KR20130051838A - 융합기술 기반의 저탄장 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

융합기술 기반의 저탄장 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화력 발전소에서 보일러의 연료로 사용되는 저탄장내의 각 종류별 석탄 위치 및 저탄량(재고량)의 정확한 모니터링을 제공하여 효율적인 저탄장 관리가 제공될 수 있도록 하는 융합기술 기반의 저탄장 모니터링 시스템이 개시된다.
본 발명은 저탄장의 위치정보, 저탄장의 영상정보, 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 저탄장의 적외선 영상을 검출하여 데이터수집부에 제공하는 정보입력부; 정보입력부에서 제공되는 각각의 정보를 수집하여 디지털 신호로 변환하여 제어부에 제공하는 데이터수집부; 데이터수집부를 통해 제공되는 저탄장의 영상정보를 3차원 영상으로 생성하고, 레이저 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하며, 저탄장의 위치정보와 3차원 영상 및 체적 데이터를 동기 융합하여 종류별 석탄 위치와 저탄량을 추출하여 추출된 결과를 소정의 형태로 출력하는 제어부; 제어부의 제어에 따라 저탄장의 상태를 설정된 소정의 형식으로 출력하는 출력부; 제어부의 제어에 따라 정보입력부를 이동시켜 저탄장의 각 구간별(구획별)정보의 순차적 입력을 제공하는 구동부를 포함한다.

Description

융합기술 기반의 저탄장 모니터링 시스템 및 방법{COAL STOCKPILE VOLUME MONITORING SYSTEM BASED ON FUSION TECHNOLOGY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 화력 발전소에서 보일러의 연료로 사용되는 저탄장내의 각 종류별 석탄 위치 및 저탄량(재고량)의 정확한 모니터링을 제공하여 효율적인 저탄장 관리가 제공될 수 있도록 하는 융합기술 기반의 저탄장 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전력 생산을 위해 수력발전소, 화력발전소, 원자력발전소, 풍력발전소, 태양광발전소, 조력발전소 등을 포함하는 다양한 종류의 발전소가 제공되고 있으며, 이중에서 화력발전소가 전력 생산의 중추적인 역할을 담당하고 있다.
화력발전소는 통상적으로 화석 연료인 석탄을 주연료로 사용하고 있으며 전력 생산량에 따라 저탄장에 적재된 다양한 형태 및 종류의 석탄을 적절하게 혼합하여 보일러에 공급한다.
국내 석탄 채광산업의 침체에 따라 석탄 수급의 안정성과 전력 생산의 원가절감을 위해 호주, 중국, 러시아, 북한 등으로부터 다양한 종류의 석탄이 수입되고 있다.
화물선으로부터 하역되어 저탄장에 적재된 다양한 종류의 석탄은 리클레이머(Reclaimer)에 의해 컨베이어 벨트에 상탄되어 콜 사일로(Coal Silo)에 저탄되고, 콜 사일로에 저탄된 석탄은 급탄기의 컨베이터 벨트에 상탄되어 미분기를 거쳐 설정된 소정 크기 이하로 분쇄 및 건조된 다음 보일러로 이송되어 연소된다.
화력 발전소에서 전력 생산과 직결되는 석탄의 원활한 수급을 위해서는 저탄장내에 적재된 종류별 석탄의 저탄량(재고량) 파악이 아주 중요하다.
현재 사용되고 있는 저탄장내에 적재된 종류별 저탄량(재고량)의 판단은 작업자의 육안에 의한 측정과 줄자를 이용한 측정에 의해 이루어지고 있어 석탄 종류별 정확한 저탄량(재고량) 파악에 한계가 발생될 수 있으며, 이에 따라 석탄의 수급 불안정을 발생시킬 수 있다.
또한, 다양한 종류의 석탄에 대한 혼탄관리, 저탄량(재고량)관리, 상태관리가 데이터에 의해 체계적이고 과학적인 관리가 이루어지지 않고 있어 수입에 의존하는 다양한 종류별 석탄의 수급 불안정을 유발시킬 수 있다.
그리고, 저탄장내에 적재된 석탄의 종류별 위치 및 석탄의 분리가 수기로 표시되어 작업자의 경험과 감각에 의한 관리가 이루어지므로 보일러에 공급되는 석탄의 효율적 배합 및 혼탄관리에 어려움이 발생될 수 있다.
또한, 저탄장에서 발생되는 질소, 산소 등의 농도를 분석하거나 저탄장의 여러 곳에 심어 놓은 막대 온도계를 작업자가 검사하는 방식으로 자연발화에 의한 화재 발생을 감시하고 있다.
그러나, 저탄장에서 발생되는 질소, 산소의 농도를 분석하는 방법은 넓은 저탄장의 영역을 검출하는데 한계성이 발생될 수 있고, 저탄장의 자연발화 발생 가능성을 추정할 수 없다.
또한, 막대 온도계를 설치하는 방법은 자연발화가 발생된 상태를 즉각적으로 알 수가 없어 진화대응이 지연되고 이에 따라 석탄의 발화 손실이 많이 발생되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로, 그 목적은 화력 발전소에서 보일러의 연료로 사용되는 저탄장내의 각 종류별 석탄 위치 및 저탄량(재고량)의 정확한 모니터링을 제공하여 효율적인 저탄장 관리 및 종류별 석탄의 효율적인 수급 관리를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 저탄장에 적재된 석탄을 열적외선 카메라로 촬영하여 자연발화의 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정하여 조기진화와 석탄의 발화손실이 발생되는 것을 방지하고자 한다.
또한, 본 발명은 GPS수신기로 검출되는 저탄장의 위치정보와 레이저 스캐닝을 통해 추출되는 저탄장 체적정보, 복수개의 CCD카메라의 영상 입력으로 추출되는 저탄장의 3차원 영상정보, 열적외선 카메라를 통해 검출되는 저탄장의 적외선 영상정보를 동기 융합하여 저탄장내에 적재된 각 종류별 석탄 위치와 적재량(재고량)의 판정을 제공하고자 한다.
또한, 저탄장에 반입/반출되는 종류별 석탄의 물량에 대한 종합적인 정보의 분석을 제공하고, 자연발화에 대한 안정성 평가 등을 데이터 베이스로 구축하여 저탄장에 적재된 각 종류별 석탄의 관리에 효율 극대화를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르는 특징은 저탄장의 위치정보, 저탄장의 영상정보, 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 저탄장의 적외선 영상을 검출하여 데이터수집부에 제공하는 정보입력부; 상기 정보입력부에서 제공되는 각각의 정보를 수집하여 디지털 신호로 변환하여 제어부에 제공하는 데이터수집부; 상기 데이터수집부를 통해 제공되는 저탄장의 영상정보를 3차원 영상으로 생성하고, 레이저 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하며, 저탄장의 위치정보와 3차원 영상 및 체적 데이터를 동기 융합하여 종류별 석탄 위치와 저탄량을 추출하여 추출된 결과를 소정의 형태로 출력하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 저탄장의 상태를 설정된 소정의 형식으로 출력하는 출력부; 상기 제어부의 제어에 따라 정보입력부를 이동시켜 저탄장의 각 구간별(구획별)정보의 순차적 입력을 제공하는 구동부를 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템이 제공된다.
상기 정보입력부는 저탄장의 전체 상태를 관측할 수 있는 높이에 설치될 수 있다.
상기 정보입력부는 저탄장에 적재된 석탄을 콜 사일로로 이송시키는 리클레이머의 소정위치에 설치될 수 있다.
상기 정보입력부는 체적정보 추출을 위해 저탄장을 스캐닝하는 레이저 스캐너; GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치정보를 추출하는 GPS수신기; 서로 다른 각도에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하는 적어도 2대 이상의 CCD카메라; 저탄장의 적외선 영상을 입력하는 적외선 카메라를 포함할 수 있다.
상기 정보입력부는 체적정보 추출을 위해 저탄장을 스캐닝하는 레이저 스캐너; GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치정보를 추출하는 GPS수신기; 3차원 영상을 위해 서로 다른 각도에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하는 적어도 2대 이상의 CCD카메라; 저탄장의 적외선 영상을 입력하는 적외선 카메라; 리클레이머의 이동거리를 추출하는 레인지 스캐너; 리클레이머의 회전각도를 추출하는 로터리 엔코더를 포함할 수 있다.
상기 데이터수집부는 버퍼를 포함하며, 제어부에 출력하는 저탄장 정보를 버퍼로 완충시켜 저탄장 정보가 손실되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제어부는 저탄장의 위치정보와 3차원 영상 및 체적 데이터를 동기 융합하고, 융합된 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 종류별 석탄 위치와 저탄량을 추출하여 추출된 결과를 소정의 형태로 출력할 수 있다.
상기 제어부는 저탄장의 위치정보와 3차원 영상 및 체적 데이터의 동기 융합으로 추출한 종류별 석탄 위치와 저탄량을 데이터 베이스로 구축하여 종류별 석탄의 수급관리 및 저탄장 관리, 급탄관리에 적용할 수 있다.
상기 제어부는 저탄장의 위치정보와 3차원 영상 및 적외선 영상을 동기 융합하여 저탄장 전체의 온도상태를 스펙트럼으로 추출하고, 스펙트럼의 분석으로 저탄장의 자연발화 및 자연발화 가능성을 추정하여 결과를 출력할 수 있다.
상기 GPS수신기는 동적측위 정확도를 위해 DGPS측위 방법이 적용될 수 있다.
상기 제어부는 저탄장의 자연발화 혹은 자연발화 가능성이 추정되는 해당 영역에 설치된 스프링 쿨러를 제어하여 물을 분사시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 2대 이상의 CCD카메라로 저탄장의 영상을 입력하고, 레이저 스캐너로 저탄장의 상태를 스캐닝하고, 적외선 카메라로 저탄장의 적외선 영상을 입력하고, GPS수신기로 위치정보를 검출하여 관제장치에 전송하는 현장장치; 원격지의 중앙 통제실에 설치되며, 현장장치에서 제공되는 CCD카메라의 영상에서 저탄장의 3차원 영상으로 추출하고, 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하며, 저탄장의 3차원 영상과 체적 데이터 및 저탄장의 위치정보를 융합한 다음 등고선과 기울기를 매칭시켜 종류별 석탄의 위치와 저탄량을 추출하여 소정의 형태로 출력하여 관제장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템이 제공된다.
상기 현장장치와 관제장치는 LAN 통신이나 RS-232통신 혹은 RF통신중 어느 하나가 적용되어 연결될 수 있다.
상기 현장장치는 저탄장의 소정위치에 설치되어 저탄장 전체를 관측할 수 있는 타워에 설치될 수 있다.
상기 현장장치는 저탄장의 석탄을 콜 사일로에 이송시키는 리클레이머에 설치될 수 있다.
상기 관제장치는 CCD카메라의 영상에서 추출한 저탄장의 3차원 영상과 저탄장의 적외선 영상 및 저탄장의 위치정보를 융합하여 저탄장에 적재된 종류별 석탄의 온도 분석하고, 온도 분석 결과로부터 석탄의 자연발화 및 자연발화 발생 가능성을 추정할 수 있다.
상기 관제장치는 저탄장의 3차원 영상과 체적 데이터, 저탄장의 위치정보, 적외선 영상을 융합하여 추출한 각 종류별 석탄의 종류, 적재량, 자연발화의 정보를 데이터 베이스로 구축하여 석탄 수급관리, 저탄장 관리, 급탄 관리에 적용할 수 있다.
상기 현장장치는 저탄장의 상태를 스캐닝하는 레이저 스캐너; GPS위성의 좌표값을 수신하여 저탄장의 위치정보를 추출하는 GPS수신기; 저탄장의 영상을 서로 다른 각도에서 동시에 입력하는 적어도 2대 이상의 CCD카메라; 저탄장의 적외선 영상을 입력하는 적외선 카메라; 상기 저탄장의 스캐닝 정보, 위치정보, CCD카메라의 영상, 적외선 영상 정보를 수집하여 디지털 신호로 변환하여 제어부에 제공하는 데이터수집부; 상기 데이터수집부에서 제공되는 저탄장의 스캐닝 정보, 위치정보, CCD카메라의 영상, 적외선 영상 정보를 메모리 영역에 각각 저장한 다음 설정된 일정시간 간격 혹은 지정된 시간에 출력시키는 제어부; 상기 제어부에서 제공되는 정보를 설정된 통신방식으로 관제장치에 전송하는 송수신부를 포함할 수 있다.
상기 현장장치는 저탄장의 각 구간별(구획별) 정보의 순차적 입력을 위해 제어부에 제어신호에 따라 상기 레이저 스캐너, CCD카메라, 적외선 카메라를 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 특징은 리클레이머의 소정위치에 설치되어 저탄장의 상태를 스캐닝하는 레이저 스캐너; 리클레이머의 소정위치에 설치되어 GPS위성에서 제공되는 좌표값을 수신하여 저탄장의 위치를 추출하는 GPS수신기; 리클레이머의 소정위치에 설치되어 저탄장의 영상을 서로 다른 각도에서 입력하는 2대 이상의 CCD카메라; 리클레이머의 소정위치에 설치되어 저탄장의 적외선 영상을 입력하는 적외선 카메라; 리클레이머의 전방 소정위치에 설치되어 리클레이머의 이동거리를 검출하는 레인지 스캐너; 리클레이머의 회전부에 설치되어 리클레이머의 회전각도를 검출하는 로터리 엔코더; 상기 저탄장의 스캐닝 정보, GPS 위치정보, CCD카메라 영상정보, 적외선 영상정보, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도를 수집하여 디지털 신호로 변환한 다음 제어부에 제공하는 데이터수집부; 상기 데이터수집부에서 제공되는 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하고, CCD카메라의 영상정보를 3차원 영상으로 생성하고, 리클레이머의 이동거리와 회전각도 및 GPS 위치정보를 분석하여 저탄장의 위치를 추출하고, 상기 저탄장의 체적 데이터와 3차원 영상, 적외선 영상 및 위치를 융합하여 종류별 석탄의 위치와 저탄량, 자연발화여부 및 자연발화 가능성을 추출하는 제어부를 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템이 제공된다.
그리고, 저탄장의 제어부의 제어에 따라 레이저 스캐너, CCD카메라, 적외선 카메라를 작동시켜 저탄장의 각 구간별(구획별)정보의 순차적 입력을 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 특징은 적어도 2대 이상의 CCD카메라를 이용한 저탄장의 3차원 영상, GPS정보의 저탄장 위치, 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 저탄장의 적외선 영상을 수집하는 과정; 저탄장의 3차원 영상과 레이저 스캐닝 정보에서 추출한 저탄장의 체적 데이터 및 저탄장의 위치를 융합하고 등고선 및 기울기를 매칭시켜 종류별 석탄 위치와 적재량을 추출하는 과정; 종류별 석탄 위치와 적재량의 추출 결과를 소정의 형식으로 출력하고, 데이터 베이스로 구축하여 석탄 수급관리, 급탄관리, 저탄장 관리에 적용하는 과정을 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링방법이 제공된다.
상기 저탄장의 3차원 영상과 저탄장의 위치 및 적외선 영상을 융합하여 저탄장의 자연발화 및 자연발화 발생 가능성을 추정할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 특징은 적어도 2대 이상의 CCD카메라를 이용한 저탄장의 3차원 영상, GPS의 위치정보, 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 저탄장의 적외선 영상, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도를 수집하는 과정; GPS의 위치정보와 리클레이머의 이동거리 및 리클레이머의 회전각도를 융합하여 저탄장의 위치를 추출하는 과정; 레이저 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하고, 상기 저탄장의 위치와 저탄장의 체적 데이터 및 저탄장의 3차워 영상, 적외선 영상을 융합하여 종류별 석탄 위치와 적재량, 자연발화 혹은 자연발화 가능성을 추출하는 과정; 종류별 석탄 위치와 적재량, 자연발화 혹은 자연발화 가능성에 대한 추출 결과를 소정의 형식으로 출력하고, 데이터 베이스로 구축하여 석탄 수급관리, 급탄관리, 저탄장 관리에 적용하는 과정을 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링방법이 제공된다.
이와 같이 본 발명은 복수개의 CCD카메라를 이용한 저탄장의 3차원 영상, 레이저 스캐닝을 통한 저탄장의 체적, GPS수신기를 이용한 저탄장의 위치, 적외선 카메라를 이용한 저탄장의 온도를 검출한 다음 동기 융합하여 석탄 종류별 적재량(재고량)과 적재위치를 파악할 수 있고 자연발화를 조기에 감지 할 수 있는 저탄장 통합 모니터링을 통해 각 종류별 석탄의 효율적인 수급 관리 및 체계적이고 과학적인 저탄장 관리를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 저장탄 통합 모니터링을 통해 보일러로 공급되는 상탄시간의 절감을 제공할 수 있으며, 체계적인 석탄량의 공급으로 안정적인 전력 생산을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정할 수 있어 조기진화와 석탄의 발화손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 저탄장에 반입/반출되는 종류별 석탄의 물량에 대한 종합적인 정보의 분석과 자연발화에 대한 안정성 평가 등을 데이터 베이스로 구축하여 저탄장에 적재된 각 종류별 석탄의 관리에 효율 극대화를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템에서 측정장치가 설치되는 리클레이머의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 절차를 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 절차를 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링에서 저탄장 3차원 영상에 등고선 및 기울기의 매칭을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템은 정보입력부(110)와 데이터수집부(120), 제어부(130), 출력부(140) 및 구동부(150)를 포함한다.
정보입력부(110)는 저탄장의 위치와 영상, 체적, 온도 등의 정보를 검출하여 그에 대한 정보를 데이터수집부(120)에 제공한다.
상기 정보입력부(110)는 저탄장 전체의 정보를 관측할 수 있도록 저탄장의 소정 위치에 타워로 설치될 수 있다.
상기 정보입력부(110)는 레이저 스캐너(111)와 GPS수신기(112), 제1CCD카메라(113), 제2CCD카메라(114) 및 적외선 카메라(115)를 포함한다.
레이저 스캐너(111)는 저탄장의 상태를 스캐닝하여 체적 정보의 추출이 가능하도록 한다.
GPS수신기(112)는 GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치 정보를 추출한다.
상기 GPS수신기(112)는 동적 측위 정확도의 오차율이 가장 적은 DGPS측위 방법이 적용될 수 있으며, GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 기준점과 관측지점의 위치를 추출하고 거리차에 따른 상대위치를 검출하여 저탄장의 위치를 추출할 수 있다.
제1CCD카메라(113)와 제2CCD카메라(114)는 서로 다른 방향에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하여 3차원 영상의 추출이 가능하도록 한다.
상기 제1CCD카메(113)와 제2CCD카메라(114) 대신에 입체 영상을 촬영할 수 있는 영상입력장치로 대체될 수 있으며, 바람직하게는 2대 이상의 CCD카메라를 적용하여 서로 다른 각도에서 영상을 입력하여 3차원 영상을 추출할 수 있는 방법이 적용된다.
적외선 카메라(115)는 저탄장을 적외선 영상으로 입력하여 저탄장의 온도 변화 및 온도상태를 추출할 수 있도록 한다.
데이터수집부(120)는 정보입력부(110)에서 아날로그 신호로 입력되는 레이저 스캐닝 데이터, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상을 각각 수집한 다음 데이터 분석을 위해 디지털 신호로 변환하여 제어부(130)에 인가한다.
상기 데이터수집부(120)는 버퍼를 포함하며, 정보입력부(110)에서 수집된 정보를 제어부(130)에 출력하는 과정에서 출력되는 각각 정보를 버퍼로 완충시켜 정보의 손실이 발생되지 않도록 한다.
제어부(130)는 데이터수집부(120)에서 제공되는 제1CCD카메라(113)와 제2CCD카메라(114)의 영상정보로부터 저탄장의 3차원 영상을 추출하고, 레이저 스캐닝 데이터에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하며, GPS수신기(112)의 정보로부터 위치정보를 추출한 다음 융합하여 저탄장의 3차원 영상을 생성한다.
그리고, 제어부(130)는 저탄장의 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 추출하고, 추출된 결과를 출력부(140)를 통해 소정의 형태로 출력하여 준다.
상기 제어부(130)는 3차원 영상분석으로 추출한 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리 및 체계적이고 과학적인 저탄장 관리가 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 저장탄의 각 종류별 석탄의 위치 및 저탄량(재고량)을 기반으로 보일러로 공급되는 석탄량을 체계적으로 관리하여 안정적인 전력 생산을 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 생성된 저탄장의 3차원 영상에 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정한다.
출력부(140)는 상기 제어부(130)에서 인가되는 제어신호에 따라 저탄장의 모니터링 결과를 모니터에 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성을 제공한다.
상기 출력부(140)는 모니터와 프린터를 포함한다.
구동부(150)는 상기 제어부(130)의 제어신호에 따라 정보입력부(110)를 이동시켜 저탄장의 각 구간별(구획별) 정보가 순차적으로 입력될 수 있도록 한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.
본 발명에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템이 활성화되면 정보입력부(110)는 저탄장의 위치와 영상, 체적, 온도 등의 정보를 검출하여 데이터수집부(120)에 제공한다.
즉, 정보입력부(110)에 구성되는 레이저 스캐너(111)는 저탄장의 상태를 스캐닝하여 데이터수집부(120)에 제공하고, GPS수신기(112)는 GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치 정보를 추출한 다음 데이터수집부(120)에 제공한다.
그리고, 제1CCD카메라(113)와 제2CCD카메라(114)는 서로 다른 방향에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하여 데이터수집부(120)에 제공하고, 적외선 카메라(115)는 저탄장을 적외선 영상으로 입력하여 데이터수집부(120)에 제공한다.
상기 정보입력부(110)는 제어부(130)의 제어를 받는 구동부(150)에 의해 작동되어 영상의 입력각도 및 범위가 조정되어 저탄장의 각 구간별(구획별) 정보가 순차적으로 입력된다.
데이터수집부(120)는 정보입력부(110)에서 아날로그 신호로 입력되는 레이저 스캐닝 데이터, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상을 각각 수집한 다음 데이터 분석을 위해 디지털 신호로 변환하여 제어부(130)에 인가한다.
이때, 데이터수집부(120)는 정보입력부(110)에서 수집된 정보를 제어부(130)에 출력하는 과정에서 출력되는 각각 정보를 버퍼로 완충시켜 정보의 손실이 발생되지 않도록 한다.
제어부(130)는 데이터수집부(120)에서 제공되는 제1CCD카메라(113)와 제2CCD카메라(114)의 영상정보로부터 저탄장의 3차원 영상을 추출하고, 레이저 스캐닝 데이터에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하며, GPS수신기(112)의 정보로부터 위치정보를 추출한 다음 융합하여 저탄장의 3차원 영상을 생성한다.
그리고, 상기 제어부(130)는 저탄장의 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 추출하고, 추출된 저탄장의 모니터링 결과를 출력부(140)를 통해 모니터에 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성을 제공한다.
또한, 상기 제어부(130)는 3차원 영상으로 모니터링한 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리 및 체계적이고 과학적인 저탄장 관리가 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 저장탄의 각 종류별 석탄의 위치 및 저탄량(재고량)을 기반으로 보일러로 공급되는 석탄량을 체계적으로 관리하여 안정적인 전력 생산을 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 생성된 저탄장의 3차원 영상에 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정하여 그에 대한 결과를 출력부(140)를 통해 소정의 방식으로 출력하여 자연발화에 대하여 신속한 조기진화를 제공할 수 있다.
그리고, 자연발화가 예측되는 경우 해당 지역에 스프링 쿨러 등을 이용하여 물을 분사함으로써, 자연발화가 발생되지 않도록 하여 발화 손실이 발생되지 않도록 하며, 시설물에 대한 안전을 확보하여 준다.
이상과 같이 본 발명은 3차원 영상 분석을 이용한 저탄장 모니터링으로 석탄 종류별 적재량(재고량)과 적재위치를 파악할 수 있고 자연발화를 조기에 감지 할 수 있어 각 종류별 석탄의 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 체계적인 석탄량 공급 관리로 안정적인 전력 생산을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템은 현장장치(A)와 관제장치(B)로 구성되며, 현장장치(A)와 관제장치(B)는 설정된 소정의 통신방식으로 연결된다.
상기 현장장치(A)와 관제장치(B)는 네트워크(LAN), RS-232 등을 포함하는 유선통신이나 RF 등의 무선통신으로 연결될 수 있다.
현장장치(A)는 저탄장 전체의 정보를 관측할 수 있는 높이의 타워에 설치되어 저탄장의 위치정보와 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 적어도 2개 이상의 영상, 저탄장의 스캐닝 정보, 저탄장의 열적외선 정보를 검출한 다음 설정된 소정방식의 통신으로 관제장치(B)에 전송한다.
관제장치(B)는 원격지의 중앙 통제실에 설치되는 관리 및 분석 시스템을 구성될 수 있다.
관제장치(B)는 현장장치(A)에서 제공되는 2개 이상의 영상정보에서 저탄장의 3차원 영상을 추출하고, 저탄장의 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하여 저탄장의 위치정보와 융합하여 저탄장의 3차원 영상을 생성한다.
그리고, 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 추출하고, 추출된 저탄장의 모니터링 결과를 모니터에 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성을 제공한다.
또한, 상기 관제장치(B)는 3차원 영상으로 모니터링한 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 보일러로 공급되는 석탄량 관리 등을 제공하여 안정적인 전력 생산이 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 관제장치(B)는 저탄장의 3차원 영상에 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정한다.
상기와 같이 현장장치(A)는 저탄장의 정보를 수집하고, 관제장치(B)는 수집된 저탄장의 정보를 분석하여 3차원 영상을 생성하여 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량), 자연발화의 발생여부 및 발생 가능성의 추정을 실행한다.
또한, 상기 현장장치(A)와 관제장치(B)의 통신에서 트래픽 이상으로 데이터 손실이 발생될 수 있으므로, 현장장치(A)에서 저탄장의 정보 수집, 3차원 영상 생성, 3차원 영상을 분석하여 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량) 판정, 자연발화의 발생여부 및 발생 가능성을 추정하는 전반적인 모니터링 동작을 실행하고, 모니터링 결과만을 관제장치(B)에 전송하는 동작도 본 발명의 범위에 포함된다.
상기 현장장치(A)의 구성은 다음과 같다.
현장장치(A)는 레이저 스캐너(211)와 GPS수신기(212), 제1CCD카메라(213), 제2CCD카메라(214) 및 적외선 카메라(215)를 포함하는 정보입력부(210), 데이터수집부(220), 제어부(230), 송수신부(240) 및 구동부(250)를 포함한다.
상기 정보입력부(210)의 레이저 스캐너(211)는 저탄장의 상태를 스캐닝하여 체적 정보의 추출이 가능하도록 한다.
GPS수신기(212)는 GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치 정보를 추출한다.
상기 GPS수신기(212)는 동적 측위 정확도의 오차율이 가장 적은 DGPS측위 방법이 적용될 수 있으며, GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 기준점과 관측지점의 위치를 추출하고 거리차에 따른 상대위치를 검출하여 저탄장의 위치를 추출할 수 있다.
제1CCD카메라(213)와 제2CCD카메라(214)는 서로 다른 방향에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하여 3차원 영상의 추출이 가능하도록 한다.
상기 제1CCD카메(213)와 제2CCD카메라(214) 대신에 입체 영상을 촬영할 수 있는 영상입력장치로 대체될 수 있으며, 바람직하게는 2대 이상의 CCD카메라를 적용하여 서로 다른 각도에서 영상을 입력하여 3차원 영상을 추출할 수 있는 방법이 적용된다.
적외선 카메라(215)는 저탄장을 적외선 영상으로 입력하여 저탄장의 온도 변화 및 온도상태를 추출할 수 있도록 한다.
데이터수집부(220)는 정보입력부(210)에서 아날로그 신호로 입력되는 레이저 스캐닝 데이터, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상을 각각 수집한 다음 데이터 분석을 위해 디지털 신호로 변환하여 제어부(230)에 인가한다.
상기 데이터수집부(220)는 버퍼를 포함하며, 정보입력부(210)에서 수집된 정보를 제어부(230)에 출력하는 과정에서 출력되는 각각 정보를 버퍼로 완충시켜 정보의 손실이 발생되지 않도록 한다.
제어부(230)는 데이터수집부(220)에서 제공되는 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상을 메모리 영역에 각각 저장한 다음 설정된 일정시간 간격 혹은 지정된 시간에 송수신부(240)에 전송한다.
따라서, 송수신부(240)는 제어부(230)에서 제공되는 정보를 설정된 통신방식으로 연결되는 관제장치(B)에 전송하여 융합기술의 기반으로 저탄장 제반적인 상태에 대하여 모니터링이 제공될 수 있도록 한다.
구동부(250)는 상기 제어부(230)의 제어신호에 따라 정보입력부(210)를 이동시켜 저탄장의 각 구간별(구획별) 정보가 순차적으로 입력될 수 있도록 한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.
본 발명에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템이 활성화되면 레이저 스캐너(211)는 저탄장의 상태를 스캐닝하여 데이터수집부(220)에 제공하고, GPS수신기(212)는 GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치 정보를 추출한 다음 데이터수집부(220)에 제공한다.
그리고, 제1CCD카메라(213)와 제2CCD카메라(214)는 서로 다른 방향에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하여 데이터수집부(220)에 제공하고, 적외선 카메라(215)는 저탄장을 적외선 영상으로 입력하여 데이터수집부(220)에 제공한다.
이때, 제어부(300)의 제어를 받는 구동부(500)에 의해 레이저 스캐너(211),제1CCD카메라(213), 제2CCD카메라(214), 적외선 카메라(215)의 입력각도 및 범위가 조정되어 저탄장의 각 구간별(구획별) 정보가 순차적으로 입력된다.
데이터수집부(220)는 정보입력부(210)에서 아날로그 신호로 입력되는 레이저 스캐닝 데이터, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상을 각각 수집한 다음 디지털 신호로 변환하여 제어부(230)에 인가한다.
제어부(230)는 데이터수집부(220)에서 제공되는 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상을 메모리 영역에 각각 저장한 다음 설정된 일정시간 간격 혹은 지정된 시간에 송수신부(240)에 전송한다.
따라서, 송수신부(240)는 제어부(230)에서 제공되는 정보를 설정된 통신방식으로 연결되는 관제장치(B)에 전송하여 융합기술의 기반으로 저탄장 제반적인 상태에 대하여 모니터링이 제공될 수 있도록 한다.
상기와 같이 현장장치(A)로부터 저탄장의 정보를 수신한 관제장치(B)는 2개 이상의 영상정보에서 저탄장의 3차원 영상을 추출하고, 저탄장의 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하여 저탄장의 위치정보와 융합하여 저탄장의 3차원 영상을 생성한다.
그리고, 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 추출하고, 추출된 저탄장의 모니터링 결과를 모니터에 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성을 제공한다.
또한, 상기 관제장치(B)는 3차원 영상으로 모니터링한 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 보일러로 공급되는 석탄량 관리 등을 제공하여 안정적인 전력 생산이 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 관제장치(B)는 저탄장의 3차원 영상에 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정하여 자연발화에 대하여 신속한 조기진화를 제공한다.
그리고, 자연발화가 예측되는 경우 해당 지역에 스프링 쿨러 등을 이용하여 물을 분사함으로써, 자연발화가 발생되지 않도록 하여 발화 손실이 발생되지 않도록 하며, 시설물에 대한 안전을 확보하여 준다.
이상과 같이 본 발명은 3차원 영상 분석을 이용한 저탄장 모니터링으로 석탄 종류별 적재량(재고량)과 적재위치를 파악할 수 있고 자연발화를 조기에 감지 할 수 있어 각 종류별 석탄의 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 체계적인 석탄량 공급 관리로 안정적인 전력 생산을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템은 정보입력부(310)와 데이터수집부(320), 제어부(330) 및 출력부(340)를 포함한다.
정보입력부(310)는 저탄장에 적재된 석탄을 콜 사일로로 이송시키는 리클레이머의 소정 위치에 각각 장착되어 저탄장의 위치와 영상, 체적, 온도, 리클레이머의 회전각도, 리클레이머의 이동거리 등의 정보를 검출하여 데이터수집부(320)에 제공한다.
상기 정보입력부(310)는 레이저 스캐너(311)와 GPS수신기(312), 제1CCD카메라(313), 제2CCD카메라(314), 적외선 카메라(315), 레인지 스캐너(316) 및 로터리 엔코더(317)를 포함한다.
레이저 스캐너(311)는 도 5에 도시된 리클레이머의 붐대(803) 소정 위치, 예를 들어 버켓(802)의 근접하게 설치되어 저탄장의 상태를 스캐닝한다.
GPS수신기(312)는 도 5에 도시된 리클레이머의 운전탑(805)에 설치되어 GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치 정보를 추출한다.
상기 GPS수신기(312)는 동적 측위 정확도의 오차율이 가장 적은 DGPS측위 방법이 적용될 수 있으며, GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 기준점과 관측지점의 위치를 추출하고 거리차에 따른 상대위치를 검출하여 저탄장의 위치를 추출할 수 있다.
제1CCD카메라(313)와 제2CCD카메라(314)는 도 5에 도시된 리클레이머의 운전탑(805)에 설치되어 서로 다른 방향에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하여 3차원 영상의 추출이 가능하도록 한다.
상기 제1CCD카메(313)와 제2CCD카메라(314) 대신에 입체 영상을 촬영할 수 있는 영상입력장치로 대체될 수 있으며, 바람직하게는 2대 이상의 CCD카메라를 적용하여 서로 다른 각도에서 영상을 입력하여 3차원 영상을 추출할 수 있는 방법이 적용된다.
적외선 카메라(315)는 도 5에 도시된 리클레이머의 붐대(803) 소정 위치, 예를 들어 버켓(802)에 근접하게 설치되어 저탄장의 적외선 영상으로 입력한다.
레인지 스캐너(316)는 도 5에 도시된 리클레이머의 무한궤도(806) 전방 소정 위치에 설치되어 리클레이머의 이동거리를 검출한다.
로터리 엔코더(3170는 도 5에 도시된 리클레이머의 회전부(804)에 설치되어 리클레이머의 회전각도를 검출한다.
상기 정보입력부(310)를 구성하는 각 요소의 설치위치는 일 예시로, 이에 한정되지 않고 설계에 따라 리클레이머의 다양한 위치에 각각 설치될 수 있다.
데이터수집부(320)는 정보입력부(310)에서 아날로그 신호로 입력되는 레이저 스캐닝 데이터, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상을 각각 수집한 다음 데이터 분석을 위해 디지털 신호로 변환하여 제어부(330)에 인가한다.
상기 데이터수집부(320)는 버퍼를 포함하며, 정보입력부(310)에서 수집된 정보를 제어부(330)에 출력하는 과정에서 출력되는 각각 정보를 버퍼로 완충시켜 정보의 손실이 발생되지 않도록 한다.
제어부(330)는 데이터수집부(320)에서 제공되는 제1CCD카메라(313)와 제2CCD카메라(314)의 영상정보로부터 저탄장의 3차원 영상을 추출하고, 레이저 스캐닝 데이터에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하고, GPS수신기(312)의 정보로부터 위치정보를 추출하고, 레인지 스캐너(316)의 정보로부터 리클레이머의 이동거리를 추출하고, 로터리 엔코더(317)의 정보로부터 리클레이머의 회전각도를 추출한 다음 각 정보를 융합하여 저탄장의 3차원 영상을 생성한다.
그리고, 생성된 저탄장의 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 추출하고, 추출된 결과를 출력부(340)를 통해 소정의 형태로 출력하여 준다.
또한, 상기 제어부(330)는 생성된 3차원 영상의 분석으로 추출한 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리 및 체계적이고 과학적인 저탄장 관리가 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(330)는 저장탄의 각 종류별 석탄의 위치 및 저탄량(재고량)을 기반으로 보일러로 공급되는 석탄량을 체계적으로 관리하여 안정적인 전력 생산을 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(330)는 저탄장의 3차원 영상에 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정한다.
출력부(340)는 모니터와 프린터를 포함하며, 상기 제어부(330)에서 인가되는 제어신호에 따라 저탄장의 모니터링 결과를 모니터에 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성을 제공한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.
본 발명에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템이 활성화되면 도 5에 도시된 리클레이머의 붐대(803)에 설치되는 레이저 스캐너(311)는 저탄장의 상태를 스캐닝하여 데이터수집부(320)에 제공하고, 도 5에 도시된 리클레이머의 운전탑(805)에 설치되는 GPS수신기(312)는 GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치 정보를 추출한 다음 데이터수집부(320)에 제공한다.
그리고, 도 5에 도시된 리클레이머의 운전탑(805)에 설치되는 제1CCD카메라(313)와 제2CCD카메라(314)는 서로 다른 방향에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하여 데이터수집부(320)에 제공하고, 도 5에 도시된 리클레이머의 붐대(803)에 설치되는 적외선 카메라(315)는 저탄장을 적외선 영상으로 입력하여 데이터수집부(320)에 제공한다.
또한, 도 5에 도시된 리클레이머의 무한궤도(806)의 전방에 설치되는 레인지 스캐너(3160는 리클레이머의 이동거리를 검출하여 데이터수집부(320)에 제공하고, 도 5에 도시된 리클레이머의 회전부(804)에 설치되는 로터리 엔코더(317)는 리클레이머의 회전각도를 검출하여 데이터수집부(320)에 제공한다.
데이터수집부(320)는 정보입력부(310)에서 아날로그 신호로 입력되는 레이저 스캐닝 데이터, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도의 정보를 수집한 다음 데이터 분석을 위해 디지털 신호로 변환하여 제어부(330)에 인가한다.
이때, 데이터수집부(320)는 수집된 정보를 제어부(330)에 출력하는 과정에서 출력되는 각각 정보를 버퍼로 완충시켜 정보의 손실이 발생되지 않도록 한다.
제어부(330)는 데이터수집부(320)에서 제공되는 제1CCD카메라(313)와 제2CCD카메라(314)의 영상정보로부터 저탄장의 3차원 영상을 추출하고, 레이저 스캐닝 데이터에서 저탄장의 체적 데이터를 추출한다.
그리고, 제어부(330)는 GPS수신기(312)의 정보와 레인지 스캐너(316)에서 제공되는 리클레이머의 이동거리, 로터리 엔코더(317)에서 제공되는 리클레이머의 회전각도를 적용하여 저탄장의 정확한 위치정보를 추출한다.
이후, 상기 제어부(330)는 영상정보에서 추출한 저탄장의 3차원 영상과 체적 데이터 및 위치정보를 융합한 다음 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 추출하고, 추출된 모니터링 결과를 출력부(340)로 구성되는 모니터를 통해 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성을 제공한다.
또한, 상기 제어부(330)는 3차원 영상으로 추출한 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리 및 체계적이고 과학적인 저탄장 관리가 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(330)는 저장탄의 각 종류별 석탄의 위치 및 저탄량(재고량)을 기반으로 보일러로 공급되는 석탄량을 체계적으로 관리하여 안정적인 전력 생산을 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(330)는 생성된 저탄장의 3차원 영상에 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정하여 그에 대한 결과를 출력부(340)를 통해 소정의 방식으로 출력하여 자연발화에 대하여 신속한 조기진화를 제공할 수 있다.
그리고, 자연발화가 예측되는 경우 해당 지역에 스프링 쿨러 등을 이용하여 물을 분사함으로써, 자연발화가 발생되지 않도록 하여 발화 손실이 발생되지 않도록 하며, 시설물에 대한 안전을 확보하여 준다.
이상과 같이 본 발명은 리클레이머에 저탄장의 정보를 입력하는 장치를 설치하고, 입력된 정보의 3차원 영상분석으로 저탄장의 석탄 종류별 적재량(재고량)과 적재위치를 파악할 수 있고 자연발화를 조기에 감지 할 수 있어 각 종류별 석탄의 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 체계적인 석탄량 공급 관리로 안정적인 전력 생산을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템은 현장장치(A1)와 관제장치(B1)로 구성되며, 현장장치(A1)와 관제장치(B1)는 설정된 소정의 통신방식으로 연결된다.
상기 현장장치(A1)는 저탄장에 적재된 석탄을 콜 사일로로 이동시키는 도 5에 도시된 리클레이머의 소정 위치에 설치되고, 관제장치(B1)는 중앙통제실에 설치되어 네트워크(LAN), RS-232 등을 포함하는 유선통신이나 RF 등의 무선통신으로 연결될 수 있다.
현장장치(A1)는 도 5에 도시된 리클레이머의 소정 위치에 설치되어 저탄장의 위치정보와 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 적어도 2개 이상의 영상, 저탄장의 스캐닝 정보, 저탄장의 열적외선 정보, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도를 검출한 다음 설정된 소정방식의 통신으로 관제장치(B1)에 전송한다.
관제장치(B1)는 현장장치(A1)에서 제공되는 2개 이상의 영상정보에서 저탄장의 3차원 영상을 추출하고, 저탄장의 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출한다.
그리고, 관제장치(B1)는 리클레이머의 이동거리와 회전각도 및 저탄장의 GPS위치정보를 융합하여 저탄장의 정확한 위치정보를 추출한다.
이후, 관제장치(B1)는 저탄장의 3차원 영상과 체적 데이터 및 위치정보를 융합한 다음 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 추출하고, 추출된 저탄장의 모니터링 결과를 모니터에 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성을 제공한다.
또한, 상기 관제장치(B1)는 3차원 영상의 분석으로 추출한 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 보일러로 공급되는 석탄량 관리 등을 제공하여 안정적인 전력 생산이 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 관제장치(B1)는 위치정보와 융합된 저탄장의 3차원 영상에 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정한다.
상기와 같이 현장장치(A1)는 저탄장의 정보를 수집하고, 관제장치(B1)는 수집된 저탄장의 정보를 분석하여 3차원 영상을 생성하고 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량), 자연발화의 발생여부 및 발생 가능성의 추정을 실행한다.
또한, 상기 현장장치(A1)와 관제장치(B1)의 통신에서 트래픽 이상으로 데이터 손실이 발생될 수 있으므로, 현장장치(A1)에서 저탄장의 정보 수집, 3차원 영상 생성, 3차원 영상을 분석하여 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량) 판정, 자연발화의 발생여부 및 발생 가능성을 추정하는 전반적인 모니터링 동작을 실행하고, 모니터링 결과만을 관제장치(B1)에 전송하는 동작도 본 발명의 범위에 포함된다.
상기 현장장치(A1)의 구성은 다음과 같다.
현장장치(A1)는 레이저 스캐너(411)와 GPS수신기(412), 제1CCD카메라(413), 제2CCD카메라(414), 적외선 카메라(415), 레인지 스캐너(416) 및 로터리 엔코더(417)로 구성되는 정보입력부(410), 데이터수집부(420), 제어부(430), 송수신부(440)를 포함한다.
레이저 스캐너(411)는 도 5에 도시된 리클레이머의 붐대(803) 소정 위치, 예를 들어 버켓(802)의 근접하게 설치되어 저탄장의 상태를 스캐닝한다.
GPS수신기(412)는 도 5에 도시된 리클레이머의 운전탑(805)에 설치되어 GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치 정보를 추출한다.
상기 GPS수신기(412)는 동적 측위 정확도의 오차율이 가장 적은 DGPS측위 방법이 적용될 수 있으며, GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 기준점과 관측지점의 위치를 추출하고 거리차에 따른 상대위치를 검출하여 저탄장의 위치를 추출할 수 있다.
제1CCD카메라(413)와 제2CCD카메라(414)는 도 5에 도시된 리클레이머의 운전탑(805)에 설치되어 서로 다른 방향에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하여 3차원 영상의 추출이 가능하도록 한다.
상기 제1CCD카메(413)와 제2CCD카메라(414)는 3차원 영상의 추출을 위해 적어도 2대 이상의 CCD카메라가 적용되어 서로 다른 각도에서 동시 영상입력을 실행한다.
적외선 카메라(415)는 도 5에 도시된 리클레이머의 붐대(803) 소정 위치, 예를 들어 버켓(802)에 근접하게 설치되어 저탄장의 적외선 영상으로 입력한다.
레인지 스캐너(416)는 도 5에 도시된 리클레이머의 무한궤도(806) 전방 소정 위치에 설치되어 리클레이머의 이동거리를 검출한다.
로터리 엔코더(417)는 도 5에 도시된 리클레이머의 회전부(804)에 설치되어 리클레이머의 회전각도를 검출한다.
상기 정보입력부(410)를 구성하는 각 요소의 설치위치는 일 예시로, 이에 한정되지 않고 설계에 따라 리클레이머의 다양한 위치에 각각 설치될 수 있다.
데이터수집부(420)는 정보입력부(410)에서 아날로그 신호로 입력되는 레이저 스캐닝 데이터, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도를 수집한 다음 데이터 분석을 위해 디지털 신호로 변환하여 제어부(430)에 인가한다.
제어부(430)는 데이터수집부(420)에서 제공되는 레이저 스캐닝 데이터, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도 정보를 각각의 메모리 영역에 저장한 다음 설정된 일정시간 간격 혹은 지정된 시간에 송수신부(440)에 전송한다.
따라서, 송수신부(440)는 제어부(430)에서 제공되는 정보를 설정된 통신방식으로 연결되는 관제장치(B1)에 전송하여 융합기술의 기반으로 저탄장 제반적인 상태에 대하여 모니터링이 제공될 수 있도록 한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.
본 발명에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템이 활성화되면 레이저 스캐너(411)는 저탄장의 상태를 스캐닝하여 데이터수집부(420)에 제공하고, GPS수신기(412)는 GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치 정보를 추출한 다음 데이터수집부(420)에 제공한다.
그리고, 제1CCD카메라(413)와 제2CCD카메라(414)는 서로 다른 방향에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하여 데이터수집부(420)에 제공하고, 적외선 카메라(415)는 저탄장을 적외선 영상으로 입력하여 데이터수집부(420)에 제공한다.
또한, 레인지 스캐너(416)는 리클레이머의 이동거리를 검출하여 데이터수집부(420)에 제공하고, 로터리 엔코더(417)는 리클레이머의 회전각도를 검출하여 데이터수집부(420)에 제공한다.
데이터수집부(220)는 정보입력부(210)에서 아날로그 신호로 입력되는 레이저 스캐닝 데이터, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도를 각각 수집한 다음 디지털 신호로 변환하여 제어부(430)에 인가한다.
제어부(430)는 데이터수집부(420)에서 제공되는 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 위치정보, 서로 다른 각도에서 동시에 입력되는 저탄장의 영상, 저탄장의 적외선 영상, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도를 메모리 영역에 각각 저장한 다음 설정된 일정시간 간격 혹은 지정된 시간에 송수신부(440)에 전송한다.
따라서, 송수신부(440)는 제어부(430)에서 제공되는 정보를 설정된 통신방식으로 연결되는 관제장치(B1)에 전송하여 융합기술의 기반으로 저탄장 제반적인 상태에 대하여 모니터링이 제공될 수 있도록 한다.
상기와 같이 현장장치(A1)로부터 저탄장의 정보를 수신한 관제장치(B1)는 2개 이상의 영상정보에서 저탄장의 3차원 영상을 추출하고, 저탄장의 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출한다.
그리고, GPS의 위치정보와 리클레이머의 이동거리 및 회전각도를 융합하여 정화한 위치정보를 추출한다.
이후, 상기 3차원 영상에 저탄장의 체적 데이터와 위치정보를 융합하고, 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 추출하여 소정의 형태, 예를 들어 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성이 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 관제장치(B1)는 3차원 영상으로 모니터링한 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 보일러로 공급되는 석탄량 관리 등을 제공하여 안정적인 전력 생산이 제공될 수 있도록 한다.
또한, 상기 관제장치(B1)는 위치정보와 융합된 3차원 영상에 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정하여 자연발화에 대하여 신속한 조기진화를 제공한다.
그리고, 자연발화가 예측되는 경우 해당 지역에 스프링 쿨러 등을 이용하여 물을 분사함으로써, 자연발화가 발생되지 않도록 하여 발화 손실이 발생되지 않도록 하며, 시설물에 대한 안전을 확보하여 준다.
이상과 같이 본 발명은 현장장치와 관제장치로 구분하여 저탄장을 3차원 영상으로 분석함으로서, 각 석탄 종류별 적재량(재고량)과 적재위치를 파악할 수 있고 자연발화를 조기에 감지 할 수 있어 각 종류별 석탄의 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 체계적인 석탄량 공급 관리로 안정적인 전력 생산을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 절차를 도시한 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템이 활성화되면 제1CCD카메라와 제2CCD카메라로부터 저탄장의 영상을 입력받아(S101) 저탄장의 3차원 영상을 수집하고(S102), GPS수신기에서 제공되는 정보를 수집하여(S103) 저탄장의 위치정보를 추출한다(S104).
그리고, 레이저 스캐너에서 제공되는 정보를 수집하여(S105) 저탄장의 체적 데이터를 추출하고(S106), 적외선 카메라에서 제공되는 저탄장의 적외선 영상을 수집한다(S107).
이후, S102에서 수집되는 저탄장의 3차원 영상과 저탄장의 위치정보 및 저탄장의 체적 데이터를 동기시켜 융합한 다음(S108) 도 8에 도시된 바와 같이 3차원 영상에 등고선 및 기울기를 매칭시켜 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 추출하여 저탄장의 모니터링 결과를 모니터에 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성을 제공한다(S109).
또한, 상기 저탄장의 3차원 영상과 저탄장의 위치정보에 저탄장의 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정하여 자연발화에 대하여 신속한 조기진화를 제공한다.
그리고, 자연발화가 예측되는 경우 해당 지역에 스프링 쿨러 등을 이용하여 물을 분사함으로써, 자연발화가 발생되지 않도록 하여 발화 손실이 발생되지 않도록 하며, 시설물에 대한 안전을 확보하여 준다(S110).
상기와 같이 모니터링되는 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 보일러로 공급되는 석탄량 관리 등을 제공함으로써, 안정적인 전력 생산이 제공될 수 있도록 한다(S111).
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 절차를 도시한 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템이 대기상태에서(S201) 활성화모드로 진입되면(S202) 제1CCD카메라와 제2CCD카메라로부터 저탄장의 영상을 입력받아(203) 저탄장의 3차원 영상을 수집한다(S204).
그리고, GPS수신기에서 제공되는 정보를 수집하여(S205) 저탄장의 위치정보를 추출하고(206), 레이저 스캐너에서 제공되는 정보를 수집하여(S207) 저탄장의 체적 데이터를 추출한다(S208).
또한, 리클레이머의 무한궤도 전방에 설치되는 레인지 스캐너의 정보를 수집하여(S209) 리클레이머의 이동거리를 산출한다(S210).
그리고, 리클레이머의 회전부에 설치되는 로터리 엔코더의 정보를 수집하여(S211) 리클레이머의 회전각도를 추출한다(S212).
이후, 상기 리클레이머의 이동거리와 회전각도에 GPS의 위치정보를 융합하여(S213) 해당 위치의 석탄 종류를 판정한다(S214).
또한, 적외선 카메라에서 제공되는 저탄장의 적외선 영상을 수집한다(S107).
이후, 저탄장의 3차원 영상과 저탄장의 체적 데이터 및 석탄의 종류를 동기시켜 융합한 다음(S215) 도 8과 같이 3차원 영상에 등고선 및 기울기를 매칭시켜 해당 석탄의 저탄량(재고량)을 추출하여 저탄장의 모니터링 결과를 모니터에 파노라마 영상으로 실제 사진과 동일 내지 유사하게 출력하여 현장 작업자의 저탄량(재고량) 판정에 편리성을 제공한다(S216).
또한, 상기 저탄장의 3차원 영상과 저탄장의 위치정보에 저탄장의 적외선 영상을 융합하여 저탄장에 전체에서 발생되는 온도를 열 스펙트럼으로 표시하여 스펙트럼의 온도정보로부터 저탄장에 적재된 석탄의 자연발화 발생여부와 자연발화 발생 가능성을 추정하여 자연발화에 대하여 신속한 조기진화를 제공한다(S217).
그리고, 자연발화가 예측되는 경우 해당 지역에 스프링 쿨러 등을 이용하여 물을 분사함으로써, 자연발화가 발생되지 않도록 하여 발화 손실이 발생되지 않도록 하며, 시설물에 대한 안전을 확보하여 준다.
상기와 같이 모니터링되는 저탄장의 각 종류별 석탄의 위치와 저탄량(재고량)을 데이터 베이스로 구축하여 효율적인 수급 관리, 체계적인 저탄장 관리, 보일러로 공급되는 석탄량 관리 등을 제공함으로써, 안정적인 전력 생산이 제공될 수 있도록 한다(S218).
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
110,210,310,410 : 정보입력부 120,220,320,420 : 데이터수집부
130,230,330,430 : 제어부

Claims (24)

  1. 저탄장의 위치정보, 저탄장의 영상정보, 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 저탄장의 적외선 영상을 검출하여 데이터수집부에 제공하는 정보입력부;
    상기 정보입력부에서 제공되는 각각의 정보를 수집하여 디지털 신호로 변환하여 제어부에 제공하는 데이터수집부;
    상기 데이터수집부를 통해 제공되는 저탄장의 영상정보를 3차원 영상으로 생성하고, 레이저 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하며, 저탄장의 위치정보와 3차원 영상 및 체적 데이터를 동기 융합하여 종류별 석탄 위치와 저탄량을 추출하여 추출된 결과를 소정의 형태로 출력하는 제어부;
    상기 제어부의 제어에 따라 저탄장의 상태를 설정된 소정의 형식으로 출력하는 출력부;
    상기 제어부의 제어에 따라 정보입력부를 이동시켜 저탄장의 각 구간별(구획별)정보의 순차적 입력을 제공하는 구동부;
    를 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보입력부는 저탄장의 전체 상태를 관측할 수 있는 높이에 설치되는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정보입력부는 저탄장에 적재된 석탄을 콜 사일로로 이송시키는 리클레이머의 소정위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 정보입력부는 체적정보 추출을 위해 저탄장을 스캐닝하는 레이저 스캐너;
    GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치정보를 추출하는 GPS수신기;
    서로 다른 각도에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하는 적어도 2대 이상의 CCD카메라;
    저탄장의 적외선 영상을 입력하는 적외선 카메라;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 정보입력부는 체적정보 추출을 위해 저탄장을 스캐닝하는 레이저 스캐너;
    GPS위성에서 제공되는 좌표 데이터를 수신하여 저탄장의 위치정보를 추출하는 GPS수신기;
    3차원 영상을 위해 서로 다른 각도에서 저탄장의 영상을 동시에 입력하는 적어도 2대 이상의 CCD카메라;
    저탄장의 적외선 영상을 입력하는 적외선 카메라;
    리클레이머의 이동거리를 추출하는 레인지 스캐너;
    리클레이머의 회전각도를 추출하는 로터리 엔코더;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터수집부는 버퍼를 포함하며, 제어부에 출력하는 저탄장 정보를 버퍼로 완충시켜 저탄장 정보가 손실되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 저탄장의 위치정보와 3차원 영상 및 체적 데이터를 동기 융합하고, 융합된 3차원 영상에 등고선과 기울기를 매칭시켜 종류별 석탄 위치와 저탄량을 추출하여 추출된 결과를 파노라마 영상으로 출력하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 저탄장의 위치정보와 3차원 영상 및 체적 데이터의 동기 융합으로 추출한 종류별 석탄 위치와 저탄량을 데이터 베이스로 구축하여 종류별 석탄의 수급관리 및 저탄장 관리, 급탄관리에 적용하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 저탄장의 위치정보와 3차원 영상 및 적외선 영상을 동기 융합하여 저탄장 전체의 온도상태를 스펙트럼으로 추출하고, 스펙트럼의 분석으로 저탄장의 자연발화 및 자연발화 가능성을 추정하여 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 GPS수신기는 동적 측위 정확도를 위해 DGPS측위 방법이 적용되는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 저탄장의 자연발화 혹은 자연발화 가능성이 추정되는 해당 영역에 설치된 스프링 쿨러를 제어하여 물을 분사시키는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  12. 2대 이상의 CCD카메라로 저탄장의 영상을 입력하고, 레이저 스캐너로 저탄장의 상태를 스캐닝하고, 적외선 카메라로 저탄장의 적외선 영상을 입력하고, GPS수신기로 위치정보를 검출하여 관제장치에 전송하는 현장장치;
    원격지의 중앙 통제실에 설치되며, 현장장치에서 제공되는 CCD카메라의 영상에서 저탄장의 3차원 영상으로 추출하고, 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하며, 저탄장의 3차원 영상과 체적 데이터 및 저탄장의 위치정보를 융합한 다음 등고선과 기울기를 매칭시켜 종류별 석탄의 위치와 저탄량을 추출하여 소정의 형태로 출력하여 관제장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 현장장치와 관제장치는 LAN 통신이나 RS-232통신 혹은 RF통신중 어느 하나가 적용되어 연결되는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 현장장치는 저탄장의 소정의 위치에 설치되어 저탄장 전체를 관측할 수 있는 타워에 설치되는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 현장장치는 저탄장의 석탄을 콜 사일로에 이송시키는 리클레이머에 설치되는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  16. 제12에 있어서,
    상기 관제장치는 CCD카메라의 영상에서 추출한 저탄장의 3차원 영상과 저탄장의 적외선 영상 및 저탄장의 위치정보를 융합하여 저탄장에 적재된 종류별 석탄의 온도 분석하고, 온도 분석 결과로부터 석탄의 자연발화 및 자연발화 발생 가능성을 추정하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 관제장치는 저탄장의 3차원 영상과 체적 데이터, 저탄장의 위치정보, 적외선 영상을 융합하여 추출한 각 종류별 석탄의 종류, 적재량, 자연발화의 정보를 데이터 베이스로 구축하여 석탄 수급관리, 저탄장 관리, 급탄 관리에 적용하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 현장장치는 저탄장의 상태를 스캐닝하는 레이저 스캐너;
    GPS위성의 좌표값을 수신하여 저탄장의 위치정보를 추출하는 GPS수신기;
    저탄장의 영상을 서로 다른 각도에서 동시에 입력하는 적어도 2대 이상의 CCD카메라;
    저탄장의 적외선 영상을 입력하는 적외선 카메라;
    상기 저탄장의 스캐닝 정보, 위치정보, CCD카메라의 영상, 적외선 영상 정보를 수집하여 디지털 신호로 변환하여 제어부에 제공하는 데이터수집부;
    상기 데이터수집부에서 제공되는 저탄장의 스캐닝 정보, 위치정보, CCD카메라의 영상, 적외선 영상 정보를 메모리 영역에 각각 저장한 다음 설정된 일정시간 간격 혹은 지정된 시간에 출력시키는 제어부;
    상기 제어부에서 제공되는 정보를 설정된 통신방식으로 관제장치에 전송하는 송수신부;
    를 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 현장장치는 저탄장의 각 구간별(구획별) 정보의 순차적 입력을 위해 제어부에 제어신호에 따라 상기 레이저 스캐너, CCD카메라, 적외선 카메라를 이동시키는 구동부;
    를 더 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  20. 리클레이머의 소정위치에 설치되어 저탄장의 상태를 스캐닝하는 레이저 스캐너;
    리클레이머의 소정위치에 설치되어 GPS위성에서 제공되는 좌표값을 수신하여 저탄장의 위치를 추출하는 GPS수신기;
    리클레이머의 소정위치에 설치되어 저탄장의 영상을 서로 다른 각도에서 입력하는 2대 이상의 CCD카메라;
    리클레이머의 소정위치에 설치되어 저탄장의 적외선 영상을 입력하는 적외선 카메라;
    리클레이머의 전방 소정위치에 설치되어 리클레이머의 이동거리를 검출하는 레인지 스캐너;
    리클레이머의 회전부에 설치되어 리클레이머의 회전각도를 검출하는 로터리 엔코더;
    상기 저탄장의 스캐닝 정보, GPS 위치정보, CCD카메라 영상정보, 적외선 영상정보, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도를 수집하여 디지털 신호로 변환한 다음 제어부에 제공하는 데이터수집부;
    상기 데이터수집부에서 제공되는 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하고, CCD카메라의 영상정보를 3차원 영상으로 생성하고, 리클레이머의 이동거리와 회전각도 및 GPS 위치정보를 분석하여 저탄장의 위치를 추출하고, 상기 저탄장의 체적 데이터와 3차원 영상, 적외선 영상 및 위치를 융합하여 종류별 석탄의 위치와 저탄량, 자연발화여부 및 자연발화 가능성을 추출하는 제어부;
    를 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    저탄장의 제어부의 제어에 따라 레이저 스캐너, CCD카메라, 적외선 카메라를 작동시켜 저탄장의 각 구간별(구획별)정보의 순차적 입력을 제공하는 구동부;
    를 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링 시스템.
  22. 적어도 2대 이상의 CCD카메라를 이용한 저탄장의 3차원 영상, GPS정보의 저탄장 위치, 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 저탄장의 적외선 영상을 수집하는 과정;
    저탄장의 3차원 영상과 레이저 스캐닝 정보에서 추출한 저탄장의 체적 데이터 및 저탄장의 위치를 융합하고 등고선 및 기울기를 매칭시켜 종류별 석탄 위치와 적재량을 추출하는 과정;
    종류별 석탄 위치와 적재량의 추출 결과를 소정의 형식으로 출력하고, 데이터 베이스로 구축하여 석탄 수급관리, 급탄관리, 저탄장 관리에 적용하는 과정;
    을 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 저탄장의 3차원 영상과 저탄장의 위치 및 적외선 영상을 융합하여 저탄장의 자연발화 및 자연발화 발생 가능성을 추정하는 것을 특징으로 하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링방법.
  24. 적어도 2대 이상의 CCD카메라를 이용한 저탄장의 3차원 영상, GPS의 위치정보, 저탄장의 레이저 스캐닝 정보, 저탄장의 적외선 영상, 리클레이머의 이동거리, 리클레이머의 회전각도를 수집하는 과정;
    GPS의 위치정보와 리클레이머의 이동거리 및 리클레이머의 회전각도를 융합하여 저탄장의 위치를 추출하는 과정;
    레이저 스캐닝 정보에서 저탄장의 체적 데이터를 추출하고, 상기 저탄장의 위치와 저탄장의 체적 데이터 및 저탄장의 3차워 영상, 적외선 영상을 융합하여 종류별 석탄 위치와 적재량, 자연발화 혹은 자연발화 가능성을 추출하는 과정;
    종류별 석탄 위치와 적재량, 자연발화 혹은 자연발화 가능성에 대한 추출 결과를 소정의 형식으로 출력하고, 데이터 베이스로 구축하여 석탄 수급관리, 급탄관리, 저탄장 관리에 적용하는 과정;
    을 포함하는 융합기술기반의 저탄장 모니터링방법.
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