KR101993594B1 - 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템 - Google Patents

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Abstract

소방대원의 진입이 어려운 화재 현장에 화재 진화를 위해 투하된 소화물 중 불발 소화물을 무인 비행체를 이용하여 용이하게 탐색할 수 있도록 한 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템에 관한 것으로서, 비행을 통해 소방대원이 접근하기 어려운 화재 현장에 진입하여, 화재 현장에 투하된 소화물 중 불발된 소화물을 탐색하고, 불발 소화물의 탐색 시 불발 소화물 위치 정보를 생성하여 전송하는 무인 비행체 및 상기 무인 비행체의 비행경로를 제어하며, 상기 무인 비행체로부터 전송된 불발 소화물의 위치 정보를 수신하여 화면에 표시해주는 제어장치를 포함하여, 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템을 구현한다.

Description

무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템{Unexploded fire extinguisher search system using drone}
본 발명은 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템에 관한 것으로, 특히 소방대원의 진입이 어려운 화재 현장에 화재 진화를 위해 투하된 소화물 중 불발 소화물을 무인 비행체를 이용하여 용이하게 탐색할 수 있도록 한 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 각종 화재를 진화하기 위한 수단으로서 휴대용 소화기, 소방차, 살수차, 소방헬기 및 소방로봇 등의 다양한 소방설비가 널리 알려져 사용되고 있다.
신속한 화재진압을 위해서는 소방대원이 화염의 진원지에 좀 더 가까이 접근해야만 하는데, 화재가 일어난 곳에서는 대개 뜨거운 화염과 유독가스가 발생하기 때문에 소방대원의 접근이 쉽지 않다. 특히, 고온의 화염이 발생하고, 폭발위험이 있는 화재현장에는 소방대원의 접근조차 쉽지 않으며, 따라서, 이러한 화재현장에는 소방대원이 신속하게 투입된다 하더라도 화재를 효과적으로 진압하기는 어렵다.
예컨대, 대규모 화학단지나 주유소 등에서 일어나는 화재, 산에서 일어나는 화재의 경우, 화염의 열기가 대단히 뜨겁기 때문에 소방대원은 물론 철구조물로 이루어진 소방차량도 화재현장에 쉽게 접근할 수가 없다. 또한, 고층 건물에서의 상층부 화재현장도 소방대원의 진입이 어렵다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 화재현장에 사람 대신에 투입할 수 있게 제작한 여러 가지 소방로봇, 무인 비행체 및 소방기기(예를 들어, 투척용 소화물) 등이 개발되고 있다.
특히, 무인 비행체를 이용하는 경우, 화재로 인해 무인 비행체가 소실되어도 인명 피해는 방지할 수 있어, 소방대원이 화재현장에 근접하지 못하는 화재 현장에 아주 유용하게 사용되며, 투척용 소화물을 투척하여 화재를 진입하는 경우에도 소방대원이 화재현장에 근접하지 못해도 화재 진압이 가능하여, 근래에는 산불이나 고층 건물의 화재진압으로 많이 사용되고 있다.
한편, 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 3> 에는 무인 비행체를 이용하여 화재 진압을 하기 위한 종래에 제안된 기술이다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 무선 비행이 가능한 비행유닛, 상기 비행유닛의 하면에 장착되며, 내부에 복수의 소화용액 앰플들이 탑재되어 화재현장에 상기 소화용액 앰플들을 발사 및 투하하는 화재진압유닛, 상기 화재진압유닛에 장착되며, 화재현장 상황 및 소화용액 앰플의 이동 경로를 촬영하여 실시간 송신하는 카메라 송신유닛, 상기 카메라 송신유닛으로부터 수신된 화재현장 영상을 표시하고 상기 화재진압유닛에 상기 소화용액 앰플의 발사 및 투하 신호를 송신하는 관제유닛 및 상기 관제유닛으로부터 수신된 관제신호에 따라 상기 비행유닛 및 화재진압유닛을 제어하는 제어유닛을 포함한다.
이러한 구성을 통해, 소방대원이 진입하기 어려운 화재현장에 빠르게 투입시키기에 적합한 화재현장 정찰 및 화재진압용 무인비행기를 제공한다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 내부에 소화분말을 구비하는 소화장치, 상기 소화장치를 화재가 발생한 장소에 낙하시키는 무인비행장치를 포함하며, 상기 소화장치는, 내부에 상기 소화분말이 수용되는 분말 저장공간 및 상기 분말 저장공간과 외부와 연결시키는 연결 유로를 형성하는 케이스, 상기 분말 저장공간과 상기 연결 유로 간의 연통을 차단하거나 개방하는 개폐부를 포함한다.
이러한 구성을 통해 인력을 투입하지 않고도 상대적으로 넓은 지역에 발생한 화재를 용이하게 진압할 수 있는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템을 제공한다.
또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 열의 전달을 방지해주는 내연성 물질로 만들어진 드론으로 제1 고정 장치를 이용하여 소방차에 탈부착을 손쉽게 할 수 있게 하며, 제2 고정 장치를 이용하여 소화기를 드론에 탈부착을 손쉽게 할 수 있게 하며 부착된 소화기는 목표지점에서 드론에서 탈착되어 폭발 후 화재를 진압하고 소화기를 탈착한 드론은 스스로 복귀한다.
대한민국 등록특허 10-1437323(2014.09.02. 공고)(화재현장 정찰 및 화재진압용 무인비행기) 대한민국 등록특허 10-1691731(2016.12.30. 공고)(무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 의 제어방법) 대한민국 공개실용신안 20-2016-0004473(2016.12.28. 공개)(소방차 드론)
그러나 상기와 같은 종래기술들은 소방대원이 진입하기 어려운 화재현장에 무인 비행체를 이용하여 화재 현장에 소화물을 투척하여 화재를 진압할 수 있는 장점은 있으나, 화재 현장에 투하된 소화물 중 불발된 소화물을 탐색하는 것이 불가능한 단점이 있다.
또한, 종래의 무인 비행체를 이용하여 화재를 진압하는 기술들은 화재 현장에 투하된 소화물 중 불발된 소화물을 탐색하여 자동으로 회수하는 것은 불가능한 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 소방대원의 진입이 어려운 화재 현장에 화재 진화를 위해 투하된 소화물 중 불발 소화물을 무인 비행체를 이용하여 용이하게 탐색할 수 있도록 한 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 소방대원의 진입이 어려운 화재 현장에 화재 진화를 위해 투하된 소화물 중 불발 소화물을 무인 비행체를 이용하여 용이하게 탐색하고 탐색한 불발 소화물을 자동으로 회수할 수 있도록 한 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템은 비행을 통해 소방대원이 접근하기 어려운 화재 현장에 진입하여, 화재 현장에 투하된 소화물 중 불발된 소화물을 탐색하고, 불발 소화물의 탐색 시 불발 소화물 위치 정보를 생성하여 전송하는 무인 비행체; 상기 무인 비행체의 비행경로를 제어하며, 상기 무인 비행체로부터 전송된 불발 소화물의 위치 정보를 수신하여 화면에 표시해주는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제어장치는 상기 불발 소화물의 위치 정보가 수신되면 관리자의 조작 명령에 따라 불발 소화물 회수 명령을 생성하여 상기 무인 비행체에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어장치는 관리자가 사용하는 모바일 기기 또는 원격에 위치한 관제 서버인 것을 특징으로 한다.
상기에서 소화물은 위치 정보를 전송하기 위한 비컨; 탑재된 소화물을 폭발시켜 화재를 진압하기 위한 소화물 폭발부; 상기 무인 비행체 또는 소화물 회수장치를 통해 회수되는 소화물 회수체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 소화물 회수체는 전자석에 의해 반응하는 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기에서 무인 비행체는 상기 제어장치와 무선 통신을 하여 제어명령을 수신하거나 상기 제어장치에 불발 소화물의 위치 정보를 전송하는 통신부; GPS 위성을 통해 위치 정보를 획득하는 GPS부; 무인 비행체의 비행 구동을 제어하는 비행 구동 제어부; 상기 무인 비행체의 비행경로를 제어하는 비행경로 제어부; 상기 불발 소화물의 위치를 탐색하는 탐색부를 포함하고, 상기 탐색부는 상기 불발 소화물에서 발생하는 비컨 신호를 수신하여 불발 소화물의 위치를 탐색하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 무인 비행체는 상기 탐색부에 의해 불발 소화물에서 발생하는 비컨 신호가 수신되면 상기 GPS부를 통해 획득한 현재 위치 정보를 불발 소화물의 위치 정보로 생성하는 불발 소화물 위치정보 생성부; 상기 불발 소화물 위치정보 생성부로부터 생성된 불발 소화물 위치정보를 상기 제어장치에 전송하는 불발 소화물 위치정보 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 무인 비행체는 상기 제어장치에서 전송된 불발 소화물 회수명령에 따라 상기 불발 소화물을 자동으로 회수하는 불발 소화물 자동 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색방법은 (a) 화재 현장에 투하된 소화물 중 불발 소화물을 탐색하는 무인 비행체에서 제어장치와 통신을 하여 탐색 명령 및 비행 명령을 수신하고, 소화물 탐색을 위한 비행을 하면서 비컨 신호를 통해 불발 소화물 탐색을 실행하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 불발 소화물 탐색 도중에 불발 소화물에 장착된 비컨으로부터 발신된 비컨 신호를 수신하면, 비컨 신호를 수신한 위치를 불발 소화물의 위치로 판단하고 불발 소화물의 위치 정보를 생성하는 단계; (c) 상기 생성한 불발 소화물의 위치 정보를 제어장치에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색방법은 (d) 상기 제어장치에 불발 소화물의 위치 정보를 전송한 후, 상기 제어장치로부터 불발 소화물 회수 명령이 수신되면, 불발 소화물 회수를 시도하는 단계; (e) 상기 (d)단계의 불발 소화물 회수를 시도한 결과 회수에 실패한 경우, 회수 실패 정보를 생성하여 상기 제어장치에 전송하는 단계; (f) 상기 (d)단계의 불발 소화물 회수를 시도한 결과 회수에 성공한 경우 불발 소화물 회수 정보를 생성하여 상기 제어장치에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색방법은 (g) 상기 제어장치로부터 복귀 명령이 수신되면, 미리 설정된 복귀 경로 또는 제어장치의 유도에 따라 자동 복귀를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 소방대원의 진입이 어려운 화재 현장에 화재 진화를 위해 투하된 소화물 중 불발 소화물을 무인 비행체를 이용하여 안전하면서도 용이하게 탐색할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 불발 소화물을 무인 비행체를 자동으로 탐색하고, 탐색한 불발 소화물을 자동으로 회수할 수 있는 장점이 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템의 개념도, 도 1b는 본 발명에서 발발 소화물을 자동으로 회수하는 개념도,
도 2는 도 1의 화재 진압용 소화물의 블록 구성도,
도 3은 도 1의 무인 비행체의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색방법을 보인 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1a는 본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템의 개념도이고, 도 1b는 본 발명에서 무인 비행체를 이용하여 불발 소화물을 회수하는 개념도이다.
본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템은 소화물(10), 무인 비행체(20), 제어장치(50)를 포함한다.
여기서 제어장치(50)는 상기 무인 비행체(20)의 비행경로를 제어하며, 상기 무인 비행체(20)로부터 전송된 불발 소화물의 위치 정보를 수신하여 화면에 표시해주는 역할을 한다. 아울러 불발 소화물의 위치 정보가 수신되면 관리자의 조작 명령에 따라 불발 소화물 회수 명령을 생성하여 상기 무인 비행체(20)에 전송할 수 있으며, 관리자가 사용하는 스마트폰과 같은 모바일 기기(30) 또는 원격에 위치한 관제 서버(40)로 구현할 수 있다. 여기서 관제 서버(40)와 모바일 기기(30) 간에도 무선 통신으로 상호 데이터를 송수신하는 것이 가능하다.
상기 소화물(10)은 화재 현장에 투하되어 화재 진압을 하는 것으로서, 알려진 다양한 투하용 소화기를 이용할 수 있다.
이러한 소화물(10)은 도 2에 도시한 바와 같이, 위치 정보를 전송하기 위한 비컨(11), 탑재된 소화 진압용 소화물(14)을 폭발시켜 화재를 진압하기 위한 소화물 폭발부(12), 상기 무인 비행체(20) 또는 소화물 회수장치를 통해 회수되는 소화물 회수체(13)를 포함한다. 여기서 소화물 회수체(13)는 자석에 의해 반응하는 금속 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 무인 비행체(20)는 비행을 통해 소방대원이 접근하기 어려운 화재 현장에 진입하여, 화재 현장에 투하된 소화물 중 불발된 소화물을 탐색하고, 불발 소화물의 탐색 시 불발 소화물 위치 정보를 생성하여 전송하는 역할을 한다.
이러한 무인 비행체(20)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제어장치(50)와 무선 통신을 하여 제어명령을 수신하거나 상기 제어장치(50)에 불발 소화물의 위치 정보를 전송하는 통신부(21), GPS 위성을 통해 위치 정보를 획득하는 GPS부(22), 무인 비행체(20)의 비행 구동을 제어하는 비행 구동 제어부(28), 상기 무인 비행체(20)의 비행경로를 제어하는 비행경로 제어부(23), 상기 불발 소화물의 위치를 탐색하는 탐색부(24)를 포함하고, 상기 탐색부(24)는 상기 불발 소화물에서 발생하는 비컨 신호를 수신하여 불발 소화물의 위치를 탐색하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 무인 비행체(20)는 상기 탐색부(24)에 의해 불발 소화물에서 발생하는 비컨 신호가 수신되면 상기 GPS부(22)를 통해 획득한 현재 위치 정보를 불발 소화물의 위치 정보로 생성하는 불발 소화물 위치정보 생성부(25), 상기 불발 소화물 위치정보 생성부(25)로부터 생성된 불발 소화물 위치정보를 상기 제어장치(50)에 전송하는 불발 소화물 위치정보 전송부(26), 상기 제어장치(50)에서 전송된 불발 소화물 회수명령에 따라 상기 불발 소화물을 자동으로 회수하는 불발 소화물 자동 회수부(27)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 소방대원이 진입하기 어려운 환경의 화재 현장(예를 들어, 산)에 투척용 소화물(10)을 투척하여 화재를 진압한다.
소화물(10)은 화재 현장에 투하되면 정해진 폭발 방식에 의해 폭발이 이루어져 소화물을 분출하여 화재를 진압하게 된다. 이를 위해, 소화물 폭발부(12)는 폭발 동작을 수행하여 소화물(14)을 분출하게 된다.
이때, 투척용 소화물은 다량 투하되는 데, 폭발 불량이나 기타 요인으로 불발이 이루어진 소화물이 발생할 수 있다. 이러한 투척용 소화물은 폭발에 의해 소화물이 분출되므로 폭발시 근접하여 사람이 존재할 경우 폭발로 인해 인명 손상이 발생할 수 있다. 따라서 정상적으로 폭발이 이루어진 소화물은 문제가 없으나 불발된 소화물은 전량 회수하여 안전조치를 취해야 추후 폭발 등으로 인명이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
종래에는 투척용 소화물을 투하한 후, 화재 진화가 이루어지면 소방대원이 화재 현장에 투입되어 불발 소화물을 찾게 된다. 이때 불발 소화물이 폭발되면 소방대원이 다칠 수 있으며, 소화물이 계곡 등 사람이 다니기 어려운 곳에 투하되어 불발된 경우, 불발 소화물을 찾는 것이 쉽지 않다. 이로 인해 인적, 시간적 많은 손실이 발생한다.
따라서 이러한 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하고, 불발 폭발을 용이하면서도 정확하게 탐색하기 위해서, 본 발명은 드론과 같은 무인 비행체(20)를 이용하여 불발 소화물을 탐색한다.
예컨대, 무인 비행체(20)를 조종하거나 비행경로를 설정한 후, 화재 현장으로 자율 비행을 하도록 한다. 무인 비행체(20)의 조종이나 경로 설정에 따라 자율 비행을 하는 구체적인 방법은 일반적인 드론의 비행 방식과 동일하게 이루어지므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
무인 비행체(20)는 비행 구동 제어부(28)와 비행경로 제어부(23)의 제어에 따라 비행을 시작하면서 화재 현장으로 진입하고, 탐색부(24)를 통해 불발 소화물을 탐색하게 된다.
여기서 소화물(10)은 비컨(beacon)(11)이 장착되어 있으며, 정상적으로 소화물(10)이 폭발한 경우에는 비컨(11)이 손상되어 동작을 하지 못할 수 있으나, 폭발이 이루어지지 않아 불발이 된 경우에는 비컨(11)이 동작을 하여 무선 신호를 발신하게 된다.
상기 탐색부(24)는 화재 현장을 비행하면서 불발 소화물을 탐색하다가 상기 비컨(11)에 의해 발신된 신호를 수신하면 불발 소화물을 찾은 것으로 인식하고, 불발 소화물 위치정보 생성부(25)는 GPS부(22)를 통해 획득한 현재 위치 정보를 기반으로 불발 소화물 위치정보를 생성한다.
이렇게 생성된 불발 소화물 위치정보는 불발 소화물 위치정보 전송부(26)에 전송되며, 상기 불발 소화물 위치정보 전송부(26)는 수신한 불발 소화물 위치정보를 무선 신호로 만들어 제어장치(50)에 전송한다.
상기 제어장치(50)는 불발 소화물 위치정보가 수신되면, 이를 회수하는 후속 조치를 취한다.
만약, 제어장치(50)가 관리자가 휴대한 스마트폰과 같은 모바일 기기(30)이면 수신한 불발 소화물 위치정보를 화면에 디스플레이하여 관리자가 이를 실시간으로 확인하도록 한다. 이를 위해 모바일 기기(30)에는 불발 소화물 탐색을 위한 애플리케이션이 사전에 설치된 것으로 가정한다.
상기 제어장치(50)가 관제 서버(40)이면, 화재 현황 모니터에 불발 소화물 위치정보를 디스플레이하고, 필요에 따라 불발 소화물 탐색에 대한 경보를 발생하거나 관리자가 휴대한 모바일 기기에 알림 메시지를 전송하여 관리자가 실시간으로 이를 인지하도록 한다.
불발 소화물 위치정보를 인지한 관리자는 소방대원을 현장에 투입하여 직접 불발 소화물을 회수하거나, 무인 비행체(20)에 불발 소화물 회수 명령을 전송한다. 불발 소화물 회수 명령은 무선 통신 방식으로 무선 신호를 만들어 무인 비행체(20)로 전송하는 것으로 용이하게 달성할 수 있다.
무인 비행체(20)는 불발 소화물 위치정보를 전송한 후, 상기 제어장치(50)로부터 불발 소화물 회수 명령이 수신되면, 불발 소화물 자동 회수부(27)에서 불발 소화물을 자동으로 회수한다.
예컨대, 무인 비행체(10)의 비행경로 제어부(23)는 탐색부(24)와 연동하여 소화물(10)에 근접한 후, 불발 소화물 자동 회수부(27)는 모터와 같은 동력 장치를 이용하여 회수대(15)를 인장시킨다. 이때, 회수대(15)의 단부에는 소화물(10)에 장착된 금속의 소화물 회수체(13)를 자력으로 끌어당기기 위한 자석(16)이 부착되어 있어, 자석(16)을 이용하여 도 1b와 같이 소화물(10)을 자동으로 회수한다. 여기서 회수대(15)는 인장 및 수축이 가능하다.
불발 소화물의 회수가 정상적으로 완료되면, 불발 소화물 회수에 대한 회수정보를 생성하고, 회수정보를 제어장치(50)로 전송한다. 만약, 불발 소화물의 자동 회수 명령에 따라 불발 소화물의 회수를 정해진 횟수만큼 시도하였으나, 실패한 경우 불발 소화물 회수 실패에 대한 회수실패정보를 생성하고, 회수실패정보를 제어장치(50)로 전송한다.
따라서 제어장치(50)를 관리하는 관리자는 불발 소화물 회수 명령을 전송한 후, 용이하게 불발 소화물의 회수 유무를 원격에서 알 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색방법을 보인 흐름도로서, (a) 화재 현장에 투하된 소화물 중 불발 소화물을 탐색하는 무인 비행체(20)에서 제어장치(50)와 통신을 하여 탐색 명령 및 비행 명령을 수신하고, 소화물 탐색을 위한 비행을 하면서 비컨 신호를 통해 불발 소화물 탐색을 실행하는 단계(S101 ~ S103), (b) 상기 (a)단계에서 불발 소화물 탐색 도중에 불발 소화물에 장착된 비컨으로부터 발신된 비컨 신호(무선 신호)를 수신하면, 비컨 신호를 수신한 위치를 불발 소화물의 위치로 판단하고 불발 소화물의 위치 정보를 생성하는 단계(S104 ~ S105), (c) 상기 생성한 불발 소화물의 위치 정보를 제어장치(50)에 전송하는 단계(S106), (d) 상기 제어장치(50)에 불발 소화물의 위치 정보를 전송한 후, 상기 제어장치(50)로부터 불발 소화물 회수 명령이 수신되면, 불발 소화물 회수를 시도하는 단계(S107 ~ S108), (e) 상기 (d)단계의 불발 소화물 회수를 시도한 결과 회수에 실패한 경우, 회수 실패 정보를 생성하여 상기 제어장치에 전송하는 단계(S110 ~ S111), (f) 상기 (d)단계의 불발 소화물 회수를 시도한 결과 회수에 성공한 경우 불발 소화물 회수 정보를 생성하여 상기 제어장치(50)에 전송하는 단계(S112 ~ S113), (g) 상기 제어장치(50)로부터 복귀 명령이 수신되면, 미리 설정된 복귀 경로 또는 제어장치의 유도에 따라 자동 복귀를 수행하는 단계(S114 ~ S115)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 소방대원이 진입하기 어려운 환경의 화재 현장(예를 들어, 산)에 투척용 소화물(10)을 투척하여 화재를 진압한다.
소화물(10)은 화재 현장에 투하되면 정해진 폭발 방식에 의해 폭발이 이루어져 소화물을 분출하여 화재를 진압하게 된다. 이를 위해 소화물 폭발부(12)는 폭발 동작을 수행하여 소화물(14)을 분출하게 된다.
이때, 투척용 소화물은 다량 투하되는 데, 폭발 불량이나 기타 요인으로 불발이 이루어진 소화물이 발생할 수 있다. 이러한 투척용 소화물은 폭발에 의해 소화물이 분출되므로 폭발시 근접하여 사람이 존재할 경우 폭발로 인해 인명 손상이 발생할 수 있다. 따라서 정상적으로 폭발이 이루어진 소화물은 문제가 없으나 불발된 소화물은 전량 회수하여 안전조치를 취해야 추후 폭발 등으로 인명이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
종래에는 투척용 소화물을 투하한 후, 화재 진화가 이루어지면 소방대원이 화재 현장에 투입되어 불발 소화물을 찾게 된다. 이때 불발 소화물이 폭발되면 소방대원이 다칠 수 있으며, 소화물이 계곡 등 사람이 다니기 어려운 곳에 투하되어 불발된 경우, 불발 소화물을 찾는 것이 쉽지 않다. 이로 인해 인적, 시간적 많은 손실이 발생한다.
따라서 이러한 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하고, 불발 폭발을 용이하면서도 정확하게 탐색하기 위해서, 본 발명은 드론과 같은 무인 비행체(20)를 이용하여 불발 소화물을 탐색한다.
예컨대, 단계 S101에서 무인 비행체(20)는 제어장치(50)와 통신을 하여 비행 관련 정보를 수신하고, 단계 S102에서 수신한 정보를 기초로 무인 비행체(20)를 조종하거나 비행경로를 설정한 후, 화재 현장으로 자율 비행을 시작한다. 무인 비행체(20)의 조종이나 경로 설정에 따라 자율 비행을 하는 구체적인 방법은 일반적인 드론의 비행 방식과 동일하게 이루어지므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
무인 비행체(20)는 비행 구동 제어부(28)와 비행경로 제어부(23)의 제어에 따라 비행을 시작하면서 화재 현장으로 진입하고, 단계 S103에서 탐색부(24)를 통해 불발 소화물을 탐색하게 된다.
여기서 소화물(10)은 비컨(beacon)(11)이 장착되어 있으며, 정상적으로 소화물(10)이 폭발한 경우에는 비컨(11)이 손상되어 동작을 하지 못할 수 있으나, 폭발이 이루어지지 않아 불발이 된 경우에는 비컨(11)이 동작을 하여 무선 신호를 발신하게 된다.
상기 탐색부(24)는 화재 현장을 비행하면서 불발 소화물을 탐색하다가 단계 S104와 같이 상기 비컨(11)에 의해 발신된 신호를 수신하면 불발 소화물을 찾은 것으로 인식하고, 단계 S105에서 불발 소화물 위치정보 생성부(25)는 GPS부(22)를 통해 획득한 현재 위치 정보를 기반으로 불발 소화물 위치정보를 생성한다.
이렇게 생성된 불발 소화물 위치정보는 불발 소화물 위치정보 전송부(26)에 전송된다. 상기 불발 소화물 위치정보 전송부(26)는 단계 S106에서 수신한 불발 소화물 위치정보를 무선 신호로 만들어 제어장치(50)에 전송한다.
상기 제어장치(50)는 불발 소화물 위치정보가 수신되면, 이를 회수하는 후속 조치를 취한다.
만약, 제어장치(50)가 관리자가 휴대한 스마트폰과 같은 모바일 기기(30)이면 수신한 불발 소화물 위치정보를 화면에 디스플레이하여 관리자가 이를 실시간으로 확인하도록 한다. 이를 위해 모바일 기기(30)에는 불발 소화물 탐색을 위한 애플리케이션이 사전에 설치된 것으로 가정한다.
상기 제어장치(50)가 관제 서버(40)이면, 화재 현황 모니터에 불발 소화물 위치정보를 디스플레이하고, 필요에 따라 불발 소화물 탐색에 대한 경보를 발생하거나 관리자가 휴대한 모바일 기기에 알림 메시지를 전송하여 관리자가 실시간으로 이를 인지하도록 한다.
불발 소화물 위치정보를 인지한 관리자는 소방대원을 현장에 투입하여 직접 불발 소화물을 회수하거나, 무인 비행체(20)에 불발 소화물 회수 명령을 전송한다. 불발 소화물 회수 명령은 무선 통신 방식으로 무선 신호를 만들어 무인 비행체(20)로 전송하는 것으로 용이하게 달성할 수 있다.
무인 비행체(20)는 불발 소화물 위치정보를 전송한 후, 단계 S107과 같이 상기 제어장치(50)로부터 불발 소화물 회수 명령이 수신되면, 단계 S108에서 불발 소화물 자동 회수부(27)에서 불발 소화물의 자동 회수를 시도한다.
예컨대, 무인 비행체(10)의 비행경로 제어부(23)는 탐색부(24)와 연동하여 소화물(10)에 근접한 후, 불발 소화물 자동 회수부(27)는 모터와 같은 동력 장치를 이용하여 회수대(15)를 인장시킨다. 이때, 회수대(15)의 단부에는 소화물(10)에 장착된 금속의 소화물 회수체(13)를 자력으로 끌어당기기 위한 자석(16)이 부착되어 있어, 자석(16)을 이용하여 도 1b와 같이 소화물(10)을 자동으로 회수한다. 여기서 회수대(15)는 인장 및 수축이 가능하다.
불발 소화물의 회수가 완료되면, 단계 S112에서 불발 소화물 회수에 대한 회수정보를 생성하고, 단계 S113에서 회수정보를 제어장치(50)로 전송한다.
만약, 불발 소화물의 자동 회수 명령에 따라 불발 소화물의 회수를 정해진 횟수만큼 시도하였으나, 실패한 경우 단계 S110에서 불발 소화물 회수 실패에 대한 회수실패정보를 생성하고, 단계 S111에서 회수 실패 정보를 제어장치(50)로 전송한다.
따라서 제어장치(50)를 관리하는 관리자는 불발 소화물 회수 명령을 전송한 후, 용이하게 불발 소화물의 회수 유무를 원격에서 알 수 있게 된다.
다음으로, 무인 비행체(20)는 단계 S114와 같이 상기 제어장치(50)로부터 복귀 명령이 수신되면, 단계 S115로 이동하여 미리 설정된 복귀 경로 또는 제어장치의 유도에 따라 자동 복귀를 수행한다.
이러한 본 발명은 소방대원의 진입이 어려운 화재 현장에 화재 진화를 위해 투하된 소화물 중 불발 소화물을 무인 비행체를 이용하여 용이하게 탐색할 수 있으며, 탐색한 불발 소화물을 자동으로 회수할 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
본 발명은 화재 현장에서 투하된 소화물 중 불발 소화물을 탐색하는 기술에 적용된다.
10: 소화물
11: 비컨
12: 소화물 폭발부
13: 소화물
20: 무인 비행체
21: 통신부
22: GPS부
23: 비행경로 제어부
24: 탐색부
25: 불발 소화물 위치정보 생성부
26: 불발 소화물 위치정보 전송부
27: 불발 소화물 자동 회수부
28: 비행 구동 제어부

Claims (10)

  1. 무인 비행체를 이용하여 불발 소화물을 탐색하는 시스템으로서,
    비행을 통해 소방대원이 접근하기 어려운 화재 현장에 진입하여, 화재 현장에 투하된 소화물 중 불발 소화물에서 발생하는 비컨 신호를 수신하여 불발 소화물의 위치를 탐색하고, 불발 소화물의 탐색 시 불발 소화물 위치 정보를 생성하여 전송하는 무인 비행체; 및
    상기 무인 비행체의 비행경로를 제어하며, 상기 무인 비행체로부터 전송된 불발 소화물의 위치 정보를 수신하여 화면에 표시해주는 제어장치를 포함하고,
    상기 소화물은 상기 무인 비행체 또는 소화물 회수장치를 통해 회수되는 소화물 회수체를 포함하고, 상기 소화물 회수체는 자석에 의해 반응하는 금속 재질로 이루어지며, 정상적으로 폭발이 이루어지면 비컨 신호를 발신하지 않고 불발된 경우에만 비컨 신호를 발신하며,
    상기 제어장치는 상기 불발 소화물의 위치 정보가 수신되면 관리자의 조작 명령에 따라 불발 소화물 회수 명령을 생성하여 상기 무인 비행체에 전송하며,
    상기 무인 비행체는 상기 제어장치에서 전송된 불발 소화물 회수명령에 따라 상기 불발 소화물을 자동으로 회수하는 불발 소화물 자동 회수부를 포함하고,
    상기 불발 소화물 자동 회수부는 동력 장치의 구동에 따라 인장되는 회수대; 상기 회수대의 단부에 설치되어 소화물에 장착된 금속의 소화물 회수체를 자력으로 끌어당겨 회수하는 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에서, 상기 제어장치는 관리자가 사용하는 모바일 기기 또는 원격에 위치한 관제 서버인 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템.
  4. 청구항 1에서, 상기 소화물은 위치 정보를 전송하기 위한 비컨; 탑재된 소화물을 폭발시켜 화재를 진압하기 위한 소화물 폭발부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템.
  5. 청구항 1에서, 상기 무인 비행체는 상기 제어장치와 무선 통신을 하여 제어명령을 수신하거나 상기 제어장치에 불발 소화물의 위치 정보를 전송하는 통신부; GPS 위성을 통해 위치 정보를 획득하는 GPS부; 무인 비행체의 비행 구동을 제어하는 비행 구동 제어부; 상기 무인 비행체의 비행경로를 제어하는 비행경로 제어부; 상기 불발 소화물의 위치를 탐색하는 탐색부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템.
  6. 청구항 5에서, 상기 무인 비행체는 상기 탐색부에 의해 불발 소화물에서 발생하는 비컨 신호가 수신되면 상기 GPS부를 통해 획득한 현재 위치 정보를 불발 소화물의 위치 정보로 생성하는 불발 소화물 위치정보 생성부; 상기 불발 소화물 위치정보 생성부로부터 생성된 불발 소화물 위치정보를 상기 제어장치에 전송하는 불발 소화물 위치정보 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 불발 소화물 탐색시스템.







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