KR102168885B1 - A real time monitoring apparatus for inspecting remote gas leaks and appearance of pipelines using a drone - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치에 관한 것이다.
본 발명은 드론 및 드론 조종장치를 포함하고, 상기 드론은, 분산 및 비분산 융합형 레이저 감지 방식으로 누출 가스 데이터를 획득하는 레이저 가스검지기, 적외선 감지 방식으로 누출 가스 열화상 데이터를 획득하는 열화상 획득 카메라, 지시형 레이저 포인터 데이터와 가스 배관 영상 데이터를 획득하는 영상 획득 카메라, 상기 누출 가스 데이터, 상기 누출 가스 열화상 데이터, 상기 지시형 레이저 포인터 데이터, 상기 가스 배관 영상 데이터를 압축하여 압축 데이터를 생성하는 데이터 압축부 및 상기 압축 데이터가 상기 드론 조종장치로 전송되도록 제어하는 드론 제어부를 포함하고, 상기 드론 조종장치는, 상기 드론으로부터 전송받은 압축 데이터를 압축 해제하여 상기 누출 가스 데이터, 상기 누출 가스 열화상 데이터, 상기 지시형 레이저 포인터 데이터, 상기 가스 배관 영상 데이터로 변환하는 데이터 압축 해제부, 상기 누출 가스 데이터를 이용하여 누출 가스 농도의 수치 정보를 생성하고, 상기 누출 가스 열화상 데이터를 이용하여 누출 가스 열화상 정보를 생성하고, 상기 지시형 레이저 포인터 데이터를 이용하여 지시형 레이저 포인터 영상 정보를 생성하고, 상기 가스 배관 영상 데이터를 이용하여 가스 배관 영상 정보를 생성하는 데이터 처리부 및 상기 누출 가스 농도의 수치 정보, 상기 누출 가스 열화상 정보, 상기 지시형 레이저 포인터 영상 정보, 상기 가스 배관 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 디스플레이되도록 제어하는 조종장치 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있다.The present invention relates to a real-time monitoring device for remote gas leakage and pipe appearance inspection using a drone.
The present invention includes a drone and a drone control device, wherein the drone is a laser gas detector that acquires leaked gas data by a distributed and non-dispersive fusion laser detection method, and a thermal image that acquires leaked gas thermal image data by an infrared detection method. An image acquisition camera for acquiring an acquisition camera, indication laser pointer data and gas pipe image data, the leaked gas data, the leaked gas thermal image data, the indication laser pointer data, and the gas pipe image data to compress the compressed data. And a drone control unit for controlling the generated data compression unit and the compressed data to be transmitted to the drone control unit, wherein the drone control unit decompresses the compressed data transmitted from the drone to decompress the leaked gas data and the leaked gas. Using the thermal image data, the indicator laser pointer data, the data decompression unit converting the gas pipe image data, the leaked gas data to generate numerical information of the leaked gas concentration, and using the leaked gas thermal image data A data processing unit that generates thermal image information of leaking gas, generates indication type laser pointer image information using the indication type laser pointer data, and generates gas pipe image information using the gas pipe image data, and the leaked gas concentration And a control unit controlling the display of at least one of the numerical information, the leaked gas thermal image information, the indicator laser pointer image information, and the gas pipe image information.
According to the present invention, it is possible to efficiently and accurately perform gas leakage and pipe appearance inspection even in an environment where there is a space limitation when an inspector performs a pipe inspection such as a high-rise apartment or a large bridge.
Description
본 발명은 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time monitoring device for remote gas leakage and pipe appearance inspection using a drone. More specifically, the present invention provides a long-distance gas leak using a drone to enable efficient and accurate gas leakage and pipe exterior inspection even in environments where there is a space limitation for an inspector to perform a pipe inspection, such as a high-rise apartment or a large bridge. It relates to a real-time monitoring device for pipe appearance inspection.
현재, 고층 아파트 입상 배관이나 대형 교량 첨가 배관에 대한 육안 검사를 수행하고는 있지만, 공간적 제약 때문에 상세하게 검사나 진단이 수행되지 못하고 있는 실정이다. 즉, 고층 아파트 입상 배관이나 대형 교량 첨가 배관의 가스 누출 여부에 대한 정밀한 검사나 진단은 현재 이루어지지 못하고 있는 실정이다.Currently, a visual inspection is performed on the piping of a high-rise apartment or a piping with a large bridge, but detailed inspection or diagnosis is not performed due to space constraints. In other words, a detailed inspection or diagnosis of gas leaks in the piping of a high-rise apartment building or a piping with a large bridge is not currently made.
따라서, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 기술이 필요하다.Accordingly, there is a need for a technology that enables an inspector to efficiently and accurately perform gas leakage and pipe appearance inspection in an environment where there is a space limitation in performing a pipe inspection, such as a high-rise apartment or a large bridge.
본 발명은 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention provides a remote gas leak and pipe appearance inspection using a drone that enables efficient and accurate gas leakage and pipe exterior inspection even in environments where there is a space limitation for an inspector to perform a pipe inspection such as a high-rise apartment or a large bridge. It is a technical task to provide a real-time monitoring device for
또한, 본 발명은 드론을 조종하여 공간적 제약을 극복한 상태에서 가스배관 동영상과 가스누출 상태를 측정하여 실시간 데이터를 무선통신을 통하여 지상의 제어 및 디스플레이 장치에 보내어 표시하도록 함으로써, 고층 아파트 입상 배관이나 교량 첨가 배관의 가스 누출 여부 및 배관의 부식, 크랙 상태 등을 효율적이고 정밀하게 검사 및 진단할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention measures a gas pipe video and a gas leak state while controlling a drone to overcome spatial constraints, and transmits real-time data to a control and display device on the ground through wireless communication for display. The technical task is to enable efficient and precise inspection and diagnosis of gas leaks, corrosion, and crack conditions in the pipes added to the bridge.
또한, 기존 레이저 메탄검지기는 비분산 적외선 방식으로 레이저를 가스누출 예상지역에 조사하여 돌아오는 빛의 세기의 감소량을 선형화하여 가스누출농도를 측정할 때 무인비행체가 공중에 진동과 바람 등에 요인으로 흔들릴 경우 레이저 빔의 반경이 약 10cm 이하이므로 검사대상체의 검출범위를 벗어나게 되므로 검출능력이 현저히 떨어진다. 본 발명은 분산형과 비분산형 레이저를 융합하여 사용하므로 무인비행체(드론) 흔들림이 존재하더라도 탐지범위를 벗어나지 않으므로 검출능력이 우수하다.In addition, the conventional laser methane detector uses a non-dispersive infrared method to irradiate the laser to the expected gas leak area and linearize the amount of decrease in the intensity of the return light. In this case, since the radius of the laser beam is about 10 cm or less, it is out of the detection range of the object to be inspected, so the detection capability is significantly lowered. In the present invention, since distributed and non-dispersive lasers are fused and used, even if there is shaking of an unmanned aerial vehicle (drone), the detection capability is excellent because it does not deviate from the detection range.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치로서, 드론 및 상기 드론과의 무선통신을 통하여 상기 드론을 제어하고 상기 드론으로부터 모니터링 데이터를 전송받는 드론 조종장치를 포함하고, 드론 및 상기 드론과의 무선통신을 통하여 상기 드론을 제어하고 상기 드론으로부터 모니터링 데이터를 전송받는 드론 조종장치를 포함하고, 상기 드론은, 분산 및 비분산 융합형 레이저 감지 방식으로 누출 가스 데이터를 획득하는 레이저 가스검지기, 적외선 감지 방식으로 누출 가스 열화상 데이터를 획득하는 열화상 획득 카메라, 지시형 레이저 포인터 데이터와 가스 배관 영상 데이터를 획득하는 영상 획득 카메라, 상기 누출 가스 데이터, 상기 누출 가스 열화상 데이터, 상기 지시형 레이저 포인터 데이터, 상기 가스 배관 영상 데이터를 압축하여 압축 데이터를 생성하는 데이터 압축부 및 상기 압축 데이터가 상기 드론 조종장치로 전송되도록 제어하는 드론 제어부를 포함하고, 상기 드론 조종장치는, 상기 드론으로부터 전송받은 압축 데이터를 압축 해제하여 상기 누출 가스 데이터, 상기 누출 가스 열화상 데이터, 상기 지시형 레이저 포인터 데이터, 상기 가스 배관 영상 데이터로 변환하는 데이터 압축 해제부, 상기 누출 가스 데이터를 이용하여 누출 가스 농도의 수치 정보를 생성하고, 상기 누출 가스 열화상 데이터를 이용하여 누출 가스 열화상 정보를 생성하고, 상기 지시형 레이저 포인터 데이터를 이용하여 지시형 레이저 포인터 영상 정보를 생성하고, 상기 가스 배관 영상 데이터를 이용하여 가스 배관 영상 정보를 생성하는 데이터 처리부 및 상기 누출 가스 농도의 수치 정보, 상기 누출 가스 열화상 정보, 상기 지시형 레이저 포인터 영상 정보, 상기 가스 배관 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 디스플레이되도록 제어하는 조종장치 제어부를 포함한다.The present invention for solving these technical problems is a real-time monitoring device for distant gas leakage and pipe appearance inspection using a drone, controlling the drone through wireless communication with the drone and the drone, and receiving monitoring data from the drone. A drone control device including a drone control device, and a drone control device that controls the drone through wireless communication with the drone and the drone and receives monitoring data from the drone. A laser gas detector that acquires leaked gas data with an infrared detection method, a thermal image acquisition camera that acquires leaky gas thermal image data, an image acquisition camera that acquires indication laser pointer data and gas pipe image data, the leaked gas data, A data compression unit that compresses the leaked gas thermal image data, the instruction type laser pointer data, and the gas pipe image data to generate compressed data, and a drone control unit that controls the compressed data to be transmitted to the drone controller, The drone control device includes a data decompression unit for decompressing the compressed data transmitted from the drone to convert the leaked gas data, the leaked gas thermal image data, the indication laser pointer data, and the gas pipe image data, the Numerical information of the leaked gas concentration is generated using the leaked gas data, leaked gas thermal image information is generated using the leaked gas thermal image data, and the indication laser pointer image information is obtained using the indication laser pointer data. Among the data processing unit generating and generating gas pipe image information using the gas pipe image data and numerical information of the leaked gas concentration, the leaking gas thermal image information, the indication laser pointer image information, and the gas pipe image information It includes a control unit for controlling to display at least one piece of information.
본 발명에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 장치에 있어서, 상기 조종장치 제어부는, 상기 누출 가스 농도의 수치 정보, 상기 누출 가스 열화상 정보, 상기 가스 배관 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 감지 시간의 흐름에 대응하여 동적으로 변동되면서 디스플레이되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the real-time monitoring apparatus for gas leak and pipe appearance using a drone according to the present invention, the control unit control unit includes at least one of numerical information of the leaked gas concentration, the leaked gas thermal image information, and the gas pipe image information. It is characterized in that the display is dynamically changed and displayed in response to the passage of the sensing time.
본 발명에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 장치에 있어서, 상기 조종장치 제어부는, 상기 누출 가스 농도의 수치 정보가 지정된 임계치를 초과하는 것으로 판단되는 경우 경고 정보가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the real-time monitoring apparatus for gas leakage and pipe appearance using a drone according to the present invention, the control unit controls to output warning information when it is determined that numerical information of the leaked gas concentration exceeds a specified threshold. To do.
본 발명에 따르면, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 드론을 이용한 분산 및 비분산 융합형 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치가 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, a distributed and non-distributed fusion type using a drone that enables an inspector to perform a pipe inspection efficiently and accurately even in an environment where there is a space limitation in performing a pipe inspection such as a high-rise apartment or a large bridge. There is an effect of providing a real-time monitoring device for remote gas leakage and pipe appearance inspection.
또한, 드론을 조종하여 공간적 제약을 극복한 상태에서 가스배관 동영상과 가스누출 농도를 측정하여 실시간 데이터를 무선통신을 통하여 지상의 제어 및 디스플레이 장치에 보내어 표시하도록 함으로써, 고층 아파트 입상 배관이나 교량 첨가 배관의 가스 누출 여부 및 배관의 부식, 크랙 상태 등을 효율적이고 정밀하게 검사 및 진단할 수 있는 효과가 있다.In addition, by controlling the drone to overcome spatial constraints, the gas pipe video and the gas leak concentration are measured, and real-time data is sent to the ground control and display device through wireless communication for display. There is an effect of efficiently and precisely inspecting and diagnosing whether gas leaks, corrosion, and cracks in pipes.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 장치의 구체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a gas leak and pipe appearance real-time monitoring apparatus using a drone according to an embodiment of the present invention,
2 is a view for explaining a specific operation of the real-time monitoring apparatus for gas leakage and pipe appearance using a drone according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in the present specification are merely illustrative for the purpose of describing the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention are It may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the present specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of the rights according to the concept of the present invention, the first component may be named as the second component and similarly the second component. The component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it is directly connected to or may be connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present specification are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described herein, but one or more other features. It is to be understood that the possibility of addition or presence of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this specification. Does not.
본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기 전에 본 발명의 특징을 요약하여 설명하면 다음과 같다.Before describing the embodiments of the present invention in detail, the features of the present invention will be summarized and described as follows.
본 발명은 드론에 원거리 분산 또는 비 분산형 레이저 가스검지기나 가스누출측정 열화상 카메라와 고정밀 카메라를 장착하여 무선통신을 이용하여 가스배관 영상과 가스누출 농도를 압축하여 지상의 무선통신장치 수신부로 보내어 데이터를 변환하여 디스플레이 장치에 실시간으로 표시하여 가스누출과 배관의 외관상태를 검사할 수 있도록 하는 기술이다.The present invention is equipped with a remotely dispersed or non-distributed laser gas detector or a gas leak measurement thermal imaging camera and a high-precision camera on a drone to compress the gas pipe image and the gas leak concentration using wireless communication and send it to the receiving unit of a wireless communication device on the ground. It is a technology that converts data and displays it on a display device in real time to inspect gas leaks and external appearance of pipes.
예를 들어, 검사분야는 고층 또는 교량첨가 배관의 가스누출과 외관 부식상태 등을 동시에 검사할 수 있는 기술로서 가연성 또는 독성 가스 배관 검사에도 적용할 수 있다. 이와 관련, 종래에는, 고층 아파트 입상배관이나 대형 가스시설의 가스누출과 외관검사를 수행하지 못하고 있는 실정이다.For example, the inspection field is a technology that can simultaneously inspect gas leaks and exterior corrosion conditions of high-rise or bridge-added piping, and can be applied to inspection of flammable or toxic gas piping. In this regard, conventionally, gas leaks and exterior inspections of upright pipes or large gas facilities in high-rise apartments have not been performed.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a gas leak and pipe appearance real-time monitoring apparatus using a drone according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예는 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치로서, 드론(1) 및 드론(1)과의 무선통신을 통하여 드론(1)을 제어하고 드론(1)으로부터 모니터링 데이터를 전송받는 드론 조종장치(2)를 포함한다. 이하의 설명에서, 드론(1)은 무인 비행체일 수 있으며, 본 발명의 특징부에 대한 설명의 요지가 흐려지지 않도록, 드론(1)의 비행을 위한 구동수단들, 드론(1)의 비행을 제어하기 위한 드론 조종장치(2)의 구성에 대해서는, 설명을 생략한다. 이에 대한 구성의 공지된 다양한 구성이 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, an embodiment of the present invention is a real-time monitoring device for remote gas leakage and pipe appearance inspection using a drone, and a drone 1 is connected through wireless communication with the drone 1 and the drone 1. It includes a drone control device (2) that controls and receives monitoring data from the drone (1). In the following description, the drone 1 may be an unmanned aerial vehicle, and in order not to obscure the gist of the description of the features of the present invention, driving means for the flight of the drone 1 and the flight of the drone 1 are A description of the configuration of the
드론(1)은, 레이저 가스검지기(110), 열화상 획득 카메라(120), 영상 획득 카메라(130), 데이터 압축부(140), 무선 통신부(150) 및 드론 제어부(160)를 포함한다.The drone 1 includes a
레이저 가스검지기(110)는 분산형과 비분산형 적외선 레이저를 융합한 감지 방식으로 가스누출 농도를 측정하고, 그 데이터인 누출 가스 데이터를 획득하는 기능을 수행한다.The
열화상 획득 카메라(120)는 적외선 감지 방식으로 누출 가스 열화상 데이터를 획득하는 기능을 수행한다. 즉, 열화상 획득 카메라(120)는 가스 배관 주변의 온도 차이, 즉 가스가 배관 등에서 누출될 때 급격한 온도 차이가 발생하며 구름과 같은 형상을 띠며 누출되는 동영상에 대한 데이터를 수집하며, 이 데이터가 가스누출 상황 열화상 데이터이다.The thermal
영상 획득 카메라(130)는 가스 배관 영상 데이터와 레이저 가스검지기의 지시형 레이저 포인터의 데이터를 획득하는 기능을 수행한다. 가스 배관의 상태에 대한 정밀한 분석을 위해, 영상 획득 카메라(130)는 줌(zoom) 기능이 탑재된 고정밀 카메라인 것이 바람직하다.The
데이터 압축부(140)는 레이저 가스검지기(110)로부터 전달받은 누출 가스 데이터, 열화상 획득 카메라(120)로부터 전달받은 누출 가스 열화상 데이터, 영상 획득 카메라(130)로부터 전달받은 지시형 레이저 포인터 데이터, 가스 배관 영상 데이터를 미리 설정되어 있는 압축 알고리즘에 따라 압축하여 압축 데이터를 생성하는 기능을 수행한다.The
무선 통신부(150)는 데이터 압축부(140)에 의해 생성된 압축 데이터를 드론 조종장치(2)에 구비된 무선 통신부(210)로 무선 전송하는 기능을 수행한다. 이외에도, 무선 통신부(150)는 드론 조종장치(2)로부터 드론(1)의 비행 구동을 제어하기 위한 구동 제어 데이터를 전송받고, 드론(1)의 현재 비행 구동 상태에 대한 정보를 드론 조종장치(2)로 전송한다.The
드론 제어부(160)는 데이터 압축부(140)에 의해 생성된 압축 데이터가 드론 조종장치(2)에 구비된 무선 통신부(210)로 전송되도록 제어하는 기능을 수행한다. 이외에도, 드론 제어부(160)는 드론(1)의 비행 구동을 위한 전반적인 제어 동작을 수행한다.The
드론 조종장치(2)는, 무선 통신부(210), 데이터 압축 해제부(220), 데이터 처리부(230), 정보 표시부(240) 및 조종장치 제어부(250)를 포함하여 구성된다.The
무선 통신부(210)는 드론(1)에 구비된 무선 통신부(150)와의 무선 통신을 지원하는 기능을 수행한다.The
데이터 압축 해제부(220)는 드론(1)으로부터 전송받은 압축 데이터를 압축 해제하여 압축 이전의 데이터들인 누출 가스 데이터, 누출 가스 열화상 데이터, 지시형 레이저 포인터 데이터, 가스 배관 영상 데이터로 변환하는 기능을 수행한다.The
데이터 처리부(230)는 누출 가스 데이터를 이용하여 누출 가스 농도의 수치 정보를 생성하고, 누출 가스 열화상 데이터를 이용하여 누출 가스 열화상 정보를 생성하고, 지시형 레이저 포인터 데이터를 이용하여 지시형 레이저 포인터 영상 정보를 생성하고, 가스 배관 영상 데이터를 이용하여 가스 배관 영상 정보를 생성하는 기능을 수행한다.The
정보 표시부(240)는 누출 가스 농도의 수치 정보, 누출 가스 열화상 정보, 지시형 레이저 포인터 영상 정보, 가스 배관 영상 정보를 관리자에게 현시하는 기능을 수행한다.The
조종장치 제어부(250)는 데이터 처리부(230)에 의해 생성된 누출 가스 농도의 수치 정보, 누출 가스 열화상 정보, 지시형 레이저 포인터 영상 정보, 가스 배관 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 정보 표시부(240)를 통해 디스플레이되도록 제어하는 기능을 수행한다.The control
예를 들어, 조종장치 제어부(250)는, 데이터 처리부(230)에 의해 생성된 누출 가스 농도의 수치 정보, 누출 가스 열화상 정보, 지시형 레이저 포인터 영상 정보, 가스 배관 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 감지 시간의 흐름에 대응하여 동적으로 변동되면서 디스플레이되도록 제어할 수 있다.For example, the control
또한, 예를 들어, 조종장치 제어부(250)는, 누출 가스 농도의 수치 정보가 지정된 임계치를 초과하는 것으로 판단되는 경우, 경고 정보가 출력되도록 제어할 수 있다.In addition, for example, when it is determined that the numerical information of the leaked gas concentration exceeds a specified threshold value, the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 장치의 구체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a specific operation of the real-time monitoring apparatus for gas leakage and pipe appearance using a drone according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 단계 S10에서는, 드론 조종장치(2)의 제어에 따라 드론(1)의 감지 동작이 개시되는 과정이 수행된다.Referring to FIG. 2, in step S10, a process of starting the detection operation of the drone 1 according to the control of the
단계 S20에서는, 레이저 가스검지기(110)가 레이저 감지 방식으로 누출 가스 데이터를 획득하는 과정이 수행된다.In step S20, a process of acquiring leak gas data by the
단계 S30에서는, 열화상 획득 카메라(120)가 적외선 감지 방식으로 누출 가스 열화상 데이터를 획득하는 과정이 수행된다.In step S30, the thermal
단계 S40에서는, 영상 획득 카메라(130)가 지시형 레이저 포인터 데이터, 가스 배관 영상 데이터를 획득하는 과정이 수행된다.In step S40, a process of acquiring the instruction type laser pointer data and gas pipe image data by the
단계 S50에서는, 데이터 압축부(140)가 레이저 가스검지기(110)로부터 전달받은 누출 가스 데이터, 열화상 획득 카메라(120)로부터 전달받은 누출 가스 열화상 데이터, 영상 획득 카메라(130)로부터 전달받은 지시형 레이저 포인터 데이터, 가스 배관 영상 데이터를 미리 설정되어 있는 압축 알고리즘에 따라 압축하여 압축 데이터를 생성하는 과정이 수행된다.In step S50, the
단계 S60에서는, 무선 통신부(150)가 데이터 압축부(140)에 의해 생성된 압축 데이터를 드론 조종장치(2)에 구비된 무선 통신부(210)로 무선 전송하는 과정이 수행된다.In step S60, a process of wirelessly transmitting the compressed data generated by the
단계 S70에서는, 데이터 압축 해제부(220)가 드론(1)으로부터 전송받은 압축 데이터를 압축 해제하여 압축 이전의 데이터들인 누출 가스 데이터, 누출 가스 열화상 데이터, 지시형 레이저 포인터 데이터, 가스 배관 영상 데이터로 변환하는 과정이 수행된다.In step S70, the
단계 S80에서는, 데이터 처리부(230)가 누출 가스 데이터를 이용하여 누출 가스 농도의 수치 정보를 생성하고, 누출 가스 열화상 데이터를 이용하여 누출 가스 열화상 정보를 생성하고, 지시형 레이저 포인터 데이터를 이용하여 지시형 레이저 포인터 영상 정보를 생성하고, 가스 배관 영상 데이터를 이용하여 가스 배관 영상 정보를 생성하는 과정이 수행된다.In step S80, the
단계 S90에서는, 정보 표시부(240)가 조종장치 제어부(250)의 제어에 따라 누출 가스 농도의 수치 정보, 누출 가스 열화상 정보, 지시형 레이저 포인터 영상 정보, 가스 배관 영상 정보를 관리자에게 현시하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 단계 S90에서, 조종장치 제어부(250)가, 데이터 처리부(230)에 의해 생성된 누출 가스 농도의 수치 정보, 누출 가스 열화상 정보, 지시형 레이저 포인터 영상 정보, 가스 배관 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 감지 시간의 흐름에 대응하여 동적으로 변동되면서 디스플레이되도록 제어할 수 있다. 또한, 예를 들어, 단계 S90에서, 조종장치 제어부(250)가, 누출 가스 농도의 수치 정보가 지정된 임계치를 초과하는 것으로 판단되는 경우, 경고 정보가 출력되도록 제어할 수 있다.In step S90, a process in which the
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치가 제공되는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, even in an environment where an inspector performs a piping inspection, such as a high-rise apartment or a large bridge, in an environment where there is a space limitation, a drone is used to efficiently and accurately perform gas leakage and pipe appearance inspection. There is an effect of providing a real-time monitoring device for remote gas leakage and pipe appearance inspection.
또한, 드론을 조종하여 공간적 제약을 극복한 상태에서 가스배관 동영상과 가스누출 상태를 측정하여 실시간 데이터를 무선통신을 통하여 지상의 제어 및 디스플레이 장치에 보내어 표시하도록 함으로써, 고층 아파트 입상 배관이나 교량 첨가 배관의 가스 누출 여부 및 배관의 부식, 크랙 상태 등을 효율적이고 정밀하게 검사 및 진단할 수 있는 효과가 있다.In addition, by controlling the drone to overcome spatial constraints, the gas pipe video and the gas leak state are measured, and real-time data is sent to the ground control and display device through wireless communication for display. There is an effect of efficiently and precisely inspecting and diagnosing whether gas leaks, corrosion, and cracks in pipes.
1: 드론
2: 드론 조종장치
110: 레이저 가스검지기
120: 열화상 획득 카메라
130: 영상 획득 카메라
140: 데이터 압축부
150: 무선 통신부
160: 드론 제어부
210: 무선 통신부
220: 데이터 압축 해제부
230: 데이터 처리부
240: 정보 표시부
250: 조종장치 제어부1: drone
2: drone controls
110: laser gas detector
120: thermal image acquisition camera
130: image acquisition camera
140: data compression unit
150: wireless communication unit
160: drone control unit
210: wireless communication unit
220: data decompression unit
230: data processing unit
240: information display unit
250: control unit control unit
Claims (3)
드론; 및
상기 드론과의 무선통신을 통하여 상기 드론을 제어하고 상기 드론으로부터 모니터링 데이터를 전송받는 드론 조종장치를 포함하고,
상기 드론은,
분산 및 비분산 융합형 레이저 감지 방식으로 누출 가스 데이터를 획득하는 레이저 가스검지기;
적외선 감지 방식으로 누출 가스 열화상 데이터를 획득하는 열화상 획득 카메라;
지시형 레이저 포인터 데이터와 가스 배관 영상 데이터를 획득하는 영상 획득 카메라;
상기 누출 가스 데이터, 상기 누출 가스 열화상 데이터, 상기 지시형 레이저 포인터 데이터, 상기 가스 배관 영상 데이터를 압축하여 압축 데이터를 생성하는 데이터 압축부; 및
상기 압축 데이터가 상기 드론 조종장치로 전송되도록 제어하는 드론 제어부를 포함하고,
상기 드론 조종장치는,
상기 드론으로부터 전송받은 압축 데이터를 압축 해제하여 상기 누출 가스 데이터, 상기 누출 가스 열화상 데이터, 상기 지시형 레이저 포인터 데이터, 상기 가스 배관 영상 데이터로 변환하는 데이터 압축 해제부;
상기 누출 가스 데이터를 이용하여 누출 가스 농도의 수치 정보를 생성하고, 상기 누출 가스 열화상 데이터를 이용하여 누출 가스 열화상 정보를 생성하고, 상기 지시형 레이저 포인터 데이터를 이용하여 지시형 레이저 포인터 영상 정보를 생성하고, 상기 가스 배관 영상 데이터를 이용하여 가스 배관 영상 정보를 생성하는 데이터 처리부; 및
상기 누출 가스 농도의 수치 정보, 상기 누출 가스 열화상 정보, 상기 지시형 레이저 포인터 영상 정보, 상기 가스 배관 영상 정보가 감지 시간의 흐름에 대응하여 동적으로 변동되면서 디스플레이되도록 제어하고, 상기 누출 가스 농도의 수치 정보가 지정된 임계치를 초과하는 것으로 판단되는 경우 경고 정보가 출력되도록 제어하는 조종장치 제어부를 포함하는, 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 장치.
As a real-time monitoring device for remote gas leakage and pipe appearance inspection using a drone,
drone; And
A drone control device that controls the drone through wireless communication with the drone and receives monitoring data from the drone,
The drone,
A laser gas detector that acquires leaked gas data using a distributed and non-dispersive fusion laser detection method;
A thermal image acquisition camera for acquiring thermal image data of leaking gas using an infrared detection method;
An image acquisition camera that acquires pointing laser pointer data and gas pipe image data;
A data compression unit for generating compressed data by compressing the leaked gas data, the leaked gas thermal image data, the indication laser pointer data, and the gas pipe image data; And
And a drone control unit for controlling the compressed data to be transmitted to the drone control device,
The drone control device,
A data decompression unit that decompresses the compressed data transmitted from the drone and converts the leaked gas data, the leaked gas thermal image data, the indication laser pointer data, and the gas pipe image data;
Numerical information of the leaked gas concentration is generated using the leaked gas data, leaked gas thermal image information is generated using the leaked gas thermal image data, and the indication laser pointer image information is used using the indication laser pointer data. And a data processing unit configured to generate gas pipe image information by using the gas pipe image data; And
The numerical information of the leaked gas concentration, the leaked gas thermal image information, the instruction type laser pointer image information, and the gas pipe image information are controlled to be displayed while being dynamically changed in response to the passage of time of detection. Gas leak and pipe appearance real-time monitoring device using a drone, including a control unit control unit that controls to output warning information when it is determined that the numerical information exceeds a specified threshold.
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