KR102156115B1 - Piping inspection and repair system using drone and MR technology - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론에 장착된 촬영 기기를 이용하여 노출배관의 영상을 확보하고, 확보된 영상을 모델링 기기에 입력하여 3D 모델과 2D 이미지를 생성하며, 생성된 3D 모델과 2D 이미지를 MR 기기를 통해 확인할 수 있도록 하며, MR 기기를 통해 확인된 배관의 크랙 위치를 드론에 장착된 분사 기기로 금속 용사하여 보수하는 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 하나 이상의 점검용 드론과, 드론에 장착되고, 교량 등에 설치된 노출배관을 여러 각도로 촬영하여 복수 개의 인풋 이미지를 생성하는 촬영 기기와, 드론 및 촬영 기기를 제어 가능한 하나 이상의 제어 기기와, 인풋 이미지를 이용하여 3D 모델을 생성하는 모델링 프로그램이 설치되는 모델링 기기와, 3D 모델을 가상현실로 구현하여 사용자에게 제공하고 제스처 컨트롤 방식을 이용하여 3D 모델의 일부를 특정할 수 있도록 구성되는 MR 기기 및 드론에 장착된 상태로 분사 제어부에 의하여 제어되어, 사용자가 특정한 위치에 용액 또는 분말 형태의 금속을 분사하는 분사 기기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention secures an image of an exposure pipe using a photographing device mounted on a drone, inputs the secured image to a modeling device to generate a 3D model and a 2D image, and transmits the generated 3D model and 2D image through an MR device. It is related to a drone that repairs the crack location of a pipe identified through an MR device by metal spraying with a spray device mounted on a drone, and a pipe inspection and repair system using MR.
The pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention includes at least one inspection drone, a photographing device mounted on the drone and photographing exposed pipes installed on a bridge at various angles to generate a plurality of input images, and a drone. And at least one control device capable of controlling the photographing device, a modeling device in which a modeling program that generates a 3D model using an input image is installed, and a 3D model is provided to the user by implementing the 3D model in virtual reality, and using a gesture control method. It is characterized in that it comprises an MR device configured to specify a part of the model and a spray device that is controlled by the spray control unit while mounted on the drone, and allows the user to spray a solution or powder metal at a specific location. do.
Description
본 발명은 MR 기술을 이용하여 건물, 교량 등에 설치된 노출배관의 상태를 점검할 수 있도록 하고, 문제가 있는 노출배관을 보수하는 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 드론에 장착된 촬영 기기를 이용하여 노출배관의 영상을 확보하고, 확보된 영상을 모델링 기기에 입력하여 3D 모델과 2D 이미지를 생성하며, 생성된 3D 모델과 2D 이미지를 MR 기기를 통해 확인할 수 있도록 하며, MR 기기를 통해 확인된 배관의 크랙 위치를 드론에 장착된 분사 기기로 금속 용사하여 보수하는 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for inspecting the condition of exposed pipes installed in buildings, bridges, etc. using MR technology, and to a system for repairing problematic exposed pipes, and more specifically, using a photographing device mounted on a drone. It secures the image of the exposure pipe, inputs the secured image to the modeling device to create a 3D model and 2D image, allows the generated 3D model and 2D image to be checked through an MR device, and is verified through an MR device. It relates to a pipe inspection and repair system using a drone and an MR that repairs the crack location of a pipe by spraying metal with an injection device mounted on a drone.
일반적으로, 건물, 교량 등에 설치되는 노출배관은 주기적인 점검을 통해 누출이 발견되면 보수를 실시하여야 하나, 배관이 설치된 위치, 높이 또는 길이 등의 다양한 원인으로 인해 작업자의 접근이 어려운 경우가 발생하므로 원활한 점검이 어렵고, 작업자가 위험에 노출될 수 있다.In general, exposed pipes installed in buildings, bridges, etc., should be repaired if leaks are found through periodic inspections, but there may be cases where it is difficult for workers to access due to various reasons such as the location, height or length of the pipes installed. It is difficult to check smoothly, and the operator may be exposed to danger.
배관 점검에 관한 종래의 발명으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1731450호의 “배관 모니터링 시스템 및 배관 모니터링 방법” 및 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0025413호의 “드론을 이용한 대형 구조물 초음파 검사 방법”, 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0036299호의 “드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1858009호의 “교량점검용 드론”이 제안되어 공개된 바 있다.Conventional inventions related to pipe inspection include “Pipe Monitoring System and Pipe Monitoring Method” of Korean Patent Publication No. 10-1731450 and “Ultrasonic Inspection Method for Large Structures Using a Drone” of Korean Patent Publication No. 10-2018-0025413, Korean Patent Publication No. 10-2018-0036299 “Real-time monitoring device for remote gas leakage and pipe appearance inspection using a drone” and “Bridge inspection drone” in Korean Patent Publication No. 10-1858009 have been proposed and disclosed. have.
상기 대한민국 등록특허공보 제10-1731450호의 “배관 모니터링 시스템 및 배관 모니터링 방법”에는 배관에 건전성에 관한 측정 데이터를 생성 및 전송 가능한 제1 배관 센서 장치와, 제1 배관 센서의 측정 데이터를 수신 가능한 위치로 이동하고 이를 모니터링 서버로 전송 가능한 위치로 이동하는 이동 노드를 포함하도록 구성되어, 센서 장치의 설치 비용 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있고, 배관의 모니터링 효율성을 높일 수 있는 시스템 및 방법에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0025413호의 “드론을 이용한 대형 구조물 초음파 검사 방법”에는 레이저 반사경을 구비한 드론을 비행 위치 조정하여 구조물을 향한 레이저 펄스 조사지점을 용이하게 변경할 수 있고, 드론에 장착된 비접촉식 계측 수단을 사용하여 대형 고층 구조물의 초음파 표면진동을 용이하게 습득할 수 있도록 구성되는 방법에 관한 발명이 제안되었다.In the “Pipe Monitoring System and Pipe Monitoring Method” of Korean Patent Publication No. 10-1731450, a first pipe sensor device capable of generating and transmitting measurement data related to the integrity of a pipe, and a location capable of receiving measurement data of the first pipe sensor Invention related to a system and method that is configured to include a mobile node that moves to and moves to a location where it can be transmitted to a monitoring server, thereby reducing the installation cost and maintenance cost of the sensor device, and increasing the monitoring efficiency of the pipe Was proposed, and in the “supersonic inspection method for large structures using a drone” of Korean Patent Application Publication No. 10-2018-0025413, it is possible to easily change the point of laser pulse irradiation toward the structure by adjusting the flight position of a drone equipped with a laser reflector. In addition, an invention has been proposed for a method configured to easily acquire ultrasonic surface vibration of a large high-rise structure by using a non-contact measuring means mounted on a drone.
또한, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0036299호의 “드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치”에는 드론에 누출 가스 데이터를 획득하는 레이저 가스 검지기와 누출 가스 열화상 데이터를 획득하는 열화상 획득 카메라 등을 장착하도록 구성되어, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같은 배관 검사에 공간적 제약이 있는 환경에서도 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1858009호의 “교량점검용 드론”에는 드론 본체에 설치되는 수평보호가드와 수직보호가드를 통해 외무 물체와의 충돌시 드론을 보호할 수 있고, 교량을 점검하기 위한 카메라의 시야방해를 최소화하여 선명한 영상을 확보할 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었다.In addition, the “real-time monitoring device for remote gas leakage and pipe appearance inspection using a drone” of the Korean Patent Application Publication No. 10-2018-0036299 includes a laser gas detector that acquires leakage gas data from a drone and thermal image data of the leakage gas. An invention is proposed for a device that is configured to mount a thermal image acquisition camera, etc. to be acquired so that gas leakage and pipe appearance inspection can be efficiently and accurately performed even in environments where there is a space limitation for pipe inspection such as high-rise apartments or large bridges. In the “Bridge Inspection Drone” of the Korean Patent Publication No. 10-1858009, the drone can be protected in the event of a collision with foreign objects through horizontal protection guards and vertical protection guards installed on the drone body. An invention has been proposed for a device capable of securing a clear image by minimizing the obstruction of the field of view of the camera for use.
그러나 상기와 같은 종래 기술들은 촬영에 의하여 수집한 제한된 영상만으로 노출배관을 점검하여야 하므로 사용자에 의한 자유롭고 면밀한 점검이 어려운 문제가 발생하였고, 점검에 의하여 발견된 노출배관의 크랙 위치를 보수하기 위해서는 사용자가 직접 노출배관에 접근하여야 하는 문제가 발생하였기 때문에, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.However, in the prior art as described above, since it is necessary to check the exposure pipe only with limited images collected by photographing, a problem has arisen that makes it difficult for the user to freely and closely check the crack position. Since there has been a problem that requires direct access to the exposed pipe, there is a need for a solution to this problem.
한편, VR(Virtual Reality) 이란, 컴퓨터 등의 기기로 구현한 가상의 현실을 말하는 것으로써, 디스플레이 장치인 VR 기기를 통해 사용자가 체험 가능하며, 게임, 의학, 군사 분야 등 다양한 분야에 도입되어 활발히 이용되고 있으며 앞으로의 발전이 더욱 기대되는 최신 기술이다.On the other hand, VR (Virtual Reality) refers to a virtual reality realized by devices such as computers, which users can experience through VR devices, which are display devices, and are actively introduced into various fields such as games, medicine, and military fields. It is the latest technology that is being used and is expected to develop further in the future.
또한, MR(Mixed Reality) 이란, 현실 세계에 가상현실을 접목하여 현실의 객체와 가상의 객체가 상호 작용할 수 있는 혼합 현실을 말하는 것으로써, 디스플레이 장치인 VR, MR 기기를 통해 사용자가 체험 가능하며, VR과 동일하게 다양한 분야에 도입되어 활발히 이용되고 있으며 앞으로의 발전이 더욱 기대되는 최신 기술이다.In addition, MR (Mixed Reality) refers to a mixed reality in which real objects and virtual objects can interact by combining virtual reality with the real world, and users can experience through VR and MR devices, which are display devices. , Like VR, it has been introduced and actively used in various fields, and it is the latest technology that is expected to further develop in the future.
본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 상기와 같은 종래 발명들의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써,The pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention is a technology proposed to solve the problems of the prior inventions as described above,
노출배관은 배관 시스템의 노후화와 외부 충격에 의해 형상과 재료의 성질이 바뀔 수 있어 주기적인 점검이 필요하나 교량이 설치된 위치, 건물 또는 교량의 높이, 교량의 길이 등의 다양한 원인으로 인해 작업자의 접근이 어려운 문제가 발생하였고,Exposed piping requires periodic inspection as the shape and properties of materials may change due to aging of the piping system and external impacts, but worker access due to various reasons such as the location where the bridge is installed, the height of the building or bridge, and the length of the bridge. This difficult problem arose,
촬영에 의하여 수집한 제한된 영상만으로 노출배관을 점검하여야 하므로 사용자에 의한 자유롭고 면밀한 점검이 어려운 문제가 발생하였으며,Since it is necessary to check the exposure piping with only the limited images collected by shooting, there is a problem that it is difficult to freely and closely check by the user.
측량이 불가능하므로 손상부의 크기 및 배관의 변형에 의한 변위량을 측정할 수 없는 문제가 있었으며,Since measurement is impossible, there was a problem that it was not possible to measure the size of the damaged part and the amount of displacement due to deformation of the pipe.
점검에 의하여 발견된 노출배관의 크랙과 형상 이상을 보수하기 위해서는 사용자가 직접 노출배관에 접근하여야 하는 문제가 발생하였기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것과,In order to repair cracks and shape abnormalities in exposed pipes discovered by inspection, there was a problem that the user had to access the exposed pipes directly.
노출배관의 3D 및 2D 형상 데이터를 일정 주기로 확보하여 배관의 열화 과정에 관한 빅 데이터를 확보하는 것을 그 목적으로 한다.Its purpose is to secure big data on the deterioration process of pipes by securing 3D and 2D shape data of exposed pipes at regular intervals.
본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 상기와 같은 목적을 실현하고자,Pipe inspection and repair system using a drone and MR according to the present invention to realize the above object,
하나 이상의 점검용 드론; 상기 드론(100)에 장착되고, 교량 등에 설치된 노출배관을 여러 각도로 촬영하여 복수 개의 인풋 이미지를 생성하는 촬영 기기; 상기 드론 및 상기 촬영 기기를 제어 가능한 하나 이상의 제어 기기; 상기 인풋 이미지를 이용하여 3D 모델링을 생성하는 모델링 프로그램이 설치되는 모델링 기기; 상기 3D 모델링을 가상현실로 구현하여 사용자에게 제공하고, 제스처 컨트롤 방식을 이용하여 상기 3D 모델링의 일부를 특정할 수 있도록 구성되는 MR 기기; 상기 드론에 장착된 상태로 분사 제어부에 의하여 제어되어, 사용자가 특정한 위치에 용액 또는 분말 형태의 금속을 분사하는 분사 기기; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템을 제시한다.One or more inspection drones; A photographing device mounted on the
본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은,Pipe inspection and maintenance system using a drone and MR according to the present invention,
드론과 MR 기술을 이용하여 노출배관의 실제 형상 및 상태를 가상현실로 구현함으로써, 사용자가 지상에서 편안하고 안전하게 노출배관의 상태를 점검할 수 있도록 하는 효과와, 자유롭고 면밀한 점검이 가능한 효과가 발생하였고,By implementing the actual shape and state of the exposed pipe in virtual reality using drones and MR technology, the effect of allowing the user to comfortably and safely check the condition of the exposed pipe on the ground, and the effect of allowing free and detailed inspection occurred. ,
노출배관의 실측 값과 동일한 크기 및 길이로 구현된 3D 모델을 확대 및 축소, 이동 및 회전 가능하도록 구성되어, 파손 부위의 정확한 위치를 파악하고 크기를 측정할 수 있으며, 배관의 변형에 의한 변위량을 측정할 수 있는 효과가 발생하였으며,It is configured to enlarge, reduce, move, and rotate the 3D model implemented with the same size and length as the actual measured value of the exposed pipe, so that the exact location of the damaged area can be identified and the size can be measured, and the amount of displacement due to deformation of the pipe can be measured. There was a measurable effect,
점검에 의하여 발견된 노출배관의 크랙 위치에 드론에 장착된 분사 기기로 금속 용사함으로써, 사용자의 접근 없이도 배관의 크랙 위치를 즉시 보수 가능하므로 안전사고를 미연에 방지 가능한 효과가 발생하였으며,By spraying metal with an injection device mounted on a drone at the crack location of the exposed pipe discovered by the inspection, the crack location of the pipe can be repaired immediately without the user's access, thus preventing safety accidents in advance.
노출배관의 3D 및 2D 형상 데이터를 일정 주기로 확보하여 배관의 열화 상태와 진행을 파악 가능한 효과가 발생하였다.By securing 3D and 2D shape data of exposed pipes at regular intervals, the effect of being able to grasp the deterioration state and progress of the pipes occurred.
도 1은 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템의 구성도.
도 2(a)는 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템의 드론이 비행하며 촬영 기기가 인풋 이미지를 생성하도록 하는 일 실시예를 나타낸 예시도.
도 2(b)는 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템의 드론이 비행하며 촬영 기기가 인풋 이미지를 생성하도록 하는 다른 실시예를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템의 일 구성요소인 모델링 기기의 세부 구성도.
도 4(a) 내지 도 4(e)는 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템의 MR 기기를 이용하여 가상현실로 구현된 노출배관을 점검하는 다양한 실시예를 나타낸 예시도.1 is a configuration diagram of a pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention.
Figure 2(a) is an exemplary view showing an embodiment in which a drone of a pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention is in flight and a photographing device generates an input image.
2(b) is an exemplary view showing another embodiment in which a drone of a pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention is in flight and a photographing device generates an input image.
3 is a detailed configuration diagram of a modeling device that is a component of a pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention.
4(a) to 4(e) are exemplary views showing various embodiments of checking exposed pipes implemented in virtual reality using an MR device of a pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention.
본 발명은 MR 기술을 이용하여 건물, 교량 등에 설치된 노출배관의 상태를 점검할 수 있도록 하고, 문제가 있는 노출배관을 보수하는 시스템에 관한 것으로써,The present invention relates to a system for checking the condition of exposed pipes installed in buildings, bridges, etc. using MR technology, and for repairing exposed pipes with problems,
하나 이상의 점검용 드론(100); 상기 드론(100)에 장착되고, 교량 등에 설치된 노출배관을 여러 각도로 촬영하여 복수 개의 인풋 이미지를 생성하는 촬영 기기(110); 상기 드론 및 상기 촬영 기기를 제어 가능한 하나 이상의 제어 기기(120); 상기 인풋 이미지를 이용하여 3D 모델을 생성하는 모델링 프로그램이 설치되는 모델링 기기(130); 상기 3D 모델을 가상현실로 구현하여 사용자에게 제공하고, 제스처 컨트롤 방식을 이용하여 상기 3D 모델의 일부를 특정할 수 있도록 구성되는 MR 기기(140); 상기 드론(100)에 장착된 상태로 분사 제어부(151)에 의하여 제어되어, 사용자가 특정한 위치에 용액 또는 분말 형태의 금속을 분사하는 분사 기기(150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템에 관한 것이다.One or
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 하나 이상의 점검용 드론(100)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.First, as shown in Figure 1, the pipe inspection and repair system using a drone and MR according to the present invention is characterized in that it is configured to include one or
일반적으로 드론이라 함은 본체를 중심으로 하여 외측으로 뻗어나가는 복수 개의 가이드 프레임이 구비되고, 각각의 가이드 프레임 말단에는 회전익이 각각 구비되는 멀티콥터 형태의 무인 비행체를 지칭하는 것으로써, 정해진 경로를 따라 이동 비행 중 속도를 조절하며 점검 대상물에 접근 후 정지 비행 가능하므로, 고정익으로 구성되는 무인 비행체에 비해 정밀한 점검 작업의 수행이 가능한 장점이 있다.In general, a drone refers to an unmanned aerial vehicle in the form of a multicopter in which a plurality of guide frames extending outward from the main body are provided, and a rotor blade is provided at each end of each guide frame. Since it is possible to stop flying after approaching the inspection object while controlling the speed during the moving flight, it has the advantage of performing precise inspection work compared to the unmanned aerial vehicle composed of a fixed wing.
따라서, 상기 드론(100)은 노출배관의 영상을 확보하고, 확보된 영상으로 3D 모델을 생성하며, 생성된 3D 모델을 가상현실로 확인 가능하도록 함으로써, 사용자가 편안하고 안전하게 노출배관의 상태를 점검할 수 있도록 하기 위한 본 발명의 목적 달성에 가장 적합한 장치이며, 작업 환경 또는 장착되는 기기의 종류 및 크기에 따라 두 개의 회전익으로 구성되는 듀얼콥터, 세 개의 회전익으로 구성되는 트리콥터, 네 개의 회전익으로 구성되는 쿼드콥터, 여섯 개의 회전익으로 구성되는 헥사콥터, 여덟 개의 회전익으로 구성되는 옥토콥터 중 어느 하나의 형태로든 구성될 수 있다.Therefore, the
또한, 상기 드론(100)은 단독으로 운용될 수 있으나, 신속한 작업의 진행을 위하여 복수 개의 개체가 동시에 운용될 수 있으며, 운용되는 방식은 하기 제어 기기(120)로부터 전송되는 제어 신호에 의한 수동 또는 자동 제어 방식이다.In addition, the
따라서, 상기 드론(100)에는 외부로부터 전송되는 제어 신호 등을 수신하고, 각종 정보 등을 송신하기 위한 송수신 장치가 구비되어야 하며, 제어 신호에 의하여 드론(100)을 제어하는 드론 제어부가 구비되어야 한다.Accordingly, the
또한, 상기 드론(100)에는 현재 위치를 파악 및 기록하기 위한 용도로 GPS 좌표 정보를 수집하는 GPS 장치가 구비될 수 있고, 건물, 교량 또는 드론(100) 등 외부 물체와의 충돌을 방지하기 위한 용도로 외부 물체와의 거리를 감지하는 거리 센서가 구비될 수 있다.In addition, the
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 상기 드론(100)에 장착되고, 건물, 교량 등에 설치된 노출배관을 여러 각도로 촬영하여 복수 개의 인풋 이미지를 생성하는 촬영 기기(110)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, as shown in Figure 1, the pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention is mounted on the
상기 촬영 기기(110)는 카메라 등의 명칭으로 지칭되어 사용자에게 상기 드론(100)의 제어를 위한 실시간 영상을 제공하고 피사체를 촬영 가능한 공지의 장치로써, 촬영된 영상으로 생성된 3D 모델으로 노출배관에 관한 면밀한 점검이 가능하도록 고해상도 등의 높은 품질을 가지는 영상을 촬영할 수 있는 성능이 뛰어난 장치가 구비됨이 바람직하다.The photographing
이때, 상기 촬영 기기(110)는 상기 드론(100)의 비행에 장애를 초래하지 않는 크기 및 무게로 구성되어야 함이 자명하고, 촬영되는 영상의 흔들림을 방지하고 촬영 각도의 조절을 위한 짐벌에 체결된 상태로 드론(100)에 장착됨이 바람직하다.At this time, it is obvious that the photographing
또한, 일반적으로 노출배관이 건물의 양 측면에 주로 설치되고 교량의 양 측면 또는 하부에 설치되는 것을 고려하여, 상기 촬영 기기(110)는 상기 드론(100)의 측면 또는 하부에 장착될 수 있고, 드론(100)의 상부에도 장착될 수 있으며, 촬영 각도를 조정 가능하도록 일정 각도로 회전할 수 있도록 있어야 한다.In addition, in general, considering that the exposed pipes are mainly installed on both sides of the building and are installed on both sides or under the bridge, the photographing
또한, 상기 촬영 기기(110)는 필요에 따라 드론(100)에의 장착 위치를 변경할 수 있도록 탈착식으로 구성될 수 있고, 복수 개가 드론(100)의 각 위치에 분산 배치되어 필요에 따라 선택적으로 구동되도록 구성될 수 있다.In addition, the photographing
도 2(a) 및 도 2(b)는 상기 드론(100)이 노출배관을 따라 비행하며 촬영 기기(110)가 인풋 이미지를 생성하도록 하는 실시예를 나타낸 예시도이며, 노출배관의 촬영에는 이러한 두 개의 실시예가 혼합 실시되어야 한다.2(a) and 2(b) are exemplary views showing an embodiment in which the
상기 인풋 이미지는 건물, 교량 등에 설치된 노출배관의 전체 및 각 부분을 여러 각도로 촬영한 정지 영상으로써 노출배관의 3D 모델과 2D 이미지를 생성하기 위한 자료가 되며, 노출배관이 설치된 건물, 교량 등의 외관 일부가 포함될 수 있고, 그 외의 주변 풍경 등이 일부 포함될 수 있다.The input image is a still image of the entire exposed pipe installed in buildings, bridges, etc., and each part is photographed at various angles, and is used as data for generating 3D models and 2D images of the exposed pipe. Part of the exterior may be included, and other surrounding scenery may be included.
이러한 인풋 이미지는 촬영 기기(110)에 즉시 저장되어 상기 드론(100)의 회수 후 이동 저장매체 또는 유, 무선 연결을 통하여 복사 또는 전송되어 이용될 수 있으나, 노출배관의 3D 모델과 2D 이미지를 신속하게 생성 가능하도록 생성되는 즉시 외부로 전송될 수 있다.Such an input image is immediately stored in the photographing
상기 촬영 기기(110)를 제어하는 방식은, 하기 제어 기기(120)로부터 전송되는 제어 신호에 의한 수동 제어 방식이고, 이에 따라 상기 드론(100)에는 제어 신호를 받아 촬영 기기(110)를 제어하는 촬영 기기 제어부가 구비되어야 하며, 제어 신호를 수신하고, 인풋 이미지를 송신하기 위한 별도의 송수신 장치가 구비될 수 있으나, 드론(100)에 이미 구비되는 송수신 장치를 이용하도록 구성되어도 무방하다.The method of controlling the photographing
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 상기 드론(100) 및 상기 촬영 기기(110)를 제어 가능한 하나 이상의 제어 기기(120)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, as shown in Fig. 1, the pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention includes one or
상기 제어 기기(120)는 무선 통신 방식으로 상기 드론(100) 및 상기 촬영 기기(110)를 동시 또는 각각 제어 가능한 공지의 조종 장치로써, 드론(100) 및 촬영 기기(110)를 제어하기 위한 용도로 사용되는 전용 단말기일 수 있으나, 제어 어플리케이션이 설치된 스마트폰 등의 사용자 단말기로 구성될 수도 있다.The
즉, 상기 제어 기기(120)가 전용 단말기로 구성되는 경우, 제어 기기(120)에는 드론(100) 측에 구비되는 송수신 장치와의 양 방향 통신을 위한 송수신 장치가 구비되고, 촬영되는 영상을 표시하여 사용자에게 제공하는 디스플레이 장치가 구비되며, 드론(100)을 구동 또는 구동 정지시키는 입력부가 구비될 수 있고, 드론(100)의 비행을 제어하기 위한 입력부가 구비될 수 있으며, 촬영 기기(110)를 구동 또는 구동 정지시키는 입력부가 구비될 수 있고, 영상을 촬영하기 위한 입력부가 구비될 수 있으며, 촬영되는 영상을 줌인 또는 줌아웃하기 위한 입력부가 구비될 수 있으며, 상기한 하나 이상의 입력부는 각각 버튼, 스위치 또는 스틱 중 어느 하나로 구성될 수 있다.That is, when the
또한, 상기 제어 기기(120)가 제어 어플리케이션이 설치된 스마트폰 등의 사용자 단말기로 구성되는 경우, 사용자 단말기의 화면에는 드론(100)을 구동 또는 구동 정지시키고, 드론(100)의 비행을 제어하며, 촬영 기기(110)를 구동 또는 구동 정지시키며, 영상을 촬영하며, 촬영되는 영상을 줌인 또는 줌아웃하기 위한 버튼이 표시될 수 있다.In addition, when the
따라서, 사용자는 상기 제어 기기(120)를 이용하여 상기 드론(100) 및 상기 촬영 기기(110)를 동시에 제어할 수 있고, 드론(100)을 제어하고 일정한 위치에 정지 비행시킨 후 촬영 기기(110)를 제어하는 과정을 반복할 수 있으며, 두 명의 사용자가 각각 하나의 제어 기기(120)로 드론(100)을 제어하고 다른 하나의 제어 기기(120)로 촬영 기기(110)를 제어할 수 있다.Therefore, the user can control the
또한, 상기 제어 기기(120)는 상기 촬영 기기(110)가 체결된 짐벌을 제어하여 촬영 기기(110)의 촬영 각도를 조정할 수 있다.In addition, the
또한, 상기한 바와 같이, 상기 드론(100)은 동시에 복수 개가 운용될 수 있으므로, 상기 제어 기기(120)도 복수 개의 드론(100) 및 드론(100) 각각에 장착되는 촬영 기기(110)를 동시 또는 일시에 제어하기 위한 용도로 복수 개가 구비될 수 있다.In addition, as described above, since a plurality of the
또한, 상기 제어 기기(120)는 상기 거리 센서가 감지하는 외부 물체와의 거리가 기설정된 거리 이하이면, 디스플레이 장치 또는 화면에 경고 메시지를 생성하여 표시하는 주의 기능을 구비할 수 있고, 이러한 주의 기능을 통해 상기 드론(100)은 건물, 교량 또는 노출배관 등과의 충돌을 방지하고 복수 개의 드론(100)이 동시에 운용되는 경우 다른 드론(100)과의 충돌을 방지할 수 있으며, 이러한 주의 기능은 제어 기기(120)에 진동을 발생시키거나 알림음을 발생시키는 방식 등으로도 구현될 수 있다.In addition, the
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 상기 인풋 이미지를 이용하여 3D 모델을 생성하는 모델링 프로그램이 설치되는 모델링 기기(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, as shown in Fig. 1, the pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention includes a
상기 모델링 기기(130)는 상기 촬영 기기(110)에 의하여 생성된 복수 개의 인풋 이미지를 입력받아 단일의 3D 모델을 생성하는 장치로써, 유선 및 무선 통신 방식을 이용한 정보의 입출력이 용이하고, 모델링 프로그램을 설치 가능한 공지의 컴퓨터로 구성됨이 바람직하나, 전용 단말기로 구성되어도 무방하다.The
상기 3D 모델은 사용자의 선택에 따라 다양한 각도로 노출배관의 전체 형상을 확인 가능하고, 각 부분을 확대 가능하도록 모델링 된 이미지로써, 하기 MR 기기(140)를 통해 사용자에게 가상현실상에서 제공되며, 건물, 교량 등에 설치된 노출배관의 전체 및 각 부분을 여러 각도로 촬영한 정지 영상인 인풋 이미지를 이용한 배관 점검 방식에 비하여 점검의 효율성을 향상시키는 효과를 발생시킨다.The 3D model is an image modeled so that the entire shape of the exposed pipe can be checked at various angles according to the user's selection and each part can be enlarged, and is provided to the user in virtual reality through the
즉, 노출배관의 전체 및 각 부분을 촬영한 정지 영상인 인풋 이미지만으로 노출배관을 점검하기 위해서는 사용자가 복수 개의 인풋 이미지를 일일이 확인하여야 하고, 문제가 발견된 인풋 이미지에 대응하는 노출배관의 위치를 다시 확인하여야 하는 등의 문제로 효율적이지 못하나, 상기 3D 모델을 이용한 배관의 점검 방식은 이러한 문제를 모두 해결함으로써, 사용자가 한 장소에서 노출배관 시스템의 다양한 부분을 간단한 손동작만으로 신속하고 정확하며 용이하게 노출배관을 점검할 수 있도록 한다.That is, in order to check the exposure pipe with only the input image, which is a still image of the entire exposure pipe and each part, the user must check a plurality of input images one by one, and locate the exposure pipe corresponding to the input image in which a problem was found. Although it is not efficient due to problems such as having to be checked again, the inspection method of piping using the 3D model solves all these problems, so that the user can quickly, accurately and easily perform various parts of the exposed piping system in one place with simple hand movements. Make it possible to check the exposed piping.
따라서, 상기 모델링 프로그램은 복수 개의 인풋 이미지를 이용하여 통합함으로써 단일의 3D 모델을 생성 가능한 기능을 가지는, 본 발명의 사용자가 직접 개발 또는 개발 의뢰하여 제작된 프로그램일 수 있고, 유료 또는 무료로 이용 가능한 공지의 프로그램일 수 있다.Therefore, the modeling program may be a program produced by direct development or development request by the user of the present invention, which has a function capable of generating a single 3D model by integrating using a plurality of input images, and available for a fee or for free. It may be a known program.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 모델링 기기(130)는 복수 개의 인풋 이미지가 입력되고, 입력된 복수 개의 인풋 이미지로부터 특징점들을 추출하는 추출부(131)와, 추출된 특징점들을 기준으로 하여 영상정합을 수행하는 이미지 매칭부(132) 및 영상정합 된 복수 개의 인풋 이미지를 종합하여 하나의 3D 모델을 생성하는 제1 생성부(133)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Specifically, as shown in FIG. 3, the
상기 추출부(131)는 상기 인풋 이미지에 포함된 건물, 교량, 노출배관 등으로부터 각 피사체의 형상 등에 나타난 고유의 하나 이상의 특징점들을 추출한다.The
즉, 인풋 이미지에 포함되는 건물, 교량, 노출배관 등은 촬영되는 각도 및 촬영 기기(110)와의 거리에 따라 형상 및 크기가 다르게 표현되므로, 상기 추출부(131)는 피사체의 형상 및 크기에 한정되지 않는 하나 이상의 고유의 특징을 추출함으로써 각 인풋 이미지가 촬영된 위치 및 실제 위치가 파악될 수 있도록 한다. That is, buildings, bridges, exposure pipes, etc. included in the input image are expressed differently in shape and size depending on the angle at which they are photographed and the distance to the photographing
또한, 상기 드론에는 GPS 좌표 정보를 수집하는 GPS 장치가 구비될 수 있고, 각각의 인풋 이미지에는 생성시의 GPS 좌표 정보가 입력될 수 있으며, 이에 따라 인풋 이미지에 각각 포함된 GPS 좌표 정보는 각 인풋 이미지의 위치를 결정하는데 이용될 수 있다.In addition, the drone may be equipped with a GPS device that collects GPS coordinate information, and GPS coordinate information at the time of creation may be input to each input image. Accordingly, GPS coordinate information included in each input image is It can be used to determine the location of the image.
상기 이미지 매칭부(132)는 상기 드론(100)의 이동 및 상기 촬영 기기(110)의 촬영 각도 변화에 의하여 각각 다른 좌표계에서 촬영된 복수 개의 인풋 이미지 중 어느 하나의 인풋 이미지를 기준 이미지로 하고, 다른 인풋 이미지를 기준 이미지에 맞추어 모두 동일한 좌표계에서 촬영된 것과 동일한 효과를 구현하는 상기 모델링 기기(120)의 일 구성요소로써, 이러한 좌표계의 일치에는 상기 추출부(131)에서 추출된 특징점들이 기준으로 이용된다.The
상기 제1 생성부(133)는 이미지 매칭부(132)에서 영상정합 된 복수 개의 인풋 이미지를 종합하여 하나의 3D 모델을 생성하며, 이러한 3D 모델의 생성에는 영상을 표정하고 3차원 위치를 추출하기 위한 기본 조건인 공선 조건을 이용한 광속 조정 등의 방식이 이용될 수 있다.The
또한, 상기 모델링 기기(130)에는 상기 3D 모델의 포맷을 변환 가능한 변환 프로그램이 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, a conversion program capable of converting the format of the 3D model is installed in the
상기 변환 프로그램은 상기 모델링 기기(130)에서 생성되는 3D 모델의 포맷과 하기 MR 기기(140)가 실행 가능한 포맷이 다른 경우, 상기 3D 모델이 하기 MR 기기(140)에서 호환되지 않는 경우, 3D 모델의 포맷을 변환시켜 이를 해결하는 프로그램으로써, 본 발명의 사용자가 직접 개발 또는 개발 의뢰하여 제작된 프로그램일 수 있고, 유료 또는 무료로 이용 가능한 공지의 프로그램일 수 있다.When the format of the 3D model generated by the
또한, 상기 변환 프로그램은 복수 개의 프로그램이 연계되어 상기 촬영 기기(110)에 의하여 생성된 3D 모델의 포맷을 하기 MR 기기(140)에서 이용 가능한 포맷으로 변경하는 방식이라도 무방하다.In addition, the conversion program may be a method of changing the format of the 3D model generated by the photographing
또한, 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 기생성된 복수 개의 3D 모델을 비교 또는 기생성된 3D 모델을 기반으로 생성된 복수 개의 2D 이미지를 비교하여 배관의 전후 상태를 용이하게 비교 분석 가능한 것을 특징으로 하며, 이러한 특징에 의해 배관 시스템에 관련된 사용자들이 경제적이고 빠르게 장기간에 걸친 노출배관의 변화 상태를 용이하게 파악하여 변위량을 측정할 수 있도록 하고 파손 부위의 크기를 측정할 수 있도록 한다.In addition, the pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention facilitates the front and rear conditions of the pipe by comparing a plurality of parasitic 3D models or comparing a plurality of 2D images generated based on the parasitic 3D model. It is characterized in that it can be compared and analyzed easily, and by this feature, users related to the piping system can economically and quickly grasp the change state of exposed piping over a long period of time and measure the amount of displacement and measure the size of the damaged area. To be.
구체적으로, 상기 모델링 기기(130)는 생성된 3D 모델을 이용하여 2D 이미지를 생성하는 제2 생성부(134)와, 상기 3D 모델 및 상기 2D 이미지를 저장하는 데이터 베이스(135)와, 복수 개의 2D 이미지를 상호 비교하여 노출배관의 형태 변화를 분석하는 비교 분석부(136)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Specifically, the
상기 제2 생성부(134)는 일정 시간의 간격을 두고 생성된 복수 개의 3D 모델로부터 각각 2D 이미지인 여러 각도의 전체 측면도를 생성하며, 상기 비교 분석부(136)의 요청 또는 분석 실패에 따라 여러 각도의 부분 측면도를 추가로 생성할 수 있다.The
또한, 상기 데이터 베이스(135)는 상기 모델링 기기(130)에 의하여 생성된 3D 모델을 저장함으로써 하기 MR 기기(140)에 전송될 수 있도록 하고, 상기 제2 생성부(134)에 의하여 생성된 2D 이미지를 저장함으로써 노출배관의 형태 변화를 분석하기 위한 비교 자료로써 활용될 수 있도록 하며 하기 MR 기기(140)에서 확인할 수 있도록 한다.In addition, the
또한, 상기 비교 분석부(136)는 일정 기간의 시간 간격에 따라 생성된 복수 개의 3D 모델로부터 각각 생성된 복수 개의 2D 이미지를 동일한 평면상에 겹쳐 비교함으로써 노출배관의 형태 변화를 분석한다.In addition, the
따라서, 비교 대상이 되는 복수 개의 2D 이미지에는 동일한 노출배관이 동일한 각도와 동일한 거리에서 표현되어 있어야 하며, 이에 따라 상기 제2 생성부(134)는 2D 이미지를 생성하기 전 복수 개의 3D 모델 각각의 구도 등을 모두 동일하게 일치시켜야 한다.Therefore, the same exposure pipe must be represented at the same angle and distance in the plurality of 2D images to be compared, and accordingly, the
또한, 상기 비교 분석부(136)는 2D 이미지인 전체 측면도의 크기, 선명도 등의 문제로 비교 분석이 실패한 경우, 상기 제2 생성부(134)에 여러 각도의 전체 측면도를 다시 생성하도록 할 수 있고, 여러 각도의 부분 측면도를 추가로 생성하도록 할 수 있다.In addition, the
따라서, 상기 추출부(131), 상기 이미지 매칭부(132), 상기 제1 생성부(133), 상기 제2 생성부(134), 상기 데이터 베이스(135) 및 상기 비교 분석부(136)의 구성에 의하여 본 발명은 노출배관에 발생한 손상부의 정확한 크기를 측정할 수 있는 효과가 발생하고, 노출배관의 3D 및 2D 형상 데이터를 일정 주기로 확보하여 배관의 열화 상태와 진행을 파악 가능한 효과가 발생한다.Accordingly, the
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 상기 3D 모델을 가상현실로 구현하여 사용자에게 제공하고, 제스처 컨트롤 방식을 이용하여 상기 3D 모델의 일부를 특정할 수 있도록 구성되는 MR 기기(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, as shown in Figure 1, the pipe inspection and repair system using a drone and an MR according to the present invention implements the 3D model in virtual reality and provides it to the user, and a part of the 3D model is provided using a gesture control method. Characterized in that it is configured to include an
상기 MR 기기(140)는 컴퓨터 등의 기기로 구현한 가상의 현실을 사용자에게 제공하는 공지의 장치로써 사용자의 시선이 외부를 향하지 못하도록 머리에 착용하도록 구성되어 Head mounted display(HMD) 또는 Face mounted display(FMD)등으로 지칭되기도 하며, 현실감을 높이기 위한 스테레오 스피커, 마이크 등이 구비될 수 있다.The
또한, 상기 MR 기기(140)는 사용자가 제스처 컨트롤 방식을 이용하여 상기 3D 모델을 확대 및 축소, 이동 및 회전시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하며, 이때 사용되는 제스처는 공지의 VR 기기 또는 MR 기기를 착용한 사용자가 가상의 화면, 사물 등을 컨트롤할 때 이용되는 제스처, 두 손가락을 이용하여 스마트폰의 화면에 표시되는 이미지 등을 확대 및 축소할 때 이용되는 제스처 등의 손동작으로 다양하게 설정될 수 있다.In addition, the
따라서, 상기 MR 기기(140)는 사용자의 제스처를 인식하여 가상현실에 반영하기 위한 후면 카메라, 사용자가 파지하여 모션을 인식시키는 컨트롤러 등의 장치를 더 포함하여 구성되어야 한다.Accordingly, the
도 4(a) 내지 도 4(e)는 사용자가 상기 MR 기기(140)를 이용하여 가상현실로 구현된 노출배관을 확대 및 축소, 이동 및 회전시키며 점검하는 다양한 실시예를 나타낸 예시도이다.4(a) to 4(e) are exemplary diagrams showing various embodiments in which a user enlarges and reduces, moves, and rotates an exposed pipe implemented in virtual reality using the
또한, 상기 MR 기기(140)는 노출배관의 점검시 발견된 크랙(결함) 부위 등을 표시하기 위한 방안으로써, 사용자가 제스처 컨트롤 방식을 이용하여 상기 3D 모델의 일부를 특정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하며, 3D 모델의 일부를 특정하는 방식은 일부의 색상을 다른 부분의 색상과 다르게 변경하는 방식, 일부에 표식을 남기는 방식 등 다양한 방식이 이용될 수 있다.In addition, the
또한, 배관 점검의 효율성을 높이기 위하여 상기 MR 기기(140)도 복수 개가 구비되어 여러 사용자가 동시에 노출배관을 점검하도록 할 수 있으며, 이때 복수 개의 MR 기기(140) 상호 간은 무선 통신 방식으로 연결되어 하나의 MR 기기(140)로 3D 모델의 일부를 특정하면, 동시에 다른 MR 기기(140)로도 특정된 일부가 확인될 수 있도록 하여, 중복 점검에 따른 효율성 저하를 방지할 수 있다.In addition, in order to increase the efficiency of the pipe inspection, a plurality of the
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 상기 드론(100)에 장착된 상태로 분사 제어부(151)에 의하여 제어되어, 사용자가 특정한 위치에 용액 또는 분말 형태의 금속을 분사하는 분사 기기(150)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, as shown in Fig. 1, the pipe inspection and repair system using a drone and MR according to the present invention is controlled by the
상기 분사 기기(150)는 용융되어 액체 형태이거나 분말 형태인 금속 또는 세라믹을 분사하여 대상물에 충돌시켜 응고 또는 퇴적시킴으로써 피막을 형성하는 용사 공법으로 배관의 파손된 크랙 위치를 보수하며, 이용되는 용사의 종류는 HVOF(High Velocity Oxygen fuel) 용사, 플라즈마 용사, 파우더 용사, 메탈라이징 용사 중 어느 하나일 수 있다.The
따라서, 상기 드론(100)은 상기 분사 기기(150)가 노출배관에 용사 할 수 있도록 노출배관의 파손된 크랙 위치에 근접하여야 하며, 이에 따라 상기 드론(100)은 사용자가 상기 MR 기기(140)를 이용하여 3D 모델의 일부를 특정하면, 특정된 일부에 대응하는 노출배관 일부의 인접한 위치로 드론(100)을 자동으로 제어하여 비행시키는 드론 제어부(101)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Therefore, the
상기 드론 제어부(101)가 상기 드론(100)을 자동으로 제어하여 특정된 일부에 대응하는 노출배관 일부의 인접한 위치로 비행시키는 방식은 각각의 인풋 이미지에 입력된 GPS 좌표 정보에 의한 것일 수 있으나, 이와는 다른 방식을 이용하여도 무방하다.The drone controller 101 automatically controls the
상기 분사 제어부(151)는 상기 분사 기기(150)를 제어하여 사용자가 MR 기기(140)를 이용하여 특정한 노출배관의 파손된 크랙 위치에 정확히 용사 할 수 있도록 하며, 이에 따라 상기 분사 기기(150)는 MR 기기(140)와 직접 양방향 통신하도록 구성되는 등의 방식으로 사용자가 특정한 일부가 표시된 3D 모델을 전송받도록 구성되어야 하고, 분사 기기(150) 또는 분사 제어부(151)는 사용자가 특정한 일부가 표시된 3D 모델과 상기 촬영 기기(110)를 통해 실시간 촬영되는 영상을 비교하여 용사 지점을 계산하는 계산부(152)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The
즉, 사용자가 상기 MR 기기(140)를 이용하여 3D 모델의 일부를 특정하면, 상기 드론 제어부(101)가 드론(100)을 자동으로 비행 제어하여 노출배관에 인접하게 이동시키고, 상기 분사 제어부(151)가 상기 분사 기기(150)를 제어하여 노출배관에 용사하도록 하는 방식은 현실세계와 가상현실을 융합시킨 기술이라 할 수 있다. That is, when a user specifies a part of the 3D model using the
또한, 상기 드론 제어부(101)는 상기 분사 제어부(151)는 상호 간에 연계하여 상기 분사 기기(150)에 의한 배관보수 작업이 완료되면, 상기 촬영 기기(110)를 이용하여 복수 개의 인풋 이미지가 재생성되도록 함으로써, 3D 모델 생성 및 사용자에 의한 점검 및 보수 과정이 반복될 수 있도록 한다.In addition, the drone control unit 101, the
또한, 상기 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템은 상기 드론(100)에 비파괴 검사 장비를 장착하여, 상기 촬영 기기(110)에 의한 인풋 이미지의 생성 전에 배관을 침투처리, 세척처리 및 현상처리 등 전처리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pipe inspection and repair system using the drone and the MR is equipped with a non-destructive inspection equipment in the
상기 비파괴 검사 장비를 이용하여 노출배관을 침투처리, 세척처리 및 현상처리 등 전처리하는 본 발명의 일 실시예로써, 상기 비파괴 검사 장비는 침투 탐상 검사(Penetrant Testing)를 수행하기 위한 PT 액 등의 침투액, 세척액 및 현상액을 각각 별개로 분사하도록 구성될 수 있고, 이에 따라, 노출배관에 PT 액을 분사하여 PT 액이 크랙에 침투하도록 침투처리할 수 있으며, 세척액을 분사하여 노출배관에 잔존하는 PT 액을 제거하는 세척처리할 수 있으며, 노출배관의 크랙에 침투한 PT 액이 빠져나와 지시모양을 형성하도록 현상액을 분사하여 현상처리할 수 있다. As an embodiment of the present invention in which the exposed pipe is pretreated, such as permeation treatment, washing treatment, and development treatment, using the non-destructive testing equipment, the non-destructive testing equipment is a penetrant liquid such as PT fluid for performing penetrant testing. , Washing liquid and developer can be separately sprayed, and accordingly, PT liquid can be sprayed into the exposed pipe to penetrate the PT liquid to penetrate the crack, and PT liquid remaining in the exposed pipe by spraying the cleaning liquid It can be washed to remove and developed by spraying a developer so that the PT liquid that has penetrated into the cracks of the exposed pipe escapes and forms an indication shape.
즉, 상기 침투처리, 세척처리 및 현상처리 등의 전처리 과정을 거쳐 노출배관의 크랙 발생 위치에 지시모양이 형성되도록 함으로써, 이후의 3D 모델 생성 및 사용자에 의한 점검 시에 사용자가 용이하게 크랙 발생 위치를 발견할 수 있게 하는 효과가 발생한다.That is, the indication shape is formed at the crack location of the exposed pipe through the pretreatment process such as the penetration treatment, washing treatment, and development treatment, so that the user can easily generate the crack location during subsequent 3D model generation and inspection by the user. There is an effect that makes it discoverable.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.The embodiments introduced above are provided by way of example in order to sufficiently convey the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, and the present invention is based on the above-described embodiments. It is not limited and may be embodied in other forms.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated or reduced for convenience.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In addition, the same reference numbers throughout the specification indicate the same elements.
100 : 드론
101 : 드론 제어부
110 : 촬영 기기
120 : 제어 기기
130 : 모델링 기기
131 : 추출부 132 : 이미지 매칭부
133 : 제1 생성부 134 : 제2 생성부
135 : 데이터 베이스 136 : 비교 분석부
140 : MR 기기
150 : 분사 기기
151 : 분사 제어부 152 : 계산부100: drone
101: drone control
110: photographing device
120: control device
130: modeling device
131: extraction unit 132: image matching unit
133: first generation unit 134: second generation unit
135: database 136: comparative analysis unit
140: MR instrument
150: injection device
151: injection control unit 152: calculation unit
Claims (9)
상기 드론(100)에 장착되고, 교량 등에 설치된 노출배관을 여러 각도로 촬영하여 복수 개의 인풋 이미지를 생성하는 촬영 기기(110);
상기 드론(100) 및 상기 촬영 기기(110)를 제어 가능한 하나 이상의 제어 기기(120);
상기 인풋 이미지를 이용하여 3D 모델을 생성하는 모델링 프로그램이 설치되는 모델링 기기(130);
상기 3D 모델을 가상현실로 구현하여 사용자에게 제공하고, 제스처 컨트롤 방식을 이용하여 상기 3D 모델의 일부를 특정할 수 있도록 구성되는 MR 기기(140);
상기 드론(100)에 장착된 상태로 분사 제어부(151)에 의하여 제어되어, 사용자가 특정한 위치에 용액 또는 분말 형태의 금속을 분사하는 분사 기기(150); 를 포함하여 구성되되,
상기 MR 기기(140)는,
사용자가 제스처 컨트롤 방식을 이용하여 상기 3D 모델을 확대 및 축소, 이동 및 회전시킬 수 있도록 구성되고,
상기 MR 기기(140)는,
노출배관의 점검시 발견된 크랙(결함) 부위를 표시하기 위해 사용자가 제스처 컨트롤 방식을 이용하여 상기 3D 모델의 일부를 특정할 수 있도록 구성되되, 일부의 색상을 다른 부분의 색상과 다르게 변경하는 방식으로 구성되고,
상기 모델링 기기(130)는,
생성된 3D 모델을 기반으로 2D 이미지를 생성하여 배관의 전후 상태를 용이하게 비교 분석 가능하도록 구성되되,
상기 모델링 기기(130)가,
생성된 3D 모델을 이용하여 2D 이미지를 생성하는 제2 생성부(134);
상기 3D 모델 및 상기 2D 이미지를 저장하는 데이터 베이스(135);
복수 개의 2D 이미지를 상호 비교하여 노출배관의 형태 변화를 분석하는 비교 분석부(136); 를 포함하여 구성되고,
상기 비교 분석부(136)는,
2D 이미지인 전체 측면도의 크기, 선명도의 문제로 비교 분석이 실패한 경우, 상기 제2 생성부(134)에 여러 각도의 전체 측면도를 다시 생성하도록 하고, 여러 각도의 부분 측면도를 추가로 생성하도록 구성되며,
상기 드론(100)에 비파괴 검사 장비(미도시)를 장착하여,
상기 촬영 기기(110)에 의한 인풋 이미지의 생성 전에 배관을 전처리하는 침투처리, 세척처리 및 현상처리를 하는 것을 특징으로 하는 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템.
One or more inspection drones 100;
A photographing device (110) mounted on the drone (100), photographing an exposure pipe installed on a bridge, etc. at various angles to generate a plurality of input images;
One or more control devices 120 capable of controlling the drone 100 and the photographing device 110;
A modeling device 130 installed with a modeling program for generating a 3D model using the input image;
An MR device 140 configured to implement the 3D model in virtual reality and provide it to a user, and to specify a part of the 3D model using a gesture control method;
A spray device 150 that is mounted on the drone 100 and controlled by the spray control unit 151 for spraying a solution or powder metal at a specific location by the user; It is composed including,
The MR device 140,
It is configured so that the user can enlarge and reduce, move and rotate the 3D model using a gesture control method,
The MR device 140,
It is configured so that the user can specify a part of the 3D model by using a gesture control method to display the crack (defect) part found during inspection of the exposed piping, but the color of a part is changed differently from the color of other parts. Consists of,
The modeling device 130,
It is configured to easily compare and analyze the front and rear conditions of the pipe by creating 2D images based on the generated 3D model.
The modeling device 130,
A second generator 134 that generates a 2D image using the generated 3D model;
A database 135 for storing the 3D model and the 2D image;
A comparison and analysis unit 136 for comparing a plurality of 2D images with each other to analyze a change in the shape of the exposed pipe; It is composed including,
The comparison and analysis unit 136,
When the comparison analysis fails due to the problem of the size and sharpness of the 2D image of the entire side view, the second generation unit 134 is configured to regenerate the entire side view of various angles, and additionally generate a partial side view of various angles. ,
By attaching a non-destructive inspection equipment (not shown) to the drone 100,
A pipe inspection and repair system using a drone and an MR, characterized in that pretreatment of the pipe prior to generation of the input image by the photographing device 110, infiltration treatment, washing treatment, and development treatment.
상기 모델링 기기(130)는,
복수 개의 인풋 이미지가 입력되고, 입력된 복수 개의 인풋 이미지로부터 특징점들을 추출하는 추출부(131);
추출된 특징점들을 초기점으로 하여 영상정합을 수행하는 이미지 매칭부(132);
영상정합 된 복수 개의 인풋 이미지를 종합하여 하나의 3D 모델을 생성하는 제1 생성부(133); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템.
The method of claim 1,
The modeling device 130,
An extraction unit 131 for inputting a plurality of input images and extracting feature points from the plurality of input images;
An image matching unit 132 that performs image matching using the extracted feature points as initial points;
A first generating unit 133 for generating a single 3D model by synthesizing a plurality of image-matched input images; Pipe inspection and repair system using a drone and MR, characterized in that configured to include.
상기 모델링 기기(130)에는,
상기 3D 모델의 포맷을 변환 가능한 변환 프로그램이 설치되는 것을 특징으로 하는 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템.
The method of claim 1,
In the modeling device 130,
A pipe inspection and repair system using a drone and an MR, characterized in that a conversion program capable of converting the format of the 3D model is installed.
상기 드론(100)은,
사용자가 상기 MR 기기(140)를 이용하여 3D 모델의 일부를 특정하면,
특정된 일부에 대응하는 배관 일부의 인접한 위치로 드론(100)을 자동으로 제어하여 비행시키는 드론 제어부(101)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템.
The method of claim 1,
The drone 100,
When the user specifies a part of the 3D model using the MR device 140,
A pipe inspection and repair system using a drone and an MR, characterized in that it comprises a drone controller 101 that automatically controls and flies the drone 100 to a position adjacent to a portion of the pipe corresponding to the specified part.
상기 분사 제어부(151)는,
사용자가 특정한 일부가 표시된 3D 모델과 상기 촬영 기기(110)를 통해 실시간 촬영되는 영상을 비교하여, 상기 분사 기기(150)의 용사 지점을 계산하는 계산부(152)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론과 MR을 이용한 배관 점검 및 보수 시스템.
The method of claim 1,
The injection control unit 151,
It characterized in that it comprises a calculation unit 152 that calculates the spraying point of the spraying device 150 by comparing the 3D model in which a specific part is displayed by the user with an image captured in real time through the photographing device 110. Pipe inspection and repair system using drone and MR.
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