KR102421133B1

KR102421133B1 - Pipeline inspection system including an intelligent pipeline inspection robot equipped with an infrared sensor and a gyroscope sensor

Info

Publication number: KR102421133B1
Application number: KR1020200131736A
Authority: KR
Inventors: 고세진; 김영수; 김지훈
Original assignee: 탑전자산업 주식회사
Priority date: 2020-10-13
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2022-07-15
Also published as: WO2022080575A1; KR20220048631A

Abstract

지능형 관로 검사 로봇을 포함하는 관로 검사 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 검사 시스템은 관로 내부를 주행하도록 구성되는 지능형 관로 검사 로봇 및 지능형 관로 검사 로봇에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 제공하는 제어부를 포함하며, 지능형 관로 검사 로봇은 관로 내부의 경사도를 실시간으로 측정하기 위한 자이로스코프 센서를 포함하는 로봇 바디, 로봇 바디에 회전 가능하게 결합된 복수의 구동 휠, 로봇 바디에 제1 연결부를 통해 결합되고 상하 구동 운동을 통해 높이 조절이 가능한 카메라 리프트 및 카메라 리프트에 제2 연결부를 통해 결합되는 카메라 헤드를 포함하고, 카메라 헤드는 서로 마주보는 제1 면과 제2 면을 포함하는 헤드 바디, 제1 면 및 제2 면 사이에 위치한 헤드 바디의 일 단에 결합되어 관로의 내부를 촬영하도록 구성되는 카메라, 헤드 바디의 제1 면에 배치되고, 제1 적외선 송신기와 제1 적외선 수신기를 포함하는 제1 적외선 센서, 및 헤드 바디의 제2 면에 배치되고, 제2 적외선 송신기와 제2 적외선 수신기를 포함하는 제2 적외선 센서를 포함하되, 카메라는 제1 적외선 센서 및 제2 적외선 센서 각각의 센싱 값들에 기초하여 관로의 중심부에 위치하도록 높이가 조절된다.A pipeline inspection system including an intelligent pipeline inspection robot is provided. The conduit inspection system according to an embodiment of the present invention includes an intelligent conduit inspection robot configured to travel inside a conduit, and a controller electrically connected to the intelligent conduit inspection robot to provide a control signal, and the intelligent conduit inspection robot is configured to run inside the conduit. A robot body including a gyroscope sensor for real-time measurement of the inclination of and a camera head coupled to the lift and the camera lift through a second connection, wherein the camera head includes a head body including first and second surfaces facing each other, and a head body positioned between the first and second surfaces. A camera coupled to one end and configured to photograph the inside of the conduit, a first infrared sensor disposed on a first surface of the head body, the first infrared sensor including a first infrared transmitter and a first infrared receiver, and a second surface of the head body and a second infrared sensor including a second infrared transmitter and a second infrared receiver, wherein the camera height is adjusted to be located at the center of the conduit based on sensing values of the first infrared sensor and the second infrared sensor, respectively do.

Description

PIPELINE INSPECTION SYSTEM INCLUDING AN INTELLIGENT PIPELINE INSPECTION ROBOT EQUIPPED WITH AN INFRARED SENSOR AND A GYROSCOPE SENSOR

본 발명은 관로 검사 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 적외선 센서(Infrared sensor) 및 자이로스코프 센서(Gyroscope sensor)를 구비하는 지능형 관로 검사 로봇을 포함하는 관로 검사 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a pipeline inspection system, and more particularly, to a pipeline inspection system including an intelligent pipeline inspection robot having an infrared sensor and a gyroscope sensor.

상하수관 등 유체가 흐르는 각종 배관은 시간이 지남에 따라 내부 부식 등의 노후화가 진행되어, 배관의 파손 등 관로 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 관로 사고를 방지하기 위해 배관 내부를 정기적으로 점검 및 진단하여 배관을 유지, 보수하는 것이 요구된다.Various pipes through which a fluid flows, such as water and sewage pipes, deteriorate over time, such as internal corrosion, and pipe accidents such as pipe breakage may occur. Therefore, in order to prevent pipe accidents, it is required to periodically inspect and diagnose the inside of the pipe to maintain and repair the pipe.

현재 존재하고 있는 관로 검사 시스템은 원격으로 움직일 수 있는 구동체에 카메라와 조명을 탑재하여 유선방식으로 지상에서 원격 조정하는 방식이 일반적이다.The existing pipeline inspection system generally uses a wired method to remotely control from the ground by mounting a camera and lighting on a remotely movable moving body.

환경부의 생활하수과가 정한 하수관거 시공관리 지침 매뉴얼에 따르면 모든 하수관에 대한 준공 및 노후도 조사에는 그 조사 항목 가운데, 관경과 관거의 기울기(경사도) 값에 대한 측정 결과를 포함하게 되어 있는데, 현재로서는 기술의 부재로 인해 이 두가지 조사항목에 대해 인력에 의존한 객관적이지 않고 부정확한 방식으로 조사 중이다. According to the sewage pipe construction management guideline set by the Ministry of Environment’s Residential Sewerage Division, the completion and deterioration of all sewage pipes includes the measurement results of the pipe diameter and the slope (slope) value among the survey items. Due to the absence of the agency, we are investigating these two survey items in an objective and inaccurate way that relies on manpower.

예를 들어, 관경의 경우 관거의 초입 부분을 사람이 직접 측정하거나 기존 설치 도면에 명기된 내용을 그대로 인용하고 있으며, 경사도 값의 경우 하수의 자연유하 방식 원칙에 따라 최소 -2도 이상을 하향 매설하도록 되어 있으나 그러한 설치 기준에 부합한 관거 상태인지를 제대로 측정하지 못함으로 인해 하수가 흘러가지 않고 침수 적체되어 하수관 기능에 문제를 많이 유발 시키는 실정이다. For example, in the case of pipe diameter, the entrance part of the pipe is directly measured by a person or the contents specified in the existing installation drawing are cited as it is. However, due to the inability to properly measure whether the condition of the conduit meets the installation standards, the sewage does not flow and is flooded, causing a lot of problems in the function of the sewer pipe.

여기에 추가적으로 하수관거 조사 기준 매뉴얼에 의하면, 카메라를 이용해 관로를 조사할 때, 관로의 중앙에 카메라의 높이를 고정하여 영상 촬영을 하도록 되어 있지만 관내 여러 지장물이나 침수구간 통과시 카메라 높이가 변경되고 이후 관로의 중앙으로 카메라를 재조정 하지 못한 채 눈 짐작으로 부정확하게 카메라의 높이를 맞추어 조사하는 것이 일반적인 양상이다.In addition to this, according to the sewage pipe survey standard manual, when using a camera to investigate a pipe, the camera is supposed to take an image by fixing the camera height in the center of the pipe. It is a common practice to set the camera height inaccurately by guessing the eye without re-adjusting the camera to the center of the pipeline.

이 경우 카메라에 의해 촬영된 관로 내의 크랙, 파손, 지장물들의 크기가 카메라의 부정확한 높이 위치에 따라 왜곡되어 개선 보수의 판단조치에 악영향을 주게 되고 이는 곧바로 불필요한 예산 낭비로 이어진다.In this case, the size of cracks, damage, and obstacles in the pipeline photographed by the camera is distorted according to the incorrect height position of the camera, which adversely affects the judgment of improvement and repair, which leads to unnecessary budget waste.

한편, 기존에 존재하는 하수관로의 관경을 측정하기 위한 기술로는 방사형 확장 측정 기술을 이용한 기구적인 방법과 레이저를 이용한 레이저 센서 기술이 있다. On the other hand, as a technique for measuring the pipe diameter of an existing sewage pipe, there are a mechanical method using a radial expansion measurement technique and a laser sensor technique using a laser.

방사형 기구물에 의한 관경 측정 기술이란 우산 모양처럼 방사형으로 확장되는 여러개의 프로브(봉)형태의 센서를 가진 장치를 관 내부로 밀어넣어 견인하면서 주행하는 구간에 대해 관경의 변화 (찌그러짐이나 파손에 의한 변형 등)을 실시간으로 측정하여 그래프 형태로 산출할 수 있는 장치를 말한다. 하지만 이러한 유형의 장치를 실제 하수관거에 적용할 경우 하수관 관저부에 체적된 슬러지(하수찌꺼기 흙 더미)나 돌출된 연결관 등의 요인으로 정확한 측정이 어려운 점이 존재한다. The tube diameter measurement technology by means of a radial mechanism is a change in diameter (deformation due to distortion or breakage) in the running section while pulling a device with several probe (rod)-type sensors that extend radially like an umbrella into the tube. It refers to a device that can measure in real time and calculate in graph form. However, when this type of device is applied to an actual sewage pipe, it is difficult to measure accurately due to factors such as sludge (sewage sludge pile) or a protruding connection pipe at the bottom of the sewer pipe.

또한, 레이저를 원형으로 관로의 관벽에 투사하여 그 모양을 측정하여 관경을 측정하는 레이저 측정 기술의 경우, 관로에 물과 같은 유체의 이물질이 적체되어 있는 경우 유체의 반사 반응에 의해 레이저 원형 투사가 왜곡되어 실효성이 제한되는 문제가 존재한다.In addition, in the case of laser measurement technology, which projects a laser circularly on the pipe wall of the pipe and measures its shape to measure the pipe diameter, if foreign substances in the fluid such as water are accumulated in the pipe, the laser circular projection is performed by the reflection reaction of the fluid. There is a problem in that it is distorted and the effectiveness is limited.

이에 따라, 본 발명이 해결하려는 과제는 관로 내부의 복잡하고 거친 환경을 감안하여, 기존 방사형 기구물에 의한 관경 측정 기술과 레이저 빛을 이용한 관경 측정 기술의 불완전한 단점을 모두 극복하기위해, 적외선 센서를 이용해 관로 내부에 슬러지와 고인물 등과 같은 이물질이 존재하더라도 관로의 직경을 정밀하게 측정할 수 있는 관로 검사 시스템을 제공하고자 하는 것이다. Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to overcome all the incomplete shortcomings of the tube diameter measurement technology using the existing radial instrumentation and the laser light, in consideration of the complex and rough environment inside the pipeline, using an infrared sensor An object of the present invention is to provide a pipe inspection system that can precisely measure the diameter of the pipe even if foreign substances such as sludge and stagnant substances exist inside the pipe.

또한, 본 발명이 해결하려는 다른 과제는 지능형 관로 검사 로봇이 포함하는 적외선 센서를 이용하여, 카메라가 관로의 중심부에 정확히 위치하고 관로 내부를 정확히 촬영할 수 있는 관로 검사 시스템을 제공하고자 하는 것이다. In addition, another problem to be solved by the present invention is to provide a pipeline inspection system capable of accurately photographing the inside of the pipeline by using the infrared sensor included in the intelligent pipeline inspection robot, in which the camera is located exactly in the center of the pipeline.

또한, 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 지능형 관로 검사 로봇이 포함하는 자이로스코프 센서를 이용하여 관로의 경사도를 정밀하게 측정할 수 있는 관로 검사 시스템을 제공하고자 하는 것이다. In addition, another problem to be solved by the present invention is to provide a pipeline inspection system capable of precisely measuring the inclination of a pipeline using a gyroscope sensor included in an intelligent pipeline inspection robot.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 검사 시스템은 관로 내부를 주행하도록 구성되는 지능형 관로 검사 로봇 및 상기 지능형 관로 검사 로봇에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 제공하는 제어부를 포함하고, 상기 지능형 관로 검사 로봇은, 상기 관로 내부의 경사도를 실시간으로 측정하기 위한 자이로스코프 센서를 포함하는 로봇 바디, 상기 로봇 바디에 회전 가능하게 결합된 복수의 구동 휠, 상기 로봇 바디에 제1 연결부를 통해 결합되고 상하 구동 운동을 통해 높이 조절이 가능한 카메라 리프트, 및 상기 카메라 리프트에 제2 연결부를 통해 결합되는 카메라 헤드를 포함하고, 상기 카메라 헤드는, 서로 마주보는 제1 면과 제2 면을 포함하는 헤드 바디, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 사이에 위치한 상기 헤드 바디의 일 단에 결합되어 상기 관로의 내부를 촬영하도록 구성되는 카메라, 상기 헤드 바디의 상기 제1 면에 배치되고, 제1 적외선 송신기와 제1 적외선 수신기를 포함하는 제1 적외선 센서, 및 상기 헤드 바디의 상기 제2 면에 배치되고, 제2 적외선 송신기와 제2 적외선 수신기를 포함하는 제2 적외선 센서를 포함하되, 상기 카메라는 상기 제1 적외선 센서 및 상기 제2 적외선 센서 각각의 센싱 값들에 기초하여 상기 관로의 중심부에 위치하도록 높이가 조절된다.A pipeline inspection system according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes an intelligent pipeline inspection robot configured to travel inside a pipeline, and a controller electrically connected to the intelligent pipeline inspection robot to provide a control signal, The intelligent pipeline inspection robot includes a robot body including a gyroscope sensor for measuring the inclination inside the pipeline in real time, a plurality of driving wheels rotatably coupled to the robot body, and a first connection part to the robot body. A camera lift that is coupled and whose height can be adjusted through a vertical drive motion, and a camera head coupled to the camera lift through a second connection part, wherein the camera head includes a first surface and a second surface facing each other A head body, a camera coupled to one end of the head body positioned between the first surface and the second surface and configured to photograph the inside of the conduit, disposed on the first surface of the head body, first infrared rays A first infrared sensor including a transmitter and a first infrared receiver, and a second infrared sensor disposed on the second surface of the head body, the second infrared sensor including a second infrared transmitter and a second infrared receiver, wherein the camera comprises: The height is adjusted to be located at the center of the conduit based on the sensing values of the first infrared sensor and the second infrared sensor, respectively.

실시예에 따라, 상기 카메라를 상기 관로의 중심부에 위치시키기 위해, 상기 카메라 헤드는 상기 관로의 바닥면에 수직한 방향으로 상기 카메라 리프트에 의해 높이가 조절되어 상하 왕복 운동을 하고, 상기 제1 적외선 센서는 상기 관로의 바닥면에 수평한 방향으로 상기 제1 적외선 센서와 상기 제1 적외선 센서에 인접하는 상기 관로 내부 벽면 사이의 제1 거리를 측정하며, 상기 제2 적외선 센서는 상기 관로의 바닥면에 수평한 방향으로 상기 제2 적외선 센서와 상기 제2 적외선 센서에 인접하는 상기 관로 내부 벽면 사이의 제2 거리를 측정하되, 상기 카메라는 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 합이 가장 긴 지점에 위치할 수 있다.According to an embodiment, in order to position the camera in the center of the conduit, the camera head is adjusted in height by the camera lift in a direction perpendicular to the bottom surface of the conduit to make a vertical reciprocating motion, and the first infrared ray The sensor measures a first distance between the first infrared sensor and the inner wall of the conduit adjacent to the first infrared sensor in a direction horizontal to the bottom surface of the conduit, and the second infrared sensor is the bottom surface of the conduit. Measure a second distance between the second infrared sensor and the inner wall of the conduit adjacent to the second infrared sensor in a horizontal direction, wherein the camera is a point where the sum of the first distance and the second distance is longest can be located in

실시예에 따라, 상기 지능형 관로 검사 로봇이 상기 관로를 주행하는 중 상기 지능형 관로 검사 로봇의 높이 및 상기 자이로스코프 센서를 통해 측정된 상기 관로의 관경값 중 적어도 하나가 변경되면, 상기 카메라 헤드를 상하 왕복시키며 상기 제1 적외선 센서 및 상기 제2 적외선 센서를 통해 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리를 재 측정하고, 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리의 합이 가장 긴 지점에 상기 카메라가 위치하도록 상기 카메라의 위치를 재 조정할 수 있다.According to an embodiment, when at least one of the height of the intelligent pipe inspection robot and the pipe diameter value of the pipe measured through the gyroscope sensor is changed while the intelligent pipe inspection robot is driving the pipe, the camera head is moved up and down re-measuring the first distance and the second distance through the first infrared sensor and the second infrared sensor while reciprocating, and the camera is positioned at the point where the sum of the first distance and the second distance is longest The position of the camera can be readjusted.

실시예에 따라, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 합이 가장 긴 지점에서, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 합 및 미리 저장된 상기 제1 적외선 센서 및 상기 제2 적외선 센서 사이의 거리를 합한 값을 상기 관로의 직경으로 측정할 수 있다. According to an embodiment, at a point where the sum of the first distance and the second distance is the longest, the sum of the first distance and the second distance and the distance between the first infrared sensor and the second infrared sensor stored in advance The sum of the values can be measured as the diameter of the pipe.

실시예에 따라, 상기 지능형 관로 검사 로봇은 상기 자이로스코프 센서를 이용하여 검사 로봇이 수평으로 설치된 관로 내부를 주행하면서 측정된 관로 경사도 로우 데이터를 실시간으로 상기 제어부에 제공하며, 상기 제어부는 상기 관로 경사도 로우 데이터를 기초로 상기 지능형 관로 검사 로봇의 주행 거리 및 상기 관로 내부의 경사도를 축으로 하는 제1 그래프를 생성하여 모니터에 표시할 수 있다.According to an embodiment, the intelligent pipeline inspection robot provides the pipeline inclination raw data measured while the inspection robot travels in a horizontally installed pipeline using the gyroscope sensor to the controller in real time, and the controller includes the pipeline gradient Based on the raw data, it is possible to generate a first graph with the driving distance of the intelligent pipeline inspection robot and the gradient inside the pipeline as axes and display it on the monitor.

실시예에 따라, 상기 제어부는 검사로봇이 관로 내부를 주행하면서 돌덩이 등과 같은 장애물들을 돌발적으로 만나 일시적으로 튀어 오를 경우 상기 관로 경사도 로우 데이터의 측정 값들 중 기 설정된 기준 범위를 초과하는 측정 값들을 돌발 값으로 판단하고, 상기 제1 그래프를 생성할 때, 상기 돌발 값을 제외할 수 있다.According to an embodiment, when the inspection robot abruptly encounters obstacles such as stones and temporarily jumps while traveling in the pipeline, the controller sets the measured values exceeding the preset reference range among the measured values of the pipeline inclination raw data as an abrupt value , and when generating the first graph, the abrupt value may be excluded.

실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 돌발 값의 발생 위치 및 상기 발생 위치에서의 관로 내부 영상을 상기 모니터에 비디오 영상으로 더 표시할 수 있다.According to an embodiment, the controller may further display the occurrence position of the abrupt value and an image inside the pipeline at the occurrence position as a video image on the monitor.

실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 관로 경사도 로우 데이터를 기초로 상기 제1 그래프를 변환하여, 상기 지능형 관로 검사 로봇의 주행 거리 및 상기 관로의 높이를 축으로 하는 제2 그래프를 생성하여 상기 모니터에 더 표시할 수 있다.According to an embodiment, the control unit converts the first graph based on the pipeline slope raw data, and generates a second graph with the driving distance of the intelligent pipeline inspection robot and the height of the pipeline as an axis to be displayed on the monitor. more can be displayed.

실시예에 따라, 상기 지능형 관로 검사 로봇은 상기 로봇 바디의 앞 단에 결합되어 전방에 조명을 비추는 바디 조명부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the intelligent pipeline inspection robot may include a body lighting unit coupled to the front end of the robot body to illuminate the front.

실시예에 따라, 상기 카메라 헤드는 상기 헤드 바디에 결합되어 전방에 조명을 비추는 헤드 조명부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the camera head may include a head lighting unit coupled to the head body to illuminate the front.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예에 따른 관로 검사 시스템에 의하면, 적외선 센서를 이용해 관로의 직경을 정밀하게 측정할 수 있고, 관로 바닥면에 슬러지가 있거나 측면에 연결과 돌출 등 각종 관경측정에 장애가 되는 요소들이 있어도 왜곡없이 정확하게 관경의 측정이 가능하며, 관로 내부에 물이 있어서 검사로봇의 하부가 일부 물에 잠겨 있어도 자동으로 관경의 측정이 가능하다.According to the pipe inspection system according to the embodiment of the present invention, it is possible to precisely measure the diameter of the pipe using an infrared sensor, and even if there are sludge on the bottom surface of the pipe or there are elements that hinder the measurement of various pipe diameters such as connection and protrusion on the side It is possible to accurately measure the pipe diameter without distortion, and because there is water in the pipe, it is possible to automatically measure the pipe diameter even if the lower part of the inspection robot is partially submerged in water.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 관로 검사 시스템에 의하면, 지능형 관로 검사 로봇이 포함하는 적외선 센서를 이용하여, 카메라를 관로의 중심부에 정확히 위치시켜 관로 내부를 왜곡 없이 정확히 촬영할 수 있다. In addition, according to the pipe inspection system according to an embodiment of the present invention, by using the infrared sensor included in the intelligent pipe inspection robot, the camera can be accurately positioned in the center of the pipe to accurately photograph the inside of the pipe without distortion.

이처럼 카메라를 관로의 중심부에 위치시키는 것은 국가가 정한 공식적인 조사 규칙에 부합할 수 있으며, 조사의 정확성을 확보할 수 있다.Positioning the camera in the center of the pipeline like this can comply with the official investigation rules set by the state and ensure the accuracy of the investigation.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 관로 검사 시스템에 의하면, 지능형 관로 검사 로봇이 포함하는 자이로스코프 센서를 이용하여 관로의 경사도를 돌발적으로 발생하는 장애물들을 관로 내부에 존재해도 이에 상관없이 관로의 경사값을 일관되고 정밀하게 측정할 수 있으며, 제어부를 통해 다양한 형태의 그래프를 실시간으로 제공할 수 있다.In addition, according to the pipeline inspection system according to the embodiment of the present invention, the inclination value of the pipeline regardless of whether obstacles that abruptly generate the gradient of the pipeline exist inside the pipeline using the gyroscope sensor included in the intelligent pipeline inspection robot. can be measured consistently and precisely, and various types of graphs can be provided in real time through the control unit.

실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the embodiments are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 검사 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 관로 검사 시스템에 포함된 지능형 관로 검사 로봇의 카메라 헤드를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 A-A' 선을 따라 자른 단면에서 바라본 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 검사 시스템의 동작 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 관로 검사 시스템에 포함된 지능형 관로 검사 로봇이 관로의 경사도를 측정하기 위해 진행하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 지능형 관로 검사 로봇이 관로 내부를 진행함에 따라 제어부가 표시하는 제1 그래프 및 제2 그래프를 나타내는 도면들이다. 1 is a view showing a pipe inspection system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram specifically illustrating a camera head of an intelligent pipeline inspection robot included in the pipeline inspection system of FIG. 1 .
3 is a view showing the operation of the pipe inspection system according to an embodiment of the present invention as viewed from a cross-section taken along line AA' of FIG. 1 .
4 is a view showing a state in which the intelligent pipe inspection robot included in the pipe inspection system of FIG. 1 proceeds to measure the inclination of the pipe.
5 and 6 are views illustrating a first graph and a second graph displayed by the controller as the intelligent pipe inspection robot of FIG. 4 proceeds inside the pipe.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략되거나 간소하게 표현될 수 있다.The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments are exemplary, and thus the present invention is not limited to the illustrated matters. Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, in the drawings, parts not related to the present invention may be omitted or simplified in order to clarify the description of the present invention.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 검사 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 관로 검사 시스템에 포함된 지능형 관로 검사 로봇의 카메라 헤드를 구체적으로 나타내는 도면이다.1 is a view showing a pipe inspection system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram specifically illustrating a camera head of an intelligent pipeline inspection robot included in the pipeline inspection system of FIG. 1 .

도 1을 참조하면, 관로 검사 시스템(1000)은 지능형 관로 검사 로봇(100), 제어부(200), 연결 케이블(300), 및 케이블 권취부(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a pipeline inspection system 1000 may include an intelligent pipeline inspection robot 100 , a controller 200 , a connection cable 300 , and a cable winding unit 400 .

지능형 관로 검사 로봇(100)은 관로(PP)의 검사를 수행하기 위한 로봇으로서, 관로(PP)를 따라 진행하며 검사를 수행할 수 있다. The intelligent pipeline inspection robot 100 is a robot for performing inspection of the pipeline PP, and may perform the inspection while proceeding along the pipeline PP.

지능형 관로 검사 로봇(100)은 후술할 카메라를 이용하여 관로(PP) 내부의 영상을 촬영할 수 있다. 관로(PP)의 정확한 검사를 수행하기 위해 카메라는 관로(PP)의 중심부에 위치하도록 조정될 수 있다. 카메라를 관로(PP)의 중심부에 위치시키기 위해 적외선 센서(Infrared Sensor) 등 다양한 센서가 이용될 수 있으며, 도 2 내지 도 3을 참조하여 더욱 자세히 후술하기로 한다.The intelligent pipeline inspection robot 100 may take an image inside the pipeline PP using a camera to be described later. In order to accurately inspect the conduit PP, the camera may be adjusted to be located at the center of the conduit PP. Various sensors, such as an infrared sensor, may be used to position the camera at the center of the conduit PP, and will be described later in more detail with reference to FIGS. 2 to 3 .

또한, 지능형 관로 검사 로봇(100)은 후술할 자이로스코프 센서(Gyroscope Sensor)를 포함하여 관로(PP)의 경사도(또는, 기울기)를 정밀하게 측정할 수 있다. 지능형 관로 검사 로봇(100)은 관로(PP)를 따라 이동하며, 관로(PP)의 경사도를 실시간으로 측정할 수 있다. In addition, the intelligent pipeline inspection robot 100 may precisely measure the inclination (or inclination) of the pipeline PP, including a gyroscope sensor, which will be described later. The intelligent pipeline inspection robot 100 moves along the pipeline PP, and may measure the inclination of the pipeline PP in real time.

도 1에 도시된 바와 같이, 지능형 관로 검사 로봇(100)은 관로(PP)의 내부에서 제1 방향(X)을 따라 이동하며 관로 검사를 수행할 수 있다. 지능형 관로 검사 로봇(100)은 관로(PP)를 따라 이동하며, 관로(PP)의 내부 영상 및 관로(PP)의 경사도 데이터(관로 경사도 로우 데이터)를 획득할 수 있다. As shown in FIG. 1 , the intelligent pipeline inspection robot 100 may perform a pipeline inspection while moving along the first direction X inside the pipeline PP. The intelligent pipeline inspection robot 100 moves along the pipeline PP, and may acquire an internal image of the pipeline PP and gradient data (pipe gradient raw data) of the pipeline PP.

한편, 지능형 관로 검사 로봇(100)은 지면에서 관로(PP) 측으로 형성된 맨홀(manhole)(또는, 맨홀 영역(EA))을 통해 관로(PP)의 내부로 진입할 수 있다. 이하, 지능형 관로 검사 로봇(100)의 세부 구성들에 대해 구체적으로 설명한다.On the other hand, the intelligent pipeline inspection robot 100 may enter the interior of the pipeline PP through a manhole (or manhole area EA) formed from the ground toward the pipeline PP. Hereinafter, detailed configurations of the intelligent pipeline inspection robot 100 will be described in detail.

지능형 관로 검사 로봇(100)은 로봇 바디(10), 구동 휠(20), 카메라 리프트(30), 및 카메라 헤드(40)를 포함할 수 있다. The intelligent pipeline inspection robot 100 may include a robot body 10 , a driving wheel 20 , a camera lift 30 , and a camera head 40 .

로봇 바디(10)는 지능형 관로 검사 로봇(100)의 외관 골격을 이루는 부분으로서 모든 부품 및 구성들을 지지할 수 있다. The robot body 10 is a part constituting the external skeleton of the intelligent pipeline inspection robot 100 and may support all parts and components.

일 실시예로, 로봇 바디(10)의 일 단부에는 연결 케이블(300)에 연결되기 위한 구성이 마련될 수 있다. In one embodiment, one end of the robot body 10 may be provided with a configuration to be connected to the connection cable (300).

또한, 로봇 바디(10)에는 관로(PP)의 내부에 조명을 비추기 위한 바디 조명부(11)가 장착될 수 있다. 바디 조명부(11)는 로봇 바디(10)의 앞 단에 결합되어 전방에 조명을 비출 수 있다. Also, the robot body 10 may be equipped with a body lighting unit 11 for illuminating the interior of the conduit PP. The body lighting unit 11 may be coupled to the front end of the robot body 10 to illuminate the front.

바디 조명부(11)는 백색광을 방출하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The body lighting unit 11 may include light emitting diodes emitting white light, but is not limited thereto.

로봇 바디(10)는 관로(PP)의 경사도를 실시간으로 측정하기 위한 자이로스코프 센서(12)를 포함할 수 있다. The robot body 10 may include a gyroscope sensor 12 for measuring the inclination of the conduit PP in real time.

자이로스코프 센서(12)는 x축 가속도, y축 가속도, 및 z축 가속도를 검출하고, 검출 결과에 해당하는 자이로스코프 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 자이로스코프 센서(12)는 제1 방향(X), 제2 방향(Y), 및 제3 방향(Z)으로 기울어짐을 각각 피치(pitch), 롤(roll), 및 요(yaw)로서 검출하여 자이로스코프 데이터를 생성할 수 있다. The gyroscope sensor 12 may detect an x-axis acceleration, a y-axis acceleration, and a z-axis acceleration, and generate gyroscope data corresponding to the detection result. For example, the gyroscope sensor 12 may measure the inclination in the first direction (X), the second direction (Y), and the third direction (Z) as pitch, roll, and yaw, respectively. It can detect and generate gyroscope data.

일 실시예로, 자이로스코프 센서(12)는 MEMS(미세전자기계시스템, Microelectromechanical systems) 기술이 적용되어 초소형 전자부품으로 생산될 수 있으며, 검증질량을 이용한 방식의 자이로스코프 센서일 수 있다.In one embodiment, the gyroscope sensor 12 may be manufactured as a microelectronic component by applying MEMS (Microelectromechanical Systems) technology, and may be a gyroscope sensor using a verification mass.

즉, 자이로스코프 센서(12)는 내부에 구비된 검증질량의 움직임에 따라 발생하는 코리올리 힘(Coriolis force)에 의해 x축 가속도, y축 가속도, 및 z축 가속도를 측정할 수 있으며, 이를 통해 로봇 바디(10)의 기울어짐(또는, 회전력)을 검출할 수 있다. That is, the gyroscope sensor 12 can measure the x-axis acceleration, the y-axis acceleration, and the z-axis acceleration by a Coriolis force generated according to the movement of the verification mass provided therein, and through this, the robot The inclination (or rotational force) of the body 10 may be detected.

자이로스코프 센서(12)에 의해 생성된 자이로스코프 데이터는 지능형 관로 검사 로봇(100) 및/또는 제어부(200)에 의해 관로 경사도 로우 데이터로서 활용될 수 있으며, 관로 경사도 로우 데이터를 기초로 관로(PP)의 경사도가 실시간으로 측정될 수 있다. The gyroscope data generated by the gyroscope sensor 12 may be utilized as pipeline gradient raw data by the intelligent pipeline inspection robot 100 and/or the controller 200, and based on the pipeline gradient raw data, the pipeline (PP) ) can be measured in real time.

또한, 로봇 바디(10)는 지능형 관로 검사 로봇(100)을 구동하기 위한 구동 모터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 구동 모터는 지능형 관로 검사 로봇(100)을 기동하기 위한 동력 및 지능형 관로 검사 로봇(100)의 내부 구성들을 동작시키기 위한 동력을 제공할 수 있다. In addition, the robot body 10 may further include a driving motor (not shown) for driving the intelligent pipeline inspection robot 100 . The driving motor may provide power for activating the intelligent pipeline inspection robot 100 and power for operating internal components of the intelligent pipeline inspection robot 100 .

실시예에 따라, 로봇 바디(10)는 지능형 관로 검사 로봇(100)의 동력원으로서 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 지능형 관로 검사 로봇(100)은 제어부(200)와 무선으로 연결되어 동작 신호를 수신할 수도 있다. According to an embodiment, the robot body 10 may further include a battery (not shown) as a power source of the intelligent pipeline inspection robot 100 . In this case, the intelligent pipeline inspection robot 100 may be wirelessly connected to the control unit 200 to receive an operation signal.

구동 휠(20)은 로봇 바디(10)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이를 위해, 로봇 바디(10)는 구동 휠(20)이 장착되기 위한 복수의 구동 휠 결합부들(미도시)을 포함할 수 있다.The driving wheel 20 may be rotatably coupled to the robot body 10 . To this end, the robot body 10 may include a plurality of driving wheel coupling parts (not shown) to which the driving wheel 20 is mounted.

도 1에 도시된 바와 같이, 구동 휠(20)은 복수 개로 마련될 수 있으며, 일 실시예로, 구동 휠(20)은 로봇 바디(10)의 양 측에 3개씩 총 6개가 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 관로(PP)의 크기, 형태, 직경 등에 따라 구동 휠(20)의 개수 및 구동 휠(20) 각각의 크기는 상이하게 조절될 수 있다. As shown in FIG. 1 , a plurality of driving wheels 20 may be provided, and in one embodiment, a total of six driving wheels 20 may be provided with three on each side of the robot body 10 . , but is not limited thereto. The number of the driving wheels 20 and the size of each of the driving wheels 20 may be adjusted differently according to the size, shape, diameter, etc. of the conduit PP.

카메라 리프트(30)는 로봇 바디(10)와 후술할 카메라 헤드(40)를 서로 연결하는 구성일 수 있다. The camera lift 30 may be configured to connect the robot body 10 and a camera head 40 to be described later with each other.

일 실시예로 카메라 리프트(30)의 일 단은 제1 연결부(31)를 통해 로봇 바디(10)에 연결되고, 카메라 리프트(30)의 타 단은 제2 연결부(32)를 통해 카메라 헤드(40)에 연결될 수 있다. In one embodiment, one end of the camera lift 30 is connected to the robot body 10 through the first connection unit 31 , and the other end of the camera lift 30 is connected to the camera head ( ) through the second connection unit 32 . 40) can be connected.

제1 연결부(31)를 통해 로봇 바디(10)에 결합된 카메라 리프트(30)는 제1 연결부(31)를 축으로 하여 회전 운동을 할 수 있다. 이에 따라, 카메라 리프트(30)의 높이는 조절이 될 수 있으며, 카메라 리프트(30)의 타 단에 연결된 카메라 헤드(40)의 높이가 조절될 수 있다. The camera lift 30 coupled to the robot body 10 through the first connection part 31 may rotate about the first connection part 31 as an axis. Accordingly, the height of the camera lift 30 may be adjusted, and the height of the camera head 40 connected to the other end of the camera lift 30 may be adjusted.

카메라 헤드(40)는 관로(PP) 검사를 위한 카메라 및 각종 센서를 구비할 수 있다. The camera head 40 may include a camera and various sensors for inspecting the pipeline (PP).

상술한 바와 같이, 카메라 헤드(40)는 제2 연결부(32)를 통해 카메라 리프트(30)에 연결될 수 있다. 카메라 헤드(40)는 제2 연결부(32)를 축으로 하여 회전 운동을 할 수 있으며, 카메라 리프트(30)가 회전 운동을 하더라도 수평을 유지하도록 회전할 수 있다. 이를 위해, 카메라 헤드(40)에는 수평 유지 센서가 더 장착될 수도 있다.As described above, the camera head 40 may be connected to the camera lift 30 through the second connection part 32 . The camera head 40 may rotate about the second connection part 32 as an axis, and may rotate to maintain a level even when the camera lift 30 rotates. To this end, the camera head 40 may be further equipped with a leveling sensor.

이하, 도 2를 더 참조하여 카메라 헤드(40)를 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the camera head 40 will be described in more detail with further reference to FIG. 2 .

카메라 헤드(40)는 헤드 바디(41), 카메라(42), 헤드 조명부(43), 및 적외선 센서(44)를 포함할 수 있다. The camera head 40 may include a head body 41 , a camera 42 , a head lighting unit 43 , and an infrared sensor 44 .

본 실시예에서는 카메라 헤드(40)가 카메라(42) 및 적외선 센서(44)만을 포함하는 것으로 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 특징을 명확히 설명하기 위해 간략히 구성한 것에 해당한다. In this embodiment, the camera head 40 is described as including only the camera 42 and the infrared sensor 44, but this corresponds to a simplified configuration to clearly explain the features of the present invention.

즉, 카메라 헤드(40)에는 더욱 다양한 센서들이 마련될 수 있다. 예를 들어, 카메라 헤드(40)에는 초음파 센서, 레이저 센서, 음파 탐지 센서, 온도 센서, 압력 센서, 가스 센서, 온도 센서, 습도 센서, 마이크 등 각종 센서들이 더 구비될 수 있다. That is, more various sensors may be provided in the camera head 40 . For example, the camera head 40 may further include various sensors such as an ultrasonic sensor, a laser sensor, a sound wave detection sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, a gas sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, and a microphone.

헤드 바디(41)는 카메라 헤드(40)의 구성들이 배치될 공간을 마련하고 지지할 수 있다. The head body 41 may provide and support a space in which components of the camera head 40 are disposed.

헤드 바디(41)는 카메라 헤드(40)의 구성들을 지지하기 위해 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 구성들을 견고하게 지지할 수 있는 형상이라면 특별히 제한되지 않는다. 도면상 도시되지 않았으나, 헤드 바디(41)에는 카메라가 장착되는 카메라 결합부, 조명 램프가 장착되는 조명 결합부, 및 적외선 센서가 결합되는 적외선 센서 결합부 등 다양한 결합부들이 더 형성될 수 있다. The head body 41 may be formed in various shapes to support the components of the camera head 40 , and is not particularly limited as long as it has a shape that can firmly support the components. Although not shown in the drawings, the head body 41 may further include various coupling parts such as a camera coupling part to which a camera is mounted, a lighting coupling part to which an illumination lamp is mounted, and an infrared sensor coupling part to which an infrared sensor is coupled.

일 실시예로, 헤드 바디(41)는 서로 마주보는 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)은 적외선 센서(44)가 장착될 공간을 마련할 수 있다. In an embodiment, the head body 41 may include a first surface S1 and a second surface S2 facing each other. The first surface S1 and the second surface S2 may provide a space in which the infrared sensor 44 is mounted.

카메라(42)는 관로(PP) 내부에 대해 실시간으로 영상 정보를 획득할 수 있으며, 관로 내부의 불순물(예컨대, 녹 및 스케일(scale))의 체적 상태와 이 외의 다양한 이상 상태를 육안으로 검사할 수 있도록 한다. The camera 42 may acquire image information about the inside of the pipe (PP) in real time, and visually inspect the volume state of impurities (eg, rust and scale) inside the pipe and various other abnormal conditions. make it possible

카메라(42)는 헤드 바디(41)에 결합될 수 있으며, 상술한 바와 같이, 헤드 바디(41)에 별도로 형성된 카메라 결합부에 의해 결합 및 고정될 수 있다. The camera 42 may be coupled to the head body 41 , and as described above, may be coupled and fixed by a camera coupling unit separately formed on the head body 41 .

일 실시예로, 카메라(42)는 헤드 바디(41)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2) 사이의 공간에서 헤드 바디(41)에 결합될 수 있다.In an embodiment, the camera 42 may be coupled to the head body 41 in a space between the first surface S1 and the second surface S2 of the head body 41 .

카메라(42)는 고해상도의 이미지 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 관로(PP) 내부의 정확한 육안 검사를 위해, 카메라(42)는 HD(High Definition)급 이상 또는 Full-HD급 이상의 고해상도 이미지 센서로 구현될 수 있다. The camera 42 may include a high-resolution image sensor. For example, for accurate visual inspection of the inside of the conduit PP, the camera 42 may be implemented as a high-resolution image sensor of a high definition (HD) level or higher or a full-HD level or higher.

카메라(42)의 렌즈(LENS)는 관로(PP) 내부에서 넓은 영역을 포착하기 위해 광각 렌즈로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 평면 렌즈 또는 오목 렌즈 등 필요에 따라 다양한 렌즈로 교체될 수 있다. The lens LENS of the camera 42 may be configured as a wide-angle lens to capture a wide area inside the conduit PP, but is not limited thereto. It can be replaced with various lenses as needed, such as a flat lens or a concave lens.

몇몇 실시예에서, 카메라(42)는 보조 장착부(42sl)를 더 포함할 수 있다. 보조 장착부(42sl)에는 검사자의 필요에 따른 다양한 구성을 결합할 수 있다. 예를 들어, 보조 장착부(42sl)에 보조 조명이 구비되거나, 보조 카메라 및/또는 각종 센서들이 더 장착될 수 있다. In some embodiments, the camera 42 may further include an auxiliary mount 42sl. The auxiliary mounting portion 42sl may combine various configurations according to the needs of the examiner. For example, auxiliary lighting may be provided on the auxiliary mounting unit 42sl, or auxiliary cameras and/or various sensors may be further mounted thereon.

헤드 조명부(43)는 빛이 없는 관로(PP) 내부를 밝히기 위한 복수의 조명들을 포함할 수 있다. The head lighting unit 43 may include a plurality of lights for illuminating the inside of the light-free conduit PP.

헤드 조명부(43)는 헤드 바디(41)에 결합되어 전방에 조명을 비출 수 있으며, 조명에 의한 관로(PP) 내부 영상의 왜곡을 방지하기 위해 대칭적으로 장착될 수 있다. 예컨대, 헤드 조명부(43)는 한 쌍 또는 두 쌍으로 구성되어 장착될 수 있다.The head lighting unit 43 may be coupled to the head body 41 to illuminate the front, and may be symmetrically mounted to prevent distortion of an image inside the conduit PP due to the lighting. For example, the head lighting unit 43 may be mounted as a pair or two pairs.

헤드 조명부(43)는 백색광을 방출하는 발광 다이오드(LED)(Light Emitting Diode)들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The head lighting unit 43 may include light emitting diodes (LEDs) emitting white light, but is not limited thereto.

적외선 센서(44)는 적외선 센서(44)로부터 관로(PP) 내부 벽면 까지의 거리를 측정하기 위한 센서일 수 있다. The infrared sensor 44 may be a sensor for measuring a distance from the infrared sensor 44 to the inner wall surface of the conduit PP.

도 2에 도시된 바와 같이, 적외선 센서(44)는 한 쌍으로 구성되어 헤드 바디(41)의 양 측에 대칭적으로 장착될 수 있다. 또한, 적외선 센서(44)는 카메라(42)와 동일 평면 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.As shown in FIG. 2 , the infrared sensor 44 may be configured as a pair and symmetrically mounted on both sides of the head body 41 . Also, the infrared sensor 44 may be disposed on the same plane as the camera 42 , but is not limited thereto.

일 실시예로, 적외선 센서(44)는 제1 적외선 센서(44a) 및 제2 적외선 센서(44b)를 포함할 수 있으며, 제1 적외선 센서(44a)는 헤드 바디(41)의 제1 면(S1)에 장착되고, 제2 적외선 센서(44b)는 헤드 바디(41)의 제2 면(S2)에 장착될 수 있다.In one embodiment, the infrared sensor 44 may include a first infrared sensor 44a and a second infrared sensor 44b, and the first infrared sensor 44a is a first surface ( It is mounted on S1 , and the second infrared sensor 44b may be mounted on the second surface S2 of the head body 41 .

한 쌍의 적외선 센서(44) 각각은 적외선 송신기 및 적외선 수신기를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 적외선 센서(44a)는 제1 적외선 송신기(TXa) 및 제1 적외선 수신기(RXa)를 포함하고, 제2 적외선 센서(44b)는 제2 적외선 송신기(TXb) 및 제2 적외선 수신기(RXb)를 포함할 수 있다.Each of the pair of infrared sensors 44 may include an infrared transmitter and an infrared receiver. For example, the first infrared sensor 44a includes a first infrared transmitter TXa and a first infrared receiver RXa, and the second infrared sensor 44b includes a second infrared transmitter TXb and a second infrared receiver ( RXb) may be included.

적외선 센서(44)의 센싱 값에 따라 카메라(42)는 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치하도록 정렬될 수 있으며, 이와 관련하여 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. According to the sensing value of the infrared sensor 44, the camera 42 may be aligned to be positioned at the center CT of the conduit PP, which will be described in detail with reference to FIG. 3 .

제어부(200)는 연결 케이블(300)을 통해 지능형 관로 검사 로봇(100)에 전기적으로 연결될 수 있다. The control unit 200 may be electrically connected to the intelligent pipeline inspection robot 100 through the connection cable 300 .

제어부(200)는 지능형 관로 검사 로봇(100)에 제어 신호를 제공할 수 있으며, 지능형 관로 검사 로봇(100)을 구동하기 위한 구동 전원을 공급할 수 있다. 이에 따라, 연결 케이블(300)은 제어 신호를 송수신하기 위한 제어 케이블 및 전원 공급을 위한 전원 케이블을 별도로 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The controller 200 may provide a control signal to the intelligent pipeline inspection robot 100 , and may supply driving power for driving the intelligent pipeline inspection robot 100 . Accordingly, the connection cable 300 may separately include a control cable for transmitting and receiving a control signal and a power cable for supplying power, but is not limited thereto.

제어부(200)는 지능형 관로 검사 로봇(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(200)는 지능형 관로 검사 로봇(100)의 구동 휠(20)을 제어하여 이동 방향 및 이동 속도 등을 제어할 수 있으며, 카메라 리프트(30)의 회전 운동을 제어하여 카메라 헤드(40)의 높이를 조절할 수 있다. The controller 200 may control the operation of the intelligent pipeline inspection robot 100 . For example, the controller 200 may control the driving wheel 20 of the intelligent pipeline inspection robot 100 to control the moving direction and moving speed, etc., and control the rotational motion of the camera lift 30 to control the camera head 40 ) can be adjusted in height.

또한, 제어부(200)는 카메라 헤드(40)의 카메라(42), 헤드 조명부(43), 및 적외선 센서(44) 등 카메라 헤드(40) 전반에 대한 제어를 수행할 수 있다. Also, the controller 200 may control the overall camera head 40 such as the camera 42 of the camera head 40 , the head lighting unit 43 , and the infrared sensor 44 .

본 발명에서 제어부(200)는 지능형 관로 검사 로봇(100)에 대한 정보를 표시하는 모니터를 포함할 수 있다. 제어부(200)의 모니터에는 지능형 관로 검사 로봇(100)의 이동 방향, 이동 속도, 기울기 등 다양한 상태를 표시할 수 있으며, 지능형 관로 검사 로봇(100)의 카메라(42)가 촬영하는 관로(PP) 내부 영상을 실시간으로 표시할 수 있다. In the present invention, the control unit 200 may include a monitor for displaying information about the intelligent pipeline inspection robot (100). The monitor of the controller 200 can display various states such as the moving direction, moving speed, and inclination of the intelligent pipeline inspection robot 100, and the pipeline (PP) photographed by the camera 42 of the intelligent pipeline inspection robot 100 The internal image can be displayed in real time.

또한, 모니터는 지능형 관로 검사 로봇(100)의 카메라(42)의 정렬 여부를 더 표시할 수 있다. 예컨대, 카메라(42)가 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치하지 않는 경우, 제어부(200)는 모니터를 통해 사용자에게 표시할 수 있으며, 검사자의 수동 조작 또는 미리 설정된 프로세스에 따른 자동 조작에 의해 카메라(42)가 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치하도록 조정할 수 있다.In addition, the monitor may further display whether the camera 42 of the intelligent pipeline inspection robot 100 is aligned. For example, if the camera 42 is not located in the center CT of the conduit PP, the control unit 200 may display it to the user through the monitor, and may be subject to manual operation by an inspector or automatic operation according to a preset process. By this, the camera 42 can be adjusted to be located in the center CT of the conduit PP.

한편, 제어부(200)는 지능형 관로 검사 로봇(100)으로부터 제공받은 데이터를 저장하기 위한 메모리 및 데이터 분석을 위한 소프트웨어가 설치된 연산 장치를 포함할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 데이터 해석/정렬 프로그램 및 데이터 시각화 프로그램 등 다양한 소프트웨어를 포함할 수 있으며, 지능형 관로 검사 로봇(100)으로부터 제공받은 데이터를 가공하여 모니터를 통해 검사자에게 표시할 수 있다. Meanwhile, the control unit 200 may include a memory for storing data provided from the intelligent pipeline inspection robot 100 and a computing device installed with software for data analysis. That is, the control unit 200 may include various software such as a data interpretation/alignment program and a data visualization program, and may process the data provided from the intelligent pipeline inspection robot 100 and display it to the inspector through the monitor.

제어부(200)의 동작은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.The operation of the controller 200 may be implemented by hardware such as software or an integrated circuit performed on a computer system, or may be implemented by a combination of software and hardware.

한편, 케이블 권취부(400)에는 장거리의 연결 케이블(300)이 권취될 수 있다. 일 실시예로, 연결 케이블(300)은 100m 내지 10km의 길이로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 케이블 권취부(400)는 제어부(200)의 동작에 연동하여 연결 케이블(300)을 풀거나 감을 수 있으며, 또는 검사자에 의해 수동으로 풀리거나 감길 수 있다. Meanwhile, a long-distance connection cable 300 may be wound around the cable winding unit 400 . In one embodiment, the connection cable 300 may be formed in a length of 100m to 10km, but is not limited thereto. The cable winding unit 400 may unwind or wind the connection cable 300 in association with the operation of the control unit 200 , or may be manually unwound or wound by an examiner.

몇몇 실시예에서, 케이블 권취부(400)는 연결 케이블(300)이 원활하게 풀리거나 감기기 위해 케이블 가이드 롤러(미도시) 및 구동 모터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이블 가이드 롤러는 연결 케이블에 밀착될 수 있으며, 케이블 가이드 롤러의 회전 방향에 따라 연결 케이블(300)이 풀리거나 감길 수 있다. 구동 모터는 케이블 가이드 롤러에 결합되어 케이블 가이드 롤러를 동작 시킬 수 있다. In some embodiments, the cable winding unit 400 may further include a cable guide roller (not shown) and a driving motor (not shown) to smoothly unwind or wind the connection cable 300 . For example, the cable guide roller may be in close contact with the connection cable, and the connection cable 300 may be unwound or wound according to the rotation direction of the cable guide roller. The drive motor may be coupled to the cable guide roller to operate the cable guide roller.

도 3은 도 1의 A-A' 선을 따라 자른 단면에서 바라본 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 검사 시스템의 동작 모습을 나타내는 도면이다.3 is a view showing the operation of the pipe inspection system according to an embodiment of the present invention as viewed from a cross-section taken along the line A-A' in FIG. 1 .

도 1 내지 도 3을 참조하면, 지능형 관로 검사 로봇(100)은 카메라(42)를 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치시키기 위해, 카메라 헤드(40)를 관로(PP)의 바닥면에 수직한 방향으로 상하 왕복 운동을 시킬 수 있다. 카메라 헤드(40)는 카메라 리프트(30)에 의해 높이가 조절되어 상하 왕복 운동을 할 수 있다. 1 to 3 , the intelligent pipeline inspection robot 100 places the camera head 40 on the bottom surface of the pipeline PP in order to position the camera 42 in the center CT of the pipeline PP. Up-and-down reciprocating motion can be made in the vertical direction. The camera head 40 may be adjusted in height by the camera lift 30 to perform vertical reciprocating motion.

관로(PP)의 바닥면과 중심부(CT) 사이의 거리(d)와 관로(PP)의 상부면과 중심부(CT) 사이의 거리(d)가 서로 동일할 수 있다. A distance d between the bottom surface of the conduit PP and the center CT may be equal to a distance d between the upper surface of the conduit PP and the center CT.

카메라 헤드(40)의 적외선 센서(44)는 상하 운동을 하며 각각 적외선 센서(44)로부터 관로(PP)의 내부 벽면까지의 수평 거리를 측정할 수 있다. The infrared sensor 44 of the camera head 40 moves up and down and can measure a horizontal distance from the infrared sensor 44 to the inner wall surface of the conduit PP, respectively.

즉, 제1 적외선 센서(44a)는 관로(PP)의 바닥면에 수평한 방향으로 제1 적외선 센서(44a)에 인접하는 관로(PP) 내부 벽면 사이의 제1 거리(D1, D3)를 측정하며, 제2 적외선 센서(44b)는 관로(PP)의 바닥면에 수평한 방향으로 제2 적외선 센서(44b)에 인접하는 관로(PP) 내부 벽면 사이의 제2 거리(D2, D4)를 측정할 수 있다. That is, the first infrared sensor 44a measures the first distances D1 and D3 between the inner wall surfaces of the pipeline PP adjacent to the first infrared sensor 44a in a direction horizontal to the bottom surface of the pipeline PP. and the second infrared sensor 44b measures the second distances D2 and D4 between the inner wall surfaces of the pipeline PP adjacent to the second infrared sensor 44b in a horizontal direction to the bottom surface of the pipeline PP. can do.

구체적으로, 제1 적외선 센서(44a)의 제1 적외선 송신기(TXa)는 제1 적외선 센서(44a)에 인접한 관로(PP)의 내부 벽면(도 3의 관로(PP)의 좌측 벽면)을 향해 적외선을 송출할 수 있고, 송출된 적외선은 관로(PP)의 내부 벽면에 반사되어 제1 적외선 센서(44a)의 제1 적외선 수신기(RXa)에 입사될 수 있다. Specifically, the first infrared transmitter TXa of the first infrared sensor 44a sends infrared rays toward the inner wall surface of the conduit PP adjacent to the first infrared sensor 44a (the left wall surface of the conduit PP in FIG. 3 ). may be transmitted, and the transmitted infrared rays may be reflected on the inner wall surface of the conduit PP to be incident on the first infrared receiver RXa of the first infrared sensor 44a.

제1 적외선 송신기(TXa)로부터 송출된 적외선은 반사된 물체와의 거리에 따라 반사 각도가 달라질 수 있으며, 제1 적외선 수신기(RXa)로 반사되어 입사되는 적외선의 입사 각도에 따라 제1 적외선 센서(44a)로부터 관로(PP)의 내부 벽면 까지의 거리가 측정될 수 있다. Infrared rays transmitted from the first infrared transmitter (TXa) may have different reflection angles depending on the distance from the reflected object, and the first infrared sensor ( 44a) to the inner wall surface of the conduit PP can be measured.

이와 유사하게, 제2 적외선 센서(44b)의 제2 적외선 송신기(TXb)는 제2 적외선 센서(44b)에 인접한 관로(PP)의 내부 벽면(도 3의 관로(PP)의 우측 벽면)을 향해 적외선을 송출할 수 있고, 송출된 적외선은 관로(PP)의 내부 벽면에 반사되어 제2 적외선 센서(44b)의 제2 적외선 수신기(RXb)에 입사될 수 있다. Similarly, the second infrared transmitter TXb of the second infrared sensor 44b is directed toward the inner wall surface of the conduit PP adjacent to the second infrared sensor 44b (the right wall surface of the conduit PP in FIG. 3 ). Infrared rays may be emitted, and the emitted infrared rays may be reflected on the inner wall surface of the conduit PP to be incident on the second infrared receiver RXb of the second infrared sensor 44b.

지능형 관로 검사 로봇(100)은 제1 적외선 센서(44a)에 의해 측정된 제1 거리와 제2 적외선 센서(44b)에 의해 측정된 제2 거리를 이용하여 카메라 헤드(40)(또는, 카메라(42))를 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치시킬 수 있다.The intelligent pipeline inspection robot 100 uses the first distance measured by the first infrared sensor 44a and the second distance measured by the second infrared sensor 44b to the camera head 40 (or the camera ( 42)) may be located in the center CT of the conduit PP.

예를 들어, 카메라 헤드(40')가 관로(PP)의 중심부(CT)보다 상부에 위치하는 경우, 카메라(42')는 관로(PP)의 중심부(CT)에 정렬되지 않는다. For example, when the camera head 40' is positioned above the center CT of the conduit PP, the camera 42' is not aligned with the center CT of the conduit PP.

이 때, 제1 적외선 센서(44a')에 의해 측정되는 제1 거리(D3) 및 제2 적외선 센서(44b')에 의해 측정되는 제2 거리(D4)의 합은 카메라 헤드(40)가 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치할 때 제1 적외선 센서(44a)에 의해 측정되는 제1 거리(D1) 및 제2 적외선 센서(44b)에 의해 측정되는 제2 거리(D2)의 합 보다 짧게 측정된다. At this time, the sum of the first distance D3 measured by the first infrared sensor 44a' and the second distance D4 measured by the second infrared sensor 44b' is the camera head 40 is the conduit. than the sum of the first distance D1 measured by the first infrared sensor 44a and the second distance D2 measured by the second infrared sensor 44b when located at the center CT of the PP measured in short

제1 거리(D1)와 제2 거리(D2)의 합이 가장 긴 지점이 관로(PP)의 중심부(CT)에 해당할 수 있으며, 제1 적외선 센서(44a) 및 제2 적외선 센서(44b)의 측정 값에 따라 카메라 헤드(40)의 위치가 조정되어 카메라(42)가 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치될 수 있다.The point where the sum of the first distance D1 and the second distance D2 is longest may correspond to the center CT of the conduit PP, the first infrared sensor 44a and the second infrared sensor 44b The position of the camera head 40 may be adjusted according to the measured value of , so that the camera 42 may be located at the center CT of the conduit PP.

몇몇 실시예에서, 지능형 관로 검사 로봇(100)이 관로(PP)를 주행하는 중 관로(PP)의 내부 바닥에 쌓인 슬러지(sludge) 등으로 인해 높이가 변경되거나, 관로(PP)의 경사도가 급격히 변경되는 경우, 적외선 센서(44)에 의한 카메라(42) 위치 재 조정이 진행될 수 있다. In some embodiments, the height of the intelligent pipeline inspection robot 100 is changed due to sludge accumulated on the inner floor of the pipeline PP while the intelligent pipeline inspection robot 100 is driving the pipeline PP, or the inclination of the pipeline PP is sharply increased. If changed, the position re-adjustment of the camera 42 by the infrared sensor 44 may proceed.

이에 따라, 카메라 헤드(40)는 상하 왕복 운동을 하며, 적외선 센서(44)의 측정 값들에 의해, 카메라(42)는 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치하도록 재 조정될 수 있다.Accordingly, the camera head 40 reciprocates up and down, and the camera 42 may be readjusted to be located at the center CT of the conduit PP by the measured values of the infrared sensor 44 .

한편, 관로(PP)의 직경(또는, 관경)은 제1 거리(D1) 및 제2 거리(D2)의 합과 제1 적외선 센서(44a)와 제2 적외선 센서(44b) 사이의 거리를 합한 값일 수 있다. On the other hand, the diameter (or tube diameter) of the pipe PP is the sum of the first distance D1 and the second distance D2 and the distance between the first infrared sensor 44a and the second infrared sensor 44b. can be a value.

제1 적외선 센서(44a)와 제2 적외선 센서(44b) 사이의 거리는 지능형 관로 검사 로봇(100)을 설계하는 과정에서 미리 결정된 값일 수 있으며, 지능형 관로 검사 로봇(100) 내에 미리 저장될 수 있다. The distance between the first infrared sensor 44a and the second infrared sensor 44b may be a predetermined value in the process of designing the intelligent pipeline inspection robot 100, and may be stored in advance in the intelligent pipeline inspection robot 100.

이처럼, 본 발명에 따른 관로 검사 시스템(1000)에 의하면, 지능형 관로 검사 로봇(100)이 포함하는 한 쌍의 적외선 센서(44a, 44b)를 이용하여, 카메라(42)를 관로(PP)의 중심부(CT)에 정확히 위치시켜 관로(PP) 내부를 왜곡 없이 정확히 촬영할 수 있다. As such, according to the pipeline inspection system 1000 according to the present invention, using a pair of infrared sensors 44a and 44b included in the intelligent pipeline inspection robot 100, the camera 42 is moved to the center of the pipeline PP. It can be accurately positioned on the CT, so that the inside of the pipeline (PP) can be accurately photographed without distortion.

또한, 도면에 도시된 바와 같이, 적외선 센서(44)는 12시 방향과 6시 방향, 즉 수직 방향을 향하지 않고 9시와 3시 방향 즉, 수평방향을 향하고 있음으로 관저부에 집척된 슬러지나 고인물에 영향을 받지 않고 오로지 관거의 가장 넓은 관경을 측정함으로써 바닥 상태와 무관하게 관로(PP)의 직경을 신속하고 정밀하게 측정할 수 있다.In addition, as shown in the figure, the infrared sensor 44 is not oriented in the 12 o'clock and 6 o'clock directions, that is, in the vertical direction, but in the 9 o'clock and 3 o'clock directions, that is, the horizontal direction. It is possible to quickly and precisely measure the diameter of the pipe (PP) regardless of the ground condition by measuring only the widest pipe diameter of the pipe without being affected by stagnant objects.

도 4는 도 1의 관로 검사 시스템에 포함된 지능형 관로 검사 로봇이 관로의 경사도를 측정하기 위해 진행하는 모습을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a state in which the intelligent pipeline inspection robot included in the pipeline inspection system of FIG. 1 proceeds to measure the inclination of the pipeline.

도 4를 참조하면, 지능형 관로 검사 로봇(100)은 진행 방향을 따라 관로(PP)를 주행할 수 있다. 카메라 헤드(40)는 카메라(42)가 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치하도록 조정될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the intelligent pipeline inspection robot 100 may drive the pipeline PP along a moving direction. The camera head 40 may be adjusted so that the camera 42 is located at the center CT of the conduit PP.

관로(PP)는 일반적으로 균일한 경사도를 갖도록 설계 및 설치될 수 있으나, 설치 과정에서의 오차 또는 불량에 의해 관로(PP)의 일부 구간에 경사도가 달라질 수 있다. 또한, 관로(PP)는 관로(PP)를 통해 운송되는 물질에 의한 내부 압력 또는 관로(PP)를 덮는 외부 물질에 의한 외부 압력 등으로 인해 일부 구간에 대한 경사도가 달라질 수 있다. The pipe PP may be generally designed and installed to have a uniform inclination, but the inclination may vary in some sections of the pipe PP due to errors or defects in the installation process. In addition, the inclination for some sections of the pipeline PP may vary due to internal pressure caused by a material transported through the pipeline PP or external pressure caused by an external material covering the pipeline PP.

상술한 바와 같이, 지능형 관로 검사 로봇(100)의 로봇 바디(10)에는 자이로스코프 센서(12)가 장착될 수 있으며, 지능형 관로 검사 로봇(100)은 자이로스코프 센서(12)를 통해 관로(PP)의 경사도를 실시간으로 측정할 수 있다. As described above, the gyroscope sensor 12 may be mounted on the robot body 10 of the intelligent pipeline inspection robot 100 , and the intelligent pipeline inspection robot 100 is configured to operate the pipeline (PP) through the gyroscope sensor 12 . ) can be measured in real time.

도 4에서는 지능형 관로 검사 로봇(100)이 관로(PP)의 제1 구간(P1), 제2 구간(P2), 제3 구간(P3) 및 제4 구간(P4)을 주행하는 모습을 나타내고 있으며, 설명의 편의상 제1 구간(P1)의 경사도는 0°이고, 제2 구간(P2)의 경사도는 제1 구간(P1)을 기준으로 -2°이며, 제3 구간(P3)의 경사도는 제1 구간(P1)을 기준으로 3°이고, 제4 구간(P4)의 경사도는 제1 구간(P1)을 기준으로 -5°인 것으로 나타냈다.In Figure 4, the intelligent pipeline inspection robot 100 shows the state of driving the first section (P1), the second section (P2), the third section (P3), and the fourth section (P4) of the pipeline (PP), , for convenience of explanation, the slope of the first section P1 is 0°, the slope of the second section P2 is -2° with respect to the first section P1, and the slope of the third section P3 is the second The first section P1 is 3°, and the inclination of the fourth section P4 is -5° with respect to the first section P1.

도 5 및 도 6은 도 4의 지능형 관로 검사 로봇이 관로 내부를 진행함에 따라 제어부가 표시하는 제1 그래프 및 제2 그래프를 나타내는 도면들이다. 5 and 6 are views showing the first graph and the second graph displayed by the controller as the intelligent pipeline inspection robot of FIG. 4 proceeds inside the pipeline.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 지능형 관로 검사 로봇(100)은 자이로스코프 센서(12)를 이용하여 측정된 관로 경사도 로우 데이터를 실시간으로 제어부(200)에 제공하며, 제어부(200)는 관로 경사도 로우 데이터를 기초로 지능형 관로 검사 로봇(100)의 주행 거리(Distance) 및 관로(PP) 내부의 경사도(Inclination)를 축으로 하는 제1 그래프(G1)를 생성하여 제어부(200)의 모니터에 표시할 수 있다.1 to 5 , the intelligent pipeline inspection robot 100 provides the pipeline gradient raw data measured using the gyroscope sensor 12 to the controller 200 in real time, and the controller 200 controls the pipeline gradient Based on the raw data, a first graph G1 with the driving distance of the intelligent pipeline inspection robot 100 and the inclination inside the pipeline PP as axes is generated and displayed on the monitor of the controller 200 can do.

즉, 관로(PP)의 경사도를 나타내는 제1 그래프(G1)는 지능형 관로 검사 로봇(100)이 관로(PP)를 따라 진행함에 따라 제어부(200)에 의해 실시간으로 생성되어 모니터에 표시 될 수 있다. 이에 따라, 지능형 관로 검사 로봇(100)의 주행 거리가 점차 증가할 경우, X축(주행 거리)의 스케일이 자동으로 변경될 수 있다. That is, the first graph G1 indicating the inclination of the pipeline PP is generated in real time by the controller 200 as the intelligent pipeline inspection robot 100 proceeds along the pipeline PP and displayed on the monitor. . Accordingly, when the driving distance of the intelligent pipeline inspection robot 100 is gradually increased, the scale of the X-axis (travel distance) may be automatically changed.

한편, 관로(PP)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 지능형 관로 검사 로봇(100)의 주행을 방해하는 장애물(OB)이 존재할 수 있다. 도 4는 관로(PP)의 제3 구간(P3)에 장애물(OB)이 형성되어 있는 점을 예시하고 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 4 , there may be an obstacle OB that prevents the intelligent pipeline inspection robot 100 from traveling in the pipeline PP. 4 illustrates that the obstacle OB is formed in the third section P3 of the conduit PP.

지능형 관로 검사 로봇(100)이 제3 구간(P3)에서 장애물(OB)을 지나가게 될 경우, 장애물(OB)로 인해 경사도 측정 값이 크게 변동될 수 있다. 예를 들어, 지능형 관로 검사 로봇(100)이 장애물(OB)을 지나가기 시작한 지점부터 자이로스코프 센서(12)에 의해 측정된 경사도 값이 급격히 증가하고, 지능형 관로 검사 로봇(100)이 장애물(OB)을 지나가는 과정에서 측정된 경사도 값이 급격히 감소할 수 있다.When the intelligent pipe inspection robot 100 passes the obstacle OB in the third section P3, the slope measurement value may be greatly changed due to the obstacle OB. For example, the inclination value measured by the gyroscope sensor 12 rapidly increases from the point at which the intelligent pipeline inspection robot 100 starts to pass the obstacle OB, and the intelligent pipeline inspection robot 100 moves through the obstacle OB. ), the measured gradient value may decrease rapidly.

지능형 관로 검사 로봇(100)이 장애물(OB)을 지나가는 시간은 대략 1초 내지 2초 정도로 작으나, 경사도의 급격한 변동으로 인해 전체적인 경사도 측정 데이터의 신뢰도가 낮아지고, 관로(PP)의 정확한 경사도 값을 측정하기 어려워 질 수 있다. The time for the intelligent pipeline inspection robot 100 to pass the obstacle OB is small, about 1 to 2 seconds, but the reliability of the overall gradient measurement data is lowered due to the rapid change in the gradient, and the accurate gradient value of the pipeline PP is lowered. It can be difficult to measure.

이에 따라, 제어부(200)는 지능형 관로 검사 로봇(100)에 의해 측정된 관로 경사도 로우 데이터의 측정 값들 중 기준 범위를 초과하는 측정 값들을 돌발 값(OBV)으로 판단하고, 제1 그래프(G1)를 생성할 때, 돌발 값(OBV)을 제외할 수 있다. 여기서 기준 범위는 미리 설정되는 값이거나 관로(PP)에 따라 자동으로 설정되는 값일 수 있다. Accordingly, the control unit 200 determines the measured values exceeding the reference range among the measured values of the pipeline inclination raw data measured by the intelligent pipeline inspection robot 100 as an abrupt value (OBV), and the first graph (G1) When creating Here, the reference range may be a preset value or a value automatically set according to the pipeline PP.

실시예에 따라, 제어부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 그래프(G1)에 돌발 값(OBV)의 발생 위치를 표시하거나, 발생 위치에서의 관로(PP) 내부 영상을 모니터에 더 표시하여 검사자에게 돌발 값(OBV) 관련 정보를 제공할 수도 있다. According to an embodiment, as shown in FIG. 5 , the control unit 200 displays the occurrence position of the abrupt value OBV on the first graph G1 or displays the image inside the conduit PP at the occurrence position on the monitor. By further displaying, the examiner may be provided with OBV-related information.

본 발명의 따른 관로 검사 시스템(1000)에 의하면, 지능형 관로 검사 로봇(100)이 포함하는 자이로스코프 센서(12)를 이용하여 관로(PP)의 경사도를 정밀하게 측정할 수 있으며, 제어부(200)를 통해 다양한 형태의 그래프를 실시간으로 제공할 수 있다.According to the pipeline inspection system 1000 according to the present invention, it is possible to precisely measure the inclination of the pipeline PP using the gyroscope sensor 12 included in the intelligent pipeline inspection robot 100, and the control unit 200 Through this, various types of graphs can be provided in real time.

또한, 관로(PP) 내에 장애물(OB)이 존재하더라도 장애물(OB)에 의한 돌발 값(OBV)을 그래프 생성 과정에서 배제하므로 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In addition, even if the obstacle OB is present in the conduit PP, the unexpected value OBV due to the obstacle OB is excluded from the graph generation process, so that data reliability can be improved.

한편, 제어부(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 자이로스코프 센서(12)에 의해 측정된 관로 경사도 로우 데이터를 기초로 도 5와 같은 제1 그래프(G1)를 변환하여, 지능형 관로 검사 로봇(100)의 주행 거리(Distance) 및 관로(PP)의 높이(Height)를 축으로 하는 제2 그래프(G2)를 생성하여 모니터에 표시할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 6 , the control unit 200 converts the first graph G1 as shown in FIG. 5 on the basis of the pipeline gradient raw data measured by the gyroscope sensor 12 , and the intelligent pipeline inspection robot A second graph G2 with the driving distance of 100 and the height of the pipe PP as axes may be generated and displayed on the monitor.

제어부(200)는 지능형 관로 검사 로봇(100)의 주행 거리 및 경사도를 기초로 관로(PP)의 높이(또는, 매설 깊이)를 계산하기 위한 프로그램을 포함할 수 있으며, 검사자의 요청에 따라 관로(PP)의 높이를 계산하여 제2 그래프(G2)로서 검사자에게 제공할 수 있다. The control unit 200 may include a program for calculating the height (or burial depth) of the conduit (PP) based on the driving distance and the inclination of the intelligent conduit inspection robot 100, and at the request of the inspector, the conduit ( The height of the PP) may be calculated and provided to the examiner as the second graph G2.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

1000: 관로 검사 시스템 100: 지능형 관로 검사 로봇
200: 제어부 300: 연결 케이블
400: 케이블 권취부 10: 로봇 바디
11: 바디 조명부 12: 자이로스코프 센서
20: 구동 휠 30: 카메라 리프트
31: 제1 연결부 32: 제2 연결부
40: 카메라 헤드 41: 헤드 바디
S1: 제1 면 S2: 제2 면
42: 카메라 43: 헤드 조명부
44: 적외선 센서 G1: 제1 그래프
G2: 제2 그래프 OBV: 돌발 값
PP: 관로1000: pipeline inspection system 100: intelligent pipeline inspection robot
200: control unit 300: connection cable
400: cable winding 10: robot body
11: body lighting unit 12: gyroscope sensor
20: drive wheel 30: camera lift
31: first connection part 32: second connection part
40: camera head 41: head body
S1: first side S2: second side
42: camera 43: head lighting unit
44: infrared sensor G1: first graph
G2: second graph OBV: abrupt value
PP: pipeline

Claims

A pipeline inspection system comprising: an intelligent pipeline inspection robot configured to travel inside a pipeline; and a control unit electrically connected to the intelligent pipeline inspection robot to provide a control signal,
The intelligent pipeline inspection robot,
a robot body including a gyroscope sensor for measuring the inclination inside the conduit in real time;
a plurality of driving wheels rotatably coupled to the robot body;
a camera lift coupled to the robot body through a first connection part and adjustable in height through a vertical drive movement; and
and a camera head coupled to the camera lift through a second connection,
The camera head is
a head body including a first surface and a second surface facing each other;
a camera coupled to one end of the head body positioned between the first surface and the second surface and configured to photograph the inside of the conduit;
a first infrared sensor disposed on the first surface of the head body, the first infrared sensor including a first infrared transmitter and a first infrared receiver; and
a second infrared sensor disposed on the second surface of the head body, the second infrared sensor including a second infrared transmitter and a second infrared receiver,
The height of the camera is adjusted to be located in the center of the conduit based on the sensing values of the first infrared sensor and the second infrared sensor, respectively,
In order to position the camera in the center of the conduit, the camera head is adjusted in height by the camera lift in a direction perpendicular to the bottom surface of the conduit to make a vertical reciprocating motion,
The first infrared sensor measures a first distance between the first infrared sensor and the inner wall surface of the conduit adjacent to the first infrared sensor in a direction horizontal to the bottom surface of the conduit,
The second infrared sensor measures a second distance between the second infrared sensor and the inner wall of the conduit adjacent to the second infrared sensor in a direction horizontal to the bottom surface of the conduit,
The camera is located at a point where the sum of the first distance and the second distance is the longest,
The intelligent pipeline inspection robot uses the gyroscope sensor to provide the pipeline inclination raw data measured while driving the interior of the pipeline in which the intelligent pipeline inspection robot is installed horizontally to the control unit in real time,
The control unit generates a first graph with the mileage of the intelligent pipeline inspection robot and the gradient inside the pipeline as axes based on the pipeline gradient raw data and displays it on the monitor,
The control unit determines the measured values exceeding a preset reference range among the measured values of the pipeline slope raw data as an abrupt value, and excludes the abrupt value when generating the first graph,
When the camera lift performs a vertical driving motion by the first connection part located on one side of the camera lift, the camera head rotates about the second connection part to rotate the camera even when the height of the camera head is changed. head level is maintained,
The position of the center of the conduit is determined based on the diameter of the conduit,
The diameter of the pipe is determined based on the horizontal distance by the first infrared sensor and the second infrared sensor and is measured regardless of the ground state,
pipeline inspection system.

delete

The method of claim 1,
When the intelligent pipe inspection robot changes at least one of the height of the intelligent pipe inspection robot and the pipe diameter value of the pipe measured through the gyroscope sensor,
re-measuring the first distance and the second distance through the first infrared sensor and the second infrared sensor while reciprocating the camera head,
Re-adjusting the position of the camera so that the camera is located at a point where the sum of the first distance and the second distance is the longest,
pipeline inspection system.

The method of claim 1,
At a point where the sum of the first distance and the second distance is longest,
Measuring the sum of the first distance and the second distance and the sum of the previously stored distances between the first infrared sensor and the second infrared sensor as the diameter of the pipeline,
pipeline inspection system.

delete

The method of claim 1,
The control unit further displays the video image on the monitor at the location of the occurrence of the abrupt value and the image inside the pipeline at the location of occurrence,
pipeline inspection system.

The method of claim 1,
The control unit converts the first graph based on the pipeline slope raw data, generates a second graph with the driving distance of the intelligent pipeline inspection robot and the height of the pipeline as axes, and further displays on the monitor,
pipeline inspection system.

The method of claim 1,
The intelligent pipeline inspection robot is coupled to the front end of the robot body and comprises a body lighting unit illuminating the front light,
pipeline inspection system.

The method of claim 1,
The camera head includes a head lighting unit coupled to the head body to illuminate a front light,
pipeline inspection system.