KR102008176B1 - 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론을 통해 댐 표면을 카메라 및 열화상 카메라로 촬영하고, 이를 메인서버에서 기존의 DB저장 데이터의 영상과 비교하여 이상 상태를 확인하여 드론을 통해 진단 및 점검을 하고, 이상 상태를 메인서버에서 3차원 입체영상으로 형성하여 진단 및 점검이 쉽도록 하며, 드론을 통해 댐 표면의 이상 상태를 측정하므로, 관리자가 직접 진단 및 점검을 하지 않아도 되므로 안전사고 발생이 방지되도록 하는 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법에 관한 것으로서, 카메라 및 적외선 센서를 구비하는 드론을 통해 대상물이 되는 댐의 식별부호를 확인하여 메인서버로 전송하는 단계; 상기 메인서버에서 해당 식별부호에 따른 댐 표면의 영상정보가 저장되는 DB저장 데이터를 로드하여 DB저장 데이터가 메인서버에 있는지 여부를 확인하여 표시하는 단계; 상기 메인서버에 DB저장 데이터가 존재하지 않을 경우 드론이 대상물인 댐의 전체를 촬영하도록 원거리로 이송시켜 좌표를 설정하도록 메인서버에 전송하여 DB저장 데이터로 저장하는 단계; 상기 메인서버에 저장되는 DB저장 데이터를 통해 드론을 메인서버 또는 관리자가 조종기를 통해 조종하여 댐의 촬영위치로 드론을 이동시키는 단계; 상기 드론의 카메라로 미리 설정되는 경로를 따라 댐의 표면을 촬영하여 메인서버로 전송하며, 촬영되는 댐의 표면과 메인서버에 저장되는 DB저장 데이터와 비교하여 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버에서 찾는 단계; 상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버에서 찾는 단계를 통해 감지되는 이상발생 표면을 레이저 센서를 통해 드론과 댐 표면 간의 거리를 측정하여 이상 발생을 확인하고, 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버로 전송하여 저장하는 단계; 상기 메인서버에서 드론을 통해 전송된 이상 발생지점 좌표 및 이상상태를 손상정보 상태평가 지침기준에 따라 평가하고, DB저장 데이터에 저장되는 손상이력을 점검자의 단말기로 전송하는 단계 및 상기 메인서버에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 관리자가 단말기를 통해 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 드론을 통해 댐 표면을 카메라 및 열화상 카메라로 촬영하고, 이를 메인서버에서 기존의 DB저장 데이터의 영상과 비교하여 이상 상태를 확인하여 드론을 통해 진단 및 점검을 하고, 이상 상태를 메인서버에서 3차원 입체영상으로 형성하여 진단 및 점검이 쉽도록 하며, 드론을 통해 댐 표면의 이상 상태를 측정하므로, 관리자가 직접 진단 및 점검을 하지 않아도 되므로 안전사고 발생이 방지되도록 하는 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 댐은 하천의 물량을 조절하기 위해서 인공적으로 하천을 담수하기 위하여 만든 것으로, 여유가 있을 때 물을 저수하였다가 유량이 부족할 때 방류하는 것이다. 이러한 댐은 기능목적에 따라 단일목적댐과, 다목적댐으로 분류되며, 건설재료 형식에 따라서는 콘크리트댐과 필댐으로 분류된다.
그리고 우리나라와 같이 건기와 우기에 따라 강수량의 차이가 많은 나라에서는 물의 효율적인 이용을 위하여 여러 가지 형태의 댐이 많이 건설되어 있으며, 현재도 건설을 추진하고 있다. 더욱이, 우리나라는 기후의 특성상 여름철 홍수기인 6월에서 8월 사이에는 단기간 내에 많은 폭우가 쏟아지므로, 홍수피해를 최소화하기 위해서는 댐의 건설이 절실히 요구되고 있다.
일반적으로, 댐을 공사할 때에는 토사와 자갈을 이용하여 성토된 지반을 견고하게 다진 후 그 위에 암괴 등을 축조하여 차수벽공사를 시공하여 건설하고 있다. 그런데, 그 폭이 좁은 하천에 상기와 같은 방법으로 댐을 조성
하기에는 그 비용 많이 소요될 뿐만 아니라, 댐을 제거할 때 그 분해가 어려운 단점이 있다. 그래서 최근 소하천에 축조되는 댐은 콘크리트의 타설에 의하여 제작되는 것이 대부분이다.
콘크리트를 타설하여 댐을 건설하려면 콘크리트의 양이 많으므로 그 양생기간이 길어져 댐 축조기간이 오래 소요될 뿐만 아니라, 양생되는 콘크리트에 물이 침투하여 콘크리트의 강도를 저하시키는 문제점이 내포되어 있는 실정이다.
특히, 콘크리트 댐 시공의 가장 큰 화두는 침투되는 물로 인해 전반적인 강도가 저하되어 댐의 수명을 상실하거나 심지어 구조물이 파단되어 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 근래에는 별도의 차수벽을 구성하여 물이 침투되지 않도록 기술적으로 설계하고 있으나, 차수벽 구조물 자체도 완벽한 신뢰성을 확보할 수 없기 때문에 물의 침투에 따른 강도 저하의 심각한 문제점에 대응할 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.
선행특허 1은 이러한 문제를 해소하기 위하여 차수벽의 누수 문제를 안정적으로 해결하기 위하여 누수 여부와 누수 위치를 실시간으로 모니터링하여 댐 시설의 장기적 안정성을 확보할 있는 검출 장치를 및 이를 위한 시공방법이 기재되어 있다.
그러나 선행특허 1은 검출부를 설치하여 지속적으로 감시를 해야 하고, 누수만 측정이 가능하므로, 댐의 돌출부 또는 함몰부 같은 곳의 측정이 불가능한 문제점이 있다.
선행특허 2는 교량이나 빌딩과 같은 구조물에 드론을 사용하여 단지 하나의 탈부착 센서모듈을 탈부착하고, 하나의 탈부착 센서모듈을 이용하여 진동 기반의 비파괴검사를 수행함으로써 구조물의 효율적인 점검을 수행할 수 있고, 이에 따라 소형 및 대형 구조물의 크기에 따른 센서 및 계측장비 필요 개수 영향이 없으며, 단지 하나의 탈부착 센서모듈이 장착된 드론으로 구조물의 모니터링이 가능하며, 또한, 고주파수 진동 기반 모니터링 기법인 전기기계적 임피던스 기법에 따라 확률신경회로망(Probabilistic Neural Network) 방식으로 신호처리 및 주파수별 임피던스에 대응하는 구조물 손상 여부를 분석하고 판단할 수 있는, 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템 및 그 방법이 기재되어 있다.
그러나, 선행특허 2는 고주파수 진동을 통해 임피던스를 측정하는 것으로, 진동이 전달되지 못하는 경우에는 측정이 불가능하며, 고주파수 진동을 인가하기 위해 직접 인가장치를 설치해야 하는 문제점이 있다.
또한, 센서를 미리 부착해야 하므로 높은 곳의 경우 안전사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 드론을 통해 댐 표면을 카메라 및 열화상 카메라로 촬영하고, 이를 메인서버에서 기존의 DB저장 데이터의 영상과 비교하여 이상 상태를 확인하여 드론을 통해 진단 및 점검을 하고, 이상 상태를 메인서버에서 3차원 입체영상으로 형성하여 진단 및 점검이 쉽도록 하며, 드론을 통해 댐 표면의 이상 상태를 측정하므로, 관리자가 직접 진단 및 점검을 하지 않아도 되므로 안전사고 발생이 방지되도록 하는 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법은, 카메라 및 적외선 센서를 구비하는 드론을 통해 대상물이 되는 댐의 식별부호를 확인하여 메인서버로 전송하는 단계; 상기 메인서버에서 해당 식별부호에 따른 댐 표면의 영상정보가 저장되는 DB저장 데이터를 로드하여 DB저장 데이터가 메인서버에 있는지 여부를 확인하여 표시하는 단계; 상기 메인서버에 DB저장 데이터가 존재하지 않을 경우 드론이 대상물인 댐의 전체를 촬영하도록 원거리로 이송시켜 좌표를 설정하도록 메인서버에 전송하여 DB저장 데이터로 저장하는 단계; 상기 메인서버에 저장되는 DB저장 데이터를 통해 드론을 메인서버 또는 관리자가 조종기를 통해 조종하여 댐의 촬영위치로 드론을 이동시키는 단계; 상기 드론의 카메라로 미리 설정되는 경로를 따라 댐의 표면을 촬영하여 메인서버로 전송하며, 촬영되는 댐의 표면과 메인서버에 저장되는 DB저장 데이터와 비교하여 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버에서 찾는 단계; 상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버에서 찾는 단계를 통해 감지되는 이상발생 표면을 레이저 센서를 통해 드론과 댐 표면 간의 거리를 측정하여 이상 발생을 확인하고, 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버로 전송하여 저장하는 단계; 상기 메인서버에서 드론을 통해 전송된 이상 발생지점 좌표 및 이상상태를 손상정보 상태평가 지침기준에 따라 평가하고, DB저장 데이터에 저장되는 손상이력을 점검자의 단말기로 전송하는 단계 및 상기 메인서버에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 관리자가 단말기를 통해 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버에서 찾는 단계에서는 DB저장 데이터와 드론에서 촬영되는 영상에서 댐 표면의 이상 부위를 비교하여 영상에서 다른 점이 발견되는지를 확인하고, 다른 점이 발견되지 않으면 새로운 영상으로 DB저장 데이터에 교체 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버에서 찾는 단계는, 상기 드론을 통해 촬영되는 댐 표면의 카메라 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 카메라 영상을 캡쳐하여 이미지화하는 단계; 상기 캡쳐된 이미지를 이진화하여 흑백 이미지로 변환하는 단계; 상기 이진화된 촬영 영상 및 DB저장 데이터의 캡쳐된 이미지를 비교하여 음영의 변화를 확인하는 단계; 상기 드론의 열화상 카메라를 통해 촬영되는 열 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 열화상 카메라의 영상을 캡쳐하여 열 이미지화 하고, 열 이미지에서 색 분포를 메인서버에서 비교하는 단계; 상기 음영의 변화가 확인된 이미지와 색 분포가 비교된 열 이미지를 통해 댐 표면의 손상 정도 및 내부 손상정도를 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버로 전송하여 저장하는 단계는 메인서버에서 DB저장 데이터와 비교된 드론의 촬영 영상에서 차이점이 발견되면, 드론을 차이점이 발생된 위치로 이동시켜 레이저 센서를 통해 드론과 이상 발생부위 간의 거리를 측정하고, 카메라를 통해 이상 부위를 정밀하게 재촬영하여 메인서버로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버로 전송하여 저장하는 단계는, 상기 메인서버에서 드론에서 촬영된 영상에서 이상이 확인되면, 드론의 이동을 정지시키고, 이상이 발견된 위치로 조종기의 신호 또는 메인서버의 신호를 통해 이송시키는 단계; 상기 드론의 레이저 센서를 통해 이상 발생 위치에 해당되는 촬영 영상 범위 전체의 댐 표면과 레이저 센서 간의 거리를 측정하여 메인서버로 전송하는 단계 및 상기 드론의 레이저 센서를 통해 측정되는 거리를 통해 메인서버에서 3차원 입체 영상으로 형성하여 저장하고, 3차원 입체 영상을 메인서버에서 표시하고, 관리자의 단말기로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계는, 메인서버에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 관리자가 단말기를 통해 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 드론을 통해 이상부위의 정밀 점검 및 진단을 진행 또는 남은 부위의 점검을 계속 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 드론을 통해 댐 표면을 촬영하고, 이를 메인서버에서 기존의 DB저장 데이터의 영상과 비교하여 이상 상태를 확인하여 드론을 통해 진단 및 점검을 하고, 이상 상태를 메인서버에서 3차원 입체영상으로 형성하여 진단 및 점검이 쉽도록 하는 효과가 있다.
또한, 드론을 통해 댐 표면의 이상 상태를 측정하므로, 관리자가 직접 진단 및 점검을 하지 않아도 되므로 안전사고 발생이 방지되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법의 순서를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법을 통한 댐 표면을 측정하는 드론의 이동경로를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법에 따른 손상 점검용 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법에 따른 드론을 이용하여 댐표면의 이상을 측정하고, 레이저 센서로 거리를 측정하는 것을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법을 통한 댐 표면을 측정하는 드론의 이동경로를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법에 따른 손상 점검용 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법에 따른 드론을 이용하여 댐표면의 이상을 측정하고, 레이저 센서로 거리를 측정하는 것을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.
본 발명은 카메라(11) 및 적외선 센서를 구비하는 드론(10)을 통해 대상물이 되는 댐의 식별부호(1)를 확인하여 메인서버(20)로 전송하는 단계(S10); 상기 메인서버(20)에서 해당 식별부호(1)에 따른 댐 표면의 영상정보가 저장되는 DB저장 데이터를 로드하여 DB저장 데이터가 메인서버(20)에 있는지 여부를 확인하여 표시하는 단계(S20); 상기 메인서버(20)에 DB저장 데이터가 존재하지 않을 경우 드론(10)이 대상물인 댐의 전체를 촬영하도록 원거리로 이송시켜 좌표를 설정하도록 메인서버(20)에 전송하여 DB저장 데이터로 저장하는 단계(S30); 상기 메인서버(20)에 저장되는 DB저장 데이터를 통해 드론(10)을 메인서버(20) 또는 관리자가 조종기(30)를 통해 조종하여 댐의 촬영위치로 드론(10)을 이동시키는 단계(S40); 상기 드론(10)의 카메라(11)로 미리 설정되는 경로를 따라 댐의 표면을 촬영하여 메인서버(20)로 전송하며, 촬영되는 댐의 표면과 메인서버(20)에 저장되는 DB저장 데이터와 비교하여 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50); 상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)를 통해 감지되는 이상발생 표면을 레이저 센서(12)를 통해 드론(10)과 댐 표면 간의 거리를 측정하여 이상 발생을 확인하고, 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60); 상기 메인서버(20)에서 드론(10)을 통해 전송된 이상 발생지점 좌표 및 이상상태를 손상정보 상태평가 지침기준에 따라 평가하고, DB저장 데이터에 저장되는 손상이력을 점검자의 단말기(40)로 전송하는 단계(S70) 및 상기 메인서버(20)에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 관리자가 단말기(40)를 통해 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계(S80)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)에서는 DB저장 데이터와 드론(10)에서 촬영되는 영상에서 댐 표면의 이상 부위를 비교하여 영상에서 다른 점이 발견되는지를 확인하고, 다른 점이 발견되지 않으면 새로운 영상으로 DB저장 데이터에 교체 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)는, 상기 드론(10)을 통해 촬영되는 댐 표면의 카메라 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 카메라 영상을 캡쳐하여 이미지화하는 단계; 상기 캡쳐된 이미지를 이진화하여 흑백 이미지로 변환하는 단계; 상기 이진화된 촬영 영상 및 DB저장 데이터의 캡쳐된 이미지를 비교하여 음영의 변화를 확인하는 단계; 상기 드론의 열화상 카메라(13)를 통해 촬영되는 열 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 열화상 카메라(13)의 영상을 캡쳐하여 열 이미지화 하고, 열 이미지에서 색 분포를 메인서버(20)에서 비교하는 단계; 상기 음영의 변화가 확인된 이미지와 색 분포가 비교된 열 이미지를 통해 댐 표면의 손상 정도 및 내부 손상정도를 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60)는 메인서버(20)에서 DB저장 데이터와 비교된 드론(10)의 촬영 영상에서 차이점이 발견되면, 드론(10)을 차이점이 발생된 위치로 이동시켜 레이저 센서(12)를 통해 드론(10)과 이상 발생부위 간의 거리를 측정하고, 카메라(11)를 통해 이상 부위를 정밀하게 재촬영하여 메인서버(20)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60)는, 상기 메인서버(20)에서 드론(10)에서 촬영된 영상에서 이상이 확인되면, 드론(10)의 이동을 정지시키고, 이상이 발견된 위치로 조종기(30)의 신호 또는 메인서버(20)의 신호를 통해 이송시키는 단계; 상기 드론(10)의 레이저 센서(12)를 통해 이상 발생 위치에 해당되는 촬영 영상 범위 전체의 댐 표면과 레이저 센서(12) 간의 거리를 측정하여 메인서버(20)로 전송하는 단계 및 상기 드론(10)의 레이저 센서(12)를 통해 측정되는 거리를 통해 메인서버(20)에서 3차원 입체 영상으로 형성하여 저장하고, 3차원 입체 영상을 메인서버(20)에서 표시하고, 관리자의 단말기(40)로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계(S80)는, 메인서버(20)에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 관리자가 단말기(40)를 통해 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 드론(10)을 통해 이상부위의 정밀 점검 및 진단을 진행 또는 남은 부위의 점검을 계속 진행하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법의 순서를 나타낸 도면으로서, 카메라(11) 및 적외선 센서를 구비하는 드론(10)을 통해 대상물이 되는 댐의 식별부호(1)를 확인하여 메인서버(20)로 전송하는 단계(S10), 메인서버(20)에서 해당 식별부호(1)에 따른 댐 표면의 영상정보가 저장되는 DB저장 데이터를 로드하여 DB저장 데이터가 메인서버(20)에 있는지 여부를 확인하여 표시하는 단계(S20), 메인서버(20)에 DB저장 데이터가 존재하지 않을 경우 드론(10)이 대상물인 댐의 전체를 촬영하도록 원거리로 이송시켜 좌표를 설정하도록 메인서버(20)에 전송하여 DB저장 데이터로 저장하는 단계(S30), 메인서버(20)에 저장되는 DB저장 데이터를 통해 드론(10)을 메인서버(20) 또는 관리자가 조종기(30)를 통해 조종하여 댐의 촬영위치로 드론(10)을 이동시키는 단계(S40), 드론(10)의 카메라(11)로 미리 설정되는 경로를 따라 댐의 표면을 촬영하여 메인서버(20)로 전송하며, 촬영되는 댐의 표면과 메인서버(20)에 저장되는 DB저장 데이터와 비교하여 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50), 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)를 통해 감지되는 이상발생 표면을 레이저 센서(12)를 통해 드론(10)과 댐 표면 간의 거리를 측정하여 이상 발생을 확인하고, 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60), 메인서버(20)에서 드론(10)을 통해 전송된 이상 발생지점 좌표 및 이상상태를 손상정보 상태평가 지침기준에 따라 평가하고, DB저장 데이터에 저장되는 손상이력을 점검자의 단말기(40)로 전송하는 단계(S70) 및 메인서버(20)에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 관리자가 단말기(40)를 통해 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계(S80)를 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법을 통한 댐 표면을 측정하는 드론의 이동경로를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법에 따른 손상 점검용 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조 하면, 상기 댐의 식별부호(1)를 확인하여 메인서버(20)로 전송하는 단계(S10)는 댐의 외부에 형성되는 식별부호(1)를 드론(10)의 카메라(11)를 통해 촬영하여 메인서버(20)로 전송하는 단계이다.
이때, 상기 식별부호(1)는 QR코드, 바코드 등으로 이루어질 수 있으며, 문자 또는 숫자등으로 이루어질 수도 있다.
상기 드론(10)이 촬영한 식별부호(1)를 통해 댐에 대한 정보를 메인서버(20)에서 확인하면, 메인서버(20)에 있는지 여부를 확인하여 표시하는 단계(S20)를 통해 메인서버(20)에서 식별부호(1)에 해당하는 댐의 정보가 DB저장 데이터에 존재하는지 여부를 확인하여 메인서버(20)에 표시한다.
이때, 상기 메인서버(20)는 무선 통신을 통해 점검자가 소지한 단말기(40)로 댐의 정보가 DB저장 데이터에 존재하는지 여부를 전송하여 표시할 수 있다.
상기 메인서버(20)에 DB저장 데이터가 존재하지 않으면, 메인서버(20)에 전송하여 DB저장 데이터로 저장하는 단계(S30)를 통해 드론(10)을 댐 전체를 촬영할 수 있는 거리로 이동시켜 댐 전체를 촬영하고, 메인서버(20)에서 드론(10)의 촬영영상을 전송받아 좌표를 설정시킨다.
이때 상기 메인서버(20)에서 설정하는 좌표는 GPS를 기반으로 댐 표면의 높이와 길이를 일정 간격으로 분할하여 격자 형상으로 나눈뒤 격자의 라인을 따라 드론(10)이 이동하며 카메라(11)로 댐의 표면을 촬영하게 된다.
상기 댐 표면의 좌표를 설정하면, 설정된 좌표값과 영상을 메인서버(20)에 SB저장 데이터로 저장된다.
상기 메인서버(20)에 DB저장 데이터가 저장되면 댐의 촬영위치로 드론(10)을 이동시키는 단계(S40)를 통해 메인서버(20)의 신호 또는 관리자가 소지하는 조종기(30)를 통해 드론(10)을 댐의 첫 촬영 위치로 이동시키게 된다.
이렇게 상기 드론(10)이 댐의 첫 촬영 위치로 이동되면, 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)를 통해 드론(10)을 미리 설정되는 경로를 따라 이동시키며, 드론(10)의 카메라(11)를 통해 이동경로의 댐 표면을 촬영하여 메인서버(20)로 전송하고, 드론(10)을 통해 촬영되는 댐의 표면과 메인서버(20)에 저장되는 DB저장 데이터와 비교하여 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 비교하여 찾게된다.
이때, 상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)에서는 DB저장 데이터와 드론(10)에서 촬영되는 영상에서 댐 표면의 이상 부위를 비교하여 영상에서 다른 점이 발견되는지를 확인하고, 다른 점이 발견되지 않으면 새로운 영상으로 DB저장 데이터에 교체 저장하게 된다.
상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)는, 상기 드론(10)을 통해 촬영되는 댐 표면의 카메라 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 카메라 영상을 캡쳐하여 이미지화하는 단계; 상기 캡쳐된 이미지를 이진화하여 흑백 이미지로 변환하는 단계; 상기 이진화된 촬영 영상 및 DB저장 데이터의 캡쳐된 이미지를 비교하여 음영의 변화를 확인하는 단계; 상기 드론의 열화상 카메라(13)를 통해 촬영되는 열 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 열화상 카메라(13)의 영상을 캡쳐하여 열 이미지화 하고, 열 이미지에서 색 분포를 메인서버(20)에서 비교하는 단계; 상기 음영의 변화가 확인된 이미지와 색 분포가 비교된 열 이미지를 통해 댐 표면의 손상 정도 및 내부 손상정도를 계산하는 단계를 포함한다.
상기 영상을 캡쳐하여 이미지화 하는 단계는 드론(10)을 통해 촬영되는 댐 표면의 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 영상에서 이상이 발견되는 영상을 캡쳐하여 드론(10)이 촬영한 이미지와 DB저장 데이터의 이미지로 각각 저장하게 된다.
상기 캡쳐되어 저장된 각각의 이미지는 이진화하여 흑백 이미지로 변환하는 단계를 통해 흑백 이미지로 변환되어 저장된다.
이때 상기 이미지가 이진화되어 흑백이미지로 저장되는 이유는 음영을 확실하게 구분하여 이상이 발생된 부위를 확실하게 구분하기 위해서이다.
상기 이진화된 촬영 영상 및 DB저장 데이터의 캡쳐된 이미지는 음영의 변화를 확인하는 단계를 통해 이진화된 활영 영상의 이미지와 DB저장 데이터의 이미지를 메인서버(20)에서 비교하여 음영의 변화를 확인하여 이상 상태를 확인하게 된다.
그리고, 상기 색 분포를 메인서버(20)에서 비교하는 단계를 통해 상기 드론의 열화상 카메라(13)를 통해 촬영되는 열 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 열화상 카메라(13)의 영상을 캡쳐하여 열 이미지화 하고, 열 이미지에서 색 분포를 메인서버(20)에서 비교하게 된다.
이때, 상기 열 이미지는 댐이 파손된 경우 파손 부위가 물의 온도로 인해 댐의 표면보다 낮은 온도를 나타내는 더 짙은 청색으로 표시되어 손상된 부위를 확인하기 쉽도록 한다.
상기 음영의 변화가 확인된 이미지와 색 분포가 비교된 열 이미지를 통해 댐 표면의 손상정도를 확인하면, 표면의 손상 정도 및 내부 손상정도를 계산하는 단계를 통해 메인서버에서 음영의 변화가 확인된 이미지와 색 분포가 비교된 열 이미지와 메인서버의 DB에 저장된 음영의 변화가 확인된 이미지와 색 분포가 비교된 열 이미지를 비교하여 댐 표면의 손상 정도 및 내부 손상정도를 계산하게 된다.
상기 메인서버(20)에서 확인하여 댐 표면에서 이상이 발견되면, 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60)를 통해 이상발생 표면을 레이저 센서(12)를 통해 드론(10)과 댐 표면 간의 거리를 측정하여 이상 발생을 확인하고, 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법에 따른 드론을 이용하여 댐표면의 이상을 측정하고, 레이저 센서로 거리를 측정하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60)는 메인서버(20)에서 DB저장 데이터와 비교된 드론(10)의 촬영 영상에서 차이점이 발견되면, 드론(10)을 차이점이 발생된 위치로 이동시켜 레이저 센서(12)를 통해 드론(10)과 이상 발생부위 간의 거리를 측정하고, 카메라(11)를 통해 이상 부위를 정밀하게 재촬영하여 메인서버(20)로 전송하게된다.
이때, 상기 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60)는, 메인서버(20)에서 드론(10)에서 촬영된 영상에서 이상이 확인되면, 드론(10)의 이동을 정지시키고, 이상이 발견된 위치로 조종기(30)의 신호 또는 메인서버(20)의 신호를 통해 이송시키는 단계, 드론(10)의 레이저 센서(12)를 통해 이상 발생 위치에 해당되는 촬영 영상 범위 전체의 댐 표면과 레이저 센서(12) 간의 거리를 측정하여 메인서버(20)로 전송하는 단계 및 드론(10)의 레이저 센서(12)를 통해 측정되는 거리를 통해 메인서버(20)에서 3차원 입체 영상으로 형성하여 저장하고, 3차원 입체 영상을 메인서버(20)에서 표시하고, 관리자의 단말기(40)로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60)는 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60)를 통해 이상이 발생된 위치를 메인서버(20)에서 확인하게 되면, 이상이 발견된 위치로 조종기(30)의 신호 또는 메인서버(20)의 신호를 통해 드론(10)의 이동을 정지시키고, 이상이 발견된 위치로 이동시키게 된다.
이때, 상기 드론(10)을 이상이 발견된 위치로 바로 이송시키지 않고, 설정된 경로를 통해 댐 표면 전체를 모두 촬영한뒤 이상 발견 위치로 이송시킬 수도 있다.
상기 드론(10)을 이상 발생위치로 이동시키면, 댐 표면과 레이저 센서(12) 간의 거리를 측정하여 메인서버(20)로 전송하는 단계에서 드론(10)의 레이저 센서(12)를 통해 이상 발생 위치에 해당되는 촬영 영상 범위 전체의 댐 표면과 레이저 센서(12) 간의 거리를 측정하여 메인서버(20)로 전송하게 된다.
이때, 상기 메인서버(20)에는 드론(10)에서 촬영되어 전송되는 이상이 발생된 위치의 좌표 및 이상상태가 기존의 DB저장 데이터와 함께 저장된다.
이로 인해 상기 댐 표면에 발생된 돌출, 함몰 또는 크랙 등의 이상 상태와 드론(10)의 레이저 센서(12) 간의 거리를 측정하여 발생된 이상상태의 형태를 측정하여 메인서버(20)로 전송하게된다.
이렇게 상기 댐 표면의 이상상태와 드론(10) 간의 거리를 전송받은 메인서버(20)는 관리자의 단말기(40)로 전송하는 단계를 통해 드론(10)의 레이저 센서(12)를 통해 측정되는 거리를 통해 메인서버(20)에서 3차원 입체 영상으로 형성하여 저장함과 동시에 3차원 입체 영상을 메인서버(20)에서 표시하고, 관리자의 단말기(40)로 전송하게 된다.
이때, 상기 3차원 입체 영상은 이상이 발생된 위치의 전체 영상을 통해 길이와 높이가 확인되므로, 레이저 센서(12)를 통해 측정되는 거리를 통해 폭을 계산하여 이상 상태를 3차원 입체 영상으로 메인서버(20)에서 생성하게 된다.
이와 같이 상기 메인서버(20)에서 이상 상태를 드론(10)을 통해 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하게 되면, DB저장 데이터에 저장되는 손상이력을 점검자의 단말기(40)로 전송하는 단계(S70)를 통해 메인서버(20)에서 드론(10)을 통해 전송된 이상 발생지점 좌표 및 이상상태를 손상정보 상태평가 지침기준에 따라 평가하고, DB저장 데이터에 저장되는 손상이력을 점검자의 단말기(40)로 전송하게 된다.
상기 손상정보 상태평가 지침기준에서는 이상 상태의 범위에 따라 다수의 단계로 구분하며, 각 단계의 범위에 따라 색 또는 기호표식 등으로 구분하여 표시하고, 이를 메인서버(20) 및 관리자의 단말기(40)로 전송하여 표시하게 된다.
상기 손상이력 및 평가된 이상상태에 따라 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계(S80)를 통해 관리자가 단말기(40)를 통해 메인서버(20)에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하게 된다.
상기 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계(S80)는, 메인서버(20)에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 관리자가 단말기(40)를 통해 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 드론(10)을 통해 이상부위의 정밀 점검 및 진단을 진행하거나 남은 부위의 점검을 계속 진행하게 된다.
이와 같이 이루어지는 본 발명은 드론을 통해 댐 표면을 카메라 및 열화상 카메라로 촬영하고, 이를 메인서버에서 기존의 DB저장 데이터의 영상과 비교하여 이상 상태를 확인하여 드론을 통해 진단 및 점검을 하고, 이상 상태를 메인서버에서 3차원 입체영상으로 형성하여 진단 및 점검이 쉽도록 하는 효과가 있다.
또한, 드론을 통해 댐 표면의 이상 상태를 측정하므로, 관리자가 직접 진단 및 점검을 하지 않아도 되므로 안전사고 발생이 방지되는 효과가 있다.
상기와 같은 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
1 : 식별부호
10 : 드론 11 : 카메라
12 : 레이저 센서 13 : 열화상 카메라
20 : 메인서버 30 : 조종기
40 : 단말기
10 : 드론 11 : 카메라
12 : 레이저 센서 13 : 열화상 카메라
20 : 메인서버 30 : 조종기
40 : 단말기
Claims (6)
- 카메라(11), 열화상 카메라 및 적외선 센서를 구비하는 드론(10)을 통해 대상물이 되는 댐의 식별부호(1)를 확인하여 메인서버(20)로 전송하는 단계(S10);
상기 메인서버(20)에서 해당 식별부호(1)에 따른 댐 표면의 영상정보가 저장되는 DB저장 데이터를 로드하여 DB저장 데이터가 메인서버(20)에 있는지 여부를 확인하여 표시하는 단계(S20);
상기 메인서버(20)에 DB저장 데이터가 존재하지 않을 경우 드론(10)이 대상물인 댐의 전체를 촬영하도록 원거리로 이송시켜 좌표를 설정하도록 메인서버(20)에 전송하여 DB저장 데이터로 저장하는 단계(S30);
상기 메인서버(20)에 저장되는 DB저장 데이터를 통해 드론(10)을 메인서버(20) 또는 관리자가 조종기(30)를 통해 조종하여 댐의 촬영위치로 드론(10)을 이동시키는 단계(S40);
상기 드론(10)의 카메라(11)로 미리 설정되는 경로를 따라 댐의 표면을 촬영하여 메인서버(20)로 전송하며, 촬영되는 댐의 표면과 메인서버(20)에 저장되는 DB저장 데이터와 비교하여 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50);
상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)를 통해 감지되는 이상발생 표면을 레이저 센서(12) 및 열화상 카메라(13)를 통해 드론(10)과 댐 표면 간의 거리 및 댐표면의 온도를 측정하여 이상 발생을 확인하고, 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60);
상기 메인서버(20)에서 드론(10)을 통해 전송된 이상 발생지점 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)에 저장되는 손상정보 상태평가 지침기준에 따라 평가하고, DB저장 데이터에 저장되는 손상이력을 점검자의 단말기(40)로 전송하는 단계(S70) 및
상기 메인서버(20)에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 관리자가 단말기(40)를 통해 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계(S80)를 포함하며,
상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)는
상기 드론(10)을 통해 촬영되는 댐 표면의 카메라 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 카메라 영상을 캡쳐하여 이미지화하는 단계;
상기 캡쳐된 이미지를 이진화하여 흑백 이미지로 변환하는 단계;
상기 이진화된 촬영 영상 및 DB저장 데이터의 캡쳐된 이미지를 비교하여 음영의 변화를 확인하는 단계;
상기 드론의 열화상 카메라(13)를 통해 촬영되는 열 영상과 DB저장 데이터에 저장되는 열화상 카메라(13)의 영상을 캡쳐하여 열 이미지화 하고, 열 이미지에서 색 분포를 메인서버(20)에서 비교하는 단계;
상기 음영의 변화가 확인된 이미지와 색 분포가 비교된 열 이미지를 통해 댐 표면의 손상 정도 및 내부 손상정도를 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 댐 표면에 이상이 발견되는 곳을 메인서버(20)에서 찾는 단계(S50)에서는 DB저장 데이터와 드론(10)에서 촬영되는 영상에서 댐 표면의 이상 부위를 비교하여 영상에서 다른 점이 발견되는지를 확인하고, 다른 점이 발견되지 않으면 새로운 영상으로 DB저장 데이터에 교체 저장하는 것을 특징으로 하는 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60)는 메인서버(20)에서 DB저장 데이터와 비교된 드론(10)의 촬영 영상에서 차이점이 발견되면, 드론(10)을 차이점이 발생된 위치로 이동시켜 레이저 센서(12)를 통해 드론(10)과 이상 발생부위 간의 거리를 측정하고, 카메라(11)를 통해 이상 부위를 정밀하게 재촬영하여 메인서버(20)로 전송하는 것을 특징으로 하는 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법.
- 제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 이상 발생지점의 좌표 및 이상상태를 메인서버(20)로 전송하여 저장하는 단계(S60)는,
상기 메인서버(20)에서 드론(10)에서 촬영된 영상에서 이상이 확인되면, 드론(10)의 이동을 정지시키고, 이상이 발견된 위치로 조종기(30)의 신호 또는 메인서버(20)의 신호를 통해 이송시키는 단계;
상기 드론(10)의 레이저 센서(12)를 통해 이상 발생 위치에 해당되는 촬영 영상 범위 전체의 댐 표면과 레이저 센서(12) 간의 거리를 측정하여 메인서버(20)로 전송하는 단계 및
상기 드론(10)의 레이저 센서(12)를 통해 측정되는 거리를 통해 메인서버(20)에서 3차원 입체 영상으로 형성하여 저장하고, 3차원 입체 영상을 메인서버(20)에서 표시하고, 관리자의 단말기(40)로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 이를 실행하는 단계(S80)는, 메인서버(20)에서 전송되는 이상상태와 손상이력을 관리자가 단말기(40)를 통해 확인하여 이상부위의 점검 및 진단을 정밀하게 실행할지 여부를 결정하고, 드론(10)을 통해 이상부위의 정밀 점검 및 진단을 진행 또는 남은 부위의 점검을 계속 진행하는 것을 특징으로 하는 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법.
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| KR1020190012715A KR102008176B1 (ko) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법 |
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