KR102057189B1 - A method of detecting radioactive materials using unmanned aircraft - Google Patents
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Abstract
무인항공기를 이용한 방사성물질 탐지방법에 관한 것으로서, (a) 방사선 계측기가 무인항공기에 장착된 상태에서 일정한 회전속도로 회전되는 단계; (b) 회전에 따라 상기 방사선 계측기가 향하는 모든 방향이 다수의 특정 방향으로 균등하게 분할된 상태에서, 각각의 상기 특정 방향으로부터 상기 방사선 계측기에 측정되는 각각의 방사선량으로 각각의 특정 방향의 평균방사선계수율이 계산되는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 계산된 각각의 특정 방향의 평균방사선계수율이 소정의 수식의 변수로 입력되어 상기 무인항공기의 이동거리가 계산되는 단계를 포함하는 방사성물질 탐지방법에 관한 것이다.A method of detecting a radioactive material using an unmanned aerial vehicle, the method comprising: (a) rotating a radiometer at a constant rotational speed while being mounted on an unmanned aerial vehicle; (b) average radiation in each particular direction with each radiation dose measured from the particular direction from each particular direction, with all directions directed to the radiometer as it is divided evenly into a plurality of specific directions Counting rate is calculated; (C) The radioactive material detection method comprising the step of calculating the moving distance of the unmanned aerial vehicle by inputting the average radiation coefficient of each specific direction calculated in step (b) as a variable of a predetermined formula.
Description
본 발명은 무인항공기를 이용한 방사성물질 탐지방법에 관한 것으로서, 구체적으로 무인항공기가 공중에서 비행하는 동안, 방사선 계측기가 무인항공기에 장착된 상태에서 일정한 회전속도로 회전하면서 방사선량을 측정하고, 측정된 방사선량이 일정한 기준방사선계수율을 초과하는 경우, 무인항공기가 자동으로 설정된 계산을 실행하여 방사선량이 측정되는 특정 방향으로 이동되고, 무인항공기가 특정 방향으로 이동되면서 방사성물질이 위치하는 곳에서 도달하였을 때 무인항공기의 현재 위치정보를 전송함으로써 방사성물질이 위치하는 곳이 탐지될 수 있는 방사성물질 탐지방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for detecting a radioactive material using an unmanned aerial vehicle. Specifically, while the unmanned aerial vehicle is flying in the air, the radiation dose is measured while rotating at a constant rotational speed while the radiometer is mounted on the unmanned aerial vehicle, and measured If the radiation dose exceeds a constant reference radiation coefficient, the unmanned aerial vehicle performs the calculations set automatically to move in the specific direction in which the radiation dose is measured, and when the unmanned aerial vehicle moves in a specific direction and arrives where radioactive material is located It relates to a radioactive material detection method that can detect the location of the radioactive material by transmitting the current position information of the aircraft.
드론과 같은 무인항공기는, 조종사가 탑승하지 않은 항공기로서 사전 프로그램된 경로에 따라 자동 또는 반자동 형식으로 자율적으로 비행하거나 인공지능을 탑재하여 자체 판단에 따라 임무를 수행하는 비행체, 지상통제장비 및 통신장비 등을 포함한 항공기를 통칭한다. 무인항공기는 활용분야에 따라 다양한 장비를 탑재하여 감시, 정찰, 정밀공격무기의 유도, 지질 조사, 건설, 농업, 광업, 보안 또는 공공분야 등의 다양한 분야에 적용 중에 있다.An unmanned aerial vehicle, such as a drone, is an aircraft that is not piloted, and can fly autonomously in automatic or semi-automatic format according to a pre-programmed route, or are equipped with artificial intelligence to perform its mission at its own discretion. Commonly referred to as aircraft. Unmanned aerial vehicles are equipped with various equipments depending on the field of application, and are being applied to various fields such as surveillance, reconnaissance, guidance of precision attack weapons, geological survey, construction, agriculture, mining, security, or public field.
후쿠시마 원자력발전소 사고 이후 원자력발전소의 폭발 사고, 방사성물질을 이용한 테러, 방사성물질의 누출 및 분실 등의 사건에 대비한 방사성물질 탐색방법의 중요성이 대두되고 있다. Since the Fukushima nuclear power plant accident, the importance of radioactive detection methods has emerged in preparation for events such as explosions of nuclear power plants, terrorism using radioactive materials, and leakage and loss of radioactive materials.
방사성물질은 사람이 오감으로 직접 감지가 불가능하다. 따라서, 기존에는 방사선 검색기와 같은 특수한 장비를 이용하여 사람이 직접 방사성물질을 탐사하여왔다. 이는 시간과 비용이 다수 소모될 뿐 아니라 사람이 방사성물질에 피폭되는 위험을 동반한다. 이에 최근에는 방사선 계측기가 설치된 드론이나 이동성 로봇 등을 이용하여 방사성물질을 탐지하는 기술이 개발되고 있다.Radioactive materials are not directly detectable by human senses. Therefore, in the past, people have directly explored radioactive materials using special equipment such as radiation detectors. This not only consumes a lot of time and money, but also carries the risk of human exposure to radioactive material. Recently, a technology for detecting radioactive material using a drone or a mobile robot equipped with a radiometer has been developed.
기존의 무인 방사성물질 탐지 기술은 첫 번째로, 드론에 방사선계측기를 탑재하여 탐지하는 방법, 두 번째로 특정 위치에서 방사선물질의 위치를 탐지하는 방법이 존재한다. Conventional unmanned radioactive material detection technology includes the first method of detecting by mounting a radiometer on the drone, and the second method of detecting the position of the radioactive material at a specific position.
첫 번째 기술로, 드론에 방사선계측기를 탑재한 탐지방법은 광범위한 지역의 방사성물질을 탐색하는데 유효하지만 단일 방사선 계측기로 방사성물질의 상세 위치를 검색하는 데에는 한계가 있으며, 사람이 직접 (혹은 조종을 통해) 상세 위치를 탐색해야 하므로 인력 자원이 소모된다.In the first technique, a drone equipped with a radiometer is effective for detecting radioactive material in a wide range of areas, but there is a limit to searching for the detailed location of radioactive material with a single radiometer. ) Manpower resources are consumed because of the detailed location search.
두 번째 기술로, 방사선을 측정하는 위치에서 방사성물질의 위치 및 방향을 탐지하는 방법으로 컴프턴카메라 등이 이용되는 방법이 있다. 이러한 탐지방법은 고정된 위치에서 방사성물질의 위치를 상세 검색하기에 유리하나, 고가의 장비가 요구되며 광범위한 지역의 방사성물질 누출 시 위치 탐색에 제약이 있다. 이 또한 사람이 직접 상세 위치를 검색하야 하므로 인적 자원이 소모된다.As a second technique, there is a method in which a Compton camera or the like is used as a method of detecting the position and direction of a radioactive material at a position where radiation is measured. Such a detection method is advantageous for the detailed search of the radioactive material at a fixed location, but requires expensive equipment and has limitations in locating radioactive materials in a wide area. Again, human resources are consumed because people have to search for detailed location.
이에, 상대적으로 저가의 방사선계측기를 이용하여 드론을 방사성물질이 위치한 지점까지 자동제어로 이동되도록 하여 방사성물질을 탐지하는 방법이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a method of detecting radioactive material by using a relatively low-cost radiometer to move the drone to the point where the radioactive material is located by automatic control.
(특허문헌 1) KR10-1733542 B (Patent Document 1) KR10-1733542 B
상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 원자력발전소 사고, 방사성물질을 이용한 테러, 방사성물질의 누출 및 분실 등의 사건 발생 시에, 드론과 같은 무인항공기가 자동으로 방사선을 측정하면서 방사성물질이 위치하는 곳까지 자동으로 제어되어 이동되도록 하여 방사성물질이 위치하는 곳을 탐지할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. In order to solve the problems according to the prior art described above, in the event of a nuclear power plant accident, terrorism using radioactive materials, leakage or loss of radioactive materials, an unmanned aerial vehicle such as a drone automatically measures radiation while radioactive materials are positioned. It is intended to provide a way to detect where radioactive materials are located by allowing them to be controlled and moved automatically.
상술한 과제해결을 위하여 본 발명에 따른 방사성물질 탐지 방법은, (a) 방사선 계측기(200)가 무인항공기(100)에 장착된 상태에서 일정한 회전속도로 회전되는 단계; (b) 회전에 따라 상기 방사선 계측기(200)가 향하는 모든 방향이 다수의 특정 방향으로 균등하게 분할된 상태에서, 각각의 상기 특정 방향으로부터 상기 방사선 계측기(200)에 측정되는 각각의 방사선량으로 각각의 특정 방향의 평균방사선계수율이 계산되는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 계산된 각각의 특정 방향의 평균방사선계수율이 소정의 수식의 변수로 입력되어 상기 무인항공기(100)의 이동거리가 계산되는 단계를 포함한다.Radioactive material detection method according to the present invention for solving the above problems, (a) the
바람직하게는, 상기 (a) 단계 이후, (a-1) 상기 방사선 계측기(200)의 1회전 동안 상기 방사선 계측기(200)에 측정된 방사선량으로 모든 방향의 평균방사선계수율이 계산되는 단계를 더 포함하며, 상기 (a-1) 단계에서의 모든 방향의 평균방사선계수율이 소정의 기준방사선계수율을 초과하는 경우, 상기 (b) 단계가 진행된다.Preferably, after the step (a), (a-1) the step of calculating the average radiation coefficient in all directions by the radiation dose measured by the
바람직하게는, 상기 (a-1) 단계에서의 모든 방향의 평균방사선계수율은 하기의 수식 1에 의해 계산된다.Preferably, the average radiation coefficient in all directions in step (a-1) is calculated by Equation 1 below.
[수식 1][Equation 1]
수식 1에서, 는 모든 방향의 평균방사선계수율, T는 방사선 계측기(200)의 1회전에 걸리는 시간, Q(t)는 방사선 계측기(200)의 1회전 동안 모든 방향에서 측정된 방사선량이다.In Equation 1 Is the average radiation coefficient in all directions, T is the time taken for one revolution of the
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 특정 방향의 평균방사선계수율은 하기의 수식 2에 의해 계산된다.Preferably, in the step (b), the average radiation coefficient in the specific direction is calculated by Equation 2 below.
[수식 2][Formula 2]
수식 2에서, 는 i방향의 평균방사선계수율, i는 모든 방향 중 소정의 특정 방향, ti는 i방향에서 방사선 계측기(200)가 방사선량을 측정한 시간, Q(t)는 i방향에서 t시간 동안 측정된 방사선량이다.In Equation 2, Is the average radiation coefficient in the i direction, i is the predetermined specific direction among all directions, t i is the time when the
바람직하게는, 상기 모든 방향은 4개의 상기 특정 방향으로 균등하게 분할된다.Preferably, all of the directions are evenly divided in four of the particular directions.
바람직하게는, 상기 (c) 단계에서, 상기 무인항공기(100)의 이동거리는 하기 수식 3 및 하기 수식 4에 의해 계산된다.Preferably, in step (c), the moving distance of the unmanned
[수식 3][Equation 3]
수식 3에서, dx는 무인항공기(100)의 수평방향으로의 이동거리, an은 무인항공기(100)의 n번째 이동에서의 이동거리상수, 는 4개의 특정 방향 중 무인항공기(100)를 중심으로 대칭되는 2개의 특정 방향 중 어느 한 특정 방향의 평균방사선계수율, 는 에 해당되는 특정 방향에 무인항공기(100)를 중심으로 대칭되는 다른 한 특정 방향의 평균방사선계수율이다.In Equation 3, d x is the moving distance in the horizontal direction of the unmanned
[수식 4][Equation 4]
수식 4에서, dy는 무인항공기(100)의 전후방향으로의 이동거리, an은 무인항공기(100)의 n번째 이동에서의 이동거리상수, 는 및 에 해당되는 2개의 특정 방향을 제외한 나머지 2개의 특정 방향 중 어느 한 특정 방향의 평균방사선계수율, 는 에 해당하는 특정 방향에 무인항공기(100)를 중심으로 대칭되는 다른 특정 방향의 평균방사선계수율이다.In Equation 4, d y is the moving distance in the front and rear direction of the unmanned
바람직하게는, (d) 하기 수식 5 및 수식 6 조건이 모두 충족되는 경우, 상기 무인항공기(100)가 정지하면서 상기 무인항공기(100)에 장착된 GPS장치(300)에서 상기 무인항공기(100)의 GPS 위치정보가 전송되는 단계를 더 포함한다.Preferably, (d) when both of the following Equation 5 and Equation 6 are satisfied, the unmanned
[수식 5][Equation 5]
[수식 6][Equation 6]
상기 수식 5 및 수식 6에서, C는 소정의 설정기준값, , , 및 는 상기 수식 3 및 수식 4의 설명에 따른다.In Equations 5 and 6, C is a predetermined reference value, , , And Follows the description of Equations 3 and 4.
상술한 과제해결수단으로, 저가의 방사선 계측기를 장착한 무인항공기가 이용되어 방사성물질이 위치한 곳까지 자동으로 이동되도록 할 수 있어 방사성물질 정밀 탐지를 위한 비용 및 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있다. As a problem solving means described above, an unmanned aerial vehicle equipped with a low-cost radiometer may be used to automatically move to a place where radioactive material is located, thereby drastically reducing the cost and time for precise radioactive material detection.
나아가, 비용 문제로 무인항공기를 이용한 방사성물질 탐지기술 도입이 어려웠던 각종 방사능 재난센터, 방사성물질 취급 시설 등에서 본 발명을 이용하여 각종 방사성물질 관련사고의 대처를 용이하게 저렴한 비용으로 효과적으로 수행할 수 있다. In addition, the use of the present invention in various radiological disaster centers, radioactive material handling facilities, etc., where it is difficult to introduce a radioactive material detection technology using an unmanned aerial vehicle, can easily and effectively cope with various radioactive material related accidents at low cost.
도 1은 본 발명에 따른 방사성물질 탐지방법에 대한 순서도이다.
도 2는 무인항공기에 장착된 상태에서 방사선 계측기가 회전되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 무인항공기에 장착된 방사선 계측기가 회전되는 상태에서 모든 방향이 4개의 특정 방향으로 균등하게 분할된 상태를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 실험결과를 도시한 도면이다.1 is a flow chart for a radioactive material detection method according to the present invention.
2 is a perspective view showing a state in which the radiometer is rotated in the state mounted on the unmanned aerial vehicle.
3 is a diagram illustrating a state in which all directions are equally divided into four specific directions while the radiometer mounted on the unmanned aerial vehicle is rotated.
4 and 5 are diagrams showing experimental results.
이하, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.A description with reference to FIGS. 1 to 3.
본 발명에 따른 방사성물질 탐지방법에 이용되는 탐지장치는 무인항공기(100), 무인항공기(100)에 장착된 방사선 계측기(200), 무인항공기(100)에 장착된 GPS장치(300)를 포함한다.The detection apparatus used in the radioactive material detecting method according to the present invention includes an unmanned
무인항공기(100)는 무인으로 비행되는 항공기일 수 있으며, 바람직하게는 드론이 일 수 있다. 무인항공기(100)에는 일정한 회전력을 제공하는 모터(120)가 위치될 수 있으며, 방사선 계측기(200)는 모터(120)에 연결장착되어 일정한 회전속도로 회전 가능하다. GPS장치(300)는 후술할 소정의 조건이 충족될 경우, 무인항공기(100)의 위치정보를 전송한다.The unmanned
방사선 계측기(200)의 외측면에는 방사선 차폐체(220)가 위치되어, 특정 각도 이외에 발생되는 방사선에 의한 방사선 계측기(200)에 주는 영향을 최소화한다. The
S100: 회전하는 방사선 계측기(200)가 향하는 모든 방향의 S100: all directions of the
방사선 계측기(200)는 무인항공기(100)에 장착된 상태에서 일정한 회전속도로 회전된다. 방사선 계측기(200)가 회전되는 동안, 방사선 계측기(200)가 향하는 모든 방향으로부터의 방사선량을 측정한다.The
회전하는 방사선 계측기(200)가 향하는 모든 방향의 평균방사선계수율은 아래의 수식 1에 의해 계산된다.The average radiation coefficient in all directions toward which the rotating
[수식 1][Equation 1]
수식 1에서, 는 모든 방향의 평균방사선계수율, T는 방사선 계측기(200)의 1회전에 걸리는 시간, Q(t)는 모든 방향에서 방사선 계측기(200)의 1회전 동안 측정된 방사선량이다.In Equation 1 Is the average radiation coefficient in all directions, T is the time taken for one revolution of the
S200: 모든 방향S200: all directions 의of 평균방사선계수율과Mean radiation coefficient 소정의 Prescribed 기준방사선계수율Reference Radiation Coefficient 비교 compare
소정의 기준방사선계수율은 허용될 수 있는 방사선계수율로서 기설정된다. 모든 방향의 평균방사선계수율이 소정의 기준방사선계수율 이하인 경우에는 계속적으로 모든 방향으로부터의 방사선량을 측정하여 모든 방향의 평균방사선계수율을 계산한다.The predetermined reference radiation coefficient is preset as an acceptable radiation coefficient. If the average radiation coefficient in all directions is below the predetermined reference radiation coefficient, the radiation dose from all directions is continuously measured to calculate the average radiation coefficient in all directions.
S300: 다수의 특정 방향에서의 S300: in a number of specific directions 평균방사선계수율Average radiation coefficient 계산 Calculation
모든 방향의 평균방사선계수율이 기설정된 소정의 기준방사선계수율을 초과하는 경우, 모든 방향이 다수의 특정 방향으로 균등하게 분할된다. 무인항공기(100)의 위에서 아래에 위치된 무인항공기(100)를 바라봤을 때, 무인항공기(100)에 장착된 방사선 계측기(200)가 회전하면서 그리는 원형인 상태에서 균등하게 다수의 특정 방향으로 분할된다.When the average radiation coefficient in all directions exceeds a predetermined reference radiation coefficient, all directions are divided evenly into a plurality of specific directions. When looking at the unmanned
일실시예인 도 3에서는 모든 방향이 4개의 특정 방향으로 분할된 상태를 도시하고 있다.3 illustrates a state in which all directions are divided into four specific directions.
특정 방향의 평균방사선계수율은 아래의 수식 2에 의해 계산된다.The average radiation coefficient in the specific direction is calculated by Equation 2 below.
[수식 2][Formula 2]
수식 2에서, i는 모든 방향 중 균등하게 분할된 소정의 특정 방향, 는 i방향의 평균방사선계수율, ti는 i방향에서 방사선 계측기(200)가 방사선량을 측정한 시간, Q(t)는 i방향에서 t시간 동안 측정된 방사선량이다.In Equation 2, i is a predetermined specific direction divided evenly among all directions, Is the average radiation coefficient in the i direction, t i is the time the
S400: 다수의 특정 방향의 S400: many specific directions 평균방사선계수율이Average radiation coefficient 소정의 조건을 Prescribed conditions 만족하는지 여Are you satisfied 부part
모든 방향으로부터 균등하게 분할된 다수의 특정 방향에서 특정 방향의 평균방사선계수율이 계산된다. The average radiation coefficient of a particular direction is calculated in a number of specific directions evenly divided from all directions.
모든 방향으로부터 4개의 특정 방향으로 균등하게 분할된 본 발명의 일실시예에서, 4개의 특정 방향의 평균방사선계수율이 소정의 수식의 변수로 입력되어 나온 값과 소정의 설정기준값과 비교평가는 아래의 수식 5 및 수식 6에 의해 이루어진다.In an embodiment of the present invention, which is divided equally into four specific directions from all directions, the average radiation coefficient in four specific directions is inputted as a variable of a predetermined equation, the predetermined reference value and the comparative evaluation are as follows. Equation 5 and 6 are made.
[수식 5][Equation 5]
[수식 6][Equation 6]
수식 5 및 수식 6에서, C는 소정의 설정기준값으로 기설정되며, , , 및 는 후술할 수식 3 및 수식 4의 설명에 따른다.In Equations 5 and 6, C is preset to a predetermined reference value, , , And Follows the description of Equations 3 and 4 to be described later.
S500: 무인항공기(100) 이동거리 계산S500: calculation of moving distance of unmanned
S400 단계에서 다수의 특정 방향의 평균방사선계수율이 수식 5와 수식 6에 입력되어 나온 값의 절대값이 기설정된 소정의 설정기준값보다 높은 경우, 즉, 수식 5와 수식 6을 충족하지 못하는 경우, 무인항공기(100)가 이동하게 된다. 여전히 특정 방향으로부터의 방사선량이 집중되는 바, 방사성물질 위치에 근접하지 않은 경우이다.When the average radiation coefficient in a plurality of specific directions in the step S400 is higher than the predetermined reference value set in advance, that is, the formula 5 and 6 does not satisfy the absolute value of the values entered in Equations 5 and 6, unmanned The
모든 방향이 4개의 특정 방향으로 균등하게 분할된 본 발명의 일실시예에서, 무인항공기(100)의 이동거리 계산은 아래의 수식 3 및 수식 4에 의한다.In one embodiment of the present invention in which all directions are equally divided into four specific directions, the moving distance calculation of the unmanned
[수식 3][Equation 3]
수식 3에서, dx는 무인항공기(100)의 수평방향으로의 이동거리, an은 무인항공기(100)의 n번째 이동에서의 이동거리상수, 는 4개의 특정 방향 중 무인항공기(100)를 중심으로 대칭되는 2개의 특정 방향 중 어느 한 특정 방향의 평균방사선계수율, 는 에 해당되는 특정 방향에 무인항공기(100)를 중심으로 대칭되는 다른 한 특정 방향의 평균방사선계수율이다.In Equation 3, d x is the moving distance in the horizontal direction of the unmanned
[수식 4][Equation 4]
수식 4에서, dy는 무인항공기(100)의 전후방향으로의 이동거리, an은 무인항공기(100)의 n번째 이동에서의 이동거리상수, 는 및 에 해당되는 2개의 특정 방향을 제외한 나머지 2개의 특정 방향 중 어느 한 특정 방향의 평균방사선계수율, 는 에 해당하는 특정 방향에 무인항공기(100)를 중심으로 대칭되는 다른 특정 방향의 평균방사선계수율이다.In Equation 4, d y is the moving distance in the front and rear direction of the unmanned
무인항공기(100) 이동거리상수인 an을 통해 무인항공기(100)의 이동거리를 조절할 수 있다. 일례로, 1번째 이동은 50cm, 2번째 이동은 40cm, 3번째 이동은 30cm, 4번째 이동은 20cm, 4번째 초과된 이후의 이동은 10cm 이동되는 방식으로 설정될 수 있다.The moving distance of the unmanned
계산된 이동거리만큼 이동된 이후, 다시 S300 단계가 진행된다.After moving by the calculated movement distance, step S300 is performed again.
S600: 무인항공기(100) S600: unmanned aerial vehicle (100)
이동 정지Stop moving
및 무인항공기(100) 위치정보 전송 And unmanned
S400 단계에서 다수의 특정 방향의 평균방사선계수율이 수식 5와 수식 6에 입력되어 나의 값의 절대값이 기설정된 소정의 설정기준값보다 낮은 경우, 즉, 수식 5와 수식 6을 충족하는 경우, 무인항공기(100)가 정지되고, 정지된 상태에서 무인항공기(100)의 GPS 위치정보가 GPS장치(300)를 통해 소정의 장소로 전송된다. 모든 방향으로부터의 비슷한 방사선량이 측정되는 바, 무인항공기(100)가 방사성물질 위치에 근접한 경우이다.If the average radiation coefficients in a plurality of specific directions in step S400 is input to Equation 5 and Equation 6, the absolute value of my value is lower than the predetermined predetermined reference value, that is, the equation 5 and Equation 6, the unmanned aerial vehicle The 100 is stopped and the GPS position information of the unmanned
실험예Experimental Example
도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.It demonstrates with reference to FIG. 4 and FIG.
몬테칼로 방사선 수송해석 코드 중 하나인 MCNP6 코드를 이용하여 2가지 실험으로 본 발명에 따른 방사성물질 탐지방법의 유효성을 평가해 보았다. The effectiveness of the radioactive material detection method according to the present invention was evaluated by two experiments using the MCNP6 code, one of Monte Carlo radiation transport analysis codes.
실험예 Case A는 877μCi의 총 방사능을 가지는 Co-60의 방사성물질이 -5cm < x < 5cm & 190cm < y <200cm에 위치한 경우이다.Experimental Example Case A is a case where the radioactive material of Co-60 having a total radioactivity of 877 μCi is located at -5 cm <x <5 cm & 190 cm <y <200 cm.
실험예 Case B는 1.77mCi의 총 방사능을 가지는 Co-60 방사성물질이 150cm < x < 160cm & 150cm < y < 160cm에 위치한 경우이다. Experimental Example Case B is a case where a Co-60 radioactive material having a total radioactivity of 1.77 mCi is located at 150 cm <x <160 cm & 150 cm <y <160 cm.
지상에서 50cm 상공에 위치한 드론을 이용하여 본 발명에 따른 방사성물질 탐지방법을 적용하였다. The radioactive material detection method according to the present invention was applied using a drone located 50 cm above the ground.
θ=45o의 회전형 방사선 계측기(200)로부터 4개 특정 방향에서의 평균방사선계수율(-)을 평가하였으며, 본 발명에 따른 방사성물질 탐지방법에 따른 시뮬레이션을 수행하였다. 방사선 계측 효율은 10%로 가정하였으며, 소정의 기준방사선계수율은 620#/s로 가정하였다. The average radiation coefficient in four specific directions from the
또한, an은 50cm(n=1), 40cm(n=2), 30cm(n=3), 20cm(n=4), 10cm(n>4)로 설정하였으며, 소정의 설정기준값인 C는 0.05(5%)로 설정하였다. 설정된 기준에 따라 (x=0cm, y=0cm)위치에서 상술한 S300 단계가 진행된 것으로 나타났다. In addition, a n is set to 50 cm (n = 1), 40 cm (n = 2), 30 cm (n = 3), 20 cm (n = 4), 10 cm (n> 4), and the predetermined reference value C is Set to 0.05 (5%). According to the set criteria, the above-described step S300 was performed at the position (x = 0 cm, y = 0 cm).
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방사성물질 탐지방법을 통해 드론이 방사성물질이 위치하는 곳으로 정확하게 이동하는 것으로 나타났으며, 본 발명에 따른 방사성물질 탐지방법이 방사성물질의 정밀 탐색에 효율적으로 적용될 수 있음을 알 수 있다. As shown in Figure 4 and 5, through the radioactive material detection method according to the invention it was shown that the drone moves precisely to the place where the radioactive material, the radioactive material detection method according to the present invention It can be seen that it can be efficiently applied to precise search.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.In the present specification, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention, which is merely exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalents from the embodiments of the present invention. It will be appreciated that embodiments are possible. Therefore, the protection scope of the present invention will be defined by the claims.
100: 무인항공기
120: 모터
200: 방사선 계측기
220: 방사선 차폐체
300: GPS장치100: unmanned aerial vehicle
120: motor
200: radiation meter
220: radiation shield
300: GPS device
Claims (7)
(b) 회전에 따라 상기 방사선 계측기(200)가 향하는 모든 방향이 다수의 특정 방향으로 균등하게 분할된 상태에서, 각각의 상기 특정 방향으로부터 상기 방사선 계측기(200)에 측정되는 각각의 방사선량으로 각각의 특정 방향의 평균방사선계수율이 계산되는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 계산된 각각의 특정 방향의 평균방사선계수율이 소정의 수식의 변수로 입력되어 상기 무인항공기(100)의 이동거리가 계산되는 단계를 포함하며,
상기 모든 방향은 4개의 상기 특정 방향으로 균등하게 분할되며,
상기 (c) 단계에서, 상기 무인항공기(100)의 이동거리는 하기 수식 3 및 하기 수식 4에 의해 계산되는 방사성물질 탐지방법:
[수식 3]
수식 3에서, dx는 무인항공기(100)의 수평방향으로의 이동거리, an은 무인항공기(100)의 n번째 이동에서의 이동거리상수, 는 4개의 특정 방향 중 무인항공기(100)를 중심으로 대칭되는 2개의 특정 방향 중 어느 한 특정 방향의 평균방사선계수율, 는 에 해당되는 특정 방향에 무인항공기(100)를 중심으로 대칭되는 다른 한 특정 방향의 평균방사선계수율이다.
[수식 4]
수식 4에서, dy는 무인항공기(100)의 전후방향으로의 이동거리, an은 무인항공기(100)의 n번째 이동에서의 이동거리상수, 는 및 에 해당되는 2개의 특정 방향을 제외한 나머지 2개의 특정 방향 중 어느 한 특정 방향의 평균방사선계수율, 는 에 해당하는 특정 방향에 무인항공기(100)를 중심으로 대칭되는 다른 특정 방향의 평균방사선계수율이다.
(a) rotating the radiation meter 200 at a constant rotational speed while being mounted on the unmanned aerial vehicle 100;
(b) In the state in which all the directions to which the radiation meter 200 faces according to rotation are divided evenly into a plurality of specific directions, each of the respective radiation doses measured by the radiation meter 200 from each of the specific directions Calculating an average radiation coefficient in a specific direction of the;
(c) calculating the moving distance of the unmanned aerial vehicle 100 by inputting the average radiation coefficient in each specific direction calculated in step (b) as a variable of a predetermined formula;
All the directions are divided equally into four specific directions,
In the step (c), the moving distance of the unmanned aerial vehicle 100 is calculated by the following equation 3 and the following radioactive material detection method:
[Equation 3]
In Equation 3, d x is the moving distance in the horizontal direction of the unmanned aerial vehicle 100, a n is the moving distance constant in the nth movement of the unmanned aerial vehicle 100, Is the average radiation coefficient of any one of two specific directions symmetric about the unmanned aerial vehicle 100 of the four specific directions, Is Average radiation coefficient in one specific direction is symmetrical about the unmanned aerial vehicle 100 in a specific direction corresponding to the.
[Equation 4]
In Equation 4, d y is the moving distance in the front and rear direction of the unmanned aerial vehicle 100, a n is the moving distance constant in the nth movement of the unmanned aerial vehicle 100, Is And Average radiation coefficient in any one of the two specific directions, except for two specific directions, Is Average radiation coefficient of the other specific direction is symmetric about the unmanned aerial vehicle 100 in a specific direction corresponding to.
상기 (a) 단계 이후,
(a-1) 상기 방사선 계측기(200)의 1회전 동안 상기 방사선 계측기(200)에 측정된 방사선량으로 모든 방향의 평균방사선계수율이 계산되는 단계를 더 포함하며,
상기 (a-1) 단계에서의 모든 방향의 평균방사선계수율이 소정의 기준방사선계수율을 초과하는 경우, 상기 (b) 단계가 진행되는 방사성물질 탐지방법.
The method of claim 1,
After the step (a),
(A-1) further comprising the step of calculating the average radiation coefficient in all directions by the radiation dose measured on the radiation meter 200 during one rotation of the radiation meter 200,
And (b) if the average radiation coefficient in all directions in step (a-1) exceeds a predetermined reference radiation coefficient.
상기 (a-1) 단계에서의 모든 방향의 평균방사선계수율은 하기의 수식 1에 의해 계산되는 방사성물질 탐지방법:
[수식 1]
수식 1에서, 는 모든 방향의 평균방사선계수율, T는 방사선 계측기(200)의 1회전에 걸리는 시간, Q(t)는 방사선 계측기(200)의 1회전 동안 모든 방향에서 측정된 방사선량이다.
The method of claim 2,
Mean radiation coefficient in all directions in the step (a-1) is calculated by the following formula 1 Radioactive material detection method:
[Equation 1]
In Equation 1 Is the average radiation coefficient in all directions, T is the time taken for one revolution of the radiometer 200, Q (t) is the radiation dose measured in all directions during one revolution of the radiometer 200.
상기 (b) 단계에서, 상기 특정 방향의 평균방사선계수율은 하기의 수식 2에 의해 계산되는 방사성물질 탐지방법:
[수식 2]
수식 2에서, 는 i방향의 평균방사선계수율, i는 모든 방향 중 소정의 특정 방향, ti는 i방향에서 방사선 계측기(200)가 방사선량을 측정한 시간, Q(t)는 i방향에서 t시간 동안 측정된 방사선량이다.
The method of claim 3, wherein
In the step (b), the average radiation coefficient of the specific direction is calculated by the following formula 2 radioactive material detection method:
[Formula 2]
In Equation 2, Is the average radiation coefficient in the i direction, i is the predetermined specific direction among all directions, t i is the time when the radiation meter 200 measures the radiation dose in the i direction, and Q (t) is measured during the t time in the i direction. Radiation dose.
(d) 하기 수식 5 및 수식 6 조건이 모두 충족되는 경우, 상기 무인항공기(100)가 정지하면서 상기 무인항공기(100)에 장착된 GPS장치(300)에서 상기 무인항공기(100)의 GPS 위치정보가 전송되는 단계를 더 포함하는 방사성물질 탐지방법:
[수식 5]
[수식 6]
상기 수식 5 및 수식 6에서, C는 소정의 설정기준값, , , 및 는 상기 수식 3 및 수식 4의 설명에 따른다.
The method of claim 1,
(d) When both of the following Equation 5 and Equation 6 conditions are satisfied, the GPS location information of the unmanned aerial vehicle 100 in the GPS device 300 mounted on the unmanned aerial vehicle 100 while the unmanned aerial vehicle 100 is stopped. Radioactive material detection method further comprises the step of transmitting:
[Equation 5]
[Equation 6]
In Equations 5 and 6, C is a predetermined reference value, , , And Follows the description of Equations 3 and 4.
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