KR102276633B1 - 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 탑재한 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 탑재한 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는 철도형, 차량형 등의 이동 수단의 이동 경로 상에 설치된 레일을 따라 일정 구간을 전후 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 무인 지능형 자율 주행 장치는 다수의 카메라와 다수의 센서들을 구비한다. 무인 지능형 자율 주행 장치는 이동 경로 상의 터널, 교량, 대형 건축물, 구조물 등의 일측에 설치되어 이동 중 해당 장소에 대한 영상과 다양한 정보들을 획득 및 감지하여 해당 장소에 대한 상황을 실시간으로 모니터링한다. 본 발명에 의하면, 차량이나 열차가 주행하는 터널이나 교량 또는 지하 구조물, 대형 구조물, 대형 건축물 등 안전 관리가 요구되는 모든 장소의 이동 경로 상에 설치되어 레일을 따라 전후 방향으로 반복 이동하며 다중 카메라와 다중 복합 센서들로부터 획득된 다양한 정보를 통해 해당 장소의 상황을 모니터링하고, 이를 통해 상시 점검, 사전 점검, 유지 보수 및 안전 관리가 가능하다.
Description
본 발명은 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 철도형, 차량형 이동 수단의 이동 경로 상에 설치된 레일에 이동 가능하게 설치되고, 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 탑재하여 레일을 기반으로 이동되어 전방위 안전 점검 및 안전 관리와, 신속한 유지 보수를 위한 역할을 자동으로 수행하고, 동시에 각종 사건, 사고나 긴급 상황 발생 시, 신속하고 효과적으로 상황 파악 및 전파, 신속한 초동 조치와 구조 및 구난 활동이 가능하도록 실시간 운행되는 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
4차 산업 혁명에 대한 높은 관심과 해당 기술의 발전으로 인하여 일반 도로나 고속 도로를 안전하게 주행할 수 있는 무인 자율 주행 차량(Autonomous Vehicle)에 대한 연구 개발이 전 세계적으로 추진되고 있다. 현재 일부 국가에서는 선진 기술 기업들을 통하여 무인 자율 주행 차량이 시험 운행되고 있으며, 우리나라 역시 일부 대학과 연구 기관, 자동차 제조업체들을 중심으로 한정된 도로에서 시험 운행이 이루어지고 있는 실정이다.
그러나 작금의 현실은 수많은 돌발 상황과 천문학적인 변수와 위험이 도로 위에 상존하고 있는 바, 이에 대한 확실한 안전 보장 및 위험 요소 차단, 사전 예방 조치가 필수적이며, 이 문제를 해결하지 못하면 무인 자율 주행 차량 및 그 관련 기술은 절대로 신뢰받지 못하는 기술이 될 수 있다.
또한, 4차 산업 혁명의 여파로 가장 각광받는 무인 기술 중 하나인 드론(Drone)은 각 분야에서 다양하게 적용하여 사용하고 있는 것이 사실이나, 항공기와 마찬가지로 공중으로 부양하여 스스로 비행을 해야하는 관계로 인간이 통제할 수 없는 기상 상황 예를 들어, 강우, 강설, 뇌우, 낙뢰 및 바람 등에 매우 민감하게 반응할 수 밖에 없고, 그에 따라 수많은 변수와 제약 사항이 발생하여 임무를 수행하지 못하는 상황이 발생하게 된다. 따라서 드론은 장난감이나 놀이 기구, TV 프로그램, 드라마나 영화 제작 등 안전과 직결되지 않는 상황에는 다양하게 활용되고 있으나, 24시간 365일 상시 안전 관리 및 점검, 유지 보수 및 재난 상황 조치 등이 불가능하여 촘촘한 사회 안전망 구성을 위한 안정적인 기반 기술이 되기는 현재로서는 힘든 것이 현실이다.
또한 인구 감소와 노령화, 고비용 구조로 인한 사회 경제적인 변화와 초고속 KTX, 초대형 해상 교량, 장거리 산악, 해저 터널 등과 같은 다양한 교통 수단의 발전 및 고속화, 대형화, 직선화되고, 초대형 기간 시설과 초대형 건축물의 구축 및 건설로 인한 교통 시스템의 빠른 변화로 인하여, 국민들은 더 높은 안전 수준과 더 신뢰성 높은 사회 안전망 및 시스템 구축을 요구하고 있다.
이에 정부와 지자체, 국가 운영 각 공사들(예를 들어, 철도 공사, 도로 공사, 수자원 공사, 가스 공사, LH 공사 등), 각 해당 건설사들, 시설 운영 및 관리 주체들은 이러한 국민적인 요구를 절대 무시할 수도, 절대 무시하여도 안된다는 것이 자명한 결론이다. 반면에 이러한 빠른 변화에 보조를 맞추어 위와 같은 모든 국민적인 요구를 즉각 수용하여 반영하기는 인적, 시간적, 물리적, 경제적 제약과 제한 사항이 너무 많다. 또한 한정된 인력과 유인화된 설비나 장비, 유인화된 안전 관리 및 점검 시스템으로는 이러한 상시 점검 및 검사를 비롯하여 수많은 돌발 상황과 예측이 불가능하고, 각종 사고 상황 등에 모두 완벽하게 효과적으로 대응할 수 없다.
현재 사회 안전망의 기초가 되고 있는 것은 고정형 CCTV 카메라 시스템으로, 각 지자체와 운영 공사 및 운영 회사 등에 의하여 터널, 교량, 각종 대형 건축물 및 기간 시설, 공공 시설에 설치하여 운영되고 있지만, 주지하는 바와 같이, 고정식으로 벽이나 기둥, 폴대 등에 고정하여 사용하고 있다. 이로 인해, 기존의 CCTV 카메라 시스템은 이동이 전혀 불가능하며 터널이나 교량 등에는 전원의 연결 및 공급, 영상 및 데이터 전송 케이블의 설치가 매우 힘들고, 보안 및 유지 보수, 관리 주체의 상이 등의 이유들로 다른 측정 및 감지용 센서 등을 탑재하고 있지 않아서 전방위적인 재해 방지 목적 데이터의 수집 및 전달이 불가능한 단점이 있다. 특히 터널이나 교량, 대형 건축물 및 구조물 등에 고정되어 설치된 카메라들은 사각 지대가 많고, 영상을 통한 확인과 분석, 관리에 한계가 많아 추가적으로 관리 인원들이 상주하며 직접 모든 구조물과 시설물 등에 대한 유지 보수 및 관리 업무를 수행해야 하는 단점이 있다.
위와 같은 유선 가설 및 고정 설치, 사각 지대, 영상 확인의 난해 등으로 인한 문제들을 해결하고자 WIFI 등과 같은 무선 장치를 활용할 수 있으나, 이는 첫째, 무선 장치도 전자 장치인 관계로 지하, 해저 터널, 강상, 해상 등의 교량의 건축물 특성상 장거리 독립 전원 취득 및 설치 연결, 원활한 무선 통신망 구성 등을 위한 천문학적인 장비 비용, 공사 비용 및 유지 보수 비용이 꼭 필요하다는 경제적인 단점이 있으며, 둘째, 해상 현수교 구간, 터널 곡선 구간 등의 건축 구조물의 설계에 따른 통신 불가 및 통신 이상의 해결 불가능한 단점이 있으며, 셋째, 기존 이동 통신사의 통신 장비 및 WIFI 서비스 제공으로 인한 채널 확보 불가, 전파 방해 및 간섭 등의 문제가 불특정 시간대, 불특정 구간에서 예측이 불가하게 나타나고, 넷째, 외부 노출 설치가 불가피하여 강우, 강설, 낙뢰 등의 자연 기상 현상으로 인한 통신 두절 및 이상 발생을 피할 수 없고, 다섯째, 무지향성 안테나를 사용하여 고압 선로로 인한 자기장의 발생, 열차 및 차량 운행으로 인한 통신 두절 및 에러 발생의 문제가 예고없이 불가항력적으로 갑자기 발생할 수 있다는 큰 단점이 있다.
또한 영상 분석, 인간 행동 패턴 분석 등을 통한 돌발 상황에 대한 선제적인 파악, 분석, 경고, 전파, 추적, 양방향 통신 및 대피 유도, 안전 조치, 확인 등의 지능형 영상 분석 및 효과적인 초동 조치와 즉각적인 대응이 유선이든 무선이든 기존 고정형 CCTV 시스템에서는 불가능하며, 유인화된 장비나 인적 조치로는 너무 늦고 비효율적인 단점이 있으나, 현재도 여러 가지 원인으로 인하여 많은 터널 내부의 구조물과 시설물에 대한 안전 점검 및 이상 확인, 교량의 안전 점검 및 교량이상 점검은 모두 정기적, 부정기적으로 검사나 많은 유지 보수 인력들에 의하여 막대한 비용과 시간을 들여 점검 후, 개선 조치되어 지고 있는 것이 현실이고, 극히 터널이나 교량에 발생한 단순한 유지 보수를 위하여 한정된 시간 내에 조치가 힘들어 많은 인력들이 비효율으로 운영되어 정작 필요한 조치가 지연되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 관리나 주의가 필요로 하는 장소에 이동 가능하게 설치되어 실시간으로 해당 장소에 대한 상황을 모니터링하기 위한 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 탑재한 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이동 수단의 이동 경로 상을 따라 일정 구간을 레일 방식으로 이동되어 실시간으로 해당 구간의 상황을 모니터링하여 안전 점검 및 관리, 신속한 유지 보수를 위한 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 탑재한 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 레일을 기반으로 각종 사고나 긴급 상황 발생 시, 신속하고 효과적으로 상황 파악 및 전파가 가능하도록 하기 위한 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 탑재한 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 레일을 기반으로 이동 경로 상에서의 비상 상황 발생 여부를 신속하고 효과적으로 감지하고, 비상 상황 발생 시, 신속한 조치, 구조 및 구간 활동이 이루어지도록 처리하는 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 탑재한 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는 철도나 차량 등의 이동 수단의 이동 경로를 따라 이동 가능하게 레일 방식으로 설치되고, 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 구비하여 실시간으로 이동 경로의 상황을 모니터링하도록 구비하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 무인 지능형 자율 주행 장치는 설치 장소에 대한 전방위 안전 점검 및 관리가 가능하다.
이 특징에 따른 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는, 이동 수단의 이동 경로 상의 일부 구간에 설치되는 레일에 이동 가능하게 설치되는 몸체부; 상기 레일을 따라 복수 개의 구동 차륜이 회전 가능하게 설치되어 상기 몸체부가 상기 일부 구간의 전후 방향으로 왕복 이동되도록 동력을 발생하는 구동부; 적어도 전방 카메라, 후방 카메라 및 회전형 카메라를 포함하여 상기 몸체부에 설치되어, 이동 중에 상기 구간에 대한 영상을 획득하는 카메라부; 상기 몸체부에 설치되어 이동 중에 상기 구간과 상기 구간의 주변에 대한 상황을 판별하기 위한 정보를 측정하거나 감지하는 센서부; 상기 몸체부에 설치되어 상기 레일에 설치되는 전원 공급선을 통해 외부로부터 전원을 공급받아서 상기 무인 지능형 자율 주행 장치의 전원을 공급하거나, 상기 몸체부 내부에 재충전 가능한 배터리를 탑재하여 상기 배터리를 통해 상기 무인 지능형 자율 주행 장치의 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 몸체부에 설치되어 무선 통신망에 연결되고, 상기 카메라로부터 획득된 영상과 상기 센서부로부터 측정 및 감지된 정보를 외부로 전송하는 무선 통신부; 및 상기 몸체부에 설치되어 전원을 공급하도록 상기 전원 공급부를 제어하고, 상기 레일을 따라 상기 몸체부이 전후 방향으로 이동되도록 상기 구동부를 제어하여 상기 무인 지능형 자율 주행 장치의 주행을 제어하고, 이동 중 상기 카메라부와 상기 센서부가 영상과 감지 데이터를 각각 획득하도록 제어하고, 상기 구간에 대한 영상과 감지 데이터를 전송받아서 상기 구간에 대한 상황을 모니터링하고, 비상 상황 발생 시, 외부로 경보를 발생시키는 제어부를 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 무인 지능형 자율 주행 장치는, 상기 몸체부에 설치되어 설치 장소에서 발생되는 음성 신호를 수집하고, 비상 상황 발생 시, 상기 제어부의 제어를 받아서 경보음을 출력하는 음성 입출력부; 및 비상 상황 발생을 표시하는 상황 표시부를 더 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 무인 지능형 자율 주행 장치는, 상기 레일의 양단에 설치되는 거리 표시기; 상기 몸체부에 설치되어 상기 거리 표시기를 감지하는 거리 센서; 및 상기 몸체부의 주행 중 전방 충돌을 감지하는 자율 주행 센서;를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 거리 표시기와 상기 거리 센서 및 상기 자율 주행 센서를 이용하여 상기 무인 지능형 자율 주행 장치가 상기 레일을 따라 전후 방향으로 자율 주행하도록 제어한다.
이 특징에 있어서, 상기 무인 지능형 자율 주행 장치는, 비상 상황 발생 시, 상기 제어부의 제어를 받아서 대피 경로를 표시하는 유도 표시부를 더 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는, 차량이나 열차가 주행하는 터널이나 교량 또는 지하 구조물, 대형 구조물, 대형 건축물 등 안전 관리가 요구되는 모든 장소의 이동 경로 상에 설치되어 레일을 따라 전후 방향으로 반복 이동하며 다중 카메라와 다중 복합 센서들로부터 획득된 다양한 정보를 통해 해당 장소의 상황을 모니터링하고, 이를 통해 상시 점검, 사전 점검, 유지 보수 및 안전 관리가 가능하다.
또 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는, 레일과 구동 차륜들을 이용하여 이동 가능하게 구비되어, 악천후, 사고, 폭발, 화재 발생 등의 열악한 주행 상황에서도 외부 환경에 영향없이 항상 무게 중심과 수평 안정성을 유지하고, 급감속, 급가속, 급커브, 미세 정밀 이동 등의 다양한 주행 환경에서도 언제나 안정적인 주행 능력을 확보할 수 있다.
또 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는, 몸체부를 방염, 방수, 방진 및 방부 처리되어 하나의 독립적인 장치의 내부와 외부에 각종 카메라와 다수의 센서들을 탑재하고, 무인 자율 주행을 통하여 안전 관리를 위한 효과적이고 실질적인 통합 제어가 가능하다.
또 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는, 다수의 카메라들과 각종 센서들을 통하여 일정 구역 및 지역, 지정된 각종 시설물과 구조물들에 대한 분실, 변형 또는 이상 발생 등을 빠짐없이 영상으로 모두 확인할 수 있고, 동시에 정확한 위치, 이상 위치 확인 및 추적이 용이하여 언제나 즉각적인 유지 보수, 조치 및 사전 관리를 효과적으로 처리할 수 있다.
또 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는, 정확한 위치 확인과 거리 확인 센서들 및 무인 자율 주행의 특성상, 제어부를 통한 학습 기능을 결합하여 즉각적인 명령이나 계획 및 지정된 구역, 필요한 영역, 장소 및 정해진 시간에 맞추어 프리셋(PRESET), 투어(TOUR), 순찰(PATROL) 등의 기능으로 일일 안전 사전 점검 및 사전 이상 확인, 미세 먼지 및 연기, 유독 가스등의 친환경 감시 등의 전반적인 예방 안전 관리 업무를 무인으로 처리할 수 있다.
또 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는, 다수의 카메라들과 각종 센서들로부터 획득된 영상 및 정보를 취합하고, 이를 통해 각종 점검 및 비교 데이터들의 이상 유무를 확인하여 관제 및 운영을 담당하는 서버나 모니터링 장치, 저장 장치 등으로 무선 통신망을 통해 전송하여 실시간 관리 및 관제와 증거 능력이 있는 법적 자료의 저장, 확보가 가능하다.
또한, 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는, 터널이나 교량, 대형 구조물이나 건축물에 폭발, 화재 또는 이에 상응하는 비상 상황 발생 시, 즉시 사고 현장의 정확한 위치로 이동하여 고화질 현장 영상 및 열화상 영상을 통하여 관제 및 지휘 통제에 필요한 실시간 감시 및 열감지 등 다양한 시각 정보를 제공하는 동시에 경광 조명부를 이용하여 외부에 조명, 레이저 및 경고등을 발광하며 현장 조명 지원, 시각적인 경고 및 방향 제시, 대피 유도 지원의 역할을 하며, 자율 주행 장치의 음성 송수신부를 이용하여 현장 상황 청취 및 송신 등 음성 관제 통신을 실시하고, 동시에 무선 연결이 가능한 다른 스피커 등을 통하여 해당 구역에 동시 음성 관제를 실시하여 모든 요구조자 및 현장 인원들에게 즉각적인 실시간 상황 전파, 조치 대응 및 현장 지휘와 효과적인 안전 대피 유도, 선제적인 구난 및 구조 활동이 가능하다.
뿐만 아니라, 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치는, 설치 장소에 대한 다양한 사전 점검, 검사, 감시 및 시설물 관리, 다양한 상시 점검과 환경 감시, 정확한 위치 확인을 통한 효율적인 인원 및 시간 배정과 빠른 유지 보수, 실시간 감시 및 관제가 효과적으로 이루어지며, 예기치 못한 비상 상황 발생 시, 다중 카메라들과 다양한 센서들을 통한 무인 현장 확인 및 상황 파악, 선제적인 무인 초동 대응 조치와 동시에 해당 구역 및 지역 내에서 실시간 상황 전파와 안전한 구난, 구조, 대피 유도까지 모든 상황에 최적화되어 레일을 따라 이동하며 수많은 인력을 대신하여 안전과 관련된 임무를 무인으로 자동 자율 수행하거나 직접 실시간 지원함으로써, 상시 점검 및 수시 검사, 인원의 접근 및 출동이 힘든 터널, 교량 및 대형 구조물이나 건축물의 내부와 외부에서 신속하고 효과적인 종합 다목적 안전 관리가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 개략적인 구성을 도시한 측면도,
도 2는 도 1에 도시된 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 구성을 나타내는 정면도,
도 3은 도 1에 도시된 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 기능 및 작용을 설명하기 위한 도면들, 그리고
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 기능 및 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 도 1에 도시된 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 구성을 나타내는 정면도,
도 3은 도 1에 도시된 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 기능 및 작용을 설명하기 위한 도면들, 그리고
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 기능 및 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 개략적인 구성을 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 구성을 나타내는 정면도이며, 그리고 도 3은 도 1에 도시된 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 설치 장소에 대해 평소에 효율적인 안전 점검, 안전 관리 및 유지 보수를 하고, 각종 사고 및 긴급 상황 발생 시, 신속한 조치, 구조 및 구난, 대피 유도 등을 위하여, 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 탑재하여 다양한 이동 수단들의 이동 경로 상에 설치되고, 무인 자동으로 일정 구간의 전후 방향으로 이동되고, 이동 중 이동 구간에서의 다양한 영상과 정보들을 측정, 감지 및 획득하여, 이를 통해 해당 구간의 건축물, 구조물 및 시설물 등에 대한 환경 점검, 안전 점검 등 전방위 안전 점검 및 안전 관리, 환경 관리, 유지 보수 등을 신속히 조치 및 확인할 수 있도록 처리한다.
또 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 무인 자동으로 일정 구간의 전후 방향으로 이동 중 해당 구간에서의 각종 사건, 사고, 화재 등의 비상 상황이 발생되면, 신속하고 효과적으로 상황을 파악 및 전파하고, 이에 따른 조치, 구조 및 구난, 대피 유도 등을 신속하게 처리하도록 한다.
이를 위해 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 다양한 이동 수단들 예를 들어, 철도, 지하철 등의 철도형 이동 수단과, 승용차, 버스, 트럭 등의 차량형 이동 수단의 이동 경로 예를 들어, 레일, 선로, 궤도, 도로 등을 따라 관리나 주의가 필요한 장소 예를 들어, 터널, 교량, 대형 건축물이나 구조물 주변 등에 설치된 철주, 전주 등과 같은 고정물이나 가로등 등의 고정 보조물 등을 이용하여 이동 경로 상의 일측에 레일(102)을 설치하고, 레일(102)을 따라 일정 구간 전후 방향으로 이동 가능하게 장착되어 자율 주행한다.
또 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 구비하여 레일(102)을 따라 무인 자동으로 전후 방향 이동하여 일정 구간에 대한 다양한 영상 정보, 음성 정보 및 감지 정보를 획득 및 수집하여 해당 구간에 대한 상황을 모니터링한다.
이러한 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 평상 시, 화재, 사건, 사고 등의 비상 상황 발생 시, 상시 안전 점검 및 검사 시 등에 따라 이동 구간에 대한 다양한 상황을 측정, 감시, 점검 및 모니터링할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 레일(102), 구동 차륜(104), 몸체부(110), 전원 공급부(112), 비상 전원 공급부(114), 구동부(116), 카메라부(120), 센서부(130), 상황 표시부(150), 유도 표시부(160), 음성 입출력부(170), 무선 통신부(180) 및 제어부(190)를 포함한다.
레일(102)은 예컨대, 'H' 자 형상, '王' 자 형상 또는 '工' 형상 등으로 구비되어 철도형의 이동 수단이나 차량형의 이동 수단의 이동 경로(예를 들어, 철로, 고속도로, 국도 등) 상에 위치하는 터널, 교량, 대형 건축물, 구조물 및 시설물 등의 주변에 설치된다. 레일(102)은 이동 수단의 이동 경로 상의 일정 구간에 직선, 곡선 형태 등으로 설치되고, 상부, 측면 등의 일측이 이동 수단의 이동 경로 상의 천정, 측벽, 고정물 등에 설치된다. 레일(102)은 하부 또는 측면에 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 설치된다.
레일(102)에는 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 일정 구간 내에서 전후 방향으로 왕복 이동되도록 복수 개의 구동 차륜(104)들이 결합 설치된다. 또 레일(102)에는 외부로부터 전원을 공급받아서 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 전원을 공급하기 위한 전원 공급선(106)이 이동에 방해되지 않도록 설치된다. 또 레일(102)의 양단에는 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 이동 구간을 설정하기 위한 거리 표시기(108)가 설치된다. 거리 표시기(108)는 몸체부(102)에 설치된 거리 센서(142)에 의해 감지되어, 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 자율 주행 구간이 설정되며, 이를 통해 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 레일(102)을 따라 왕복 자율 주행할 수 있다.
구동 차륜(104)들은 예컨대, 마찰 저항이 낮은 금속 재질 등으로 구비되어 레일(102)의 양측면에 밀착 결합되고, 레일(102)을 따라 회전 및 이동 가능하도록 구동부(116)와 축 결합된다. 구동 차륜(104)들은 구동부(116)으로부터 동력을 전달받아서 무인 지능형 자율 주행 장치(100)를 이동 방향 즉, 전방 및 후방으로 주행 가능하도록 동작된다. 구동 차륜(104)들은 탈선이나 이탈되지 않도록 레일(102)의 양측에 복수 개가 회전 및 이동 가능하게 결합되어, 레일(102)의 형상 즉, 직선이나 곡선 레일에서도 동일한 구동력과 정확한 제동력을 전달하고, 정해진 하나의 레일 주행 방향에 맞추어 전방과 후방으로 이동되도록 구비되어, 좌우 평형과 주행 안정성 및 가속 효율성을 보장한다.
몸체부(110)는 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 몸체를 일체형으로 형성한다. 몸체부(110)는 레일(102)의 하부에 결합 설치되고 양측에 복수 개의 구동 차륜(104)들이 결합되어 레일(102)을 따라 전후 방향으로 이동된다. 몸체부(110)는 내외부에 전원 공급부(112), 비상 전원 공급부(114), 구동부(116), 카메라부(120), 센서부(130), 상황 표시부(150), 유도 표시부(160), 음성 입출력부(170), 무선 통신부(180) 및 제어부(190)가 구비된다.
이러한 몸체부(110)는 악천후 등의 환경과 비상 상황에 대비하여 방염(fire proof), 방수(water proof), 방호(shock proof & vibration proof) 처리되고, 외부의 고압 전류로 인한 전자기장을 차폐하며, 동시에 수분이나 염분에 의한 부식에 강하고, 가벼운 금속 재질(예를 들어, 알루미늄) 등으로 구비되어 고속 주행, 급정거 등에 의한 높은 내구성을 갖추어 레일(102)을 따라 전후 이동이 용이하도록 구비된다.
전원 공급부(112)는 몸체부(110)의 내부에 설치되고 레일(102)의 일측에 설치된 전원 공급선(106)과 전기적으로 연결된다. 전원 공급부(112)는 전원 공급선(106)을 통해 외부 전원을 공급받아서 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 구동 전원을 공급한다. 또 전원 공급부(112)는 몸체부(110)의 내부에 재충전 가능한 배터리를 구비하고, 배터리를 통해 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 구동 전원을 공급한다. 이 경우, 배터리를 충전하는 충전 베이(bay)(미도시됨)를 레일(102)의 일측 또는 양단에 구비하고, 배터리가 완전 방전되면 충전 베이로 이동하여 배터리를 충전하여 운용할 수 있다. 따라서 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 전원 공급부(112)가 레일(102)에 설치된 전원 공급선(106)을 통해 전원을 공급받아 구동 전원을 공급하는 방식과, 전원 공급부(112)에 구비된 배터리를 이용하여 구동 전원을 공급하는 배터리 탑재 충전 운용 방식을 선택적으로 이용한다.
비상 전원 공급부(114)는 예컨대, UPS(Uninterruptible Power Supply), 재충전 가능한 배터리 등으로 구비되어, 전원 공급부(112)에 의해 충전된다. 비상 전원 공급부(114)는 정전, 오류, 고장 및 비상 상황 발생 등으로 인해 전원 공급부(112)로부터 공급되는 외부 전원이 차단되면, 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 구동 전원을 독립적으로 공급한다. 이 때, 비상 전원 공급부(114)는 전원 공급부(112)로서 작용하게 된다.
구동부(116)는 예컨대, 모터 등으로 구비되어 구동 차륜(104)과 축 결합되어 구동 차륜(104)들을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨다. 구동부(116)는 전후 이동 방향 각각에 대응하여 구동 차륜(104)들이 상호 결합되고 전후 이동 방향에 대응하여 구동 차륜(104)들을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨다. 구동부(116)는 구동 차륜(104)들을 구동하여 레일(102)을 따라 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 주행, 정치 및 미세 정밀 운행이 가능하도록 동력을 발생한다. 또 구동부(116)는 구동 차륜(104)들을 저속, 중속 및 고속 주행이 가능하도록 구동시켜서 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 자율 주행 운영 및 조정이 가능하다.
카메라부(120)는 몸체부(110)의 외측에 설치되어 전방, 후방 이동에 따른 이동 구간에 대한 영상을 획득하는 복수 개의 카메라를 포함한다. 카메라부(120)는 예를 들어, FHD, UHD 등의 고해상도를 지원하는 고정형의 전방 카메라(122)와 후방 카메라(124), 회전형의 PTZ 카메라(126)를 적어도 포함한다. 카메라부(120)는 열화상 카메라를 더 포함할 수도 있다.
전방 카메라(122)와 후방 카메라(124)들 각각은 조명을 지원하고, PTZ 카메라(126)에는 주변 조도, 야간, 날씨 등에 따라 선명한 영상을 획득할 수 있도록 촬영 방향으로 조명광을 출력하는 복수 개의 조명 장치(128)가 더 구비된다. 여기서 PTZ 카메라(126)는 몸체부(110)의 하부에 독립적으로 결합 설치되어 팬/틸트/줌 기능이 원할하도록 구비된다.
이러한 카메라부(120)는 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 실시간으로 이동 및 주행하여 이동 구간을 감시, 관찰 및 모니터링할 수 있도록 하기 위하여, 주간이나 야간, 터널, 이동 구간에 위치하는 교량이나, 주변의 대형 건축물 및 구조물 등의 현장 상황에 맞도록 사각 지대와 음영 지역이 없이 전방, 후방 및 주변 영상을 실시간으로 획득한다. 카메라부(120)는 각 카메라(122 ~ 126)들로부터 획득된 영상을 제어부(190)로 실시간 전송한다.
센서부(130)는 몸체부(110)의 외측면에 설치되어 이동 구간에 대한 자율 주행, 안전 관리 및 환경 관리 등에 필요한 다양한 정보들을 각각 측정 및 감지하는 복수 개의 센서들을 구비한다. 센서부(130)는 예를 들어, 자율 주행 센서(132), 화재 센서(134), 환경 센서(136), 미세먼지 센서(138), 객체 인식 센서(140), 거리 센서(142), 움직임 센서(144), 영역 센서(146) 등을 포함한다. 또 센서부(130)는 각종 거리 측정 및 감지 센서, 초음파 센서, 가속도 센서, 중력 센서, 위치 센서 등을 더 구비하여 레일(102)을 따라 어떠한 상황 하에서도 정확하고 안정적인 자율 주행이 가능하도록 구비될 수 있다.
이 실시예에서, 자율 주행 센서(132)는 예컨대, 열감지 센서, 적외선 센서, 레이더 센서, 라이더 센서 등으로 구비되어 몸체부(110)의 전후 방향에 각각 설치되고, 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 주행 중 전방 충돌 여부를 감지한다. 화재 센서(134)는 예컨대, 열감지 센서, 연기 센서 등으로 구비되어, 주행 중 설치 장소 주변의 화재 발생 여부를 감지한다. 환경 센서(136)는 예컨대, 온도 센서, 습도 센서, 진동 센서, 지진 센서 등으로 구비되어, 주행 중 설치 장소 주변의 온도, 습도 등의 환경 정보와 지진 발생 여부 등을 감지한다. 미세먼지 센서(138)는 주행 중 설치 장소 및 그 주변의 미세먼지 농도를 측정한다. 객체 인식 센서(140)는 예컨대, 레이더 센서, 라이더 센서 등으로 구비되어 주행 중 설치 장소에 위치하는 사람, 차량 등의 객체를 감지한다. 거리 센서(142)는 일정 구간 내를 왕복 이동하도록 레일(102)에 구비된 거리 표시기(108)를 감지한다. 움직임 센서(144)는 감광, 움직임 및 체온 등을 감지하여 주행 중 설치 장소에 위치하는 움직임 객체(생물체)를 감지한다. 영역 센서(146)는 주행 중 설치 장소의 이동 구간에 대한 거리 단위, 면적 단위 등으로 구간을 계측하여 영역 및 위치를 감지한다.
이러한 센서부(130)는 설치 장소에 대한 점검 및 안전 관리에 필요한 다양한 정보와 데이터들을 측정 및 감지하여 시설물 점검 및 비상 상황 발생 여부를 판별하거나, 이동 구간에 대한 정확한 상황을 감시 및 모니터링할 수 있도록 제어부(190)로 전송한다.
상황 표시부(150)는 예컨대, 복수 개의 발광 다이오드들을 이용하는 경광등, 동작 표시등을 포함하고, 몸체부(110)의 외측에 설치되어 고효율 조명을 평상 시, 비상 시, 작업 시 등의 동작 상태에 따라 안전 상태, 비상 상황 발생 상태 등에 대응하여 서로 다른 색상으로 점등 표시하고, 비상 상황이 발생되면, 경광등을 반복 점멸시켜서 외부로 알려주도록 표시한다.
유도 표시부(160)는 예컨대, 레이저 등을 이용하여 조명 형태로 출력하고, 비상 상황 발생 시, 경고 및 대피를 유도하도록 전방 및 후방 방향으로 대피 경로를 표시한다.
음성 입출력부(170)는 예컨대, 마이크로폰(172), 스피커(174) 등으로 구비되어, 설치 장소에서 발생되는 음성 신호를 수집하고, 비상 상황 발생 시, 경보음을 출력한다. 즉, 음성 입출력부(170)는 원활한 상황 전파를 위하여 전후에 각각 방수 방진형의 스피커(174)와 현장 상황의 음원 청취 및 요구조자들과의 양방향 음성 통신을 위한 방수형의 고감도 마이크로폰(172)을 구비하고, 자동 또는 수동으로 자체 방송과, 무선 통신부(180)와 무선 통신이 가능한 외부 방송 스피커 장치를 이용하여 일정 구간 또는 지정 구역에 걸쳐 동시 음성 방송이 가능하도록 구비된다.
무선 통신부(180)는 안테나를 통하여 무선 통신망에 연결되어 비상 상황 발생 시, 카메라부(120)로부터 획득된 영상과, 센서부(130)로부터 측정 및 감지된 다양한 정보들을 관제실이나 관제 센터의 서버, 제어 장치, 모니터링 장치(미도시됨) 등으로 전송하거나, 관제실의 요원, 운영 관리자, 현장 책임자 등의 모바일 단말기(미도시됨) 등으로 전송한다.
무선 통신부(180)는 비상 상황 발생 시, 자동으로 기설치된 외부 전자 장치(예를 들어, 외부 방송 스피커 장치, 관제실 등)와 양방향 통신이 가능하도록 처리하여 신속한 조치, 구조 및 구난, 대피 유도 등을 처리하도록 한다.
그리고 제어부(190)는 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 제반 동작을 처리하도록 각 구성들 즉, 전원 공급부(112), 비상 전원 공급부(114), 구동부(116), 카메라부(120), 센서부(130), 상황 표시부(150), 유도 표시부(160), 음성 입출력부(170) 및 무선 통신부(180)들 각각의 기능들이 상호 유기적으로 처리되도록 통합 제어한다.
제어부(190)는 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 레일(102)을 따라 전후 방향으로 왕복 이동하도록 구동부(116)를 제어하고, 카메라부(120)로부터 획득된 영상과, 센서부(130)로부터 측정 및 감지된 데이터들을 실시간으로 전송받아서 영상을 분석 처리하고, 기설정된 영상과 데이터를 이용하여 전송된 영상 및 데이터들과 비교, 판별한다.
제어부(190)는 분석 및 비교 결과에 따라 이동 구간에 대한 평상 시, 화재, 사건, 사고 등의 비상 상황 발생 시, 상시 안전 점검 및 검사 시 등에 따라 이동 구간의 다양한 상황을 모니터링하고, 이를 통해 시설 점검, 안전 관리 및 유지 보수 등을 처리하도록 제어하고, 비상 상황이 발생되는지를 판별한다.
제어부(190)는 비상 상황이 발생되면, 외부로 비상 상황이 발생되었음을 알려주도록 경보를 발생시키고, 신속한 조치, 구조 및 구난, 대피 유도 등이 이루어지도록 처리한다.
또 제어부(190)는 사용자나 운영자가 미리 지정(Indicator) 및 설정(Preset)한 영역에 대하여 카메라부(120)와 센서부(130)로부터 전송되는 다양한 영상 및 데이터들을 반복 학습하여 지능형 자율 주행 기능을 동작하도록 제어하고, 각종 측정 데이터의 반복 비교를 통한 순찰 점검(Patrol) 기능을 운영, 제어하며, 자동 또는 수동으로 추가적인 지능형 관리 및 인공 지능형(Artificial Intelligence) 기능을 처리하도록 제어한다.
따라서 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 레일(102)을 따라 전후 방향으로 이동하고 다중 카메라와 다중 센서들을 이용하여 이동 구간에 대한 다양한 사전 점검, 검사, 감시 및 시설물 관리, 상시 점검과 환경 감시, 정확한 위치 확인을 통한 효율적인 인원 및 시간 배정과 빠른 유지 보수, 실시간 감시 및 관제가 효과적으로 이루어진다.
또 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 예기치 못한 비상 상황 발생 시, 다중 카메라들과 다양한 센서들을 통한 무인 현장 확인 및 상황 파악, 선제적인 무인 초동 대응 조치와 동시에 해당 구역 및 지역내 실시간 상황 전파와 안전한 구난, 구조, 대피 유도까지 모든 상황에 최적화되어 레일이나 궤도를 따라 이동하며, 수많은 인력을 대신하여 안전과 관련된 임무를 무인으로 자동 및 자율 수행하거나 직접 실시간 지원함으로써, 상시 점검 및 수시 검사, 인원의 접근 및 출동이 힘든 터널, 교량 및 대형 구조물이나 건축물의 내부와 외부에서 신속하고 효과적인 종합 다목적 안전 관리가 가능하다.
다음은 본 발명의 실시예들에 따른 무신 지능형 자율 주행 장치의 기능 및 작용을 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 철도, 지하철 등의 철도형 이동 수단의 터널(300) 내, 플랫폼(310), 교량(320) 등에 설치된다.
즉, 이 실시예의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 레일(102)이 철도형 이동 수단의 상행선, 하행선 등 주행 방향 각각에 대응하여 터널(300) 내의 상부에 설치되고, 각각의 레일(102) 상에 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 설치된다.
따라서 센서부(130)를 통해 터널(300) 내부에 대한 주야간 점검, 검사 및 측정, 데이터 수집 및 저장, 환경 감시 및 화재 감지, 안전 점검 및 시설물 점검, 이상 상황 발생 감지 및 확인 점검, 열감지 및 객체 감지, 미세 먼지 및 오염도 측정 등이 이루어진다. 또 카메라부(120)를 통해 터널(300) 내부의 전방 및 후방, 전방향 회전에 따른 영상을 획득하고, 획득된 터널(300) 내부의 다양한 영상을 이용하여 안전 점검 및 시설물 점검이 이루어지도록 한다.
이 경우, 터널(300) 내부의 평상 시의 안전 점검 및 운영을 위해 카메라부(120)와 센서부(130)로부터 획득된 다양한 영상과 감지 데이터를 무선 통신부(180)를 통해 관제실이나 관리자 단말기로 전송된다.
또 플랫폼(310)에 설치된 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 플랫폼(310)의 비상 상황 운영 시, 레일(102)은 철도 선로의 상부에 설치되고, 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 철도의 플랫폼 구간을 왕복 이동되도록 설치된다. 이 경우, 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 무선 통신부(180)를 통해 외부의 무선 데이터 수신 장치(400)와 방송용 음성 출력 장치 예컨대, 플랫폼 내부 또는 주변에 설치된 복수 개의 무선 방송용 스피커 장치(410)와 연결된다.
이에 무선 방송용 스피커 장치(410)는 무선 데이터 수신 장치(400)를 통해 무인 지능형 자율 주행 장치(100)와 연결되어 사고 상황을 전파 및 방송을 지원하고, 구조, 구난 및 대피 유도를 위한 안내 방송을 출력한다.
또 이 실시예에서 상황 표시부(150)는 외부로 무인 지능형 자율 주행 장치(100)의 동작 상태를 표시하고, 유도 표시부(160)는 대피 유도용 가시 레이저 및 조명을 출력하여 화재 등의 비상 상황 발생 시, 연기나 연무에 영향없이 대피 유도 방향을 표시하여 요구조자의 이동을 유도한다.
또 교량(320)에 설치된 경우, 평시 운영과 사전 점검 및 검사 운영을 위해 도 6에 도시된 바와 같이, 교량(320)의 상부에 설치되는 복수 개의 가동 철주 및 가동 브라켓 등에 레일(102)이 설치되고, 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 레일(102)에 설치된다.
이 경우, 카메라부(120)와 센서부(130)를 통해 주야간 점검 및 측정, 데이터 수집 및 저장, 환경 감시 및 화재 감지, 안전 점검 및 시설물 점검, 이상 상황 감지 및 확인 점검, 열감지 및 객체 감지 등과, 다양한 영상을 획득하여 안전 점검 및 시설물 점검이 이루어진다.
그리고 도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 승용차, 버스, 트럭 등의 차량형 이동 수단의 터널(330) 내부, 관리 및 주의가 필요한 도로나 사고 다발 지역 등의 일부 구간(340), 교량(350) 등에 설치된다.
즉, 이 실시예의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 도 7에 도시된 바와 같이, 레일(102)이 차량형 이동 수단의 도로 상에 구비된 터널(330) 내의 상부에 설치되고, 레일(102)에 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 설치된다.
이 실시예의 경우, 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 고속도로, 국도 등의 도로용 터널(330) 내에 설치되어 평상 시에 카메라부(120)와 센서부(130)를 통해 획득된 영상 및 감지 데이터를 이용하여 도로 터널(330) 내부를 주행하는 차량의 운행 상황을 모니터링하고 도로 터널(330) 내부를 안전 점검 및 검사하고, 비상 상황 발생 시, 무선 통신부(180)를 통해 외부로 안내 방송 등을 이용하여 경보하거나 관제실 등으로 비상 상황 발생을 전달한다.
또 관리 및 주의가 필요한 도로나 사고 다발 지역 등의 일부 구간(340)에 설치된 경우, 화재 등으로 비상 상황이 발생되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상황 표시부(150)를 통해 외부로 비상 상황 발생을 표시하고, 유도 표시부(160)를 통해 대피 유도용 가시 레이저 및 조명을 출력하여 화재 발생 시, 연기나 연무에 영향없이 대피 유도 방향을 표시하여 요구조자의 이동을 유도하며, 해당 차선에 대한 교통 통제 및 경보를 발생한다.
이 때, 무선 통신부(180)를 통해 외부의 무선 데이터 수신 장치(400)와 복수 개의 방송용 음성 출력 장치(410)를 통해 사고 상황을 전파 및 방송하고, 내부 및 외부 구조, 구난 및 대피 방송과 유도 방송을 안내하여 교통 통제 및 진입을 경고한다.
이 실시예에서 도로용 교량(350)에 설치된 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 평상 시 운영과 사전 점검 및 검사 운영을 위해 교량(350)의 상부에 설치되는 복수 개의 가로등에 레일(102)이 설치되고, 무인 지능형 자율 주행 장치(100)가 레일(102)에 설치된다.
이 경우, 카메라부(120)와 센서부(130)를 통해 주야간 점검 및 측정, 데이터 수집 및 저장, 환경 감시 및 화재 감지, 안전 점검 및 시설물 점검, 이상 상황 감지 및 확인 점검, 열감지 및 객체 감지 등과, 다양한 영상을 획득하여 안전 점검 및 시설물 점검이 이루어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 철도형, 차량형 이동 수단의 이동 경로 상에 위치하는 터널, 교량, 및 관리나 주의가 필요한 구간 등에 설치되어, 다양한 안전 관리 및 점검 기능을 통합 수행한다.
이에 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 해당 구간을 이동하면서 평상 시, 비상 상황 발생 시, 사전 점검 및 상시 점검 시 등에 따라 다양한 정보들을 획득하여 관제실로 제공하고, 이를 통해 종합적인 안전 관리, 유지 보수, 안전 점검 및 비상 조치 등의 전반적인 무인 자율 주행 종합 안전 관리의 임무를 수행하게 한다.
따라서 본 발명의 무인 지능형 자율 주행 장치(100)는 터널, 교량 등과 같은 대형 구조물이나 건축물의 일정 구간에 설치된 레일(102)을 따라 전방과 후방으로 이동되고, 이동 중 카메라부(120)와 센서부(130)를 통해 획득된 영상과 측정 및 감지된 데이터들을 이용하여 해당 장소에 대한 종합적인 안전 관리가 가능하며, 다양한 환경 조건 예컨대, 강우, 강설, 강풍, 농무, 안개, 태풍 등 최악의 기상 상황이나 폭발, 화재, 누수 및 누전 등 인원의 접근이 불가능한 모든 상황에서도 안정적인 자율 주행과 정확한 지능형 임무 수행, 학습 기능을 통한 인공 지능화된 무인 자동 운영이 가능하여 상시 안전 점검 및 부분 점검, 시설물 점검과 전 구간에 대한 비교 점검 등을 실시간 또는 주기적으로 지원할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 다중 카메라와 다중 복합 센서들을 탑재한 레일 방식의 무인 지능형 자율 주행 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
100 : 무인 지능형 자율 주행 장치 102 : 레일
104 : 구동 차륜 106 : 전원 공급선
108 : 거리 표시기 110 : 몸체부
112 : 전원 공급부 114 : 비상 전원 공급부
116 : 구동부 120 : 카메라부
122 : 전방 카메라 124 : 후방 카메라
126 : PTZ 카메라 128 : 조명 장치
130 : 센서부 132 : 자율 주행 센서
134 : 화재 센서 136 : 환경 센서
138 : 미세먼지 센서 140 : 객체 인식 센서
142 : 거리 센서 144 : 움직임 센서
146 : 영역 센서 150 : 상황 표시부
160 : 유도 표시부 170 : 음성 입출력부
172 : 마이크로폰 174 : 스피커
180 : 무선 통신부 190 : 제어부
104 : 구동 차륜 106 : 전원 공급선
108 : 거리 표시기 110 : 몸체부
112 : 전원 공급부 114 : 비상 전원 공급부
116 : 구동부 120 : 카메라부
122 : 전방 카메라 124 : 후방 카메라
126 : PTZ 카메라 128 : 조명 장치
130 : 센서부 132 : 자율 주행 센서
134 : 화재 센서 136 : 환경 센서
138 : 미세먼지 센서 140 : 객체 인식 센서
142 : 거리 센서 144 : 움직임 센서
146 : 영역 센서 150 : 상황 표시부
160 : 유도 표시부 170 : 음성 입출력부
172 : 마이크로폰 174 : 스피커
180 : 무선 통신부 190 : 제어부
Claims (4)
- 무인 지능형 자율 주행 장치에 있어서:
철도형 이동 수단 또는 차량형 이동 수단의 이동 경로 상의 일부 구간에 설치되는 레일에 이동 가능하게 설치되는 몸체부;
상기 레일을 따라 복수 개의 구동 차륜이 회전 및 이동 가능하게 설치되어 상기 몸체부가 상기 구간의 전후 방향으로 왕복 이동되도록 동력을 발생하는 구동부;
적어도 전방 카메라, 후방 카메라 및 회전형 카메라를 포함하여 상기 몸체부의 외측에 설치되어, 이동 중에 상기 구간에 대한 영상을 획득하는 카메라부;
상기 카메라부의 영상 획득 시, 상기 구간의 주변 환경에 따라 조명광을 출력하는 조명 장치;
상기 몸체부의 외측에 설치되어 이동 중에 상기 구간과 상기 구간의 주변에 대한 상황을 판별하기 위한 정보를 측정하거나 감지하는 센서부;
상기 몸체부에 설치되어 상기 레일에 설치되는 전원 공급선을 통해 외부로부터 전원을 공급받아서 상기 무인 지능형 자율 주행 장치의 전원을 공급하거나, 상기 몸체부 내부에 재충전 가능한 배터리를 탑재하여 상기 배터리를 통해 상기 무인 지능형 자율 주행 장치의 전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 몸체부에 설치되어 무선 통신망에 연결되고, 상기 카메라부로부터 획득된 영상과 상기 센서부로부터 측정 및 감지된 정보를 외부로 전송하는 무선 통신부; 및
상기 몸체부에 설치되어 전원을 공급하도록 상기 전원 공급부를 제어하고, 상기 레일을 따라 상기 몸체부가 전후 방향으로 이동되도록 상기 구동부를 제어하여 상기 무인 지능형 자율 주행 장치의 주행을 제어하고, 이동 중 상기 카메라부와 상기 센서부가 영상과 감지 데이터를 각각 획득하도록 제어하고, 상기 구간에 대한 영상과 감지 데이터를 전송받아서 상기 구간에 대한 상황을 모니터링하고, 비상 상황 발생 시, 외부로 경보를 발생시키고, 기설정된 영역에 대해 상기 카메라부와 상기 센서부로부터 전송되는 영상 및 감지 데이터를 반복 학습하여 지능형 자율 주행 기능을 동작하도록 제어하고, 영상 및 감지 데이터의 반복 비교를 통해 순찰 점검 기능을 운영하도록 제어하며, 자동으로 지능형 관리 및 인공 지능 기능을 처리하도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 무인 지능형 자율 주행 장치는,
상기 몸체부에 설치되어 설치 장소에서 발생되는 음성 신호를 수집하고, 비상 상황 발생 시, 상기 제어부의 제어를 받아서 경보음을 출력하는 음성 입출력부;
상기 몸체부의 외측에 설치되어 상기 제어부의 제어를 받아서 비상 상황 발생을 표시하는 상황 표시부;
상기 레일의 양단 각각에 설치되어 상기 구간을 설정하는 거리 표시기;
상기 몸체부에 설치되어 상기 구간을 왕복 이동하도록 상기 거리 표시기를 감지하는 거리 센서;
상기 몸체부의 전후 방향 각각에 설치되어 상기 몸체부의 주행 중 전방 충돌을 감지하는 자율 주행 센서; 및
비상 상황 발생 시, 상기 제어부의 제어를 받아서 레이저를 이용하여 대피 경로를 표시하는 유도 표시부;를 더 포함하되,
상기 제어부는 상기 거리 표시기와 상기 거리 센서 및 상기 자율 주행 센서를 이용하여 상기 무인 지능형 자율 주행 장치가 상기 레일을 따라 전후 방향으로 자율 주행하도록 제어하며;
상기 센서부는 주행 중 설치 장소 주변의 화재 발생 여부를 감지하는 화재 센서, 주행 중 설치 장소 주변의 온도, 습도, 지진 발생 여부를 감지하는 환경 센서, 주행 중 설치 장소 주변의 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 센서, 주행 중 설치 장소에 위치하는 객체를 감지하는 객체 인식 센서, 주행 중 설치 장소에 위치하는 움직이는 객체를 감지하는 움직임 센서, 및 주행 중 설치 장소의 구간을 계측하여 영역 및 위치를 감지하는 영역 센서를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 지능형 자율 주행 장치. - 삭제
- 삭제
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |