KR102654355B1 - 상수관망 자율 탐지 시스템 - Google Patents

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KR102654355B1
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김현준
송재영
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Abstract

본 발명은 GPS 및 GIS를 활용하여 노면 하부의 누수음을 감지하고, 상수도 배관의 위치와 상태를 추적하며, 누수 여부를 식별할 수 있는 상수관망 자율 탐지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 탑재된 배터리로부터 전원을 공급받아 동작하며, GPS(Global Positioning System) 및 매설된 상수도관의 위치정보가 포함된 GIS(Geographic Information System) 정보를 이용하여 매설된 상수도 관로를 따라 노면을 자율주행하는 무인이동장치; 상기 무인이동장치에 연결되며, 상수도관이 매설된 노면으로부터 적어도 서로 다른 3곳에서 청음 데이터를 취득하는 청음장치; 상기 무인이동장치와 상기 청음장치 상호간을 연결하며, 상기 청음장치의 노면 탈착 상태를 제어하는 로봇팔; 및 상기 무인이동장치와 상기 로봇팔을 제어하며, 상기 청음장치로부터 청음 데이터를 취득하고, 취득된 청음 데이터를 분석하여 상수도관으로부터 발생된 물소리의 음압 크기에 따라 상기 무인이동장치의 경로를 보정하는 제어부를 포함하는 상수관망 자율 탐지 시스템에 관한 것이다.

Description

상수관망 자율 탐지 시스템{AUTONOMOUS DETECTION SYSTEM FOR WATER SUPPLY NETWORKS}
본 발명은 상수관망 자율 탐지 시스템에 관한 것으로서, 특히 GPS 및 GIS를 활용하여 상수도 배관의 위치를 추적하여 이동하고, 노면 하부의 누수음을 감지하여 누수 여부를 식별할 수 있는 상수관망 자율 탐지 시스템에 관한 것이다.
국내의 상수도 누수량은 10.2%로 연간 약 6천억원의 손실을 발생시키고 있다. 또한, 전세계적으로는 매년 약 390억 달러(한화 약 52조원)의 누수 손실이 발생하고 있다.
현재 상수도 관망의 누수를 관리하는 방법은 다음과 같다.
1. 최소 야간 유량 감시 등을 통해 누수 의심 지역을 선정하고,
2. 청음 조사를 통해 누수 지점을 검출하여,
3. 검출/특정된 누수 지점에 대한 수리/보수 공사의 순서로 진행되고 있다.
특히, 누수 관리 방법의 2단계인 누수 지점 검출 단계는 누수사고에 대한 전체 수리/보수 비용과 대응시간을 결정하는 가장 중요한 단계이며, 현재까지는 청음 조사 방식이 단수 없이도 상수도의 누수를 검출할 수 있는 유일한 방법이다.
그러나, 현재 청음을 통한 노면 누수 조사 방식은 광범위한 누수 의심지역에서 전문 누수 탐지사가 약 0.7m 간격으로 반복적인 청음 조사를 수행해야 하는 한계점이 있다. 이와 같은 방식은 주변 소음에 취약하여 주로 야간에 탐사가 이루어지고 있으며, 소음에 대한 영향을 줄이기 위해 음향 센서를 귀에 부착하고 탐사를 진행하기 때문에 누수 탐사자가 차량 등의 위험에 노출되어 작업 환경이 위험하고, 실제 인명 사고로 이어지고 있다.
또한, 현재의 청음 누수 조사 방식은 음향 신호 사이에서 누수 탐지사의 직관과 경험만으로 누수 발생 위치를 특정해야 하는 한계점이 있다. 또한 야간 탐사를 진행함에도 불구하고 주변 소음에 대한 방해가 심하고, 소음이 제어된 상황에서도 누수/정상 관망 사이의 음향 신호 차이가 미미하여 숙련된 누수탐지사가 아니면 누수 위치를 구분하는 것이 매우 어렵다.
또한, 현재의 청음 조사 방식은 전문 인력 배출 및 관리에 대한 교육 비용이 높음에도, 누수 탐지사마다 누수 지점 특정에 편차가 있어, 이에 대한 개선도 필요한 실정이다.
(0001) 국내등록특허공보 제10-1406507호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상수관망의 누수 탐지와 관련하여, 지속적인 물 공급을 위해 무인 이동장치와 청음장치를 효과적으로 활용하는 자율 시스템을 제공함으로써, 지리 정보와 GPS를 활용하여 상수도 배관의 위치를 추적하여 이동하고, 노면 하부의 누수음을 감지하여 누수 여부를 식별할 수 있는 상수관망 자율 탐지 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 노면 재질과 상수도배관의 특성을 고려한 고속푸리에 변환을 통해 물소리를 분석하여 경로를 보정하고 누수를 정확히 식별함으로써, 누수로 인한 물 자원의 낭비와 시설물 손상을 줄이고, 안정적인 상수관망 운영을 지원할 수 있는 상수관망 자율 탐지 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명인 상수관망 자율 탐지 시스템은, 상수도관이 매설된 지면을 따라 이동하면서 노면으로부터 청음 데이터를 획득하여 상수도관의 누수 여부 및 누수 위치를 판단하는 상수관망 자율 탐지 시스템에 관한 것으로, 탑재된 배터리로부터 전원을 공급받아 동작하며, GPS(Global Positioning System) 및 매설된 상수도관의 위치정보가 포함된 GIS(Geographic Information System) 정보를 이용하여 매설된 상수도 관로를 따라 노면을 자율주행하는 무인이동장치; 상기 무인이동장치에 연결되며, 상수도관이 매설된 노면으로부터 적어도 서로 다른 3곳에서 청음 데이터를 취득하는 청음장치; 상기 무인이동장치와 상기 청음장치 상호간을 연결하며, 상기 청음장치의 노면 탈착 상태를 제어하는 로봇팔; 및 상기 무인이동장치와 상기 로봇팔을 제어하며, 상기 청음장치로부터 청음 데이터를 취득하고, 취득된 청음 데이터를 분석하여 상수도관으로부터 발생된 물소리의 음압 크기에 따라 상기 무인이동장치의 경로를 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서로 다른 3곳은, 상기 무인이동장치의 이동 경로 진행 방향을 기준으로 상기 무인이동장치의 정면, 좌측 및 우측이며, 상기 3곳으로부터 동시에 청음 데이터를 취득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무인이동장치에 연결되며, 이동 경로의 노면 재질을 파악하기 위한 센싱부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 센싱부를 통해 취득된 센싱데이터로부터 노면 재질을 파악하고, 파악된 노면 재질에 따른 외부소음 필터링을 통해 상기 음압 크기를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 GPS와 상기 GIS 정보를 기반으로 청음 데이터의 탐지위치, 상수도배관의 크기와 재질 및 상기 센싱데이터를 기반으로 상수도관 물소리 주파수 대역만 필터링하여 음압의 크기 비교를 통해 상기 무인이동장치의 경로를 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 좌측과 상기 우측에서 취득된 음압 값을 비교 후 큰 값(A)을 상기 정면에서 취득된 음압 값(B)과 비교하고, 하기의 수식을 통해 크기 비율을 계산하여 상기 무인이동장치의 경로를 보정하는 것을 특징으로 한다.
'보정각도(D) = 무인이동장치의 경로 방향(b) 및 상기 'A'값이 나온 경로 방향(a) 사이의 각도(d) × A/A+B'
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 상술한 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 본 발명은 지속적으로 노면을 탐사하고 청음 데이터를 수집하며, GPS 및 GIS 정보를 활용하여 상수도 관로를 따라 이동함으로써, 누수가 발생하면 신속하게 감지하고 문제 지점을 정확하게 식별할 수 있다.
또한, 무인이동장치는 인력이나 수동 탐지 시스템보다 효율적으로 상수관망을 모니터링하며, 위험한 환경에서도 작업이 가능하므로, 인력 및 안전 문제를 해결하고, 실시간 감시가 가능하다.
또한, GPS와 GIS 정보를 활용하여 상수도 관로의 위치를 정확하게 추적함으로써 누수 발생 위치를 정확하게 파악할 수 있으므로, 누수 위치를 더 빨리 식별하고 수리에 대한 정확한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 고속푸리에 변환을 활용하여 물소리의 주파수 성분을 분석하고 경로를 보정함으로써 누수 탐지 정확도를 향상시킴은 물론, 노면 재질 및 배관 특성을 고려하여 누수 여부를 정확히 판단할 수 있다.
또한, 본 발명은 인공지능 알고리즘을 활용하여 정상 소리와 누수음을 구별하고 누수 여부를 신속하게 확인하므로, 정확한 누수 탐지를 지원하며, 물 자원 보존과 비용 절감을 실현할 수 있다.
또한, 누수 이력을 제공하는 처리부와 시각화를 위한 디스플레이부를 통해 관리자는 지역별, 구간별, 시간별 및 상수도관의 종류별 등 다양한 관점에서 누수 이력을 확인할 수 있으며, 문제점을 파악하여 더욱 효율적으로 관리할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명인 상수도관 누수 자동 감지 시스템의 일 실시례에 따른 블록 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 무인이동장치의 경로 보정 방법을 나타낸 개념도.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명인 상수도관 누수 자동 감지 시스템의 일 실시례에 따른 블록 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 무인이동장치의 경로 보정 방법을 나타낸 개념도이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명인 상수관망 자율 탐지 시스템을 설명하면 다음과 같다.
본 발명인 상수관망 자율 탐지 시스템은 상수도관이 매설된 지면을 따라 이동하면서 일정 간격마다 노면 청음 데이터를 획득하여 상수도관의 누수 여부 및 누수 위치를 판단하는 상수관망 자율 탐지 시스템에 관한 것으로, 무인이동장치(10), 청음장치(20), 로봇팔(30) 및 제어부(40)를 포함하여 구성되며, 처리부(60)와 디스플레이부(70)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
무인이동장치(10)는 탑재된 배터리로부터 전원을 공급받아 동작하며, GPS(Global Positioning System) 및 매설된 상수도관의 위치정보가 포함된 GIS(Geographic Information System) 정보를 이용하여 매설된 상수도관을 따라 노면을 자율주행할 수 있다.
무인이동장치(10)는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예켠대, 무인이동장치(10)는 상수도관을 따라 이동하기 위한 주행 시스템이 필요하다. 주행 시스템은 몸체 및 몸체에 구비되는 주행 모터, 바퀴 또는 트랙, 주행 제어 알고리즘 등으로 구성될 수 있다.
주행 제어 알고리즘을 통해 무인이동장치(10)는 상수도관을 따라 이동하면서 정확한 위치 및 방향을 유지할 수 있다. 주행 제어 알고리즘은 경로 계획, 위치 추적, 장애물 회피, 속도 및 가속도 제어 및 주행 상태 모니터링 등과 같은 요소들을 조합하여 설계할 수 있다.
주행 제어 알고리즘은 상수도관의 매설 정보와 GIS 데이터를 활용하여 이동할 경로를 계획할 수 있다. 경로 계획은 충분한 커버리지(coverage)를 확보하면서도 효율적인 이동을 위해 최적화될 수 있다.
또한, GPS 모듈을 통해 무인이동장치(10)의 현재 위치를 추적할 수 있다. 이를 기반으로 주행 제어 알고리즘이 무인이동장치(10)의 현재 위치와 목표 위치와의 차이를 계산하고, 정확한 위치 조정을 수행할 수 있다.
또한, 주행 중 장애물을 감지하면 주행 제어 알고리즘에 의해 장애물을 회피하도록 구성할 수도 있다. 이를 위해 거리 센서, 비접촉 센서 또는 이미지 처리 기술 등을 활용할 수 있으며, 이와 관련된 제반 구성 요소를 추가로 더 구성할 수 있다.
주행 제어 알고리즘은 무인이동장치(10)의 속도와 가속도를 조절하여 안정적이고 효율적인 주행을 가능하게 하며, 이를 통해 무인이동장치(10)는 필요한 속도로 상수도관을 따라 이동할 수 있다.
또한, 주행 제어 알고리즘은 주행 상태를 모니터링하여 문제가 발생할 경우 적절한 조치, 예컨대 주행 방향을 조정하거나 비상 정지를 수행할 수 있다.
주행 제어 알고리즘은 위와 같은 요소들을 조합하여 설계될 수 있으며, 이를 통해 무인이동장치(10)는 안전하고 정확한 이동을 수행하여 상수도관 누수 탐지에 필요한 데이터를 획득할 수 있다.
한편, 무인이동장치(10)는 주행 경로 상에 장애물이 감지되면, 이를 우회하도록 경로를 수정하게 되며, 장애물이 감지된 장소에 대한 별도의 위치 정보가 저장될 수 있다. 이때, 장애물이 감지된 장소가 청음장치(20)를 통해 누수음과 관련된 소리 데이터를 취득해야 할 장소라면 별도로 저장된 위치 정보를 통해 추후 장애물이 제거된 후에 소리 데이터를 취득할 수 있다. 또는, 장애물이 감지된 장소를 기준으로 소리 데이터를 취득해야할 장소를 다시 수정할 수 있다. 즉, 소리 데이터를 일정한 간격, 예컨대 0.7m마다 확보해야 하고 장애물이 놓인 장소가 청음장치(20)를 통해 소리 데이터를 측정해야 할 곳이라면, 장애물이 놓인 장소 바로 앞(장애물 전방)에서 소리 데이터를 취득하고, 장애물의 후방에서도 소리 데이터를 취득한 후 주행 경로 상에서 최종적으로 소리 데이터를 취득한 장소부터 다시 0.7m 간격으로 소리 데이터를 취득하도록 수정될 수 있다. 물론, 장애물이 놓인 곳의 면적이 일정 면적, 예컨대 1m 이상이라면 전술한 바와 같이, 장애물이 놓인 장소의 위치 정보를 저장 후 추후 장애물이 제거된 상태에서 소리 데이터를 취득할 수 있다.
또한, 무인이동장치(10)는 배터리를 통해 전력을 공급받을 수 있다. 배터리는 장시간 작동이 가능하도록 충분한 용량으로 구성하는 것이 바람직하다. 또한 배터리의 충전 시스템이 포함될 수 있으며, 필요에 따라 태양광 패널과 같은 타 외부 전원 공급 장치를 이용할 수도 있다.
또한, 무인이동장치(10)는 자신의 위치를 정확하게 추적해야 한다. 이를 위해 GPS(Global Positioning System) 모듈을 탑재하여 위치 정보를 수신하고, GIS(Geographic Information System) 데이터와 연동하여 상수도관의 위치 및 매설 정보를 파악할 수 있다.
무인이동장치(10)는 상수도관의 누수 여부를 판단하기 위해 노면 청음 데이터를 수집해야 한다. 청음 데이터의 수집을 위한 청음장치(20)에 대해서는 후술하기로 한다.
무인이동장치(10)는 제어부(40)를 통해 수집된 데이터를 별도의 메모리에 자체적으로 저장하거나, 수집된 데이터를 전송하기 위한 통신 시스템을 구비할 수 있다. 이를 통해 무인이동장치(10)는 청음 데이터나 위치 정보 등을 외부 시스템과 효율적으로 공유할 수 있다. 통신 방식은 Wi-Fi, 블루투스 등과 같은 무선 통신 또는 이더넷 등과 같은 유선 통신을 사용할 수 있다.
청음장치(20)는 상수도관이 매설된 노면으로부터 청음 데이터를 취득하기 위해 구성될 수 있다.
청음장치(20)는 최소 3개의 청음센서(21)를 포함할 수 있다. 청음센서(21)는 무인이동장치(10)에 연결되어 이동 경로의 노면 하부 누수음을 탐지할 수 있다. 청음센서(21)는 무인이동장치(10)의 이동 경로 진행 방향을 기준으로 정면, 좌측 및 우측에 위치하며, 상기 세 위치에서 동시에 노면과 접촉하여 각각의 청음센서(21)를 통해 노면 하부의 누수음을 측정하고 데이터를 수집할 있다.
청음장치(20)는 무인이동장치(10)에 구비될 수 있으며, 무인이동장치(10)의 이동시 설정된 간격마다 또는 필요한 곳마다 청음 데이터를 취득할 수 있다.
청음센서(21)는 민감도가 높은 마이크로폰 또는 진동 센서 등으로 구성될 수 있다.
청음센서(21)는 노면을 통해 상수도관으로부터 취득되는 누수음 또는 정상음에 대한 소리 데이터만을 취득해야 하지만, 주변 소음에도 노출될 수 있다. 따라서, 주변 소음을 차단하기 위해 인클로저(22, enclosure)가 구비될 수 있다. 청음센서(21)는 내부에 배치되며 주변 소음으로부터 보호되어야 한다. 따라서 청음장치(20)에는 청음센서(21)를 둘러싸면서 주변 소음을 차단하는 인클로저(22)가 포함될 수 있다. 인클로저(22)는 소음 저감 재료로 만들어질 수 있으며, 청음센서(21)의 성능을 향상시킬 수 있다.
인클로저(22)는 청음센서(21)의 감도를 높이고 신호 대 잡음 비율(Signal-to-Noise Ratio, SNR)을 개선하여 정확한 누수음 신호를 분석하는 데 도움을 줄 수 있다.
이를 위해 인클로저(22)의 소음 저감 재료는 다양하게 선택할 수 있다.
먼저, 피복재는 소음을 흡수하거나 반사하여 소음을 감소시키는 역할을 하며, 예컨대 플라스틱, 고무, 폼 등의 유연한 소재는 소음 흡수에 효과적이다.
또한, 피복재 내부에 공간을 형성하고, 이를 채울 수 있는 다양한 물질을 사용하여 소음을 감소시킬 수 있다. 이러한 물질로는 폼, 스폰지, 고무 등을 사용할 수 있다.
또한, 진동 저감재는 소음을 감소시키기 위해 진동을 흡수 또는 감쇠시키는 소재로써, 이러한 소재는 진동이 전달되는 경로에 적용될 수 있으며, 특히 접착재 또는 삽입재 형태로 사용될 수 있다.
음향 재료도 소음을 흡수하고 감쇠시키는데 특화된 재료이며, 예컨대 음향 감쇠 폼, 음향 감쇠 보드, 음향 감쇠 패널 등이 있으며, 주로 소음이 발생하는 표면에 적용할 수 있다.
이외에도 섬유 유리, 기공 섬유 패널, 사운드 프루핑 등 다양한 소음 저감 재료가 있으며, 소음 특성, 응용 분야, 경제성 및 기술적 요구에 따라 다를 수 있으므로, 구체적인 응용 환경과 목적에 맞게 소음 저감 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
인클로저(22)의 하부 둘레 부분에는 내측으로 공간을 형성하면서 노면과의 밀착을 강화할 수 있는 밀착부(미도시)가 구성될 수 있다. 상기 밀착부를 통해 청음장치(20)는 노면과의 밀착접촉력을 확보할 수 있다. 상기 밀착부는 연성 재질로 구성되어 노면과의 밀착력을 강화함으로써, 누수 소리의 전달을 최대화하여 정확한 누수 탐지를 가능하게 할 수 있다. 상기 밀착부는 연성의 주름관 형태로 구성할 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇팔(30)에 결합된 청음장치(20)가 로봇팔(30)의 회동 동작에 의해 노면에 밀착되거나 밀착해제될 수 있다. 이때, 노면과의 밀착시 로봇팔(30)의 회동 동작에 의해 청음장치(20)가 노면과 수직한 방향으로 접촉하는 것이 바람직하나, 노면의 상태에 따라 수직 접촉이 불가할 수 있다. 이에 따라, 청음장치(20)의 노면 밀접촉이 불가할 수 있으나, 노면에 직접 접촉되는 상기 밀착부를 연성의 재질로 구성함으로써 이를 해결할 수 있다.
청음장치(20)는 청음센서(21)를 통해 상수도관의 누수 소리를 적절하게 감지하고 측정하여 누수 여부를 판단하는데 사용할 수 있으며, 인클로저(22)와 상기 밀착부를 통해 센서의 성능을 향상시키고 주변 소음의 영향을 최소화하여 정확한 청음 데이터를 획득할 수 있다.
청음장치(20)는 미도시 하였으나, 신호 증폭기, 신호 처리 장치 및 데이터 저장 및 전송 시스템을 더 구비할 수 있다.
신호 증폭기를 통해 청음센서(21)에서 수집된 신호를 증폭시켜 후속 처리 단계로 전달할 수 있다. 이는 신호의 강도를 증가시켜 분석 및 처리 과정에서의 성능을 향상시켜준다.
또한, 신호 처리 장치를 통해 청음센서에서 수집된 신호를 분석하고 필요한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 주파수 분석, 신호 필터링, 신호 특징 추출 등의 처리가 이루어질 수 있다. 이 단계에서 AI 알고리즘을 활용하여 누수음을 분류하고 탐지하는 과정이 포함될 수 있다.
또한, 데이터 저장 및 전송 시스템은 처리된 누수음 데이터를 저장하고 필요한 경우 전송하는 시스템으로써, 이를 통해 누수 의심 지역에 대한 자세한 분석이 가능하며, 탐지 결과를 시각화하거나 네트워크를 통해 관련자와 공유할 수 있다.
다음으로, 로봇팔(30)은 무인이동장치(10)와 청음장치(20) 상호간을 연결할 수 있다. 이를 위해 로봇팔(30)의 일단부는 무인이동장치(10)에 연결되며, 로봇팔(30)의 타단부는 청음장치(20)에 연결될 수 있다. 로봇팔(30)은 다관절로 구성될 수 있다. 로봇팔(30)의 각 관절은 회전 및 회동 동작을 통해 청음장치(20)를 상수도관이 매설된 노면에 접촉시키거나, 노면에 접촉된 청음장치(20)를 무인이동장치(10)의 자율주행에 간섭되지 않도록 노면으로부터 접촉해제시킬 수 있다.
로봇팔(30)의 각 관절에는, 미도시 하였으나, 모터와 센서가 포함될 수 있다. 모터는 로봇팔(30)의 움직임을 제어하고, 센서는 로봇팔의 위치, 각도, 힘 등의 정보를 감지할 수 있다. 이를 통해 로봇팔(30)은 정확한 위치 제어를 수행하며, 노면과 청음장치(20) 간의 접촉 상태를 감지하여 적절한 액션을 취할 수 있다.
로봇팔(30)은 일단부와 타단부 사이의 연결 구조를 가지며, 이를 통해 무인이동장치(10)에 연결되고 청음장치(20)와의 상호작용을 가능하게 할 수 있다.
로봇팔(30)은 무인이동장치(10)의 이동 경로 진행 방향을 기준으로 무인이동장치(10)로부터 무인이동장치(10)의 정면, 좌측 및 우측의 세 곳으로 각각 연결되어 청음장치(20)와 연결될 수 있다.
한편, 무인이동장치(10)에는 이동 경로의 노면 재질을 파악하기 위한 센싱부(50)를 더 포함할 수 있다.
제어부(40)는 센싱부(50)를 통해 취득된 센싱데이터로부터 노면 재질을 파악하고, 파악된 노면 재질에 따른 외부소음 필터링을 통해 음압 크기를 판단할 수 있다.
노면 재질을 파악하기 위한 센싱부(50)는 이미지 센서, 음향 센서 및 라이다 센서 등 다양한 공지의 센서들을 활용할 수 있으며, 편의상 이미지 센서를 통해 노면 재질을 파악하는 방법을 설명하도록 한다.
즉, 무인이동장치(10)에는 이동 경로의 노면 이미지를 촬영하는 이미지 센서를 포함하는 촬영수단을 더 포함할 수 있다.
촬영수단에는 하나 이상의 카메라가 장착될 수 있다. 카메라는 노면의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지는 후속 처리를 위해 저장될 수 있다. 이를 위해 별도의 메모리(미도시)가 더 구비될 수 있다. 카메라는 다양한 방향으로 조절될 수 있으며, 노면 재질을 정확하게 촬영할 수 있도록 설계될 수 있다.
예컨대, 이미지 센서를 이용하여 이미지의 특징을 추출하고, 노면의 재질을 파악하며, 이를 토대로 외부 소음 필터링을 수행하는 데 사용될 수 있다.
이미지 센서는 노면 이미지를 분석하여 노면의 재질을 파악, 예를 들어, 아스팔트, 비포장 도로, 돌맹이 포장, 혹은 다른 재질인지를 식별할 수 있다.
따라서 이미지 센서는 노면의 재질을 확인하여 누수음에 대한 주파수 특성을 파악하고, 이를 통해 누수 탐지와 외부 소음 필터링을 개선하는 데 기여할 수 있다. 즉, 노면 재질에 따라 누수음의 주파수가 다를 수 있으므로 이미지 센서의 재질 인식 기능은 누수 탐지의 정확도를 향상시킬 수 있다. 촬영된 이미지는 실시간 또는 나중에 분석 및 처리될 수 있다.
제어부(40)는 이미지 센서를 통해 취득된 노면 이미지로부터 노면 재질을 파악하고, 파악된 노면 재질에 따른 외부소음 필터링을 통해 음압 크기를 판단할 수 있다.
제어부(40)는 상기 GPS와 상기 GIS 정보를 기반으로 청음 데이터의 탐지위치, 상수도배관의 크기와 재질 및 상기 노면 이미지를 기반으로 노면 재질을 확인하고, 고속푸리에 변환을 통해 상수도관으로부터 발생된 물소리 관련 주파수만을 이용하여 무인이동장치(10)의 경로를 보정할 수 있다.
제어부(40)는 이미지 센서를 통해 촬영된 노면 이미지를 분석하여 노면의 재질을 파악할 수 있다. 이는 아스팔트, 비포장 도로, 돌맹이 포장 등과 같은 다양한 노면 재질을 식별하는 것을 의미할 수 있다.
파악된 노면 재질을 기반으로 제어부(40)는 외부 소음 필터링을 수행할 수 있다. 외부 소음은 노면에서 발생한 물소리와 혼동될 수 있으며, 특히 노면 재질에 따라 소리의 특성이 다를 수 있다. 따라서 제어부(40)는 노면 재질을 고려하여 정확한 외부 소음을 구별하고 제거할 수 있다. 즉, 해당 노면에 적합한 외부소음 필터링 세팅 변경할 수 있다.
제어부(40)는 정확한 노면 재질 파악과 외부 소음 필터링을 통해 노면 하부의 누수음 데이터에서 음압 크기를 판단할 수 있다. 음압 크기는 누수 음의 세기를 나타내며, 이와 같은 정보를 통해 누수 여부를 판단하고 누수 위치를 정확히 파악할 수 있다.
제어부(40)는 GPS와 GIS 정보를 활용하여 무인이동장치(10)의 현재 위치와 상수도배관의 크기 및 재질을 파악할 수 있다. 제어부(40)는 지리정보데이터(GIS) 기준으로 현 위치의 상수도 배관크기 및 소재 등을 확인하여 해당 위치의 청음을 분석하기 위한 적합한 외부소음 필터링 세팅 변경이 가능하다.
이와 같은 정보를 기반으로 제어부(40)는 고속푸리에 변환을 수행하여 상수도관으로부터 발생한 물소리 관련 주파수만을 추출할 수 있다. 이와 같이 추출된 주파수 정보를 사용하여 무인이동장치(10)의 경로를 보정할 수 있다. 이것은 정확한 누수 위치를 파악하고 누수를 탐지하기 위해 무인이동장치(10)가 이동하는 경로를 조절하는 것을 의미할 수 있다.
즉, 도 2를 참조하면, 상기 제어부(40)는 상기 좌측과 상기 우측에서 취득된 음압 값을 비교 후 큰 값(A)을 상기 정면에서 취득된 음압 값(B)과 비교하고, 하기의 수식을 통해 크기 비율을 계산하여 무인이동장치(10)의 경로를 보정할 수 있다.
보정각도(D) = 무인이동장치의 경로 방향(b) 및 상기 'A'값이 나온 경로 방향(a) 사이의 각도(d) × A/A+B,
예컨대, 'A'가 2pascal이고, 'B'가 1pascal이라면, 무인이동장치(10)의 이동 방향은 중심을 기준으로 'd × 2/3 = 0.66d'로 설정, 즉 도 2에서 무인이동장치(10)에서 B'으로 연결된 빨간색 화살표와 같이 설정될 수 있다.
제어부(40)는 무인이동장치(10)와 로봇팔(30)을 제어하며, 청음장치(20)로부터 청음 데이터를 취득하고 저장할 수 있다.
또한, 제어부(40)에는 누수 탐지 알고리즘이 적용되어 저장된 청음 데이터를 기반으로 상수도관의 누수 여부와 누수 위치를 판단할 수 있다. 물론, 제어부(40)와 통신 네트워크로 연결되는 별도의 서버(도면번호 미기재)에 누수 탐지 알고리즘을 적용할 수도 있을 것이다.
제어부(40)와 서버 간의 데이터 교환은 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 일반적으로는 다음과 같은 클라이언트-서버 아키텍처를 기반으로 데이터를 주고받을 수 있다.
먼저, HTTP(HyperText Transfer Protocol)를 사용하여 데이터를 교환할 수 있다. 제어부(40)는 HTTP 클라이언트 역할을 수행하고, 서버는 HTTP 서버 역할을 수행할 수 있다. 데이터는 HTTP 요청과 응답의 형태로 교환되며, JSON이나 XML과 같은 형식으로 데이터를 인코딩하여 전송할 수 있다.
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)는 경량 메시지 브로커 프로토콜로서, TCP/IP를 기반으로 동작한다. MQTT는 퍼블리셔-서브스크라이버 모델을 사용하여 데이터를 교환할 수 있다. 제어부(40)는 MQTT 클라이언트로 동작하고, 서버는 MQTT 브로커로 동작할 수 있다.
또한, 소켓(Socket)을 사용하여 데이터를 교환할 수 있다. 제어부(40)는 소켓 클라이언트로 동작하고, 서버는 소켓 서버로 동작할 수 있다. TCP/IP를 기반으로 연결을 수립하고, 양방향 데이터 흐름을 확립하여 데이터를 교환할 수 있다.
REST(Representational State Transfer) 아키텍처 스타일을 따르는 RESTful API를 사용하여 데이터를 교환할 수도 있다. 제어부(40)는 HTTP를 통해 RESTful API를 호출하여 데이터를 요청하거나 전송할 수 있다.
또한, USB(Universal Serial Bus)를 통해서도 서버와 제어부(40) 사이의 데이터를 교환할 수 있다.
USB는 데이터 전송을 위해 USB 데이터 전송 프로토콜을 사용한다. USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0/3.1, USB 3.2 등 다양한 버전이 있으며, USB 데이터 전송 프로토콜은 패킷 기반으로 동작하며, 데이터의 안정성과 신뢰성을 보장하기 위해 에러 체크와 재전송 메커니즘 등을 포함할 수 있다.
FireWire는 주로 고속 데이터 전송이 필요한 장치들에 사용되며, USB보다 더 높은 전송 속도와 실시간 데이터 전송 기능을 제공할 수 있다.
Thunderbolt는 하나의 케이블을 통해 전송할 수 있으며, USB와 호환 가능하다. Thunderbolt 3는 USB-C 커넥터를 사용하며, 높은 대역폭과 다중 프로토콜 지원을 제공하여 다양한 장치와의 연결을 지원할 수 있다.
Ethernet은 일반적으로 로컬 네트워크(LAN)에 사용되며, 고속 데이터 전송과 네트워크 기능을 제공할 수 있다. 이더넷은 주로 유선 네트워크에 사용되지만, 최근에는 무선 이더넷(Wi-Fi)도 널리 사용되고 있다.
Bluetooth는 무선 기술을 사용하여 근거리 통신을 지원하는 인터페이스로, 저전력 소비와 간편한 연결 설정 등을 특징으로 하며, 짧은 거리에서 데이터 교환을 위한 개인용 네트워크를 구성할 수 있다.
이외에도 다양한 데이터 통신 인터페이스와 프로토콜이 존재하며, 특정 응용 분야나 장치 종류에 따라 적합한 인터페이스를 선택할 수 있다. 선택한 인터페이스는 장치 간의 호환성과 전송 속도, 기능 요구 사항 등을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
제어부(40)는, 미도시 하였으나, 프로세서 및 제어 회로, 센서 및 데이터 수집 모듈, 통신 모듈, 저장 장치, 알고리즘 및 소프트웨어 등과 같이 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소로 구성될 수 있다.
제어부(40)의 핵심이 되는 프로세서와 제어 회로는 데이터 처리와 알고리즘 실행을 담당할 수 있으며, 누수 탐지 알고리즘을 실행하고 데이터를 분석하여 누수 여부를 판단할 수 있다.
데이터 처리를 통해 입력 데이터를 수집하고 조작하여 유용한 정보를 생성할 수 있다. 제어부(40)의 프로세서와 제어 회로는 데이터 수집, 데이터 전처리, 데이터 분석, 알고리즘 실행 및 결과 생성 등과 같은 데이터 처리 작업을 수행할 수 있다.
데이터 수집은 센서를 통해 환경에서 필요한 데이터를 수집하는 것으로, 예를 들어, 청음장치(20)로부터 노면의 청음 데이터를 수집할 수 있다.
수집된 데이터는 종종 노이즈, 이상치, 누락된 값 등의 문제를 가질 수 있다. 데이터 전처리 단계에서는 이러한 문제를 해결하고 데이터의 품질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 이상치 제거, 결측값 보정, 데이터 정규화 등의 작업을 수행할 수 있다. 데이터 전처리(Data preprocessing)는 데이터를 분석하기 전에 데이터셋을 정제, 변환 및 준비하는 과정으로, 데이터 전처리를 통해 데이터의 품질을 향상시키고 분석 모델의 성능을 향상시킬 수 있다.
데이터 분석은 수집된 데이터를 분석하여 의미 있는 정보를 도출하는 것으로, 이 단계에서는 통계적인 기법, 머신 러닝 알고리즘, 패턴 인식 등을 활용하여 데이터를 해석하고 패턴이나 특징을 식별할 수 있다.
제어부(40) 및/또는 서버의 프로세서는 누수 탐지 알고리즘을 실행할 수 있다. 이 알고리즘은 데이터를 기반으로 누수 여부를 판단하기 위한 로직과 규칙을 포함, 예를 들어, 기계 학습 알고리즘을 사용하여 학습된 모델을 통해 데이터를 분류하고 누수 여부를 예측할 수 있다.
AI를 활용한 청음 데이터 기반의 누수 탐지 알고리즘은 인공지능 기술을 사용하여 누수음 데이터를 분석하고, 누수 여부를 탐지할 수 있다.
누수 탐지 알고리즘은 전문가를 통해 취득된 누수음 데이터에서 특징을 추출하고, 추출된 특징을 기반으로 누수음과 정상음의 레이블이 지정된 데이터셋을 사용하여 인공지능 모델을 학습시키며, 학습된 인공지능 모델을 사용하여 다양한 누수음(이상치)을 테스트하고, 테스트된 결과를 기반으로 누수 여부를 탐지하는 알고리즘으로 구성되며, 상기 알고리즘은 누수 탐지 현장에서 수집된 피드백을 토대로 최적화될 수 있다.
즉, 누수음 데이터에서 특징을 추출하고, 필요한 전처리 작업을 수행할 수 있다. 주파수, 진폭, 지속시간 등과 같은 특징들을 추출하여 데이터를 수치 형태로 변환할 수 있다.
또한, 추출된 특징을 기반으로 인공지능 모델(CNN, MLP, LSTM 등)을 학습시킬 수 있다. 학습 데이터는 누수음과 정상음의 레이블이 지정된 데이터셋을 사용하여 모델을 학습시킬 수 있다.
학습된 모델을 사용하여 다양한 누수음(이상치)을 테스트하고, 이를 기반으로 누수 여부를 탐지할 수 있다. 모델의 성능은 Accuracy, Precision, Specificity, Recall, F1-score 등의 지표를 사용하여 평가될 수 있다.
또한, CNN-LSTM, MLP-CNN 등 결합 모델에 대한 모델 성능평가 및 단일 모델 대비 성능 향상 여부를 분석할 수 있다.
이와 같이 개발된 알고리즘은 실제 누수 탐지 현장에서 적용되어 성능을 검증할 수 있으며, 현장에서 수집된 피드백을 토대로 알고리즘을 개선하고 최적화할 수 있다.
누수 탐지 알고리즘은 AI 기술을 활용하여 누수음과 정상음을 구별하는 데에 중점을 두고 있다. 정확한 누수 탐지를 통해 누수 의심 지역을 식별하고, 이를 시각화 플랫폼을 통해 제공함으로써 관리자들이 누수 현황을 파악하고 유지보수 및 이력 관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 가이드할 수 있다.
또한, 데이터 처리 과정을 통해 얻은 결과는 보고서, 경고 메시지, 시각화 등의 형태로 생성될 수 있다. 누수 여부와 관련된 정보를 시각적으로 표시하거나 의사 결정을 지원하는 결과를 생성할 수 있다.
이러한 데이터 처리 작업을 통해 제어부(40) 및/또는 서버는 수집한 데이터를 분석하고 누수 여부를 판단하여 적절한 조치를 취할 수 있다.
제어부(40)를 구성할 수 있는 센서 및 데이터 수집 모듈은 상수도관 누수 탐지를 위해 필요한 데이터를 수집하는 센서와 관련된 데이터 수집 모듈이 포함될 수 있다. 예를 들어, 청음 데이터 수집을 위한 센서, 위치 정보를 수집하는 GPS 모듈 등이다.
제어부(40)는 무인이동장치(10), 청음장치(20), 로봇팔(30)과의 통신을 위한 통신 모듈이 포함될 수 있으며, 이를 통해 제어부(40)는 다른 구성 요소와 데이터 및 명령을 주고받을 수 있다.
수집된 데이터, 누수 탐지 알고리즘에 대한 모델, 탐지 결과 등을 저장하는 용도로 저장 장치가 사용될 수 있다. 필요한 경우 데이터를 기록하고 분석에 활용할 수도 있다.
제어부(40) 및/또는 서버는 전술한 누수 탐지 알고리즘을 실행하고 데이터를 분석하기 위한 소프트웨어를 포함할 수 있다. 소프트웨어를 이용하여 인공지능 기술을 활용한 누수 탐지 알고리즘, 데이터 처리 및 판단 알고리즘 등이 구현될 수 있다.
제어부(40) 및/또는 서버는 실시간으로 데이터를 처리하고 결정을 내릴 수 있다. 데이터 분석, 알고리즘 실행, 통신 및 제어 기능을 효율적으로 수행하기 위해 충분한 계산 능력과 안정성이 요구되므로, 적합한 하드웨어 및 소프트웨어 요소를 포함하여 제어부를 구성하는 것이 바람직할 것이다.
전술한 일련의 절차를 통해 누수가 발생된 곳은 처리부(60)를 통해 지도 데이터에 표시될 수 있다. 또한, 처리부(60)를 통해 처리된 데이터는 디스플레이부(70)를 통해 시각적으로 나타낼 수 있다.
처리부(60)는 제어부(40)와 일체로 형성되거나, 각각 구성될 수 있다. 처리부(60)를 제어부(40)의 확장 개념으로 이해할 수도 있다.
처리부(60)는 누수가 발생된 위치를 2D, 3D 지도 상 또는 실제 사진 데이터 상에 표시할 수 있다. 이를 위해 누수 위치 정보를 기반으로 표시 알고리즘을 실행하고, 해당 위치를 표시할 수 있다. 예를 들어, 지도 기반 시스템에서는 좌표 변환 및 마커 표시 등의 기술을 사용하여 누수 위치를 디스플레이부(70)를 통해 시각적으로 나타낼 수 있다.
처리부(60)는 누수가 발생된 곳의 이력을 관리하고 저장할 수 있다. 누수 발생 위치, 시간, 구간별 이력 및 상수도관의 종류별, 예컨대 강관, CML-DIP, DIP, CIP, PVC(HI_VP), PE 등의 정보를 저장하여 추후 분석 및 보고에 활용할 수 있다. 이를 통해 관리자는 누수의 발생 패턴을 파악하고 예방 조치를 취할 수 있다.
처리부(60)는 누수가 탐지되면 실시간으로 경고 및 통지를 제공할 수 있다. 경고는 시각적인 경고 메시지, 알림음, 이메일 등 다양한 방식으로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 관리자나 관련 담당자는 빠른 대응 조치를 취할 수 있다.
디스플레이부(70)는 누수 탐지 시스템의 결과를 사용자에게 표시하는 역할을 담당하는 것으로, 다양한 형태의 디스플레이 장치를 활용하여 구성될 수 있다.
디스플레이부(70)는 터치스크린 기술을 활용할 수 있다. 사용자는 터치 입력을 통해 시스템의 결과를 확인하고 조작할 수 있다. 터치스크린은 직관적이고 편리한 인터페이스를 제공하여 사용자와의 상호작용을 간편하게 할 수 있다.
또한, LCD(액정 디스플레이) 또는 LED(발광 다이오드 디스플레이)는 시스템의 결과를 텍스트, 숫자, 그래픽 등으로 표시하는 데 사용될 수 있다. 이러한 디스플레이 장치는 간결하고 가독성이 좋은 정보 표시를 제공할 수 있다.
디스플레이부(70)에는 그래픽 디스플레이 장치가 포함될 수 있다. 그래픽 디스플레이는 누수 발생 위치를 2D 또는 3D 지도 상에 표시하거나 실제 사진 데이터를 표시하는 등의 고급 시각화를 제공할 수 있다. 이를 통해 사용자는 누수 위치를 시각적으로 파악할 수 있다.
디스플레이부(70)는 누수 탐지 시스템의 경고 및 알림 기능을 표시할 수 있다. 예를 들어, 경고 메시지, 알림 아이콘, 경고음 등을 통해 사용자에게 누수 발생을 알리거나 조치를 요구할 수 있다.
디스플레이부(70)는 다중 화면을 지원할 수 있다. 이를 통해 사용자는 동시에 여러 정보를 확인하거나 다양한 시각화 결과를 비교 및 분석할 수 있다.
디스플레이부(70)는 이러한 구성 요소와 기능을 통해 누수 탐지 시스템의 결과를 사용자에게 효과적으로 전달하고 시각화된 정보를 제공할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명은 신속하고 효율적인 누수 탐지를 통해 물 자원 보존과 상수도 배관 관리의 향상을 도모하며, 안정적인 상수관망 운영에 기여할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 무인이동장치 20: 청음장치
21: 청음센서 22: 인클로저
30: 로봇팔 40: 제어부
50: 센싱부 60: 처리부
70: 디스플레이부

Claims (5)

  1. 상수도관이 매설된 지면을 따라 이동하면서 노면으로부터 청음 데이터를 획득하여 상수도관의 누수 여부 및 누수 위치를 판단하는 상수관망 자율 탐지 시스템에 관한 것으로,
    탑재된 배터리로부터 전원을 공급받아 동작하며, GPS(Global Positioning System) 및 매설된 상수도관의 위치정보가 포함된 GIS(Geographic Information System) 정보를 이용하여 매설된 상수도 관로를 따라 노면을 자율주행하는 무인이동장치;
    상기 무인이동장치에 연결되며, 상수도관이 매설된 노면으로부터 적어도 서로 다른 3곳에서 청음 데이터를 취득하는 청음장치;
    상기 무인이동장치와 상기 청음장치 상호간을 연결하며, 상기 청음장치의 노면 탈착 상태를 제어하는 로봇팔; 및
    상기 무인이동장치와 상기 로봇팔을 제어하며, 상기 청음장치로부터 청음 데이터를 취득하고, 취득된 청음 데이터를 분석하여 상수도관으로부터 발생된 물소리의 음압 크기에 따라 상기 무인이동장치의 경로를 보정하는 제어부를 포함하며,
    상기 서로 다른 3곳은,
    상기 무인이동장치의 이동 경로 진행 방향을 기준으로 상기 무인이동장치의 정면, 좌측 및 우측이며, 상기 3곳으로부터 동시에 청음 데이터를 취득하고,
    상기 무인이동장치에 연결되며, 이동 경로의 노면 재질을 파악하기 위한 센싱부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 센싱부를 통해 취득된 센싱데이터로부터 노면 재질을 파악하고, 파악된 노면 재질에 따른 외부소음 필터링을 통해 상기 음압 크기를 판단하며,
    상기 GPS와 상기 GIS 정보를 기반으로 청음 데이터의 탐지위치, 상수도배관의 크기와 재질 및 상기 센싱데이터를 기반으로 상수도관 물소리 주파수 대역만 필터링하여 음압의 크기 비교를 통해 상기 무인이동장치의 경로를 보정하는 상수관망 자율 탐지 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 좌측과 상기 우측에서 취득된 음압 값을 비교 후 큰 값(A)을 상기 정면에서 취득된 음압 값(B)과 비교하고, 하기의 수식을 통해 크기 비율을 계산하여 상기 무인이동장치의 경로를 보정하는 상수관망 자율 탐지 시스템.
    '보정각도(D) = 무인이동장치의 경로 방향(b) 및 상기 'A'값이 나온 경로 방향(a) 사이의 각도(d) × A/A+B'
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JP2008292338A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Mori Engineering:Kk 漏れ検出装置
KR101406507B1 (ko) 2014-03-17 2014-06-11 아이에스테크놀로지 주식회사 음향/압력 복합센서를 구비한 상수도관용 누수감지장치
KR102074462B1 (ko) * 2019-04-24 2020-02-06 주식회사 인트모션 적외선 영상분석을 이용한 싱크홀 탐지시스템 및 이를 이용한 싱크홀 탐지방법
CN212565340U (zh) * 2020-05-15 2021-02-19 西安管畅环保科技有限公司 一种压力管道泄漏检测听音装置

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