KR102149494B1 - 드론을 이용한 구조물 검사 시스템 및 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 검사대상 구조물의 설계구조에 대한 구조정보와 검사대상 구조물 중 검측대상부위에 대한 검측위치정보가 저장되는 데이터베이스; 상기 검측대상부위의 촬영을 위해 촬영 기준점에 설치되어, 검측대상부위에 대한 식별정보 및 촬영조건에 대한 촬영정보를 제공하는 발신 칩; 상기 검측대상부위에 대한 이미지를 촬영하여 실시간으로 전송하는 드론; 및 상기 드론으로부터 전송되는 데이터를 수집, 분석하는 지상제어단말기;를 포함하는 드론을 이용한 구조물 검사 시스템 및 검사 방법에 관한 것으로, 본 발명의 드론을 이용한 구조물 검사 시스템 및 검사 방법은 드론을 검사 대상물의 촬영 기준점에 착륙시켜 촬영을 수행함으로써 종래와 같이 드론이 공중에서 수시로 움직이기 때문에 정확한 검사를 수행할 수 없는 문제점을 해결하고 검사 대상물을 정확하게 촬영할 수 있는 효과가 있다.

Description

드론을 이용한 구조물 검사 시스템 및 검사 방법{STRUCTURE INSPECTION SYSTEM AND METHOD USING DRON}

본 발명은 드론을 이용한 구조물 검사 시스템 및 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산악지역이나 지하관로 내부 등 사람의 접근이 어렵거나 도로횡단 구조물 구간 등과 같이 사람의 접근이 위험한 구간에 설치된 구조물에 대하여, 드론을 이용함으로써 안전하고 정확하게 구조물의 상태를 검사하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

최근 수년 사이에 소형 무인 비행체, 즉 드론이나 멀티곱터의 활용 방안을 두고 다양한 연구가 진행되고 있는데, 군사용 정찰 드론부터 무인 촬영기, 무인 택배 배달 서비스 등의 통상적인 부야에 이르기까지 그 활용분야가 무궁무진하다.

특히 기술의 발전에 따라 무인 비행체 자체의 무게는 가벼워졌고, 작동 시간이 늘어났으며, 각종 센서를 장착하게 되었는데, 이를 통해 무인 비행체의 역할은 보다 다양화되고 있다.

그러나 현재 사용자의 원격제어에 의해 드론이 공중비행하여 검사하고자 하는 위치까지 이동 후 구조물을 촬영하는 경우 사용자의 숙련도가 떨어지는 경우, 드론을 정확한 위치로 이동시키기 어려운 문제가 있었다.

특히, 종래의 무선 조정 비행장치를 이용한 구조물 검사 방법은 무선 조정 비행장치의 특성상 공중에서 수시로 움직이기 때문에 정확한 검사를 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 드론 사용자의 숙련도와 관계 없이 드론이 정확한 위치로 이동하여 검사 대상물을 촬영할 수 있는 드론을 이용한 구조물 검사 시스템 및 검사 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은 드론을 검사 대상물의 촬영 기준점에 착륙시켜 촬영을 수행함으로써 종래와 같이 드론이 공중에서 수시로 움직이기 때문에 정확한 검사를 수행할 수 없는 문제점을 해결할 수 있는 드론을 이용한 구조물 검사 시스템 및 검사 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 검사대상 구조물의 설계구조에 대한 구조정보와 검사대상 구조물 중 검측대상부위에 대한 검측위치정보가 저장되는 데이터베이스; 상기 검측대상부위의 촬영을 위해 촬영 기준점에 설치되어, 검측대상부위에 대한 식별정보 및 촬영조건에 대한 촬영정보를 제공하는 발신 칩; 상기 검측대상부위에 대한 이미지를 촬영하여 실시간으로 전송하는 드론; 및 상기 드론으로부터 전송되는 데이터를 수집, 분석하는 지상제어단말기;를 포함하는 드론을 이용한 구조물 검사 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 시스템에에 있어서, 상기 발신 칩은 원거리 무선통신 모듈 및 근거리 무선통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 드론에 의해 촬영된 이미지 데이터는 상기 발신 칩으로부터 수신된 검측대상부위에 대한 식별정보가 포함되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 촬영정보는 촬영시 카메라의 촬상방향 및 줌밍 조건을 포함하여 구성되는 것일 수 있다.

또한 상기 드론은, 복수의 암 각각에 설치된 프로펠러로 비행을 위한 추진력을 공급하는 구동부;와 드론의 현재 비행 위치를 연산하는 위치정보 연산부;와 상기 위치정보 연산부에서 연산된 위치정보를 기준으로 드론의 비행 경로를 제어하는 드론 제어부;와 상기 발신 칩으로 기준신호를 송출하고, 상기 발신 칩으로부터 반사신호를 수신하는 인식모듈;과 상기 발신 칩으로부터 수신된 촬영정보를 기준으로 검측대상부위를 촬영하는 촬영부; 그리고 상기 지상제어단말기와 데이터를 송·수신하는 통신모듈;을 포함하여 구성되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 위치정보 연산부는 GPS 모듈 및 모션 센서를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 모션 센서는 가속센서 및 자이로 센서를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 드론 제어부는 상기 위치정보 연산부로부터 연산된 상기 드론의 위치를 기준으로, 상기 데이터베이스로부터 제공된 검측위치정보로 상기 드론의 이동 경로를 설정하는 것일 수 있다.

또한, 상기 드론 제어부는 상기 드론의 이동 경로를 설정함에 있어서 상기 데이터베이스로부터 제공받는 구조정보에 따라, 드론과 검측대상부위 사이의 충돌 회피 경로를 선택하여 이동 경로로 설정하는 것일 수 있다.

그리고, 상기 원거리 무선통신 모듈은 수동형 소자로서, 수신된 기준신호에 따라 상기 드론의 이동을 유도하는 반사신호를 발생시키고, 상기 드론 제어부는 상기 원거리 무선통신 모듈의 반사신호에 따라 촬영 기준점으로 드론의 이동을 유도하는 것일 수 있다.

또한, 상기 드론 제어부는 상기 발신 칩의 근거리 무선통신 모듈로부터 수신되는 반사신호의 수신 여부에 따라 드론의 촬영 기준점 도착여부를 판별하는 것일 수 있다.

그리고, 상기 촬영부는 상기 발신 칩으로부터 수신되는 촬영정보에 의해 카메라의 촬영조건을 조정하는 것일 수 있다.

또한, 상기 발신 칩은 상기 검사 대상 구조물 상의 드론 구동 시작 위치에 대한 정보를 NFC(near field communication) 방식으로 제공하는 영점 기준 칩을 추가로 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 하나의 양상은 드론을 이용한 구조물 검사 방법으로서, 상기 구조물 검사 방법은,

(a) 드론이 영점 기준 칩을 인식하여 구조물 상의 드론 출발 위치를 파악하는 단계; (b) 데이터베이스로부터 수신된 검사대상 구조물의 구조정보 및 검측위치정보를 기준으로 드론 제어부가 제1 촬영 기준점까지의 이동 경로를 설정하는 단계; (c) 드론이 상기 제1 촬영 기준점까지 이동하는 단계; (d) 상기 제1 촬영 기준점에서 발신 칩의 원거리 무선통신 모듈에 의한 반사신호를 수신하는 단계; (e) 상기 원거리 무선통신 모듈에 의한 반사신호가 수신되면 상기 반사신호의 수신강도가 증가하는 방향으로 드론을 이동시키는 단계; (f) 상기 단계 (e)의 실행에 의한 이동 중 단거리 무선통신 모듈에 의한 반사신호가 수신되면 드론이 제1 촬영 기준점에 착륙하는 단계; (g) 상기 제1 촬영 기준점에서 발신 칩으로부터 수신되는 촬영정보에 따라 드론의 촬영부가 검측대상부위를 촬영하는 단계; 및 (h) 상기 검측대상부위의 촬영된 이미지 데이터 및 식별정보를 드론의 통신부에서 지상제어단말기로 송신하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 구조물 검사 방법에 있어서, 상기 방법은 검사대상 구조물의 모든 검측대상부위에 대하여 각각 촬영 기준점을 미리 설정하는 것일 수 있다.

또한, 상기 구조물 검사 방법은 검사대상 구조물의 모든 검측대상부위에 대하여 상기 단계 (b) 내지 단계 (h)의 과정을 반복하는 것일 수 있다.

그리고, 상기 드론은 복수의 암 각각에 설치된 프로펠러로 비행을 위한 추진력을 공급하는 구동부;와 드론의 현재 비행 위치를 연산하는 위치정보 연산부;와 상기 위치정보 연산부에서 연산된 위치정보를 기준으로 드론의 비행 경로를 제어하는 드론 제어부;와 상기 발신 칩으로 기준신호를 송출하고, 상기 발신 칩으로부터 반사신호를 수신하는 인식모듈;과 상기 발신 칩으로부터 수신된 촬영정보를 기준으로 검측대상부위를 촬영하는 촬영부; 그리고 상기 지상제어단말기와 데이터를 송·수신하는 통신모듈;을 포함하여 구성되는 것일 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 시스템및 검사 방법은, 데이터베이스로부터 수신한 구조물의 구조정보 및 위치정보를 기준으로 드론이 스스로 이동 경로를 설정함으로써 드론 사용자의 숙련도와 관계 없이 드론이 정확한 위치로 이동하여 검사 대상물을 촬영할 수 있는 효과가 있다. 특히 정확한 출발 위치와 착륙 위치의 인식이 가능하므로 정확한 이동 경로를 설정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 산악지역이나 지하관로 내부 등 사람의 접근이 어렵거나 도로횡단 구조물 구간 등과 같이 사람의 접근이 위험한 구간에 설치된 구조물에 대하여, 드론을 이용함으로써 안전하고 정확하게 구조물의 상태를 검사할 수 있는 효과가 있다.

특히 본 발명에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 시스템 및 검사 방법은, 드론을 검사 대상물의 촬영 기준점에 착륙시켜 촬영을 수행함으로써 종래와 같이 드론이 공중에서 수시로 움직이기 때문에 정확한 검사를 수행할 수 없는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 시스템의 블록다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 방법의 플로우다이어그램이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 구현예를 가질 수 있는 바, 특정 구현예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.

이하에서 본 발명의 드론을 이용한 구조물 검사 시스템 및 검사 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 시스템의 블록다이어그램이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 시스템은 크게 데이터베이스(100), 발신 칩(200), 드론(300) 및 지상제어단말기(400)를 포함한다.

본 발명에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 시스템에 있어서, 상기 데이터베이스(100)는 검사대상 구조물의 검사에 필요한 모든 정보를 저장하고 드론에 이를 제공하는 부분이다. 상기 정보에는 검사대상 구조물의 설계자료 및 검측대상부위의 이미지 등이 포함된 구조정보(110)와 검측대상부위에 대한 검측위치정보(120)가 저장된다. 상기 검측위치정보(120)에는 검측대상부위에 대한 좌표 및 일련번호 등의 식별정보가 포함될 수 있다. 이때 상기 검측대상부위는 검사대상 구조물에 대하여 1 ~ n 개 존재할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 발신 칩(200)은 검측대상부위의 촬영 기준점에 설치되어, 드론(300)의 정확한 착륙을 유도하고 검측대상부위의 촬영조건에 대한 촬영정보를 제공하는 부분이다.

본 발명에 따르면, 상기 발신 칩(200)은 원거리 무선통신 모듈(210) 및 근거리 무선통신 모듈(220)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 원거리 무선통신 모듈(210)은 전파를 정보의 전송 매체로 이용해서 수 미터 이내의 거리에서 신호를 주고받을 수 있다. 또한 근거리 무선통신 모듈(220)은 수 센티 이내의 거리에서 각종 정보처리 기기들간에 정보를 교환할 수 이으며 NFC(near field communication) 칩을 포함하여 구성될 수 있디. 본 발명에 있어서, 상기 원거리 무선통신 모듈(210) 및 근거리 무선통신 모듈(220)은 수동형 소자로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 발신 칩(200)으로 배터리가 필요 없이 한번 매설하면 반 영구적으로 사용할 수 있는 수동형 소자를 사용함으로써, 산악지대나 교차로 횡단구간, 고공부 등 사람의 접근이 어렵거나 위험한 지역에 설치된 구조물에 대하여 배터리 교환 등 발신 칩의 유지 관리가 필요 없게 되는 장점이 있다.

또한, 상기 발신 칩(200)은 상기 검사 대상 구조물 상의 드론(300) 구동 시작 위치에 대한 정보를 제공하는 영점 기준 칩(230)을 추가로 포함하는 것일 수 있다. 이때 상기 영점 기준 칩(230)은 근거리 무선통신 모듈로 구성될 수 있다. 상기 발신 칩(200)의 통신 방법에 대하여는 뒤에서 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 있어서, 상기 드론(300)은 검사대상 구조물의 검측대상부위로 이동하여 검측대상부위에 대한 이미지를 촬영하고 이를 실시간으로 전송하는 본 발명의 핵심 부분이다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 드론(300)은 구동부(310)와, 위치정보 연산부(320)와, 드론 제어부(330)와, 인식모듈(340)과, 촬영부(350)와, 드론 통신모듈(360)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 구동부(310)는 복수의 암 각각에 설치된 프로펠러로 비행을 위한 추진력을 공급할 수 있다. 또한 상기 복수의 암 및 프로펠러는 호버링이 가능한 형상으로 다양하게 변형될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 위치정보 연산부(320)는 드론(300)의 현재 비행 위치를 판단하는 부분으로서, GPS 모듈 및 모션 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 모션 센서는 가속센서 및 자이로 센서를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서 본 발명에 따르면, 단일 또는 이중 적분을 사용해 가속도 출력으로부터 속도와 거리 정보를 유추할 수 있으며, 자이로 센서에 의해 제공된 측정을 추가하면 객체의 위치와 방향을 알려진 시작 지점과 관련해 추적할 수 있다. 이에 의하여 본 발명에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 시스템은, 상기와 같은 정보에 의해 외부 기준 또는 GPS 신호가 없는 지하 관로 등에서 드론(300)의 비행 위치를 정확하게 연산하여 검사 대상물을 촬영하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 드론 제어부(330)는 상기 위치정보 연산부(320)에서 연산된 위치정보를 기준으로 드론(300)의 비행 경로를 제어하는 부분이다.

본 발명에 따르면 상기 드론 제어부(330)는, 위치정보 연산부로부터 연산된 드론(300)의 위치를 기준으로, 상기 데이터베이스(100)로부터 제공된 검측위치정보(120)로 드론(300)의 이동 경로를 설정할 수 있다. 이때 드론(300)의 이동 경로를 설정함에 있어서, 상기 드론 제어부(330)는 데이터베이스(100)로부터 제공받는 구조정보에 따라, 드론(300)과 검측대상부위 사이의 충돌을 회피할 수 있는 경로를 선택하여 이동 경로로 설정할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 인식모듈(340)은 발신 칩(200)으로 기준신호를 송출하고, 발신 칩(200)으로부터 반사신호를 수신하는 부분이다.

본 발명에 따르면, 상기 원거리 무선통신 모듈(210)은 드론(300)의 인식모듈(340)로부터 수신된 기준신호에 따라 드론(300)의 이동을 유도하는 반사신호를 발생시키게 된다. 이에 의하여, 상기 드론 제어부(330)는 상기 원거리 무선통신 모듈(310)의 반사신호에 따라 촬영 기준점으로 드론(300)의 이동을 유도하게 된다.

또한, 상기 드론 제어부(330)는 상기 발신 칩(220)의 근거리 무선통신 모듈(230)로부터 수신되는 반사신호의 수신 여부에 따라 드론(300)의 촬영 기준점 도착여부를 판별하게 된다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전체 이동 경로의 대부분은 GPS나 모션 센서에 의해 경로가 설정되며, 이때 데이터베이스(100)로부터 제공받는 구조물의 설계정보에 따라 출발지점과 검측대상부위 사이의 장애물을 피해 검측대상부위 근접한 위치까지 안정적으로 이동할 수 있게 된다.

이어서 드론(300)은, 발신 칩(200)의 원거리 무선통신 모듈(210)로부터 송출되는 반사신호에 의해 착륙 지점 근처로 더욱 가까이 유도되며, 최종적으로 근거리 무선통신 모듈(220)로부터 송출되는 반사신호에 따라 정확한 착륙 기준점에 착륙하게 된다.

또한, 상기 발신 칩(200)은 검사 대상 구조물 상의 드론 구동 시작 위치에 대한 정보를 제공하는 영점 기준 칩(230)을 포함할 수 있다. 이때 상기 영점 기준 칩(230)은 근거리 무선통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 의하여 본 발명에 따르면, 최초 출발 위치로 특정 구조물의 특정 위치에 매설된 영점 기준 칩(230)을 기준으로 사용함으로써 드론(300)이 정확한 출발 위치를 인식한 후 검측대상위치로 비행 경로를 설정할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 촬영부(350)는 카메라에 의해 검측대상부위를 촬영하는 부분이다. 이때 상기 촬영부(350)는 발신 칩(200)으로부터 수신된 촬영정보를 기준으로 검측대상부위를 촬영할 수 있다. 상기 촬영정보에는 이에 한정되는 것은 아니나 촬영시 카메라의 촬상방향 및 줌밍 조건 등이 포함될 수 있다. 따라서, 상기 촬영부(350)는 상기 발신 칩(200)으로부터 수신되는 촬영정보에 의해 팬, 틸트 또는 줌과 같은 카메라의 촬영조건을 조정할 수 있다. 이때 상기 촬영정보는 발신 칩(200)의 근거리 무선통신 모듈(220)로부터 수신하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따르면 각각의 촬영 기준점에 매설된 발신 칩(200)으로부터 각각의 검측대상부위 별로 그 특성에 적합한 촬영정보를 제공받아 촬영하므로 검측대상부위의 정확한 이미지 촬영이 가능하게 된다.

또한 본 발명에 따르면, 카메라는 몸체의 일면에 설치되어 드론(300)의 주변 영역을 촬영할 수 있고, 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다. 또한 카메라는 카메라의 팬, 틸트 또는 줌을 조정할 수 있는 구조로 이루어질 수 있으며, 지하 관로 등의 촬영을 위하여 라이트를 포함할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 상기 드론(300)은 구동부(310)에 의한 진동이 촬영부(350)로 전달되는 것을 방지하기 위한 스테빌라이져(미도시)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 드론 통신모듈(360)은 무선 network에 의해 지상제어단말기(400)와 정보를 주고 받을 수 있다. 이때 상기 드론(300)에 의해 촬영된 이미지 데이터에는 상기 발신 칩(200)으로부터 수신된 검측대상부위에 대한 식별정보가 포함될 수 있다.

본 발명에 있어서, 지상제어단말기(400)는 드론(300)으로부터 전송되는 데이터를 수집, 분석하는 부분으로서, 상기 지상제어단말기(400)는 무선 network에 의해 드론(300)과 정보를 주고 받는 단말기 통신 모듈(410)과, 지상제어단말기(400)의 모든 작동을 제어하고 프로그램이 저장되는 단말기 제어부(420)와 드론(300)으로부터 수집, 분석된 정보를 개시하는 디스플레이브(430)를 포함하여 구성될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 시스템은, 데이터베이스로부터 수신한 구조물의 구조정보 및 위치정보를 기준으로 드론이 스스로 이동 경로를 설정함으로써 드론 사용자의 숙련도와 관계 없이 드론이 정확한 위치로 이동하여 검사 대상물을 촬영할 수 있는 장점이 있다.

특히 경로 이동 기준점이 촬영 기준점에서 착륙시마다 갱신되므로, 드론의 이동 경로가 길어짐에도 불구하고 오차가 누적되어 큰 오차 범위로 이동되는 것이 방지되게 된다.

본 발명의 또 하나의 양상은 드론을 이용한 구조물 검사 방법에 관한 것이다. 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 방법의 플로우다이어그램이다.

도 2를 참조하면 상기 구조물 검사 방법은 먼저,

(a) 드론이 영점 기준 칩을 인식하여 구조물 상의 드론 출발 위치를 파악한다. 즉 근거리 무선통신 수동 소자인 영점 기준 칩으로부터 출발 지점에 대한 정확한 위치정보를 수신하게 된다.

(b) 이어서 상기 드론은 데이터베이스로부터 수신된 검사대상 구조물의 구조정보 및 검측위치정보를 기준으로 드론 제어부가 제1 촬영 기준점까지의 이동 경로를 설정하게 된다. 이때 상기 드론 제어부는 데이터베이스로부터 제공받는 검사 대상물의 구조정보에 따라, 드론과 검측대상부위 사이의 장애물 등과 충돌을 회피할 수 있는 경로를 선택하여 이동 경로로 설정할 수 있게 된다.

물론 상기 경로는 상기 구조물 정보를 바탕으로 기 저장된 경로가 데이터베이스로부터 제공될 수도 있다.

(c) 상기와 같이 검측대상부위까지의 이동 경로로 설정한 드론은 이어서 상기 제1 촬영 기준점까지 이동하게 된다.

(d) 상기 제1 촬영 기준점까지 이동한 드론은 제1 촬영 기준점에서 발신 칩의 원거리 무선통신 모듈에 의한 반사신호를 수신하게 된다.

(e) 드론이 상기 원거리 무선통신 모듈에 의한 반사신호를 수신하게 되면 드론은 신호 강도가 높은 쪽으로 더욱 이동하게 된다. 만일 드론이 원거리 무선통신 모듈에 의한 반사신호를 수신하지 못하는 경우 상기 (b) 단계의 경로상에서 드론이 이동하면서 계속적으로 반사신호 수신을 시도하게 된다.

(f) 신호 강도가 높은 쪽으로 더욱 이동한 드론이 이어서 단거리 무선통신 모듈에 의한 반사신호를 수신하게 되면 드론은 상기 반사신호에 따라 제1 촬영 기준점에 착륙하게 된다. 이때 원거리 무선통신 모듈은 수 미터 이내의 거리에서 신호를 주고받을 수 있으며, 근거리 무선통신 모듈은 수 센티 이내의 거리에서 각종 정보처리 기기들간에 정보를 교환할 수 있다.

(g) 제1 촬영 기준점에 착륙한 드론은 이어서 발신 칩으로부터 촬영정보를 수신하게 되고, 상기 수신된 촬영정보에 따라 드론의 촬영부가 검측대상부위를 촬영하게 된다.

(h) 이어서 드론은 상기 검측대상부위의 촬영된 이미지 데이터 및 식별정보를 드론 통신 모듈에서 지상제어단말기로 송신하함으로써 제1 촬영 기준점에서의 검사가 종료된다.

본 발명에 따른 상기 구조물 검사 방법에 있어서, 상기 방법은 검사대상 구조물의 모든 검측대상부위에 대하여 각각 촬영 기준점을 미리 설정한 후, 검사대상 구조물의 모든 검측대상부위에 대하여 상기 단계 (b) 내지 단계 (h)의 과정을 반복하게 된다.

이때 본 발명에 따르면, 경로 이동 기준점이 촬영 기준점에서 착륙시마다 갱신되므로, 드론의 이동 경로가 길어짐에도 불구하고 오차가 누적되어 큰 오차 범위로 이동되는 것이 방지되게 된다.

본 발명에 따른 검사 방법에 사용되는 드론은 위에서 설명한 바와 같으므로 중복 설명은 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 드론을 이용한 구조물 검사 방법은, 드론을 검사 대상물의 촬영 기준점에 착륙시켜 촬영을 수행함으로써 종래와 같이 드론이 공중에서 수시로 움직이기 때문에 정확한 검사를 수행할 수 없는 문제점을 해결하고 검사 대상물을 정확하게 촬영할 수 있는 효과가 있다.

또한, 산악지역이나 지하관로 내부 등 사람의 접근이 어렵거나 도로횡단 구조물 구간 등과 같이 사람의 접근이 위험한 구간에 설치된 구조물에 대하여, 드론을 이용함으로써 안전하고 정확하게 구조물의 상태를 검사할 수 있는 효과가 있다.

위에서 본 발명의 바람직한 구현예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 데이터베이스 110 : 구조물 설계정보
120 : 검측대상부위 위치정보 200 : 발신 칩
210 : 원거리 무선통신 모듈 220 : 근거리 무선통신 모듈
230 : 영점 기준 칩 300 : 드론
310 : 구동부 320 : 위치정보 연산부
330 : 드론 제어부 340 : 인식 모듈
350 : 촬영부 360 : 드론 통신 모듈
400 : 지상제어단말기 410 : 단말기 통신 모듈
420 : 단말기 제어부 430 : 디스플레이부

Claims (14)

1. 검사대상 구조물의 설계구조에 대한 구조정보와 검사대상 구조물 중 검측대상부위에 대한 검측위치정보가 저장되는 데이터베이스;
   상기 검측대상부위의 촬영을 위해 촬영 기준점에 설치되어, 검측대상부위에 대한 식별정보 및 촬영조건에 대한 촬영정보를 제공하는 발신 칩;
   상기 검측대상부위에 대한 이미지를 촬영하여 실시간으로 전송하는 드론; 및
   상기 드론으로부터 전송되는 데이터를 수집, 분석하는 지상제어단말기;를 포함하여 구성되고:
   상기 드론에 의해 촬영된 이미지 데이터는,
   상기 발신 칩으로부터 수신된 검측대상부위에 대한 식별정보가 포함되며:
   상기 촬영정보는,
   촬영시 카메라의 촬상방향 및 줌밍 조건을 포함하여 구성되고:
   상기 드론은,
   복수의 암 각각에 설치된 프로펠러로 비행을 위한 추진력을 공급하는 구동부;와
   드론의 현재 비행 위치를 연산하는 위치정보 연산부;와
   상기 위치정보 연산부에서 연산된 위치정보를 기준으로 드론의 비행 경로를 제어하는 드론 제어부;와
   상기 발신 칩으로 기준신호를 송출하고, 상기 발신 칩으로부터 반사신호를 수신하는 인식모듈;과
   상기 발신 칩으로부터 수신된 촬영정보를 기준으로 검측대상부위를 촬영하는 촬영부; 그리고
   상기 지상제어단말기와 데이터를 송·수신하는 통신모듈;을 포함하여 구성되며:
   상기 발신 칩은,
   수동형 소자로서, 수신된 기준신호에 따라 상기 드론의 이동을 유도하는 반사신호를 발생시키는 원거리 무선통신 모듈과, 상기 드론으로 촬영정보를 제공하는 근거리 무선통신 모듈 및 상기 검사 대상 구조물 상의 드론 구동 시작 위치에 대한 정보를 NFC(near field communication) 방식으로 제공하는 영점 기준 칩을 포함하여 구성되고:
   상기 드론 제어부는,
   상기 원거리 무선통신 모듈의 반사신호 강도에 따라 촬영 기준점으로 드론의 이동을 유도하고:
   상기 촬영부는,
   상기 근거리 무선통신 모듈로부터 수신되는 촬영정보에 의해 카메라의 촬영조건을 조정하며:
   상기 드론 제어부는,
   상기 발신 칩의 근거리 무선통신 모듈로부터 수신되는 반사신호의 수신 여부에 따라 드론의 촬영 기준점 도착 여부를 판별함을 특징으로 하는 드론을 이용한 구조물 검사 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 위치정보 연산부는,
   GPS 모듈 및 모션 센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 드론을 이용한 구조물 검사 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 모션 센서는,
   가속센서 및 자이로 센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 드론을 이용한 구조물 검사 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 드론 제어부는,
   상기 위치정보 연산부로부터 연산된 상기 드론의 위치를 기준으로, 상기 데이터베이스로부터 제공된 검측위치정보로 상기 드론의 이동 경로를 설정함을 특징으로 하는 드론을 이용한 구조물 검사 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 드론 제어부는,
   상기 드론의 이동 경로를 설정함에 있어서,
   상기 데이터베이스로부터 제공받는 구조정보에 따라, 드론과 검측대상부위 사이의 충돌 회피 경로를 선택하여 이동 경로로 설정함을 특징으로 하는 드론을 이용한 구조물 검사 시스템.
9. 삭제
10. 삭제
11. 드론을 이용한 구조물 검사 방법으로서,
    상기 구조물 검사 방법은,
    (a) 데이터베이스로부터 수신된 검사대상 구조물의 구조정보 및 검측위치정보를 기준으로 드론 제어부가 제1 촬영 기준점까지의 이동 경로를 설정하는 단계;
    (b) 드론이 상기 제1 촬영 기준점까지 이동하는 단계;
    (c) 상기 제1 촬영 기준점에서 발신 칩에 의한 반사신호를 수신하는 단계;
    (d) 상기 발신 칩에 의한 반사신호가 수신되면 반사신호의 수신강도가 증가하는 방향으로 드론을 이동시키는 단계;
    (e) 상기 제1 촬영 기준점에서 드론의 촬영부가 검측대상부위를 촬영하는 단계; 및
    (f) 상기 검측대상부위의 촬영된 이미지 데이터 및 식별정보를 드론의 통신부에서 지상제어단말기로 송신하는 단계;를 포함하여 수행되고:
    상기 구조물 검사 방법은,
    검사대상 구조물의 모든 검측대상부위에 대하여 각각 촬영 기준점은 미리 설정되며:
    상기 검사대상 구조물의 모든 검측대상부위에 대하여 상기 단계 (b) 내지 단계 (f)의 과정이 반복 수행되며:
    상기 드론에 의해 촬영된 이미지 데이터는,
    상기 발신 칩으로부터 수신된 검측대상부위에 대한 식별정보가 포함되며:
    촬영정보는,
    촬영시 카메라의 촬상방향 및 줌밍 조건을 포함하여 구성되고:
    상기 드론은,
    복수의 암 각각에 설치된 프로펠러로 비행을 위한 추진력을 공급하는 구동부;와
    드론의 현재 비행 위치를 연산하는 위치정보 연산부;와
    상기 위치정보 연산부에서 연산된 위치정보를 기준으로 드론의 비행 경로를 제어하는 드론 제어부;와
    상기 발신 칩으로 기준신호를 송출하고, 상기 발신 칩으로부터 반사신호를 수신하는 인식모듈;과
    상기 발신 칩으로부터 수신된 촬영정보를 기준으로 검측대상부위를 촬영하는 촬영부; 그리고
    상기 지상제어단말기와 데이터를 송·수신하는 통신모듈;을 포함하여 구성되며:
    상기 발신 칩은,
    수동형 소자로서, 수신된 기준신호에 따라 상기 드론의 이동을 유도하는 반사신호를 발생시키는 원거리 무선통신 모듈과, 상기 드론으로 촬영정보를 제공하는 근거리 무선통신 모듈 및 상기 검사 대상 구조물 상의 드론 구동 시작 위치에 대한 정보를 NFC(near field communication) 방식으로 제공하는 영점 기준 칩을 포함하여 구성되고:
    상기 드론 제어부는,
    상기 원거리 무선통신 모듈의 반사신호 강도에 따라 촬영 기준점으로 드론의 이동을 유도하고:
    상기 촬영부는,
    상기 근거리 무선통신 모듈로부터 수신되는 촬영정보에 의해 카메라의 촬영조건을 조정하며:
    상기 드론 제어부는,
    상기 발신 칩의 근거리 무선통신 모듈로부터 수신되는 반사신호의 수신 여부에 따라 드론의 촬영 기준점 도착 여부를 판별함 특징으로 하는 드론을 이용한 구조물 검사 방법.
    
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