KR20180082258A - The System For Inspecting Solar Panel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 패널 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무인 이동체가 태양광 패널을 촬영하여 획득한 영상을 토대로, 무인 이동체가 태양광 패널이 설치된 영역의 상공을 비행하는 비행 경로를 자동으로 생성하는 태양광 패널 검사 시스템을 제공하는 것이다.The present invention relates to a solar panel inspection system, and more particularly, to a solar panel inspection system in which an unmanned vehicle moves a flight path over a region where a solar panel is installed, based on an image obtained by photographing a solar panel And to provide a photovoltaic panel inspection system.
최근 석유나 석탄과 같은 화석 에너지를 대체하는 친환경 에너지원으로 태양광 발전에 대한 관심이 급증하고, 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 태양광 발전은 수광한 태양광을 전기 에너지로 변환하는 솔라셀 (Solar Cell)을 이용하여 에너지를 생산하는 것으로, 복수의 솔라셀을 배열한 태양광 패널을 태양광을 채광하기 좋은 위치에 설치하여 에너지를 생산하고 있다.Recently, interest in photovoltaic power generation has increased rapidly as an eco-friendly energy source that replaces fossil energy such as petroleum and coal, and technology development is actively being carried out. Photovoltaic power generation uses solar cells, which convert received photovoltaic energy into electrical energy, to produce energy. Solar photovoltaic panels, in which multiple solar cells are arranged, It produces energy.
일반적으로, 태양광 패널은 많은 에너지 생산을 위해 매우 넓은 구역에 다수 설치되거나, 태양광을 채광하기 좋은 건물의 옥상이나 지붕 등에 설치된다. 그러나 태양광 패널)은 이와 같이 야외에 설치되어 운용되므로, 외부 환경에 따른 영향에 직접적으로 노출된다. 따라서 태양광 패널의 수명이 단축되며, 이로 인해 태양광 발전량이 급격히 저하되거나 화재 발생의 우려가 높다. 이에, 태양광 패널의 상태를 판단하여 이상이 발생한 태양광 패널을 신속하게 교체하는 것이 중요하다.Generally, solar panels are installed in a very large area for a lot of energy production, or installed on a roof or roof of a building that is good for sunlight. However, since the solar panel is installed in the outdoors, it is directly exposed to the influence of the external environment. Therefore, the life span of the solar panel is shortened, which causes a sudden decrease in the amount of solar power generation or a fear of fire. Therefore, it is important to determine the state of the solar panel and quickly replace the solar panel in which the abnormality has occurred.
그러나, 관리자가 태양광 패널의 이상 동작이나 고장을 직접 검사한다면, 넓은 영역을 돌아다녀야 하므로 노력과 시간이 상당히 많이 소모된다. 또는, 건물의 옥상이나 지붕에 올라가게 된다면 매우 어렵고 위험한 작업이 될 수 있다.However, if the manager directly examines the abnormal operation or failure of the solar panel, he or she must travel around a large area, so that much effort and time are consumed. Or, it can be a very difficult and dangerous task if you get on the roof or roof of a building.
최근에는 태양광 패널의 용이한 검사를 위해서 다양한 기술이 도입되고 있는데, 그 중 하나가 태양광 패널이 설치된 영역 위로 무인 이동체를 비행시켜, 상공에서 태양광 패널을 촬영한 영상을 분석하여 검사하는 기법이다.Recently, various technologies have been introduced for easy inspection of solar panels. One of them is a technique of flying an unmanned moving object over a region where a solar panel is installed, and analyzing images obtained by photographing a photovoltaic panel in the sky to be.
종래에 무인 이동체를 이용한 태양광 패널 검사 기법은 무인 이동체가 태양광 패널을 검사하기 위해 비행을 할 때마다 비행 경로를 매번 새롭게 생성해야 했다. 최근에는 미리 비행 경로를 저장한 뒤에, 저장된 비행 경로대로 무인 이동체가 비행을 하는 기술이 제안되기도 하였다. 그러나, 이러한 경우에도 사용자가 직접 비행 경로를 설정해야 하였다. 그리고, 태양광 발전소에 설치된 태양광 패널이 새로 추가 설치되거나 철거되는 등의 원인으로, 비행 경로를 변경해야 하는 경우에는 그 때마다 일일이 사용자가 직접 비행 경로를 설정해야 하는 문제가 있었다.Conventionally, a photovoltaic panel inspection technique using an unmanned moving object has to newly generate a flight path every time a unmanned moving object is flying to inspect a solar panel. In recent years, a technique has been proposed in which an unmanned vehicle travels in accordance with a stored flight path after storing the flight path in advance. However, even in this case, the user had to set the flight path directly. In addition, there has been a problem in that when a flight path needs to be changed due to a new addition or removal of a solar panel installed in a solar power plant or the like, the user must directly set a flight path every time.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 무인 이동체가 태양광 패널을 촬영하여 획득한 영상을 토대로, 무인 이동체가 태양광 패널이 설치된 영역의 상공을 비행하는 비행 경로를 자동으로 생성하는 태양광 패널 검사 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a solar panel inspection system that automatically creates a flight path in which an unmanned vehicle moves over an area where a solar panel is installed, based on an image obtained by photographing a solar panel by an unmanned vehicle .
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 패널 검사 시스템은 지도 생성용 데이터를 토대로 태양광 발전소 전체의 현재 지도를 생성하는 지도 생성 장치; 상기 생성된 태양광 발전소 전체의 현재 지도 상에서 상기 태양광 패널을 모두 검출하는 태양광 패널 검출 장치; 상기 검출된 태양광 패널들을 이용하여, 상기 무인 이동체가 비행할 정밀 비행 경로를 생성하는 비행 경로 생성 장치; 및 상기 무인 이동체가 상기 생성된 정밀 비행 경로를 따라 비행하면서 상기 태양광 패널을 촬영하여 검사용 데이터를 획득하면, 상기 검사용 데이터를 이용하여 상기 태양광 패널에 발생한 불량의 위치를 검출하는 불량 패널 검사 장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar panel inspection system comprising: a map generator for generating a current map of a solar power plant based on map generation data; A solar panel detection device for detecting all of the solar panels on a current map of the entire solar power generation plant; A flight path generation device for generating a precise flight path through which the unmanned moving object will fly using the detected solar panels; And a defective panel for detecting the position of defects generated on the solar panel by using the inspection data when the unmanned moving object photographs the solar panel and acquires inspection data while flying along the generated precision flight path, Inspection apparatus.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.The embodiments of the present invention have at least the following effects.
무인 이동체가 태양광 패널이 설치된 영역의 상공을 비행하는 정밀 비행 경로를 자동으로 생성하여, 사용자가 비행 경로를 일일이 지정하지 않을 수 있다.The unmanned vehicle automatically creates a precise flight path over the area where the solar panel is installed, so that the user can not specify the flight path.
또한, 무인 이동체가 비행하기 전에, GPS 좌표 정보를 이용하여 정밀 비행 경로를 자동으로 보정하므로, 정확한 정밀 비행 경로를 확보할 수 있다.In addition, the precise flight path is automatically corrected using the GPS coordinate information before the unmanned vehicle moves, so that a precise accurate flight path can be secured.
나아가, 무인 이동체가 이러한 정밀 비행 경로를 따라 비행하면서 태양광 패널을 촬영하여 불량 패널을 검출하는 모든 단계가, 자동으로 수행될 수 있다. 따라서, 사용자가 불량 패널을 일일이 검출하지 않을 수 있다.Furthermore, all steps of detecting a defective panel by photographing a solar panel while the unmanned vehicle is flying along this precise flight path can be performed automatically. Therefore, the user may not detect the defective panel one by one.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 검사 시스템(1)의 구성도이다.
도 2는 일반적인 태양광 패널(30)의 내부 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3은 일반적인 태양광 패널(30)의 라미네이트 가공 전 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 검사 시스템(1)이 동작하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관제 장치(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관제 장치(10)의 자세한 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a configuration diagram of a solar
2 is a plan view showing the internal structure of a general
3 is a sectional view of a general
4 is a flowchart illustrating a process of operating the solar
5 is a block diagram showing the configuration of the integrated
6 is a block diagram showing a detailed configuration of the integrated
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 검사 시스템(1)의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a solar
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 검사 시스템(1)을 이용하면, 무인 이동체(20)가 태양광 패널(30)이 설치된 영역의 상공을 단 한 번 비행하여, 불량 패널을 검사할 수 있다.The use of the solar
태양광 패널 검사 시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광을 받아 전력을 생산하는 태양광 패널(Panel, 30), 태양광 패널(30)이 설치된 영역의 상공을 비행하는 무인 이동체(20), 무인 이동체(20)를 제어하고 태양광 패널(30)을 검사하는 통합 관제 장치(10)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the solar
무인 이동체(20)는 복수의 태양광 패널(30)이 설치된 영역의 상공을 비행하고, 카메라(22)를 이용하여 태양광 패널(30)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 여기서 무인 이동체(20)는 상공에서 태양광 패널(30)을 촬영하여 영상을 획득할 수 있는 무인 항공체(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)인 것이 바람직하며, 무인 항공체에는 대표적으로 드론(Drone)이 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이동체(20)는 드론인 것으로 설명한다.The unmanned moving
무인 이동체(20)는 특정 영역을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라(22)를 포함한다. 카메라(22)는 무인 이동체(20)가 태양광 패널(30)이 설치된 영역의 상공을 비행할 때, 태양광 패널(30)을 촬영하여 태양광 패널(30)에 대한 영상을 획득한다. 카메라(22)는 본체(21)로부터 임의의 방향을 향할 수 있으나, 지상에 설치된 태양광 패널(30)을 용이하게 촬영하기 위해 하방을 향하는 것이 바람직하다. 카메라(22)는 본체(21)의 내부에 설치될 수 있고, 이 경우 카메라(22)는 본체(21)의 외부를 촬영할 수 있도록 카메라(22)의 렌즈 또는 투광 커버가 본체(21)의 외부에 노출되어 설치된다. 그러나, 이에 제한되지 않고 카메라(22) 자체가 본체(21)의 외부에 노출되어 설치되는 등 다양한 방식으로 설치될 수 있다.The unmanned moving
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무인 이동체(20)의 카메라(22)는 열영상 카메라인 것이 바람직하다. 열영상 카메라는 대상물에서 방출되는 적외선을 검출하고, 그 에너지량을 온도로 환산하여 대상물의 온도 분포를 영상으로 변환한다. 이러한 온도 분포를 나타내는 영상을 열영상이라 한다. 즉, 열영상 카메라가 획득하는 영상 데이터는 열영상 데이터를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the
한편, 태양광 패널(30)의 일부분에서 결함 또는 크랙(Crack) 등의 불량이 발생한 경우, 태양광 패널(30)의 전극층 사이에 전압이 인가되면, 결함 또는 크랙 등의 불량이 발생한 부분에서는 일반적으로 주위 영역에 비해 전기장이 불안정해진다. 이러한 불안정한 전기장에 의해, 결함 또는 크랙이 발생한 부분의 전극층 사이에는, 주위 영역에 비해 더 많은 전류가 흐른다. 그리고, 전류가 많이 흐를수록 열이 많이 발생한다. 열영상에서는, 온도가 높을수록 픽셀값이 높고, 온도가 낮을수록 픽셀값이 낮다. 따라서, 열영상 카메라(22)가 태양광 패널(30)을 촬영하여 적외선 열영상을 획득하면, 픽셀값들을 통해 열의 분포를 파악함으로써 통합 관제 장치(10)가 태양광 패널(30)의 불량 패널 검사를 할 수 있다. 여기서 불량 패널 검사란 불량이 발생한 패널을 검사하는 것으로, 패널에 불량이 발생하였는지 여부를 판단하고, 만약 특정 패널에 불량이 발생하였다면 그 위치를 검출하는 것이다.On the other hand, when a defect such as a defect or a crack occurs in a part of the
통합 관제 장치(10)는 무인 이동체(20)의 카메라(22)가 획득한 영상 데이터를 분석하여, 태양광 패널(30)의 불량 발생 여부를 판단하고, 태양광 패널(30)의 불량 위치를 검출한다. 통합 관제 장치(10)는 무인 이동체(20)와 별도의 장치로 형성될 수 있으나, 무인 이동체(20)를 이루는 구성요소로서 무인 이동체(20)의 내부에 포함될 수도 있다. 즉, 상기 영상 데이터를 분석하여 태양광 패널(30)을 검사할 수 있다면 다양하게 형성될 수 있다. 통합 관제 장치(10)에 대한 자세한 설명은 후술한다.The
도 2는 일반적인 태양광 패널(30)의 내부 구성을 나타내는 평면도이고, 도 3은 일반적인 태양광 패널(30)의 라미네이트 가공 전 단면도이다.FIG. 2 is a plan view showing the internal structure of a general
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관제 장치(10)가 검사를 하는 검사 대상으로서의 태양광 패널(30)에 대해 설명한다.First, the
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 솔라셀(38)이 리드선(39)으로 직렬로 연결되어 스트링(35)을 형성한다. 그리고, 복수의 스트링(35)이 리드선(39)으로 연결되어 일렬로 나열된다. 여기서 양단에 전극(36, 37)을 연결함으로써, 태양광 패널(30)이 형성된다.As shown in Fig. 2, a plurality of
태양광 패널(30)은 다음과 같이 제조한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 우선 투명한 커버 유리(31)의 상측에 충전재(33)를 배치하고, 그 위에 도 2에 도시된 복수개의 직렬로 연결된 스트링(35)을 배치한다. 그리고 그 위에 다시 충전재(33)를 배치하고, 불투명한 소재로 형성된 이면재(32)를 배치한다. 여기서 충전재(33)로는 EVA(에틸렌 비닐 아세테이트) 수지를 사용할 수 있다. 상기 기술한 바와 같이 적층한 후, 라미네이트 장치를 이용하여 진공 상태에서 열과 압력을 가하여 EVA 수지를 가교 반응시킴으로써 라미네이트 가공을 한다.The
통합 관제 장치(10)가 검사하는 검사 대상으로서의 태양광 패널(30)은, 상기 기술한 태양광 패널(30)에 제한되지 않고, 솔라셀(38)이 하나로 구성될 수도 있는 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 라미네이트 가공의 전후를 불문하고 검사 대상이 될 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 검사 시스템(1)이 동작하는 과정을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process of operating the solar
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 검사 시스템(1)이 동작하기 위해, 준비 단계(Preparation Stage) 및 검사 단계(Inspection Stage) 등 크게 2 단계를 수행해야 한다.As shown in FIG. 4, in order to operate the solar
무인 이동체(20)가 태양광 패널(30)의 불량 발생 여부를 검사하기 위해서는, 먼저 무인 이동체(20)가 비행할 정밀 비행 경로(Precise Flight Path)가 설정되어야 한다. 준비 단계는 이러한 무인 이동체(20)의 정밀 비행 경로를 생성하기 위한 작업으로, 태양광 패널(30)의 불량 발생 여부를 검사하기 위한 선행 단계이다. 그리고, 검사 단계는 무인 이동체(20)가 상기 준비 단계에서 생성된 정밀 비행 경로를 따라 비행하면서 태양광 패널(30)을 촬영하고 영상을 획득하여, 태양광 패널(30)을 검사하는 단계이다.In order for the unmanned moving
준비 단계는 무인 이동체(20)의 정밀 비행 경로가 한 번 생성되었다면, 준비 단계를 다시 수행할 필요가 없다. 추후에 태양광 패널(30)을 검사할 때는, 무인 이동체(20)는 상기 생성된 정밀 비행 경로대로 비행을 하면 되기 때문이다. 그러나 무인 이동체(20)의 정밀 비행 경로가 변경될 필요성이 발생할 수 있다. 예를 들어, 태양광 발전소에 설치된 태양광 패널(30)이 새롭게 추가 설치되거나 철거되는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 상기 준비 단계를 다시 수행하여 정밀 비행 경로를 변경해야 한다. 즉, 준비 단계는 무인 이동체(20)의 정밀 비행 경로가 변경되어야 할 특별한 경우를 제외하고는 한 번만 수행된다.In the preparation step, if the precise flight path of the
그러나, 검사 단계는 정기적으로, 또는 사용자가 원하는 시기에 무인 이동체(20)가 상기 생성된 정밀 비행 경로를 따라 비행을 하며 태양광 패널(30)을 검사한다.However, the inspecting step may be performed periodically or at a time desired by the user by inspecting the
구체적으로 설명하면 도 4에 도시된 바와 같이, 준비 단계에서는 먼저 전역 비행 경로(Full Coverage Flight Path)를 생성한다(S401). 전역 비행 경로란, 태양광 발전소 전체의 현재 지도 데이터를 획득하기 위해, 무인 이동체(20)가 비행할 개략적인 비행 경로를 말한다.Specifically, as shown in FIG. 4, in the preparation step, a full coverage flight path is first created (S401). The global flight path refers to a rough flight path in which the
정밀 비행 경로(Precise Flight Path)를 생성하기 위해서는, 먼저 태양광 발전소 전체의 현재 지도 데이터를 획득해야 한다. 따라서, 태양광 발전소 전체의 현재 지도 데이터를 획득하기 위해서, 먼저 무인 이동체(20)는 전역 비행 경로(Full Coverage Flight Path)를 따라 개략적으로 비행을 하여야 한다.To create a precise flight path, you must first obtain the current map data for the entire PV plant. Accordingly, in order to acquire the current map data of the entire solar power generation plant, the
이러한 전역 비행 경로를 생성하는 방법으로는 여러 가지가 있을 수 있다. 예를 들어 만약, 태양광 발전소가 처음으로 건설되어, 지금까지 무인 이동체(20)의 비행 경로(전역 비행 경로 또는 정밀 비행 경로)를 생성해 본 적이 한 번도 없는 경우가 있다. 이러한 경우, 통합 관제 장치(10)는 태양광 발전소 전체의 초기 지도 데이터를 메인 서버 또는 외부에서 전송받을 수 있다. 발전소 전체의 초기 지도 데이터를 전송받으면, 지도 상에서 태양광 패널(30)로 예상되는 다각형들을 추출하고, 그 다각형들의 중심을 모두 지나도록 전역 비행 경로가 자동으로 생성된다. 상기 다각형을 추출하는 방법, 또는 다각형들의 중심을 지나는 경로가 생성되는 방법은 제한되지 않고 다양한 방법을 사용할 수 있다.There are many ways to create such a global flight path. For example, if a solar power plant is constructed for the first time, it has never created a flight path (global flight path or precision flight path) of the
그러나 만약, 이전에 정밀 비행 경로가 생성되어 무인 이동체(20)가 검사 단계를 거쳐 태양광 패널(30) 검사를 수행한 적이 있을 수 있다. 다만, 태양광 발전소에 설치된 태양광 패널(30)이 새로 추가 설치되거나 철거되는 등의 원인으로, 정밀 비행 경로를 새롭게 생성해야 하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 이전에 생성되었던 전역 비행 경로 또는 정밀 비행 경로를 현재 전역 비행 경로로 사용할 수도 있다. 즉, 무인 이동체(20)가 태양광 발전소 전체를 개략적으로 비행할 수 있다면, 다양한 방법으로 전역 비행 경로를 생성할 수 있다.However, if the precise flight path was previously generated, the
전역 비행 경로를 생성하면, 무인 이동체(20)는 전역 비행 경로를 따라 태양광 발전소의 상공을 비행한다(S402). 그리고, 지도 생성용 데이터를 획득한다(S403). 지도 생성용 데이터란, 태양광 발전소의 현재 지도를 생성하기 위해 필요한 데이터들을 말한다. 이러한 지도 생성용 데이터에는 카메라(22)로 태양광 발전소 전체를 촬영하여 획득한 영상 데이터, GPS 또는 IMU(Inertial Measurement Unit, 관성측정장치)를 이용하여 획득한 위치 데이터 등을 포함한다.When the global flight path is generated, the unmanned moving
지도 생성용 데이터를 획득하면, 이를 토대로 태양광 발전소 전체의 현재 지도를 생성한다(S404). 태양광 발전소 전체의 현재 지도를 생성하기 위해 GIS(Geographic Information System, 지리 정보 시스템)을 이용할 수 있으며, 이렇게 생성된 태양광 발전소 전체의 현재 지도는 수치 지도(Digital Map)의 형태를 가질 수 있다.When the map generation data is acquired, a current map of the entire solar power generation plant is generated based on the acquired map generation data (S404). A geographic information system (GIS) can be used to generate a current map of the entire solar power plant, and the current map of the generated solar power plant can have the form of a digital map.
상기 생성된 태양광 발전소 전체의 현재 지도는 수치 지도의 형태를 가지므로, 영상처리 기술을 통해 지도 상에서 모든 태양광 패널(30)을 찾고, 그 GPS 좌표 정보를 저장한다(S405). 이와 같이 찾은 태양광 패널(30)을 지도 상에서 인덱싱되어 표시되고, 그 GPS 좌표 정보들은 메타데이터에 저장된다.Since the current map of the entire solar power generation site has a form of a digital map, all the
상기 찾은 태양광 패널(30)들의 GPS 좌표 정보들을 이용하여 무인 이동체(20)의 정밀 비행 경로를 생성한다(S406). 상기 기술한 바와 같이, 정밀 비행 경로란, 검사 단계에서 무인 이동체(20)가 태양광 패널(30)을 촬영하고 영상을 획득하기 위해, 태양광 발전소의 상공을 비행하는 비행 경로를 말한다. 검사 단계에서 태양광 패널(30)의 영상을 획득하는 것은, 상기 영상을 분석하여 태양광 패널(30)의 불량 발생 여부를 검사하기 위함이다. 따라서, 정밀 비행 경로는 전역 비행 경로보다 오차가 적고, 현재의 모든 태양광 패널(30)의 상공을 비행할 수 있다.The precise flight path of the unmanned moving
상기 S401 단계부터 S406 단계를 모두 거치면 준비 단계가 완료된다. 그리고, 정밀 비행 경로가 생성된다. 그 이후, 태양광 패널(30)의 불량 발생 여부를 검사하는 검사 단계로 진입한다.After completing steps S401 to S406, the preparation step is completed. Then, a precise flight path is created. Thereafter, the inspection step for examining whether or not a failure of the
도 4에 도시된 바와 같이, 검사 단계에서는 먼저 무인 이동체(20)가 비행을 하기 전에, GPS 좌표 보정을 먼저 수행한다(S407). GPS(Global Positioning System)란, GPS 위성에서 전송하는 신호를 GPS 수신기가 수신하여 현재 위치를 좌표로 계산하는 위성항법시스템이다. 즉, GPS 수신기는 실시간으로 GPS 위성으로부터 GPS 좌표를 수신하게 된다. 그런데 준비 단계에서 GPS 수치 지도를 생성하는 시기와, 검사 단계에 진입하는 시기는 시간적인 차이가 존재할 수 있다. 그리고 상기 시간적인 차이 동안 GPS 위성들이 지구 주위를 공전하여 위치가 변한다. 따라서, 상기 각각의 시기에 수신한 GPS 좌표들이 서로 상이할 수 있다. 태양광 패널(30)의 위치를 정확하게 파악하여 실제 태양광 패널(30)의 상공을 비행하기 위해서는, 이러한 GPS 좌표의 오차를 제거하는 보정을 먼저 수행해야 한다.As shown in FIG. 4, in the inspecting step, the GPS coordinate correction is performed first before the unmanned moving
GPS 좌표가 보정되면, 무인 이동체(20)가 준비 단계에서 생성되었던 정밀 비행 경로를 따라 태양광 발전소의 상공을 비행한다(S408). 그리고, 카메라(22)를 이용하여 현재의 태양광 패널(30)들을 모두 촬영하여, 태양광 패널(30)에 대한 검사용 데이터를 획득한다(S409). 검사용 데이터란, 태양광 패널(30)의 영상을 분석하여 불량 패널을 검사하기 위해 필요한 데이터들을 말한다. 이러한 검사용 데이터에는 카메라(22)로 태양광 패널(30)을 촬영하여 획득한 영상 데이터, GPS 또는 IMU(Inertial Measurement Unit, 관성측정장치)를 이용하여 획득한 위치 데이터 등을 포함한다.When the GPS coordinates are corrected, the unmanned moving
태양광 패널(30)에 대한 검사용 데이터를 획득하면, 영상 데이터 내에서 태양광 패널(30)을 검출한다(S410). 그리고, 상기 검출한 태양광 패널(30)을 검사하여 불량 발생 여부를 판단하고, 불량 패널의 불량 위치를 검출한다(S411). 모든 태양광 패널(30)의 검사가 완료되면, 그에 대한 결과 레포트가 사용자에게 출력되어 보고된다(S412).When the inspection data for the
상기 S407 단계부터 S412 단계를 모두 거치면 검사 단계가 완료된다. 그리고, 검사 단계의 모든 과정은 자동으로 이루어질 수 있다.After the steps S407 to S412 are all performed, the inspection step is completed. And, all the steps of the inspection step can be done automatically.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관제 장치(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram showing the configuration of the
통합 관제 장치(10)는 상기 기술한 바와 같이, 무인 이동체(20)를 제어하고, 무인 이동체(20)의 카메라(22)가 획득한 태양광 패널(30)의 영상을 분석하여 태양광 패널(30)의 불량 발생 여부를 판단하며, 태양광 패널(30)의 불량 위치를 검출할 수 있다.The
통합 관제 장치(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 비행 경로 생성 장치(11), 지도 생성 장치(12), 태양광 패널 검출 장치(13), 불량 패널 검사 장치(14)를 포함한다.The
비행 경로 생성 장치(11)는 상기 준비 단계에서 S401, S405 단계를 수행한다. 즉, 무인 이동체(20)가 비행할 전역 비행 경로(Full Coverage Flight Path) 및 정밀 비행 경로(Precise Flight Path)를 생성한다.The flight
지도 생성 장치(12)는 상기 준비 단계에서 S404 단계를 수행한다. 즉, 상기 획득한 지도 생성용 데이터를 토대로 수치 지도인 태양광 발전소 전체의 현재 지도를 생성한다.The
태양광 패널 검출 장치(13)는 상기 준비 단계에서 S405 단계, 상기 검사 단계에서 S410 단계를 수행한다. 즉, 준비 단계에서, 태양광 발전소 전체의 현재 지도 상에서 모든 태양광 패널(30)을 찾고 그 GPS 좌표 정보를 저장한다. 또한, 검사 단계에서, 상기 획득한 검사용 데이터를 토대로, 영상 내에서 태양광 패널(30)을 검출한다.The
불량 패널 검사 장치(14)는 상기 검사 단계에서 S411 단계를 수행한다. 즉, 상기 검출된 태양광 패널(30)의 불량 발생 여부를 검사하고, 불량 패널이 존재한다면 그 불량 패널의 불량 위치를 검출한다.The defective
통합 관제 장치(10)가 포함하는 비행 경로 생성 장치(11), 지도 생성 장치(12), 태양광 패널 검출 장치(13), 불량 패널 검사 장치(14)들은, 각각 별도의 모듈들로 형성될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 하나의 모듈 내에서 여러 기능을 수행하는 것일 수도 있다. 즉, 통합 관제 장치(10)가 비행 경로를 생성하고, 지도도 생성하며, 태양광 패널(30)도 검출하고, 불량 패널도 검사할 수 있다면, 다양한 방식으로 형성될 수 있다.The flight
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 관제 장치(10)의 자세한 구성을 나타낸 블록도이다.6 is a block diagram showing a detailed configuration of the
통합 관제 장치(10)가 포함하는 비행 경로 생성 장치(11), 지도 생성 장치(12), 태양광 패널 검출 장치(13), 불량 패널 검사 장치(14)들이, 만약 하나의 모듈 내에서 여러 기능을 수행하는 것이라면, 통합 관제 장치(10) 자체가 하나의 독립된 모듈이 되어 비행 경로를 생성하고, 지도도 생성하며, 태양광 패널(30)도 검출하고, 불량 패널도 검사한다.The flight
이를 위해, 통합 관제 장치(10)는 제어부(101), 저장부(102), 화면부(103), 입력부(104)를 포함한다. 그리고, 이들 구성요소들은 버스(105)를 통해 상호간에 연결되어 통신할 수 있다. 제어부(101)에 포함된 모든 구성요소들은 적어도 하나의 인터페이스 또는 어댑터를 통해 버스(105)에 접속되거나, 직접 버스(105)에 연결될 수 있다. 또한, 버스(105)는 상기 기술한 구성요소 외에 다른 서브 시스템들과 연결될 수도 있다. 버스(105)는 메모리 버스, 메모리 컨트롤러, 주변 버스(Peripheral Bus), 로컬 버스를 포함한다.To this end, the
제어부(101)는 통합 관제 장치(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 비행 경로를 생성하고, 지도도 생성하며, 태양광 패널(30)도 검출하고, 불량 패널도 검사한다. 제어부(101)로는 CPU(Central Processing Unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 DSP(Digital Signal Processor) 등을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않고 다양한 논리 연산 프로세서가 사용될 수 있다. 제어부(101)에 대한 자세한 설명은 후술한다.The
저장부(102)는 각종 객체 정보들을 저장하고, 제어부(101)에 의해 데이터베이스가 구축된다. 저장부(102)는 비휘발성 메모리 장치 및 휘발성 메모리 장치를 포함한다. 비휘발성 메모리 장치는 부피가 작고 가벼우며 외부의 충격에 강한 NAND 플래시 메모리이고, 휘발성 메모리 장치는 DDR SDRAM인 것이 바람직하다.The
통합 관제 장치(10)는 네트워크(40)에 연결될 수도 있다. 따라서 통합 관제 장치(10)는 다른 장치들과 네트워크(40)를 통하여 연결되어, 메타데이터를 포함한 각종 데이터 및 신호들을 송수신할 수 있다. 이 때, 네트워크 인터페이스(41)는 네트워크(40)로부터 하나 이상의 패킷의 형태로 된 통신 데이터를 수신하고, 통합 관제 장치(10)는 제어부(101)의 처리를 위해 상기 수신된 통신 데이터를 저장할 수 있다. 마찬가지로, 통합 관제 장치(10)는 송신한 통신 데이터를 하나 이상의 패킷 형태로 저장부(102)에 저장하고, 네트워크 인터페이스(41)는 상기 통신 데이터를 네트워크(40)로 송신할 수 있다.
네트워크 인터페이스(41)는 네트워크 인터페이스 카드, 모뎀 등을 포함할 수 있고, 네트워크(40)는 인터넷, WAN(wide area network), LAN(local area network), 전화 네트워크, 직접 연결 통신 등 다양한 유무선 통신 방법을 포함할 수 있다.The
화면부(103)는 사용자가 입력한 검색 조건에 따라 수행한 검색 결과를, 사용자가 볼 수 있도록 디스플레이한다. 만약, 통합 관제 장치(10)가 터치 기능을 제공하지 않는다면, 입력부(104)가 별도로 마련된다. 일반적으로 가장 많이 사용되는 입력부(104)로는 마우스, 키보드, 조이스틱, 리모콘 등이 있다. 이러한 입력부(104)는 직렬 포트, 병렬포트, 게임 포트, USB 등을 포함하는 입력 인터페이스(1041)를 통해 버스(105)에 연결될 수 있다. 그러나 만약 통합 관제 장치(10)가 터치 기능을 제공한다면, 화면부(103)는 터치 센서를 포함할 수 있다. 이 경우에는 입력부(104)가 별도로 마련될 필요가 없고, 사용자가 화면부(103)를 통해 직접 터치 신호를 입력할 수 있다. 터치는 손가락을 이용하여 수행될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고, 미세 전류가 흐를 수 있는 팁이 장착된 스타일러스 펜 등을 이용하여 수행될 수도 있다. 통합 관제 장치(10)가 터치 기능을 제공하더라도, 화면부(103)가 터치 센서를 포함하지 않는다면 별도의 터치 패드가 입력부(104)로서 마련될 수도 있다.The
화면부(103)는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Liquid Crystal Display), CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel) 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 이러한 화면부(103)는 비디오 인터페이스(1031)를 통하여 버스(105)에 연결되고, 화면부(103)와 버스(105) 간의 데이터 전송은 그래픽 컨트롤러(1032)에 의해 제어될 수 있다.The
지금까지 기술한 통합 관제 장치(10)의 각 구성요소들은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(Software)나, FPGA(Field-Programmable Gate Array)나 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어(Hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.Each component of the
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It is also possible that in some alternative implementations the functions mentioned in the blocks occur out of order. For example, it is possible that the two blocks shown in succession may actually be performed substantially concurrently, and that the blocks are sometimes performed in reverse order according to the corresponding function.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
1: 태양광 패널 검사 시스템
10: 통합 관제 장치
11: 비행 경로 생성 장치
12: 지도 생성 장치
13: 태양광 패널 검출 장치
14: 불량 패널 검사 장치
20: 무인 이동체
21: 본체
22: 카메라
30: 태양광 패널
31: 커버 유리
32: 이면재
33, 34: 충전재
35: 스트링
36, 37: 전극
38: 솔라셀
39: 리드선
40: 네트워크
41: 네트워크 인터페이스
101: 제어부
102: 저장부
103: 화면부
104: 입력부
105: 버스
301: 솔라 모듈
302: 어레이
303: 불량이 발생한 부분
304: 제1 후보
305: 제2 후보
306: 윈도우
307: 중심 픽셀
308: 최종 후보
1031: 비디오 인터페이스
1032: 그래픽 컨트롤러
1041: 입력 인터페이스1: Solar panel inspection system 10: Integrated control device
11: Flight path generating device 12: Map generating device
13: solar panel detection device 14: bad panel inspection device
20: Unmanned moving body 21:
22: camera 30: solar panel
31: cover glass 32: backing material
33, 34: Filler 35: String
36, 37: electrode 38: solar cell
39: lead wire 40: network
41: Network interface 101:
102: storage unit 103:
104: input unit 105: bus
301: Solar Module 302: Array
303: Bad part 304: First candidate
305: second candidate 306: window
307: center pixel 308: final candidate
1031: Video interface 1032: Graphics controller
1041: input interface
Claims (6)
상기 생성된 태양광 발전소 전체의 현재 지도 상에서 상기 태양광 패널을 모두 검출하는 태양광 패널 검출 장치;
상기 검출된 태양광 패널들을 이용하여, 무인 이동체가 비행할 정밀 비행 경로를 생성하는 비행 경로 생성 장치; 및
상기 무인 이동체가 상기 생성된 정밀 비행 경로를 따라 비행하면서 상기 태양광 패널을 촬영하여 검사용 데이터를 획득하면, 상기 검사용 데이터를 이용하여 상기 태양광 패널에 발생한 불량의 위치를 검출하는 불량 패널 검사 장치를 포함하는 태양광 패널 검사 시스템.A map generating device for generating a current map of the whole photovoltaic power generation plant based on the map generating data;
A solar panel detection device for detecting all of the solar panels on a current map of the entire solar power generation plant;
A flight path generating device for generating a precise flight path through which the unmanned moving object will fly using the detected solar panels; And
Wherein the inspection data is used to photograph the photovoltaic panel while the unmanned moving body is flying along the generated precise flight path to obtain the inspection data, A solar panel inspection system comprising a device.
상기 태양광 패널 검출 장치는,
검출한 모든 상기 태양광 패널의 GPS 좌표 정보를 저장하는, 태양광 패널 검사 시스템.The method according to claim 1,
The solar panel detecting apparatus may further comprise:
And stores GPS coordinate information of all the detected solar panels.
상기 무인 이동체가 상기 생성된 정밀 비행 경로를 따라 비행하기 전에, 상기 저장된 GPS 좌표 정보들을 이용하여 상기 정밀 비행 경로의 GPS 좌표 보정을 수행하는 태양광 패널 검사 시스템.3. The method of claim 2,
And performs GPS coordinate correction of the precise flight path using the stored GPS coordinate information before the unmanned moving body follows the generated precise flight path.
상기 비행 경로 생성 장치는,
태양광 발전소 전체의 초기 지도 데이터를 서버로부터 전송받아, 상기 태양광 패널로 예상되는 다각형들의 중심을 모두 지나도록 전역 비행 경로를 생성하는, 태양광 패널 검사 시스템.The method according to claim 1,
The flight path generating device includes:
Receiving a first map data of the entire solar power plant from a server and generating a global flight path so as to pass the center of the polygons expected by the solar panel.
상기 지도 생성용 데이터는,
상기 무인 이동체가 상기 생성된 전역 비행 경로를 따라 비행하면서 상기 태양광 패널을 촬영함으로써 획득되는, 태양광 패널 검사 시스템.5. The method of claim 4,
The map generation data includes:
Wherein the unmanned moving object is obtained by photographing the solar panel while flying along the generated global flight path.
상기 태양광 패널 검출 장치는,
상기 획득된 검사용 데이터에서 모든 상기 태양광 패널을 검출하는, 태양광 패널 검사 시스템.The method according to claim 1,
The solar panel detecting apparatus may further comprise:
And detects all the solar panels in the obtained inspection data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
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KR102032722B1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-10-16 | 주식회사 아이온커뮤니케이션즈 | Method and system for examining solar panel by using drone |
KR20200082104A (en) | 2018-12-28 | 2020-07-08 | 조선대학교산학협력단 | Method for detecting damage and contamination of solar-light panel |
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WO2023120977A1 (en) * | 2021-12-21 | 2023-06-29 | 주식회사 에스테코 | Method and system for examining solar photovoltaic power station using unmanned aerial vehicle |
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2017
- 2017-01-10 KR KR1020170003754A patent/KR20180082258A/en unknown
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