KR102147192B1 - 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템 - Google Patents

드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전신주(10)간 배전선로(20) 상공의 감시지역을 자율비행하는 하나 이상의 드론(110)과, 감시지역 인접영역의 지도기반 통합지리정보를 제공하는 GIS서버(120)와, 영상정보, 초음파정보, 드론비행정보 및 기체상태정보를 수신하는 스트리밍서버(130)와, 스트리밍서버(130)로부터 전송되는 영상정보로부터 전신주(10)의 애자(11) 및 배전선로(20)의 이미지를 추출하고 분석하여 과열여부를 식별하고, 초음파정보를 분석하여 애자(11) 및 배전선로(20)의 정상상태여부를 식별하고, GIS서버(120)로부터 제공되는 지도기반 통합지리정보 상에 영상정보를 3D 입체영상으로 변환하고 맵핑하여 저장하는, 드론통합 영상관제서버(140)와, 드론통합 영상관제서버(140)로부터 3D 입체영상을 전송받아 영상 투사하면서 배전선로(20)의 피복상태정보와, 애자(11)의 온도정보 및 초음파정보를 오버랩하여 제공하도록 하는 원격지의 헤드마운트 디스플레이(200)를 포함하여, 원격지에서, 헤드마운트 디스플레이(200)를 통해, 전신주(10) 및 배전선로(20)의 상태정보를 실시간 모니터링하고, 배전선로(10), 애자(11)의 정상상태여부를 식별하도록 하는 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템을 개시한다.

Description

드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템{SYSTEM FOR MONITORING ELECTRIC EQUIPMENT HAVING DISTRIBUTION LINE BETWEEN UTILITY POLE BY USING DRONE}
본 발명은, 원격지에서, 헤드마운트 디스플레이를 통해, 전신주 및 배전선로의 상태정보를 실시간 모니터링하고, 배전선로 및 애자의 정상상태여부를 식별하도록 하며, 손상된 배전선로와, 손상되거나 균열이 발생한 애자를 파악하도록 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템에 관한 것이다.
변전소로부터 전기수용시설로 고압의 배전선로를 통해 전력을 전송하는데, 산간지역과 도심지역에 설치된 전신주에 가공선로 형태로 설치하여 전송하기도 한다.
한편, 접근이 쉽지 않은 전신주이나 배전선로는 지상에서 육안으로 감시하거나 측정장비를 통해 원거리 감시하여 가공 배전선로 설비의 고장을 예방하기 위한 순시점검을 주기적으로 수행한다.
이러한 경우, 점검이 비효율적이고, 부실점검이 이루어질 가능성이 있고, 작업자가 전신주에 직접 오르거나 리프트에 탑승하여 전신주 상단이나 배전선로에 접근하여 점검하기도 하지만 이에 따라 위험이 수반되어서, 이를 보완하여 드론을 활용하기도 한다.
이와 관련한 선행기술로서, 한국 등록특허공보 제1800231호가 개시되어 있는데, 종래의 드론을 이용한 배전선로의 실시간 원격 온도 감시 방법은, 배전선로의 전주의 위치 정보를 기초로 하여 배전 선로의 경로를 비행하면서 촬영할 수 있는 드론을 이용하여 배전선로의 온도를 실시간 모니터링하고, 배전 선로의 과전류에 의한 단락사고를 사전에 방지하고자 한다.
하지만, 열화상 카메라에 의한 열화상정보만을 활용하여 배전선로의 온도를 감시하는 것으로, 배전선로의 점검기능이 제한적이어서, 이외에 드론을 활용하여 보다 다양한 기능을 수행하도록 할 수 있는 기술이 요구된다.
한국 등록특허공보 제1800231호 (드론을 이용한 배전선로의 실시간 원격 온도 감시 방법, 2017.11.23) 한국 등록특허공보 제1599285호 (가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치, 2016.03.04) 한국 등록특허공보 제1806053호 (3차원 드론 비행 경로 생성 장치 및 그 방법, 2018.01.10)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 원격지에서, 헤드마운트 디스플레이를 통해, 전신주 및 배전선로의 상태정보를 실시간 모니터링하고, 배전선로 및 애자의 정상상태여부를 식별하도록 하며, 손상된 배전선로와, 손상되거나 균열이 발생한 애자를 파악하도록 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템을 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 짐벌과 연동되는 광학카메라 및 열화상카메라와, GPS와, 자이로스코프와, 고도측정센서와, 적외선센서/온도센서/소음측정센서/초음파센서의 위험감지장비와, 스테레오 카메라를 장착하여, 전신주간 배전선로 상공의 감시지역을 자율비행하는 하나 이상의 드론; 전신주 및 배전선로 설치정보를 포함하는 감시지역 인접영역의 지도기반 통합지리정보를 제공하는 GIS서버; 감시지역 지상에서 상기 드론의 비행을 조정하고, 상기 드론의 영상정보, 상기 위험감지장비에 의한 상기 전신주 및 상기 배전선로의 초음파정보, 상기 드론의 위경도와 고도와 속도와 비행방향과 비행거리와 홈거리의 드론비행정보, 및 상기 드론의 배터리잔량과 위성수신세기의 기체상태정보를 수신하고, 상기 영상정보와 상기 초음파정보와 상기 드론비행정보와 상기 기체상태정보를 스트리밍서버로 전송하는, 드론컨트롤러; 상기 드론컨트롤러로부터 전송되는 상기 드론의 영상정보, 상기 위험감지장비에 의한 상기 전신주 및 상기 배전선로의 초음파정보, 상기 드론의 위경도와 고도와 속도와 비행방향과 비행거리와 홈거리의 드론비행정보, 및 상기 드론의 배터리잔량과 위성수신세기의 기체상태정보를 수신하는, 스트리밍서버; 감시지역으로부터 원격지에 형성되어 상기 영상정보와 상기 드론비행정보와 상기 기체상태정보를 수신하며, 상기 GIS서버로부터 제공되는 통합지리정보와 연동하여 상기 전신주 및 상기 배전선로 설치정보에 해당하는 비행경로를 설정하고, 상기 스트리밍서버로부터 전송되는 상기 영상정보로부터 상기 전신주의 애자 및 상기 배전선로의 이미지를 추출하고 분석하여 과열여부를 식별하고, 상기 초음파정보를 분석하여 상기 애자 및 상기 배전선로의 정상상태여부를 식별하고, 상기 GIS서버로부터 제공되는 지도기반 통합지리정보 상에 상기 영상정보를 3D 입체영상으로 변환하고 맵핑하여 저장하는, 드론통합 영상관제서버; 및 상기 드론통합 영상관제서버로부터 3D 입체영상을 전송받아 영상 투사하는 투명 홀로그램 디스플레이와, 상기 홀로그램 디스플레이의 시선방향을 감지하는 자이로센서와, 상기 홀로그램 디스플레이로 영상 투사하면서 상기 배전선로의 피복상태정보와, 상기 애자의 온도정보 및 초음파정보를 오버랩하여 제공하도록 하는 제어부로 구성되는, 원격지의 헤드마운트 디스플레이;를 포함하여, 원격지에서, 상기 헤드마운트 디스플레이를 통해, 상기 전신주 및 상기 배전선로의 상태정보를 실시간 모니터링하고, 상기 배전선로, 상기 애자의 정상상태여부를 식별하도록 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 헤드마운트 디스플레이를 통해, 상기 배전선로의 피복상태정보를 분석하여 피복손상위치와 피복손상정보를 식별하고, 상기 애자의 온도정보 및 초음파정보를 분석하여 손상 및 균열위치와 손상 및 균열정보를 식별하도록 할 수 있다.
또한, 상기 헤드마운트 디스플레이를 통해, 손상된 상기 배전선로의 복구와, 손상되거나 균열이 발생한 상기 애자의 교체를 3D 입체영상 상에서 가상을 시뮬레이션하여 최적의 복구 및 교체 방법을 적용하도록 할 수 있다.
또한, 상기 드론통합 영상관제서버는 상기 드론이 상기 전신주을 중심으로 상기 배전선로를 회피하면서 호버링비행하도록 하여 상기 애자에 대한 전방위 영상을 촬영하도록 할 수 있다.
또한, 상기 전신주의 지지대 일측에는 상기 드론을 무선충전하는 무선충전장치가 설치되고, 상기 무선충전장치는, 상기 드론이 착륙하여 무선충전하는 충전패드와, 상기 충전패드의 양단에 형성되어 무선충전시에 상기 드론을 수용하여 보호하도록 회동하는 한쌍의 커버와, 상기 드론의 상기 충전패드로의 착륙을 유도하는 비콘과, 상기 드론의 상기 충전패드로의 착륙을 감지하는 로드셀로 구성되고, 상기 드론통합 영상관제서버는 상기 드론의 배터리잔량이 일정수준 이하이면 상기 드론으로부터 최근접하는 상기 전신주의 무선충전장치로 비행경로정보를 전송하여 착륙을 유도하도록 할 수 있다.
또한, 상기 드론통합 영상관제서버와 상기 드론간 일정시간 통신차단시에, 상기 드론은 최근접하는 상기 전신주의 무선충전장치로 자동 귀환하도록 할 수 있다.
또한, 감시지역에서의, 상기 드론의 비행공역정보, 및 기상과 풍향/풍속과 습도와 온도와 일출/일몰과 지자기의 드론비행 환경정보를 상기 드론통합 영상관제서버로 전송하는, 비행환경정보 제공서버를 더 포함하고, 상기 비행환경정보 제공서버로부터 전송된 기상정보에 의한 강설시에, 상기 커버 내측에 배열된 열선을 통해 보온하도록 할 수 있다.
또한, 상기 드론통합 영상관제서버는 상기 배전선로의 이미지를 추출하여 상기 배전선로의 장력변화를 분석할 수 있다.
또한, 감시지역에서의 배전설비의 도난, 전신주 파손이나 기울어짐 등의 비상상황 발생시에, 상기 드론통합 영상관제서버는 상기 비행경로를 수정하여 상기 드론을 해당 지역에서 정지비행하도록 하고, 상기 광학카메라 및 열화상카메라에 의해 재난상황을 촬영하도록 하고 상기 영상정보를 수신하여 재난의 확산범위와 확산방향을 분석하도록 할 수 있다.
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또한, 상기 드론은 스테레오 카메라를 추가 장착하여 감시지역의 영상정보를 생성하고, 상기 드론비행 통합관제서버는 상기 영상정보를 3D 입체영상으로 변환하여 제공할 수 있다.
또한, 상기 드론의 하단에는 상기 배전선로의 피복에 경화방지제와 연화제의 보수제를 분사하여 도포하도록 하는 보수제 분사모듈을 포함하고, 상기 무선충전장치는 상기 보수제 분사모듈로 보수제를 충진하여 보충하는 보수제 충진모듈을 포함하여, 상기 드론통합 영상관제서버는 상기 드론의 보수제의 소진시에 최근접하는 상기 전신주의 무선충전장치로의 착륙을 유도할 수 있다.
본 발명에 의하면, 원격지에서, 헤드마운트 디스플레이를 통해, 전신주 및 배전선로의 상태정보를 실시간 모니터링하고, 배전선로 및 애자의 정상상태여부를 식별하도록 하며, 손상된 배전선로와, 손상되거나 균열이 발생한 애자를 파악하도록 하고 손상위치와 균열위치를 특정하여 교체작업시 사전에 이를 파악하고 복구 및 교체에 필요한 장비 및 부품을 미리 준비하도록 하고, 헤드마운트 디스플레이를 통해, 손상된 배전선로의 복구와, 손상되거나 균열이 발생한 애자의 교체를 3D 입체영상 상에서 가상을 시뮬레이션하여 최적의 복구 및 교체 방법을 적용하도록 하여 사전에 복구 및 교체 작업을 숙지하도록 하여 실제 현장작업시 신속하게 복구 및 교체 작업을 수행하도록 하여, 고공 작업에 따른 위험성을 최소화하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템의 구현도를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템의 비행경로 설정을 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템에 의한 비행경로 복귀를 도시한 것이다.
도 5는 도 2의 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템의 무선충전장치를 도시한 것이다.
도 6은 도 도 2의 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템의 보수제 분사모듈을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 실시예에 의한 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템은, 전체적으로, 전신주(10)간 배전선로(20) 상공의 감시지역을 자율비행하는 하나 이상의 드론(110)과, 감시지역 인접영역의 지도기반 통합지리정보를 제공하는 GIS서버(120)와, 영상정보, 초음파정보, 드론비행정보 및 기체상태정보를 수신하는 스트리밍서버(130)와, 스트리밍서버(130)로부터 전송되는 영상정보로부터 전신주(10)의 애자(11) 및 배전선로(20)의 이미지를 추출하고 분석하여 과열여부를 식별하고, 초음파정보를 분석하여 애자(11) 및 배전선로(20)의 정상상태여부를 식별하고, GIS서버(120)로부터 제공되는 지도기반 통합지리정보 상에 영상정보를 3D 입체영상으로 변환하고 맵핑하여 저장하는, 드론통합 영상관제서버(140)와, 드론통합 영상관제서버(140)로부터 3D 입체영상을 전송받아 영상 투사하면서 배전선로(20)의 피복상태정보와, 애자(11)의 온도정보 및 초음파정보를 오버랩하여 제공하도록 하는 원격지의 헤드마운트 디스플레이(200)를 포함하여, 원격지에서, 헤드마운트 디스플레이(200)를 통해, 전신주(10) 및 배전선로(20)의 상태정보를 실시간 모니터링하고, 배전선로(10), 애자(11)의 정상상태여부를 식별하도록 하는 것을 요지로 한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 전술한 드론을 활용한 전신주간 배전선로(20) 감시 시스템의 구성을 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 드론(110)은 적어도 하나 이상으로 구성되고, 둘 이상인 경우 배전선로(20)를 중심에 두고 상호 일정거리를 유지하면서 비행하되, 광학카메라(111) 및 열화상카메라(112)와, GPS(113)와, 자이로스코프(114)와, 고도측정센서(115)와 위험감지장비(116)와, 스테레오 카메라(117)를 장착하여, 도보로 접근이 쉽지 않거나 불가능한 전신주(10)간 배전선로(20) 상공의 감시지역을 자율비행한다.
예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 짐벌(gimbal)과 연동되는 광학카메라(111)와 열화상카메라(112)와 GPS(113)와 3축 자이로스코프(114)와 고도측정센서(115)와 적외선센서/온도센서/소음측정센서/초음파센서의 위험감지장비(116)를 장착하여, 감시지역의 지표면과 일정 고도를 유지하면서, 드론통합 영상관제서버(140)에 의한 웨이포인트(waypoint)(W)에 의해 설정된 자율비행경로를 따라 비행하도록 할 수도 있다. 여기서, 웨이포인트(W)는 전신주(10)별로 설정되고, 드론(110)은 전신주(10)간 배전선로(20)를 따라 직선으로 설정된 비행경로를 추종하여 자율비행한다.
한편, 드론(110)은 스테레오 카메라(117)를 장착하여 감시지역의 배전선로(10)와 애자(11)의 영상정보를 생성하고, 드론통합 영상관제서버(140)는 영상정보를 3D 입체영상으로 변환하여 제공하여서, 감시지역의 지형지물을 입체적으로 파악하도록 할 수 있다.
다음, GIS(Geographic Information System:지리정보시스템)서버(120)는 전신주(10) 및 배전선로(20) 설치정보를 포함하는 감시지역 인접영역의 지형지물에 대한 지도기반 통합지리정보를 드론통합 영상관제서버(140)로 제공한다.
여기서, 설치정보는 전신주(10)의 설치위치와 고도, 및 배전선로(20)의 길이와 고도를 포함한다.
다음, 스트리밍서버(130)는 드론(110)으로부터 전송되는 영상정보와 드론비행정보와 기체상태정보를 수신하여 드론통합 영상관제서버(140)로 전송한다.
즉, 스트리밍서버(130)는 드론(110)으로부터 전송되는 드론(110)의 영상정보, 위험감지장비(116)에 의한 전신주(10) 및 배전선로(20)의 초음파정보, 드론(110)의 위경도와 고도와 속도와 비행방향과 비행거리와 홈거리의 드론비행정보, 및 드론(110)의 배터리잔량과 위성수신세기의 기체상태정보를 수신하여 드론통합 영상관제서버(140)로 전송한다.
다음, 드론통합 영상관제서버(140)는 감시지역으로부터 원격지에 형성되어 스트리밍서버(130)로부터 영상정보와 드론비행정보와 기체상태정보를 수신하며, GIS서버(120)로부터 제공되는 통합지리정보와 연동하여 전신주(10) 및 배전선로(20) 설치정보에 해당하는 비행경로를 미리 설정하고, 스트리밍서버(130)로부터 전송되는 영상정보로부터 전신주(10)의 애자(11) 및 배전선로(20)의 이미지를 추출하고 분석하여 열화상카메라(112)로부터 제공된 열화상정보에 의해 과열여부를 식별하고, 초음파정보를 분석하여 전신주(10)의 애자(11)의 정상상태여부를 식별하고, GIS서버(120)로부터 제공되는 지도기반 통합지로정보 상에 영상정보를 3D 입체영상으로 변환하고 맵핑하여 저장한다.
즉, 드론통합 영상관제서버(140)는 광학카메라(111)에 의한 광학영상으로부터 숲과 구름과 바위의 주변환경 이미지를 필터링하여 제거하고 전신주(10)의 애자(11) 및 배전선로(20)의 이미지만을 추출하고, 추출된 이미지에 해당하는 열화상카메라(112)에 의한 열화상정보를 분석하여 전신주(10)의 애자(11) 및 배전선로(20)의 과열여부를 식별하여 날씨 또는 계절에 따른 허용범위를 초과하는 경우 발화가능성이 높은 것으로 판단하여 경고정보를 제공하거나 관리자 단말기(미도시)로 통보하여 사전에 조치하도록 할 수 있다.
또한, 드론통합 영상관제서버(140)는 초음파정보에 따른 파형의 진폭변화를 분석하고 정상 애자(11)의 파형과 비교판단하여 피검사체인 애자(11)의 표면방전 및 균열을 식별하여서, 애자(11)의 불량개소를 검출하여 해당 (11)의 유지보수를 수행하도록 할 수 있다.
또한, 도 2를 참고하면, 드론통합 영상관제서버(140)는 드론(110)이 전신주을 중심으로 배전선로(20)를 회피하면서 호버링비행하도록 하여 애자(11)에 대한 전방위 영상을 촬영하도록 하여서, 애자에 대한 3D 입체영상을 확보하도록 할 수 있다.
이에, 드론(110)은 감시영역에서의 비행경로 이탈시에 비행경로로 복귀하도록 하여 위험감지장비(116)의 초음파센서에 의해 전신주(10) 및 배전선로(20)와 일정거리를 유지하면서 비행하도록 하고, 전신주(10) 및 배전선로(20)의 상태정보를 실시간 모니터링하여 감시지역의 화재, 도난 또는 재난에 의한 위험상황을 식별하도록 할 수 있다.
즉, 드론통합 영상관제서버(140)는 전신주(10) 및 배전선로(20)의 상태정보를 실시간 모니터링하여 열화상정보를 통해 전신주(10)의 화재, 도난 또는 재난에 의한 위험상황 발생가능성을 실시간 식별하도록 하고 위험상황 발생 이전에 신속히 대처하도록 할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 드론(110)은, 비행경로를 따른 자율비행을 수행하는 동안, 강풍 또는 조류와의 충돌에 의한 예기치 않은 비행경로 이탈시에 웨이포인트(W)에 사전 설정된 자율비행경로 복귀하도록 하여 감시에 유효하도록 전신주(10) 및 배전선로(20)와 일정거리를 유지하도록 할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 전신주(10)의 지지대(12) 일측에는 드론(110)을 무선충전하는 무선충전장치(150)가 설치되고, 무선충전장치(150)는, 드론(110)이 착륙하여 무선충전하는 충전패드(151)와, 충전패드(151)의 양단에 형성되어 무선충전시에 드론(110)을 보호하고 드론(110)의 위치변동없이 안정적으로 수용하도록 회동하는 한쌍의 커버(152)와, 드론(110)의 충전패드(151)로의 착륙을 유도하는 비콘(미도시)과, 드론(110)의 충전패드(151)로의 착륙을 감지하여 무선충전을 수행하도록 하는 로드셀(미도시)로 구성된다.
예컨대, 무선충전장치(150)는 드론통합 영상관제서버(140)로부터의 드론(110)의 접근정보를 수신하면 커버(152)를 개방하여 충전패드(151)로 접근하도록 하고, 드론(110)의 충전시에는 커버(152)를 폐쇄하여 드론(110)을 보호하고 충전완료시에는 커버(152)를 개방하여 드론(110)의 자율비행경로로의 복귀를 허용하도록 한다.
한편, 드론통합 영상관제서버(140)는 드론(110)의 배터리잔량이 일정수준 이하이면 드론(110)으로부터 최근접하는 전신주(10)의 무선충전장치(150)로 비행경로정보를 전송하여 착륙을 유도하여서, 배터리 충전을 위해 원거리로 이동하지 않고서, 인접하는 전신주(10)의 무선충전장치(150)로 복귀하도록 하여 감시지역에서의 장시간 감지가 가능하도록 할 수 있다.
또한, 드론통합 영상관제서버(140)와 드론(110)간 10분 이상의 일정시간 통신차단시에는, 드론(110)의 통제상실로 인식하여, 드론(110)은 최근접하는 전신주(10)의 무선충전장치(150)로 자동 귀환하도록 할 수 있다.
또한, 감시지역에서의, 드론(110)의 비행공역정보, 및 기상과 풍향/풍속과 습도와 온도와 일출/일몰과 지자기의 드론비행 환경정보를 드론통합 영상관제서버(140)로 전송하는, 비행환경정보 제공서버(160)를 더 포함하고, 비행환경정보 제공서버(160)로부터 전송된 기상정보에 따른 강설시에, 커버(152) 내측에 배열된 열선을 통해 보온하도록 하여서, 커버(152)의 회동 개폐가 원활히 이루어지도록 유지하여, 드론(110)의 무선충전시 또는 통제상실시에 오작동없이 착륙을 유도할 수 있다.
또한, 드론통합 영상관제서버(140)는 배전선로(20)의 이미지를 추출하여 배전선로(20)의 장력변화를 분석할 수 있다.
예컨대, 드론(20)은 배전선로(20)와 수평을 유지하면서 비행하고 영상촬영하여 배전선로(20)의 영상정보를 드론통합 영상관제서버(140)로 전송하고, 드론통합 영상관제서버(140)는 전송된 영상정보로부터 배전선로(20)의 이미지를 추출하고 배전선로(20)의 처짐 정도를 분석하여 허용범위를 초과하는 경우에 대처하도록 할 수 있다.
한편, 감시지역에서의 배전설비의 도난, 전신주 파손이나 기울어짐 등의 비상상황 발생시에, 드론통합 영상관제서버(140)는 비행경로를 수정하여 드론(110)을 해당 지역에서 호버링비행 또는 정지비행하도록 하고, 광학카메라(111) 및 열화상카메라(112)에 의해 재난상황을 촬영하도록 하고 영상정보를 수신하여 재난의 확산범위와 확산방향을 분석하도록 할 수 있다.
즉, 평상시에는 전신주(110) 및 배전선로(20)의 감시임무를 수행하고, 인근영역에서의 재난시에는 드론(110)의 비행경로 또는 광학카메라(111) 및 열화상카메라(112)의 촬영영역을 수정하여 재난감시임무를 수행할 수 있다.
또한, 드론컨트롤러(170)를 추가로 구성하여, 감시지역 지상에서 드론(110)의 비행을 직접 조정하고, 드론(110)의 영상정보, 위험감지장비(116)에 의한 전신주(10) 및 배전선로(20)의 초음파정보, 드론(110)의 위경도와 고도와 속도와 비행방향과 비행거리와 홈거리의 드론비행정보, 및 드론(110)의 배터리잔량과 위성수신세기의 기체상태정보를 수신하고, 영상정보와 용합영상정보와 드론비행정보와 기체상태정보를 스트리밍서버(130)로 전송할 수도 있다.
이에, 드론통합 영상관제서버(140)와 드론(110)간 통신차단에 따라 무선충전장치(150)로 자동 귀환한 드론(110)을 점검하고, 점검완료시에 드론컨트롤러(170)를 통해 시험비행을 수행하고, 자율비행경로로 복귀시켜 원래의 감시임무를 지속적으로 수행하도록 할 수도 있다.
다음, 헤드마운트 디스플레이(200)는 전신주(10)으로부터 원격지에 형성되어, 드론통합 영상관제서버(140)로부터 3D 입체영상을 전송받아 영상 투사하는 투명 홀로그램 디스플레이와, 홀로그램 디스플레이의 시선방향을 감지하는 자이로센서와, 홀로그램 디스플레이로 영상 투사하면서 배전선로(20)의 피복상태정보와, 애자(11)의 온도정보 및 초음파정보를 오버랩하여 제공하도록 하는 제어부로 구성되어서, 원격지에서, 헤드마운트 디스플레이(200)를 통해, 전신주(10) 및 배전선로(20)의 상태정보를 실시간 모니터링하고, 배전선로(20), 애자(11)의 정상상태여부를 가상공간 상에서 식별하도록 한다.
예컨대, 헤드마운트 디스플레이(200)를 통해, 배전선로(20)의 피복상태정보를 분석하여 피복손상위치와 피복손상정보를 식별하고, 애자(11)의 온도정보 및 초음파정보를 분석하여 손상 및 균열위치와 손상 및 균열정보를 식별하도록 하여서, 실제 전신주(10) 및 배전선로(20)에 접근하지 않고서 원격지에서 가상공간 상에서 안전하게 손상된 배전선로(20)와, 손상되거나 균열이 발생한 애자(11)를 파악하도록 하고 손상위치와 균열위치를 특정하여 교체작업시 사전에 이를 파악하고 복구 및 교체에 필요한 장비 및 부품을 미리 준비하도록 할 수 있다.
또한, 헤드마운트 디스플레이(200)를 통해, 손상된 배전선로(20)의 복구와, 손상되거나 균열이 발생한 애자(11)의 교체를 3D 입체영상 상에서 가상을 시뮬레이션하여 최적의 복구 및 교체 방법을 적용하도록 하여서, 사전에 복구 및 교체 작업을 숙지하도록 하여 실제 현장작업시 신속하게 복구 및 교체 작업을 수행하도록 하여, 고공 작업에 따른 위험성을 최소화하도록 할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 드론(110)의 하단에는 배전선로(20)의 피복에 경화방지제와 연화제의 보수제를 분사하여 도포하도록 하는 보수제 분사모듈(118)을 포함하고, 무선충전장치(150)는 보수제 분사모듈(118)로 보수제를 충진하여 보충하는 보수제 충진모듈(미도시)을 포함하여, 드론통합 영상관제서버(140)는 보수제 분사작업 중 드론(110)의 보수제의 소진시에 최근접하는 전신주(10)의 무선충전장치(150)로의 착륙을 유도하여, 보수제 충진모듈에 의해 보수제를 충진하고 보수제 분사작업을 지속적으로 수행하여 태양광, 염분, 먼지의 오염물 또는 노화에 의해 경화되거나 균열이 발생하는 것을 사전에 방지하도록 할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템의 구성에 의해서, 원격지에서, 헤드마운트 디스플레이를 통해, 전신주 및 배전선로의 상태정보를 실시간 모니터링하고, 배전선로 및 애자의 정상상태여부를 식별하도록 하며, 손상된 배전선로와, 손상되거나 균열이 발생한 애자를 파악하도록 하고 손상위치와 균열위치를 특정하여 교체작업시 사전에 이를 파악하고 복구 및 교체에 필요한 장비 및 부품을 미리 준비하도록 하고, 헤드마운트 디스플레이를 통해, 손상된 배전선로의 복구와, 손상되거나 균열이 발생한 애자의 교체를 3D 입체영상 상에서 가상을 시뮬레이션하여 최적의 복구 및 교체 방법을 적용하도록 하여 사전에 복구 및 교체 작업을 숙지하도록 하여 실제 현장작업시 신속하게 복구 및 교체 작업을 수행하도록 하여, 고공 작업에 따른 위험성을 최소화하도록 할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 드론 111 : 광학카메라
112 : 열화상카메라 113 : GPS
114 : 자이로스코프 115 : 고도측정센서
116 : 위험감지장비 117 : 스테레오 카메라
118 : 보수제 분사모듈 120 : GIS서버
130 : 스트리밍서버 140 : 드론통합 영상관제서버
150 : 무선충전장치 151 : 충전패드
152 : 커버 160 : 비행환경정보 제공서버
170 : 드론컨트롤러 200 : 헤드마운트 디스플레이
10 : 전신주 11 : 애자
12 : 지지대 20 : 배전선로

Claims (11)

  1. 짐벌과 연동되는 광학카메라 및 열화상카메라와, GPS와, 자이로스코프와, 고도측정센서와, 적외선센서/온도센서/소음측정센서/초음파센서의 위험감지장비와, 스테레오 카메라를 장착하여, 전신주간 배전선로 상공의 감시지역을 자율비행하는 하나 이상의 드론;
    전신주 및 배전선로 설치정보를 포함하는 감시지역 인접영역의 지도기반 통합지리정보를 제공하는 GIS서버;
    감시지역 지상에서 상기 드론의 비행을 조정하고, 상기 드론의 영상정보, 상기 위험감지장비에 의한 상기 전신주 및 상기 배전선로의 초음파정보, 상기 드론의 위경도와 고도와 속도와 비행방향과 비행거리와 홈거리의 드론비행정보, 및 상기 드론의 배터리잔량과 위성수신세기의 기체상태정보를 수신하고, 상기 영상정보와 상기 초음파정보와 상기 드론비행정보와 상기 기체상태정보를 스트리밍서버로 전송하는, 드론컨트롤러;
    상기 드론컨트롤러로부터 전송되는 상기 드론의 영상정보, 상기 위험감지장비에 의한 상기 전신주 및 상기 배전선로의 초음파정보, 상기 드론의 위경도와 고도와 속도와 비행방향과 비행거리와 홈거리의 드론비행정보, 및 상기 드론의 배터리잔량과 위성수신세기의 기체상태정보를 수신하는, 스트리밍서버;
    감시지역으로부터 원격지에 형성되어 상기 영상정보와 상기 드론비행정보와 상기 기체상태정보를 수신하며, 상기 GIS서버로부터 제공되는 통합지리정보와 연동하여 상기 전신주 및 상기 배전선로 설치정보에 해당하는 비행경로를 설정하고, 상기 스트리밍서버로부터 전송되는 상기 영상정보로부터 상기 전신주의 애자 및 상기 배전선로의 이미지를 추출하고 분석하여 과열여부를 식별하고, 상기 초음파정보를 분석하여 상기 애자 및 상기 배전선로의 정상상태여부를 식별하고, 상기 GIS서버로부터 제공되는 지도기반 통합지리정보 상에 상기 영상정보를 3D 입체영상으로 변환하고 맵핑하여 저장하는, 드론통합 영상관제서버; 및
    상기 드론통합 영상관제서버로부터 3D 입체영상을 전송받아 영상 투사하는 투명 홀로그램 디스플레이와, 상기 홀로그램 디스플레이의 시선방향을 감지하는 자이로센서와, 상기 홀로그램 디스플레이로 영상 투사하면서 상기 배전선로의 피복상태정보와, 상기 애자의 온도정보 및 초음파정보를 오버랩하여 제공하도록 하는 제어부로 구성되는, 원격지의 헤드마운트 디스플레이;를 포함하여,
    원격지에서, 상기 헤드마운트 디스플레이를 통해, 상기 전신주 및 상기 배전선로의 상태정보를 실시간 모니터링하고, 상기 배전선로, 상기 애자의 정상상태여부를 식별하도록 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드마운트 디스플레이를 통해, 상기 배전선로의 피복상태정보를 분석하여 피복손상위치와 피복손상정보를 식별하고, 상기 애자의 온도정보 및 초음파정보를 분석하여 손상 및 균열위치와 손상 및 균열정보를 식별하도록 하는 것을 특징으로 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 헤드마운트 디스플레이를 통해, 손상된 상기 배전선로의 복구와, 손상되거나 균열이 발생한 상기 애자의 교체를 3D 입체영상 상에서 가상을 시뮬레이션하여 최적의 복구 및 교체 방법을 적용하도록 하는 것을 특징으로 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 드론통합 영상관제서버는 상기 드론이 상기 전신주을 중심으로 상기 배전선로를 회피하면서 호버링비행하도록 하여 상기 애자에 대한 전방위 영상을 촬영하도록 하는 것을 특징으로 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전신주의 지지대 일측에는 상기 드론을 무선충전하는 무선충전장치가 설치되고,
    상기 무선충전장치는, 상기 드론이 착륙하여 무선충전하는 충전패드와, 상기 충전패드의 양단에 형성되어 무선충전시에 상기 드론을 수용하여 보호하도록 회동하는 한쌍의 커버와, 상기 드론의 상기 충전패드로의 착륙을 유도하는 비콘과, 상기 드론의 상기 충전패드로의 착륙을 감지하는 로드셀로 구성되고,
    상기 드론통합 영상관제서버는 상기 드론의 배터리잔량이 일정수준 이하이면 상기 드론으로부터 최근접하는 상기 전신주의 무선충전장치로 비행경로정보를 전송하여 착륙을 유도하도록 하는 것을 특징으로 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 드론통합 영상관제서버와 상기 드론간 일정시간 통신차단시에, 상기 드론은 최근접하는 상기 전신주의 무선충전장치로 자동 귀환하도록 하는 것을 특징으로 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    감시지역에서의, 상기 드론의 비행공역정보, 및 기상과 풍향/풍속과 습도와 온도와 일출/일몰과 지자기의 드론비행 환경정보를 상기 드론통합 영상관제서버로 전송하는, 비행환경정보 제공서버를 더 포함하고,
    상기 비행환경정보 제공서버로부터 전송된 기상정보에 의한 강설시에, 상기 커버 내측에 배열된 열선을 통해 보온하도록 하는 것을 특징으로 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 드론통합 영상관제서버는 상기 배전선로의 이미지를 추출하여 상기 배전선로의 장력변화를 분석하는 것을 특징으로 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    감시지역에서의 배전설비의 도난, 전신주 파손이나 기울어짐 등의 비상상황 발생시에, 상기 드론통합 영상관제서버는 상기 비행경로를 수정하여 상기 드론을 해당 지역에서 정지비행하도록 하고, 상기 광학카메라 및 열화상카메라에 의해 재난상황을 촬영하도록 하고 상기 영상정보를 수신하여 재난의 확산범위와 확산방향을 분석하도록 하는 것을 특징으로 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
  10. 삭제
  11. 제5항에 있어서,
    상기 드론의 하단에는 상기 배전선로의 피복에 경화방지제와 연화제의 보수제를 분사하여 도포하도록 하는 보수제 분사모듈을 포함하고, 상기 무선충전장치는 상기 보수제 분사모듈로 보수제를 충진하여 보충하는 보수제 충진모듈을 포함하여,
    상기 드론통합 영상관제서버는 상기 드론의 보수제의 소진시에 최근접하는 상기 전신주의 무선충전장치로의 착륙을 유도하는 것을 특징으로 하는, 드론을 활용한 전신주간 배전선로 전력설비 감시 시스템.
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