KR20150130567A - Offshore Wind Power Electricity Generating Farm Watching System - Google Patents

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KR20150130567A
KR20150130567A KR1020140056339A KR20140056339A KR20150130567A KR 20150130567 A KR20150130567 A KR 20150130567A KR 1020140056339 A KR1020140056339 A KR 1020140056339A KR 20140056339 A KR20140056339 A KR 20140056339A KR 20150130567 A KR20150130567 A KR 20150130567A
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    • G—PHYSICS
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    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/66—Sonar tracking systems

Abstract

In an offshore wind power electricity generating farm monitoring system, the offshore wind power electricity generating farm monitoring system using a sonar and image analysis of the present invention includes: a sound detection part (sonar, 100) which detects sound along a distance (L) and a direction (D) of a target (T) approaching a wind power electricity generating farm from the outside of the wind power electricity generating farm, and then transmits the detected sound to a control part (200); the control part (200) which checks whether the target (T) has a just right (ID information) to enter the wind power electricity generating farm, and transmits unauthorized access of the target (T) to a management computer (400) wirelessly if it is judged that the target does not have the just right; an acoustic warning part (300) which receives a signal from one of the control part (200) or the management computer (400) and then transmits an acoustic warning sound for preventing access to the direction where the target (T) exists; and the management computer (400) which receives the access of the target (T) not having the just right (ID information) capable of entering the wind power electricity generating farm from the control part (200) wirelessly, and then stores the information.

Description

소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치 { Offshore Wind Power Electricity Generating Farm Watching System }{Offshore Wind Power Electricity Generating Farm Watching System}

본 발명은 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an offshore wind farm monitoring apparatus using sonar and image analysis.

등록특허 제10-1257097호 선 배열 소나 및 이의 표적방위 검출방법은, 선형으로 배열되어 음향 신호를 수신하는 복수의 음향 센서; 빔 형성하여 상기 음향 신호로부터 표적 신호를 탐지하고, 표적 방위 및 표적 거리를 출력하는 표적 탐지기; 및 상기 표적 신호의 전달 경로들에 따른 음선들의 도달 각을 근거로 상기 표적 방위의 오차를 보정하는 방위 보정기;를 포함하고, 상기 방위 보정기는, 상기 표적 신호의 전달 경로들에 따른 상기 음선들 중 음압이 가장 강한 전달 경로에 따른 음선을 탐색하고, 상기 음압이 가장 강한 전달 경로에 따른 음선의 도달 각을 근거로 상기 표적 방위의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 선 배열 소나를 게시한다.
Japanese Patent Application No. 10-1257097 discloses a sonar array and a target azimuth detection method thereof, comprising: a plurality of acoustic sensors arranged linearly to receive acoustic signals; A target detector for detecting a target signal from the acoustic signal by beam forming, and outputting a target orientation and a target distance; And an azimuth corrector for correcting an error of the target azimuth based on an arrival angle of the sound lines along the propagation paths of the target signal, wherein the azimuth corrector corrects the azimuth of the azimuths And the error of the target azimuth is corrected based on the arrival angle of the sound line in accordance with the propagation path in which the sound pressure is strongest.

종래에 해상 풍력발전기가 밀집해 있는 해상 풍력 발전 단지에 조업하는 어선이나 항해하는 선박들이 무단으로 근접하여 파일(pile)을 큰 모멘텀으로 타격하거나 하는 경우 큰 손실로 이어지는 문제점이 있었다. 또한, 폐선이나 육상의 폐 컨테이너 등 중량의 물체가 태풍, 해일 등의 자연 재해시에 해안 근처에 설치된 해상 풍력 발전 단지로 접근하여 파도 등에 의해 가속된 후 풍력 발전기 장치를 지지하고 있는 파일(pile)을 큰 모멘텀으로 타격하여 파일이 기울어지거나 수직 상태에서 벗어나서 한기당 200억 이상의 설치비가 소요된 풍력발전기를 사용하지 못하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 파일을 보수하기 위한 노력이 거의 새로 파일을 해저 바닥에 심을 때와 같은 장비, 노력, 비용이 들고 인접한 지지파일에 의해 중장비가 근접할 수 없는 경우도 있어 파일의 고정성 및 수직성에 손상이 온경우 수리가 거의 불가능하다는 문제점이 있었다. 해상 풍력 발전 단지에 허가 받지 않은 물체의 접근을 감시하는 국내 선행 기술은 존재하지 않는 것으로 보인다.Conventionally, fishing boats operating on the offshore wind farms where the offshore wind power generators are concentrated, or vessels navigating unauthorizedly, hurt the pile with great momentum, leading to a large loss. In addition, when a heavy object such as a closed ship or a waste container on the land approaches a offshore wind farm located near the coast in case of a natural disaster such as a typhoon or a tsunami, The wind turbine can not use a wind turbine that has an installation cost of more than 20 billion per one hour because the file is tilted or deviated from the vertical state. In addition, the effort to repair the file is almost the same equipment, effort, and cost as when the file is planted on the seabed, and the heavy equipment can not be brought close by the adjacent supporting file. There is a problem that repair is almost impossible. There seems to be no domestic prior art that monitors unauthorized access to offshore wind farms.

풍력발전기가 밀집해 있는 해상 풍력 발전 단지에 조업하는 어선이나 항해하는 선박들이 무단으로 근접하여 파일(pile)을 손상시키는 것을 방지하기 위하여 해상 풍력 발전 단지 주변에 물체가 근접하는 것을 항상 감시하고 무단 선박 또는 무단 물체 접근시 경고음 송신 등의 조치를 취하여 풍력발전 단지를 보호할 수 있는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치를 제공하기 위한 것이다.In order to prevent the fishing vessels or sailing vessels operating on the offshore wind farms with dense wind turbines from damaging the pile by unauthorized access, it is always necessary to monitor the proximity of objects to the offshore wind farms, And transmitting a warning sound when approaching an unauthorized object so as to protect the wind power generation complex, and to provide a monitoring device for offshore wind power generation plant using image analysis.

본 발명의 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치는,An offshore wind power plant monitoring apparatus using sonar and image analysis of the present invention,

해상 풍력발전 단지 감시 장치에 있어서,In an offshore wind power plant monitoring system,

풍력발전 단지 외곽에서 풍력 발전 단지 쪽으로 접근하는 목표물(T)의 거리(L)와 방향(D)으로 감지하여 제어부(200)에 송신하는 음향탐지부(Sonar, 100)와;An acoustic detection unit (Sonar) 100 sensing the distance L and direction D of the target T approaching the wind power generation complex from the outside of the wind power generation complex and transmitting it to the control unit 200;

상기 목표물(T)이 풍력 발전 단지 내부로 진입할 수 있는 정당한 권원(ID 정보)을 가지고 있는지 확인하여 정당한 권원(ID 정보)을 갖고 있지 못하다고 판단되면 목표물(T)의 무단 접근 사실을 관리컴퓨터(400)에 무선 송신하는 제어부(200)와;(ID information) that can enter the wind turbine, and if it is determined that the target T does not have a legitimate authority (ID information), the unauthorized access of the target T to the management computer 400; < / RTI >

상기 제어부(200) 또는 관리컴퓨터(400) 중 하나로부터 신호를 인가받아 목표물(T)이 존재하는 방향으로 접근 방지를 위한 음향 경고음를 자동으로 송출하는 음향 경고부(300)와;An acoustic warning unit 300 receiving a signal from one of the control unit 200 and the management computer 400 and automatically transmitting an acoustic warning sound for preventing access in a direction in which the target T exists;

풍력 발전 단지 내부로 진입할 수 있는 정당한 권원(ID 정보)이 없는 목표물(T)의 접근 사실을 상기 제어부(200)로부터 무선 수신하여 저장하는 관리컴퓨터(400);A management computer 400 for wirelessly receiving from the control unit 200 an access to a target T that does not have a valid authority (ID information) capable of entering the inside of the wind farm and storing the information;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a control unit.

본 발명에 따르는 경우, 풍력발전기가 밀집해 있는 해상 풍력 발전 단지에 조업하는 어선이나 항해하는 선박들이 무단으로 근접하여 파일(pile)을 손상시키는 것을 방지하기 위하여 해상 풍력 발전 단지 주변에 물체가 근접하는 것을 항상 감시하고 무단 선박 또는 무단 물체 접근시 경고음 송신 등의 조치를 취하여 풍력발전 단지를 보호할 수 있는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치가 제공된다.According to the present invention, in order to prevent a fishing boat or sailing vessel operating on an offshore wind farm having a dense wind turbine from damaging a pile in close proximity, an object comes close to the offshore wind farm A monitoring system for offshore wind farms using sonar and image analysis that can protect wind farms by taking measures such as stealth monitoring or transmitting warning sound when approaching unauthorized objects is provided.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치 사용상태도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치 중 소나 구성도.
도 4(a, b, c)은 본 발명의 일실시예에 따른 음향 경고부 구성도.FIG. 1 is a view illustrating a state of use of a monitoring device for an offshore wind power plant using sonar and image analysis according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a block diagram of an offshore wind power plant monitoring apparatus using sonar and image analysis according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a monitoring system for offshore wind farm using sonar and image analysis according to an embodiment of the present invention.
4 (a), (b) and (c) are views showing the configuration of an acoustic warning unit according to an embodiment of the present invention.

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치 사용상태도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치 구성도이고, 도 3(a, b, c)은 본 발명의 일실시예에 따른 음향 경고부 구성도이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an offshore wind power plant monitoring apparatus using sonar and image analysis according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a view illustrating a state of using a monitoring device of a offshore wind power plant using a sonar and an image analysis according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a monitoring system of a offshore wind power plant using a sonar and an image analysis according to an embodiment of the present invention. 3 (a), (b) and (c) are block diagrams of acoustic alarm units according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치는, 해상 풍력발전 단지 감시 장치에 있어서, 음향탐지부(Sonar, 100)와 제어부(200)와 음향 경고부(300)와 관리컴퓨터(400)를 포함하여 구성된다. 음향탐지부(Sonar, 100)는 풍력발전 단지 외곽에서 풍력 발전 단지 쪽으로 접근하는 목표물(T)의 거리(L)와 방향(D)으로 감지하여 제어부(200)에 송신한다. 제어부(200)는 목표물(T)이 풍력 발전 단지 내부로 진입할 수 있는 정당한 권원(ID 정보)을 가지고 있는지 확인하여 정당한 권원(ID 정보)을 갖고 있지 못하다고 판단되면 목표물(T)의 무단 접근 사실을 관리컴퓨터(400)에 무선 송신한다.
1 and 2, an apparatus for monitoring a marine wind farm using a sonar and an image analysis according to an embodiment of the present invention includes an acoustic detector (Sonar 100) A control unit 200, an acoustic warning unit 300, and a management computer 400. The sonar 100 senses the distance L and the direction D of the target T approaching the wind turbine outside the wind turbine and transmits the sensed signal to the controller 200. The control unit 200 determines whether the target T has a valid authority (ID information) capable of entering the wind power generation complex and judges that the target T does not have a legitimate authority (ID information) To the management computer (400).

또한, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 음향 경고부(300)는 제어부(200) 또는 관리컴퓨터(400) 중 하나로부터 신호를 인가받아 목표물(T)이 존재하는 방향으로 접근 방지를 위한 음향 경고음를 자동으로 송출한다. 관리컴퓨터(400)는 풍력 발전 단지 내부로 진입할 수 있는 정당한 권원(ID 정보)이 없는 목표물(T)의 접근 사실을 상기 제어부(200)로부터 무선 수신하여 저장한다.
1 and 2, the sound alarm unit 300 receives a signal from one of the control unit 200 and the management computer 400 and receives a signal from the control unit 200 or the management computer 400 to prevent access to the target T in the direction Automatically send sound warning sound. The management computer 400 wirelessly receives from the control unit 200 the fact that the target T does not have a valid authority (ID information) capable of entering the wind power generation complex.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치에 있어서, 제어부(200)로부터 정당한 권원(ID 정보)을 갖고 있지 못하다고 판단된 목표물(T)의 방향(D)을 전달받아 상기 목표물(T)을 촬영하여 제어부(200)로 송신하는 영상 탐지부(500); 를 더 포함하여 구성되고, 제어부(200)는 상기 영상 탐지부(500)에 의해 촬영된 정당한 권원(ID 정보)을 갖고 있지 못하다고 판단된 목표물(T)의 영상신호를 관리컴퓨터(400)에 무선 송신하는 것이 바람직하다.
1 and 2, in the offshore wind turbine monitoring system using sonar and image analysis according to an embodiment of the present invention, it is determined that the controller 200 does not have a proper authority (ID information) An image detection unit 500 that receives the direction D of the target T and captures the target T and transmits the captured image to the control unit 200; And the control unit 200 transmits a video signal of the target T determined not to have a legitimate right ID (ID information) photographed by the image detecting unit 500 to the management computer 400 It is preferable to transmit.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치에 있어서, 제어부(200)는 정당한 권원에 관한 ID 정보를 미리 저장하고 있거나 실시간으로 관리컴퓨터(400)로부터 전달받으며, 목표물(T)로부터 수신된 목표물의 ID 정보가 제어부(200)에 미리 저장되거나 실시간으로 관리컴퓨터(400)로부터 전달된 ID 정보와 일치하는 경우 제어부(200)는 목표물(T)이 정당한 권원을 가지고 있다고 판단하는 것이 바람직하다.
As shown in FIGS. 1 and 2, in the monitoring apparatus for offshore wind farms using sonar and image analysis according to an embodiment of the present invention, the control unit 200 may store ID information about a legitimate authority in advance If the ID information of the target received from the target T is received in advance from the management computer 400 in real time or stored in the controller 200 in advance or matches with the ID information transmitted from the management computer 400 in real time, ) Preferably judges that the target T has a legitimate authority.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치에 있어서, 음향탐지부(100)는 음파송신부(110)와 음파송신부(110)로 구성된다. 음파송신부(110)는 신호 파형을 생성하는 신호생성부(111)와, 상기 신호생성부(111)에서 생성된 음파 신호를 아날로그로 변환하는 제1 D/A 변환부(113)와, D/A 변환부(113)의 아날로그 신호를 증폭하는 제1 증폭부(115)와, 증폭된 전기 신호를 음파로 변환하는 송신 트랜스듀서(117)로 구성된다. 음파수신부(150)는 반사 음파를 수신하여 전기 신호로 변환하는 수신 트랜스듀서(151)와, 수신 트랜스듀서(151)로부터 전달된 전기 신호를 증폭하는 제2 증폭부(153)와, 상기 제2 증폭부(153)부터 전달된 전기 신호를 디지탈 신호로 변환화는 제2 D/A 변환부(155)와, 상기 제2 D/A 변환부(155)에선 전달된 반사 음파에 관한 신호를 분석하여 목표물(T)의 거리(L)와 방향(D)을 연산하는 거리 방향 연산부(157)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
1 to 3, in an apparatus for monitoring a marine wind farm using a sonar and an image analysis according to an embodiment of the present invention, the acoustic detection unit 100 includes a sound wave transmission unit 110 and a sound wave transmission unit 110). The sound wave transmitting unit 110 includes a signal generating unit 111 for generating a signal waveform, a first D / A converting unit 113 for converting the sound wave signal generated in the signal generating unit 111 to analog, a D / A converter 113, and a transmission transducer 117 for converting the amplified electrical signal into a sound wave. The sound wave receiving unit 150 includes a receiving transducer 151 for receiving the reflected sound wave and converting it into an electric signal, a second amplifying unit 153 for amplifying the electric signal transmitted from the receiving transducer 151, The second D / A converter 155 converts the electric signal transmitted from the amplifying unit 153 into a digital signal. The second D / A converter 155 analyzes the signal related to the reflected sound wave transmitted to the second D / And a distance direction arithmetic operation unit 157 for calculating the distance L and the direction D of the target T. [

도 1 , 도 2, 도 4(a, b, c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치에 있어서, 음향 경고부(300)는 고지향성 고출력 음향 스피커이며, 음향 경고부(300)는, 후벽판(310a)의 외측에 링형 몸체(310b)를 갖는 후방 몸체부(310)와, 링형 몸체(310b)의 내주면을 따라서 균일한 간격으로 원심(圓心)을 바라보게 배치된 6 ~ 10 개의 음향 출력 소자(320)와, 후벽판(310a)의 중심에서 전방으로 테이퍼 진게 돌출된 심부 테이퍼 곡면부(330)와, 전방으로 확장 형성된 확장곡면(350)과, 후벽판(310a)과 상기 확장곡면(350)의 후방을 연결하며 상기 음향 출력 소자(320)를 둘러싸는 중간하우징(340)으로 구성되는 것이 바람직하다.
1, 2, 4A, 4B, and 4C, in an apparatus for monitoring a marine wind farm according to an exemplary embodiment of the present invention, The sound warning unit 300 includes a rear body 310 having a ring-shaped body 310b on the outer side of the rear wall plate 310a and a rear body 310 having a uniform shape along the inner peripheral surface of the ring- 6 to 10 acoustic output elements 320 arranged to look at the center at intervals, a deep taper curved surface portion 330 protruding forward from the center of the rear wall plate 310a, And an intermediate housing 340 connecting the rear wall plate 310a and the rear of the extended curved surface 350 and surrounding the acoustic output element 320. [

도 2, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 풍력발전 단지 외곽에서 풍력 발전 단지 쪽으로 접근하는 목표물(T)을 카메라로 촬영하여 촬영 영상을 분석하여 목표물(T)의 접근 여부를 감지, 판단하여 제어부(200)에 송신하는 영상탐지부(500); 를 더 포함하여 구성된다. 영상탐지부(500)는, 목표물(T)을 촬영하는 영상촬영부(10)를 포함하는 카메라와, 상기 영상촬영부(10)로 촬영한 영상을 영상 프레임(F)으로 저장하는 영상 저장부(30)와, 전 단계의 영상 프레임과 미리 저장된 목표물(T)이 존재하지 않았을 때 배경 영상 프레임 중에서 선택된 하나의 비교 영상 프레임과 분석 대상이 되는 분석 대상 영상 프레임(F)을 비교 분석하여 배경 화면에 새로이 출현한 목표물(T)의 존재, 접근 여부를 분석하는 영상 분석부(50)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
As shown in FIGS. 2 and 5, according to the present invention, a target T approaching a wind turbine outside the wind turbine is photographed by a camera, and the photographed image is analyzed to detect whether the target T is approachable or not To the control unit (200); . The image detecting unit 500 includes a camera including an image capturing unit 10 for capturing a target T and an image storing unit 10 for storing an image captured by the image capturing unit 10 as an image frame F. [ And a comparison image frame (F) to be analyzed and a comparison image frame selected from a background image frame when the pre-stored target T does not exist, And an image analyzing unit 50 for analyzing whether or not a target T newly appearing in the image is present or not.

도 2, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치에 있어서, 영상 분석부(50)는, 전 단계의 영상 프레임과 미리 저장된 목표물(T)이 존재하지 않았을 때 배경 영상 프레임 중에서 선택된 하나의 비교 영상 프레임과 분석 대상 영상 프레임(F)을 비교 분석한다. 영상 프레임의 일정 영역 이상의 픽셀 값들의 명암값 또는 칼라데이터의 차이가 일정 범위 이상이면 배경 화면에 새로이 목표물(T)이 출현한 것으로 판단한다.
2 and 5, in the monitoring apparatus for offshore wind farms using sonar and image analysis according to the present invention, the image analyzing unit 50 calculates the distance between the previous stage image frame and the previously stored target T The comparison image frame and the analysis target image frame F selected from the background image frames are compared and analyzed. It is judged that a new target T appears on the background screen if the brightness value or color data difference of pixel values over a certain area of the image frame is within a certain range.

도 2, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치에 있어서, 영상 분석부(50)는, 배경 제거 기법(Back Ground Substraction)을 이용하여 목표물(T)이 존재하지 않았을 때 배경 영상 프레임과 분석 대상 영상 프레임으로부터 배경 정보가 제거된 목표물(T)에 관한 픽셀 정보를 추출한 후, 배경 정보가 제거된 목표물(T)에 관한 픽셀 정보를 이용하여 목표물(T)의 에지 정보를 다시 추출하고, 이렇게 추출된 목표물(T)의 에지 정보와 미리 입력된 선박 이미지의 에지 정보를 비교하여 접근한 목표물(T)이 선박인지 여부를 판정할 수 있다.
2 and 5, in the monitoring apparatus for offshore wind power plant using sonar and image analysis according to the present invention, the image analysis unit 50 performs a back ground subtraction (back ground substraction) T) is not present, pixel information on the target (T) from which the background information has been removed from the background image frame and the image frame to be analyzed is extracted and the pixel information on the target (T) The edge information of the extracted target T is again extracted and the edge information of the extracted target T and the edge information of the previously inputted ship image are compared to determine whether the target T approached is the ship.

본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, ≪ RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >

아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.It is to be understood that the appended claims are intended to supplement the understanding of the invention and should not be construed as limiting the scope of the appended claims.

100 : 음향탐지부
200 : 제어부
300 : 음향 경고부
400 : 관리컴퓨터
500 : 영상 탐지부100: Acoustic detection unit
200:
300: acoustic warning section
400: managed computer
500: image detection unit

Claims (8)

해상 풍력발전 단지 감시 장치에 있어서,
풍력발전 단지 외곽에서 풍력 발전 단지 쪽으로 접근하는 목표물(T)의 거리(L)와 방향(D)으로 감지하여 제어부(200)에 송신하는 음향탐지부(Sonar, 100)와;
상기 목표물(T)이 풍력 발전 단지 내부로 진입할 수 있는 정당한 권원(ID 정보)을 가지고 있는지 확인하여 정당한 권원(ID 정보)을 갖고 있지 못하다고 판단되면 목표물(T)의 무단 접근 사실을 관리컴퓨터(400)에 무선 송신하는 제어부(200)와;
상기 제어부(200) 또는 관리컴퓨터(400) 중 하나로부터 신호를 인가받아 목표물(T)이 존재하는 방향으로 접근 방지를 위한 음향 경고음를 자동으로 송출하는 음향 경고부(300)와;
풍력 발전 단지 내부로 진입할 수 있는 정당한 권원(ID 정보)이 없는 목표물(T)의 접근 사실을 상기 제어부(200)로부터 무선 수신하여 저장하는 관리컴퓨터(400);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치.In an offshore wind power plant monitoring system,
An acoustic detection unit (Sonar) 100 sensing the distance L and direction D of the target T approaching the wind power generation complex from the outside of the wind power generation complex and transmitting it to the control unit 200;
(ID information) that can enter the wind turbine, and if it is determined that the target T does not have a legitimate authority (ID information), the unauthorized access of the target T to the management computer 400; < / RTI >
An acoustic warning unit 300 receiving a signal from one of the control unit 200 and the management computer 400 and automatically transmitting an acoustic warning sound for preventing access in a direction in which the target T exists;
A management computer 400 for wirelessly receiving from the control unit 200 an access to a target T that does not have a valid authority (ID information) capable of entering the inside of the wind farm and storing the information;
And a monitoring unit for monitoring the offshore wind farm using the sonar and image analysis. 제2항에 있어서,
풍력발전 단지 외곽에서 풍력 발전 단지 쪽으로 접근하는 목표물(T)을 카메라로 촬영하여 촬영 영상을 분석하여 목표물(T)의 접근 여부를 감지, 판단하여 제어부(200)에 송신하는 영상탐지부(500); 를 더 포함하여 구성되고,

상기 제어부(200)는 상기 영상 탐지부(500)에 의해 촬영된 정당한 권원(ID 정보)을 갖고 있지 못하다고 판단된 목표물(T)의 영상신호를 관리컴퓨터(400)에 무선 송신하는 것을 특징으로 하는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치.3. The method of claim 2,
An image detection unit 500 for detecting the approach of the target T by capturing the target T approaching the wind turbine outside the wind farm and analyzing the photographed image and transmitting the detection result to the control unit 200, ; Further comprising:

The control unit 200 wirelessly transmits to the management computer 400 a video signal of the target T determined not to have a valid origin (ID information) photographed by the video detection unit 500 Offshore wind farm monitoring system using sonar and image analysis. 제1항에 있어서,
상기 제어부(200)는 정당한 권원에 관한 ID 정보를 미리 저장하고 있거나 실시간으로 관리컴퓨터(400)로부터 전달받으며,
상기 목표물(T)로부터 수신된 목표물의 ID 정보가 제어부(200)에 미리 저장되거나 실시간으로 관리컴퓨터(400)로부터 전달된 ID 정보와 일치하는 경우 제어부(200)는 목표물(T)이 정당한 권원을 가지고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치.The method according to claim 1,
The control unit 200 stores the ID information about the legitimate entitlement in advance or receives it from the management computer 400 in real time,
If the ID information of the target received from the target T is stored in advance in the control unit 200 or in real time in accordance with the ID information transmitted from the management computer 400, the control unit 200 determines that the target T is a legitimate source And a monitoring device for monitoring the offshore wind farm using sonar and image analysis. 제1항에 있어서,
상기 음향탐지부(100)는 음파송신부(110)와 음파송신부(110)로 구성되되;
상기 음파송신부(110)는 신호 파형을 생성하는 신호생성부(111)와, 상기 신호생성부(111)에서 생성된 음파 신호를 아날로그로 변환하는 제1 D/A 변환부(113)와,
상기 D/A 변환부(113)의 아날로그 신호를 증폭하는 제1 증폭부(115)와, 증폭된 전기 신호를 음파로 변환하는 송신 트랜스듀서(117)로 구성되고;
상기 음파수신부(150)는
반사 음파를 수신하여 전기 신호로 변환하는 수신 트랜스듀서(151)와,
상기 수신 트랜스듀서(151)로부터 전달된 전기 신호를 증폭하는 제2 증폭부(153)와, 상기 제2 증폭부(153)부터 전달된 전기 신호를 디지탈 신호로 변환화는 제2 D/A 변환부(155)와, 상기 제2 D/A 변환부(155)에선 전달된 반사 음파에 관한 신호를 분석하여 목표물(T)의 거리(L)와 방향(D)을 연산하는 거리 방향 연산부(157)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치.The method according to claim 1,
The acoustic detection unit 100 includes a sound wave transmission unit 110 and a sound wave transmission unit 110;
The sound wave transmitting unit 110 includes a signal generating unit 111 for generating a signal waveform, a first D / A converting unit 113 for converting the sound wave signal generated by the signal generating unit 111 into an analog signal,
A first amplifying unit 115 for amplifying the analog signal of the D / A converting unit 113; and a transmitting transducer 117 for converting the amplified electric signal into a sound wave;
The sound wave receiving unit 150
A receiving transducer 151 for receiving a reflected sound wave and converting it into an electric signal,
A second amplifier 153 for amplifying an electric signal transmitted from the receiving transducer 151 and a second D / A converter 155 for converting an electric signal transmitted from the second amplifier 153 into a digital signal, And a distance direction arithmetic operation unit 157 for calculating a distance L and a direction D of the target T by analyzing signals relating to the reflected sound waves transmitted to the second D / A conversion unit 155, The monitoring device of the offshore wind power plant using sonar and image analysis. 제2항에 있어서,
상기 영상탐지부(500)는,
목표물(T)을 촬영하는 영상촬영부(10)를 포함하는 카메라와,
상기 영상촬영부(10)로 촬영한 영상을 영상 프레임(F)으로 저장하는 영상 저장부(30)와,
전 단계의 영상 프레임과 미리 저장된 목표물(T)이 존재하지 않았을 때 배경 영상 프레임 중에서 선택된 하나의 비교 영상 프레임과 분석 대상이 되는 분석 대상 영상 프레임(F)을 비교 분석하여 배경 화면에 새로이 출현한 목표물(T)의 존재, 접근 여부를 분석하는 영상 분석부(50),
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치.3. The method of claim 2,
The image detection unit 500 may detect,
A camera including a video capturing section 10 for capturing a target T,
An image storage unit 30 for storing the image photographed by the image photographing unit 10 as an image frame F,
A comparison image of a comparison image frame selected from a background image frame and an analysis target image frame (F) to be analyzed is compared with an image frame of a previous stage and a previously stored target (T) (T), an image analysis unit 50 for analyzing the presence or absence of the access point T,
And a monitoring unit for monitoring the offshore wind farm using the sonar and image analysis. 제5항에 있어서,
상기 영상 분석부(50)는, 전 단계의 영상 프레임과 미리 저장된 목표물(T)이 존재하지 않았을 때 배경 영상 프레임 중에서 선택된 하나의 비교 영상 프레임과 분석 대상 영상 프레임(F)을 비교 분석하되,

영상 프레임의 일정 영역 이상의 픽셀 값들의 명암값 또는 칼라데이터의 차이가 일정 범위 이상이면 배경 화면에 새로이 목표물(T)이 출현한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치.6. The method of claim 5,
The image analyzer 50 compares the image frame of the previous stage with the image frame F of the comparison image selected from the background image frames and the analysis target image frame F when the target T is not stored in advance,

Wherein the controller determines that a new target (T) has appeared on the background screen if the brightness value or the color data difference of pixel values over a certain region of the image frame is within a certain range or more. Device. 제5항에 있어서,
상기 영상 분석부(50)는, 배경 제거 기법(Back Ground Substraction)을 이용하여 목표물(T)이 존재하지 않았을 때 배경 영상 프레임과 분석 대상 영상 프레임으로부터 배경 정보가 제거된 목표물(T)에 관한 픽셀 정보를 추출한 후,
상기 배경 정보가 제거된 목표물(T)에 관한 픽셀 정보를 이용하여 목표물(T)의 에지 정보를 다시 추출하고, 이렇게 추출된 목표물(T)의 에지 정보와 미리 입력된 선박 이미지의 에지 정보를 비교하여 접근한 목표물(T)이 선박인지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치.6. The method of claim 5,
The image analyzer 50 analyzes the background information of the target T to which the background information is removed from the background image frame and the analysis target image frame when the target T does not exist using the back ground sub- After extracting the information,
The edge information of the target T is extracted again using the pixel information about the target T from which the background information has been removed and the edge information of the extracted target T is compared with the edge information of the pre- And determining whether the target (T) approaching the target is a ship or not. 제1항에 있어서,
상기 음향 경고부(300)는 고지향성 고출력 음향 스피커이며,
상기 음향 경고부(300)는,
후벽판(310a)의 외측에 링형 몸체(310b)를 갖는 후방 몸체부(310)와,
상기 링형 몸체(310b)의 내주면을 따라서 균일한 간격으로 원심(圓心)을 바라보게 배치된 6 ~ 10 개의 음향 출력 소자(320)와,
상기 후벽판(310a)의 중심에서 전방으로 테이퍼 진게 돌출된 심부 테이퍼 곡면부(330)와,
전방으로 확장 형성된 확장곡면(350)과,
상기 후벽판(310a)과 상기 확장곡면(350)의 후방을 연결하며 상기 음향 출력 소자(320)를 둘러싸는 중간하우징(340)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소나 및 영상 분석을 이용한 해상 풍력발전 단지 감시 장치.The method according to claim 1,
The acoustic warning unit 300 is a high directivity high output acoustic speaker,
The acoustic warning unit 300 includes:
A rear body portion 310 having a ring-shaped body 310b on the outer side of the rear wall plate 310a,
Six to ten acoustic output elements 320 arranged to face each other at regular intervals along the inner circumferential surface of the ring-shaped body 310b,
A deep taper curved surface portion 330 protruding forward from the center of the rear wall panel 310a,
An extended curved surface 350 formed to extend forward,
And an intermediate housing (340) connecting the rear wall plate (310a) and the rear of the enlarged curved surface (350) and surrounding the acoustic output element (320) monitor.
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