KR102046423B1 - 3차원 환경인식 시스템 및 이를 구비한 원자력 시설 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3차원 환경인식 시스템 및 이를 구비한 원자력 시설에 관한 것으로서, 3차원 환경인식 시스템은 방사화된 구조물에 대한 3차원 공간 및 방사선 정보를 획득하는 복수의 환경정보획득부; 상기 환경정보획득부에서 받은 정보를 하나의 통일된 좌표계상의 정보로 정합하는 3차원 정합부 1; 상기 3차원 정합부 1에서 정합된 방사화된 구조물의 현장 정보와 보유하고 있는 상기 구조물의 설계 정보를 중첩시키는 3차원 정합부 2; 상기 3차원 정합부 2에서 중첩된 상기 현장 정보와 상기 설계 정보를 비교하여 차이를 감지하는 비교 및 차이 감지부; 상기 설계 정보 중 상기 비교 및 차이 감지부에서 감지된 차이 부분을 갱신하는 선택적 갱신부; 및 상기 설계 정보를 저장, 갱신 및 관리하는 정보관리 서버를 포함한다.
Description
본 발명은 3차원 환경인식 시스템 및 이를 구비한 원자력 시설에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사화된 원자력 시설의 해체 및 유지보수에 사용되는 3차원 환경인식 시스템 및 이를 구비한 원자력 시설에 관한 것이다.
3차원 환경인식 시스템은 물체의 3차원 정보를 센서로 획득하고, 획득된 물체의 3차원 정보를 3D 컴퓨터 그래픽을 이용하여 렌더링하거나 보여주며, 3차원 환경의 기하학적 또는 물리적 속성 등을 파악하는 시스템이다.
종래의 3차원 환경인식 기술은 시설/구조물의 역설계, 유지 보수 및 관리를 위한 자료 획득, 건축 및 토목 시공 진도 및 품질 확인, 문화재 보존 및 삼림자원 파악을 위한 자료 획득, 제품 생산 품질 확인 등 비방사화된 환경에서의 응용분야에 이용되어 왔다.
한편, 원자로나 방사성물질 처리 시설 등과 같은 원자력 시설에 대해서도 해체 및 유지보수를 위해 3차원 환경 정보가 필요한 경우가 발생한다.
예를 들어, 방사능이 발생하는 원자력 시설에 인력이 투입될 경우에 현장 정보를 수집하는 작업자의 인체가 방사능에 노출될 위험이 있으므로, 원격 조종이 가능한 로봇을 현장에 투입할 수 있다.
이때, 로봇을 이용하여 원자력 시설의 해체 및 유지보수가 이루어질 경우에 원자력 시설에 대한 3차원 환경 정보가 필요하다.
그러나, 종래의 3차원 환경인식 기술은 3차원 점군 데이터(point cloud data)기반으로 기학학적인 환경인식에 초점을 맞추고 있으며 내방사화가 고려되지 않아 방사화된 원자력시설의 해체 및 유지보수를 위한 환경인식에 적합하지 않은 문제점이 있다.
또한, 종래의 3차원 환경인식 기술은 단순히 현재 상태의 환경 정보 획득 및 모델링에 그쳐, 해체 및 유지보수에 따른 환경의 변화를 추적하고 환경인식 데이터를 효율적으로 갱신하는데 한계가 있다.
본 발명은 방사화된 환경에서 사용할 수 있도록 센서 및 환경정보획득부가 내방사화 기능을 갖는 3차원 환경인식 시스템 및 이를 구비한 원자력 시설을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 3차원 환경인식 시스템은 방사화된 구조물에 대한 3차원 공간 및 방사선 정보를 획득하는 복수의 환경정보획득부; 상기 환경정보획득부에서 받은 정보를 하나의 통일된 좌표계상의 정보로 정합하는 3차원 정합부 1; 상기 3차원 정합부 1에서 정합된 방사화된 구조물의 현장 정보와 보유하고 있는 상기 구조물의 설계 정보를 중첩시키는 3차원 정합부 2; 상기 3차원 정합부 2에서 중첩된 상기 현장 정보와 상기 설계 정보를 비교하여 차이를 감지하는 비교 및 차이 감지부; 상기 설계 정보 중 상기 비교 및 차이 감지부에서 감지된 차이 부분을 갱신하는 선택적 갱신부; 및 상기 설계 정보를 저장, 갱신 및 관리하는 정보관리 서버를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 3차원 정합부 1에서 생성된 정보를 상기 설계 정보와 비교할 수 있도록 통일된 포맷으로 변환하는 포맷변환 1부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 포맷변환부 1로부터 받은 현장 정보 중 상기 설계 정보와 비교 시 필요한 부분을 추출하는 정보 추출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 정보 추출부에서 추출된 정보를 상기 설계 정보와 비교할 수 있도록 통일된 포맷으로 변환하는 포맷변환 2부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 선택적 갱신부에서 갱신된 정보를 상기 설계 정보와 비교할 수 있도록 통일된 포맷으로 변환하는 포맷변환 3부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 환경정보획득부는, 상기 방사화된 구조물의 3차원 공간 정보를 감지하는 3차원 공간정보센서; 및 상기 방사화된 구조물의 방사선 정보를 감지하는 방사선 영상화센서를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 3차원 공간정보센서는 3차원 레이저 스캐너일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 방사선 영상화센서는 콤프턴 카메라 또는 CZT 방사선 센서일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 환경정보획득부의 센서의 자세 및 위치를 이동시키는 플랫폼 유닛을 더 포함하고, 상기 플랫폼 유닛은, 팬틸트, 바퀴 및 궤도식, 다관절 매니퓰레이터, 수직 레일 및 드론 중 하나 또는 둘 이상이 조합된 플랫폼을 구비할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 정보관리 서버는 상기 플랫폼 유닛을 제어하여, 상기 환경정보획득부의 센서 위치이동 경로 및 자세변환 경로를 최적화할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 환경정보획득부의 센서는 다관절 매니퓰레이터에 장착되고, 상기 정보관리 서버는, 상기 3차원 공간 및 방사선 정보에 대한 환경정보를 획득하기 위한 경로가 매니퓰레이터의 관절 운동 범위를 벗어나는지, 매니퓰레이터 자체 또는 주변 물체와의 충돌이 발생하는지 여부를 사전에 확인하고, 상기 환경정보를 획득 시 제약사항을 만족하는 경로를 사용하여 환경정보획득부를 구동할 수 있다.
본 발명의 3차원 환경인식 시스템을 구비한 원자력 시설과 관련된 일 예에 따르면, 상기 원자력 시설은 방사화된 원자로; 상기 원자로를 수용하는 격납구조물; 상기 격납구조물에 이동 가능하게 설치되고, 상기 원자로를 해체하거나 유지보수하는 로봇암; 상기 격납구조물에 설치되어, 상기 원자로의 3차원 공간 및 방사선 정보를 획득하는 환경정보획득부; 상기 환경정보획득부의 센서를 기설정된 자세 및 위치로 이동시키는 플랫폼 유닛; 및 상기 환경정보획득부로부터 받은 감지신호에 따라 상기 플랫폼 유닛 및 로봇암을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 원자력 시설과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 환경정보획득부에서 받은 정보를 하나의 통일된 좌표계상의 정보로 정합하는 3차원 정합부 1; 상기 3차원 정합부 1에서 정합된 방사화된 구조물의 현장 정보와 보유하고 있는 상기 구조물의 설계 정보를 중첩시키는 3차원 정합부 2; 상기 3차원 정합부 2에서 중첩된 상기 현장 정보와 상기 설계 정보를 비교하여 차이를 감지하는 비교 및 차이 감지부; 상기 설계 정보 중 상기 비교 및 차이 감지부에서 감지된 차이 부분을 갱신하는 선택적 갱신부; 및 상기 설계 정보를 저장, 갱신 및 관리하는 정보관리 서버를 포함할 수 있다.
본 발명의 원자력 시설과 관련된 일 예에 따르면, 상기 환경정보획득부의 센서는 다관절 매니퓰레이터에 장착되고, 상기 제어부는, 상기 3차원 공간 및 방사선 정보에 대한 환경정보를 획득하기 위한 경로가 매니퓰레이터의 관절 운동 범위를 벗어나는지, 매니퓰레이터 자체 또는 주변 물체와의 충돌이 발생하는지 여부를 사전에 확인하고, 상기 환경정보를 획득 시 제약사항을 만족하는 경로를 사용하여 상기 환경정보획득부의 위치 이동 경로 및 자세 변환 경로를 최적화할 수 있다.
본 발명에 따른 3차원 환경인식 시스템 및 이를 구비한 원자력 시설의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
첫째, 원자력 시설의 해체 및 유지보수에 따른 환경의 변화를 추적하고 환경인식 데이터를 효율적으로 갱신함에 따라, 방사화된 원자력시설의 해체 및 유지보수 계획을 수립하거나, 또는 해체 및 유지보수 작업의 진도 확인 등에 이용이 가능하다.
둘째, 방사화된 원자력시설의 현장에 내방사화 기능을 갖는 환경정보획득부가 설치되어 현장 정보를 수집함에 따라, 현장 정보를 수집하는 작업자의 방사능 피폭을 최소화할 수 있으며(안전성 증대), 실시간으로 얻어진 현장 정보에 기반하여 작업 계획을 최적화 할 수 있으므로 작업 기간 단축 및 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 환경인식 시스템의 구성을 보여주는 개념도이고,
도 2는 본 발명에 따른 내방사화 기능을 갖는 환경정보획득부를 보여주는 개념도이고,
도 3은 본 발명에 따른 3차원 환경인식 시스템의 구성을 보여주는 블록도이고,
도 4는 도 1의 환경정보획득부가 원자력시설에 설치된 모습을 보여주는 일 예로서 경수로 원자로용기의 주변에 환경정보획득부가 설치된 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 내방사화 기능을 갖는 환경정보획득부를 보여주는 개념도이고,
도 3은 본 발명에 따른 3차원 환경인식 시스템의 구성을 보여주는 블록도이고,
도 4는 도 1의 환경정보획득부가 원자력시설에 설치된 모습을 보여주는 일 예로서 경수로 원자로용기의 주변에 환경정보획득부가 설치된 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 환경인식 시스템의 구성을 보여주는 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 내방사화 기능을 갖는 환경정보획득부(10)를 보여주는 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 3차원 환경인식 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
본 발명의 3차원 환경인식 시스템은 검출부(1), 제어부(2), 입출력부(3)를 구비할 수 있다.
검출부(1)는 1 내지 N개로 표시된 바와 같이 복수의 환경정보획득부(10)를 포함할 수 있다.
환경정보획득부(10)는 원자력 시설 등과 같은 방사화된 구조물(14) 또는 방사성 물질이 포함된 원자력 시설에 대한 환경 정보를 획득하도록 구성된다.
복수의 환경정보획득부(10)는 환경정보획득부 1(10) 내지 환경정보획득부 N(10)으로 구성될 수 있다. 환경정보획득부는 3차원 공간정보센서(11)와 방사선 검출센서(12)를 포함할 수 있다.
3차원 공간정보센서(11)는 3차원 레이저 스캐너를 구비할 수 있다.
방사선 검출센서(12)는 콤프턴 카메라, CZT(카드뮴(Cd)-아연(Zn)-텔루라이드(Te)의 약자) 방사선 검출센서를 포함할 수 있다. CZT 방사선 센서는 반도체를 이용한 방사선 검출기로 측정효율이 높아서, 방사선 측정, 의학용 방사선 영상 장비, 인공위성용 방사선 측정기 등에 사용될 수 있다.
환경정보획득부(10)는 3차원 공간정보센서(11) 및 방사선 검출센서(12)로부터 정보를 입력받아 3차원 공간 및 방사선 정보를 생성할 수 있다.
환경정보획득부(10)는 센서를 원하는 자세와 위치로 이동시키는 기능을 제공할 수 있다. 환경정보획득부(10)는 센서의 자세 및 위치 이동 기능을 수행하기 위해, 팬 틸트(Pan Tilt), 바퀴 및 궤도식으로 이동하는 이동 플랫폼, 다관절 암(Arm) 또는 매니퓰레이터(Manipulator), 수직 레일(103), 드론 등과 같은 플랫폼 유닛(31)을 사용할 수 있다.
팬틸트란 예를 들어 카메라의 줌 및 각도 등을 조정하여 감시하는 범위를 넓힐 수 있도록 구성됨을 의미한다.
매니퓰레이터란 사람의 팔과 비슷한 기능을 가진 로봇 등을 의미한다. 매니퓰레이터는 사람에 의해 조작되거나 같은 동작을 자동적으로 반복할 수 있다. 매니퓰레이터는 컴퓨터의 명령에 따라 여러가지 복잡한 동작을 하도록 구성될 수 있다.
드론이란 원격 조정 가능한 무인 비행기를 의미한다.
복수의 환경정보획득부(10) 각각은 사양이 다른 센서, 예를 들어 측정거리, 정확도 및 정밀도가 서로 다른 센서를 구비할 수 있다.
복수의 환경정보획득부(10) 각각은 센서를 다양한 위치와 자세에 배치하여 사용자가 원하는 환경정보를 효과적으로 제공할 수 있다.
환경정보획득부(10)는 장애물 등으로 인해 한 개의 환경정보획득부(10) 만으로 측정이 어려운 경우에도 복수 개의 환경정보획득부(10)를 적절히 배치하여 원하는 정보를 누락되는 부분 없이 측정할 수 있다.
환경정보획득부(10)는 환경정보획득 경로 계획(path planning) 기능을 구비할 수 있다.
경로계획은 효과적으로 환경정보를 획득하기 위해 센서를 어떤 위치에 위치시켜야 하는지 또한 센서의 위치간 이동시 어떤 경로를 따라야 하는지를 계획하는 기능을 의미한다.
여기서 ‘효과적’이라 함은 특정 목적 함수를 최적화하는 것을 의미한다. 특정 목적 함수는 일 예로 환경정보 획득에 소요되는 시간을 포함할 수 있다.
‘효과적’이지 않은 환경정보획득 경로를 사용할 경우 불필요하게 중복되는 위치에서 환경정보를 획득하게 되거나 또는 반대로 누락되는 위치가 생길 수 있다.
환경정보획득 경로 계획은 ‘효과적’인 경로를 생성할 뿐만 아니라, 환경정보 획득경로가 환경정보획득부(10)의 기구학적 또는 시스템적인 제약사항을 만족하는지를 확인하기 위해서도 필요하다.
예를 들어, 다관절 매니퓰레이터 끝단에 3차원 공간정보 센서 등을 장착하여 환경정보를 획득할 경우 환경정보를 획득하기 위한 경로가 매니퓰레이터의 관절 운동 범위를 벗어나는지, 매니퓰레이터 자체 또는 주변 물체와 충돌은 일어나지 않는지 등을 사전에 확인할 필요가 있으며, 이러한 제약사항을 만족하는 경로를 사용하여 환경정보획득부(10)가 구동될 수 있다.
단일 센서가 아닌 여러 개의 센서를 서로 다른 플랫폼에 탑재하여 사용할 경우 경로계획의 중요성은 더욱 커질 수 있다.
환경정보획득부(10)는 방사선에 노출될 수 있으므로, 내방사화 처리될 수 있다.
내방사화 처리 방법으로 소재 자체를 내방사화된 소자로 바꾸는 방법과 내방사화 처리대상물을 방사선 차폐재 내부에 수용시키는 방법을 고려할 수 있다.
본 실시예에서는, 환경정보획득부(10)는 방사선 차폐용 케이스(13)의 내부에 수용되어, 방사선 차폐용 케이스(13)는 외부의 방사선으로부터 환경정보획득부(10)를 차폐시킬 수 있다.
방사선 차폐용 케이스(13)의 일측에 개구부(13a)가 형성되어, 개구부(13a)를 통해 검출신호가 센서로 들어올 수 있다. 특히, 방사선 검출센서(12)가 수용되는 방사선 차폐용 케이스(13)의 개구부(13a)에는 방사선 소스의 방향을 확인할 수 있도록 콜리메이터(collimator)가 설치될 수 있다.
방사선 차폐용 케이스(13)는 납 등의 방사선 차폐재로 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 환경정보획득부(10)는 방사선 차폐부에 의해 작업 중에 조사될 방사선으로 인해 성능 저하가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
3차원 공간정보센서(11), 방사선 검출센서(12), 환경정보획득부(10)를 제외한 나머지 구성요소들은 방사선에 노출되지 않는 곳에 위치할 수 있고, 이 경우에 별도의 내방사화 처리는 필요하지 않을 수 있다.
제어부(2)는 3차원 정합부 1(21), 3차원 정합부 2(22), 포맷변환부 1(23), 포맷변환부 2(24), 포맷변환부 3(25), 정보추출부(26), 비교 및 차이 감지부(27), 선택적 갱신부(28), 정보관리 서버(29) 등을 포함한다.
환경정보획득부(10)에서 받은 3차원 환경정보는 센서의 측정 범위의 제한 등으로 인해 전체 관심 영역의 일부 정보만을 포함할 수 있다.
3차원 정합부 1(21)은 각 환경정보획득부(10)에서 받은 정보를 하나의 통일된 좌표계상의 정보로 정합 및 병합할 수 있다.
3차원 정합(registration)이란 물체의 표면 일부에서 얻어진 두 개 이상의 부분적으로 중첩된 점군 데이터 간의 관계를 찾아내어, 공통된 하나의 좌표계상에서 표현하는 것을 의미한다. 물체 전체의 표면을 3차원 공간정보 획득 센서로 측정하여 부분 중첩되는 여러 개의 점군 데이터를 얻은 후 정합을 하면 점군 데이터로 표현된 물체 표면 정보를 얻을 수 있다.
포맷변환부 1(23)은 3차원 정합부 1(21)에서 생성한 정보를 기저장된 정보와 비교할 수 있도록 통일된 포맷으로 변환한다.
예를 들어, 3차원 정합부 1(21)에서는 점군(point cloud) 형태의 환경 정보가 생성될 수 있으며, 정보관리 서버(29)에서 점군 형태가 아닌 설계 도면 작성 및 관리에 편리한 CAD 포맷(Format)으로 정보를 저장 및 관리할 경우에 점군 형태의 자료를 특정 CAD 포맷으로 변환할 수도 있다.
포맷변환부 2(24)는 포맷변환부 1(23)과 유사하게 필요시 정보의 포맷을 변환하는 기능을 수행한다. 상황에 따라 포맷변환부 1(23) 과 2 중 하나 또는 둘다 필요 없을 수도 있다.
3차원 정합부 2(22)는 현장의 정보와 보유하고 있는 설계 정보를 서로 중첩시켜(정합하여), 비교 및 차이감지부(27)에서 설계 정보와 측정된 3차원 정보를 비교하고 차이를 감지할 수 있도록 한다.
정보추출부(26)는 포맷변환부 1(23)로부터 전달받은 현장 정보를 이용하여 전체 설계 정보 데이터와 비교에 필요한 부분을 추출한다. 전체 설계 정보와 비교에 필요한 부분만을 추출함으로써, 3차원 정합부 2(22)에서 효율적인 정합을 할 수 있다.
비교 및 차이 감지부(27)는 3차원 정합부 2(22)에서 정합된 현장 정보와 기저장된 설계 정보를 비교하여 차이를 감지한다.
이때, 현장 정보와 설계 정보의 차이는 두가지 관점에서 감지될 수 있다.
첫째, 단순히 기하학적인 차이를 보는 것이고, 두 번째는 시멘틱스 관점(semantics; 속성)에서 차이를 보는 것이다.
예를 들어 파이프에 설치된 밸브를 해체과정에서 절단하여 제거한 후 현장에서 측정된 3차원 환경 정보에는 밸브가 없는 상태이고, 아직 갱신되지 않은 설계 정보에는 밸브가 달려있는 상태이다.
이 경우 단순히 밸브에 해당하는 점군 정보를 제거하게 되면 기하학적인 차이에 따른 갱신이고, 점군이 아닌 밸브라는 물체가 제거된 것으로 인식한다면 속성 관점에서 설계 모델 정보를 갱신하는 것이다.
밸브 등과 같은 속성은 작업자에 의해 선택적으로 갱신될 수 있다. 예를 들면, 밸브라는 구성요소를 작업자가 인식할 경우에 밸브라는 속성이 갱신되고, 현장 정보의 속성이 작업자에 의해 인식될 수 없을 경우에 현장 정보의 기하학적인 차이만이 갱신될 수 있다.
선택적 갱신부(28)는 저장된 설계 정보를 갱신할 경우 비교 및 차이 감지부(27)에서 감지된 차이 부분만을 갱신하여 효율적으로 갱신할 수 있다. 경우에 따라 사용자의 재량으로 갱신 여부를 선택할 수도 있다.
이때, 기하학적 정보와 속성 정보에 대한 갱신이 함께 이루어질 수 있다.
포맷변환부 3(25)은 선택적 갱신부(28)에 의해 갱신된 정보를 정보관리 서버(29)에 효율적으로 저장하기 위해서 필요시 정보의 포맷을 변경할 수 있다.
정보관리 서버(29)는 설계 정보의 효율적인 저장, 갱신 및 관리에 필요한 기능을 수행하는 서버(29)이다. 기하학적인 정보와 속성 정보를 저장, 갱신, 추출 등을 수행한다.
또한 사용자 요청이 있거나 3차원 정합부 2(22)에서 정합된 결과를 근거로 환경정보획득이 더 필요하다고 판단될 경우 환경정보획득부(10)의 플랫폼 유닛(31)의 위치와 자세를 변경하여 충분한 정보를 얻을 수 있다.
정보관리 서버(29)는 플랫폼 유닛(31)을 제어하여 플랫폼 유닛(31)의 위치 이동 경로, 자세 변환 경로를 최적화하는 기능을 수행할 수 있다.
입출력부(3)는 디스플레이부(30)를 구비할 수 있다. 디스플레이부(30)는 모니터 등을 포함할 수 있다. 또한, 키보드 등의 사용자 인터페이스를 포함하여 사용자가 정보의 관리를 편리하게 할 수 있다. 네트워크 기능을 포함하여 설계 정보를 필요로 하는 외부 시스템과 연결될 수 있다.
도 4는 도 1의 환경정보획득부(10)가 원자력시설에 설치된 모습을 보여주는 일 예로서 경수로 원자로용기(100)의 주변에 환경정보획득부가 설치된 개념도이다.
본 실시예는 3차원 환경인식 시스템의 환경정보획득부(10)가 원전에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 발명의 3차원 환경인식 시스템은 원자로용기(100)의 해체를 위해 사용될 수 있다.
원자로용기(100)의 해체 및 철거를 위해 원자로용기(100)가 수용된 격납구조물(101)의 내측벽에 로봇암(102)이 이동 가능하게 설치될 수 있다. 격납구조물(101)의 내측벽면을 따라 수직 레일(103)이 설치되고, 로봇암(102)이 수직 레일(103)을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다.
복수의 환경정보획득부(10)는 3차원 공간정보센서(11) 및 방사선 검출센서(12)를 구비할 수 있다.
복수의 3차원 공간정보 센서 및 방사선영상화 센서는 격납구조물(101)의 상부에 설치되어, 원자로용기(100)에 대한 3차원 공간 및 방사선에 대한 정보를 감지할 수 있다.
복수의 환경정보획득부(10)는 상기 3차원 공간정보 센서 및 방사선영상화 센서로부터 정보를 입력 받아 3차원 공간 및 방사선 정보를 생성할 수 있다.
복수의 환경정보획득부(10)는 방사선에 노출될 수 있으므로, 방사선 차폐부에 의해 내방사화 처리될 수 있다.
복수의 환경정보획득부(10)는 이동 플랫폼, 다관절 매니퓰레이터 등과 같은 플랫폼 장치에 의해 원하는 자세 및 위치로 이동될 수 있다.
정보관리 서버(29)는 환경정보획득부(10)의 센서를 이동시키는 플랫폼 유닛(31)의 위치 이동 경로, 자세 변환 경로를 최적화할 수 있다.
1 : 검출부 10 : 환경정보획득부
11 : 3차원공간정보센서 12 : 방사선 검출센서
13 : 방사선 차폐용 케이스 13a : 개구부
14 : 방사화된 구조물 및 방사성 물질
2 : 제어부
21 : 3차원 정합부 1 22 : 3차원 정합부 2
23 : 포맷변환부 1 24 : 포맷변환부 2
25 : 포맷변환부 3 26 : 정보추출부
27 : 비교 및 차이 감지부
28 : 선택적 갱신부 29 : 정보관리 서버
3 : 입출력부 30 : 디스플레이부
31 : 플랫폼 유닛 100 : 원자로 용기
101 : 격납구조물 102 : 로봇암
103 : 수직 레일
11 : 3차원공간정보센서 12 : 방사선 검출센서
13 : 방사선 차폐용 케이스 13a : 개구부
14 : 방사화된 구조물 및 방사성 물질
2 : 제어부
21 : 3차원 정합부 1 22 : 3차원 정합부 2
23 : 포맷변환부 1 24 : 포맷변환부 2
25 : 포맷변환부 3 26 : 정보추출부
27 : 비교 및 차이 감지부
28 : 선택적 갱신부 29 : 정보관리 서버
3 : 입출력부 30 : 디스플레이부
31 : 플랫폼 유닛 100 : 원자로 용기
101 : 격납구조물 102 : 로봇암
103 : 수직 레일
Claims (15)
- 방사화된 구조물에 대한 3차원 공간 및 방사선 정보를 획득하는 복수의 환경정보획득부;
상기 환경정보획득부에서 받은 정보를 하나의 통일된 좌표계상의 정보로 정합하는 3차원 정합부 1;
상기 3차원 정합부 1에서 정합된 방사화된 구조물의 현장 정보와 보유하고 있는 상기 구조물의 설계 정보를 중첩시키는 3차원 정합부 2;
상기 3차원 정합부 2에서 중첩된 상기 현장 정보와 상기 설계 정보를 비교하여 차이를 감지하는 비교 및 차이 감지부;
상기 설계 정보 중 상기 비교 및 차이 감지부에서 감지된 차이 부분을 갱신하는 선택적 갱신부;
상기 설계 정보를 저장, 갱신 및 관리하는 정보관리 서버;
상기 3차원 정합부 1에서 생성된 정보를 상기 설계 정보와 비교할 수 있도록 통일된 포맷으로 변환하는 포맷변환부 1;
상기 포맷변환부 1로부터 받은 현장 정보 중 상기 설계 정보와 비교 시 필요한 부분을 추출하는 정보 추출부;
상기 정보 추출부에서 추출된 정보를 상기 설계 정보와 비교할 수 있도록 통일된 포맷으로 변환하는 포맷변환부 2; 및
상기 선택적 갱신부에서 갱신된 정보를 상기 설계 정보와 비교할 수 있도록 통일된 포맷으로 변환하는 포맷변환부 3을 포함하고,
상기 환경정보획득부는,
상기 방사화된 구조물의 3차원 공간 정보를 감지하는 3차원 공간정보센서; 및
상기 방사화된 구조물의 방사선 정보를 감지하는 방사선 영상화센서를 포함하며,
상기 설계 정보는, 기하학적 정보와 속성 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 환경인식 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 3차원 공간정보센서는 3차원 레이저 스캐너인 것을 특징으로 하는 3차원 환경인식 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 방사선 영상화센서는 콤프턴 카메라 또는 CZT 방사선 센서인 것을 특징으로 하는 3차원 환경인식 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 환경정보획득부의 센서의 자세 및 위치를 이동시키는 플랫폼 유닛을 더 포함하고,
상기 플랫폼 유닛은,
팬틸트, 바퀴 및 궤도식, 다관절 매니퓰레이터, 수직 레일 및 드론 중 하나 또는 둘 이상이 조합된 플랫폼을 구비하는 것을 특징으로 하는 3차원 환경인식 시스템. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 정보관리 서버는 상기 플랫폼 유닛을 제어하여, 상기 환경정보획득부의 센서 위치이동 경로 및 자세변환 경로를 최적화하는 것을 특징으로 하는 3차원 환경인식 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 환경정보획득부의 센서는 상기 플랫폼 유닛에 장착되고,
상기 정보관리 서버는,
상기 3차원 공간 및 방사선 정보에 대한 환경정보를 획득하기 위한 경로가 상기 플랫폼 유닛의 운동 범위를 벗어나는지, 상기 플랫폼 유닛 자체 또는 주변 물체와의 충돌이 발생하는지 여부를 사전에 확인하고, 상기 환경정보를 획득 시 제약사항을 만족하는 경로를 사용하여 환경정보획득부를 구동하는 것을 특징으로 하는 3차원 환경인식 시스템. - 방사화된 원자로;
상기 원자로를 수용하는 격납구조물;
상기 격납구조물에 이동 가능하게 설치되고, 상기 원자로를 해체하거나 유지보수하는 로봇암;
상기 격납구조물에 설치되어, 상기 원자로의 3차원 공간 및 방사선 정보를 획득하는 환경정보획득부;
상기 환경정보획득부의 센서가 장착되고 상기 센서를 기설정된 자세 및 위치로 이동시키는 플랫폼 유닛; 및
상기 환경정보획득부로부터 받은 감지신호에 따라 상기 플랫폼 유닛 및 로봇암을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 환경정보획득부에서 받은 정보를 하나의 통일된 좌표계상의 정보로 정합하는 3차원 정합부 1;
상기 3차원 정합부 1에서 정합된 방사화된 구조물의 현장 정보와 보유하고 있는 상기 원자로의 설계 정보를 중첩시키는 3차원 정합부 2;
상기 3차원 정합부 2에서 중첩된 상기 현장 정보와 상기 설계 정보를 비교하여 차이를 감지하는 비교 및 차이 감지부;
상기 설계 정보 중 상기 비교 및 차이 감지부에서 감지된 차이 부분을 갱신하는 선택적 갱신부; 및
상기 설계 정보를 저장, 갱신 및 관리하는 정보관리 서버를 포함하며,
상기 환경정보획득부는,
상기 방사화된 구조물의 3차원 공간 정보를 감지하는 3차원 공간정보센서; 및
상기 방사화된 구조물의 방사선 정보를 감지하는 방사선 영상화센서를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 3차원 공간 및 방사선 정보에 대한 환경정보를 획득하기 위한 경로가 상기 플랫폼 유닛의 운동 범위를 벗어나는지, 상기 플랫폼 유닛 자체 또는 주변 물체와의 충돌이 발생하는지 여부를 사전에 확인하고, 상기 환경정보를 획득 시 제약사항을 만족하는 경로를 사용하여 상기 환경정보획득부의 위치 이동 경로 및 자세 변환 경로를 최적화하는 것을 특징으로 하는 3차원 환경인식 시스템을 구비한 원자력 시설.
- 삭제
- 삭제
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| KR1020180037547A KR102046423B1 (ko) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 3차원 환경인식 시스템 및 이를 구비한 원자력 시설 |
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| KR1020180037547A KR102046423B1 (ko) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 3차원 환경인식 시스템 및 이를 구비한 원자력 시설 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230036312A (ko) | 2021-09-07 | 2023-03-14 | 한국원자력연구원 | 원자력 시설의 유지보수 지원 시스템 |
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|---|---|---|---|---|
| CN113822896B (zh) * | 2021-08-31 | 2024-04-23 | 北京市农林科学院信息技术研究中心 | 一种植物群体三维表型数据采集装置及方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015130175A (ja) * | 2014-01-08 | 2015-07-16 | マニタウォック クレイン カンパニーズ， エルエルシーＭａｎｉｔｏｗｏｃ Ｃｒａｎｅ Ｃｏｍｐａｎｉｅｓ， Ｌｌｃ | 遠隔診断システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160015488A (ko) * | 2014-07-30 | 2016-02-15 | 주식회사 포스코건설 | 구조물의 정도관리 시스템, 정도관리 방법 및 상기 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 기록매체 |
-
2018
- 2018-03-30 KR KR1020180037547A patent/KR102046423B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
| JP2015130175A (ja) * | 2014-01-08 | 2015-07-16 | マニタウォック クレイン カンパニーズ， エルエルシーＭａｎｉｔｏｗｏｃ Ｃｒａｎｅ Ｃｏｍｐａｎｉｅｓ， Ｌｌｃ | 遠隔診断システム |
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| Title |
|---|
| Chabal, Caroline, and Yves Soulabaille. "Virtual Reality: a way to prepare and optimize operations in decommissioning projects", PREDEC 2016, 2016.02.* |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230036312A (ko) | 2021-09-07 | 2023-03-14 | 한국원자력연구원 | 원자력 시설의 유지보수 지원 시스템 |
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|---|---|
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