)은 정면도에서 볼 때 수평으로 연장된 수평연장부(131a)와, 상기 수평연장부(131a)의 양단부에서 하방으로 굴곡된 굴곡부(131b,131c)를 가지며, 하부는 개방된 형상을 이루고 있다(도 4b 참조). 제2 베이스 프레임(132)은 상기 제1 베이스 프레임(131)과 동일한 구성으로 이루어지고, 수평연장부(132a) 및 굴곡부(132b, 132c)를 갖는다(도 4b 참조).

상기 베이스 프레임(131,132) (굴곡부 131b,131c 및 굴곡부 132b,132c)의 선단부에는 다리부(133,134)가 연결되어 있다. 제1 다리부(133)는 수평방향으로 연장되어 베이스 프레임(131,132)의 선단부의 양측에 연결되는 수평연장부(133a)와, 상기 수평연장부(133a)의 양단부에서 하방으로 굴곡된 굴곡부(133b,133c)를 가지며, 하부는 개방된 형상을 이루고 있다(도 3 참조). 제2 다리부(134)는 제1 다리부(133)와 동일한 구성으로 이루어지고, 수평연장부(134a) 및 굴곡부(134b,134c)를 갖는다(도 2 참조).

상기 다리부(133,134)의 선단부에는 수지 등의 탄성부재로 이루어진 커버(135)가 장착되어 있다. 상기 커버(135)의 하단부는 조사장치(14) 및 수상장치(15)의 하단부보다 아래쪽에 배치된다. 비행을 하지 않는 경우, 드론(10)은 다리부(133,134)에 장착된 4개의 커버(135) 하단부가 지면 등의 이착륙면에 접촉하게 된다.

상기 제1 베이스 프레임(131)의 수평연장부(131a)와 제2 베이스 프레임(132)의 수평연장부(132a) 사이에는 고정면부(136)가 설치되어 있다(도 2b, 도 3b 및 도 4c 참조). 상기 고정면부(136)는 제1 베이스 프레임(131)과 제2 베이스 프레임(132)을 연결하는 역할을 한다. 상기 고정면부(136)를 본체부(11)의 하면에 고정함으로서, 상기 베이스 프레임(131,132)이 본체부(11)에 고정된다.

상기 고정면부(136)의 중앙에는 촬상장치인 카메라(17)가 배치되어 있다(도 2b, 도 3b 참조). 상기 카메라(17)는 고정면부(136)를 끼고 본체부(11)의 하면에 고정되어 있다. 상기 카메라(17)는 조사장치(14)에 의한 X선 조사영역을 촬영할 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들면, 상기 카메라(17)는 여러개의 어안(魚眼) 렌즈를 내장하고 있어서 본체부(11) 하부의 전체 영역을 촬영할 수 있도록 구성된다.

상기 조사장치(14)는 프레임(13)의 다리부(133) 부근에 지지된다. 조사장치(14)는 다리부(133)의 수평연장부(133a)와 베이스 프레임(131,132)의 굴곡부(131b,132b)에 고정구로 고정된다(도 3 참조). 조사장치(14)는 대체로 직육면체 형상을 가지며, 그 안쪽면의 중앙에 X선 조사점(141)이 설치되어 있다(도 2 참조). 조사장치(14)는 본체부(11)에 수용된 제어부(101)(X선 검사제어부 114)의 조사지시(X선 검사지침)에 따라 검사대상물에 X선을 조사할 수 있도록 구성된다(도 5 참조). 예를 들면, 조사장치(14)는 드론(10)의 아래쪽 영역에 배치된 전선(30)에 X선을 조사 한다(도 4b 참조). 도 4b에는 조사장치(14)의 X선 조사범위가 일점쇄선으로 표시되어 있다.

상기 수상장치(15)는 프레임(13)의 다리부(134)의 부근에 지지된다. 수상장치(15)는 다리부(134)의 수평연장부(134a)와 베이스 프레임(131,132)의 굴곡부(131c,132c)에 고정장치로 고정되어 있다(도 2 참조). 수상장치(15)는 평판 형상을 가지며, 그 안쪽면에 X선 수상패널(151)이 설치되어 있다(도 3 참조). 수상장치(15)는 검사대상물인 전선(30)을 사이에 두고 조사장치(14)와 마주보게 배치된다(도 4b 참조). 수상장치(15)는 본체부(11)에 수용된 제어부(101)(X선 검사제어부 114)에서의 수상지시(X선 검사지시)에 따라 검사대상물을 투과한 X선을 수신한다. 예를 들어, 수상장치(15)는 드론(10)의 아래쪽 영역에 배치된 전선(30)을 투과한 X선을 수신한다(도 4b 참조).

가이드암(16)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 베이스 프레임(131,132)의 수평연장부(131a,132a)에서 연장하여 설치된다. 가이드암(16)은 수평연장부(131a,132a)의 연장방향과 직교하는 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 가이드암(16)은 수평연장부(131a,132a)와 동일한 높이로 확장되는 수평확장부(161)와, 상기 수평확장부(161)의 선단부에서 하향 굴곡된 굴곡부(162), 상기 굴곡부(162)의 하단부에 형성된 수용부(163)를 갖는다. 상기 수용부(163)는 아래쪽이 개방된 형상을 이루고, 이 개구부에 검사대상물인 전선(30)을 수용하도록 구성되어 있다. 상기 가이드암(16)은 안내부재를 구성하는 것으로서, 드론(10)이 전선(30)의 소정 위치에 배치되도록 안내하는 역할을 한다. 드론(10)은 상기 가이드암(16)이 전선(30)을 수용한 상태에서 조사장치(14)로부터 전선(30)에 X선을 조사한다.

첨부 도 5를 참조하여 상기 드론(10)이 수행하는 기능에 대하여도 설명한다. 도 5는 본 발명 실시예에 따른 검사시스템(1)을 구성하는 드론(10)의 기능 블록도이다. 도 5에 나타낸 드론(10)의 기능 블록도는 설명의 편의상, 본 발명에 관련된 구성요소만을 보여주고 있다. 본 발명의 드론(10)은 통상적인 드론이 일반적으로 갖추어야 할 구성요소를 갖는다. 또한, 도 5에서는 도 2 내지 도 4와 동일한 구성에 대해서는 공통부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

도 5와 같이, 드론(10)은 드론(10)이 갖는 구성요소를 제어하는 제어부(101)를 갖추고 있다. 상기 제어부(101)는 통신부(102), 카메라(17), GPS(Global Positioning System)(103), 로터유닛(12), 자이로유닛(104), X 선 검사유닛(105) 및 기억부(106)에 각각 연결되어 있다. 상기 제어부(101)는 이러한 구성요소들 사이에서 제어신호 또는 각종정보를 통신 가능하게 구성된다.

상기 통신부(102)는 조작단말기(20)와의 사이에서 무선통신을 수행한다. 통신부(102)는 후술하는 제어부(101)의 주제어부(111)의 제어 하에 조작단말기(20)로부터 각종 제어정보를 수신하는 한편, 촬영정보 등의 취득정보를 조작단말기(20)로 송신한다. GPS(103)는 위치를 측정하는 장치로서 드론(10)의 위치정보(위도, 경도)를 측정한다. 자이로유닛(104)은 드론(10)의 고도와 비행자세 등을 측정한다. 상기 GPS(103) 및 쟈이로유닛(104)에 의해서 측정된 위치정보와 고도 등은 후술하는 제어부(101)의 비행제어부(113)에 의한 비행제어에 이용된다.

X선 검사유닛(105)은 상술한 조사장치(14) 및 수상장치(15)를 가지며, 검사대상 전선(30)에 대한 X선 검사를 실시한다. 기억부(106)는 드론(10) 내에서 취득한 촬영정보, 위치정보 또는 X선 수상정보 등을 일시적으로 저장한다. 기억부(106)에는 제어부(101)가 드론(10)을 제어하기 위한 제어 프로그램이 저장된다.

상기 제어부(101)에는 주제어부(111), 촬영제어부(112), 비행제어부(113), X선 검사제어부(114), 위치정보 취득부(115), 촬영정보 취득부(116) 및 X선 정보취득부(117)가 있다. 제어부(101)은 기억부(106)에 저장된 제어 프로그램을 실행함으로써, 이러한 주제어부(111), 촬영제어부(112), 비행제어부(113), X선 검사제어부(114), 위치정보 취득부(115), 촬영정보 취득부(116) 및 X선 정보취득부(117)로서의 기능을 갖는다.

상기 주제어부(111)는 통신부(102)를 통해 조작단말기(20)로부터 취득한 제어정보에 따라 각종 제어부와 각종 정보취득부를 제어한다. 촬영제어부(112)는 제어정보에 포함되는 촬영제어정보에 따라 카메라(17)에 의한 촬영처리를 제어한다. 비행제어부(113)은 제어정보에 포함된 비행 제어정보에 따라 로터유닛(12)의 비행처리를 제어한다. X선 검사제어부(114)는 제어정보에 포함된 X선 검사 제어정보에 따라 X선 검사유닛(105)의 X선 검사를 제어한다.

상기 위치정보 취득부(115)는 GPS(103)에 의해 측정된 드론(10)의 위치정보(위도, 경도)를 취득한다. 또한, 위치정보는 GPS(103)에 의해 측정된 위치정보에 더하여, 자이로유닛(104)에 의해 측정된 고도, 비행자세 등의 정보도 포함된다. 촬영정보 취득부(116)는 카메라(17)에 의해 촬영된 화상 정보(촬영정보)를 취득한다. X선 정보취득부(117)는 X선 검사유닛(105)에 의한 X선 정보(X선 수상정보)를 취득한다. 이러한 촬영정보와 X선 정보는 위치정보와 연계하여 기억부(106)에 저장된다.

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명 실시예에 따른 조작단말기(20)의 기능에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 검사시스템(1)을 구성하는 조작단말기(20)의 기능 블록도이다. 본 발명의 실시예에 따른 검사시스템(1)에서 상기 조작단말기(20)는 태블릿 피씨로 구성되지만, 이에 한정되지는 않는다. 상기 조작단말기(20)로는 스마트폰 등 다기능 휴대폰이나 노트북 등을 사용할 수도 있다. 도 6에 표시된 조작단말기(20)의 기능 블록도는 설명의 편의상, 본 발명에 관련된 구성요소만을 보여주고 있다. 본 발명의 조작단말기(20)은 일반적인 태블릿 피씨의 구성요소를 구비하고 있다.

도 6과 같이, 상기 조작단말기(20)는 조작단말기(20)에 포함된 각 구성요소를 제어하는 제어부(201)를 구비하고 있다. 상기 제어부(201)는 통신부(202), 조작부(203), 표시부(204) 및 기억부(205)에 연결되어 있다. 제어부(201)는 이러한 구성요소 사이의 제어신호나 각종 정보를 통신할 수 있도록 구성된다.

상기 통신부(202)는 드론(10)과의 사이에 무선 통신을 수행한다. 상기 통신부(202)는 후술하는 제어부(201)의 주제어부(211)의 제어 하에 드론(10)에 각종 제어정보를 전송하는 한편, 드론(10)으로부터 촬영정보 등의 취득정보를 수신한다.

상기 조작부(203)는 터치 패널에 표시되는 조작키로 구성된다. 조작부(203)는 운영자로부터 입력된 지시(비행지시나 X선 조사지시 등)을 받는다. 상기 표시부(204)는 터치 패널을 구성하는 액정 디스플레이 등으로 구성된다. 표시부(204)에는 드론(10)에 대한 지시를 입력하기 위한 조작화면(예를 들면, 후술하는 드론 제어정보 입력화면)이나 드론(10)에서 취득된 촬영정보, 위치정보나 X선 수상정보를 볼 수 있게 구성된다.

상기 기억부(205)는 드론(10)에서 수신한 취득정보(촬영정보, 위치정보나 X선 정보 등)를 저장한다. 기억부(205)는 후술하는 제어부(201)의 화상분석부(218)에 의한 화상분석을 위한 참조 화상을 저장한다. 상기 참조 화상에는 검사대상물인 전선(30)의 내부에 결함을 갖는 화상이 포함된다. 기억부(205)는 화상분석부(218)에 의한 화상 분석결과를 저장한다. 기억부(205)에는 제어부(201)가 조작단말기(20)를 제어하기 위한 제어 프로그램이 저장된다.

상기 제어부(201)는 주제어부(211), 촬영/위치정보 취득부(212), X선 정보취득부(213), 드론제어부(214), 카메라 제어부(215), X선 검사유닛제어부(X선 유닛제어부)(216), 표시제어부(217) 및 화상분석부(218)를 가진다. 상기 제어부(201)는 기억부(205)에 저장된 제어 프로그램을 실행함으로써 이러한 주제어부(211), 촬영/위치정보 취득부(212), X선 정보취득부(213), 드론제어부(214), 카메라 제어부(215), X선 유닛제어부(216), 표시 제어부(217) 및 화상분석부(218)로서의 기능을 수행한다.

주제어부(211)는 조작부(203)를 통해 접수한 지시에 따라 각종 제어부와 각종 정보취득부를 제어한다. 주제어부(211)는 통신부(202)를 통해 각종 제어정보를 드론(10)에 전송한다. 촬영/위치정보 취득부(212)는 드론(10)에서 전송된 촬영정보 및 위치정보를 취득한다. X선 정보취득부(213)는 드론(10)에서 전송되는 X선 검사정보(X선 정보)를 취득한다. 이러한 촬영정보와 X선 정보는 위치정보와 연계하여 기억부(205)에 저장된다.

드론제어부(214)는 조작부(203)에서 승인한 비행지시에 따라 제어정보(비행제어정보)를 생성하고, 이를 드론(10)에 전송함으로써 드론(10)의 비행을 제어한다. 카메라 제어부(215)는 조작부(203)에서 승인한 촬영지시에 따라 제어정보(촬영제어정보)를 생성하고, 이를 드론(10)에 송신함으로써 카메라(17)에 의한 촬영을 제어한다.

X선 유닛제어부(216)은 조작부(203)에서 승인한 X선 검사지시에 따라 제어정보(X선 검사 제어정보)를 생성하고, 이를 드론(10)에 송신하여 X선 검사유니트(105)에 의한 X선 검사를 제어한다. 표시제어부(217)는 조작부(203)에서 접수 받은 지시에 따라 조작화면과 드론(10)으로부터 수신한 촬영정보 및 X선 정보의 표시를 제어한다.

상기 화상분석부(218)는 드론(10)에서 수신된 X선 정보에 포함된 화상을 분석한다. 화상분석부(218)는, 기억부(205)에 저장된 참조 화상을 참조하여 X선 정보에 포함하는 화상을 분석한다. 예를 들어, 화상분석부(218)는 X선 정보와 참조 화상과의 패턴 매칭에 의해 X선 정보에 포함된 화상의 분석을 실시한다.

이하, 도 7을 참조하여 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 검사시스템(1)에 따라 전선(30)에 대해 검사(X선 검사)를 하는 방법(가공전선 검사방법)에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 검사시스템(1)에서 전선(30)에 X선 검사를 실시하는 순서도이다. 또한, 검사시스템(1)에서는 도 7의 순서를 실행하기 위한 준비 단계로서, 조작단말기(20)가 작업자의 지시를 기다리고 있는 상태이며, 드론(10)이 조작단말기(20)로부터의 제어정보를 대기하고 있는 것으로 가정한다. 이때 드론(10)은 조작 단말기(20)와 조작자 근처의 지면 등에 배치되어 있다.

검사대상물인 전선(30)의 X선 검사를 실시하는 경우, 조작단말기(20)의 조작자는 표시부(204)에 드론 제어정보 입력화면을 표시한다. 예컨대, 드론 제어정보 입력화면에는 드론(10)의 비행지시를 입력하는 영역(이하, ‘비행지시영역’이라 한다.) 및 촬영지시를 입력하는 영역(이하, ‘촬영지시영역’이라 한다.)과 X선 검사지시를 입력하는 영역(이하, ‘X선 검사 지시영역’이라 한다.)이 포함된다.

상기 비행지시영역에는, 예를 들어 드론(10)의 진행방향(전후좌우 방향)을 지시하는 방향레버와, 드론(10)의 승강방향(상하방향)을 지시하는 승강레버와, 호버링(hovering)을 지시하는 호버링 버튼과, 카메라(17)가 촬영한 촬영화상을 표시하는 표시영역이 포함된다. 상기 촬영지시영역에는 드론(10)의 카메라(17) 촬영모드를 수동모드와 자동모드 사이에서 전환하는 모드전환 버튼과, 촬영을 지시하는 촬영버튼과, 촬영 타이밍을 지시하는 촬영 타이밍 버튼과, 초점거리를 조정하는 초점 조절버튼 등이 포함된다. 상기 X선 검사 지시영역에는 X선 검사를 지시하는 X선 검사 지시버튼과, X선 정보 화상 분석결과를 표시하는 표시영역 등이 포함된다.

상기와 같은 드론 제어정보 입력화면을 통해 작업자의 비행지시 및 촬영지시를 지정 받으면(단계 701; 이하, ‘ST 701’이라 한다.), 드론제어부(214)에 의해서 비행지시에 따른 제어정보(비행제어정보)가 생성되는 동시에, 카메라 제어부(215)에 의해서 촬영지시에 대응하는 제어정보(촬영제어정보)가 생성된다. 여기에는 검사대상물이 있는 전선(30)까지의 항로를 따라 비행지시가 입력됨과 동시에 드론(10)이 비행 중에 자동으로 촬영하는 자동모드에 의한 촬영지시가 입력된다. 또한, 비행지시는 드론(10)의 비행중에는 드론 제어정보 입력화면에서 항상 지시되는 것이지만, 이하에는 그 설명을 생략한다. 드론제어부(214) 및 카메라 제어부(215)에 의해 생성된 제어정보(비행제어정보 및 촬영제어정보)는 통신부(202)를 통해 드론(10)으로 전송된다(ST 702).

드론(10)에서는 조작단말기(20)로부터 전송된 제어정보가 통신부(102)를 통해 제어부(101)에 입력된다. 이러한 제어정보 중 비행제어부(113)에 의해 비행제어정보가 취득되고, 촬영제어부(112)에 의해 촬영제어정보가 취득된다(ST 703). 이러한 제어정보를 취득하면, 비행제어부(113)에 의해 드론(10)의 비행제어가 실행되어 촬영제어부(112)에 의해 촬영제어가 실행된다(ST 704).

촬영제어가 실행되면, 촬영정보 취득부(116)에 의해 촬영정보가 취득되고, 위치정보 취득부(115)에 의해 드론(10)의 위치정보가 취득된다(ST 705). 여기에서는 드론(10)이 비행과 함께 촬영제어부(112)의 아래 카메라(17)에 의한 촬영이 시작된다(자동 모드). 따라서 비행 중인 드론(10)의 아래쪽 영역의 화상이 촬영정보로 취득된다. 또한 드론(10)이 비행하면 GPS(103) 및 자이로유닛(104)에 의해 위치정보가 취득된다. 이러한 촬영정보는 위치정보와 연계하여 기억부(106)에 저장된다. 그리고 취득된 촬영정보 및 위치정보는 통신부(102)를 통해 조작단말기(20)로 전송된다(ST 706).

조작단말기(20)에서는 드론(10)에서 전송된 촬영정보 및 위치정보가 통신부(202)를 통해 제어부(201)에 입력된다. 촬영정보 및 위치정보는 촬영/위치정보 취득부(212)에 의해 취득된다(ST 707). 촬영정보 및 위치정보를 검색하면, 표시제어부(217)에 의해 촬영정보 표시제어가 이루어진다. 그러면 표시부(204)(더 구체적으로는 드론제어정보 입력화면의 비행지시영역의 일부)에 촬영정보가 표시된다(ST 708). 예를 들어, 전선(30)에 도달할 때까지의 항로는 비행위치에 따른 드론(10) 아래쪽의 풍경 등의 촬영정보가 표시부(204)에 표시되고, 전선(30)에 도달한 경우에는 표시부(204)에 전선(30)을 포함 촬영정보가 표시된다.

드론(10)이 전선(30)에 도달하기 직전에 드론(10)은 가이드암(16)의 수용부(163)에서 전선(30)을 수용 하도록 비행이 제어된다. 이 경우, 운영자는 표시부(204)에 표시된 촬영정보를 참조하면서 가이드암(16)에서 전선(30)을 수용하도록 비행지시를 입력한다. 가이드암(16)의 수용부(163)가 전선(30)을 수용하는 것은 향후 X선 검사유닛(105)에 의한 X선 검사제어를 안정적으로 수행하기 위함이다. 상기 수용부(163)가 전선(30)을 수용하면, 조사장치(14)와 수상장치(15)가 전선(30)을 사이에 두고 서로 마주보는 상태가 된다.

가이드암(16)의 수용부(163)에 전선(30)이 수용된 후 드론 제어정보 입력화면(더 구체적으로는 X선 검사 지시영역)에서 X선 검사지시를 받아들이면(ST 709), X선 유닛제어부(216)에 의해 X선 검사지시에 따른 제어정보(X선 검사 제어정보)가 생성된다. 여기에서는 X선 검사 지시영역의 X선 검사 표시버튼이 선택되는데 이렇게 하여 X선 검사 제어정보가 생성된다. 생성된 제어정보(X선 검사 제어정보)는 통신부(202)를 통해 드론(10)으로 전송된다(ST 710).

드론(10)에서는 조작단말기(20)로부터 전송된 제어정보가 통신부(102)를 통해 제어부(101)에 입력된다. X선 검사 제어정보는 X선 검사제어부(114)에 의해 취득된다(ST 711). X선 제어정보를 취득하면, X선 검사제어부(114)에 의해 X선 검사유닛(105)의 X선 검사가 제어된다(ST 712). X선 검사에서는 조사장치(14)에 의한 조사제어가 실행됨과 동시에 수상장치(15)에 의한 수상제어가 실행된다.

X선 검사제어가 실행되면, X선 정보취득부(117)에 의해 X선 정보(X선 수상정보)가 취득된다(ST 713). 여기에서는 드론(10)이 위치하는 전선(30)에 대한 X선 검사가 실행되고, 그 전선(30)의 위치에 대한 X선 정보가 취득된다. 또한 X선 정보의 취득에 따라 촬영정보 취득부(116)에 의해 촬영정보가 취득되고, 위치정보 취득부(115)에 의해 드론(10)의 위치정보가 취득된다. 그리고 취득된 X선 정보 등은 통신부(102)를 통해 조작단말기(20)로 전송된다(ST 714).

조작단말기(20)에서는 드론(10)에서 전송된 X선 정보가 통신부(202)를 통해 제어부(201)에 입력된다. X선 정보는 X선 정보취득부(213)에 의해 취득된다(ST 715). 또한, 도면에는 생략되어 있지만, 촬영정보 및 위치정보는 촬영/위치정보 제거취득부(212)에 의해 취득되고, 표시제어부(217)에 의해 촬영정보의 표시제어가 이루어진다 (상술한 ST 707, ST 708 참조). 또한 X선 정보 및 촬영정보는 위치정보와 연계하여 기억부(205)에 저장된다.

X선 정보취득부(213)에 의해 X선 정보가 취득되면, 화상분석부(218)에 의해 X선 정보에 포함되어 있는 화상에 대한 분석이 진행된다(ST 716). 그리고 표시제어부(217)에 의해 분석결과의 표시제어가 이루어진다. 그러면 표시부(204)(보다 구체적으로는 X선 검사 지시영역의 일부)에 X선 정보에 포함된 화상의 분석결과가 표시된다(ST 717). 이렇게 하여 드론(10)이 위치하는 전선(30)에 대응하는 X선 정보 화상분석 결과가 나타난다. 이로 인해 전선(30)의 내부에 부식이나 손상 등의 문제가 있는 경우에는 표시부(204)에 그 결함을 포함한 화상이 표시된다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 검사시스템(1)에서는 검사대상물인 전선(30)을 사이에 두고 마주보도록 조사장치(14)와 수상장치(15)를 드론(10)에 탑재하고, 조작단말기(20)의 지시에 따라 조사장치(14)로부터 X선을 전선(30)에 조사하며, 전선(30)을 투과한 X선을 수상장치(15)에서 수상한 후 그 수상정보(X선 정보)를 조작단말기(20)로 전송함으로써, 조작단말기(20)로부터의 지시에 따라 전선(30)에 비접촉 상태로 X선 검사를 수행할 수 있다. 이로 인해 전선(30)에 대한 검사장치의 설치에 소요되는 시간을 절약할 수 있고, 또한 전선(30) 상에 배치되는 진동 방지부재 등을 통과할 때 검사장치의 속도를 감속할 필요도 없다. 또한 전선(30)에 X선 검사를 실시함으로써 전선(30)의 내부 변화를 검사할 수 있고, 전선(30)의 잠재적인 결함을 검출할 수 있다. 이 결과, 전체 검사시간을 단축하고 나아가 잠재적인 전선(30)의 결함을 검사하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 검사시스템(1)에서는 조작단말기(20)로부터의 지시에 따라 전선(30)에 비접촉 상태로 X선 검사를 수행함으로써 전선(30) 위에 설치된 진동 방지 고정부재 등의 내부 변화를 검사할 수도 있다. 따라서 전선(30) 뿐만 아니라 전선(30) 상에 설치된 부재의 잠재적인 문제도 검사할 수 있다.

또한, 본 발명 실시예에 따른 검사시스템(1)에서는 조사장치(14)에 의한 X선의 조사영역을 촬영하는 카메라(17)와, 드론(10)의 위치정보를 측정하는 GPS(103)를 드론(10)에 설치하여, 상기 카메라(17)로 촬영한 촬영정보와 상기 GPS(103)로 측정한 위치정보를 수상정보(X선 정보)와 함께 조작단말기(20)에 전송한다. 따라서 X선 검사 유니트(105)에 의한 검사결과와 촬영정보 및 위치정보를 서로 연계시킬 수 있고, 전선(30)의 잠재적인 결함이 존재하는 부분을 효과적으로 식별할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 검사시스템(1)에서 드론(10)에는 전선(30)을 수용하여 드론(10)이 전선(30)의 소정 위치에 배치되도록 안내하는 가이드암(16)이 설치되어 있다. 이로 인해 전선(30)에 드론(10)을 원하는 위치에 배치할 수 있기 때문에, 조사장치(14)로부터의 X선 조사영역에 전선(30)을 확실하게 배치하여 전선(30)의 X선 검사를 효율적으로 실시할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지로 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기 실시예에서, 첨부된 도면에 도시된 구성요소의 크기와 모양, 기능 등은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절한 변경 가능하다. 기타 본 발명의 목적의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는 드론(10)과 조작단말기(20)로서 검사시스템(1)을 구성하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나 상기 검사시스템(1)의 구성요소가 이들에 한정되는 것이 아니라 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 조작단말기(20)의 일부 기능(예를 들어, 화상 분석)을 갖는 서버장치를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 서버장치는 인터넷 등의 네트워크를 통해 조작단말기(20)와 통신 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 조작단말기(20)의 일부 기능을 서버 장치에 두는 경우에도 상기 실시 형태와 마찬가지로, 전체 검사시간을 단축하는 동시에 잠재적인 가공전선의 결함을 검사할 수 있다.

1 : 가공전선 검사시스템(검사시스템) 10 : 드론
11 : 본체부 12 : 로터유닛
13 : 프레임 14 : X선 조사장치(조사장치)
15 : X선 수상장치(수상장치) 16 : 가이드암(guide arm)
17 : 카메라 20 : 조작단말기
30 : 가공전선(전선) 101 : 제어부
102 : 통신부 103 : GPS
104 : 자이로유닛 105 : X선 검사유닛
106 : 기억부 111 : 주제어부
112 : 촬영제어부 113 : 비행제어부
114 : X선 검사제어부 115 : 위치정보 취득부
116 : 촬영정보 취득부 117 : X선 정보취득부
131,132 : 베이스 프레임 133,134 : 다리부
135 : 커버 136 : 고정면부
141 : 조사점 151 : X선 수상패널
161 : 수평확장부 162 : 굴곡부
163 : 수용부 201 : 제어부
202 : 통신부 203 : 조작부
204 : 표시부 205 : 기억부
211 : 주제어부 212 : 위치정보 취득부
213 : X선 정보취득부 214 : 드론제어부
215 : 카메라 제어부 216 : X선 유닛제어부
217 : 표시제어부 218 : 화상분석부

Claims

검사대상물인 가공전선을 따라 비접촉 상태로 비행하는 드론과, 상기 드론을 원격 조종하는 조작단말기를 포함하고,
상기 드론은,
제어부와 통신부가 구비되어 있는 본체부와;
상기 본체부에서 각각 다른 방향에 연장되어 있는 다수개의 로터유닛과;
상기 본체부의 하부에 고정되어 있는 프레임과;
상기 가공전선을 사이에 두고 서로 대향 하도록 상기 프레임에 지지되어 있는 X선 조사장치 및 X선 수상장치와;
상기 X선 조사장치에 의한 X선 조사영역을 촬영하는 촬영장치; 를 포함하며,
상기 조작단말기의 지시에 따라 상기 X선 조사장치로부터 상기 가공전선에 X선을 조사하고, 상기 가공전선을 투과한 X선을 상기 X선 수상장치가 수상하며, 이러한 X선 수상정보를 상기 촬영장치로 촬영한 촬영정보와 함께 상기 조작단말기로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 가공전선 검사시스템.
제1항에 있어서, 상기 드론에는, 상기 드론의 위치정보를 측정하는 위치측정장치가 설치되어 있고, 상기 위치측정장치로 측정한 위치정보를 상기 X선 수상정보와 함께 상기 조작단말기로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 가공전선 검사시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 드론에는, 상기 가공전선을 수용하여 상기 가공전선이 상기 X선 조사장치와 X선 수상장치 사이에 배치되도록 안내하는 안내부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 가공전선 검사시스템.
X선 조사장치와 X선 수상장치, 촬영장치 및 위치측정장치가 설치된 드론과, 상기 드론을 무선으로 조작할 수 있는 조작단말기를 이용하여 가공전선을 검사하는 가공전선 검사방법에 있어서,
상기 가공전선이 상기 X선 조사장치와 X선 수상장치 사이에 배치되어 있는 상태에서 상기 드론이 상기 가공전선을 따라 비접촉 상태로 비행하도록 조작하는 비행조작단계와;
상기 조작단말기로부터 상기 드론으로 X선 검사지시를 보내는 지시전송단계와;
상기 X선 조사장치로부터 상기 가공전선에 X선을 조사하는 X선 조사단계와;
상기 X선 수상장치에서 상기 가공전선을 투과한 X선을 수상하는 X선 수상단계와;
상기 촬영장치를 이용하여 상기 X선 조사장치에 의한 X선 조사영역을 촬영하는 촬영단계와;
상기 위치측정장치를 이용하여 상기 드론의 위치정보를 측정하는 위치측정단계와;
상기 수상단계에서 수상한 X선 수상정보를 상기 촬영단계에서 촬영한 촬영정보 및 상기 위치측정단계에서 측정한 위치정보와 연계하여 상기 조작단말기로 송신하는 송신단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공전선 검사방법.