KR102401945B1 - 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드론에 장착되는 진단센서유닛을 통해 도로의 노면 또는 도로의 양측에 형성되는 비탈면의 안전상태를 확인할 수 있는 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치는 비행본체와, 상기 비행본체에 설치되어 상기 비행본체를 공중으로 부양 및 소정 방향으로 비행하도록 구동하는 비행구동부를 포함하는 드론과, 상기 드론에 설치되며 도로시설물의 안전상태를 감지하기 위한 진단센서유닛을 포함한다.

Description

드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치 {Safety diagnosis device for road facilities using drones}
본 발명은 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론에 장착되는 진단센서유닛을 통해 도로의 노면 또는 도로의 양측에 형성되는 비탈면의 안전상태를 확인할 수 있는 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량이 운행하는 도로는 고속주행이 가능하며, 주행 안전성이 보장될 수 있도록 아스팔트와 같은 포장재를 통해 포장을 하며, 도로를 건설하는 과정에서 비탈면이 형성되는 경우 토사 또는 낙석에 의한 피해가 발생하지 않도록 옹벽을 설치하고 펜스를 구축하기도 한다.
이러한 도로시설물은 도로를 주행하는 차량들이 안전하게 주행할 수 있도록 마련된 것인데, 도로시설물이 결빙, 파손 등으로 문제가 생기면 차량의 사고를 유발할 수 있으며, 특히 고속주행중이 차량의 충돌시 심각한 인명피해와 경제적 손실이 야기될 수 있다.
따라서 도로의 시설구조물에 대한 안전성을 수시로 확인하고, 주의가 필요하거나 보수가 필요한 경우 관리자가 인지할 수 있도록 전달하는 것이 중요하다.
종래에도 도로의 결빙시 제설액을 살포할 수 있는 무인비행체에 관한 기술이 개발되기도 하였으며, 도로의 파손 부위를 감지하거나 옹벽 또는 비탈면의 붕괴 위험을 진단할 수 있는 기술들이 제안되기도 하였다.
하지만 이러한 종래기술의 경우 사고 위험을 신속하게 판단하고, 사고 발생 전에 이를 경고하는데 한계가 있었다.
한국등록특허 제10-0722419호 : 도로의 사면에 설치되는 비탈면 붕괴 안전진단장치 한국등록특허 제10-2029069호 : 드론을 이용한 교량의 결빙 방지시스템 한국등록특허 제10-1977052호 : 무인비행체를 이용한 도로상태 조사시스템 및 이를 이용한 조사방법
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 드론에 장착되는 진단센서유닛을 통해 도로시설물에서 차량의사고를 유발할 수 있는 위험요인들을 미리 확인 및 진단함으로써 도로 상의 차량 안전을 유지할 수 있는 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치는 비행본체와, 상기 비행본체에 설치되어 상기 비행본체를 공중으로 부양 및 소정 방향으로 비행하도록 구동하는 비행구동부를 포함하는 드론과, 상기 드론에 설치되며 도로시설물의 안전상태를 감지하기 위한 진단센서유닛을 포함한다.
상기 진단센서유닛은 도로상의 블랙아이스(black ice)를 판별할 수 있도록 도로 표면의 영상 또는 이미지를 촬영하기 위한 영상촬영부와, 상기 도로 표면의 온도분포를 촬영하기 위한 열화상 촬영부와, 상기 영상촬영부 및 열화상 촬영부의 촬영 데이터를 취합하고, 촬영된 영상 및 열화상 데이터를 기반으로 도로의 노면에 블랙아이스의 생성 여부를 판별하는 데이터분석부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 진단센서유닛은 공기중의 습도를 측정하기 위한 습도센서를 더 구비하며, 상기 데이터분석부는 상기 영상 데이터와 열화상 데이터 및 상기 습도센서에서 측정된 습도정보를 함께 분석하여 블랙아이스의 생성여부를 판별하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 진단센서유닛은 비탈면의 안전진단을 위해 비탈면의 영상 촬영을 위한 영상촬영부와, 비탈면의 내부로 전자파를 방사한 후 반사된 전자파 정보를 취득하는 GPR(Ground Pe ne trating Radar) 탐사기를 포함할 수 있다.
상기 드론이 상기 비탈면의 표면을 따라 일정 간격을 유지하면서 비행할 수 있도록 제어하기 위한 비행제어유닛을 더 구비하되, 상기 비행제어유닛은 상기 비행본체의 일측에 형성되어 비탈면의 표면과의 거리를 측정하는 거리측정센서와, 상기 거리측정센서의 측정정보를 기반으로 상기 드론의 비행방향을 제어하는 비행제어부를 포함할 수 있다.
상기 진단센서유닛은 상기 GPR 탐사기에 의해 전자파가 방사되는 비탈면의 표면 토질 정보를 취득하기 위한 탐촉감지센서부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 드론은 상기 비행본체의 일측에 조사 대상의 비탈면을 향해 진퇴 가능하도록 설치되는 진퇴로드부를 더 구비하고, 상기 비행제어유닛의 거리측정센서는 상기 진퇴로드부의 단부에 마련되는 보조몸체에 형성되며, 상기 탐촉감지센서부는 상기 보조몸체로부터 상기 조사 대상의 비탈면을 향해 연장되는 보조연장로드와, 상기 보조연장로드의 단부에 형성되며, 조사 대상의 비탈면 표면을 소정의 힘으로 타격하는 탐촉부와, 상기 보조연장로드의 일측에 형성되며 상기 탐촉부가 비탈면의 표면을 타격하는 과정에서 발생하는 타격음을 수음하기 위한 음향획득부와, 상기 음향획득부의 취득 정보를 토대로 상기 비탈면의 표면 토질 정보를 분석하는 탐촉분석부를 구비할 수 있다.
본 발명의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치는 도로의 결빙으로 인한 차량의 주행 중 미끄러짐 발생 또는 도로의 주변에 형성되는 비탈면의 붕괴 위험 진단을 신속하고 효과적으로 수행할 수 있어, 도로시설물의 안전 유지 관리를 신속하고 효율적으로 운영할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치의 구성을 표시한 구성도,
도 3은 비탈면의 GPR 탐사를 위한 본 발명의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치의 다른 실시예의 개념도,
도 4는 도 3의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치의 구성을 표시한 구성도,
도 5는 도 3의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치에서 비행간격제어유닛을 더 포함하는 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치의 또 다른 실시예의 개념도,
도 6은 도 5의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치의 비행간격제어유닛을 발췌한 사시도,
도 7은 도 5의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치의 구성을 표시한 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치(1)는 드론(10)과, 상기 드론(10)에 설치되는 진단센서유닛(100)을 포함한다.
상기 드론(10)은 비행본체(11)와, 비행본체(11)에 설치되어 비행본체(11)를 공중으로 부양시켜 소정 방향으로 비행하도록 구동하는 비행구동부(30)를 포함하는데, 본 실시예는 일반적인 드론(10)과 마찬가지로 비행구동부(30)가 복수개의 프로펠러들과 상기 프로펠러들을 구동하는 구동모터들을 포함하도록 형성되어 있으며, 상기 프로펠러들의 구동 제어를 통해 드론(10)의 비행방향, 고도, 비행속도 등을 제어한다.
상기 비행구동부(30)는 비행제어부(40)에 의해 비행방향과 속도, 고도의 제어가 이루어지게 되는데, 비행제어부(40)는 관리자가 무선조종을 통해 제어신호를 송신하여 비행을 제어할 수도 있고, 설정된 제어조건에 따라 비행속도와 고도, 방향의 제어가 이루어지도록 할 수도 있다. 예를 들어 상기 비행제어부(40)는 드론(10)에 마련되어 있는 GPS를통해 드론(10)의 현재 위치를 분별하고 설정된 비행 방향을 따라 자동으로 드론(10)의 이동이 이루어지도록 제어할 수도 있다.
상기 진단센서유닛(100)은 도로의 노면 상태를 파악하여 도로를 주행하는 차량의 안전운행에 방해가 되는 요소는 없는지 판단하도록 마련되는 것으로, 본 실시예의 경우 도로의 노면에 형성되는 블랙아이스(black ice)를 감지하기 위한 것이다.
블랙아이스는 클리어아이스(clear ice)라고도 하며 도로 표면에 코팅한 것처럼 얇은 얼음막이 생기는 현상을 말한다. 블랙아이스는 도로나 다른 교통 수단의 표면에서 눈으로 보기 힘든 고르지 않은 얼음형태로 형성되며, 투명하기 때문에 운전자들이 얼음의 존재를 인지하지 못한채 고속으로 주행하다가 미끄러짐이 발생하면서 큰 사고로 이어지는 경우가 많다.
이러한 블랙아이스의 발생 여부를 감지할 수 있도록 진단센서유닛(100)이 마련되는데, 본 실시예의 진단센서유닛(100)은 도로의 표면 영상 또는 이미지를 촬영하기 위한 영상촬영부(110)와, 도로 표면의 온도분포를 촬영하기 위한 열화상 촬영부(120)와, 분석대상 지역의 습도를 측정하기 위한 습도센서(130)와, 영상촬영부(110) 및 열화상 촬영부(120)의 촬영데이터 및 습도센서(130)의 습도정보를 취합 및 분석하는 데이터분석부(140)를 포함한다.
상기 영상촬영부(110)는 이미지 또는 동영상을 촬영하며, 노면의 영상 이미지를 촬영하고 데이터분석부(140)로 전송한다.
열화상 촬영부(120)는 도로의 표면 온도를 확인할 수 있도록 열화상을 촬영하게 되며, 노면의 표면온도가 물이 어는 점 이하의 온도인지 여부를 데이터 분석부에서 확인할 수 있도록 정보를 제공한다.
데이터분석부(140)에서는 영상촬영부(110)에서 촬영된 영상이미지와 열화상 촬영부(120)의 영상데이터 및 습도센서(130)의 습도정보를 기반으로 블랙아이스 생성여부를 판별한다.
일반적으로 블랙아이스는 이슬비나 부슬비가 표면온도가 0℃ 미만인 도로상에 떨어질 때, 또는 이미 젖어있는 도로의 표면 온도가 빙점 아래로 떨어질 때 생성된다.
따라서 습도센서(130)에서 측정된 습도값이 일정 기준치 이상이고, 열화상 카메라에서 촬영된 도로의 표면온도가 기준 온도 미만일 때 블랙아이스의 생성 가능성이 높은 상태로 진단할 수 있으며, 특히 영상촬영부(110)에서 촬영된 도로 표면의 이미지나 영상정보 상에서 얼음이 인지되는 경우 또는 노면의 표면에서 반사되는 반사광의 반사율 등의 정보를 종합적으로 분석해 블랙아이스의 생성 여부를 판단한다.
데이터분석부(140)의 분석정보는 메인제어부(60)로 전달되며, 메인제어부(60)는 전송된 분석정보를 무선통신부(70)를 통해 관제센터로 전송하고, 측정정보와 분석정보를 데이터저장부(80)에 저장한다.
도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치(1)의 다른 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치(1)는 비탈면의 안전진단을 위한 것이다.
도로를 건설하는 과정에서 도로의 측방에 비탈면이 형성되는데, 비탈면에서 낙석이 떨어지거나 비탈면의 도사가 유실되면서 도로로 흘러들어오는 경우 도로의 통행에 방해가 되고, 도로를 주행하는 차량에 매우 큰 위협이 될 수 있다.
따라서 비탈면의 안전진단을 위해 본 발명의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치(1)가 적용될 수 있다.
본 실시예의 경우도 드론(10)과, 드론(10)에 장착되는 진단센서유닛(200)이 구비된다.
본 실시예의 드론(10)은 앞서 도 1 및 도 2에 도시한 실시예와 동일하므로 동일 번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 진단센서유닛(200)은 비탈면의 영상 촬영을 위한 영상촬영부(210)와, GPR 탐사기(220) 및 GPR 정보분석부(230)를 포함한다.
상기 영상촬영부(210)는 비탈면의 표면 영상을 통해 토사의 유실이 발생하는지의 여부 또는 비탈면을 지지하는 구조물에 파손이 발생하거나 크랙이 형성되었는지의 여부를 판별하기 위한 이미지 데이터를 촬영한다.
상기 GPR 탐사기(220)는 비탈면의 내부 상태를 분석하기 위한 정보를 취득하기 위한 것이다.
GPR(Ground Penetrating Radar)은 전자파를 콘크리트 또는 지반에 방사시킨 후 반사체에서 되돌아온 반사파를 이용하는 탐사장치이다. 전자기파는 매질 특성이 달라지는 경계면에서 그 일부가 반사되고 일부는 다른 매질층으로 투과하여 계속 진행하게 된다. 이 전자기팡의 전파속도, 파장은 전자기파가 통과하는 각 매질의 특성에 다라 달라지고, 반사특성은 두 매질간 유전상수 차에 의존해서 나타난다. 따라서 매질의 특성과 전자기파가 매질을 통과한 시간을 알 수 있다면, 매질층의 두께 및 위치를 파악할 수 있고, 두 매질간의 경계면, 내부 균열 및 공동의 존재 여부 및 심도, 위치, 규모 등의 정보를 파악할 수 있다.
본 실시예의 진단센서유닛(200)은 비탈면의 표면 영상을 통해 외부로 드러나는 위험인자를 확인함과 동시에 GPR 탐사기(220)를 통해 비탈면의 내부에서 형성되는 위험요인을 확인하여 안전 진단을 실시할 수 있다.
본 실시예의 메인제어부(60)는 GPR 탐사기(220)에서 측정된 탐사정보와 GPR 정보분석부(230)에서 분석한 분석정보 및 영상촬영부(210)의 촬영이미지를 무선통신부(70)를 통해 관제센터로 전송하고, 데이터저장부(80)에 저장한다.
아울러 본 실시예의 비행제어부(40)는 비탈면의 표면과 진단센서유닛(200) 사이의 이격거리가 일정한 거리를 유지할 수 있도록 거리측정센서(50)를 포함하고 있어서, 거리측정센서(50)에서 측정된 측정값을 통해 비탈면의 표면에서 일정한 거리를 유지하면서 비행이 이루어진다. 이는 GPR 탐사기(220)를 통해 비탈면 내부 탐사의 정확도를 높이기 위한 것으로, 비탈면으로부터 이격되는 이격거리가 일정하게 유지될 때 비탈면의 내부 정보를 정확하게 분석할 수 있기 때문이다.
도 5 내지 도 7에는 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치(1)의 또 다른 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치(1)는 드론(10)과 진단센서유닛(200)이 도 3 및 도 4에 도시된 실시예와 동일하므로 동일 번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치(1)는 비탈면의 표면 탐촉을 통해 비탈면의 안전진달을 실시할 수 있는 탐촉감지센서부(300)를 더 구비한다.
본 실시예의 드론(10)은 비행본체(11)의 일측에 진퇴로드부(20)가 형성되어 있다. 상기 진퇴로드부(20)는 비행본체(11)에 연결되는 제1 로드(21)와, 제1 로드(21)의 단부에서 비탈면을 향해 인출되거나 제1 로드(21)의 내부로 인입되는 제2 로드(22)를 포함하며, 도시되지는 않았으나, 제1 로드(21)의 내부에는 제2 로드(22)를 인출 또는 인입하기 위한 진퇴구동부가 마련되어 있다.
상기 제2 로드(22)의 단부에는 보조몸체(23)가 형성되어 있고, 비탈면으로부터의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서(50)가 상기 보조몸체(23)에 구비되어 있다.
그리고 보조몸체(23)에는 탐촉감지센서부(300)도 마련되어 있는데, 상기 탐촉감지센서부(300)는 상기 보조몸체(23)로부터 상기 조사 대상의 비탈면을 향해 연장되는 보조연장로드(310)와, 상기 보조연장로드(310)의 단부에 형성되며, 조사 대상의 비탈면 표면을 소정의 힘으로 타격하는 탐촉부(320)와, 상기 보조연장로드(310)의 일측에 형성되며 상기 탐촉부(320)가 비탈면의 표면을 타격하는 과정에서 발생하는 타격음을 수음하기 위한 음향획득부(330)와, 상기 음향획득부(330)의 취득 정보를 토대로 상기 비탈면의 표면의 안전상태를 분석하는 탐촉분석부(340)를 구비한다.
탐촉부(320)는 보조연장로드(310)의 단부에서 비탈면의 표면과 접촉할 수 있게 되어 있고, 비탈면을 향해 진동하면서 비탈면의 표면을 타격한다.
상기 음향획득부(330)는 탐촉부(320)가 비탈면을 타격하는 과정에서 발생하는 타격음을 수음할 수 있도록 보조연장로드(310)의 일측에 마련되어 있다.
상기 탐촉분석부(340)는 음향획득부(330)에서 취득한 타격음을 저장되어 있는 타격음들과 비교하여 타격음을 통해 탐촉부(320)가 접촉하는 비탈면의 표면 재질이나, 비탈면의 표면에 형성되는 몰탈층의 내부로 공동이 형성되거나 크랙이 발생하였는지의 여부를 분석한다.
탐촉감지센서부(300)에서 측정된 정보는 메인제어부(60)로 전달되며, 토질정보의 경우 GPR 탐사기(220)에서 측정한 탐사정보를 보정하는 자료로 활용될 수 있다.
본 실시예의 진단센서유닛(100)은 상기 탐촉감지센서부(300)를 구비하여 비탈면의 표면에 형성되어 있는 몰탈타설층의 안전상태를 확인함과 동시에 GPR탐사기(220)에서 탐사되는 지면의 토질정보도 제공하여 상기 토질정보를 기초로 GPR 탐사기(220) 탐사정보를 보정함으로써 정확한 비탈면의 내부 탐사가 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치(1)는 비행이 가능한 드론(10)에 도로상의 블랙아이스 또는 비탈면의 안전진단을 위한 진단센서유닛(100, 200)을 장착하여 도로를 주행하는 차량의 운행에 장애가 될 수 있는 위험요인들을 미리 검사하여 정보를 제공함으로써 사고 발생을 방지할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최 광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
1: 드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치
10: 드론 11: 비행본체
20: 진퇴로드부 21: 제1 로드
22: 제2 로드 23: 보조몸체
30: 비행구동부 40: 비행제어부
50: 거리측정센서 60: 메인제어부
70: 무선통신부 80: 데이터저장부
100: 진단센서유닛 110: 영상촬영부
120: 열화상 촬영부 130: 습도센서
140: 데이터분석부
200: 진단센서유닛 210: 영상촬영부
220: GPR탐사기 230: GPR 정보분석부
300: 탐촉감지센서부 310: 보조연장로드
320: 탐촉부 330: 음향획득부
340: 탐촉분석부

Claims (7)

  1. 비행본체와, 상기 비행본체에 설치되어 상기 비행본체를 공중으로 부양 및 소정 방향으로 비행하도록 구동하는 비행구동부를 포함하는 드론과;
    상기 드론에 설치되며 도로시설물의 안전상태를 감지하기 위한 진단센서유닛과;
    상기 드론이 비탈면의 표면을 따라 일정 간격을 유지하면서 비행할 수 있도록 제어하기 위한 비행제어유닛을 구비하되,
    상기 비행제어유닛은 상기 비행본체의 일측에 형성되어 비탈면의 표면과의 거리를 측정하는 거리측정센서와,
    상기 거리측정센서의 측정정보를 기반으로 상기 드론의 비행방향을 제어하는 비행제어부를 포함하며,
    상기 드론은 상기 비행본체의 일측에 조사 대상의 상기 비탈면을 향해 진퇴 가능하도록 설치되는 진퇴로드부와,
    상기 비행제어유닛의 거리측정센서는 상기 진퇴로드부의 단부에 마련되는 보조몸체을 포함하고,
    상기 진단센서유닛은
    비탈면의 안전진단을 위해 비탈면의 영상 촬영을 위한 영상촬영부와,
    비탈면의 내부로 전자파를 방사한 후 반사된 전자파 정보를 취득하는 GPR(Ground Pe ne trating Radar) 탐사기를 포함하고,
    상기 GPR 탐사기에 의해 전자파가 방사되는 비탈면의 표면 토질 정보를 취득하기 위한 탐촉감지센서부를 포함하며,
    상기 탐촉감지센서부는 상기 보조몸체로부터 상기 조사 대상의 비탈면을 향해 연장되는 보조연장로드와,
    상기 보조연장로드의 단부에 형성되며, 조사 대상의 비탈면 표면을 소정의 힘으로 타격하는 탐촉부와,
    상기 보조연장로드의 일측에 형성되며 상기 탐촉부가 비탈면의 표면을 타격하는 과정에서 발생하는 타격음을 수음하기 위한 음향획득부와,
    상기 음향획득부의 취득 정보를 토대로 상기 비탈면의 표면 토질 정보를 분석하는 탐촉분석부를 구비하는
    드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 진단센서유닛은 도로상의 블랙아이스(black ice)를 판별할 수 있도록 도로 표면의 영상 또는 이미지를 촬영하기 위한 영상촬영부와,
    상기 도로 표면의 온도분포를 촬영하기 위한 열화상 촬영부와,
    상기 영상촬영부 및 열화상 촬영부의 촬영 데이터를 취합하고, 촬영된 영상 및 열화상 데이터를 기반으로 도로의 노면에 블랙아이스의 생성 여부를 판별하는 데이터분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 진단센서유닛은 공기중의 습도를 측정하기 위한 습도센서를 더 구비하며,
    상기 데이터분석부는 상기 영상 데이터와 열화상 데이터 및 상기 습도센서에서 측정된 습도정보를 함께 분석하여 블랙아이스의 생성여부를 판별하는 것을 특징으로 하는
    드론을 이용한 도로시설물 안전진단장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102660646B1 (ko) 2023-03-13 2024-04-24 한국해양과학기술원 지뢰 탐지 시스템 및 탐지 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101848594B1 (ko) * 2018-01-16 2018-04-12 채휘영 노면 하부 씽크홀의 위치정보 파악을 위한 노면 영상 촬영 장치
KR102029069B1 (ko) * 2018-07-05 2019-10-07 조용성 드론을 이용한 교량의 결빙 방지시스템

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100722419B1 (ko) 2006-09-14 2007-05-28 주식회사 하이콘엔지니어링 도로의 사면에 설치되는 비탈면 붕괴 안전진단 장치
KR101280361B1 (ko) * 2011-05-30 2013-07-01 주식회사 유디코 노면 결빙 예측 및 강설 감지 시스템 및 방법
KR20180074960A (ko) * 2016-12-26 2018-07-04 (주)지오룩스 도로노면 결빙 탐지용 gps 반사 신호 측정 장치 및 방법
KR20180097279A (ko) * 2017-02-23 2018-08-31 주식회사 휴인스 복수의 센서들을 구비한 iot기반 드론시스템
KR101826133B1 (ko) * 2017-08-21 2018-03-22 한국지질자원연구원 암석 시료 채취용 드론 장치
KR20190068234A (ko) * 2017-12-08 2019-06-18 주식회사 한국건설방재연구원 구조물 진단이 가능한 무인비행체 시스템
KR101977052B1 (ko) 2018-06-07 2019-05-10 이승호 무인비행체를 이용한 도로상태 조사시스템 및 이를 이용한 조사방법
KR102206161B1 (ko) * 2018-06-11 2021-01-25 한국건설기술연구원 무인비행체에 탑재된 합성구경레이더 센서를 활용한 비탈면 변위 측정 시스템
DK180407B1 (en) * 2019-01-28 2021-04-21 Motional Ad Llc Detecting road anomalies
KR102008176B1 (ko) * 2019-01-31 2019-08-07 (주)다음기술단 열화상 촬영이 가능한 점검 및 진단용 드론을 이용한 댐 손상점검 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101848594B1 (ko) * 2018-01-16 2018-04-12 채휘영 노면 하부 씽크홀의 위치정보 파악을 위한 노면 영상 촬영 장치
KR102029069B1 (ko) * 2018-07-05 2019-10-07 조용성 드론을 이용한 교량의 결빙 방지시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102660646B1 (ko) 2023-03-13 2024-04-24 한국해양과학기술원 지뢰 탐지 시스템 및 탐지 방법

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