KR102430038B1 - 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

객체 이상 감시 및 제거를 위한 시스템 및 그 방법이 개시된다.
상기 객체 이상 감시 및 제거를 위한 시스템은, 객체의 이상 여부를 검출하는 감지 장치와, 궤도를 따라 주행하고, 상기 감지 장치에 의해 상기 객체의 이상이 검출된 경우, 상기 객체의 이상 발생 지점과의 최소 거리 위치로 제공되도록 제어되며 상기 객체의 이상을 확인하여 제거하는 주행 로봇, 및 상기 감지 장치에 의해 이상이 감지된 상기 객체의 이상 발생 지점과 아울러서 상기 이상 발생 지점에 기반한 최근접한 궤도 위치를 결정하여, 상기 주행 로봇을 상기 최근접한 궤도 위치로 이송하도록 제어하고, 상기 최근접한 궤도 위치에서 상기 최소 거리 위치로 제공되기 위한 상기 주행 로봇의 제어와 상기 객체의 이상 제거와 관련된 데이터를 송수신하는 관제 서버를 포함한다.

Description

객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템 및 그 방법{SYSTEM MONITORING AND REMOVING THE ABNORMALITY OF AN OBJECT AND METHOD THEREOF}

본 개시는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템 및 그 방법에 대한 것이며, 보다 구체적으로는 이상 발생 지점에 주행 로봇을 보다 정확하게 이동시켜 객체에 발생한 위험의 이상 상황을 제거하는 것으로서 특히 화재 감시 및 화재 진압에 있어서 화재 발생 지점에 주행 로봇의 신속하면서도 정확한 이동, 진압 제어가 가능한 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템 및 그 방법에 대한 것이다.

산업 발전과 더불어 다양한 설비들이 생겨났고, 다양한 설비들에 대한 유지 및 관리에 대한 요구 사항이 커지고 있다. 일 예로, 산업 발전과 더불어 지하에 매설되었던 전력선, 통신선, 케이블 트레이, 온수관, 상하수도관, 쓰레기 수송관로 등이 이미 오랜 시간 동안 지하에 매설되어 있어 문제점이 발생하고, 이에 대한 사고가 증가하고 있는 추세이다. 이와 같이 매설된 시설물 등은 사람이 접근하여 전체 영역을 감시 및 유지하는데 한계가 있다. 또한, 산업화가 진행되면서 설계가 복잡한 건물 내부와 같이 사람의 접근이 쉽지 않은 곳이 증가하고 있다. 그러나, 이러한 영역에 대한 관리 및 유지 보수에 대한 특별한 방법이 없는 실정이고, 이에 기초한 많은 문제들이 발생하고 있다.

또한, 현재 상술한 지역 등에는 매설 시설물 및 전력구/전기배선들이 설치되어 화재 발생 위험이 존재하며, 이를 방지하기 위한 방안들이 필요한 실정이다.

이를 위해 사람의 접근이 곤란한 공간에 배치된 시설물들과 인접한 위치에 카메라 및 가스 센서 등의 화재 감지 장치를 설치하여 설비들의 상황을 감시하며, 화재 감지 장치에 의해 화재가 감지되면 감지 장치 주위에 설치된 고정 분사식 소화 장치가 소화재를 분사한다.

그러나, 고정 분사식 소화 장치는 화재 발생 지점에 인접하여 분사할 수 없어 신속하고 효과적인 진압에 한계가 있다.

본 개시의 기술적 과제는 이상 발생 지점에 주행 로봇을 보다 정확하게 이동시켜 객체에 발생한 위험의 이상 상황을 제거하는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시의 일 양상에 따르면, 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템이 제공될 수 있다. 상기 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템은, 객체의 이상 여부를 검출하는 감지 장치와, 궤도를 따라 주행하고, 상기 감지 장치에 의해 상기 객체의 이상이 검출된 경우, 상기 객체의 이상 발생 지점과의 최소 거리 위치로 제공되도록 제어되며 상기 객체의 이상을 확인하여 제거하는 주행 로봇, 및 상기 감지 장치에 의해 이상이 감지된 상기 객체의 이상 발생 지점과 아울러서 상기 이상 발생 지점에 기반한 최근접한 궤도 위치를 결정하여, 상기 주행 로봇을 상기 최근접한 궤도 위치로 이송하도록 제어하고, 상기 최근접한 궤도 위치에서 상기 최소 거리 위치로 제공되기 위한 상기 주행 로봇의 제어와 상기 객체의 이상 제거와 관련된 데이터를 송수신하는 관제 서버를 포함한다.

본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 감지 장치는 상기 객체를 포함하는 공간의 적어도 일부의 영상을 획득하는 고정식 카메라 및 상기 객체의 표면을 따라 온도를 감지하는 광섬유 온도 센서를 구비하는 근접 감지 장치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 관제 서버는 상기 객체가 배치된 공간 전체, 상기 고정식 카메라의 설치 지점, 상기 궤도 및 상기 주행 로봇의 실시간 지점의 위치 데이터를 저장하거나 수신하며, 상기 감지 장치가 상기 고정식 카메라인 경우에, 상기 공간 전체의 위치 데이터, 상기 고정식 카메라의 설치 지점과 관련된 위치 데이터 및 상기 고정식 카메라의 감지 데이터에 기초하여 상기 이상 발생 지점의 위치 데이터를 산출하고, 상기 이상 발생 지점에 최근접한 궤도 위치 데이터를 산출할 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 관제 서버는 상기 공간 전체의 위치 데이터, 상기 영상 내의 상기 객체의 화각 및 상기 고정식 카메라의 위치 데이터에 기초하여 상기 이상 발생 지점의 위치 데이터를 산출할 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 감지 장치가 상기 근접 감지 장치인 경우에, 상기 근접 감지 장치가 상기 객체에서 상기 광섬유 온도 센서의 단선을 감지한 경우에, 상기 이상 발생 위치는 상기 단선이 감지된 상기 객체의 특정 위치로 결정되며, 상기 최근접한 궤도 위치는 상기 근접 감지 장치에 의해 결정된 상기 특정 위치에 기반하여 결정될 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 관제 서버는 머신 러닝 방식으로 학습된 모델에 의해, 상기 감지 장치로부터 검출된 객체에 대한 이상 여부를 판단할 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 주행 로봇은 영상을 획득하는 감지부 및 상기 객체의 이상을 제거하는 이상 제거부를 포함하고, 상기 주행 로봇이 상기 최근접한 궤도 위치에 도달한 경우에, 상기 객체의 이상 발생 지점을 촬영하는 상기 감지부의 영상에 기초하여 상기 최소 거리 위치를 결정하고, 상기 이상 제거부를 상기 이상 발생 지점에 조준하도록 상기 이상 제거부를 조정할 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 주행 로봇은 상기 감지부 및 상기 이상 제거부를 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전가능하도록 제어하는 팬틸트(pan-tilt) 조정부를 더 포함하고,

상기 팬틸트 조정부에 의해 팬틸트된 상기 감지부와 상기 이상 발생 지점의 중심점 간에 수직이 되도록 상기 감지부의 영상에서 상기 객체의 이상 발생 지점이 위치되는 경우를 상기 최소 거리 위치로 결정하고, 상기 이상이 화재인 경우에, 상기 화재의 중심점을 향하여 조준하도록 상기 팬틸트 조정부에 의해 상기 이상 제거부를 소정 방향으로 제어할 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 감지부는 상기 객체의 실화상과 관련된 영상을 획득하는 실화상 카메라 및 상기 객체의 열을 감지하는 열화상 카메라를 포함하고, 상기 이상이 화재인 경우에, 상기 열화상 카메라로부터 감지된 화재의 최고 온도와 상기 실화상 카메라로부터 획득된 상기 화재의 중심점에 근거하여 상기 최소 거리 위치를 결정하고, 상기 이상 제거부는 상기 이상이 화재인 경우에 상기 화재에 대하여 소화제를 분사하는 소화기 및 상기 소화제를 상기 화재로 유도하는 분사 유도기를 포함하고, 상기 화재의 중심점을 향하여 상기 소화제가 분사하도록 상기 소화기 및 상기 분사 유도기를 제어할 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 이상 제거부는 높이 조절 리프트에 의해 수직 방향으로 이동가능하고, 상기 이상이 화재인 경우에 상기 높이 조절 리프트는 상기 이상 제거부의 분사 높이를 조절할 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 궤도는 제 1 궤도 및 제 2 궤도를 구비함과 아울러서, 상기 주행 로봇이 상기 제 1 및 제 2 궤도 상호 간에 변경 이동가능하도록 제공되는 전환 분기부를 더 포함하고, 상기 주행 로봇이 상기 제 1 궤도로 주행하는 상황에서 상기 최근접한 궤도 위치 또는 상기 최소 거리 위치가 상기 제 2 궤도 상의 특정 위치로 결정된 경우에, 상기 주행 로봇은 상기 전환 분기부를 통해 상기 제 1 궤도에서 상기 제 2 궤도 상의 최근접한 궤도 위치 또는 상기 최소 거리 위치로 제공되되, 상기 제 2 궤도는 상기 제 1 궤도와 상이한 높이 및 상이한 방향 중 적어도 하나로 연장되도록 설치될 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 전환 분기부에 인접한 상기 제 1 및 제 2 궤도는 상기 전환 분기부와 동일한 높이에 배치되며, 상기 주행 로봇이 상기 상기 제 1 궤도로부터 상기 전환 분기부에 진입한 경우에, 상기 전환 분기부는 상기 주행 로봇이 제 2 궤도 측으로 이동할 수 있도록 회전하여 상기 제 2 궤도와 연결될 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 주행 로봇은 독립적인 작동이 가능하도록 전원부를 포함하고, 상기 궤도는 상기 주행 로봇이 상기 관제 서버와 상기 데이터를 무선 송수신할 수 있도록 CRA(Cable type Wifi Radial Antenna) 케이블을 구비할 수 있다.

본 개시의 다른 양상에 따르면, 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법이 제공될 수 있다. 상기 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법은, 감지 장치에 의해 객체의 이상 여부를 검출하는 단계와, 상기 객체의 이상이 검출된 경우, 이상 발생 지점이 감지된 상기 객체에 최근접한 궤도 위치를 산출하여, 궤도를 따라 주행하는 주행 로봇을 상기 최근접한 궤도 위치로 이송하는 단계와, 상기 주행 로봇이 상기 이상 발생 지점과의 최소 거리 위치로 제공되도록 상기 주행 로봇을 제어하는 단계, 및 상기 주행 로봇에 의해 상기 객체의 이상을 확인하여 제거하는 단계를 포함한다.

본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.

감지 장치를 통해 검출하여 결정된 이상 발생 지점(40)에 최근접한 궤도 위치로 주행 로봇을 이동시킨 후에, 주행 로봇은 자신이 감지한 데이터를 이용하여 이상 발생 지점(40)과의 최소 거리 위치로 제공되도록 정밀 제어됨으로써, 객체에 발생한 위험의 이상 상황을 효율적으로 제거할 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 주행 로봇의 기능 구성에 관한 블록도이다.
도 3은 주행 로봇에 관한 사시도이다.
도 4는 주행 로봇이 궤도를 따라 주행하는 것을 도시한 사시도이다.
도 5는 관제 서버의 기능 구성에 관한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법에 따라 구현되는 동작을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법에 따라 구현되는 동작을 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결 관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들 간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.

본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.

본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대해서 설명한다.

도 1 내지 도 5를참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 주행 로봇의 기능 구성에 관한 블록도이고, 도 3은 주행 로봇에 관한 사시도이다.

객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템(10; 이하, '시스템'이라 함)은 공간 내에 배치된 적어도 하나의 객체의 위험 상황의 발생 여부를 평시 감시하면서 위험 상황을 검출하면 주행 로봇(300)을 위험 상황이 유발된 이상 발생 지점(40)으로 이동시켜 이상 상황을 제거 내지 해소시키는 시스템이다. 이하에서는 위험 상황이 화재인 것을 예시하여 설명하고 있으나, 공간 경비에서 사람 내지 의심 물체의 침입, 잠입 등일 수 있으며, 이에 제한되지 않고 공간 내에서 발생가능한 다양한 이상(또는 비정상) 상황일 수 있다.

시스템(10)은 감지 장치(100, 200), 주행 로봇(300) 및 궤도 장치(400) 및 관제 서버를 포함한다.

감지 장치는 공간(20)에서 복수의 객체(30)와 상당 정도로 이격되거나 이에 근접한 위치에 설치되어 화재 등의 이상 상황의 발생 여부를 평시적으로 모니터링한다. 감지 장치(100, 200)는 이격된 위치에 배치되는 고정식 카메라(100) 혹은 근접 위치에 설치되도록 객체(30)의 표면을 따라 온도를 감지하는 광섬유 온도 센서를 구비하는 근접 감지 장치(200)일 수 있다.

고정식 카메라(100)는 복수의 다양한 장비와 같은 다수의 객체(30)이 존재하는 공간(20)에서 다수의 객체(30)에 관한 영상을 획득하는 장소에 위치될 수 있다. 고정식 카메라(100)는 객체(30)의 영상을 획득하여 관제 서버(500)로 전송하며, 객체(30)의 영상은 화재 발생과 같은 객체 이상 여부를 판단함과 아울러서 화재 발생 지점(40)을 결정하는데 이용되는 감지 데이터일 수 있다. 고정식 카메라(100)을 이용한 화재 발생 지점(40) 및 최근접한 궤도 위치의 산출에 대한 상세 설명은 후술하기로 한다. 고정식 카메라(100)는 지면에 평행을 이루는 수평축을 중심으로 일정한 각도 범위에서 상하 방향으로 회전됨과 아울러서, 지면에 수직인 수직축을 중심으로 일정한 각도 범위에서 좌우 방향으로 회전될 수 있으며, 이에 따라 고정식 카메라(100)는 광범위한 촬영이 가능할 뿐만 아니라 복수 구비되는 경우에 촬영 범위가 상호 중첩되어 객체(30)의 이상 여부를 더욱 신속하게 확인할 수 있다. 또한, 고정식 카메라(100)는 줌 인아웃 기능을 구비함으로써 이상 여부가 의심스러운 객체(30)의 영상을 확대하여 획득하여 이상 여부를 더 정확하게 판단하는데 기여한다. 고정식 카메라(100)는 일반적인 CCTV 또는 PTZ 카메라일 수 있다.

근접 감지 장치(200)는 공간(20) 내에서 고정식 카메라(100)의 영상 획득이 곤란한 시설물에 위치될 수 있다. 예컨대 지면의 수직 방향으로 다층으로 적층된 파이프 및/또는 전기 배선과 같은 전기계통설비인 경우에, 중간층에 있는 시설물 또는 다발 형태의 전기 배선들 내부에 배치된 전기 배선에 대해서는 고정식 카메라(100)에 의한 화재 초기 발견이 실질적으로 곤란하다. 이와 같은 객체의 이상 고온, 화재 발생 여부를 보다 신속히 파악되도록, 근접 감지 장치(200)가 구비하는 광섬유 온도 센서가 고정식 카메라(100)에 의해 감지 곤란한 객체(30)의 표면을 따라 장착되어 해당 객체(30)의 온도 및 화재 발생 여부를 감지할 수 있다. 광섬유 온도 센서는 관제 서버(500)와 광섬유를 통해 광통신이 가능한 소재로 구성될 수 있으며, 광섬유 온도 센서는 연장 방향을 따라 소정 간격으로 지정된 위치 데이터를 가질 수 있도록 관제 서버(500)에 의해 설정될 수 있다. 이에 따라, 광섬유 온도 센서가 객체(30)의 화재에 의해 단선되는 경우에, 광통신은 단선되는 이상 발생 지점(40)과 관제 서버(500)에 서만 이루어지므로, 관제 서버(500)는 광통신 가능 지점에 해당하는 위치 데이터에 의거하여 객체(30)의 이상 발생 지점(40)을 산출할 수 있다. 이상 발생 지점(40)이 산출되면 이에 기반한 최근접한 궤도 위치는 관제 서버(500)에 의해 산출될 수 있다

주행 로봇(300)은 궤도 장치의 제 1 궤도(402)를 따라 주행하여, 감지 장치와 함께 주기적으로 복수 객체(30)의 화재 발생 여부를 평시 모니터링한다. 또한, 주행 로봇(300)은 감지 장치에 의해 객체(30)의 이상이 검출된 경우, 객체(30)의 이상 발생 지점(40)과의 최소 거리 위치로 제공되도록 제어되며 객체의 이상을 확인하여 제거한다. 아울러, 주행 로봇(300)이 감지 장치(100, 200)보다 먼저 객체(30)의 이상을 감지하여 관제 서버(500)에 전송할 수 있으며, 이 경우에 주행 로봇(300)이 이상 발생 지점(40)에 최근접한 궤도 위치로 이동하면서 이상 발생 지점(40)과의 최소 거리 위치로 제공되도록 이동 혹은 주행 로봇(300)의 자세 제어가 실행될 수 있다. 다른 예로, 주행 로봇(300)이 먼저 이상을 감지한 경우에, 주행 로봇(300)은 자신이 객체(30)로부터 획득한 감지 데이터를 관제 서버(500)에 전송하며, 관제 서버(500)는 객체(30)가 이상이 있다고 판단한 경우에, 감지 장치(100, 200)와 연동하여 최근접한 궤도 위치를 산출할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 주행 로봇(300)은 구동부(302), 감지부(304), 이상 제거부(306), 팬틸트(pan-tilt) 조정부(308), 송수신부(310), 메모리(312), 경보부(314), 전원부(316) 및 프로세서(304)를 포함할 수 있다.

구동부(302)는 궤도 장치에 의해 경로가 설정된 제 1 및 제 2 궤도(402, 408)를 따라 주행 로봇(300)이 주행가능하도록, 모터, 이와 기계적으로 연결된 구동휠 등을 본체(328)에 구비할 수 있으며, 주행 로봇(300)의 이상 제거를 위한 조준의 정확성을 제고하기 위해 주행 로봇(300)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 높이 조절 리프트를 구비할 수 있다. 높이 조절 리프트는 주행 로봇(300)의 본체(328)와 지지체 사이에 팬터그래프 타입의 관절 구조 또는 수직 방향으로 복수 조합된 유압 실린더를 구비할 수도 있다.

감지부(304)는 지지체(330) 및 지지 조립체(332)를 통해 본체(328)와 결합되며, 객체(30)의 실화상과 관련된 영상을 획득하는 실화상 카메라(320), 객체(30)의 열을 감지하는 열화상 카메라(318)와 아울러서, 가스 센서, 온도 센서, 소리 인식 센서, 자외선 센서, 위치 센서, 전류/전압 측정기 등의 다양한 센서들을 포함하는 센서 모듈(322)을 포함할 수 있다.

감지부(304)는 평시 감시에 있어서 활성화되어 객체(30)의 이상 여부를 확인할 수 있으며, 이상 발생, 예컨대 객체(30)에 화재 발생이 확인된 경우에, 주행 로봇(300)이 최근접한 궤도 위치에 도달하면, 화재 발생 지점(40)을 촬영하여 주행 로봇(300)을 제어하기 위해 필요한 최소 거리 위치를 산출하는데 기여한다.

감지부(304)는 팬틸트 조정부(308)에 의해 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전가능하도록 제어될 수 있다 이에 따라, 최근접한 궤도 위치에서 화재 발생 지점(40)으로 근접할수록 이동하는 과정에서, 소정의 고정된 각도로 팬틸트된 감지부(304)와 이상 발생 지점(40)의 중심점 간에 수직이 되도록, 감지부(304)가 취득한 영상에서 객체(30)의 화재 발생 지점(40)이 위치되는 경우가 최소 거리 위치로 결정될 수 있다. 최소 거리 위치는 열화상 카메라(318)로부터 감지된 화재의 최고 온도와 실화상 카메라(320)로부터 획득된 화재의 중심점에 근거하여 결정될 수 있다. 최소 거리 위치의 결정 및 위치/자세 제어의 상세 설명은 후술하기로 한다.

이상 제거부(306)는 지지체(330) 및 지지 조립체(332)를 통해 본체(328)와 결합되며, 예컨대 지지 조립체(332)에 감지부(304)와 함께 탑재될 수도 있다. 이상 제거부(306)는 객체(30)의 이상이 화재인 경우에 화재에 대하여 소화제, 예컨대 에어로졸 소화제를 분사하는 소화기(324) 및 소화제를 화재 발생 지점(40)으로 유도하는 분사 유도기(326)를 포함할 수 있다. 도면에 미도시되어 있으나, 분사 유도기(326)는 소화기(324) 주변에 소화제 분사를 원할하게 가이드하는 개소이라면 어느 곳이라도 무방하고, 팬 형태로 구현될 수 있다. 소화제가 에어로졸 타입인 경우에, 화재 중심점이 아닌 주변 불에 주로 분사되면, 에어로졸 소화제로 인해 상승 기류가 발생하여 화재 진압이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 분사 유도기(326)는 실화상 카메라(320), 열화상 카메라(318), 가스 센서, 온도 센서 등의 감지 데이터에 기초하여 도출된 화재 중심점을 향하여 소화제가 분사되도록 소화제 분사 방향을 가이드할 수 있다.

이상 제거부(306)는 주행 로봇(300)이 최소 위치 거리에 제공되도록 이동 및/또는 자세 제어된 경우에 가동되며, 팬틸트 조정부(308)에 의해 화재 중심점 등을 감안한 화재 발생 지점(40)으로 조준된 후에, 소화제를 분사할 수 있다.

팬틸트 조정부(308)는 도 3에서와 같이, 본체(328)와 지지체(330) 사이에 마련되어 이상 제거부(306)를 수직축을 따라 좌우 방향으로 회전가능하도록 제어하는 팬 구동조정부(334) 및 지지체(330)와 지지 조립체(332) 사이에 제공되어 이상 제거부(306)를 수평축을 따라 상하 방향으로 회전가능하도록 제어하는 틸트 구동조정부(336)를 구비할 수 있다.

감지부(304)와 이상 제거부(306)는 일체의 지지 조립체(332)에 탑재되어 팬틸트 조정부(308)의 제어에 의해 동기화되어 소정 방향으로 회전할 수 있다. 이에 따르면, 감지부(304)의 감지 데이터에 기초하여 결정된 최소 거리 위치 및 화재 중심점 등이 이상 제거부(306)의 관점에서도 공유되므로, 이상 제거부(306)는 추가적인 조절없이 최소 거리 위치 등으로 이동/자세 제어될 수 있으며, 현 상태에서 세밀 조준하여 화재를 신속하게 진압할 수 있다. 다른 예에서, 감지부(304)와 이상 제거부(306)가 서로 다른 팬틸트 조정부들에 의해 제어될 수도 있으며, 이 경우에 이상 제거부(306)는 감지부(304)에서 제어된 위치 및 자세를 기초로 제어될 수 있다.

송수신부(310)는 주행 로봇(300)의 다양한 제어, 객체(30)의 이상 여부와 관련한 감지부(304)의 감지 데이터, 이상 제거와 관련된 데이터, 예컨대 화재 진압 과정의 영상 등을 관제 서버(500)와 송수신하는 모듈일 수 있다. 송수신부(310)는 관제 서버(500)와 유무선 통신을 수행할 수 있으며, 무선 통신의 경우에 근거리 통신으로서 WI-FI, 블루투스 및 지그비 통신 모듈 등으로 구성될 수 있다.

메모리(312)는 주행 로봇(300)을 제어함과 아울러서 관제 서버(500)로부터 수신된 데이터, 예컨대 복수의 객체 위치를 포함한 공간(20) 전체의 좌표와 같은 위치 데이터, 시스템(10)을 구성하는 장치들(100~400)의 위치 데이터, 이상 발생 지점(40)의 위치 데이터, 이상 발생 지점(40)에 최근접한 궤도 위치 데이터등을 저장할 수 있다.

경보부(314)는 이상 발생시에 공간(20) 내에 시각 및/또는 청각적으로 이상 발생 상황을 전파할 뿐만 아니라, 이상 발생 상황에 따른 다양한 방식으로 현 상황을 전파할 수 있다.

전원부(316)는 주행 로봇(300)의 독립적인 동작과 기능이 가능하도록 배터리를 포함할 수 있으며, 화재 등의 이상 발생에 의해 공간(20) 내에 전력 공급이 차단되더라도 주행 로봇(300) 스스로가 화재 발생 지점(40)에 근접하기 위한 위치 계산, 이동, 자세 제어 및 분사 등을 독립적으로 수행할 수 있다. 주행 로봇(300)은 배터리의 잔량이 기준치 이하일 경우에 충전 스테이션으로 이동하여 전원부(316)를 충전시킬 수도 있다.

프로세서(304)는 주행 로봇(300)의 상술한 부재의 기능을 제어하고 관제 서버(500)와 송수신된 데이터의 처리를 실행한다.

도 4는 주행 로봇이 궤도를 따라 주행하는 것을 도시한 사시도이다.

궤도 장치와 관련하여 도 4 및 도 11을 참조하면, 궤도 장치는 제 1 궤도(402) 및 제 2 궤도(408)를 구비함과 아울러서, 주행 로봇(300)이 제 1 및 제 2 궤도(402, 408) 상호 간에 변경 이동가능하도록 제공되는 전환 분기부(410)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 궤도(408)는 제 1 궤도(402)와 상이한 높이 및 상이한 방향 중 적어도 하나로 연장되도록 설치될 수 있다. 도 11의 실시예에서는 제 1 및 제 2 궤도(402, 408)만이 예시되어 있으나, 공간(20)의 객체 위치 및 시공 환경에 따라 제 1 궤도(402)에 복수의 궤도들이 연결가능하며, 연결 부위마다 전환 분기부(410)가 설치될 수 있다.

제 1 및 제 2 궤도(402, 408)는 주기적으로 설치된 로드들(404)을 통해 공간(20)의 소정 개소에 위치된 지지 프레임(406)과 연결되어 고정될 수 있다. 관제 서버(500)의 설정에 따라, 제 1 궤도(402)는 주행 로봇(300)의 평시 감시 및 이상 발생시의 주행 경로 양쪽으로 전부 활용될 수 있도록 지정되고, 제 2 궤도(408)는 이상 발생시에 해당 지점과의 최근접한 궤도 위치로 산출된 경우에 이상 발생시의 보조 주행 경로로 사용되도록 지정될 수 있다. 다른 예에서는 관제 서버(500)의 설정에 따라 제 1 및 제 2 궤도(402, 408) 전부 평시 감시 및 이상 발생시의 주행 경로로 활용될 수 있다. 제 1 궤도(402)와 상이한 높이 및/또는 방향으로 연장된 제 2 궤도(408)가 평시 감시의 경로로 이용되면, 평시 감시의 정확성 및 이상 발생의 신속한 확인이 발휘될 수 있다.

관제 서버(500)에 의해 이상 발생이 판단되어 이상 발생 지점(40)이 산출되고 최근접한 궤도 위치가 제 2 궤도의 소정 위치로 결정된 경우에, 주행 로봇(300)은 제 1 궤도(402)로 주행하는 상황에서 전환 분기부(410)를 통해 제 1 궤도에서 제 2 궤도 상의 최근접한 궤도 위치로 이송될 수 있다. 원활한 궤도 전환 변경을 위해, 전환 분기부(410)에 인접한 제 1 및 제 2 궤도(402, 408)는 전환 분기부(410)와 동일한 높이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 주행 로봇(300)이 제 1 궤도(402)로부터 전환 분기부(410)에 진입한 경우에, 전환 분기부(410)는 주행 로봇(300)이 제 2 궤도 측으로 이동할 수 있도록 회전하여 제 2 궤도(408)와 연결되는데 기여한다.

한편, 주행 로봇(300)이 송수신부(310)를 통해 관제 서버(500)와 WI-FI 통신을 구현하는 경우에, 제 1 궤도(402)는 CRA(Cable type WI-FI Radial Antenna) 케이블을 포함할 수 있다.

CRA는 케이블형 WI-FI 방사형 안테나를 의미할 수 있다. 일 예로, CRA는 전파가 외부로 방출되어 통신이 가능한 안테나가 구비된 케이블일 수 있다. 일 예로, CRA에는 통신이 가능하도록 슬롯(또는 홈, 영역)이 존재할 수 있다. 이때, 슬롯은 안테나에 대한 역할을 수행할 수 있으며, 슬롯의 길이 또는 기울기 등에 기초하여 통신을 위한 방출되는 전파에 대한 주파수가 다르게 선택될 수 있다. 일 예로, 주행 로봇(300)이 동작하는 주파수는 근거리 통신망에 대한 주파수일 수 있으며, 슬롯은 상술한 주파수 대역을 이용할 수 있도록 설계될 수 있다. 즉, CRA에 대한 슬롯은 주파수를 고려하여 케이블에 설정될 수 있으며, 안테나 역할을 수행할 수 있다. 보다 상세하게는, CRA는 송신기와 송신 안테나 또는 수신 안테나와 수신기 사이를 연결하여 고주파전력을 전송하기 위하여 사용되는 전송 선로를 의미할 수 있다. 이때, 케이블은 CRA에서 획득한 전파 신호를 전송 선로를 통해 서버 또는 다른 장치 등으로 전달할 수 있다. 또는, 케이블은 서버 또는 다른 장치로부터 발생한 신호를 전송 선로를 통해 전달하고, CRA에서 전파로서 방출할 수 있다. 일 예로, CRA는 누설 동축 케이블일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

주행 로봇(300)은 구비된 케이블을 따라 이동할 수 있다. 일 예로, 주행 로봇(300)의 무게(또는 하중)는 케이블에서 이동 가능하도록 설계될 수 있다. 즉, 별도의 궤도를 설치하지 않고, 일반 궤도를 통해 주행 로봇(300)이 이동할 수 있다. 한편, 주행 로봇(300)은 구동부(302)를 통해 일반 궤도로서 기구비된 케이블을 이동할 수 있다. 이때, 주행 로봇(300)은 일반 궤도에서 CRA를 통해 무선 통신을 수행할 수 있다.

또 다른 일 예로, 주행 로봇(300)은 주행 로봇(300)이 포함하는 장비 또는 장치 등을 고려하여 CRA 및 지지선(또는 강선)을 궤도로 주행할 수 있다. 이때, 주행 로봇(300)은 케이블카와 같이 일정한 강선에 연결되어 주행될 수 있다. 또 다른 일 예로, 주행 로봇(300)에 하중이 큰 장치가 탑재된 경우, 주행 로봇(300)은 CRA를 장착(또는 삽입)한 프로파일(e.g. 알루미늄 또는 강철)을 궤도로 이용하여 주행할 수 있다. 즉, 주행 로봇(300)은 CRA 삽입형 궤도로서 큰 하중을 견딜 수 있는 궤도를 통해 주행할 수 있다

다른 예에서는 제 1 및 제 2 궤도(402, 408) 전부 CRA 케이블을 전부 포함하도록 설치될 수도 있다.

이와 같이 궤도에 포함되는 CRA 케이블은 내연성을 가지고 있어, 화재 발생으로 인한 통신 불량을 억제할 수 있다. 또한 기존에는 주행 로봇(300)이 전선 및 통신선에 접촉하여 데이터 전송이 가능할 수 있었다. 다만, 주행 로봇(300)은 사람의 접근이 어려운 지역으로 지하 시설이나 고온, 고압 등의 환경에서 주행할 수 있다. 이때, 기존과 같이 주행 로봇(300)이 접촉형 궤도를 통해 데이터를 전송하는 경우에 상술한 환경을 고려한 주행 로봇(300)을 구현하는데 한계가 있었다. 이러한 점을 고려하여 주행 로봇(300)은 CRA를 통한 무선 통신으로서 감지부(304)에서 획득한 정보를 서버(또는 CMS)에 전달할 수 있도록 설계될 수 있다.

도 5는 관제 서버의 기능 구성에 관한 블록도이다.

관제 서버(500)는 감지 장치(100, 200), 주행 로봇(300) 및 궤도의 전환 변경 등을 제어함과 아울러서, 감지 장치(100, 200)와 주행 로봇(300)으로부터 수신된 감지 데이터에 기초하여 이상 발생 여부 판단, 이상 발생 지점(40) 등과 관련된 각종 위치 데이터, 이상 제거 과정 중의 주행 로봇(300)의 거동 제어 등을 처리할 수 있다.

관제 서버(500)는 구체적으로 송수신부(502), 메모리(504), 분석부(506), 위치 산출부(508) 및 프로세서(510)를 포함할 수 있다.

송수신부(502)는 감지 장치(100, 200) 및 주행 로봇(300)과 정의된 통신 방식으로 데이터를 교환하는 모듈을 구비할 수 있으며, 주행 로봇(300)이 WI-FI로 통신하는 경우에, 송수신부(502)는 제 1 궤도(402)에 내장된 CRA 케이블을 이용하여 주행 로봇(300)과 통신할 수도 있다.

메모리(504)는 관제 서버(500)를 운영하는 프로그램 뿐만 아니라, 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 저장되는 데이터는 위치 데이터, 감지 장치와 주행 로봇(300)이 평시 또는 화재시 진압 과정 등에서 취득한 영상, 온도, 가스 유무, 소리 등의 감지 데이터 등을 저장할 수 있다.

위치 데이터는 복수의 객체(30)의 위치 정보를 포함하는 공간(20) 전체의 좌표와 같은 위치 데이터, 시스템(10)을 구성하는 장치들(100~400)의 위치 데이터, 이상 발생 지점(40)의 위치 데이터, 이상 발생 지점(40)에 최근접한 궤도 위치 데이터 등일 수 있다. 공간 전체의 좌표는 객체(30)가 배치된 공간(20) 시공시에 기초가 된 건축도면 및 3차원 스캐너(예를 들어 Lidar 스캐너)에 의해 획득된 3차원 공간 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여 구축될 수 있다.

분석부(506)는 머신 러닝 방식으로 학습된 모델에 의해, 감지 장치(100, 200), 실화상 카메라(320), 열화상 카메라(318), 가스 센서, 온도 센서, 소리 인식 센서, 위치 센서 등으로부터 검출된 객체(30)에 대한 화재 발생 여부를 분석하여 판단할 수 있다. 고정식 카메라(100)의 경우에, 분석부(506)는 객체(30)의 영상을 구성하는 RGB 픽셀을 분석하여 색상과 움직임 형태 등을 분석함과 아울러서, 열화상 카메라(318), 가스 센서, 소리 인식 센서 등으로부터 획득된 객체(30)의 온도 분포, 화재시 발생하는 특정 가스의 검지 정보, 화재시 유발되는 소리 검지 정보 등을 종합적으로 분석하여, 화재 발생 여부를 분석 판단할 수 있다.

머신 러닝 기능에 의하면, 분석부(506)는 학습 데이터 세트(Training Data Set)를 통해 대상의 이상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 학습 데이터 세트는 메모리(504)에 저장된 과거 입력 정보 및 머신 러닝에 의해 생성된 모델일 수 있다. 즉, 분석부(506)는 과거 입력 정보를 머신 러닝으로 학습하여 이상 여부를 판단하는 모델을 생성할 수 있고, 이에 기초하여 감지 장치(100, 200) 등으로부터 수신한 실시간 입 감지 데이터를 비교하여 이상 여부를 판단할 수 있다.

이를 통해, 분석부(506)는 객체(30)의 이상 여부를 판단할 수 있고, 이상 여부에 대한 정보를 주행 로봇(300)으로 제공할 수 있다. 주행 로봇(300)은 관제 서버(500)로부터 받은 정보에 기초하여 객체(30)에 대한 추가 입력 정보가 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 주행 로봇(300)이 추가 입력 정보가 필요하다고 판단한 경우, 주행 로봇(300)은 대상에 대한 보다 구체적인 정보를 획득하고, 이를 관제 서버(500)로 전송할 수 있다. 관제 서버(500)는 객체(30)에 대한 보다 구체적인 정보를 바탕으로, 객체(30)의 이상 여부를 최종적으로 판단하고, 이에 대한 정보를 저장하여 제공할 수 있다. 또한, 상술한 이상 여부에 대한 모델에 추가 정보를 재학습시켜 모델을 업데이트할 수 있다.

위치 산출부(508)는 감지 장치(100, 200)에 의해 이상이 감지된 객체의 이상 발생 지점(40)과 아울러서 이에 기반한 최근접한 궤도 위치를 결정할 수 있다.

고정식 카메라(100)에 의한 경우에, 위치 산출부(508)는 공간(20) 전체의 위치 데이터, 고정식 카메라(100)로부터 획득된 영상 내에서 화재가 발생한 객체(30)의 화각 및 고정식 카메라(100)의 위치 데이터에 기초하여 화재 발생 지점(40)의 위치 데이터(좌표)를 산출할 수 있다.

광섬유 온도 센서가 구비된 근접 감지 장치(200)에 의한 경우에. 위치 산출부(508)는 화재에 의해 객체(30) 상에 설치된 광섬유 온도 센서가 단선되는 위치 데이터를 객체(30)의 화재 발생 지점(40)으로 산출할 수 있다.

또한, 위치 산출부(508)는 상술한 화재 발생 지점(40)에서 제 1 및 제 2 궤도들(402, 408) 중 가장 근접한 궤도를 탐색하고, 탐색된 궤도 상의 연속되는 좌표들 중 화생 발생 지점과 최근접한 궤도 위치를 산출할 수 있다. 이에 더하여, 위치 산출부(508)는 주행 로봇(300)이 최근접한 궤도 위치에 도달한 경우에, 주행 로봇(300)의 감지부(304)가 화재의 중심점과 대면하는 감지 각도가 팬틸트 조정부(308)에 의해 가변하면서 상기 각도가 90 도 또는 270도가 되도록, 화재 중심점이 감지부(304)의 영상에서 상기 각도로 해당하는 지점에 위치된 경우를 최소 거리 위치로 결정할 수 있다. 관제 서버(500)에서 결정된 최소 거리 위치에 따라, 주행 로봇(300)은 위치 이동 및 자세 제어가 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 최소 거리 위치가 관제 서버(500)에 의해 산출되는 것으로 예시하고 있으나, 공간(20)의 정전으로 인해 전원 공급 차단 내지 관제 서버(500)와 통신 불량 등으로 인해 주행 로봇(300)이 자율적으로 상술한 과정으로 최소 위치 거리를 결정하며, 이에 따른 위치 이동 및 자세 제어가 이루어질 수 있다. 상술한 비정상적인 상황이 아니더라도, 사용자의 설정에 따라 관제 서버(500)의 개입이 없이, 주행 로봇(300)이 최소 위치 거리를 산출 결정하도록 설정될 수 있다.

프로세서(510)는 관제 서버(500)의 상술한 부재의 기능을 제어하고, 감지 장치(100, 200), 주행 로봇(300), 궤도 장치(400)로부터 송수신된 데이터를 처리함과 아울러서 각 장치의 동작을 제어한다.

이하에서는, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법에 대해 설명하기로 한다. 이해의 편의를 위해, 객체의 이상은 화재인 것으로 예시하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법을 나타내는 순서도이다. 도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법에 따라 구현되는 동작을 나타낸 도면이다.

먼저, 평상시 감지 장치(100, 200)는 공간(20) 내의 복수의 객체(30)의 화재 발생 여부를 감시한다(S105). 감지 장치는 고정식 카메라(100) 및 광섬유 온도 센서가 포함된 근접 감지 장치(200)일 수 있다. 평상시의 객체 감지는 상술한 감지 장치뿐만 아니라, 주행 로봇(300)도 관제 서버(500)의 지시 또는 자율적으로 제 1 궤도(402)를 따라 각 객체(30) 마다의 화재 발생 여부를 검출한다. 이러한 검출은 실화상 카메라(320), 열화상 카메라(318), 온도 센서, 가스 센서, 자외선 센서, 소리 인식 센서 등으로부터 획득된 다양한 감지 데이터를 획득하는 것이다. 다른 예로서, 도 11에서와 같이 복수의 객체가 수직으로 배열된 경우에, 주행 로봇(300)의 감지 범위가 제 1 궤도(402)보다 하방에 배치된 제 2 궤도(408)에 인접한 객체(30)까지 커버되지 않는다면, 관제 서버(500)는 평상시 감시 경로로서 제 1 및 제 2 궤도(402, 408)를 전부 활용할 수 있다. 이에 따라, 주행 로봇(300)의 감시 경로는 다양하게 설정될 수 있으며, 가급적 효율적 경로로 편성될 수 있다. 예컨대, 감시 경로는 제 1 궤도(402), 전환 분기부(410), 제 2 궤도(408)에서 우방향 이동, 제 2 궤도(408)의 종점에서 좌방향 이동, 전환 분기부(410), 주행되지 않은 제 1 궤도(402)로 이동 순으로 될 수 있다. 다른 예로 기재된 상이한 높이로 배치된 제 1 및 제 2 궤도(402, 408)와 관련되어 주행 로봇(300)의 동작 실시예는 도 10 내지 도 15에서 설명하고, 본 실시예에서는 화재 발생한 객체(30) 주위에 단층으로 구성된 제 1 궤도(402)만이 설치되어 주행 로봇(300)이 제 1 궤도(402) 상에서 화재 진압을 행하는 것을 위주로 설명한다.

다음으로, 특정 위치의 객체(30)에서 이상, 즉 화재가 발생한 경우, 감지 장치(100, 200)는 화재가 발생된 객체(30)와 관련된 감지 데이터를 관제 서버(500)에 전송하며, 관제 서버(500)는 감지 데이터를 분석하여 객체 이상으로서 화재 발생을 판정한다(S110).

관제 서버(500)의 분석부(506)는 머신 러닝 방식으로 학습된 모델에 의해, 감지 장치(100, 200), 실화상 카메라(320), 열화상 카메라(318), 가스 센서, 온도 센서, 소리 인식 센서, 위치 센서 등으로부터 검출된 객체(30)에 대한 화재 발생 여부를 분석하여 판단할 수 있다. 고정식 카메라(100)의 경우에, 분석부(506)는 객체(30)의 영상을 구성하는 RGB 픽셀에 기반하여 색상과 움직임 형태 등을 분석함과 아울러서, 열화상 카메라(318), 가스 센서, 소리 인식 센서 등으로부터 획득된 객체(30)의 온도 분포, 화재시 발생하는 특정 가스의 검지 정보, 화재시 유발되는 소리 검지 정보 등을 종합적으로 분석하여, 화재 발생 여부를 분석 판단할 수 있다. 근접 감지 장치(200)에 의한 경우에, 광섬유 온도 센서의 온도와 단선 등을 감안하여 특정 객체(30)의 화재 발생 여부가 판단될 수 있다.

다음으로, 관제 서버(500)의 위치 산출부(508)는 감지 장치(100, 200)로부터 획득된 감지 데이터로부터 이상 발생 지점(40)을 산출한다(S115).

고정식 카메라(100)에 의한 경우에, 위치 산출부(508)는 공간(20) 전체의 위치 데이터, 고정식 카메라(100)로부터 획득된 영상 내에서 화재가 발생한 객체(30)의 화각 및 고정식 카메라(100)의 위치 데이터에 기초하여 화재 발생 지점(40)의 위치 데이터(좌표)를 산출할 수 있다. 도 7을 참조하면, 좌측 고정식 카메라(100)의 영상 내에서 파악되는 화재 발생된 객체(30)와의 화각과 고정식 카메라(100)의 위치 데이터를 이용하여 공간(20)에 배치된 각 객체(30)의 위치 데이터와 접점이 되는 3차원 좌표를 화재 발생한 객체(30)의 위치 데이터, 즉 화재 발생 지점(40)으로 산출될 수 있다.

광섬유 온도 센서가 구비된 근접 감지 장치(200)에 의한 경우에. 위치 산출부(508)는 화재에 의해 객체(30) 상에 설치된 광섬유 온도 센서가 단선되는 위치 데이터를 객체(30)의 화재 발생 지점(40)으로 산출할 수 있다.

이어서, 위치 산출부(508)는 도 7에서와 같이, 화재 발생 지점(40)에서 최근접한 궤도를 탐색하고, 탐색된 제 1 궤도(402) 상의 연속되는 좌표들 중 화생 발생 지점과 최근접한 궤도 위치(도 7에서 화살표)를 산출한다(S120).

계속해서, 관제 서버(500)는 주행 로봇(300)에 제 1 궤도(402) 상에서의 주행을 지시하여, 주행 로봇(300)은 제 1 궤도(402)를 따라 최근접한 궤도 위치로 이송된다(S125).

다음으로, 주행 로봇(300)은 이상 발생 지점(40), 즉 화재 발생 지점(40)으로부터 최소 거리 위치에 제공하도록 위치 이동 및 자세 제어가 이루어진다(S130).

도 8 및 도 9를 참조하여 최소 거리 위치의 산출을 설명하면, 위치 산출부(508)는 주행 로봇(300)이 최근접한 궤도 위치(도 8, 9의 1 지점에 해당)에 도달한 경우에, 주행 로봇(300)의 감지부(304)가 화재의 중심점과 대면하는 감지 각도가 팬틸트 조정부(308)에 의해 가변하면서 상기 각도가 90 도 또는 270도(도 8, 9의 2 지점에 해당)가 되도록, 화재 중심점이 감지부(304)의 영상(340)에서 상기 각도로 해당하는 지점(예컨대 도 9와 같이, 영상의 중앙 영역)에 위치된 경우를 최소 거리 위치로 결정할 수 있다. 화재 중심점은 예를 들어 실화상 카메라(320)의 영상으로부터 취득된 불꽃 중앙하단점 및 열화상 카메라(318)로부터 획득된 온도 분포 영상에서 파악된 최고 온도 지점 등에 의해 추정될 수 있다. 관제 서버(500)에서 결정된 최소 거리 위치에 따라, 주행 로봇(300)은 위치 이동 및 자세 제어가 이루어질 수 있다. 위치 이동은 예컨대 주행 로봇(300)이 도 8의 제 1 궤도(402) 상의 1 지점에서 2 지점으로 이동 제어되는 것일 수 있다. 자세 제어는 주행 로봇(300)의 자율 제어 또는 관제 서버(500)의 지시에 의해, 팬틸트 조정부(308)에 의한 감지부(304)의 감지 방향, 각도 조정 등과 같은 감지부(304)의 자세를 제어하는 것일 수 잇다. 본 실시예에서는 최소 거리 위치가 관제 서버(500)에 의해 산출되는 것으로 예시하고 있으나, 공간(20)의 정전으로 인해 전원 공급 차단 내지 관제 서버(500)와의 통신 불량 등으로 인해 주행 로봇(300)이 자율적으로 상술한 과정으로 최소 위치 거리를 결정할 수 있으며, 이에 따른 위치 이동 및 자세 제어가 이루어질 수 있다. 상술한 비정상적인 상황이 아니더라도, 사용자의 설정에 따라 관제 서버(500)의 개입이 없이, 주행 로봇(300)이 최소 위치 거리를 산출 결정하도록 설정될 수 있다.

다음으로, 주행 로봇(300)은 이상 제거, 즉 화재 진압을 위해 소화기(324) 및 분사 유도기(326)를 조준하여 분사하고, 경보부(314)에 의해 화재 발생 상황을 주위에 통지함과 아울러서, 화재 진압 상황과 관련된 영상을 비롯한 감지 데이터를 관제 서버(500)에 전송한다(S135).

주행 로봇(300)은 최소 거리 위치로 제공된 후에, 감지부(304)의 화재 관련 감지 데이터를 실시간으로 획득하고 분석하고, 분석 결과에 따라 팬틸트 구동부(302)를 제어하여 소화제 분사 직전의 화재 중심점을 향하여 소화기(324)를 조준하고 소화제를 분사한다. 이와 동시에, 분사 유도기(326)를 구성하는 팬의 송풍 방향도 소화재가 화재 중심점으로 분사되도록 제어될 수 있다.

아울러, 주행 로봇(300)은 효율적인 화재 진압을 위해, 감지부(304)로부터 획득된 영상 등으로 분석된 화재 중심점에 맞춰 높이 조절 리프트를 구동하여 소화기(324)가 화재 중심점에 보다 정확하게 조준되도록 소화기(324)의 분사 높이를 조절할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 감지 장치를 통해 검출하여 결정된 이상 발생 지점(40)에 최근접한 궤도 위치로 주행 로봇을 이동시킨 후에, 주행 로봇은 자신이 감지한 데이터를 이용하여 이상 발생 지점(40)과의 최소 거리 위치로 제공되도록 정밀 제어됨으로써, 객체에 발생한 위험의 이상 상황을 효율적으로 제거할 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 5 및 도 10 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법에 대해 설명하기로 한다.

본 실시예는 도 6과 상이하게 수직 배열된 객체(30)에 따라 다층의 궤도가 설치된 경우와 관련된 것이다. 이에 따라, 본 실시예는 도 6의 실시예와 S120, S125 단계가 상이하나, 도 6의 S105~S115 및 S130, S135 단계와 실질적으로 동일하므로, 도 6과의 차이점을 위주로 기술하고, 실질적으로 동일한 전술의 단계에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법을 나타내는 순서도이다. 도 11 내지 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법에 따라 구현되는 동작을 나타낸 도면이다. 참고로, 도 11은 시스템(10)을 측방으로 바라볼 때의 궤도 장치를 도시한 개략도이며, 도 12 내지 도 15는 시스템(10)을 상방에서 하방을 향하여 바라볼 때의 궤도 장치를 도시한 개략도이다.

우선, 화재 발생이 감지되어 관제 서버(500)가 화재 발생한 객체(30)의 화재 발생 지점(40)을 결정하면, 위치 산출부(508)는 제 1 및 제 2 궤도(402, 408) 중 화재 발생 지점(40)에서 최근접한 궤도를 탐색하고, 탐색된 궤도 상의 연속되는 좌표들 중 화생 발생 지점과 최근접한 궤도 위치를 산출한다(S205).

최근접한 궤도의 탐색에서 각 궤도 상의 세부 위치마다의 감지부(304)의 감시 범위 및 이상 제거부(306)의 분사 가능 범위 등을 고려하여 최적합한 궤도를 선정한다. 이해의 편의를 위해, 본 실시예에서는 주행 로봇(300)이 평상시에 제 1 궤도(402)를 주행하는 상황에서, 화재 발생 지점(40)이 제 2 궤도(408)의 특정 위치에서 인접하여, 특정 위치가 최근접한 궤도 위치로 결정된 경우를 상정하여 설명한다. 이에 의하면, 도 11에서와 같이 화재 발생 지점(40)이 제 2 궤도(408)의 특정 위치에 최근접하여 특정 위치가 최근접한 궤도 위치로 결정된다.

다음으로, 최근접한 궤도 위치로 제 2 궤도(408)의 특정 위치가 결정되면, 도 12 및 도 13에서와 같이, 주행 로봇(300)은 제 1 궤도(402)에서 제 2 궤도(408)로 이동 변환시키는 전환 분기부(410)로 이동된다(S210).

이어서, 전환 분기부(410)는 관제 서버(500) 등의 제어에 의해 회전되어 주행 로봇(300)의 주행 경로가 제 2 궤도(408)로 연결되며, 주행 로봇(300)은 제 2 궤도(408)로 변경 이동된다(S215).

계속해서, 주행 로봇(300)은 S130 단계와 마찬가지로, 이상 발생 지점(40), 즉 화재 발생 지점(40)으로부터 최소 거리 위치에 제공하도록, 제 2 궤도(408)의 최근접한 궤도 위치에서 위치 이동 및 자세 제어가 이루어질 수 있다(S220).

본 실시예에서는 최소 거리 위치의 결정 전에 최근접한 궤도 위치의 산출 단계에서 제 2 궤도로 결정되는 것을 위주로 설명하였다. 다른 실시예에서는 관제 서버(500)가 감지 장치(100, 200) 등의 감지 데이터를 분석하여 최근접한 궤도 위치로 제 1 궤도(402) 상의 특정 위치를 결정하였으나, 주행 로봇(300)은 자율적으로 또는 관제 서버(500)와의 데이터 교환, 지시 등에 의해 최소 거리 위치를 제 1 궤도(402)가 아닌 제 2 궤도(408)에서 이상 발생 지점과 가장 인접한 위치로 결정하여 이송될 수 있다. 이 경우에, 주행 로봇(300)은 제 1 궤도(402)의 특정 위치에서 감지부(304)의 감지 범위, 이상 제거부(306)의 분사 범위 및 이상 발생 지점(40)에 가장 인접한 제 2 궤도(408)의 대응 위치 등을 전부 고려하여 최소 거리 위치를 결정할 수 있다. 이에 의하면, 주행 로봇(300)은 도 11의 도시 상황을 예로 들면, 화재 발생 지점(40)과 인접한 제 1 궤도(402)의 위치에서 전환 분기부(410)로 역이동하고, 전환 분기부(410)를 경유하여 최근접한 궤도 위치 및/또는 최소 거리 위치로 결정된 제 2 궤도(408)의 특정 위치로 제공되도록 제어된다.

본 실시예에 따르면, 주행 로봇(300)이 다층의 궤도 중에서 화재 발생 지점에 가장 인접한 궤도로 이송되어 화재와 같은 이상을 진압함으로써 화재 진압 효율이 극대화될 수 있다. 더욱이 높이 조절 리프트에 의해 소화기(324)를 하방으로 과도하게 연장할 필요가 없어, 강한 분사 압력에 의한 소화기(324) 등의 요동이 억제되어 진압 효율이 더욱 향상될 수 있다.

본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.

본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.

Claims (14)

1. 객체의 이상 여부를 검출하는 감지 장치;
   궤도를 따라 주행하고, 상기 감지 장치에 의해 상기 객체의 이상이 검출된 경우, 상기 객체의 이상 발생 지점과의 최소 거리 위치로 제공되도록 제어되며 상기 객체의 이상을 확인하여 제거하는 주행 로봇; 및
   상기 감지 장치에 의해 이상이 감지된 상기 객체의 이상 발생 지점과 아울러서 상기 이상 발생 지점에 기반한 최근접한 궤도 위치를 결정하여, 상기 주행 로봇을 상기 최근접한 궤도 위치로 이송하도록 제어하고,
   상기 최근접한 궤도 위치에서 상기 최소 거리 위치로 제공되기 위한 상기 주행 로봇의 제어와 상기 객체의 이상 제거와 관련된 데이터를 송수신하는 관제 서버를 포함하되,
   상기 주행 로봇은 영상을 획득하는 감지부 및 상기 객체의 이상을 제거하는 이상 제거부를 더 포함하고,
   상기 주행 로봇은 상기 감지부 및 상기 이상 제거부를 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전가능하도록 제어하는 팬틸트(pan-tilt) 조정부를 더 포함하고,
   상기 관제 서버는,
   상기 주행 로봇이 상기 최근접한 궤도 위치에 도달한 경우에, 상기 팬틸트 조정부에 의해 팬틸트된 상기 감지부와 상기 이상 발생 지점의 중심점 간에 수직이 되도록 상기 감지부의 영상에서 상기 객체의 이상 발생 지점이 위치되는 경우를 상기 최소 거리 위치로 결정하고,
   상기 이상 제거부를 상기 이상 발생 지점에 조준하도록 상기 이상 제거부를 조정하고,
   상기 이상이 화재인 경우에, 상기 화재의 중심점을 향하여 조준하도록 상기 팬틸트 조정부에 의해 상기 이상 제거부를 상기 최소 거리 위치로 이동하도록 제어하되,
   상기 화재의 중심점은 온도 분포 영상에서 파악된 최고 온도 지점에 의하여 추정되는,
   객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 감지 장치는 상기 객체를 포함하는 공간의 적어도 일부의 영상을 획득하는 고정식 카메라 및 상기 객체의 표면을 따라 온도를 감지하는 광섬유 온도 센서를 구비하는 근접 감지 장치 중 적어도 어느 하나를 포함하는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 관제 서버는 상기 객체가 배치된 공간 전체, 상기 고정식 카메라의 설치 지점, 상기 궤도 및 상기 주행 로봇의 실시간 지점의 위치 데이터를 저장하거나 수신하며, 상기 감지 장치가 상기 고정식 카메라인 경우에, 상기 공간 전체의 위치 데이터, 상기 고정식 카메라의 설치 지점과 관련된 위치 데이터 및 상기 고정식 카메라의 감지 데이터에 기초하여 상기 이상 발생 지점의 위치 데이터를 산출하고, 상기 이상 발생 지점에 최근접한 궤도 위치 데이터를 산출하는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 관제 서버는 상기 공간 전체의 위치 데이터, 상기 영상 내의 상기 객체의 화각 및 상기 고정식 카메라의 위치 데이터에 기초하여 상기 이상 발생 지점의 위치 데이터를 산출하는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 감지 장치가 상기 근접 감지 장치인 경우에, 상기 근접 감지 장치가 상기 객체에서 상기 광섬유 온도 센서의 단선을 감지한 경우에, 상기 이상 발생 위치는 상기 단선이 감지된 상기 객체의 특정 위치로 결정되며, 상기 최근접한 궤도 위치는 상기 근접 감지 장치에 의해 결정된 상기 특정 위치에 기반하여 결정되는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 관제 서버는 머신 러닝 방식으로 학습된 모델에 의해, 상기 감지 장치로부터 검출된 객체에 대한 이상 여부를 판단하는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 감지부는 상기 객체의 실화상과 관련된 영상을 획득하는 실화상 카메라 및 상기 객체의 열을 감지하는 열화상 카메라를 포함하고,
   상기 이상이 화재인 경우에, 상기 열화상 카메라로부터 감지된 화재의 최고 온도와 상기 실화상 카메라로부터 획득된 상기 화재의 중심점에 근거하여 상기 최소 거리 위치를 결정하고,
   상기 이상 제거부는 상기 이상이 화재인 경우에 상기 화재에 대하여 소화제를 분사하는 소화기 및 상기 소화제를 상기 화재로 유도하는 분사 유도기를 포함하고, 상기 화재의 중심점을 향하여 상기 소화제가 분사하도록 상기 소화기 및 상기 분사 유도기를 제어하는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이상 제거부는 높이 조절 리프트에 의해 수직 방향으로 이동가능하고, 상기 이상이 화재인 경우에 상기 높이 조절 리프트는 상기 이상 제거부의 분사 높이를 조절하는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 궤도는 제 1 궤도 및 제 2 궤도를 구비함과 아울러서, 상기 주행 로봇이 상기 제 1 및 제 2 궤도 상호 간에 변경 이동가능하도록 제공되는 전환 분기부를 더 포함하고,
    상기 주행 로봇이 상기 제 1 궤도로 주행하는 상황에서 상기 최근접한 궤도 위치 또는 상기 최소 거리 위치가 상기 제 2 궤도 상의 특정 위치로 결정된 경우에, 상기 주행 로봇은 상기 전환 분기부를 통해 상기 제 1 궤도에서 상기 제 2 궤도 상의 최근접한 궤도 위치 또는 상기 최소 거리 위치로 제공되되,
    상기 제 2 궤도는 상기 제 1 궤도와 상이한 높이 및 상이한 방향 중 적어도 하나로 연장되도록 설치되는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전환 분기부에 인접한 상기 제 1 및 제 2 궤도는 상기 전환 분기부와 동일한 높이에 배치되며, 상기 주행 로봇이 상기 상기 제 1 궤도로부터 상기 전환 분기부에 진입한 경우에, 상기 전환 분기부는 상기 주행 로봇이 제 2 궤도 측으로 이동할 수 있도록 회전하여 상기 제 2 궤도와 연결되는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 로봇은 독립적인 작동이 가능하도록 전원부를 포함하고, 상기 궤도는 상기 주행 로봇이 상기 관제 서버와 상기 데이터를 무선 송수신할 수 있도록 CRA(Cable type Wifi Radial Antenna) 케이블을 구비하는 객체 이상 감시와 제거를 위한 시스템.
    
14. 객체 이상 감시와 제거를 위한 방법에 있어서,
    감지 장치에 의해 객체의 이상 여부를 검출하는 단계;
    상기 객체의 이상이 검출된 경우, 이상 발생 지점이 감지된 상기 객체에 최근접한 궤도 위치를 산출하여, 궤도를 따라 주행하는 주행 로봇을 상기 최근접한 궤도 위치로 이송하는 단계;
    상기 주행 로봇이 상기 이상 발생 지점과의 최소 거리 위치로 제공되도록 상기 주행 로봇을 제어하는 단계;
    상기 주행 로봇에 의해 상기 객체의 이상을 확인하여 제거하는 단계;
    상기 주행 로봇이 상기 최근접한 궤도 위치에 도달한 경우에, 팬틸트 조정부에 의해 팬틸트된 감지부와 상기 이상 발생 지점의 중심점 간에 수직이 되도록 상기 감지부의 영상에서 상기 객체의 이상 발생 지점이 위치되는 경우를 상기 최소 거리 위치로 결정하는 단계;
    이상 제거부를 상기 이상 발생 지점에 조준하도록 상기 이상 제거부를 조정하는 단계; 및
    상기 이상이 화재인 경우에, 상기 화재의 중심점을 향하여 조준하도록 상기 팬틸트 조정부에 의해 상기 이상 제거부를 상기 최소 거리 위치로 이동하도록 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 주행 로봇은 영상을 획득하는 감지부 및 상기 객체의 이상을 제거하는 이상 제거부를 더 포함하고,
    상기 주행 로봇은 상기 감지부 및 상기 이상 제거부를 좌우 방향 및 상하 방향으로 회전가능하도록 제어하는 팬틸트(pan-tilt) 조정부를 더 포함하고,
    상기 화재의 중심점은 온도 분포 영상에서 파악된 최고 온도 지점에 의하여 추정되는,
    객체 이상 감시와 제거를 위한 방법.
    

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