KR102556878B1 - 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템 - Google Patents
음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 시 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 드론 자체에서 자신이 위치하는 공간위치를 인지하고, 시설물 안전검사를 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 수행하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템에 관한 것으로, 콘크리트 구조물로 이루어진 것으로, 해당 콘크리트 구조물이 시설물 안전검사를 수행하기 위해 구분되는 구획인 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)으로 구분된 시설물(A)과; 상기 시설물(A)에 설치되는 것으로, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광모듈(101), 상기 태양광모듈(101)로부터 생산되는 전기가 충전되는 배터리부(103), 상기 시설물(A)의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)마다 기설정된 간격으로 고정설치되고, 그 고정설치된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 위치를 나타내는 시설물구획 설치좌표정보를 갖는 시설물영역별 스캐너(105)들, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 시설물측 유선통신부(109)가 구비되는 시설물 위치특정부재(100)와; 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 무선전송받아, 드론측 정보저장부(240)에 저장관리하고, 기설정주기마다 수신되는 드론작동 제어신호에 의해 상기 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 따라 비행하면서 카메라(220)를 통해 손상영역(DZ)을 촬영하여, 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성된 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송하는 드론(200)과; 시설물 영상을 촬영하고자 하는 해당 시설물(A)을 식별하는 식별자인 시설물 식별자를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호를 무선전송하고, 무선전송되는 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하며, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하여 구동제어하고, 상기 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받으며, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 운영측 유선통신부(320)가 구비되는 드론제어장치(300)와; 상기 드론제어장치(300)로부터 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호가 무선전송되면, 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호에 포함된 시설물 식별자를 DB부(410)와 매칭하여, 해당 시설물(A)의 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 추출하고, 그 추출된 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호로 가공하여, 상기 드론제어장치(300)로 무선전송하는 시설물 관리서버(400);를 포함하고, 상기 드론(200)에서, 상기 드론제어장치(300)와 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 위치되면, 통신 음영지역에 위치된 것을 인식하고, 자신이 위치하는 평면의 위치를 나타내는 드론위치특정 평면좌표정보를 생성하여, 자신이 위치하는 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식하며, 상기 드론(200)에서, 자신이 위치하는 곳의 수직높이인 승강 수직위치좌표를 연산하고, 상기 드론위치특정 평면좌표정보와 상기 승강 수직위치좌표를 토대로 자신의 공간위치를 나타내는 드론 공간위치 좌표정보를 생성하고, 상기 드론(200)에서, 드론 공간위치 좌표정보를 토대로 상기 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식한 상태에서, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 병합 시설물별 공간이동경로정보를 토대로, 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)부터 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 기지정된 공간이동경로로 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 카메라(220)를 통해 촬영하여, 통신 음영지역에서도 자율적으로 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성되는 시설물 영상정보를 드론측 정보저장부(240)에 저장하며, 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 시설물 영상정보의 생성을 완료한 후 상기 드론제어장치(300)로 복귀하는 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 시 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 드론 자체에서 자신이 위치하는 공간위치를 인지하고, 시설물 안전검사를 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 수행하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 시설물은 크게 교량, 터널, 항만, 댐, 건축물, 하천, 상하수도, 옹벽 및 절토사면, 공동구로 분류되며, 각각은 구조형식과 규모에 따라서 제1종 시설물과 제2종 시설물로 분류된다.
이러한 시설물은 안전한 사용을 위해 점검 및 유지관리가 매우 중요한데, 종래에 있어 시설물 유지관리는 인력기반 방식으로서, 급경사지(사면), 고가 교량, 댐 체제 등 인력이 접근하기 힘든 시설은 라펠(Rappel) 또는 고소차 등을 이용해 직접 점검하고 있다.
그러나, 종래와 같은 인력기반 방식의 점검은 비용과 시간이 많이 소요됨은 물론 육안검사로 인한 효율성이 떨어지고 장비 탑승 으로 인해 추락 및 충돌 등 안전사고 발생 우려가 높은 문제점이 있었다.
이에, 최근에는 인력기반 방식의 시설물 유지관리 방법과 계측 데이터에 대한 신뢰성을 보완하기 위해 시설물에 접촉 또는 내장된 센서를 활용한 구조물 모니터링 시스템이 제안된 바 있다.
하지만, 이러한 센서를 통한 시설물 점검 및 유지관리 방식은 센서의 설치 영역 주변으로 검사 영역이 제한되는 한계점으로 지적되고 있다.
또한, 2018년 1월 18일 시행된 ‘시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법’은 기존 중대형 규모의 시설물뿐만 아니라 소규모 시설물까지 전문가의 안전관리를 받도록 규정하고 있으며, 기존 제1종 및 제2종 시설물과 더불어 신규 제3종 시설물에 대한 안전점검 및 유지관리까지 실시하여야 한다.
이에 따라, 기존 인력기반의 시설물 유지관리 방법이 갖는 인명사고 등의 문제점과, 센서를 활용한 구조물 모니 터링 방법이 갖는 검사영역 제한의 문제점을 해결하기 위한 새로운 시스템 및 방법들의 도출이 요구되고 있으며, 실질적으로 실용화 및 상용화가 가능한 시설물 유지관리 시스템 및 방법의 개발이 요구되는 실정에 있다.
일예로, 대형시설물의 안전 진단을 위해 드론(특허문헌 1 참조)을 이용하는 추세에 있지만, 이 또한, 터널, 지하철, 공동구와 같은 전파수신이 어려운 통신 음영지역의 적용 사례가 전무하다는 한계가 있다.
이는 드론이 통신 음영지역에서 진입한 경우 촬영되는 영상정보의 전송이 불가능하여, 드론의 원격제어 자체가 불가능하기 때문이다.
이에 따라, 통신 음영지역에서 진입한 드론이 자신이 위치하는 공간위치를 스스로 인지하고, 원격지에서 원격제어 없이도 스스로 시설물 안전검사를 위한 시설물의 각 구획을 영상 촬영가능하게 안내하는 시스템의 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 시 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 드론 자체에서 자신이 위치하는 공간위치를 인지하고, 시설물 안전검사를 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 수행하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로 본 발명의 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템은, 콘크리트 구조물로 이루어진 것으로, 해당 콘크리트 구조물이 시설물 안전검사를 수행하기 위해 구분되는 구획인 검사수행 시설물구획으로 구분된 시설물과; 상기 시설물에 설치되는 것으로, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광모듈, 상기 태양광모듈로부터 생산되는 전기가 충전되는 배터리부, 상기 시설물의 검사수행 시설물구획마다 기설정된 간격으로 고정설치되고, 그 고정설치된 검사수행 시설물구획의 위치를 나타내는 시설물구획 설치좌표정보를 갖는 시설물영역별 스캐너들, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 시설물측 유선통신부가 구비되는 시설물 위치특정부재와; 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 무선전송받아, 드론측 정보저장부에 저장관리하고, 기설정주기마다 수신되는 드론작동 제어신호에 의해 상기 시설물을 이루는 검사수행 시설물구획을 따라 비행하면서 카메라를 통해 손상영역을 촬영하여, 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성된 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송하는 드론과; 시설물 영상을 촬영하고자 하는 해당 시설물을 식별하는 식별자인 시설물 식별자를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호를 무선전송하고, 무선전송되는 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 상기 드론으로 무선전송하며, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 상기 드론으로 무선전송하여 구동제어하고, 상기 드론으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받으며, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 운영측 유선통신부가 구비되는 드론제어장치와; 상기 드론제어장치로부터 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호가 무선전송되면, 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호에 포함된 시설물 식별자를 DB부와 매칭하여, 해당 시설물의 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 추출하고, 그 추출된 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호로 가공하여, 상기 드론제어장치로 무선전송하는 시설물 관리서버;를 포함하고, 상기 드론에서, 상기 드론제어장치와 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 위치되면, 통신 음영지역에 위치된 것을 인식하고, 자신이 위치하는 평면의 위치를 나타내는 드론위치특정 평면좌표정보를 생성하여, 자신이 위치하는 해당 검사수행 시설물구획을 인식하며, 상기 드론에서, 자신이 위치하는 곳의 수직높이인 승강 수직위치좌표를 연산하고, 상기 드론위치특정 평면좌표정보와 상기 승강 수직위치좌표를 토대로 자신의 공간위치를 나타내는 드론 공간위치 좌표정보를 생성하고, 상기 드론에서, 드론 공간위치 좌표정보를 토대로 상기 시설물을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획 중 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획을 인식한 상태에서, 드론측 정보저장부에 저장된 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 토대로, 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획부터 마지막 검사수행 시설물구획까지 기지정된 공간이동경로로 각 검사수행 시설물구획을 카메라를 통해 촬영하여, 통신 음영지역에서도 자율적으로 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성되는 시설물 영상정보를 드론측 정보저장부에 저장하며, 마지막 검사수행 시설물구획까지 시설물 영상정보의 생성을 완료한 후 상기 드론제어장치로 복귀하는 기능을 수행한다.
본 발명은 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 시 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 드론 자체에서 자신이 위치하는 공간위치를 인지하고, 시설물 안전검사를 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 수행하는 효과를 발휘한다.
또한, 본 발명은 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 시 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 시설물 안전검사 수행을 위해 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 자율적으로 촬영하는 드론이 최적의 조명 밝기로 촬영가능하게 안내하여 주는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 시 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 시설물 안전검사 수행을 위해 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 자율적으로 촬영하는 드론이 최적의 촬영거리를 유지하며 촬영가능하게 안내하여 주는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 본 발명은 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 시 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 시설물 안전검사 수행을 위해 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 자율적으로 촬영하는 드론이 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 발생된 손상의 영역이 어느 방향 쪽으로 확장되었는지를 예측하고, 그 예측된 확장예측영역도 촬영하여 보다 정확한 시설물 안전검사를 수행할 수 있게 유도하여 주는 효과도 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템를 나타낸 블록구성도.
도 6은 본 발명의 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템를 이루는 구성 중 드론의 외관을 나타낸 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템를 이루는 시설물의 외관을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템를 이루는 구성 중 드론의 외관을 나타낸 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템를 이루는 시설물의 외관을 나타낸 도면.
본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 하기의 실시예들은 본 발명을 상세히 설명하고자 언급된 것일 뿐이지, 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 표현하거나, 또는 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니되며, 동일한 기능을 수행하는 경우에는 가급적 동일한 도면부호를 명기하기로 한다. 이와 더불어, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 하기의 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 시 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 드론 자체에서 자신이 위치하는 공간위치를 인지하고, 시설물 안전검사를 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 수행하도록, 본 발명의 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템는 크게, 시설물(A), 시설물 위치특정부재(100), 드론(200), 드론제어장치(300) 및 시설물 관리서버(400)로 이루어진다.
먼저, 시설물(A)은 콘크리트 구조물로 이루어진 것으로, 해당 콘크리트 구조물이 시설물 안전검사를 수행하기 위해 구분되는 구획인 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)으로 구분된 부재이다. 이러한 시설물(A)은 제1종 내지 제3종 시설물은 물론 기타 시설물도 모두 포함한다.
상기 시설물 위치특정부재(100)은 시설물(A)에 설치되어, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광모듈(101), 태양광모듈(101)로부터 생산되는 전기가 충전되는 배터리부(103), 시설물(A)의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)마다 기설정된 간격으로 고정설치되고, 그 고정설치된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 위치를 나타내는 시설물구획 설치좌표정보를 갖는 시설물영역별 스캐너(105)들, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 시설물측 유선통신부(109), 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113) 및 시설물측 제어부(115)가 구비되는 부재이다.
여기서, 태양광모듈(101)은 시설물(A)의 크기에 따라 복수개가 제공될 수 있다.
상기 시설물영역별 스캐너(105)는 시설물측 제어부(115)에 의해 제어되어, 후술되는 드론(200)으로부터 무선전송되는 시설물 위치안내 요청신호를 인식하면, 해당 시설물 위치안내 요청신호의 수신강도를 측정하여 측정값인 신호수신강도정보를 생성하고, 시설물구획 설치좌표정보 및 신호수신강도정보를 포함하는 드론 평면위치 연산신호를 기설정주기마다 무선전송하는 부재이다.
이러한 기능을 수행하는 시설물영역별 스캐너(105)는 보다 정확한 시설물 위치안내 요청신호의 수신강도를 측정하고자 5ｍ ~ 10ｍ 간격으로 설치 제공될 수 있다. 이는, 시설물(A)의 크기나 폐쇄 정도에 맞게 가감 변경되어 제공될 수 있다.
상기 시설물측 유선통신부(109)는 원격지에서 드론(200)을 이용하여 시설물 안전검사 수행 중 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서 드론(200)에게 자신의 공간위치를 제공하고자 후술되는 드론제어장치(300)와 유선으로 통신인터페이스 기능을 수행하는 부재로서, RS-235 직렬통신 또는 전력선 통신 등의 다양한 유선통신수단을 이용할 수 있다.
상기 시설물측 제어부(115)는 통신 음영지역에 위치하는 드론(200)에게 평면 위치 및 수직 위치를 포함하는 공간위치를 인식가능하게 시설물 위치특정부재(100)를 이루는 각 구성부품을 제어하는 부재이다.
이러한 시설물 위치특정부재(100)의 시설물측 제어부(115)는 후술되는 드론제어장치(300)로부터 시설물 위치안내 요청신호가 유선전송되면, 배터리부(103)에 충전된 전력을 시설물영역별 스캐너(105)들로 인가하여, 시설물영역별 스캐너(105)들에서, 드론(200)으로부터 무선전송되는 시설물 위치안내 요청신호를 인식하면, 해당 시설물 위치안내 요청신호의 수신강도를 측정하여 측정값인 신호수신강도정보를 생성하고, 시설물구획 설치좌표정보 및 신호수신강도정보를 포함하는 드론 평면위치 연산신호를 기설정주기마다 무선전송하는 기능을 수행한다.
또한, 시설물 위치특정부재(100)의 시설물측 제어부(115)는 드론제어장치(300)로부터 시설물 위치안내 요청신호가 유선전송되면, 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치되되, 드론(200)이 안전하게 이동가능한 최하 수직높이에 설치되는 레이저 발광부(111)로 배터리부(103)에 충전된 전력을 인가하여, 레이저 발광부(111)에서, 레이저광을 조사하는 기능을 수행한다.
또한, 시설물 위치특정부재(100)의 시설물측 제어부(115)는 드론제어장치(300)로부터 시설물 위치안내 요청신호가 유선전송되면, 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113)로 배터리부(103)에 충전된 전력을 인가하여, 조도센서(113)로부터 생성되는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 밝기인 조도감지신호를 기설정 주기마다 입력받고, 그 입력되는 조도감지신호를 기설정 주기마다 무선전송하는 기능을 수행한다.
상기 드론(200)은 사람이 타지 않고 무선전파의 유도 또는 자체 프로그램에 의해서 비행하는 무인비행체로서, 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 무선전송받아, 드론측 정보저장부(240)에 저장관리하고, 기설정주기마다 수신되는 드론작동 제어신호에 의해 상기 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 따라 비행하면서 카메라(220)를 통해 손상영역(DZ)을 촬영하여, 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성된 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송하는 부재이다.
이러한 기능을 수행하기 위한 드론(200)의 세부구성은 몸체를 형성 하는 본체(201)와, 본체(201)의 측면을 따라 연결되는 적어도 2개의 연결대(203)와, 연결대(203)의 종단부에 연결되는 날개(205)와, 본체(201)를 지지하는 다리부(207)와, 본체(201)에 탑재되는 모터(미도시)와 캠(미도시)의 작동에 따라 회전 및 상하이동하는 승강부(209)와, 본체(201)에 탑재되어, 전력을 저장하고 공급하는 전원공급부(211)와, 본체(201)에 설치되어, 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 촬영하여 시설물 영상정보를 생성하는 카메라(220)와, 본체(201) 및 연결대(203)에 연결지지되는 LED조명부(230)와, 본체(201)에 탑재되는 것으로, 시설물 영상정보가 저장관리되고, 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113)의 위치를 나타내는 좌표인 구획별 조도센서 설치좌표 및 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치된 레이저 발광부(111)의 수직높이를 나타내는 구획별 발광부 수직위치좌표를 포함하는 시설물 관리정보가 저장관리되는 드론측 정보저장부(240)와, 본체(201)에 설치되어, 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 촬영하여 시설물 영상정보를 생성하는 카메라(220)와, 본체(201)에 설치되어, 레이저광을 수광하는 레이저수광부(250)와, 시설물영역별 스캐너(105)들로부터 기설정주기마다 수신되는 드론 평명위치 연산신호들에 포함된 정보 중 신호수신강도정보들 중에서 가장 큰 값을 갖는 3개의 신호수신강도정보 및 3개의 신호수신강도정보와 함께 저장된 시설물구획 설치좌표정보를 추출하고, 추출된 3개의 시설물구획 설치좌표정보를 토대로 3개의 신호수신강도정보를 삼각측량방식으로 계측하여 드론이 정지비행 중인 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 평면좌표를 나타내는 드론위치특정 평면좌표정보를 기설정 주기마다 생성하고, 카메라(220)로부터 촬영된 시설물 영상정보가 드론측 정보저장부(240)에 저장되도록 제어하고, 드론측 무선통신부(270)를 통해 드론제어장치(300)로 무선전송되도록 제어하며, 레이저 수광부(250)로 레이저광이 수광되면, 정지비행(호버링)을 수행하고, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치된 레이저 발광부(111)의 수직높이를 나타내는 구획별 발광부 수직위치좌표를 참조하여 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 구획별 발광부 수직위치좌표에 의해 현재 수직높이를 인지한 상태에서, 자신의 승강속도에 따라 승강 수직높이를 연산하여 승강 수직위치좌표를 기설정주기마다 연산함으로써, 상기 드론위치특정 평면좌표정보와 상기 승강 수직위치좌표를 토대로 자신의 공간위치를 나타내는 드론 공간위치 좌표정보를 생성하는 드론측 제어부(260)로 이루어질 수 있다.
여기서, LED조명부(230)는 중앙측 LED조명(231), 좌측 LED조명(233) 및 우측 LED조명(235)으로 이루어진다.
상기 드론측 정보저장부(240)에는 추가로, 해당 시설물(A)의 시설물 영상정보를 토대로 형성된 상기 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인공지능 확장예측영역과 상기 인적기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인적 확장예측영역을 대비하여 다른 경로가 존재하는 경우 상기 인공지능 확장예측영역과 다른 상기 인적 확장예측영역의 부분을 상기 인공지능 확장예측영역에 병합하여 병합 확장예측영역으로 가공하고, 상기 가공된 병합 확장예측영역을 상기 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 반영한 병합 시설물별 공간이동경로정보가 저장관리되어진다.
또한, 드론측 정보저장부(240)에는 추가로, 시설물을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상 및 해당 손상 종류에 최적화된 조명밝기를 나타내는 손상유형별 조명밝기값, 해당 종류별 손상면적의 크기에 따라 점등되는 LED램프의 개수를 나타내는 손상면적별 조명 점등위치, 손상면적에 따라 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 손상표면과 드론 사이의 촬영거리를 나타내는 촬영이격거리를 포함하는 시설물별 손상 리스트정보가 저장관리되어진다.
상기 드론측 제어부(260)는 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물별 손상 리스트정보 중에서 시설물을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상 및 해당 손상 종류에 최적화된 조명밝기를 나타내는 손상유형별 조명밝기값을 참조한 상태에서, LED조명부(230)의 밝기를 최저 밝기에서 최고 밝기로 조명밝기값을 단계적으로 상승시키되, 기설정주기마다 무선전송되는 조도감지신호의 값이 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별 손상에 대한 손상유형별 조명밝기값에 도달할 때까지 상승시키는 기능도 수행한다.
또한, 드론측 제어부(260)는 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물별 손상 리스트정보 중에서 해당 종류별 손상면적의 크기에 따라 점등되는 LED램프의 개수를 나타내는 손상면적별 조명 점등위치를 토대로, LED조명부(230)를 이루는 중앙측 LED조명(231), 좌측 LED조명(233) 및 우측 LED조명(235) 중에서 선택점등하는 기능도 수행한다.
또한, 드론측 제어부(260)는 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물별 손상 리스트정보 중에서 손상면적에 따라 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 손상표면과 드론 사이의 촬영거리를 나타내는 촬영이격거리를 참조하여, 해당 촬영이격거리 만큼 이격시킨 상태에서 동영상 촬영을 수행하는 기능도 수행한다.
또한, 드론(200)에는 시설물 영상정보를 실시간으로 드론제어장치(300)로 무선전송하기 위한 통신인터페이스 기능을 수행하는 드론측 무선통신부(270)가 구비되어진다. 이러한 기능을 수행하는 드론측 무선통신부(270)는 블루투스, 와이파이, 위성통신, 셀룰러 시스템, LTE 또는 5G 이동통신 등 다양한 무선통신수단을 적용하여 사용할 수 있다.
또한, 드론(200)에는 GPS수신부(도시하지 않음)를 구비하여 GPS위성으로부터 경도와 위도를 포함하는 드론 위치좌표정보를 제공하여, 드론(200)의 실시간 위치까지 제공할 수 있다.
상기 드론제어장치(300)는 시설물 영상을 촬영하고자 하는 해당 시설물(A)을 식별하는 식별자인 시설물 식별자를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호를 후술되는 시설물 관리서버(400)로 무선전송하고, 이에 따라 후술되는 시설물 관리서버(400)로부터 무선전송되는 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하며, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하여 구동제어하고, 상기 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받으며, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 운영측 유선통신부(320)가 구비되는 부재이다.
이러한 기능을 수행하는 드론제어장치(300)의 세부구성은 운영측 무선통신부(310), 운영측 유선통신부(320), GPS수신부(330), 운영측 정보저장부(340), 운영측 정보입력부(350), 운영측 정보출력부(360) 및 운영측 제어부(370)로 이루어진다.
먼저, 운영측 무선통신부(310)는 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행을 위해, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 드론(200)으로 무선전송하여 구동제어하고, 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받아 저장하며, 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 중 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 시설물 안전검사 수행을 위해 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 위해, 시설물 관리서버(400)와 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호 및 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호 등을 통신하는 통신인터페이스 기능을 수행하는 부재이다.
이러한 기능을 수행하는 운영측 무선통신부(310)는 블루투스, 와이파이, 위성통신, 셀룰러 시스템, LTE 또는 5G 이동통신 등 다양한 무선통신수단을 적용하여 사용할 수 있다.
상기 운영측 유선통신부(320)는 원격지에서 드론(200)을 이용하여 시설물 안전검사 수행 중 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서 드론(200)에게 자신의 공간위치를 제공하고자 시설물 위치특정부재(100)와 유선으로 통신인터페이스 기능을 수행하는 부재로서, RS-235 직렬통신 또는 전력선 통신 등의 다양한 유선통신수단을 이용할 수 있다.
상기 GPS수신부(330)는 GPS위성으로부터 경도와 위도를 포함하는 드론제어장치 위치좌표정보를 수신하는 부재로서, 드론제어장치(300)의 위치를 확인가능하게 안내하여 주는 부재이다.
상기 운영측 정보저장부(340)는 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호와 더불어 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받아 저장하며, 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 중 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 시설물 안전검사 수행을 위해 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 위한 각종 정보가 저장되는 부재이다.
여기서, 시설물 설명정보에는 시설물의 위치가 행정구역으로 구분되어 표시되는 시설물 행정구역 위치, 시설물의 종류를 나타내는 시설물 종류정보, 시설물을 완공한 일자를 나타내는 시설물 완공일자, 시설물을 식별하는 시설물 식별자, 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113)의 위치를 나타내는 좌표인 구획별 조도센서 설치좌표 및 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치된 레이저 발광부(111)의 수직높이를 나타내는 구획별 발광부 수직위치 좌표가 구비되어진다.
또한, 시설물 손상리스트정보에는 안전검사를 위해 해당 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 기지정된 순서로 촬영한 시설물 영상정보가 누적 저장되되, 시설물별로 구분되어 누적 저장되는 시설물영상정보와, 시설물을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상, 해당 종류별 손상이 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 위치하는 좌표인 종류별 손상위치좌표, 해당 종류별 손상의 면적을 나타내는 종류별 손상면적, 해당 손상 종류에 최적화된 조명밝기를 나타내는 손상유형별 조명밝기값, 해당 종류별 손상면적의 크기에 따라 점등되는 LED램프의 개수를 나타내는 손상면적별 조명 점등 개수, 손상면적에 따라 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 손상표면과 드론 사이의 촬영거리를 나타내는 촬영이격거리가 구비되어진다.
또한, 운영측 정보저장부(340)에는 검안자가 현재 비행중인 드론(200)을 인지가능하게 수신되는 시설물 영상정보가 실시간 출력되는 실시간 영상출력부 및 직전에 저장된 해당 시설물(A)의 병합 시설물별 공간이동경로정보가 출력되는 직전 시설물 이동경로출력부로 분할된 시설물 영상출력화면이 저장관리되어진다.
이러한 기능을 수행하는 운영측 정보저장부(340)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타 입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read- Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성하여 사용할 수 있다.
상기 운영측 정보입력부(350)는 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행을 위해, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 드론(200)으로 무선전송하여 구동제어하고, 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받아 저장하며, 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 중 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 시설물 안전검사 수행을 위해 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 위한 드론제어장치(300)의 동작 제어를 수행하는 부재이다. 이러한 운영측 정보입력부(350)에는 키패드(key pad) 돔스위치 (dome switch), 터치패드(정압/정전), 터치펜, 조그휠, 조그 스위치 등이 조합되어 구성될 수 있다.
상기 운영측 정보출력부(360)는 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행을 위해, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 드론(200)으로 무선전송하여 구동제어하고, 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받아 저장하며, 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 중 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 시설물 안전검사 수행을 위해 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 위한 부재로서, 스피커 및 디스플레이부로 이루어질 수 있다.
여기서, 디스플레이부의 경우에는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스 플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등 다양한 출력부재가 선택 적용되어질 수 있다.
상기 운영측 제어부(370)는 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행을 위해, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 드론(200)으로 무선전송하여 구동제어하고, 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받아 저장하며, 원격지에서 드론을 이용하여 시설물 안전검사 수행 중 전파수신이 어려운 통신 음영지역에서도 시설물 안전검사 수행을 위해 시설물을 구분하는 검사수행 시설물구획에 존재하는 손상을 드론이 자율적으로 인지하여 시설물 촬영을 수행가능하게 제어하는 제어부재이다.
이러한 기능을 수행하기 위해, 운영측 제어부(370)는 전자야장모듈(371)을 운영한다.
운영측 제어부(370)에 의해 운영되는 전자야장모듈(371)은 벡터 CAD 기반의 컴포넌트 엔진으로 설계하여 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 대한 도면인 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 벡터 CAD 기반으로 운영측 정보출력부(360)를 통해 출력되도록 제어하고, 그 출력되는 인적기반 시설물별 공간이동경로정보의 편집, 줌인, 줌아웃, 패닝, 레이어, 그리기 객체 추가, 크랙지정, 텍스트 추가 등을 수행할 수 있도록 구비하고, 인적기반 시설물별 공간이동경로정보의 계층적인 분류가 가능하도록 구비하며, GIS 기반의 맵 편집이 가능하도록 프로그래밍되어진다.
한편, 전자야장모듈(371)은 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 운영측 정보출력부(360)를 통해 출력된 시설물 영상출력화면 중 직전 시설물 이동경로출력부에 출력한다.
이때, 시설물 영상출력화면에는 검안자가 현재 비행중인 드론(200)을 인지가능하게 수신되는 시설물 영상정보가 실시간 출력되는 실시간 영상출력부가 구비되어, 검안자가 직전 시설물 이동경로출력부를 통해 해당 시설물의 기지정된 검사순서 및 종류별 손상 등 시설물 안전검사 관련 정보를 인식한 상태에서, 실시간 영상출력부를 통해 출력되는 현재 비행중인 드론(200)을 기지정된 검사순서로 구동조작 가능하게 안내하여 준다.
또한, 전자야장모듈(371)은 실시간 영상출력부를 통해 출력되는 시설물 영상정보에 운영측 정보입력부(350)를 조작하여 종류별 손상이 발생된 영역에서 검안자가 예측한 해당 종류별 손상의 확장 가능한 인적 확장예측영역을 입력한 경우 이를 시설물 영상정보에 임시저장하여, 후술되는 시설물 관리서버(400)에서 인적기반 시설물별 공간이동경로정보 형성시 임시저장된 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 인적 확장예측영역도 반영하여 형성되도록 제공한다.
상기 시설물 관리서버(400)는 드론제어장치(300)로부터 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호가 무선전송되면, 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호에 포함된 시설물 식별자를 DB부(410)와 매칭하여, 해당 시설물(A)의 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 추출하고, 그 추출된 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호로 가공하여, 드론제어장치(300)로 무선전송하는 서버부재이다.
이러한 기능을 수행하고자 시설물 관리서버(400)의 DB부(410)에는 시설물 관리정보 DB(411), 시설물별 시설물 영상정보 DB(412), 시설물별 손상 리스트정보 DB(413), 종류별 손상 시설물 영상정보 DB(414), 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(415), 인적기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(416) 및 병합 시설물별 공간이동경로정보 DB(417)가 구비되어진다.
먼저, 시설물 관리정보 DB(411)는 시설물의 위치가 행정구역으로 구분되어 표시되는 시설물 행정구역 위치, 시설물의 종류를 나타내는 시설물 종류정보, 시설물을 완공한 일자를 나타내는 시설물 완공일자, 시설물을 식별하는 시설물 식별자, 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113)의 위치를 나타내는 좌표인 구획별 조도센서 설치좌표 및 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치된 레이저 발광부(111)의 수직높이를 나타내는 구획별 발광부 수직위치 좌표를 포함하는 시설물 설명정보가 시설물별로 구분되어 저장관리되는 데이터베이스부재이다.
상기 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)는 시설물 안전검사를 위해 시설물을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 촬영한 영상인 시설물영상정보가 누적 저장되되, 시설물별로 구분되어 누적 저장되는 데이터베이스부재이다.
상기 시설물별 손상 리스트정보 DB(413)는 시설물을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상, 해당 종류별 손상이 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 위치하는 좌표인 종류별 손상위치좌표, 해당 종류별 손상의 면적을 나타내는 종류별 손상면적, 해당 손상 종류에 최적화된 조명밝기를 나타내는 손상유형별 조명밝기값, 해당 종류별 손상면적의 크기에 따라 점등되는 LED램프의 개수를 나타내는 손상면적별 조명 점등 개수, 손상면적에 따라 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 손상표면과 드론 사이의 촬영거리를 나타내는 촬영이격거리가 기록된 시설물 손상리스트정보가 시설물별로 구분되어 저장관리되는 데이터베이스부재이다.
상기 종류별 손상 시설물 영상정보 DB(414)는 전국각지의 시설물에서 기존에 발생된 종류별 손상이 촬영된 영상정보인 종류별 손상 시설물영상 정보들을 손상 종류별로 구분되어 저장관리하는 데이터베이스부재이다.
상기 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(415)는 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)에 누적저장관리되는 시설물 영상정보 중 직전에 저장된 해당 시설물(A)의 시설물 영상정보에 종류별 손상추적모델(431)을 이용하여, 해당 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 손상을 종류별로 탐색하고, 탐색된 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상이 위치하는 좌표인 종류별 손상위치좌표를 획득하며, 해당 종류별 손상의 연산된 면적값인 종류별 손상면적을 획득하고, 종류별 손상, 종류별 손상위치좌표 및 종류별 손상면적을 이용하여, 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 기지정된 순서로 시설물영상 촬영을 위한 드론(200)의 이동경로인 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하되, 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 종류별 손상이 발생된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)은 종류별 손상이 발생된 영역에서 해당 종류별 손상의 확장 가능한 영역을 예측한 인공지능 확장예측영역까지 이동하는 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보가 누적 저장관리되는 데이터베이스부재이다.
상기 인적기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(416)는 해당 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 기지정된 순서로 촬영한 시설물 영상정보를 토대로 검안자에 의해 구동제어된 드론(200)의 이동경로인 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하되, 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 종류별 손상이 발생된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)은 종류별 손상이 발생된 영역에서 검안자가 예측한 해당 종류별 손상의 확장 가능한 인적 확장예측영역까지 이동하는 인적기반 시설물별 공간이동경로정보가 누적 저장관리되는 데이터베이스부재이다.
상기 병합 시설물별 공간이동경로정보 DB(417)는 해당 시설물의 시설물 영상정보를 토대로 형성된 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인공지능 확장예측영역과 인적기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인적 확장예측영역을 대비하여 다른 경로가 존재하는 경우 인공지능 확장예측영역과 다른 인적 확장예측영역의 부분을 인공지능 확장예측영역에 병합하여 병합 확장예측영역으로 가공하고, 가공된 병합 확장예측영역을 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 반영한 병합 시설물별 공간이동경로정보가 누적 저장관리되는 데이터베이스부재이다.
그리고 시설물 관리서버(400)에는 딥러닝엔진(420) 및 손상예측경로 추적엔진(430)과 같은 제어모듈도 구비되어진다.
먼저, 딥러닝엔진(420)은 종류별 손상 시설물 영상정보 DB(414)에 저장관리되는 종류별 손상 시설물영상정보들을 인공신경망(CNN)을 통해 기계학습하여 종류별 손상추적모델(431)을 생성하고, 이를 후술되는 손상예측경로 추적엔진(430)에 탑재되도록 제어하는 모듈이다.
여기서, 종류별 손상에는 균열, 부식, 누수나 철근부식과 같이 시설물에서 야기 가능한 다양한 손상의 종류가 포함되어어진다.
또한, 딥러닝엔진(420)은 종류별 손상 시설물 영상정보 DB(414)에 저장관리되는 종류별 손상 시설물영상 정보들은 전국각지에서 기설정주기마다 수집되어 누적되기 때문에, 그 누적되는 종류별 손상 시설물영상 정보들을 반영하여 기설정주기마다 기계학습함으로써, 종류별 손상추적모델(431)을 갱신하여 보다 정밀하게 종류별 손상에 따른 객체추적을 수행가능하게 안내하여 준다.
상기 손상예측경로 추적엔진(430)은, 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)시설물별 시설물 영상정보 DB(412)상정보 중 직전에 저장된 해당 시설물(A)의 시설물 영상정보에 탑재된 종류별 손상추적모델(431)을 이용하여, 해당 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 손상을 종류별로 탐색하고, 탐색된 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상이 위치하는 좌표인 종류별 손상위치좌표를 획득하며, 해당 종류별 손상의 연산된 면적값인 종류별 손상면적을 획득하고, 해당 손상 종류에 최적화된 조명밝기를 나타내는 손상유형별 조명밝기값을 설정하며, 해당 종류별 손상면적의 크기에 따라 점등되는 LED램프의 개수를 나타내는 손상면적별 조명 점등 개수를 설정하고, 손상면적에 따라 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 손상표면과 드론 사이의 촬영거리를 나타내는 촬영이격거리를 설정하고, 확인된 각 정보를 시설물 손상리스트정보로 가공하여 시설물별 손상 리스트정보 DB(413)에 시설물별로 구분하여 누적 저장관리되도록 제어하며, 종류별 손상, 종류별 손상위치좌표 및 종류별 손상면적을 이용하여, 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 기지정된 순서로 시설물영상 촬영을 위한 드론(200)의 이동경로인 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하되, 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 종류별 손상이 발생된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)은 종류별 손상이 발생된 영역에서 해당 종류별 손상의 확장 가능한 영역을 예측한 인공지능 확장예측영역까지 이동하는 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보가 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(415)에 누적 저장관리되도록 제어하는 기능을 수행하는 제어모듈이다.
또한, 시설물 관리서버(400)에는 시설물 관리엔진(440)이 더 구비되어진다.
이처럼, 구비되는 시설물 관리엔진(440)은 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)에 저장된 시설물 영상정보 중 직전에 저장된 시설물 영상정보를 토대로, 검안자에 의해 구동제어된 드론(200)의 이동경로인 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하되, 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 종류별 손상이 발생된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)은 종류별 손상이 발생된 영역에서 검안자가 예측한 해당 종류별 손상의 확장 가능한 인적 확장예측영역까지 이동하는 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하고, 이를 인적기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(416)에 누적 저장관리되도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 시설물 관리엔진(440)은, 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)에 저장된 시설물 영상정보 중 직전에 저장된 시설물 영상정보를 토대로, 검안자에 의해 구동제어된 드론(200)의 이동경로인 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하되, 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 종류별 손상이 발생된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)은 종류별 손상이 발생된 영역에서 검안자가 예측한 해당 종류별 손상의 확장 가능한 인적 확장예측영역까지 이동하는 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하고, 이를 인적기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(416)에 누적 저장관리되도록 제어하는 기능도 수행한다.
시설물 관리엔진(440)은, 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(415) 및 인적기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(416)에 저장된 정보 중 직전에 저장된 동일한 시설물(A)에 해당하는 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인공지능 확장예측영역과 인적기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인적 확장예측영역을 대비하여 다른 경로가 존재하는 경우 인공지능 확장예측영역과 다른 인적 확장예측영역의 부분을 인공지능 확장예측영역에 병합하여 병합 확장예측영역으로 가공하고, 가공된 병합 확장예측영역을 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 반영한 병합 시설물별 공간이동경로정보로 재설정하고, 이를 병합 시설물별 공간이동경로정보 DB(417)에 누적 저장관리되도록 제어하는 기능도 수행한다.
이와 같은, 구성으로 이루어진 본 발명의 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템를 이용하여 시설물 안전검사를 수행하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 검안자는 시설물 안전검사를 수행하고자 하는 시설물(A)에 도착한 후 드론(200)을 이용하여 시설물 영상을 촬영하고자, 드론제어장치(300)를 구동 후 운영측 정보입력부(350)를 조작하여 시설물 영상을 촬영하고자 하는 해당 시설물(A)의 시설물 식별자를 입력하면,
드론제어장치(300)의 운영측 제어부(370)는 전자야장모듈(371)을 운영하여, 그 입력된 시설물 식별자를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호를 생성하고, 그 생성된 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호를 운영측 무선통신부(310)를 통해 시설물 관리서버(400)로 무선전송한다.
시설물 관리서버(400)는 드론제어장치(300)로부터 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호가 무선전송되면, 그 무선전송된 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호에 포함된 시설물 식별자를 DB부(410)의 시설물 관리정보 DB(411)와 매칭하여 매칭되는 해당 시설물(A)의 시설물 설명정보를 추출하고, 시설물별 손상 리스트정보 DB(413)에서 해당 시설물(A)의 시설물 손상리스트정보 중 직전에 저장된 시설물 손상리스트정보를 추출하며, 병합 시설물별 공간이동경로정보 DB(417)에서 해당 시설물(A)의 병합 시설물별 공간이동경로정보 중 직전에 저장된 병합 시설물별 공간이동경로정보를 추출하고, 그 추출된 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호로 가공하고, 이를 드론제어장치(300)로 무선전송한다.
드론제어장치(300)의 전자야장모듈(371)은 운영측 무선통신부(310)를 통해 무선전송되는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 운영측 정보저장부(340)에 저장함과 아울러 드론(200)으로 중계전송한다.
드론(200)의 드론측 제어부(260)는 드론측 무선통신부(270)를 통해 무선전송되는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 드론측 정보저장부(240)에 저장관리한다.
이후, 검안자는 운영측 정보입력부(350)를 조작하여 병합 시설물별 공간이동경로정보의 출력을 요청하면, 전자야장모듈(371)은 운영측 정보저장부(340)에서 저장관리되는 시설물 영상출력화면 및 해당 시설물(A)의 병합 시설물별 공간이동경로정보를 추출하고, 그 추출된 시설물 영상출력화면의 직전 시설물 이동경로출력부에 삽입한 후 운영측 정보출력부(360)를 통해 출력되도록 제어한다. 여기서, 운영측 정보출력부(360)를 통해 출력된 시설물 영상출력화면에는 현재 비행중인 드론(200)을 인지가능하게 수신되는 시설물 영상정보가 실시간 출력되는 실시간 영상출력부도 구비되어진다.
이를 통해, 검안자는 드론(200)을 이용하여 해당 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 촬영하기 전에 검안자가 직전 시설물 이동경로출력부를 열람하여 해당 시설물의 기지정된 검사순서 및 종류별 손상 등 시설물 안전검사 관련 정보를 인식한 상태에서, 실시간 영상출력부를 통해 출력되는 현재 비행중인 드론(200)을 기지정된 검사순서로 구동조작 가능하게 제공하여 준다.
시설물 영상출력화면을 통해 해당 시설물(A)의 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 열람한 검안자는 드론(200)의 비행을 위해 운영측 정보입력부(350)를 조작하여 드론작동 제어신호를 입력하면, 운영측 제어부(370)는 입력되는 드론작동 제어신호를 운영측 무선통신부(310)를 통해 드론(200)으로 무선전송한다.
드론(200)의 드론측 제어부(260)는 드론측 무선통신부(270)를 통해 무선전송되는 드론작동 제어신호에 의해 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 따라 비행하면서 카메라(220)를 통해 손상영역(DZ)을 촬영하여, 시설물 영상정보를 생성하고, 그 생성된 시설물 영상정보를 드론측 무선통신부(270)를 통해 실시간으로 무선전송한다.
드론제어장치(300)는 운영측 무선통신부(310)를 통해 무선전송되는 시설물 영상정보를 드론측 정보저장부(240)에 저장함과 아울러 운영측 정보출력부(360)를 통해 출력된 실시간 영상출력부를 통해 표시함으로써, 검안자가 비행중인 드론(200)을 구동가능하도록 제공한다.
한편, 비행중인 드론(200)의 드론측 제어부(260)는 드론제어장치(300)로부터 드론작동 제어신호가 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 진입하였음을 안내하는 통신 음영지역 진입시간 동안 수신되지 않은 경우 정지비행(호버링)을 수행한 상태에서, 정지비행중인 드론(200) 자신의 평면좌표위치를 요청하는 시설물 평면좌표 요청신호를 기설정주기마다 드론측 무선통신부(270)를 통해 무선전송한다.
또한, 드론제어장치(300)는 드론(200)으로부터 시설물 영상정보가 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 진입하였음을 안내하는 통신 음영지역 진입시간 동안 수신되지 않은 경우 시설물 위치특정부재(100)의 시설물측 유선통신부(109)와 운영측 유선통신부(320) 간을 유선연결한 상태에서, 해당 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 위치 안내를 요청하는 시설물 위치안내 요청신호를 생성하여, 시설물 위치특정부재(100)로 유선전송한다.
이후, 시설물 위치특정부재(100)의 시설물측 제어부(115)는 드론제어장치(300)로부터 시설물 위치안내 요청신호가 유선전송되면, 배터리부(103)에 충전된 전력을 시설물영역별 스캐너(105)들로 인가하여, 시설물영역별 스캐너(105)들에서, 드론(200)으로부터 무선전송되는 시설물 위치안내 요청신호를 인식하면, 해당 시설물 위치안내 요청신호의 수신강도를 측정하여 측정값인 신호수신강도정보를 생성하고, 시설물구획 설치좌표정보 및 신호수신강도정보를 포함하는 드론 평면위치 연산신호를 기설정주기마다 시설물측 무선통신부(107)를 통해 무선전송한다.
이후, 드론(200)의 드론측 제어부(260)는 드론측 무선통신부(270)를 통해 시설물영역별 스캐너(105)들로부터 기설정주기마다 수신되는 드론 평명위치 연산신호들에 포함된 정보 중 신호수신강도정보들 중에서 가장 큰 값을 갖는 3개의 신호수신강도정보 및 3개의 신호수신강도정보와 함께 저장된 시설물구획 설치좌표정보를 추출하고, 추출된 3개의 시설물구획 설치좌표정보를 토대로 3개의 신호수신강도정보를 삼각측량방식으로 계측하여 드론이 정지비행 중인 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 평면좌표를 나타내는 드론위치특정 평면좌표정보를 기설정 주기마다 생성하여, 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 드론위치특정 평면좌표정보를 토대로 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식한다.
이후, 시설물 위치특정부재(100)의 시설물측 제어부(115)는 드론제어장치(300)로부터 시설물 위치안내 요청신호가 유선전송되면, 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치되되, 드론(200)이 안전하게 이동가능한 최하 수직높이에 설치되는 레이저 발광부(111)로 배터리부(103)에 충전된 전력을 인가하여, 레이저 발광부(111)에서, 레이저광을 조사하도록 제어한다.
이후 드론(200)의 드론측 제어부(260)는 드론위치특정 평면좌표정보를 토대로, 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면이 보이는 방향으로 위치한 상태에서 수직하강 하면서 레이저 수광부(250)로 레이저광이 수광되면, 정지비행(호버링)을 수행하고, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치된 레이저 발광부(111)의 수직높이를 나타내는 구획별 발광부 수직위치좌표를 참조하여 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 구획별 발광부 수직위치좌표에 의해 현재 수직높이를 인지한 상태에서, 자신의 승강속도에 따라 승강 수직높이를 연산하여 승강 수직위치좌표를 기설정주기마다 연산함으로써, 드론위치특정 평면좌표정보와 승강 수직위치좌표를 토대로 자신의 공간위치를 나타내는 드론 공간위치 좌표정보를 생성한다.
한편, 시설물 위치특정부재(100)의 시설물측 제어부(115)는 드론제어장치(300)로부터 시설물 위치안내 요청신호가 유선전송되면, 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113)로 배터리부(103)에 충전된 전력을 인가하여, 조도센서(113)로부터 생성되는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 밝기인 조도감지신호를 기설정 주기마다 입력받고, 그 입력되는 조도감지신호를 기설정 주기마다 시설물측 무선통신부(107)를 통해 무선전송한다.
드론(200)의 드론측 제어부(260)는 드론 공간위치 좌표정보를 토대로, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113)의 위치를 나타내는 좌표인 구획별 조도센서 설치좌표를 참조하여, 자신이 위치하는 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 설치된 조도센서(113) 쪽으로 이동한다.
드론(200)의 드론측 제어부(260)는 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물별 손상 리스트정보 중에서 시설물을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상 및 해당 손상 종류에 최적화된 조명밝기를 나타내는 손상유형별 조명밝기값을 참조한 상태에서, LED조명부(230)의 밝기를 최저 밝기에서 최고 밝기로 조명밝기값을 단계적으로 상승시키되, 기설정주기마다 무선전송되는 조도감지신호의 값이 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별 손상에 대한 손상유형별 조명밝기값에 도달할 때까지 상승시킴으로써, 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 최적의 조명밝기를 유지한 상태에서 시설물 영상정보가 생성되도록 제공하여 준다.
또한, 드론(200)의 드론측 제어부(260)는 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물별 손상 리스트정보 중에서 해당 종류별 손상면적의 크기에 따라 점등되는 LED램프의 개수를 나타내는 손상면적별 조명 점등위치를 토대로, LED조명부(230)를 이루는 중앙측 LED조명(231), 좌측 LED조명(233) 및 우측 LED조명(235) 중에서 선택점등함으로써, 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 최적의 조명 조사 면적을 유지한 상태에서 시설물 영상정보가 생성되도록 제공하여 준다.
이처럼, 통신 음영지역에 위치하는 드론(200)의 드론측 제어부(260)는 시설물 영상정보를 생성하는데 있어서, 요구되는 최적의 촬영조건으로 설정한 상태에서, 드론 공간위치 좌표정보를 토대로 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식한 상태에서, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 토대로, 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)부터 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 기지정된 공간이동경로로 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 카메라(220)를 통해 촬영하여 통신 음영지역에서 생성되는 시설물 영상정보를 드론측 정보저장부(240)에 저장관리되도록 제어함으로써, 통신 음영지역에서도 자율적으로 시설물 영상정보를 생성하고, 생성되는 시설물 영상정보를 드론측 정보저장부(240)에 저장하며, 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 시설물 영상정보의 생성을 완료한 후 드론제어장치(300)로 복귀한다.
이후, 검안자는 복귀한 드론(200)을 드론제어장치(300)와 유선 또는 무선으로 연결하여, 드론(200)으로부터 통신 음영지역에서 촬영된 시설물 영상정보를 전송받아 운영측 정보저장부(340)에 저장하되, 통신 음영지역에 진입하기 전에 촬영되어 저장된 해당 시설물 영상정보와 연결하여 저장되도록 요청하면, 드론제어장치(300)의 운영측 제어부(370)는 통신 음영지역에 진입하기 전에 촬영되어 저장된 해당 시설물 영상정보와 연결한 후 운영측 정보저장부(340)에 저장관리되도록 제어한다.
또한, 검안자가 저장관리되는 시설물 영상정보를 토대로 시설물 안전검사를 수행하고자 촬영된 시설물 영상정보의 재생을 요청하면, 전자야장모듈(371)은 운영측 정보저장부(340)에 저장된 해당 시설물 영상정보를 시설물 영상출력화면의 실시간 영상출력부를 통해 출력재생하고, 시설물 영상출력화면을 통해 출력되는 시설물 영상정보 중 손상영역(DZ)이 존재하는 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에서 검안자가 해당 손상영역(DZ)에서 확장 가능하다고 예측하는 인적 확장예측영역을 정보입력부를 조작하여 표시하면, 이를 시설물 영상정보에 취합저장한다.
이후, 드론제어장치(300)의 전자야장모듈(371)은 인적 확장예측영역이 취합저장된 시설물 영상정보를 운영측 무선통신부(310)를 통해 시설물 관리서버(400)로 무선전송한다.
시설물 관리서버(400)는 시설물 관리엔진(440)을 운영하여, 인적 확장예측영역이 취합저장된 시설물 영상정보를 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)에 누적 저장관리되도록 제어함으로써, 손상예측경로 추적엔진(430)에서, 인적 확장예측영역이 취합저장된 시설물 영상정보를 토대로, 시설물 손상리스트정보, 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보 및 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 가공생성할 수 있게 안내하여 준다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 시설물 위치특정부재
200 : 드론
300 : 드론제어장치
400 : 시설물 관리서버
A : 시설물
200 : 드론
300 : 드론제어장치
400 : 시설물 관리서버
A : 시설물
Claims (11)
- 콘크리트 구조물로 이루어진 것으로, 해당 콘크리트 구조물이 시설물 안전검사를 수행하기 위해 구분되는 구획인 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)으로 구분된 시설물(A)과;
상기 시설물(A)에 설치되는 것으로, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광모듈(101), 상기 태양광모듈(101)로부터 생산되는 전기가 충전되는 배터리부(103), 상기 시설물(A)의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)마다 기설정된 간격으로 고정설치되고, 그 고정설치된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 위치를 나타내는 시설물구획 설치좌표정보를 갖는 시설물영역별 스캐너(105)들, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 시설물측 유선통신부(109)가 구비되는 시설물 위치특정부재(100)와;
시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 무선전송받아, 드론측 정보저장부(240)에 저장관리하고, 기설정주기마다 수신되는 드론작동 제어신호에 의해 상기 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 따라 비행하면서 카메라(220)를 통해 손상영역(DZ)을 촬영하여, 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성된 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송하는 드론(200)과;
시설물 영상을 촬영하고자 하는 해당 시설물(A)을 식별하는 식별자인 시설물 식별자를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호를 무선전송하고, 무선전송되는 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하며, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하여 구동제어하고, 상기 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받으며, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 운영측 유선통신부(320)가 구비되는 드론제어장치(300)와;
상기 드론제어장치(300)로부터 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호가 무선전송되면, 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호에 포함된 시설물 식별자를 DB부(410)와 매칭하여, 해당 시설물(A)의 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 추출하고, 그 추출된 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호로 가공하여, 상기 드론제어장치(300)로 무선전송하는 시설물 관리서버(400);를 포함하고,
상기 드론(200)에서, 상기 드론제어장치(300)와 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 위치되면, 통신 음영지역에 위치된 것을 인식하고, 자신이 위치하는 평면의 위치를 나타내는 드론위치특정 평면좌표정보를 생성하여, 자신이 위치하는 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식하며,
상기 드론(200)에서, 자신이 위치하는 곳의 수직높이인 승강 수직위치좌표를 연산하고, 상기 드론위치특정 평면좌표정보와 상기 승강 수직위치좌표를 토대로 자신의 공간위치를 나타내는 드론 공간위치 좌표정보를 생성하고,
상기 드론(200)에서, 드론 공간위치 좌표정보를 토대로 상기 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식한 상태에서, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 병합 시설물별 공간이동경로정보를 토대로, 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)부터 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 기지정된 공간이동경로로 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 카메라(220)를 통해 촬영하여, 통신 음영지역에서도 자율적으로 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성되는 시설물 영상정보를 드론측 정보저장부(240)에 저장하며, 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 시설물 영상정보의 생성을 완료한 후 상기 드론제어장치(300)로 복귀하며,
상기 시설물 관리서버(400)의 DB부(410)에는, 시설물의 위치가 행정구역으로 구분되어 표시되는 시설물 행정구역 위치, 시설물의 종류를 나타내는 시설물 종류정보, 시설물을 완공한 일자를 나타내는 시설물 완공일자, 시설물을 식별하는 시설물 식별자, 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113)조도센서(113)나타내는 좌표인 구획별 조도센서 설치좌표 및 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치된 레이저 발광부(111)의 수직높이를 나타내는 구획별 발광부 수직위치 좌표를 포함하는 시설물 설명정보가 시설물별로 구분되어 저장관리되는 시설물 관리정보 DB(411)와;
시설물 안전검사를 위해 시설물을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 촬영한 영상인 시설물영상정보가 누적 저장되되, 시설물별로 구분되어 누적 저장되는 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)와;
시설물을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상, 해당 종류별 손상이 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 위치하는 좌표인 종류별 손상위치좌표, 해당 종류별 손상의 면적을 나타내는 종류별 손상면적, 해당 손상 종류에 최적화된 조명밝기를 나타내는 손상유형별 조명밝기값, 해당 종류별 손상면적의 크기에 따라 점등되는 LED램프의 개수를 나타내는 손상면적별 조명 점등 개수, 손상면적에 따라 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 손상표면과 드론 사이의 촬영거리를 나타내는 촬영이격거리가 기록된 시설물 손상리스트정보가 시설물별로 구분되어 저장관리되는 시설물별 손상 리스트정보 DB(413)와;
전국각지의 시설물에서 기존에 발생된 종류별 손상이 촬영된 영상정보인 종류별 손상 시설물영상 정보들을 손상 종류별로 구분되어 저장관리하는 종류별 손상 시설물 영상정보 DB(414)와;
상기 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)에 누적저장관리되는 시설물 영상정보 중 직전에 저장된 해당 시설물(A)의 시설물 영상정보에 종류별 손상추적모델(431)을 이용하여, 해당 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 손상을 종류별로 탐색하고, 탐색된 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상이 위치하는 좌표인 종류별 손상위치좌표를 획득하며, 해당 종류별 손상의 연산된 면적값인 종류별 손상면적을 획득하고, 상기 종류별 손상, 상기 종류별 손상위치좌표 및 상기 종류별 손상면적을 이용하여, 상기 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 기지정된 순서로 시설물영상 촬영을 위한 드론(200)의 이동경로인 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하되, 상기 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 종류별 손상이 발생된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)은 종류별 손상이 발생된 영역에서 해당 종류별 손상의 확장 가능한 영역을 예측한 인공지능 확장예측영역까지 이동하는 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보가 누적 저장관리되는 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(415)와;
해당 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 기지정된 순서로 촬영한 상기 시설물 영상정보를 토대로 검안자에 의해 구동제어된 드론(200)의 이동경로인 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하되, 상기 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 종류별 손상이 발생된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)은 종류별 손상이 발생된 영역에서 검안자가 예측한 해당 종류별 손상의 확장 가능한 인적 확장예측영역까지 이동하는 인적기반 시설물별 공간이동경로정보가 누적 저장관리되는 인적기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(416)와;
해당 시설물의 시설물 영상정보를 토대로 형성된 상기 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인공지능 확장예측영역과 상기 인적기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인적 확장예측영역을 대비하여 다른 경로가 존재하는 경우 상기 인공지능 확장예측영역과 다른 상기 인적 확장예측영역의 부분을 상기 인공지능 확장예측영역에 병합하여 병합 확장예측영역으로 가공하고, 상기 가공된 병합 확장예측영역을 상기 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 반영한 병합 시설물별 공간이동경로정보가 누적 저장관리되는 병합 시설물별 공간이동경로정보 DB(417);를 포함하는 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 시설물 관리서버(400)에는, 딥러닝엔진(420); 및 손상예측경로 추적엔진(430);을 포함하고,
상기 딥러닝엔진(420)은, 상기 종류별 손상 시설물 영상정보 DB(414)에 저장관리되는 종류별 손상 시설물영상정보들을 인공신경망(CNN)을 통해 기계학습하여 종류별 손상추적모델(431)을 생성하고, 이를 상기 손상예측경로 추적엔진(430)에 탑재되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 손상예측경로 추적엔진(430)은, 상기 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)에 누적저장관리되는 시설물 영상정보 중 직전에 저장된 해당 시설물(A)의 시설물 영상정보에 탑재된 종류별 손상추적모델(431)을 이용하여, 해당 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 손상을 종류별로 탐색하고, 탐색된 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상이 위치하는 좌표인 종류별 손상위치좌표를 획득하며, 해당 종류별 손상의 연산된 면적값인 종류별 손상면적을 획득하고, 해당 손상 종류에 최적화된 조명밝기를 나타내는 손상유형별 조명밝기값을 설정하며, 해당 종류별 손상면적의 크기에 따라 점등되는 LED램프의 개수를 나타내는 손상면적별 조명 점등 개수를 설정하고, 손상면적에 따라 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 손상표면과 드론 사이의 촬영거리를 나타내는 촬영이격거리를 설정하고, 확인된 각 정보를 시설물 손상리스트정보로 가공하여 상기 시설물별 손상 리스트정보 DB(413)에 시설물별로 구분하여 누적 저장관리되도록 제어하며, 상기 종류별 손상, 상기 종류별 손상위치좌표 및 상기 종류별 손상면적을 이용하여, 상기 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 기지정된 순서로 시설물영상 촬영을 위한 드론(200)의 이동경로인 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하되, 상기 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 종류별 손상이 발생된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)은 종류별 손상이 발생된 영역에서 해당 종류별 손상의 확장 가능한 영역을 예측한 인공지능 확장예측영역까지 이동하는 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보가 상기 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(415)에 누적 저장관리되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 시설물 관리서버(400)에는, 시설물 관리엔진(440);을 더 포함하고,
상기 시설물 관리엔진(440)은, 상기 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)에 저장된 시설물 영상정보 중 직전에 저장된 시설물 영상정보를 토대로, 검안자에 의해 구동제어된 드론(200)의 이동경로인 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하되, 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 종류별 손상이 발생된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)은 종류별 손상이 발생된 영역에서 검안자가 예측한 해당 종류별 손상의 확장 가능한 인적 확장예측영역까지 이동하는 인적기반 시설물별 공간이동경로정보를 형성하고, 이를 상기 인적기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(416)에 누적 저장관리되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 시설물 관리엔진(440)은, 상기 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(415) 및 인적기반 시설물별 공간이동경로정보 DB(416)에 저장된 정보 중 직전에 저장된 동일한 시설물(A)에 해당하는 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인공지능 확장예측영역과 인적기반 시설물별 공간이동경로정보에 구비되는 드론(200)의 이동경로 중 인적 확장예측영역을 대비하여 다른 경로가 존재하는 경우 상기 인공지능 확장예측영역과 다른 상기 인적 확장예측영역의 부분을 상기 인공지능 확장예측영역에 병합하여 병합 확장예측영역으로 가공하고, 상기 가공된 병합 확장예측영역을 상기 인공지능기반 시설물별 공간이동경로정보에 반영한 병합 시설물별 공간이동경로정보로 재설정하고, 이를 상기 병합 시설물별 공간이동경로정보 DB(417)에 누적 저장관리되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
- 콘크리트 구조물로 이루어진 것으로, 해당 콘크리트 구조물이 시설물 안전검사를 수행하기 위해 구분되는 구획인 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)으로 구분된 시설물(A)과;
상기 시설물(A)에 설치되는 것으로, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광모듈(101), 상기 태양광모듈(101)로부터 생산되는 전기가 충전되는 배터리부(103), 상기 시설물(A)의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)마다 기설정된 간격으로 고정설치되고, 그 고정설치된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 위치를 나타내는 시설물구획 설치좌표정보를 갖는 시설물영역별 스캐너(105)들, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 시설물측 유선통신부(109)가 구비되는 시설물 위치특정부재(100)와;
시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 무선전송받아, 드론측 정보저장부(240)에 저장관리하고, 기설정주기마다 수신되는 드론작동 제어신호에 의해 상기 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 따라 비행하면서 카메라(220)를 통해 손상영역(DZ)을 촬영하여, 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성된 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송하는 드론(200)과;
시설물 영상을 촬영하고자 하는 해당 시설물(A)을 식별하는 식별자인 시설물 식별자를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호를 무선전송하고, 무선전송되는 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하며, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하여 구동제어하고, 상기 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받으며, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 운영측 유선통신부(320)가 구비되는 드론제어장치(300)와;
상기 드론제어장치(300)로부터 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호가 무선전송되면, 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호에 포함된 시설물 식별자를 DB부(410)와 매칭하여, 해당 시설물(A)의 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 추출하고, 그 추출된 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호로 가공하여, 상기 드론제어장치(300)로 무선전송하는 시설물 관리서버(400);를 포함하고,
상기 드론(200)에서, 상기 드론제어장치(300)와 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 위치되면, 통신 음영지역에 위치된 것을 인식하고, 자신이 위치하는 평면의 위치를 나타내는 드론위치특정 평면좌표정보를 생성하여, 자신이 위치하는 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식하며,
상기 드론(200)에서, 자신이 위치하는 곳의 수직높이인 승강 수직위치좌표를 연산하고, 상기 드론위치특정 평면좌표정보와 상기 승강 수직위치좌표를 토대로 자신의 공간위치를 나타내는 드론 공간위치 좌표정보를 생성하고,
상기 드론(200)에서, 드론 공간위치 좌표정보를 토대로 상기 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식한 상태에서, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 병합 시설물별 공간이동경로정보를 토대로, 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)부터 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 기지정된 공간이동경로로 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 카메라(220)를 통해 촬영하여, 통신 음영지역에서도 자율적으로 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성되는 시설물 영상정보를 드론측 정보저장부(240)에 저장하며, 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 시설물 영상정보의 생성을 완료한 후 상기 드론제어장치(300)로 복귀하며,
상기 드론(200)에서, 상기 드론제어장치(300)와 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 위치되면, 통신 음영지역에 위치된 것을 인식하고, 자신이 위치하는 평면의 위치를 나타내는 드론위치특정 평면좌표정보를 생성하여, 자신이 위치하는 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식하는 과정은,
상기 드론(200)에서, 상기 드론제어장치(300)로부터 드론작동 제어신호가 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 진입하였음을 안내하는 통신 음영지역 진입시간 동안 수신되지 않은 경우 정지비행(호버링)을 수행한 상태에서, 정지비행중인 상기 드론(200)의 평면좌표위치를 요청하는 시설물 평면좌표 요청신호를 기설정주기마다 무선전송하며,
상기 드론제어장치(300)에서, 상기 드론(200)으로부터 시설물 영상정보가 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 진입하였음을 안내하는 통신 음영지역 진입시간 동안 수신되지 않은 경우 상기 시설물 위치특정부재(100)의 시설물측 유선통신부(109)와 상기 운영측 유선통신부(320) 간을 유선연결한 상태에서, 해당 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 위치 안내를 요청하는 시설물 위치안내 요청신호를 생성하여, 상기 시설물 위치특정부재(100)로 유선전송하고,
상기 시설물 위치특정부재(100)에서, 상기 드론제어장치(300)로부터 시설물 위치안내 요청신호가 유선전송되면, 상기 배터리부(103)에 충전된 전력을 상기 시설물영역별 스캐너(105)들로 인가하여, 상기 시설물영역별 스캐너(105)들에서, 상기 드론(200)으로부터 무선전송되는 시설물 위치안내 요청신호를 인식하면, 해당 시설물 위치안내 요청신호의 수신강도를 측정하여 측정값인 신호수신강도정보를 생성하고, 시설물구획 설치좌표정보 및 신호수신강도정보를 포함하는 드론 평면위치 연산신호를 기설정주기마다 무선전송하며,
상기 드론(200)에서, 상기 시설물영역별 스캐너(105)들로부터 기설정주기마다 수신되는 드론 평명위치 연산신호들에 포함된 정보 중 신호수신강도정보들 중에서 가장 큰 값을 갖는 3개의 신호수신강도정보 및 상기 3개의 신호수신강도정보와 함께 저장된 시설물구획 설치좌표정보를 추출하고, 추출된 3개의 시설물구획 설치좌표정보를 토대로 상기 3개의 신호수신강도정보를 삼각측량방식으로 계측하여 상기 드론이 정지비행 중인 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 평면좌표를 나타내는 드론위치특정 평면좌표정보를 기설정 주기마다 생성하여, 상기 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 상기 드론위치특정 평면좌표정보를 토대로 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 드론(200)에서, 자신이 위치하는 곳의 수직높이인 승강 수직위치좌표를 연산하고, 상기 드론위치특정 평면좌표정보와 상기 승강 수직위치좌표를 토대로 자신의 공간위치를 나타내는 드론 공간위치 좌표정보를 생성하는 과정은,
상기 시설물 위치특정부재(100)에서, 상기 드론제어장치(300)로부터 시설물 위치안내 요청신호가 유선전송되면, 상기 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치되되, 상기 드론(200)이 안전하게 이동가능한 최하 수직높이에 설치되는 레이저 발광부(111)로 상기 배터리부(103)에 충전된 전력을 인가하여, 상기 레이저 발광부(111)에서, 레이저광을 조사하며,
상기 드론(200)에서, 드론위치특정 평면좌표정보를 토대로, 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면이 보이는 방향으로 위치한 상태에서 수직하강 하면서 레이저 수광부(250)로 상기 레이저광이 수광되면, 정지비행(호버링)을 수행하고, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면 하부에 설치된 레이저 발광부(111)의 수직높이를 나타내는 구획별 발광부 수직위치좌표를 참조하여 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 구획별 발광부 수직위치좌표에 의해 현재 수직높이를 인지한 상태에서, 자신의 승강속도에 따라 승강 수직높이를 연산하여 승강 수직위치좌표를 기설정주기마다 연산함으로써, 상기 드론위치특정 평면좌표정보와 상기 승강 수직위치좌표를 토대로 자신의 공간위치를 나타내는 드론 공간위치 좌표정보를 생성하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
- 제8항에 있어서,
상기 시설물 위치특정부재(100)에서, 상기 드론제어장치(300)로부터 시설물 위치안내 요청신호가 유선전송되면, 상기 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113)로 상기 배터리부(103)에 충전된 전력을 인가하여, 상기 조도센서(113)로부터 생성되는 상기 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 밝기인 조도감지신호를 기설정 주기마다 입력받고, 그 입력되는 조도감지신호를 기설정 주기마다 무선전송하며,
상기 드론(200)에서, 상기 드론 공간위치 좌표정보를 토대로, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물(A)을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 표면에 설치된 조도센서(113)의 위치를 나타내는 좌표인 구획별 조도센서 설치좌표를 참조하여, 자신이 위치하는 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 설치된 조도센서(113) 쪽으로 이동하고,
상기 드론(200)에서, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물별 손상 리스트정보 중에서 시설물을 이루는 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별로 구분되는 손상인 종류별 손상 및 해당 손상 종류에 최적화된 조명밝기를 나타내는 손상유형별 조명밝기값을 참조한 상태에서, LED조명부(230)의 밝기를 최저 밝기에서 최고 밝기로 조명밝기값을 단계적으로 상승시키되, 기설정주기마다 무선전송되는 조도감지신호의 값이 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에 존재하는 종류별 손상에 대한 손상유형별 조명밝기값에 도달할 때까지 상승시키는 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
- 제9항에 있어서,
상기 드론(200)에서, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 시설물별 손상 리스트정보 중에서 해당 종류별 손상면적의 크기에 따라 점등되는 LED램프의 개수를 나타내는 손상면적별 조명 점등위치를 토대로, LED조명부(230)를 이루는 중앙측 LED조명(231), 좌측 LED조명(233) 및 우측 LED조명(235) 중에서 선택점등하는 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
- 콘크리트 구조물로 이루어진 것으로, 해당 콘크리트 구조물이 시설물 안전검사를 수행하기 위해 구분되는 구획인 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)으로 구분된 시설물(A)과;
상기 시설물(A)에 설치되는 것으로, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광모듈(101), 상기 태양광모듈(101)로부터 생산되는 전기가 충전되는 배터리부(103), 상기 시설물(A)의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)마다 기설정된 간격으로 고정설치되고, 그 고정설치된 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)의 위치를 나타내는 시설물구획 설치좌표정보를 갖는 시설물영역별 스캐너(105)들, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 시설물측 유선통신부(109)가 구비되는 시설물 위치특정부재(100)와;
시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 무선전송받아, 드론측 정보저장부(240)에 저장관리하고, 기설정주기마다 수신되는 드론작동 제어신호에 의해 상기 시설물(A)을 이루는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 따라 비행하면서 카메라(220)를 통해 손상영역(DZ)을 촬영하여, 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성된 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송하는 드론(200)과;
시설물 영상을 촬영하고자 하는 해당 시설물(A)을 식별하는 식별자인 시설물 식별자를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호를 무선전송하고, 무선전송되는 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하며, 기설정주기마다 드론작동 제어신호를 상기 드론(200)으로 무선전송하여 구동제어하고, 상기 드론(200)으로부터 시설물 영상정보를 실시간으로 무선전송받으며, 유선을 통해 통신인터페이스 기능을 수행하는 운영측 유선통신부(320)가 구비되는 드론제어장치(300)와;
상기 드론제어장치(300)로부터 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호가 무선전송되면, 통신 음영지역 대비용 자율주행정보 요청신호에 포함된 시설물 식별자를 DB부(410)와 매칭하여, 해당 시설물(A)의 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 추출하고, 그 추출된 시설물 설명정보, 시설물 손상리스트정보 및 병합 시설물별 공간이동경로정보를 포함하는 통신 음영지역 대비용 자율주행 제어신호로 가공하여, 상기 드론제어장치(300)로 무선전송하는 시설물 관리서버(400);를 포함하고,
상기 드론(200)에서, 상기 드론제어장치(300)와 전파수신이 어려운 통신 음영지역에 위치되면, 통신 음영지역에 위치된 것을 인식하고, 자신이 위치하는 평면의 위치를 나타내는 드론위치특정 평면좌표정보를 생성하여, 자신이 위치하는 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식하며,
상기 드론(200)에서, 자신이 위치하는 곳의 수직높이인 승강 수직위치좌표를 연산하고, 상기 드론위치특정 평면좌표정보와 상기 승강 수직위치좌표를 토대로 자신의 공간위치를 나타내는 드론 공간위치 좌표정보를 생성하고,
상기 드론(200)에서, 드론 공간위치 좌표정보를 토대로 상기 시설물(A)을 이루는 개개의 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4) 중 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 인식한 상태에서, 드론측 정보저장부(240)에 저장된 병합 시설물별 공간이동경로정보를 토대로, 자신이 위치하는 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)부터 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 기지정된 공간이동경로로 각 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)을 카메라(220)를 통해 촬영하여, 통신 음영지역에서도 자율적으로 시설물 영상정보를 생성하고, 상기 생성되는 시설물 영상정보를 드론측 정보저장부(240)에 저장하며, 마지막 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)까지 시설물 영상정보의 생성을 완료한 후 상기 드론제어장치(300)로 복귀하며,
상기 드론제어장치(300)에서, 상기 드론(200)과 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 드론(200)으로부터 통신 음영지역에서 촬영된 시설물 영상정보를 전송받아 운영측 정보저장부(340)에 저장하되, 통신 음영지역에 진입하기 전에 촬영되어 저장된 해당 시설물 영상정보와 연결하여 저장하고,
상기 드론제어장치(300)의 운영측 제어부(370)에서 전자야장모듈(371)을 운영하여, 상기 운영측 정보저장부(340)에 저장된 직전의 시설물 영상정보를 운영측 정보출력부에 표시되는 시설물 영상출력화면을 통해 출력 재생하고, 상기 시설물 영상출력화면을 통해 출력되는 시설물 영상정보 중 손상영역(DZ)이 존재하는 해당 검사수행 시설물구획(A1,A2,A3,A4)에서 검안자가 해당 손상영역(DZ)에서 확장 가능하다고 예측하는 인적 확장예측영역을 정보입력부를 조작하여 표시하면, 이를 시설물 영상정보에 취합 저장하며,
상기 드론제어장치(300)의 전자야장모듈(371)에서, 인적 확장예측영역이 취합저장된 시설물 영상정보를 상기 시설물 관리서버(400)로 무선전송하고,
상기 시설물 관리서버(400)에서, 시설물 관리엔진(440)을 운영하여, 인적 확장예측영역이 취합저장된 시설물 영상정보를 상기 시설물별 시설물 영상정보 DB(412)에 누적 저장관리되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템.
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| KR1020220135242A KR102556878B1 (ko) | 2022-10-19 | 2022-10-19 | 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템 |
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