KR102344195B1 - 전력선 촬영 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 전력선 촬영 방법은, 비행 중 전력선 점검 시작점을 인식하는 단계; 다수의 전력선들을 촬영하는 단계; 상기 다수의 전력선들이 촬영된 영상에서, 전력선들이 차지하는 비율, 전력선 그룹들간 간격, 전력선 그룹의 폭에 따라 추적점들을 설정하는 단계; 및 비행하면서 설정된 추적점들을 중심으로 촬영하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 장애물 충돌 방지 자동 비행 및 점검용 자동 촬영을 수행하는 송전 철탑 점검용 카메라 드론 및 그 촬영 방법에 관한 것이다.
송전 철탑(또는 송전탑)은 고압 전선을 설치하기 위하여 높이 세운 철탑으로, 발전소에서 만든 전력을 멀리 있는 공장이나 일반 가정 등으로 수송하는 과정을 송전이라 한다. 이때 사용하는 송전선로를 지지하기 위한 탑이다.
고압의 전류가 흐르는 송전선로는 매우 두껍고 무겁기 때문에 철로 이루어진 탑을 만들어 안전하게 설치한다. 이때 송전탑 사이의 거리가 너무 멀면 송전선로가 무게에 의해 아래로 처져 끊어질 수 있고, 거리가 가까우면 설치할 송전탑의 개수가 늘어나 비용이 많이 든다. 따라서 먼저 지형을 고려하고, 안전성과 경제성을 고려하여 적당한 거리마다 송전탑을 설치한다.
발전소에서 생산된 전력은 송전탑에 설치된 송전선(고압선)을 통하여 공장이나 가정 등으로 공급된다. 송전선에는 수만 볼트[V]의 고압 전기가 흐르므로 매우 위험하므로, 지상에서 수십 미터의 공중에 설치된다.
송전선 설치 작업 과정에서 송전선이 부분적으로 손상을 입거나 또는 송전선 사용 중에 외부 충격 등에 의해서 손상을 입는 경우 전력 전송 효율이 저하한다. 예컨대 송전선은 낙뢰, 강우, 강설 등의 자연환경에 노출되어 상시 손상의 가능성이 있어 정기적인 검사/모니터링이 필수적이다. 또한 송전탑, 애자 및 클램프 등의 다른 송전 시스템에 대해서도 마찬가지의 이유로 정기적인 검사/모니터링이 필요하다.
하지만, 국내 송전선로는 대부분 산악지역에 위치해 있기 때문에, 사람이 산을 등반하여 철탑 인근까지 가거나 철탑에 직접 올라 육안으로 설비를 확인해야 하는 작업상의 어려움과 위험성이 항상 존재한다.
최근 드론 기술이 급격히 발전되고 인력 점검에 비해 점검 시간, 작업 효율 및 점검 신뢰도 측면에서 우수성이 입증됨에 따라 전력설비 점검으로의 사용이 국내외에서 점차 확대되는 추세이다. 하지만, 국내 송전선로는 철탑의 높이가 최대 200여 미터로 매우 높고 두 철탑 간의 경간거리가 최대 1.5km 이상에 이르는 등 설비 규모가 매우 크기 때문에, 250미터 정도의 육안 가시거리를 가지는 조종사가 수동으로 드론을 직접 조종해서 점검하는 것은 사실상 불가능에 가까운 난이도가 있다.
본 발명은 운전자의 조작없이도 송전 철탑에 대한 유효한 추적 경로를 따라 비행 및 촬영을 수행할 수 있는 송전 철탑 점검용 카메라 드론 및 그 촬영 방법을 제공하고자 한다.
구체적으로 본 발명은 드론, 헬기 등 비행장치 및 이에 장착된 촬영카메라 짐벌을 이용하여 송전선로를 점검하는 작업을 수행함에 있어서 실시간 촬영 영상 분석을 통해 촬영카메라가 송전설비를 자동으로 추적하면서 촬영할 수 있도록 카메라 짐벌을 자동으로 제어하는 송전 철탑 점검용 카메라 드론 및 그 촬영 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론은, 송전 철탑 설비 점검용 촬영 정보를 생성하는 카메라; 드론 조종 장치와 데이터 통신을 수행하는 조종 통신부; 드론의 비행을 위한 구동 수단들을 제어하는 비행 제어 모듈; 상기 촬영 정보가 저장되는 저장부; 점검 대상 송전 철탑의 종류를 판단하고 철탑에 설치된 애자련이나 금구류를 식별하는 철탑 종류 판정부; 송전 철탑들간에 연결된 전력선을 추적하는 전력선 식별부; 상기 카메라의 영상 촬영을 제어하는 촬영 제어부; 및 송전 철탑 및 전력선에 대한 점검용 영상 촬영을 위한 드론 비행을 제어하는 운행 제어부를 포함할 수 있다. 여기서, 비행을 위한 드론 기체로는 비행기, 헬기, 멀티콥터 등 다양한 형태의 비행장치가 사용될 수 있다.
여기서, 송전 철탑 설비 점검을 위한 영상 외 다른 정보들을 감지하는 감지 센서 모듈; 및 상기 카메라의 촬영 방향을 제어하고, 흔들림을 방지하는 짐벌부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 철탑 종류 판정부는, 비행 중 철탑 지점으로의 도착을 확인하는 단계; 철탑을 구성하는 전체 설비를 인식하여 촬영하는 단계; 및 상기 전체 설비 촬영 영상에서 식별된 현수애자련과 내장애자련의 구분에 따라, 현수형 철탑 또는 내장형 철탑으로 판정하는 단계를 포함하는 철탑 종류 판정 방법을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 전력선 식별부는, 비행 중 전력선 점검 시작점을 인식하는 단계; 다수의 전력선들을 촬영하는 단계; 및 상기 다수의 전력선들이 촬영된 영상에서, 전력선들이 차지하는 비율, 전력선 그룹들간 간격, 전력선 그룹의 폭에 따라 추적점들을 설정하는 단계를 포함하는 전력선 추적 방법을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 철탑 설비 촬영 방법은, 비행 중 철탑 지점으로의 도착을 확인하는 단계; 철탑을 구성하는 전체 설비를 인식하여 촬영하는 단계; 상기 전체 설비 촬영 영상에서 애자련들을 식별하는 단계; 식별된 애자련들을 현수애자련과 내장애자련으로 구분하는 단계; 현수애자련의 개수가 내장애자련의 개수 보다 많으면 현수형 철탑으로 판정하고, 그렇지 않으면 내장형 철탑으로 판정하는 단계; 현수형 철탑으로 판정된 경우, 전력선과 가공지선의 각 철탑 연결 지점에서 T자형 궤적으로 비행하며 촬영을 수행하는 단계; 및 내장형 철탑으로 판정된 경우, 전력선과 가공지선의 각 철탑 연결 지점에서 애자련들에 대한 T자형 궤적 및 점퍼선에 대한 U자형 궤적으로 비행하며 촬영을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전력선 촬영 방법은, 비행 중 전력선 점검 시작점을 인식하는 단계; 다수의 전력선들을 촬영하는 단계; 상기 다수의 전력선들이 촬영된 영상에서, 전력선들이 차지하는 비율, 전력선 그룹들간 간격, 전력선 그룹의 폭에 따라 추적점들을 설정하는 단계; 및 비행하면서 설정된 추적점들을 중심으로 촬영하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 추적점들을 설정하는 단계는, 화면에서 전체 전력선들이 차지하는 비율이 소정 제1 기준값보다 작으면 가장 위쪽 선의 중앙점과 가장 아래쪽 선의 중앙점의 평균을 추적점으로 결정하는 단계(S1); 상기 화면에서 전체 전력선들이 차지하는 비율이 소정 제1 기준값보다 크고, 상기 전체 전력선을 구분한 두 그룹 사이 간격의 보다 폭이 큰 그룹의 폭에 대한 비율이 소정 제2 기준값보다 작으면, 가장 위쪽 선의 중앙점과 가장 아래쪽 선의 중앙점의 평균을 추적점으로 결정하는 단계(S2); 및 상기 화면에서 전체 전력선들이 차지하는 비율이 소정 제1 기준값보다 크고, 두 그룹 사이 간격의 보다 폭이 큰 그룹의 폭에 대한 비율이 소정 제2 기준값보다 크면, 폭이 더 큰 그룹의 중심점으로 추적점으로 결정하는 단계(S3)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 S1 단계에서는, 하기 수학식에 따른 GrpRate값을 확인할 수 있다.
여기서, 상기 S2 단계 및 S3 단계에서는, 하기 수학식에 따른 GapRate값을 확인할 수 있다.
상술한 구성에 따른 본 발명의 송전 철탑 점검용 카메라 드론 및 그 촬영 방법을 실시하면, 운전자의 조작없이도 송전 철탑에 대한 유효한 추적 경로를 따라 비행 및 촬영을 수행하여, 철탑의 유효한 모니터링 데이터로서 촬영 데이터를 확보할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 송전 철탑 점검용 카메라 드론 및 그 촬영 방법은, 조종사가 별도로 회피를 지시하지 않아도 송전탑 및 이를 잇는 전선으로의 접근을 방지할 수 있는 이점이 있다. 즉, 드론 기체의 송전설비 및 OPGW(Optical Ground Wire : 광섬유 복합 가공지선) 접촉으로 인한 고장파급을 사전에 예방할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 송전 철탑 점검용 카메라 드론 및 그 촬영 방법은, 지상 운전자의 드론 운전환경 알림경보 인지를 통한 무인운전 안정성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 송전선로를 따라 자동으로 비행하면서 광학줌 카메라와 열화상 카메라로 설비를 점검하는 자동비행 드론 운용기술을 적용한 드론 카메라 짐벌 시스템을 도시한 개념도.
도 2는 철탑에 의한 카메라 드론의 제어 간섭 현상을 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 기능이 적용될 수 있는 송전 철탑 점검용 카메라 드론을, 일종의 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템의 관점에서 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 기능이 적용된 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 구성을 중심으로 도시한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템이 구현된 송전 철탑 점검용 카메라 드론을 활용하여 송전선로를 점검하는 과정을 개괄적으로 보여주는 개념도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 철탑 설비 점검을 위한 카메라 짐벌 제어 알고리즘이 반영된 철탑 설비 촬영 방법을 도시한 흐름도.
도 7은 점검 대상이 좌측 철탑과 우측 철탑의 경간인 경우, 인공지능이 활용하는 철탑 인식용 영상.
도 8a 및 b는 현수형 철탑과 내장형 철탑을 예시하는 사진.
도 9는 인공지능이 활용하는 현수애자련(애자 수직 연결) 인식용 영상.
도 10은 인공지능이 활용하는 내장애자련(애자 수평 연결) 인식용 영상.
도 11은 본 발명에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 현수형 철탑의 촬영 궤적을 예시한 개념도.
도 12는 본 발명에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 내장형 철탑의 촬영 궤적을 예시한 개념도.
도 13a는 본 발명의 송전 철탑 점검용 카메라 드론으로 전력선 추적 촬영시 혼동을 일으키기 쉬운 경우로서 반대쪽 회선의 전력선이 같이 촬영되는 경우의 촬영 영상, 도 13b는 반대쪽 회선의 전력선이 겹치는 경우의 촬영 영상.
도 14a는 상술한 전력선 추종 상의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철탑들 간 전력선 점검을 위한 카메라 짐벌 제어 알고리즘이 반영된 철탑들간 전력선 촬영 방법을 전력선 추적 과정을 중심으로 도시한 흐름도.
도 14b는 상술한 전력선 추종 상의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철탑들 간 전력선 점검을 위한 카메라 짐벌 제어 알고리즘이 반영된 철탑들간 전력선 촬영 방법을 전력선 추적 과정 및 촬영 과정을 함께 도시한 흐름도.
도 15는 기울기 값을 기준으로 전력선 그룹핑 수행하는 원리를 도시한 격자도.
도 16은 전력선 간격 중 최대값을 기준으로 전력선 그룹핑 수행하는 원리를 도시한 격자도.
도 17은 “GrpRate < α”인 경우 추적점 계산 사례를 도시한 격자도.
도 18은 “GrpRate > α & GapRate < β”인 경우 추적점 계산 사례를 도시한 격자도.
도 19는 “GrpRate > α & GapRate > β”인 경우 추적점 계산 사례를 도시한 격자도.
도 20은 본 발명의 다른 철탑 설비 촬영 방법을 도시한 흐름도.
도 2는 철탑에 의한 카메라 드론의 제어 간섭 현상을 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 기능이 적용될 수 있는 송전 철탑 점검용 카메라 드론을, 일종의 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템의 관점에서 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 기능이 적용된 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 구성을 중심으로 도시한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템이 구현된 송전 철탑 점검용 카메라 드론을 활용하여 송전선로를 점검하는 과정을 개괄적으로 보여주는 개념도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 철탑 설비 점검을 위한 카메라 짐벌 제어 알고리즘이 반영된 철탑 설비 촬영 방법을 도시한 흐름도.
도 7은 점검 대상이 좌측 철탑과 우측 철탑의 경간인 경우, 인공지능이 활용하는 철탑 인식용 영상.
도 8a 및 b는 현수형 철탑과 내장형 철탑을 예시하는 사진.
도 9는 인공지능이 활용하는 현수애자련(애자 수직 연결) 인식용 영상.
도 10은 인공지능이 활용하는 내장애자련(애자 수평 연결) 인식용 영상.
도 11은 본 발명에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 현수형 철탑의 촬영 궤적을 예시한 개념도.
도 12는 본 발명에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 내장형 철탑의 촬영 궤적을 예시한 개념도.
도 13a는 본 발명의 송전 철탑 점검용 카메라 드론으로 전력선 추적 촬영시 혼동을 일으키기 쉬운 경우로서 반대쪽 회선의 전력선이 같이 촬영되는 경우의 촬영 영상, 도 13b는 반대쪽 회선의 전력선이 겹치는 경우의 촬영 영상.
도 14a는 상술한 전력선 추종 상의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철탑들 간 전력선 점검을 위한 카메라 짐벌 제어 알고리즘이 반영된 철탑들간 전력선 촬영 방법을 전력선 추적 과정을 중심으로 도시한 흐름도.
도 14b는 상술한 전력선 추종 상의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철탑들 간 전력선 점검을 위한 카메라 짐벌 제어 알고리즘이 반영된 철탑들간 전력선 촬영 방법을 전력선 추적 과정 및 촬영 과정을 함께 도시한 흐름도.
도 15는 기울기 값을 기준으로 전력선 그룹핑 수행하는 원리를 도시한 격자도.
도 16은 전력선 간격 중 최대값을 기준으로 전력선 그룹핑 수행하는 원리를 도시한 격자도.
도 17은 “GrpRate < α”인 경우 추적점 계산 사례를 도시한 격자도.
도 18은 “GrpRate > α & GapRate < β”인 경우 추적점 계산 사례를 도시한 격자도.
도 19는 “GrpRate > α & GapRate > β”인 경우 추적점 계산 사례를 도시한 격자도.
도 20은 본 발명의 다른 철탑 설비 촬영 방법을 도시한 흐름도.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명은 송배전 설비들을 감시하는 드론의 운영 방법에 관한 것이다. 드론은 넓은 3차원 공간을 감시하는데 효율적으로 이용될 수 있으며, 이는 특히 감시 면적이 광대할 뿐만 아니라 설비들이 설치된 높이도 상당한 송배전 설비를 감시하는데 유용하다.
인력에 의한 드론점검의 문제점을 해결하기 위하여 송전선로를 따라 자동으로 비행하면서 광학줌 카메라와 열화상 카메라로 설비를 점검하는 자동비행 드론 운용기술로서 도 1에 도시한 바와 같은 드론용 자동 카메라 짐벌 시스템이 개발되었다.
개발한 자동비행 점검드론의 운용 인력은 2인 1조로 구성되며, 각각 드론 자동비행 제어용 GCS(Ground Control Station, 드론 지상제어시스템)와, 송전설비 영상 촬영을 위한 카메라 짐벌(Camera Gimbal) 제어를 담당하게 된다. 즉, 드론은 송전선로의 주어진 점검경로를 따라 자동비행으로 날지만, 광학줌 카메라와 열화상 카메라가 장착된 카메라 짐벌은 담당 작업자에 의해 원격으로 수동 조종되어 애자, 전력선, 스페이서 댐퍼 등 송전설비를 추적하면서 촬영하게 된다.
하지만, 실제 현장 적용시 다음과 같은 경우에 카메라 짐벌이 송전설비를 제대로 추적하지 못하고 놓치게 되어서 원하는 설비 영상을 얻을 수 없게 되는 일이 발생하였다.
도 2에 도시한 바와 같이, 드론이 철탑에 가까워지면 철탑 구조물 및 전자계 간섭에 의한 RF(Radio Frequency) 통신 장애로 카메라 짐벌이 원격에서 잘 조종되지 않는 경우가 종종 발생하였다.
밝은 실외 환경으로 인해 짐벌 조종자가 보는 카메라 수신영상 화면이 잘 보이지 않거나 지속적인 장시간 조종시에는 피로 누적으로 집중하지 못하여 촬영 중 송전설비를 놓치는 경우가 발생할 수도 있다.
드론이 산 너머에 위치한 송전선로 점검과 같이 가시권 밖을 비행하는 경우 RF 통신이 불가하여 LTE(Long Term Evolution) 통신을 이용한다. 하지만, 산악지역에서는 LTE 통신마저 불가한 통신 사각지역이 존재할 수 있다. 이와 같은 영역을 비행할 경우 카메라 짐벌은 제어 불능 상태에 빠지게 된다.
본 발명에서는 철탑 및 송전선로를 자동추적하는 비행을 수행하며, 구체적으로 철탑 설비 자체에 대한 촬영 방법을 수행하고, 철탑 들간의 전력선에 대한 촬영 방법을 수행하는 자동추적용 카메라 짐벌 시스템을 제시한다.
본 발명에 따른 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템은 도 4와 같이 카메라 짐벌, 짐벌 제어장치, 이미지 처리 및 자동추적 제어장치로 구성된다. 여기서, 본 발명에 따른 상기 카메라 짐벌 시스템의 제어 방법은 이미지 처리 및 자동추적 제어장치에서 촬영영상을 실시간으로 분석하여 짐벌 제어장치를 통해 카메라 짐벌이 송전설비를 자동으로 추적하면서 촬영하는 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 기능이 적용될 수 있는 송전 철탑 점검용 카메라 드론을, 일종의 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템의 관점에서 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 기능이 적용된 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 구성을 중심으로 도시한 것이다.
본 발명의 자동추적용 드론 카메라 짐벌 시스템은 여러 종류의 비행장치에 적용 가능하나, 상기 실시예에서는 방사형으로 배치된 프로펠러들로 비행하는 드론을 예로 들어 구성을 보여준다. 본 발명에 따른 자동추적용 드론 카메라 짐벌 시스템은 도 3에서 볼 수 있듯이, 카메라 짐벌(22) 및 짐벌 제어장치(24), 이미지 처리 및 자동추적 제어장치(160, 170)로 구성된다.
여기서, 이미지 처리 및 자동추적 제어장치(160, 170)는 각각의 모듈로 따로 구성될 수도 또는 하나의 모듈로 통합 구성될 수도 있다. 또한, 이미지 처리 및 자동추적 제어장치(160, 170)는 상술한 2인 1조로 운용되는 자동비행 점검 드론의 문제점을 개선하기 위한 구성들로, 본 발명의 사상을 구현하는데 중심 역할을 수행한다.
도시한 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템의 전체적인 동작원리를 설명하면, 먼저 카메라 짐벌(22)에 장착된 카메라(10)로부터 촬영된 영상이 실시간으로 이미지 처리 및 자동추적 제어장치(160, 170)로 전송된다. 이미지 처리 및 자동추적 제어장치(160, 170)는 전송된 이미지를 분석하여 본 발명이 제안하는 제어 방법에 따라 송전설비를 자동추적하기 위한 카메라 짐벌(22)의 제어명령을 생성한 후 직접 짐벌 제어장치(24)에 전송하거나 드론, 헬기 등 비행장치의 비행 제어장치(FC, Flight Controller)(140)를 거쳐서 짐벌 제어장치(24)에 전송한다. 짐벌 제어장치(24)는 이미지 처리 및 자동추적 제어장치(160, 170)에서 생성된 짐벌 제어명령에 따라 카메라 짐벌(22)을 제어한다.
상술한 기능들을 수행하기 위해, 도시한 송전 철탑 점검용 카메라 드론(100)과 드론 조종 장치(200)는 송전선로 자동 점검 시스템을 구성한다.
도시한 송전 철탑 점검용 카메라 드론은, 송전 철탑 설비 점검용 촬영 정보를 생성하는 카메라(10); 하기 드론 조종 장치와 데이터 통신을 수행하는 조종 통신부(180); 드론의 비행을 위한 구동 수단들을 제어하는 비행 제어 모듈(140); 상기 촬영 정보가 저장되는 저장부(150); 점검 대상 송전 철탑의 종류를 판단하고 철탑에 설치된 애자련이나 금구류를 식별하는 철탑 종류 판정부(172); 송전 철탑들간에 연결된 전력선을 추적하는 전력선 식별부(174); 상기 카메라의 영상 촬영 및/또는 촬영 스케쥴을 제어하는 촬영 제어부(160); 송전 철탑 및 전력선에 대한 점검용 영상 촬영을 위한 드론 비행 및/또는 그 경로를 제어하는 운행 제어부(170)를 포함한다.
이 중에서 상기 철탑 종류 판정부(172); 전력선 식별부(174); 촬영 제어부(160); 운행 제어부(170)는 도 3에서의 이미지 처리 및 자동추적 제어장치(160, 170)를 구성할 수 있다.
구현에 따라, 상기 송전 철탑 점검용 카메라 드론은, 송전 철탑 설비 점검을 위한 영상 외 다른 정보들을 감지하는 감지 센서 모듈(110); 및 상기 카메라의 촬영 방향을 제어하고, 흔들림을 방지하는 짐벌부(20)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 짐벌부(20)는, 도 3의 짐벌 제어장치(24)와 카메라 짐벌(22)로 구현될 수 있다.
상기 카메라(10)는 송전 철탑 설비를 점검/관리하는데 필요한 점검용 영상 정보를 생성하기 위한 것으로, 인간이 인지하는 RGB 컬러 영상 정보를 취득하는 일반 대역 카메라 촬영 수단; 인간이 인지할 수 없은 대역대의 빛으로서 적외선 촬영 수단이나 자외선 촬영 수단 등 특수 대역 카메라 촬영 수단을 구비할 수 있다.
상기 운행 제어부(170)는 상기 카메라(10)의 영상, 감지 센서 모듈(110)의 측정 데이터, 철탑 종류 판정부(172)의 정보와 전력선 추적부(174)의 정보를 종합하여 송전선로를 점검하기 위한 드론의 자동비행 경로를 생성한다.
상기 비행 제어 모듈(140)은, 상기 드론 조종 장치(200)에서 전송되는 비행 제어 신호에 따라 비행을 위한 구동 수단들을 제어하거나, 본 발명의 사상에 따라 자체 촬영 비행 스케쥴 및 비행 알고리즘에 따라 제어할 수 있다.
상기 조종 통신부(180)는, 상기 비행 제어 신호 및 촬영된 영상 정보, 점검 촬영 대상인 송전 철탑에 대한 정보, 점검/비행/촬영 스케쥴 정보를 무선 통신으로 상기 드론 조종 장치(200)와 송수신할 수 있다.
구현에 따라, 상기 감지 센서 모듈(110)은, 드론(100)과 송배전 설비 중 비행 충돌 위험이 높은 주의 요망 설비들(송전선로, OPGW, 송전철탑 등)의 이격거리 및/또는 근접여부를 측정하는 센서를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 이격 거리 측정을 위한 상기 센서로서, 초음파, 적외선, 마이크로웨이브 등 전자파를 활용한 비접촉식 거리 측정 센서가 적용될 수 있다.
비교적 고가 구현의 경우, 상기 감지 센서 모듈(110)은, 레이더 및/또는 라이다(LiDAR) 장치를 구비할 수 있다. 특히, 라이다는 고속의 이동 물체의 장애물 감지 용도로 우수한 특성을 가진다.
구현에 따라, 상기 감지 센서 모듈(110)은, 화재 등 이상 상황에서 발생되는 분자(일산화탄소 등)를 감지하는 화학적 감지 센서; 시설물 또는 그 주변의 온도를 감지하는 온도 감지 센서; 시설물 또는 그 주변의 소리를 감지하는 마이크로폰; 전파를 이용하여 시설물을 스캔하는 레이더; 및 레이져를 이용하여 시설물을 스캔하는 라이다, 전자기파 감지기 등 각종 감지 센서들을 하나 이상 더 구비할 수 있다.
상기 저장부(150)는 전자파가 강한 환경에서 촬영 정보를 안전하게 보관할 수 있는 저장 수단으로 구현되는 것이 바람직하며, 상기 촬영 정보 외에도 촬영 운행 스케쥴 정보, 비행 스케쥴 정보, 대상 송전 철탑 설비 정보 및 감지 센서 모듈(110) 측정 데이터가 저장될 수 있다.
상기 송전 철탑 점검용 카메라 드론(100)과 함께 송전선로 자동 점검 시스템을 구성하는 드론 조종 장치(200)는, 도시한 바와 같이, 드론 통신부(280); 비행 제어 신호 생성부(240); 촬영 제어 신호 생성부(260); 비행 조종사 인터페이스부(270); 촬영 조종사 인터페이스부(275); 및 저장부(250)를 포함할 수 있다.
상기 드론 통신부(280)는, 상기 조종 통신부(180)와 비행 제어 신호 및 시설물 모니터링 정보를 무선 통신으로 송수신할 수 있다.
상기 비행 제어 신호 생성부(240)는 비행 조종사의 조작에 따라 상기 드론의 비행을 위한 비행 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 촬영 제어 신호 생성부(260)는 촬영 조종사의 조작에 따라 상기 카메라 및 짐벌부의 점검용 촬영을 위한 촬영 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 조종 통신부(180)와 드론 통신부(280)는, 비행 제어 신호 생성부(240)를 위한 정보/명령들과, 촬영 제어 신호 생성부(260)를 위한 정보/명령들을 무선 통신으로 서로 송수신할 수 있다.
상술한 2인 1조로 운용되는 자동비행 점검 드론의 구조에서, 상기 비행 제어 신호 생성부(240)와 비행 조종사 인터페이스부(270)는 비행 조종사를 위한 것이고, 상기 촬영 제어 신호 생성부(260)와, 촬영 조종사 인터페이스부(275)는 촬영 조종사를 위한 것일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템이 구현된 송전 철탑 점검용 카메라 드론을 활용하여 송전선로를 점검하는 과정을 개괄적으로 보여준다. 순서를 다시 기술해보면 『이륙 → 철탑 A에 접근비행 → 호버링하면서 철탑 A 점검 → 가공지선 점검 → 호버링하면서 철탑 B 점검 → 전력선을 따라가면 전력선 점검(A, B, C 상의 3상 전력선 점검) → 이착륙지로 접근비행 → 착륙』순으로 이루어진다. 여기서, 상기 점검과정은 역순으로 이루어질 수도 있다.
도 5에서 알 수 있듯이 송전선로 점검을 위해 본 발명에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론이 활용되는 다양한 모니터링/점검 작업들 중 자동 제어 알고리즘이 요구되는 작업으로는, 철탑 설비 점검과 전력선(가공지선 포함) 점검이 있다. 이에 각 작업 별로 본 발명에 따른 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템의 제어 방법을 이용한 점검 방법을 설명하겠다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 철탑 설비 점검을 위한 카메라 짐벌 제어 알고리즘이 반영된 철탑 설비 촬영 방법을 도시한다.
도시한 철탑 설비 촬영 방법은, 비행 중 철탑 지점으로의 도착을 확인하는 단계(S120); 철탑을 구성하는 전체 설비를 인식하여 촬영하는 단계(S140); 상기 전체 설비 촬영 영상에서 애자련들을 식별하는 단계(S144); 식별된 애자련들을 현수애자련과 내장애자련으로 구분하는 단계(S148); 현수애자련의 개수가 내장애자련의 개수 보다 많으면 현수형 철탑으로 판정하고(S164), 그렇지 않으면 내장형 철탑으로 판정하는 단계(S168); 현수형 철탑으로 판정된 경우, 전력선과 가공지선의 각 철탑 연결 지점에서 T자형 궤적으로 비행하며 촬영을 수행하는 단계(S180, S194)); 내장형 철탑으로 판정된 경우, 전력선과 가공지선의 각 철탑 연결 지점에서 애자련들에 대한 T자형 궤적 및 점퍼선에 대한 U자형 궤적으로 비행하며 촬영을 수행하는 단계(S185, S194)를 포함할 수 있다.
도 7은 점검 대상이 좌측 철탑과 우측 철탑의 경간인 경우, 인공지능이 활용하는 철탑 인식용 영상이다.
드론 점검작업이 시작되면 드론은 이착륙지에서 이륙하여 적정 높이까지 상승한 후 철탑 인근 호버링 지점까지 비행한다. 이 때, 본 발명에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론은 인공지능을 활용하여 촬영영상을 분석함으로써 철탑 위치를 파악한다. 예컨대, 인공지능을 활용하여 영상을 분석하면 도 7의 영상에서 인식되는 사물의 종류, 사물의 중심좌표 및 사물의 크기(높이와 폭)를 출력으로 얻을 수 있다. 이 경우, 드론으로부터 가장 가까운 철탑은 가장 큰 사각 박스로 나타나므로, 카메라 방향이 가장 가까운 철탑을 향하도록 카메라 짐벌을 계속 제어할 수 있다.
드론이 철탑 호버링 지점에 도착하면(S120), 카메라를 최대한 줌 아웃(S125)하여 철탑의 전체모습을 촬영한다. 구현에 따라(예: 광각, 망원의 복수 카메라를 구비한 경우), 상기 S125 단계는 생략될 수 있다.
다음, 상기 줌 아웃 촬영된 영상을 인공지능을 활용하여 분석함으로써 철탑을 구성하는 전체설비들을 파악하고, 현수형 철탑인지 내장형 철탑인지를 분석한다(S140 ~ S168).
여기서, 철탑은 송전선로의 수평각도에 따라 현수형 철탑과 내장형 철탑으로 구분 가능한데, 현수형 철탑은 철탑 암으로부터 수평장력 없이 애자들이 수직으로 연결된 현수애자련으로 절연하고, 내장형 철탑은 철탑 암을 중심으로 양측에 애자들이 수평으로 연결된 애자련으로 절연하고, 전력선 양 끝단을 별도의 내장 압축인류 클램프를 통해 각각 고정지지한 후 점퍼선을 통해 상기 전력선을 상호 접속시킨다.
도 8a 및 b는 현수형 철탑과 내장형 철탑을 예시하는 사진이다.
도 9는 인공지능이 활용하는 현수애자련(애자 수직 연결) 인식용 영상이고, 도 10은 인공지능이 활용하는 내장애자련(애자 수평 연결) 인식용 영상이다.
도시한 바와 같이, 현수애자련은 인공지능에 의해 인식되는 사각박스의 높이가 폭보다 크게 생성되고 내장애자련은 사각박스의 폭이 높이보다 크게 생성되어 구분 가능하다(S144, S148). 현수형 철탑은 애자련이 모두 현수애자련으로만 구성되지만, 내장형 철탑은 도 8과 같이 점퍼선을 지지해주는 현수애자련이 없을 수도 있고 도 10과 같이 점퍼선 지지를 위해 현수애자련이 1~2개가 들어갈 수도 있다. 따라서, 도시한 S160 단계의 철탑을 구성하는 『현수애자련 개수 > 내장애자련 개수』의 판별식을 만족하면 현수형 철탑으로(S164), 만족하지 못하면 내장형 철탑으로 판단한다(S168).
도 11은 본 발명에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 현수형 철탑의 촬영 궤적을 예시한다.
도 12는 본 발명에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 내장형 철탑의 촬영 궤적을 예시한다.
현수형 철탑일 경우 철탑 상단 암(Arm), 중단 암, 하단 암 모두 수직형태의 현수애자련만 장착되어 있기 때문에 촬영 궤적이 수직선 상에 있어 비교적 단순하다. 하지만, 도 9에서 볼 수 있는 것처럼 현수애자련에 의해 지지되는 전력선 양단에 점검 대상인 SB(Stockbridge) 댐퍼가 장착되어 있는 경우도 있기 때문에, 촬영 궤적 생성시 이를 고려해야 한다. 따라서 현수형 철탑의 경우에는 도 11의 화살표들로 나타낸 것과 같은 촬영 궤적을 생성하여 설비를 점검할 것을 제안한다.
반면, 내장형 철탑의 경우에는 수평 형태의 내장애자련이 철탑 암을 중심으로 양측에 배치되어 있고 이를 점퍼선으로 연결하고 있을 뿐만 아니라 경우에 따라서는 이 점퍼선을 지지하기 위해 현수애자련이 설치되기도 해서 촬영 궤적 생성시 내장애자련, 점퍼선, 점퍼선 지지용 현수애자련을 모두 고려해야 한다. 따라서 내장형 철탑의 경우에는 도 12의 화살표들로 나타낸 것과 같은 촬영 궤적을 생성하여 설비를 점검할 것을 제안한다.
송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템이 구비된 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 철탑들간 전력선의 점검 방법에 대하여 살펴보겠다.
도 13a는 본 발명의 송전 철탑 점검용 카메라 드론으로 전력선 추적 촬영시 혼동을 일으키기 쉬운 경우로서 반대쪽 회선의 전력선이 같이 촬영되는 경우의 촬영 영상이며, 도 13b는 반대쪽 회선의 전력선이 겹치는 경우의 촬영 영상이다.
전력선 및 가공지선에 대한 점검은 도 5에서 볼 수 있듯이 드론이 철탑과 철탑 사이 경간을 왕복해서 날면서 상 별 전력선 및 가공지선을 각각 촬영하는 방식으로 이루어지며, 사람이 직접 카메라 짐벌을 수동 조종하여 전력선을 추적 촬영할 경우 장시간 동안 상당한 집중력이 요구되어 피로도가 굉장히 높은 작업이다. 두 철탑 사이의 전력선 촬영이 시작되는 지점은 도 9와 도 10에서 볼 수 있듯이 현수형 철탑, 내장형 철탑 모두 전력선을 파지하고 있는 애자련의 맨 아래 하단부로 인공지능에 의해 어렵지 않게 검출할 수 있다.
하지만, 드론을 이용하여 실제 전력선을 촬영해보면, 도 13a, b와 같이 촬영대상인 철탑의 드론쪽 방향에 설치된 전력선들과 촬영대상이 아닌 철탑의 반대쪽 회선에 설치된 전력선들이 한 화면에 잡히거나 겹쳐 보이는 경우가 자주 발생한다. 이로 인해 단순한 전력선 검출 알고리즘으로 추적하는 경우 촬영대상인 전력선을 놓치거나 반대쪽 회선을 추종하는 등의 오류가 발생할 수 있다. 특히 촬영대상 전력선과 반대쪽 회선 전력선이 겹쳤다가 다시 떨어지는 순간에 촬영대상이 아닌 반대쪽 회선을 추종하는 경우가 종종 발생하였다.
도 14a는 상술한 전력선 추종 상의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철탑들 간 전력선 점검을 위한 카메라 짐벌 제어 알고리즘이 반영된 철탑들간 전력선 촬영 방법을 전력선 추적 과정을 중심으로 도시한다.
전력선(가공지선 포함) 점검을 위한 송전 철탑 점검용 카메라 드론의 전력선 추적을 위한 아이디어를 개념적으로 설명하면 다음과 같다. 즉, 상기 추적점들을 설정하는 단계에 대한 상세 설명이다.
점검 대상 전력선이 하나만 존재하는 경우, 일반적인 단일선 추적 알고리즘에 따라 추적할 수 있다(S245, S248).
드론으로 전력선을 측면에서 촬영하다보면 촬영대상 회선의 전력선들뿐만 아니라 반대쪽 회선의 전력선들도 화면에 함께 나오는 경우가 많으므로, 촬영 영상에 나오는 전력선들을 크게 두 그룹으로 나눈다(S250).
도 13a와 같이 이 두 그룹의 거리가 상당히 떨어진 경우에는(S265의 아니오) 두 그룹의 폭(그룹 내 가장 위쪽 전력선과 가장 아래쪽 전력선 사이의 거리)을 비교하여 폭이 더 넓은 그룹이 드론에서 가까운 촬영 대상이므로, 폭이 더 넓은 그룹의 중심점(동일 그룹 내 가장 위쪽 전력선과 가장 아래쪽 전력선 사이의 중앙점)을 추적점(Tracking Point, 도 13a의 적색 + 표시)으로 결정한다(S276).
반면, 도 13b와 같이 가까운 전력선의 이 두 그룹간의 거리가 매우 가깝거나 두 그룹의 전력선들이 겹쳐서 혼재되어 보이는 경우에는(S265의 예) 두 그룹을 하나로 묶어서 전체 전력선의 중심점(전체 전력선 중 가장 위쪽 전력선과 가장 아래쪽 전력선 사이의 중앙점)을 추적점(도 13b의 적색 + 표시)으로 결정한다(S272).
한편, 전체 화면에서 전력선 그룹이 차지하는 비율이 소정 기준값 보다 작은 경우에도(S255의 예), 두 그룹을 하나로 묶어서 전체 전력선의 중심점(전체 전력선 중 가장 위쪽 전력선과 가장 아래쪽 전력선 사이의 중앙점)을 추적점(도 13b의 적색 + 표시)으로 결정한다(S272).
한편, 전력선 그룹이 1도체 이거나 가공지선인 경우에는, 폭이 더 넓은 선의 중심을 추적점으로 결정한다(S278).
이와 같은 방식으로 매 이미지마다 추적점을 결정하여 카메라 짐벌로 추종하면 우리가 원하는 촬영대상 전력선 그룹이 항상 촬영화면 내에 존재하게 된다.
도 14b는 상술한 전력선 추종 상의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철탑들 간 전력선 점검을 위한 카메라 짐벌 제어 알고리즘이 반영된 철탑들간 전력선 촬영 방법을 전력선 추적 과정 및 촬영 과정을 함께 도시한다.
도시한 철탑들간 전력선 촬영 방법은, 비행 중 전력선 점검 시작점을 인식하는 단계(S310); 다수의 전력선들을 촬영하는 단계(S320); 상기 다수의 전력선들이 촬영된 영상에서, 전력선들이 차지하는 비율, 전력선 그룹들간 간격, 전력선 그룹의 폭에 따라 추적점들을 설정하는 단계; 및 비행하면서 설정된 추적점들을 중심으로 촬영하는 단계(S380)를 포함할 수 있다.
도면에서 반대쪽 회선의 전력선들도 화면에 함께 나오는 경우를 대비하여 촬영 영상에 나오는 전력선들을 크게 두 그룹으로 나누는 단계(S360)가 도 14b에서는 상기 S355 단계 이후에 수행되는 것으로 표현되었다. 이는 하기 S355의 판단에 있어서는 그룹 구분이 필요없음을 반영한 것이다.
철탑 호버링 지점에서 도 6의 알고리즘에 의해 철탑 설비 촬영을 마치고 전력선 점검을 시작하면(S310) 먼저 인공지능에 의해 인식된 애자련들 중에서 촬영대상 전력선이 연결된 애자련을 찾아서 애자련 최하단점을 추적점의 초기 값으로 선정한다(S325).
다음으로 드론이 반대쪽 철탑 방향으로 비행을 시작하면 영상 이미지 내에 존재하는 전력선들을 패턴인식 기법이나 인공지능으로 모두 검출하고, 향후 알고리즘 적용이 용이하도록 이 전력선들의 정보를 이미지에 대해서 수직 방향으로 분류하여 정렬한다(S340).
이 때 화면에 나타난 전력선의 개수가 1개인 경우(단도체나 가공지선)에는 별도의 알고리즘 적용이 필요 없으므로 해당 전력선의 중앙점을 추적점으로 업데이트만 해주면 된다(S345, S348).
선의 개수가 2개 이상인 경우에는 알고리즘 개념에서 설명한 대로 전력선들을 두 그룹으로 그룹핑 작업을 수행해준다. 그룹핑 조건 및 추적점들을 설정하는 단계에서의 세부 과정들은 다음과 같다.
도 15는 기울기 값을 기준으로 전력선 그룹핑 수행하는 원리를 도시한 것이고, 도 16은 전력선 간격 중 최댓값을 기준으로 전력선 그룹핑 수행하는 원리를 도시한 것이다.
도 15의 그룹핑 조건은, 촬영 영상 화면에 등장하는 전력선들의 기울기를 모두 구한 후 비슷한 기울기를 가지는 전력선끼리 그룹으로 묶는 것이다.
도 16의 그룹핑 조건은, 전력선들이 모두 비슷한 기울기 값들을 가지는 경우에는 전력선 간의 최대 간격을 기준으로 그룹핑하는 것이다.
상술한 과정으로 전력선들을 두 그룹으로 분류하였으면, 두 그룹이 멀리 떨어져 있는지 또는 가까이 서로 붙어있는지를 판별하기 위한 GrpRate를 하기 수학식 1와 같이 계산한다.
그런데, 상기 수학식에 따른 GrpRate는 그룹핑 전에도 구할 수 있는 바, 도 14b에서는 이를 반영하였다.
이 때, 계산된 GrpRate가 α보다 작으면, 즉, 영상 이미지 높이와 비교하여 화면에서 전체 전력선들이 차지하는 폭이 작다고 판단되면, 두 그룹이 서로 겹쳐있거나 매우 가까이 위치해있다고 보고 가장 위쪽 선의 중앙점과 가장 아래쪽 선의 중앙점의 평균을 추적점으로 결정한다(S372).
여기서, GrpRate의 판단기준이 되는 상수 α는 실제 알고리즘 적용을 통해 파라미터 튜닝을 통해 결정되었으며, 영상 이미지의 해상도가 HD급 1280×720인 경우 α=0.5를 사용할 수 있다.
계산된 GrpRate가 α보다 클 경우에는, 두 그룹이 서로 멀리 떨어져 있을 수도 있지만 서로 멀리 떨어져 있지 않음에도 불구하고 카메라 줌이 너무 확대되었을 수도 있다. 이러한 상황을 판별하기 위한 GapRate를 하기 수학식 2와 같이 계산한다.
GrpRate가 α보다 크지만 계산된 GapRate가 β보다 작으면, 영상 이미지 높이와 비교하여 전력선 전체가 차지하는 영역이 상당히 큼에도 불구하고 두 그룹이 여전히 서로 가까이 붙어있다고 판단하고 (카메라 줌이 많이 확대된 경우일 수 있음) 영상 이미지 내의 가장 위쪽 선의 중앙점과 가장 아래쪽 선의 중앙점의 평균을 추적점으로 결정한다(S372).
여기서, GapRate의 판단기준이 되는 상수 β는 실제 알고리즘 적용을 통해 파라미터 튜닝을 통해 결정되었으며, 영상 이미지의 해상도가 HD급 1280×720인 경우 β=1.5를 사용할 수 있다.
마지막으로 GrpRate가 α보다 크고 계산된 GapRate가 β보다 큰 경우에는 두 그룹 간의 이격이 충분히 떨어져 있다고 판단할 수 있다. 이 때, 촬영대상인 가공지선이거나 단도체 전력선인 경우에는 화면에 나타날 수 있는 선의 최대 개수가 2개이므로, 드론과 가까운 전력선의 두께가 더 두껍다는 사실로부터 둘 중에 두께가 더 넓은 전력선의 중심점으로 추적점을 결정한다(S378).
촬영대상인 2도체 이상의 전력선인 경우에는 두 그룹으로 그룹핑이 가능하므로, 각 그룹의 폭을 구한 후 드론과 가까운 전력선 그룹의 폭이 더 크다는 사실로부터 두 그룹 중에서 폭이 더 넓은 그룹의 중심점으로 추적점을 결정한다(S376).
도 17은 상술한 “GrpRate < α”인 경우 추적점 계산 사례를 도시한 것이고,
도 18은 상술한 “GrpRate > α & GapRate < β”인 경우 추적점 계산 사례를 도시한 것이고,
도 19는 상술한 “GrpRate > α & GapRate > β”인 경우 추적점 계산 사례를 도시한 것이다.
본 발명의 사상에 따른 송전 철탑 점검용 카메라 드론을 이용한 송전선로 점검은 크게 『철탑 상세 촬영 + 선로 주변 이상유무 육안점검』으로 구성된 순시 작업과 『철탑 상세 촬영 + 전력선(가공지선) 상세 촬영』으로 구성된 정밀점검 작업으로 구성될 수 있다. 일반적으로 수행되는 순시 작업과 달리, 드론 정밀점검 작업은 전력선을 포함하여 송전선로의 모든 설비를 정밀하게 점검할 필요가 있는 공업 지역, 염해지역, 바다나 강 횡단 및 장경간(두 철탑 사이의 거리가 매우 긴) 개소에 대하여 수행될 수 있는 이점이 있다.
도 20은 본 발명의 다른 철탑 설비 촬영 방법으로서, 전력선 점검은 생략하고 철탑 설비만을 점검하는 것을 도시한다. 이 경우, 송전 철탑 점검용 카메라 드론이 철탑 호버링 지점에 도착시, 본 발명에 의한 철탑 설비 점검을 위한 송전선로 자동추적용 카메라 짐벌 시스템의 제어방법을 적용하고, 철탑 사이 경간을 비행할 때에는 전력선을 정밀 촬영할 필요가 없으므로 비행 중 전체 선로 모습이 촬영될 수 있도록 카메라를 최대 줌 아웃하고 적정 선로 방향으로 맞춰주기만 하면 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 카메라 20 : 짐벌부
100 : 드론 110 : 감지 센서 모듈
140 : 비행 제어 모듈 150 : 저장부
160 : 촬영 제어부 170 : 운행 제어부
172 : 철탑 종류 판정부 174 : 전력선 식별부
180 : 조종 통신부 200 : 드론 조종 장치
100 : 드론 110 : 감지 센서 모듈
140 : 비행 제어 모듈 150 : 저장부
160 : 촬영 제어부 170 : 운행 제어부
172 : 철탑 종류 판정부 174 : 전력선 식별부
180 : 조종 통신부 200 : 드론 조종 장치
Claims (9)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 비행 중 전력선 점검 시작점을 인식하는 단계;
다수의 전력선들을 촬영하는 단계;
상기 다수의 전력선들이 촬영된 영상에서, 전력선들이 차지하는 비율, 전력선 그룹들간 간격, 전력선 그룹의 폭에 따라 추적점들을 설정하는 단계; 및
비행하면서 설정된 추적점들을 중심으로 촬영하는 단계
를 포함하되,
상기 추적점들을 설정하는 단계는,
화면에서 전체 전력선들이 차지하는 비율이 소정 제1 기준값보다 작으면 가장 위쪽 선의 중앙점과 가장 아래쪽 선의 중앙점의 평균을 추적점으로 결정하는 단계(S1);
상기 화면에서 전체 전력선들이 차지하는 비율이 소정 제1 기준값보다 크고, 상기 전체 전력선을 구분한 두 그룹 사이 간격의 보다 폭이 큰 그룹의 폭에 대한 비율이 소정 제2 기준값보다 작으면, 가장 위쪽 선의 중앙점과 가장 아래쪽 선의 중앙점의 평균을 추적점으로 결정하는 단계(S2); 및
상기 화면에서 전체 전력선들이 차지하는 비율이 소정 제1 기준값보다 크고, 두 그룹 사이 간격의 보다 폭이 큰 그룹의 폭에 대한 비율이 소정 제2 기준값보다 크면, 폭이 더 큰 그룹의 중심점으로 추적점으로 결정하는 단계(S3)
를 포함하는 전력선 촬영 방법.
- 삭제
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