KR20160147577A - 방사선 모니터링 장치 - Google Patents

방사선 모니터링 장치 Download PDF

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KR20160147577A
KR20160147577A KR1020150084522A KR20150084522A KR20160147577A KR 20160147577 A KR20160147577 A KR 20160147577A KR 1020150084522 A KR1020150084522 A KR 1020150084522A KR 20150084522 A KR20150084522 A KR 20150084522A KR 20160147577 A KR20160147577 A KR 20160147577A
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김용권
정진훈
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(주) 뉴케어
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, GPS 수신기, 방사선 검출기 및 영상장치 등이 장착된 무인 비행체의 이동에 의해 특정 대상체 및 대상지역에 대한 위치, 방사선 및 영상 정보를 획득하고 해당 정보를 중앙통제실로 전송함으로써, 광범위한 지역에 대한 방사선 오염 여부 검사는 물론 핵발전소와 같은 방사선 물질 취급 시설의 방사선 누출 사고 감시 등을 효율적으로 수행할 수 있고, 특히, 핵사고 발생 또는 고립으로 인해 사람의 접근이 어려운 시설 또는 지역에 대한 접근성이 획기적으로 증가될 수 있는 방사선 모니터링 장치에 관한 것이다.

Description

방사선 모니터링 장치{Radiation Monitoring Apparatus}
본 발명의 실시예는 방사선 모니터링 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
기준량을 초과하는 방사선은 인체에 해를 줄 수 있기 때문에 방사선에 대한 지속적인 모니터링은 매우 중요한 이슈이다. 방사선은 다음과 같이 크게 4가지 분류로 구분된다. 첫째, K-40과 같이 자연적으로 존재하는 자연 방사선이 있으며, 둘째, Cs-137과 같이 산업 용도로 사용되는 산업용 방사선, 셋째, I-131과 같은 의료용 방사선, 마지막으로, U-235와 같은 특별 핵종 등으로 구분된다. 자연 방사선의 경우는 인체에 영향을 많이 주지 않지만 산업용이나 의료용 등의 핵종은 방사선량에 따라 인체에 심각한 영향을 줄 수 있기 때문에 위험 지역에 대한 모니터링은 반드시 필요하다. U-235와 같은 핵종은 테러와 관련될 가능성이 매우 높은 핵종으로서 국토 안보를 위한 전방위적인 모터터링이 요구된다.
또한, 방사선은 그 형태에 따라서 알파선, 베타선, 감마선 및 중성자 등으로 구분할 수 있으며, 모니터링의 목적에 따라 적합한 방사선 검출기를 사용해야 한다. 방사선 검출기로는 가이거-뮬러(Geiger-Muller) 튜브, 신틸레이터, 가스 센서, 반도체 센서 등 다양한 방식의 검출기를 사용할 수 있다.
현재는 방사선 모니터링을 위해 사람이 직접 계측장비를 가지고 접근하여 방사선을 측정하거나 지상을 이동하는 로봇을 이용하여 모니터링을 수행하고 있다. 사람이나 로봇이 접근하기 어려운 경우에는 헬기 등을 이용하여 모니터링을 하게 된다. 만약, 방사선 오염 가능성이 있는 지역에 사람이 직접 장비를 가지고 접근하는 경우 오염 정도에 따라 인체에 심각한 위해를 가할 수 있으며, 로봇을 사용하는 경우에는 지상으로 이동하기 때문에 높은 건물이나 접근이 용이하지 않은 지역에는 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는, GPS 수신기, 방사선 검출기 및 영상장치 등이 장착된 무인 비행체의 이동에 의해 특정 대상체 및 대상지역에 대한 위치, 방사선 및 영상 정보를 획득하고 해당 정보를 중앙통제실로 전송함으로써, 광범위한 지역에 대한 방사선 오염 여부 검사는 물론 핵발전소와 같은 방사선 물질 취급 시설의 방사선 누출 사고 감시 등을 효율적으로 수행할 수 있고, 특히, 핵사고 발생 또는 고립으로 인해 사람의 접근이 어려운 시설 또는 지역에 대한 접근성이 획기적으로 증가될 수 있는 방사선 모니터링 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 무인 비행체에 장착되어 대상지역의 방사선을 모니터링하기 위한 방사선 모니터링 장치에 있어서, 상기 대상지역의 방사선을 검출하기 위한 방사선 검출부; 상기 방사선 검출부가 상기 대상지역의 방사선을 검출하도록 상기 무인 비행체의 비행을 제어하는 비행 제어부; 상기 대상지역의 영상정보를 수집하기 위한 영상정보 수집부; 및 검출된 상기 대상지역의 방사선 정보 및 수집된 상기 대상지역의 영상정보를 기반으로 상기 대상지역의 방사선 매핑(Mapping) 정보를 생성하는 데이터 매핑부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치를 제공한다.
상기 방사선 검출부는, 반도체 방사선 검출기, 가이거-뮬러 튜브(Geiger-Muller Tube), 신틸레이터(Scintillator) 및 가스 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방사선 모니터링 장치는, 상기 대상지역에 착륙한 상기 무인 비행체를 상기 대상지역 내의 각 지점으로 이동시키기 위하여, 상기 무인 비행체에 구비된 지상이동수단을 구동하는 지상이동수단 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방사선 검출부는, 상기 대상지역에 포함된 구역 중 어느 하나의 구역의 방사선을 선별하여 검출하기 위한 적어도 하나의 콜리메이터(Collimator)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방사선 모니터링 장치는, 상기 방사선 매핑 정보를 기반으로 검출된 상기 대상지역의 방사선의 핵종을 분석하거나, 상기 무인 비행체의 비행을 원격으로 제어하기 위한 원격이동 제어신호를 생성하거나, 상기 대상지역의 방사선 맵(Map)을 생성하는 데이터 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비행 제어부는, 제1 고도에서 검출한 상기 대상지역의 방사선레벨이 제1 방사선레벨보다 높을 경우, 상기 제1 고도보다 낮도록 설정된 제2 고도로 상기 무인 비행체의 비행고도를 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기 비행 제어부는, 제2 고도에서 검출한 상기 대상지역의 방사선레벨이 일정 시간 동안 제1 방사선레벨보다 낮을 경우, 상기 제1 고도로 상기 무인 비행체의 비행고도를 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기 비행 제어부는, 제2 고도에서 검출한 상기 대상지역의 방사선 레벨이 제1 방사선레벨보다 높도록 설정된 제2 방사선레벨보다 높을 경우, 상기 무인 비행체의 공중 이동을 중단하고 공중 이동을 중단한 위치에서 상기 무인 비행체를 제1 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 비행 제어부는, 상기 무인 비행체를 제1 방향으로 회전시키며 검출한 상기 대상지역의 방사선 레벨이 제2 방사선레벨보다 높도록 설정된 제3 방사선레벨보다 높을 경우, 상기 제1 방향으로의 회전을 정지하고 회전을 정지한 위치에서 상기 콜리메이터가 지향하고 있는 방향을 제1 비행방향으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 비행 제어부는, 상기 공중 이동 중단 위치로부터 상기 무인 비행체를 상기 제1 비행방향으로 공중 이동시키며 검출한 상기 대상지역의 방사선 레벨이 제3 방사선레벨보다 높도록 설정된 제4 방사선레벨보다 높을 경우, 상기 무인 비행체를 상기 대상지역에 착륙시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 사람에게 위해를 가할 수 있는 방사선을 원격지에서 안전하게 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
또한, 지형지물의 험준함 또는 사고 등에 의해 사람의 접근이 어려운 지역의 방사선을 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
또한, 수집된 방사선 정보를 이용하여 방사선 오염 정도를 분석할 수 있으며, 이러한 정보는 인원 통제, 핵종 분석에 따른 조치, 오염지역 통제, 제염 작엄 및 대테러 방지 활동 등에 사용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 수집된 방사선 정보를 이용하여 구현된 방사선 맵에 의해 대상지역의 지정학적 정보와 함께 오염지역에 대한 처리방안 결정에 주요한 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 무인 비행체에 영상장치를 장착하여 대상지역의 영상을 원격지에서 직접 확인할 수 있도록 함으로써, 재난 사태 발생 시 방사선 오염과 함께 해당 지역의 위험성을 함께 판단할 수 있는 효과도 기대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치가 장착된 무인 비행체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치가 장착된 무인 비행체에 구비된 지상이동구단이 바퀴 또는 무한궤도로 형성된 경우를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치가 장착된 무인 비행체의 비행이 미리 정해진 알고리즘에 의해 제어되는 경우의 비행방법의 예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 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 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 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 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예는, GPS 수신기, 방사선 검출기 및 영상장치 등이 장착된 무인 비행체의 이동에 의해 특정 대상체 및 대상지역에 대한 위치, 방사선 및 영상 정보를 획득하고 해당 정보를 중앙통제실로 전송함으로써, 광범위한 지역에 대한 방사선 오염 여부 검사는 물론 핵발전소와 같은 방사선 물질 취급 시설의 방사선 누출 사고 감시 등을 효율적으로 수행할 수 있고, 특히, 핵사고 발생 또는 고립으로 인해 사람의 접근이 어려운 시설 또는 지역에 대한 접근성이 획기적으로 증가될 수 있는 방사선 모니터링 장치를 제시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치(100)의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치(100)가 장착된 무인 비행체(10)를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치(100)가 장착된 무인 비행체(10)에 구비된 지상이동구단(12)이 바퀴 또는 무한궤도로 형성된 경우를 나타낸 사시도이다.
방사선 모니터링 장치(100)는 무인 비행체(10)에 장착되어 무인 비행체(10)가 방사선 검출 대상지역 또는 대상체의 상공을 비행하거나 지상을 이동함에 따라 대상지역 또는 대상체의 방사선을 검출하도록 방사선 검출부(110), 위치정보 수신부(120), 방사선신호 처리부(130), 영상정보 수집부(140), 데이터 매핑부(150), 비행 제어부(160), 지상이동수단 구동부(170), 송수신 모듈(180) 및 데이터 분석부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 방사선 모니터링 장치(100)가 방사선 검출부(110), 위치정보 수신부(120), 방사선신호 처리부(130), 영상정보 수집부(140), 데이터 매핑부(150), 비행 제어부(160), 지상이동수단 구동부(170), 송수신 모듈(180) 및 데이터 분석부(190)를 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 방사선 모니터링 장치(100)에 포함되는 구성 요소에 대한 다양한 수정 및 변형의 적용이 가능할 것이다.
방사선 검출부(110)는 방사선 검출 대상지역 또는 대상체의 방사선을 검출하도록 구성된다. 이를 위해, 방사선 검출부(110)는 복수의 방사선 검출기(111 내지 11n)를 포함할 수 있다. 방사선 검출기(111 내지 11n)는 반도체 방사선 검출기, 가이거-뮬러 튜브(Geiger-Muller Tube), 신틸레이터(Scintillator) 및 가스 센서를 포함하는 다양한 종류의 방사선 검출기 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
전리, 여기 또는 화학 작용 등 각종 검출원리에 따라 다양한 구분이 가능한 방사선 검출기는 검출 대상의 종류 또는 특성에 맞추어 선택적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 반도체 방사선 검출기로 분류되는 P-N 접합형 반도체 검출기는 주로 알파(α)선 측정에 사용되고, 가이거-뮬러 튜브는 베타(β)선 또는 감마(γ)선 측정에 사용되는 것이 일반적이나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 방사선 검출부(100)는 동일 종류의 방사선 검출기(111 내지 11n)를 복수 개 포함하여 구성될 수도 있고, 또는 각기 다른 종류의 방사선 검출기(111 내지 11n)를 각각 복수 개 또는 단수 개씩 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 도면으로 도시하지는 않았지만, 각 방사선 검출기(111 내지 11n)에는 특정 지역 또는 한정된 범위만을 집중적으로 모니터링하기 위한 콜리메이터(Collimator)가 장착될 수 있다.
위치정보 수신부(120)는 무인 비행체(10)의 위치정보를 수신하도록 구성된다. 이를 위해, 위치정보 수신부(120)는 GPS(Global Positioning System) 또는 WiFi를 활용한 실내위치측위시스템을 포함하여 구성될 수 있다.
방사선신호 처리부(130)는 방사선 검출부(110)에서 검출한 방사선 검출신호를 수신하여 사용자가 인식할 수 있는 형태로 가공 또는 변환 처리하도록 구성된다. 이를 위해, 방사선신호 처리부(130)는 프리-앰프(미도시), 증폭기(미도시) 및 계수기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
영상정보 수집부(140)는 방사선 검출 대상지역 또는 대상체의 영상정보를 수집하도록 구성된다. 이를 위해, 영상정보 수집부(140)는 열적외선카메라, 열카메라를 포함하는 열화상카메라 또는 영상카메라를 적어도 하나 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 매핑부(150)는 위치정보 수신부(120)로부터 수신한 무인 비행체(10)의 위치정보, 방사선신호 처리부(130)로부터 수신한 가공 또는 변환 처리된 방사선 검출신호(이하, '방사선 정보'라 함) 및 영상정보 수집부(140)로부터 수신한 영상정보를 기반으로 방사선 검출 대상지역 또는 대상체의 방사선 매핑(Mapping) 정보를 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 데이터 매핑부(150)는 매핑되지 않은 위치정보, 방사선 정보 및 영상정보를 송수신 모듈(180)로 전송하도록 구성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 방사선 정보는 검출된 방사선의 종류 및 크기 등 검출된 방사선에 관한 모든 정보를 포함할 수 있다.
비행 제어부(160)는 무인 비행체(10)의 비행을 제어하도록 구성된다. 비행 제어부(160)는 이후 설명될 데이터 분석부(190)에서 생성한 원격이동 제어신호 또는 사용자의 명령을 수신하여 무인 비행체(160)의 비행을 제어하거나, 미리 설정된 알고리즘에 근거하여 무인 비행체(10)의 비행을 제어하도록 구성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
지상이동수단 구동부(170)는 무인 비행체(10)에 구비된 지상이동수단(12)을 구동하도록 구성된다. 지상이동수단(12)은 무인 비행체(10)가 대상지역 또는 대상체에 착륙하는 경우, 무인 비행체(10)가 대상지역 또는 대상체의 지면을 이동할 수 있도록 바퀴(Wheel, 도 3a 참조) 또는 무한궤도(Caterpillar, 도 3b 참조)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
데이터 분석부(190)는 데이터 매핑부(150)에서 생성한 방사선 검출 대상지역 또는 대상체의 방사선 매핑 정보를 기반으로 검출된 방사선의 핵종을 분석하거나, 무인 비행체(10)의 비행을 원격으로 제어하기 위한 원격이동 제어신호를 생성하거나, 대상지역 또는 대상체에 대한 방사선 맵(Map)을 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 방사선 매핑 정보 분석 결과에 따라 사용자가 무인 비행체(10)의 비행을 원격으로 제어하도록 구성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 방사선 맵은 위치정보 및 방사선 정보를 이용하여 구현될 수 있으며, 이렇게 구현된 방사선 맵에 의해 대상지역 또는 대상체의 방사선 분포를 시각적으로 확인할 수 있다. 또한, 영상정보 수집부(140)에 포함된 각종 카메라에 의해 수집된 영상정보를 이용하여 대상지역 또는 대상체의 방사선 오염 상태와 심각성 등을 함께 판단하는 것이 가능하며, 나아가 대상지역 또는 대상체의 방사선 분포가 3D 입체영상에 표시된 형태의 방사선 맵을 구현하는 것도 가능하다.
무인 비행체(10)에 장착된 방사선 모니터링 장치(100)와 데이터 분석부(100) 사이에 발생하는 모든 정보 및 신호의 송수신은 송수신 모듈(180)을 경유하여 무선통신으로 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치(100)의 구성을 설명함에 있어서, 데이터 분석부(190)가 무인 비행체에 장착되지 않고 방사선 모니터링 장치(100)와 별도로 방사선 검출 대상지역 또는 대상체와 멀리 떨어진 원격지에 존재하는 관제소에 구비되는 경우를 예로 들어 설명하지만, 데이터 분석부(190)가 무인 비행체(10)에 장착되어 생성된 방사선 맵을 송신하거나 또는 USB를 포함하는 이동식 저장장치에 생성된 방사선 맵을 저장하도록 구성될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치(100)가 장착된 무인 비행체(10)는, 전술한 바와 같이, 데이터 분석부(190)에 의해 생성되는 원격이동 제어신호에 의해 비행이 제어되거나, 방사선 매핑 정보 분석 결과에 따라 사용자가 무인 비행체(10)의 비행을 원격으로 제어하도록 구성될 수 있으나, 미리 설정된 알고리즘에 근거하여 무인 비행체(10)의 비행이 제어되도록 구성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 모니터링 장치가 장착된 무인 비행체(10)의 비행이 미리 정해진 알고리즘에 의해 제어되는 경우의 비행방법의 한 가지 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 무인 비행체(10)의 비행방법은 과정 S410 내지 S490을 포함한다. 또한, 과정 S410 내지 S490에 포함되는 각 과정은 각각 복수 개의 세부과정을 포함할 수 있다. 도 4에서는 과정 S410 내지 과정 S490을 순차적으로 수행하는 것으로 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 수행하거나, 과정 S410 내지 과정 S490 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 수행하거나, 필요에 따라 과정 S410 내지 과정 S490 중 하나 이상의 과정을 생략하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
먼저, 무인 비행체(10)의 비행방법은 무인비행체(10)의 이륙 이후, 무인 비행체(10)가 미리 설정된 제1 고도에서 비행을 하며 무인 비행체(10)에 장착된 방사선 모니터링 장치(100)에 의해 방사선 검출 대상지역 또는 대상체의 상공에서 대상지역 또는 대상체의 방사선을 검출(S412)하며, 검출된 방사선의 크기가 미리 설정된 제1 방사선레벨을 초과하는지 여부를 판단(S414)한다. 만약, 검출된 방사선의 크기가 제1 방사선레벨을 초과하면 무인 비행체(10)는 제1 고도보다 낮도록 설정된 제2 고도로 비행고도를 변경한 후 방사선을 검출(S420)한다. 이후, 제2 고도에서 검출된 방사선의 크기가 일정시간이 지나도록 제1 방사선레벨 이하로 유지된다고 판단(S432)되면, 무인 비행체(10)는 비행고도를 다시 제1 고도로 변경하고 방사선을 검출(S412)하는 과정을 수행한다.
이와 같이, 제1 고도와 제2 고도를 설정하고 제1 고도에서 검출된 방사선의 크기가 제1 방사선레벨을 초과하는 경우 비행고도를 제1 고도보다 낮도록 설정된 제2 고도로 변경하여 방사선을 검출하다가, 검출된 방사선의 크기가 미리 설정된 일정 시간이 경과하는 동안 제1 방사선레벨 이하에서 유지되는 경우 비행고도를 다시 제1 고도로 변경한 후 방사선 검출을 지속하도록 하는 이유는, 광범위한 대상지역에 대한 방사선 검출을 좀더 신속하고 효율적으로 수행하기 위한 것이다. 즉, 제1 고도에서는 제2 고도에서보다 좀더 빠른 속도로 비행을 하며 방사선을 검출하다가, 검출된 방사선의 크기가 유의미하게 미리 설정된 제1 방사선레벨을 초과하는 경우, 무인 비행체(10)의 비행고도를 낮추고, 바람직하게는 비행속도도 함께 낮추어 좀더 면밀하게 대상지역 또는 대상체의 방사선을 검출하도록 하기 위한 것이다.
만약, 제2 고도에서 검출된 방사선의 크기가 제1 방사선레벨보다 높도록 설정된 제2 방사선레벨을 초과한다고 판단(S434)되면, 무인 비행체(10)는 공중 이동을 중단하고, 중단한 지점에서 머무르는 체공비행을 수행(S440)하며, 이후, 기설정된 제1 회전방향으로 제자리에서 지면에 수평한 면을 따라 회전하며 방사선을 검출한다(S452). 검출된 방사선의 크기가 제2 방사선레벨보다 높도록 설정된 제3 방사선 레벨을 초과하는 것으로 판단(S454)되면, 무인 비행체(10)는 제1 회전방향으로의 회전을 중단하고, 제1 방향으로의 회전을 중단한 위치에서 무인 비행체(10)에 탑재된 콜리메이터(미도시)가 지향하고 있는 방향을 제1 비행방향으로 설정한다(S460). 이와 같이, 제2 고도에서 검출된 방사선의 크기가 제2 방사선레벨을 초과하는 경우 무인 비행체(10)의 공중 이동을 중단하고, 중단한 지점에서 제1 회전방향으로 제자리에서 회전하며 방사선을 검출하는 이유는, 무인 비행체(10)에 장착된 콜리메이터에 의한 특정 지역 또는 한정된 범위에 대한 집중적인 모니터링에 의해 무인 비행체(10)를 기준으로 무인 비행체(10) 주변의 각 방향에 대한 방사선의 분포를 확인하기 위함이다. 여기서, 제1 회전방향은 시계방향 또는 시계반대방향으로 설정될 수 있다.
이와 같이 설정된 제1 비행방향으로 무인 비행체(10)가 비행하며 방사선을 검출한다(S472). 만약 검출된 방사선의 크기가 제3 방사선레벨보다 높도록 설정된 제4 방사선레벨보다 크다고 판단되면(S474), 무인 비행체(10)는 검출된 방사선의 크기가 제4 방사선레벨보다 크다고 판단된 대상 지역의 해당 구역에 착륙하여(S480), 무인 비행체(10)에 구비된 지상이동수단(12)에 의해 해당 구역의 지면을 이동하며 방사선을 검출한다(S492). 이후, 이륙명령에 의해(S494) 제1 고도에서 비행을 유지하며 방사선을 검출(S412)하거나 다른 임무를 수행하도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 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 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 방사선 모니터링 장치
110: 방사선 검출부 120: 위치정보 수신부
130: 방사선신호 처리부 140: 영상정보 수집부
150: 데이터 매핑부 160: 비행 제어부
170: 지상이동수단 구동부 180: 송수신 모듈
190: 데이터 분석부
10: 무인 비행체 12: 지상이동수단

Claims (10)

  1. 무인 비행체에 장착되어 대상지역의 방사선을 모니터링하기 위한 방사선 모니터링 장치에 있어서,
    상기 대상지역의 방사선을 검출하기 위한 방사선 검출부;
    상기 방사선 검출부가 상기 대상지역의 방사선을 검출하도록 상기 무인 비행체의 비행을 제어하는 비행 제어부;
    상기 대상지역의 영상정보를 수집하기 위한 영상정보 수집부; 및
    검출된 상기 대상지역의 방사선 정보 및 수집된 상기 대상지역의 영상정보를 기반으로 상기 대상지역의 방사선 매핑(Mapping) 정보를 생성하는 데이터 매핑부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방사선 검출부는, 반도체 방사선 검출기, 가이거-뮬러 튜브(Geiger-Muller Tube), 신틸레이터(Scintillator) 및 가스 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방사선 모니터링 장치는,
    상기 대상지역에 착륙한 상기 무인 비행체를 상기 대상지역 내의 각 지점으로 이동시키기 위하여, 상기 무인 비행체에 구비된 지상이동수단을 구동하는 지상이동수단 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방사선 검출부는,
    상기 대상지역에 포함된 구역 중 어느 하나의 구역의 방사선을 선별하여 검출하기 위한 적어도 하나의 콜리메이터(Collimator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방사선 모니터링 장치는,
    상기 방사선 매핑 정보를 기반으로 검출된 상기 대상지역의 방사선의 핵종을 분석하거나, 상기 무인 비행체의 비행을 원격으로 제어하기 위한 원격이동 제어신호를 생성하거나, 상기 대상지역의 방사선 맵(Map)을 생성하는 데이터 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비행 제어부는, 제1 고도에서 검출한 상기 대상지역의 방사선레벨이 제1 방사선레벨보다 높을 경우, 상기 제1 고도보다 낮도록 설정된 제2 고도로 상기 무인 비행체의 비행고도를 변경하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 비행 제어부는, 제2 고도에서 검출한 상기 대상지역의 방사선레벨이 일정 시간 동안 제1 방사선레벨보다 낮을 경우, 상기 제1 고도로 상기 무인 비행체의 비행고도를 변경하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 비행 제어부는, 제2 고도에서 검출한 상기 대상지역의 방사선 레벨이 제1 방사선레벨보다 높도록 설정된 제2 방사선레벨보다 높을 경우, 상기 무인 비행체의 공중 이동을 중단하고 공중 이동을 중단한 위치에서 상기 무인 비행체를 제1 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비행 제어부는, 상기 무인 비행체를 제1 방향으로 회전시키며 검출한 상기 대상지역의 방사선 레벨이 제2 방사선레벨보다 높도록 설정된 제3 방사선레벨보다 높을 경우, 상기 제1 방향으로의 회전을 정지하고 회전을 정지한 위치에서 상기 콜리메이터가 지향하고 있는 방향을 제1 비행방향으로 설정하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 비행 제어부는, 상기 공중 이동 중단 위치로부터 상기 무인 비행체를 상기 제1 비행방향으로 공중 이동시키며 검출한 상기 대상지역의 방사선 레벨이 제3 방사선레벨보다 높도록 설정된 제4 방사선레벨보다 높을 경우, 상기 무인 비행체를 상기 대상지역에 착륙시키는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 장치.
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