KR102520276B1 - 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법 - Google Patents
송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법이 개시된다. 본 발명의 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법은, 설비정보 수집부가 송전탑과 선로의 제원정보를 수집하는 단계; 3D 모델링부가 설비정보 수집부로부터 수집된 송전탑과 선로의 제원정보를 기반으로 형상을 모델링하는 단계; 회피구역 산출부가 3D 모델링부에서 모델링된 형상에서 송전탑과 선로에 의한 전자파 회피구역을 산출하는 단계: 비행 안정성 시뮬레이션부가 회피구역 산출부에서 산출된 전자파 회피구역과 무인항공기의 비행계획에 의한 자동 비행의 안정성을 시뮬레이션하는 단계; 및 회피구역 가시화부가 비행 안정성 시뮬레이션부의 안정성 결과에 따라 전자파 회피구역을 GCS(Ground Control System)에 가시화하여 GCS부에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초고압 전력설비의 전자기파 회피구역을 송전탑 및 선로의 3D 모델링 정보를 기반으로 산출하여 무인항공기의 비행 금지구역으로 설정할 수 있도록 함으로써, 전자기파에 의한 무인항공기의 오작동을 예방할 수 있도록 하는 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법에 관한 것이다.
최근 정보통신 및 그 제어기술의 발전으로 인해 사람이 직접 탑승하여 수행하기에는 위험한 작업이나 어려운 작업들을 대신 수행 가능하게 하는 무인항공기(예 : 드론)에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다.
이러한 무인항공기는 위성 및 관성 항법 장치(예 : GPS, Global Positioning System)를 기반으로, 사용자가 설정한 경로, 고도, 속도로 이동하거나, 무인항공기 내부에 탑재된 제어 시스템에 의하여 비행 위치나 자세, 방향 등을 제어한다.
한편 전력설비 중 송전선로는 초고압 전력이 송전되는 고압선, 송전탑, 애자, 및 클램프 등이 포함되며, 수만 볼트[V]의 고압 전기가 흐르므로, 송전선로는 지상에서 수십 미터의 공중에 설치된다. 이에 따라, 송전선로는, 낙뢰, 폭우, 및 태풍 등에 노출되어 손상 가능성이 높아지게 되었고, 이로 인해 송전선로에 대한 정기적인 검사가 필수적으로 필요하게 되었다.
이에 따라 종래에는 작업자가 철탑금구에 직접 탑승하여 송전선로를 육안으로 점검하였으나, 이러한 방식은 작업자가 위험에 노출되는 등, 고비용이며 효율이 낮은 점검 방법이라는 문제점이 있었고, 또한 송전선로의 점검을 위해서는 송전을 정지시킨 후 점검 작업을 수행해야 하기 때문에 작업(즉, 송전선로 점검) 가능한 시기가 제한되는 단점이 있었다.
이외에도 종래에는 송전선로 상에 각종 감시 설비를 설치하고, 이 감시 설비를 통해 송전선로 상태를 지속적으로 추정 및 감시하였으나, 이러한 방식은 송전선로 상에 별도의 감시 설비를 추가적으로 더 설치하여야 하고, 그 결과 감시 설비 설치에 따른 비용도 증가하게 되는 문제점이 있었다.
이에 따라 최근에는 무인항공기에 카메라를 탑재하여 비행을 통한 원거리 점검에 활용하여 육안 감시를 대체함으로써, 점검 작업의 안전성을 높이고 설비진단의 신뢰도를 향상시키려는 시도가 활발하게 이루어지고 있다.
다만, 무인항공기를 이용해 취득한 영상은 별도의 영상을 분석하는 인력에 의한 후처리 작업이 필요하며, 취득 데이터를 영상처리 후 빅 데이터화 하여 패턴화 된 진단방법이 별도로 개발되기 전까지는 인력에 의한 개별적인 추가 확인 작업을 통한 주관적인 판단에 의존할 수밖에 없어 진단결과에 대한 정확도가 감소하는 경향이 있다.
또한 인력을 활용한 후처리(즉, 영상 분석)는 많은 비용이 수반되며, 객관적인 감시가 어렵고, 또한 감시 효율을 높이기 위해서도 특화 진단과 자동화 및 객관화된 방법 등의 개발을 통한 개선이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2016-0123551호(2016.10.26. 공개, 전력 설비 점검을 위한 위상 정보 기반의 드론 시스템 자동 제어 시스템 및 그 방법)에 개시되어 있다.
이와 같이 무인항공기를 통한 점검을 위해 무인항공기의 운영을 지원하는 GCS(Ground Control System)를 도입하여 무인항공기의 운전 현황을 모니터링하고 자동운전을 지원하고 있다.
GCS는 무인항공기의 위치정보(GPS)를 지도에 가시화하여 육안으로 구별하기 어려웠던 무인항공기의 실제 비행 위치를 간편하게 인식할 수 있도록 지원하며, 무인항공기가 비행해야 하는 경로를 미리 지정하여 사람이 조종하지 않아도 감시 임무를 수행할 수 있는 자동비행 기술을 설정할 수 있다.
특히, 송전선로와 설비의 점검 및 관리 목적으로 수행되는 무인항공기의 경우에는 안전한 자동비행을 위해 고려해야할 업무 제약 조건의 하나인 지자기 센서 활용 기술이다.
무인항공기의 지자기 센서는 지구 자기장의 세기를 측정하는 센서로써, 자기장의 세기와 방향을 측정하여 무인항공기의 진행 방향을 인지 할 수 있어 자기 위치를 알 수 있는 GPS 센서를 활용하여 무인항공기의 진행 방향과 위치를 활용한 운용시스템이 가능하게 된다.
그러나 154kV, 345kV, 765kV와 같은 송전선로에서는 초고압 자기장의 영향 간섭으로 인하여 전자파가 발생하게 되는데, 이러한 전자파는 무인항공기의 비행 방향을 측정하는 지자기 센서의 오작동을 유발하여 기체가 추락할 수 있는 문제점이 있다.
따라서 무인항공기를 활용한 송전선로의 점검할 때는 송전선로의 용량(154kV, 345kV, 765kV)에 따라 비행체의 이격 거리(154kV-30m, 345kV-30m, 765kV-40m)를 명시하여 적당한 거리를 이격하여 비행하도록 권고하고 있다.
그러나 무인항공기를 활용하여 송전선로를 감시 진단할 경우, 비행경로는 송전탑의 위치정보를 기준으로 위와 같은 송전선로의 용량에 따른 이격거리를 일괄적으로 적용하여 생성하고 있으나, 이렇게 생성되는 비행경로는 송전탑의 위치(정중앙)를 기준으로 이격거리를 산정하기 때문에 송전탑의 형태에 따라 상이하게 설계되어 있는 날개의 길이, 송전탑 다리의 길이, 전선연결부(애자)의 설치위치를 반영하지 못하고 있어 전자파 간섭 범위를 정확하게 반영하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 미래 자연 친화형 송전탑 등 다양한 모델의 송전탑의 경우 송전탑의 위치(정중앙)를 기준으로 일괄적으로 이격거리를 산정하여 비행경로를 설정할 경우 전자파 간섭 범위에 영향을 받을 수 있어, 이로 인한 무인항공기의 오작동으로 설비 자산의 손실 위험을 초래할 수 있고, 과다한 이격 거리를 산정할 경우 정확한 감시진단이 어려울 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 초고압 전력설비의 전자기파 회피구역을 송전탑 및 선로의 3D 모델링 정보를 기반으로 산출하여 무인항공기의 비행 금지구역으로 설정할 수 있도록 함으로써, 전자기파에 의한 무인항공기의 오작동을 예방할 수 있도록 하는 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법은, 설비정보 수집부가 송전탑과 선로의 제원정보를 수집하는 단계; 3D 모델링부가 상기 설비정보 수집부로부터 수집된 상기 송전탑과 상기 선로의 제원정보를 기반으로 형상을 모델링하는 단계; 상기 회피구역 산출부가 상기 3D 모델링부에서 모델링된 형상에서 상기 송전탑과 상기 선로에 의한 전자파 회피구역을 산출하는 단계: 비행 안정성 시뮬레이션부가 상기 회피구역 산출부에서 산출된 상기 전자파 회피구역과 무인항공기의 비행계획에 의한 자동 비행의 안정성을 시뮬레이션하는 단계; 및 회피구역 가시화부가 상기 비행 안정성 시뮬레이션부의 안정성 결과에 따라 상기 전자파 회피구역을 GCS(Ground Control System)에 가시화하여 GCS부에 제공하는 단계를 포함하되, 상기 전자파 회피구역을 산출하는 단계는, 상기 송전탑의 전선연결부의 위치를 전선의 시점과 종점으로 지정하고, 각각 전선이 지나는 전선연결부 위치에서 송전탑 전압별 이격거리를 3차원 공간상에 적용하고, 좌측 한계, 우측 한계, 하단 한계 및 상단 한계를 산출하여 합한 부분을 상기 송전탑에 의한 전자파 회피구역으로 산출하고, 상기 송전탑의 전선연결부의 시점-종점 간 연결된 전선의 길이에서 송전탑 전압별 이격거리를 3차원 공간상에 적용하고, 좌측 전선 영역과 좌측 전선 한계 지점, 우측 전전 영역과 우측 전선 한계 지점 및 전선의 처짐에 따른 상하 전자파 발생 영역을 산출하여 합한 부분을 상기 선로에 의한 전자파 회피구역으로 산출한 후, 상기 송전탑에 의한 전자파 회피구역과 상기 선로에 의한 전자파 회피구역을 GPC(General Polygon Clipper) 알고리즘을 사용하여 상기 전자파 회피구역으로 산출하며, 상기 형상을 모델링하는 단계는, 3D 모델링부가 상기 송전탑의 제원정보와 상기 송전탑의 실사 위치정보를 바탕으로 3차원 공간상에 송전탑을 생성하고, 선로의 제원정보를 반영하여 선로가 지나가는 송전탑의 애자 위치 및 송전탑의 높이 정보를 산출하고, 생성된 송전탑 사이에 선로를 연결하는 모델링을 한 후 실사된 위치정보를 기반으로 선로의 처짐을 반영한 선로의 실제 GPS정보와 모델링 된 송전탑의 애자 연결부분을 GPS로 실측하여 선로의 정확한 위치를 반영하여 3D 모델링하고, 상기 선로에 의한 전자파 회피구역으로 산출할 때, 합한 부분을 상기 선로를 중심으로 360도 이격거리를 파이프 형태로 반영하여 산출하며, 상기 제원정보를 수집하는 단계는, 상기 무인항공기의 비행 금지 구역 GPS 정보를 더 수집하고, 상기 자동 비행의 안정성을 시뮬레이션하는 단계는, 상기 전자파 회피구역과 송배전 설비의 3D 모델링 정보 및 상기 무인항공기의 비행 금지 구역 정보 등을 반영하여 자동 비행의 안정성을 시뮬레이션하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법은 초고압 전력설비의 전자기파 회피구역을 송전탑 및 선로의 3D 모델링 정보를 기반으로 산출하여 무인항공기의 비행 금지구역으로 설정할 수 있도록 함으로써, 전자기파에 의한 무인항공기의 오작동을 예방할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에서 송전탑에 의한 전자파 회피구역을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에서 선로에 의한 전자파 회피구역을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에서 전체 전자파 회피구역을 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에서 송전탑에 의한 전자파 회피구역을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에서 선로에 의한 전자파 회피구역을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에서 전체 전자파 회피구역을 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에서 송전탑에 의한 전자파 회피구역을 설명하기 위한 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에서 선로에 의한 전자파 회피구역을 설명하기 위한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에서 전체 전자파 회피구역을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치는, 설비정보 수집부(10), 3D 모델링부(20), 회피구역 산출부(30), 비행 안정성 시뮬레이션부(40) 및 회피구역 가시화부(50)를 포함할 수 있다.
설비정보 수집부(10)는 송전탑과 선로의 제원정보를 수집한다.
여기서, 송전탑과 선로의 제원정보는 한국전력의 '가공 송전용 철탑의 설계기준"과 같은 제원정보로부터 송전탑의 종류별 철탑 암의 길이, 철탑의 탑재폭, 철탑 단의 간격 등의 정보 및 송전선로의 용량을 포함할 수 있다.
또한, 설비정보 수집부(10)는 사단법인 한국드론협회 등과 같은 곳에서 제공하는 무인항공기의 비행 금지 구역 정보를 수집할 수도 있다.
3D 모델링부(20)는 설비정보 수집부(10)로부터 수집된 송전탑과 선로의 제원정보를 기반으로 형상을 모델링할 수 있다.
설비정보 수집부(10)로부터 수집된 송전탑의 제원정보를 기반으로 송전탑의 형상을 실제 크기 형태로 3D 모델링할 수 있다. 또한, 선로의 제원정보를 반영하여 무인항공기를 이용하여 송전탑 간 선로의 처짐(이도)을 반영한 선로의 실제 GPS 정보와 모델링 된 송전탑의 애자 연결부분을 GPS로 실측하여 선로의 정확한 위치를 고려하여 3D 모델링할 수 있다.
즉, 송전탑의 재원 정보와 송전탑의 실사 위치정보를 바탕으로 3차원 공간상에 송전탑을 생성하고 선로가 지나가는 송전탑의 전선연결부(애자) 위치 및 송전탑의 높이 정보를 산출하고, 생성된 송전탑 사이에 선로를 연결하는 모델링을 한 후 실사된 위치정보를 기반으로 각각 송전 선로의 처짐(이도)을 고려한 선로길이 정보를 산출할 수 있다.
따라서, 미래 자연친화적인 송전탑 등 다양한 모델의 송전탑을 적용하는 경우에도 정확한 회피구역을 설정할 수 있도록 한다.
회피구역 산출부(30)는 3D 모델링부(20)에서 모델링된 형상에서 송전탑과 선로에 의한 전자파 회피구역을 산출할 수 있다.
회피구역 산출부(30)는 3D 모델링부(20)에서 모델링된 재원정보를 기준으로, 도 2에 도시된 바와 같이 송전탑의 전선연결부(애자) 위치를 전선의 시점과 종점으로 지정하고, 각각의 전선이 지나는 전선연결부(애자) 위치에서 송전탑 전압별 이격거리를 3차원 공간상에 적용하여 좌측 한계, 우측 한계, 하단 한계 및 상단 한계를 산출하고 4개 한계지점의 합하여 송전탑에 의한 전자파 회피구역을 산출할 수 있다.
또한, 회피구역 산출부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 선로의 제원정보를 반영하여 전선의 길이(전선연결부(애자)와 전선연결부(애자)의 길이)에서 송전탑 전압별 이격거리를 3차원 공간상에 적용하여 좌측 전선 영역과 좌측 전선 한계 지점, 우측 전전 영역과 우측 전선 한계 지점 및 전선의 처짐을 고려한 상하 전자파 발생 영역을 산출하고 한계지점을 합하여 선로를 중심으로 360도 이격거리를 파이프 형태로 반영하여 선로에 의한 전자파 회피구역을 산출할 수 있다.
여기서 송전탑 전압별 이격거리는 154kV-30m, 345kV-30m, 765kV-40m로 설정할 수 있다.
회피구역 산출부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 감시대상이 되는 송배전선로에서 각각의 송전탑에 의한 전자파 회피구역과 선로에 의한 전자파 회피구역을 산출한 후 이를 GPC(General Polygon Clipper) 알고리즘을 사용하여 합집합 방식으로 통합하여 하나의 전자파 회피구역으로 산출할 수 있다.
비행 안정성 시뮬레이션부(40)는 회피구역 산출부(30)에서 산출된 전자파 회피구역과 송배전 설비의 3D 모델링 정보 및 무인항공기의 비행 금지 구역 정보 등을 반영한 무인항공기의 비행계획에 의한 자동 비행의 안정성을 시뮬레이션하여 비행에 문제가 없는지, 철탑이나 선로에 충돌 가능성들을 시뮬레이션하고 비행 계획 등을 조정 할 수 있도록 한다.
즉, 무인항공기가 지형적 특성에 따라 접근하기 어려워 선로의 상단과 하단의 교차 비행을 하는 경우에도 전자파의 간섭범위에 의한 회피구역을 정확하게 반영하여 전자파 간섭에 의한 충동 및 오작동을 예방할 수 있도록 한다.
회피구역 가시화부(50)는 비행 안정성 시뮬레이션부(40)의 안정성 결과에 따라 전자파 회피구역을 GCS(Ground Control System)에 가시화하여 무인항공기의 운전 현황을 모니터링하고 자동운전을 지원하는 GCS부(60)에 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정장치에 따르면, 초고압 전력설비의 전자기파 회피구역을 송전탑 및 선로의 3D 모델링 정보를 기반으로 산출하여 무인항공기의 비행 금지구역으로 설정할 수 있도록 함으로써, 전자기파에 의한 무인항공기의 오작동을 예방할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법은 먼저, 설비정보 수집부(10)는 송전탑과 선로의 제원정보를 수집한다(S10).
여기서, 송전탑과 선로의 제원정보는 한국전력의 '가공 송전용 철탑의 설계기준"과 같은 제원정보로부터 송전탑의 종류별 철탑 암의 길이, 철탑의 탑재폭, 철탑 단의 간격 등의 정보 및 송전선로의 용량을 포함할 수 있다.
또한, 사단법인 한국드론협회 등과 같은 곳에서 제공하는 무인항공기의 비행 금지 구역 정보를 수집할 수도 있다.
S10 단계에서 설비정보 수집부(10)로부터 수집된 송전탑과 선로의 제원정보를 기반으로 3D 모델링부(20)는 송전탑의 형상을 실제 크기 형태로 3D 모델링할 수 있다(S20).
또한, 3D 모델링부(20)는 선로의 제원정보를 반영하여 무인항공기를 이용하여 송전탑 간 선로의 처짐(이도)을 반영한 선로의 실제 GPS 정보와 모델링 된 송전탑의 애자 연결부분을 GPS로 실측하여 선로의 정확한 위치를 고려하여 3D 모델링할 수 있다.
즉, 송전탑의 재원 정보와 송전탑의 실사 위치정보를 바탕으로 3차원 공간상에 송전탑을 생성하고 선로가 지나가는 송전탑의 전선연결부(애자) 위치 및 송전탑의 높이 정보를 산출하고, 생성된 송전탑 사이에 선로를 연결하는 모델링을 한 후 실사된 위치정보를 기반으로 각각 송전 선로의 처짐(이도)을 고려한 선로길이 정보를 산출할 수 있다.
따라서, 미래 자연친화적인 송전탑 등 다양한 모델의 송전탑을 적용하는 경우에도 정확한 회피구역을 설정할 수 있도록 한다.
S20 단계에서 모델링된 형상에서 회피구역 산출부(30)는 송전탑과 선로에 의한 전자파 회피구역을 산출할 수 있다(S30).
전자파 회피구역은 송전탑에 의한 전자파 회피구역과 선로에 의한 전자파 회피구역으로 개별적으로 산출할 수 있다.
먼저, 송전탑에 의한 전자파 회피구역은 도 2에 도시된 바와 같이 송전탑의 전선연결부(애자) 위치를 전선의 시점과 종점으로 지정하고, 각각의 전선이 지나는 전선연결부(애자) 위치에서 송전탑 전압별 이격거리를 3차원 공간상에 적용하여 좌측 한계, 우측 한계, 하단 한계 및 상단 한계를 산출하고 4개 한계지점의 합하여 산출할 수 있다.
또한, 선로에 의한 전자파 회피구역은 도 3에 도시된 바와 같이 선로의 제원정보를 반영하여 전선의 길이(전선연결부(애자)와 전선연결부(애자)의 길이)에서 송전탑 전압별 이격거리를 3차원 공간상에 적용하여 좌측 전선 영역과 좌측 전선 한계 지점, 우측 전전 영역과 우측 전선 한계 지점 및 전선의 처짐을 고려한 상하 전자파 발생 영역을 산출하고 한계지점을 합하여 선로를 중심으로 360도 이격거리를 파이프 형태로 반영하여 산출할 수 있다.
여기서 송전탑 전압별 이격거리는 154kV-30m, 345kV-30m, 765kV-40m로 설정할 수 있다.
이와 같이 송배전선로에서 각각의 송전탑에 의한 전자파 회피구역과 선로에 의한 전자파 회피구역을 산출한 후 회피구역 산출부는 도 4에 도시된 바와 같이 송전탑에 의한 전자파 회피구역과 선로에 의한 전자파 회피구역을 GPC(General Polygon Clipper) 알고리즘을 사용하여 합집합 방식으로 통합하여 하나의 전자파 회피구역으로 산출할 수 있다.
이후 S30 단계에서 산출된 전자파 회피구역과 송배전 설비의 3D 모델링 정보 및 무인항공기의 비행 금지 구역 정보 등을 반영하여 비행 안정성 시뮬에이션부(40)는 무인항공기의 비행계획에 의한 자동 비행의 안정성을 시뮬레이션하여 비행에 문제가 없는지, 철탑이나 선로에 충돌 가능성들을 시뮬레이션하고 비행 계획 등을 조정 할 수 있도록 한다(S40).
즉, 무인항공기가 지형적 특성에 따라 접근하기 어려워 선로의 상단과 하단의 교차 비행을 하는 경우에도 전자파의 간섭범위에 의한 회피구역을 정확하게 반영하여 전자파 간섭에 의한 충동 및 오작동을 예방할 수 있도록 한다.
S40 단계에서 비행 안정성을 시뮬레이션한 후 회피구역 가시화부(50)는 비행 안정성 시뮬레이션부(40)의 안정성 결과에 따라 전자파 회피구역을 GCS(Ground Control System)에 가시화하여 무인항공기의 운전 현황을 모니터링하고 자동운전을 지원하는 GCS부(60)에 제공할 수 있다(S50).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법에 따르면, 초고압 전력설비의 전자기파 회피구역을 송전탑 및 선로의 3D 모델링 정보를 기반으로 산출하여 무인항공기의 비행 금지구역으로 설정할 수 있도록 함으로써, 전자기파에 의한 무인항공기의 오작동을 예방할 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 설비정보 수집부 20 : 3D 모델링부
30 : 회피구역 산출부 40 : 비행 안정성 시뮬레이션부
50 : 회피구역 가시화부 60 : GCS부
30 : 회피구역 산출부 40 : 비행 안정성 시뮬레이션부
50 : 회피구역 가시화부 60 : GCS부
Claims (1)
- 설비정보 수집부가 송전탑과 선로의 제원정보를 수집하는 단계;
3D 모델링부가 상기 설비정보 수집부로부터 수집된 상기 송전탑과 상기 선로의 제원정보를 기반으로 형상을 모델링하는 단계;
회피구역 산출부가 상기 3D 모델링부에서 모델링된 형상에서 상기 송전탑과 상기 선로에 의한 전자파 회피구역을 산출하는 단계:
비행 안정성 시뮬레이션부가 상기 회피구역 산출부에서 산출된 상기 전자파 회피구역과 무인항공기의 비행계획에 의한 자동 비행의 안정성을 시뮬레이션하는 단계; 및
회피구역 가시화부가 상기 비행 안정성 시뮬레이션부의 안정성 결과에 따라 상기 전자파 회피구역을 GCS(Ground Control System)에 가시화하여 GCS부에 제공하는 단계를 포함하되,
상기 전자파 회피구역을 산출하는 단계는, 상기 송전탑의 전선연결부의 위치를 전선의 시점과 종점으로 지정하고, 각각 전선이 지나는 전선연결부 위치에서 송전탑 전압별 이격거리를 3차원 공간상에 적용하고, 좌측 한계, 우측 한계, 하단 한계 및 상단 한계를 산출하여 합한 부분을 상기 송전탑에 의한 전자파 회피구역으로 산출하고,
상기 송전탑의 전선연결부의 시점-종점 간 연결된 전선의 길이에서 송전탑 전압별 이격거리를 3차원 공간상에 적용하고, 좌측 전선 영역과 좌측 전선 한계 지점, 우측 전전 영역과 우측 전선 한계 지점 및 전선의 처짐에 따른 상하 전자파 발생 영역을 산출하여 합한 부분을 상기 선로에 의한 전자파 회피구역으로 산출한 후,
상기 송전탑에 의한 전자파 회피구역과 상기 선로에 의한 전자파 회피구역을 GPC(General Polygon Clipper) 알고리즘을 사용하여 상기 전자파 회피구역으로 산출하며,
상기 형상을 모델링하는 단계는, 3D 모델링부가 상기 송전탑의 제원정보와 상기 송전탑의 실사 위치정보를 바탕으로 3차원 공간상에 송전탑을 생성하고, 선로의 제원정보를 반영하여 선로가 지나가는 송전탑의 애자 위치 및 송전탑의 높이 정보를 산출하고, 생성된 송전탑 사이에 선로를 연결하는 모델링을 한 후 실사된 위치정보를 기반으로 선로의 처짐을 반영한 선로의 실제 GPS정보와 모델링 된 송전탑의 애자 연결부분을 GPS로 실측하여 선로의 정확한 위치를 반영하여 3D 모델링하고,
상기 선로에 의한 전자파 회피구역으로 산출할 때, 합한 부분을 상기 선로를 중심으로 360도 이격거리를 파이프 형태로 반영하여 산출하며,
상기 제원정보를 수집하는 단계는, 상기 무인항공기의 비행 금지 구역 GPS 정보를 더 수집하고,
상기 자동 비행의 안정성을 시뮬레이션하는 단계는, 상기 전자파 회피구역과 송배전 설비의 3D 모델링 정보 및 상기 무인항공기의 비행 금지 구역 정보 등을 반영하여 자동 비행의 안정성을 시뮬레이션하는 것을 특징으로 하는 송배전설비 감시용 무인항공기의 회피구역 설정방법.
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