KR20200009508A - 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존에 운영영역이 넓은 수질 관제용 드론의 경우에 인력운용으로 인한 시간비용 소요를 해결하기 위한 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션에 관한 기술이다. 구체적으로, 관제형 드론이 이착륙할 수 있는 형태로, 외부요인의 영향을 최소화할 수 있고, 효율적인 무선 전력충전이 가능하며, 드론이 관측한 데이터를 중앙서버로 전달하기 전 전처리를 통해 전송효율이 증가되고, 정확한 수질감시를 위해 채취한 시료수를 보관할 수 있도록 형성된다.

Description

수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션{Unmanned Drone Smart Station for Monitoring Water Quality}
본 발명은 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존에 운영영역이 넓은 수질 관제용 드론의 경우에 인력운용으로 인한 시간비용 소요를 해결하기 위한 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션에 관한 기술이다.
4차 산업혁명에 따른 기술발전으로 인해 드론은 군사용 드론에서 취미용 드론, 상업용 드론에 이어, 공공용 드론으로 영역을 확장하고 있다. 국토교통부에서 2017년에 발표한 드론 활성화 지원 로드맵 연구에 따르면, “국민안전 감시 및 대응 무인항공기 융합시스템 구축 및 운용”에 있어서, 국내 공공부문의 잠재적 소요가 화재관측, 인명 탐색 등의 소방, 해양경비, 연안경비, 수색구조, 해양오염 감시 방제 등의 해경, 치안현장 예찰, 현행범과 도주범의 탐색 및 추적, 경호, 테러, 인질 작전 등의 경찰, 산불대응, 산불관측, 산사태 관측, 산림 병해충 경로 예상 등의 산림 기준만으로 2,849대에 이른다.
이외에도, 건설 및 시설물 안전분야, 도로분야, 측량분야, 지적재조사 분야, 토지보상 현장조사 분야, 수자원분야, 철도보안정보 분야 등에 대해서도 일부 현재 사용되고 있다.
특히, 수자원분야에서는 현재 수해 등 발생 시 신속한 현장조사가 필요하거나, 접근이 어려운 지역에 대한 조사*?*감시용(수질, 녹조, 시설물)으로 소형드론이 사용 중이다. 수자원조사는 유역조사, 수문조사, 수질조사, 지하수조사로 구분되어 실시되는 데, 구체적으로는 현재, 금강·갑천·삽교천·미호천 등 충청권역 10개 국가하천38), 낙동강·남강)에 대해 소형드론을 활용한 시설물 점검과, 댐, 보, 저수지, 교량 등 구조물 및 하천횡단 관로 등 시설물 안전진단 및 관리와, 유역 수질오염원 및 식생 모니터링에서, 항공촬영, 수질측정, 미생물채집, 수량측정 등의 방법으로 활발히 사용되고 있는 실정이다.
그러나, 아직까지는 드론의 운용 및 드론이 채집 및 채취한 시료를 처리하기 위해 드론 운용 시 인력이 항상 소요되고 있어, 하천의 인프라와 연계하여 현장에 가지 않고도 자율비행을 통하여 신속히 하천조삭 가능한 최적화된 드론 시스템에 대한 연구가 필요하다.
드론을 운용하기 위한 드론 스테이션에 대한 종래의 기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허공보 제10-1823470호와 같이, 드론용 중앙 관제 시스템으로서, 상기 시스템은 중앙 관제실(Cn)을 포함하고, 상기 중앙 관제실(Cn)은 복수의 격납고 시스템(S1,...,Sn)과 연결되어 중앙 관제실(Cn)을 중심으로 각 격납고 시스템(S1,...,Sn)을 터미널로 하는 허브 네트워크를 형성하며, 상기 격납고 시스템(S1,...,Sn)은 중앙 관제실(Cn)로, 격납고 정보 및 각각의 격납고가 관할하는 복수의 드론 정보를 송신하며, 복수의 드론 정보는, 각각의 드론이 격납되는 격납고의 격납고 정보에 연관되어 하부 데이터로 저장되고, 격납고 정보는 격납고의 고유 번호 및 격납고의 위치 정보를 포함하고, 드론 정보는 드론의 고유 번호, 드론의 타입, 드론의 상태 및 드론이 촬영하여 전송한 영상 정보를 포함하고, 상기 드론 정보는 다음 정보; (가) 고객이 소유 또는 임대한 드론인지의 정보 또는 (나) 무선 충전에 의한 과금 정보 또는 (다) 계획 비행에 의한 정기 운행 또는 외부 의뢰에 의한 순찰 또는 관측 운행인지의 정보를 포함하는, 드론용 중앙 관제 시스템을 개시하였다. 상기 종래문헌에 의하면, 드론의 활용성이 높은 지역에서 복수의 드론을 효율적으로 모니터링하고 관리할 수 있으나, 이러한 중앙 관제 시스템이 주변 환경 관제용 드론 분야에 사용될 경우 환경 관제를 위한 시스템은 전혀 구축되어 있지 않아 실제적으로 인력운용 없이 무인으로 드론관제를 수행하는 것이 어려울 수밖에 없다.
대한민국 등록특허공보 제10-1823470호 (2018.01.24.)
본 발명은 상술한 바와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 외부요인의 영향을 최소화할 수 있고, 효율적인 무선 전력충전이 가능하고, 드론이 관측한 데이터를 중앙서버로 전달하기 전 전처리를 통해 전송효율이 증가되며, 수질관제 과정에서 채취되는 시료를 자율적으로 보관할 수 있는 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스테이션 맞춤형 드론이 아닌 다양한 드론을 수용하여 무선충전 기능을 제공할 수 있는 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 수질 관제용 드론을 운용함에 있어 별도의 인력소요 없이 관제작업을 수행할 수 있는 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션은, 지면에 배치되는 플랫폼; 상기 플랫폼의 상면에 설치되며, 드론의 이착륙 시 개폐 가능한 리드가 상부에 구비되는 드론수용부; 상기 플랫폼의 상면에 설치되며, 다수의 격벽으로 구획되어 상기 드론에 의해 샘플링된 시료수를 보관하기 위한 다수 개의 용기가 상기 격벽의 사이에 각각 배치되는 시료수보관부; 상기 시료수보관부 및 상기 드론수용부를 외부환경으로부터 보호하기 위해 상기 플랫폼으로부터 연장되어 배치되는 커버; 및 상기 무인 드론 스마트 스테이션을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 드론은, 관제명령을 수신하면, 상기 드론수용부로부터 이륙하고 관제대상의 위치로 이동하여, 상기 관제대상의 수질계측과 상기 관제대상의 샘플링을 수행하고, 상기 수질계측과 상기 샘플링을 완료하면, 상기 플랫폼으로 재이동하여, 상기 샘플링한 시료수를 상기 시료수보관부로 배출하고, 상기 드론의 무선충전과 계측한 수질데이터의 가공을 위해 상기 드론수용부로 착륙하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션에 있어서, 상기 드론수용부는, 상하로 이동 가능하고 상기 드론이 착륙할 수 있는 평면으로 마련되어, 상기 리드가 개방되면 상기 드론의 용이한 착륙을 위해 상측으로 이동하도록 제어되고, 상기 드론의 착륙이 완료된 이후에는 상기 드론의 무선충전을 위해 하측으로 이동하도록 제어되는 리프팅부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션에 있어서, 상기 드론수용부에는 내부 하측에 상기 드론의 배터리를 충전할 수 있도록 마련되는 무선충전부;가 구비되고, 상기 무선충전부는, 상기 드론이 착륙된 지지면에 전력을 전송하는 무선전력송신부; 상기 지지면 중에서 상기 무선전력송신부에 의해 전송되는 전력전송량이 가장 많은 위치를 감지하여 충전최적지점으로 결정하는 스캐닝부; 및 상기 무선전력송신부를 상기 지지면의 저면을 따라 제1축 혹은 상기 제1축에 대하여 수직을 이루는 제2축 방향으로 이송시켜 상기 충전최적지점에 위치시키는 이송부;를 포함하고, 상기 충전최적지점은 상기 드론에 마련되는 무선전력수신부의 직하방에 위치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션에 있어서, 상기 드론수용부에는 상기 드론에 의해 상기 관제대상을 계측한 상기 수질데이터를 전처리하는 데이터가공부;가 구비되고, 상기 데이터가공부는 상기 수질데이터가 중앙서버로 업로드되기 전에 상기 수질데이터를 미리 경량화시켜 데이터 송수신의 효율을 더 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션에 있어서, 상기 드론수용부에는 상기 착륙된 드론에 상기 관제명령을 전달하는 드론운용부;가 구비되고, 상기 관제명령은, 상기 시료수보관부의 상기 다수 개의 용기 중에서, 상기 샘플링된 시료수가 보관되어야 할 용기의 위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션은, 외부요인의 영향을 최소화할 수 있고, 효율적인 무선 전력충전이 가능하고, 드론이 관측한 데이터를 중앙서버로 전달하기 전 전처리를 통해 전송효율이 증가되며, 수질관제 과정에서 채취되는 시료를 자율적으로 보관할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션은, 스테이션 맞춤형 드론이 아닌 다양한 드론을 수용하여 무선충전 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션은, 수질 관제용 드론을 운용함에 있어 별도의 인력소요 없이 관제작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션의 제어메커니즘을 개략적으로 도식화한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 관제 중인 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션의 드론수용부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션의 드론수용부에 드론이 착륙한 형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션의 드론수용부에서 드론이 무선충전 및 데이터처리를 하는 형태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션의 무선충전부의 평면도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션(10)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 지면에 배치되는 플랫폼(11); 상기 플랫폼(11)의 상면에 설치되며, 드론(20)의 이착륙 시 개폐 가능한 리드(121)가 상부에 구비되는 드론수용부(12); 상기 플랫폼(11)의 상면에 설치되며, 다수의 격벽(131)으로 구획되어 상기 드론(20)에 의해 샘플링된 시료수를 보관하기 위한 다수 개의 용기(132)가 상기 격벽(131)의 사이에 각각 배치되는 시료수보관부(13); 상기 시료수보관부(13) 및 상기 드론수용부(12)를 외부환경으로부터 보호하기 위해 상기 플랫폼(11)으로부터 연장되어 배치되는 커버(14); 및 상기 스테이션(10)을 제어하는 제어부(15);를 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션(10)은 수질 감시를 위한 관제형 드론(20)이 이착륙할 수 있는 형태로, 외부요인의 영향을 최소화할 수 있고, 효율적인 무선 전력충전이 가능하며, 드론이 관측한 데이터를 중앙서버로 전달하기 전 전처리를 통해 전송효율이 증가되고, 정확한 수질감시를 위해 채취한 시료수를 보관할 수 있도록 형성된다.
이러한 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션을 통해, 드론(20)은 자율적으로 수질 관제 작업을 이행할 수 있다. 구체적으로, 상기 드론(20)은 관제명령을 수신하면, 상기 드론수용부(12)로부터 이륙하고 수질감시가 필요한 관제대상의 위치로 이동하여, 상기 관제대상의 수질계측과 상기 관제대상의 샘플링을 수행한다. 이후, 상기 수질계측과 상기 샘플링을 완료하면, 상기 드론(20)은 상기 플랫폼(11)으로 재이동하여, 상기 샘플링한 시료수를 상기 시료수보관부(13)로 배출하고, 상기 드론(20)의 무선충전과 계측한 수질데이터의 가공을 위해 상기 드론수용부(12)로 착륙하게 된다.
이를 위해, 상기 드론(20)은 수질계측을 위한 계측기가 구비되어, 관제대상의 생물학적 산소 요구량(BOD), 용존산소량(DO), 화학적 산소 요구량(COD) 등을 계측할 수 있다. 상기 드론(20)에 전달된 관제명령에 따라, 상기 계측기의 측정파라미터가 변화되도록 설계될 수 있다. 또한, 상기 드론(20)은 채수와 시료수를 임시적으로 보관하기 위한 수단이 별도로 구비될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션(10)의 각 구성별로 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 상기 플랫폼(11)은, 상기 드론수용부(12)와 상기 시료수보관부(13)의 지지면을 형성하기 위해 지면에 평평하게 형성된다.
또한, 상기 플랫폼(11)은 관제를 위해 항시 배치되는 스테이션을 안정적으로 지지하기 위해 습기 및 온도 변화에 영향을 받지 않는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 플랫폼(11)은 주변 야생동물의 접근을 차단하기 위해 특정 주파수의 음향이나 특정 파장의 광을 출력하는 수단이 더 구비될 수 있다.
다음으로, 상기 드론수용부(12)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 드론(20)의 이착륙 시 개폐 가능한 리드(121), 및 상하로 이동 가능하고 상기 드론(20)이 착륙할 수 있는 평면으로 마련되어, 상기 리드(121)가 개방되면 상기 드론(20)의 용이한 착륙을 위해 상측으로 이동하도록 제어되고, 상기 드론(20)의 착륙이 완료된 이후에는 상기 드론(20)의 무선충전을 위해 하측으로 이동하도록 제어되는 리프팅부(122)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 리드(121)는 상기 제어부(15)에 의해, 상기 드론(20)이 착륙을 위해 인접한 상공에서 비행할 때, 도 4의 폐쇄된 위치에서, 도 5의 위치로 개방될 수 있다. 상기 리드(121)는 상기 드론수용부(12) 내의 전자부품을 보호하기 위해 상기 드론(20)이 이착륙되는 경우를 제외하고는 항상 폐쇄된 형태를 유지한다. 상기 리드(121)가 개방되면, 상단에 위치한 상기 리프팅부(122)에 상기 드론(20)이 착륙하고, 상기 제어부(15)에 의해 상기 리프팅부(122)는 상기 드론(20)이 위치된 채로 상기 드론수용부(12)의 하측으로 이동하여, 상기 드론(20)이 보관된다. 이때, 상기 리드(121)는 도 6에 도시된 바와 같이 다시 폐쇄되는 것이다. 역으로, 상기 드론(20)이 관제명령을 수신하여 이륙하고자 할 때에는, 상기 리드(121)가 개방되고, 상기 리프팅부(122)가 상단으로 다시 이동하여, 상기 드론(20)이 이륙할 수 있도록 하고, 추후 상기 드론(20)이 재착륙하기 전까지 상단 위치를 유지한다.
또한, 상기 드론수용부(12)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 무선충전부(16), 데이터가공부(17) 및 드론운용부(18)가 내부에 구비될 수 있다. 이들의 기능에 대해서는 추후 후술하기로 한다.
다음으로, 상기 시료수보관부(13)는, 상기 플랫폼(11)의 상면에 설치되며, 다수의 격벽(131)으로 구획되어 상기 드론(20)에 의해 샘플링된 시료수를 보관하기 위한 다수 개의 용기(132)가 상기 격벽(131)의 사이에 각각 배치되는 형태이다.
상기 용기(132)는 순서대로 각각 번호 및 위치좌표가 부여되어, 상기 번호 및 위치정보의 데이터가 상기 드론(20)에 전달되어 관제명령에 따른 위치로 채수한 시료수가 배출될 수 있도록 마련된다.
또한, 상기 격벽(131) 혹은 상기 용기(132)에는 덮개(미도시)가 더 구비되어, 필요시 상기 제어부(15)에 의해 활성화되어 보관되어 있는 시료수를 밀폐시킬 수 있다.
다음으로, 상기 커버(14)는, 상기 시료수보관부(13) 및 상기 드론수용부(12)를 외부환경으로부터 보호하기 위해 상기 플랫폼(11)으로부터 연장되어 배치되어 하나의 상자 형태로 마련된다.
상기 커버(14)는, 일반적인 작동상태에서는 비활성화되어 도 3에 도시된 바와 같이 상기 플랫폼(11)에 상기 드론수용부(12) 및 상기 시료수보관부(13)가 안착되어 개방된 형태로 구비될 수 있다. 그러나, 상기 제어부(15)가 외부 기상이 비 혹은 강풍으로 인해 관제를 더 이상 진행할 수 없다고 결정하는 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 커버(14)를 활성화시킬 수 있다. 이때, 상기 제어부(15)는 상기 커버(14)의 외측에 구비될 수 있는 기상센서(미도시)에 의해 관제진행여부를 결정할 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(15)는, 상기 스테이션(10)을 전반적으로 운영 및 통제하는 것으로, 상기 스테이션(10)의 모든 구성을 원활하게 운영할 수 있는 위치에 구비된다.
다음으로, 상기 무선충전부(16)는, 상기 드론수용부(10)의 내부 하측에 상기 드론(20)의 배터리를 충전할 수 있도록 마련된다.
상기 무선충전부(16)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 드론(20)이 착륙된 지지면에 전력을 전송하는 무선전력송신부(161), 상기 지지면 중에서 상기 무선전력송신부(161)에 의해 전송되는 전력전송량이 가장 많은 위치를 감지하여 충전최적지점으로 결정하는 스캐닝부(162) 및 상기 무선전력송신부(161)를 상기 지지면의 저면을 따라 제1축 혹은 상기 제1축에 대하여 수직을 이루는 제2축 방향으로 이송시켜 상기 충전최적지점에 위치시키는 이송부(163)를 포함하며, 이때 상기 충전최적지점은 상기 드론(20)에 마련되는 무선전력수신부의 직하방에 위치될 수 있다. 여기서, 상기 스캐닝부(162)는 상기 무선충전부(16)의 면과 약간 어긋나게 도시되어 있으나, 이는 상기 스캐닝부(162)를 표시하기 위한 것으로써, 상기 스캐닝부(162)는 실제로 상기 무선충전부(16) 상의 평면으로 구비될 수 있다.
상기 이송부(163)는 상기 제1축 방향으로 길게 연장되어 상기 무선충전송신부(161)의 이송 방향으로 안내하는 제1축이송유닛(1631a)과, 상기 제2축 방향으로 길게 연장되어 상기 무선충전송신부(161)의 이송 방향으로 안내하는 제2축이송유닛(1631b)을 포함하며, 상기 무선충전송신부(161)를 상기 충전최적지점에 위치시키도록 상기 제1축이송유닛(1631a)과 상기 제2축이송유닛(1631b)을 제어하는 이송제어유닛(1632)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1축이송유닛(1631a)과 상기 제2축이송유닛(1631b)은 도 7에 도시된 바와 같이 가이드레일로 구성되어 있으며 이송을 위한 구동력을 제공하는 모터(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선충전부(16)는 상기 드론수용부(12) 내에 상기 드론(20)이 보관되어 있을 때, 전력의 절약을 위해 상기 드론(20)의 충전상태를 확인하고 충전이 완료되면 작동하지 않도록 제어될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 무선충전부(16)는 기존의 드론 무선충전장치와는 다르게, 상기 드론(20)이 무선충전이 가능한 위치로 이동하는 것이 아닌, 전력을 공급하는 상기 무선전력송신부(161)가 이동하는 형태이다. 이 경우, 다양한 종류로써 갖가지 형상을 갖는 드론의 경우에도 상기 무선전력수신부만 부착하여 무선충전을 효율적으로 행할 수 있다. 이에 따라, 드론의 하측에 해당하는 어떠한 부분에도 부착 가능하기 때문에 드론을 관리하기 위한 드론 스테이션으로 최적이라 할 수 있다.
다음으로, 상기 데이터가공부(17)는, 상기 드론수용부(12) 내부에 상기 드론(20)에 의해 상기 관제대상을 계측한 상기 수질데이터를 전처리하고 중앙서버(30)로 전송할 수 있도록 구비된다.
즉, 상기 데이터가공부(17)는 상기 수질데이터가 상기 중앙서버(30)로 업로드되기 전에 상기 수질데이터를 미리 정제하여 경량화함으로써 데이터 송수신의 효율을 더 높일 수 있는 구성으로 미들웨어 역할을 수행한다.
상기 수질데이터는 계측된 변수의 수치 뿐만 아니라 측정위치와 측정시간, 채수량과 채수된 시료수가 보관되어 있는 상기 용기(132)의 번호를 포함한다.
또한, 상기 데이터가공부(17)는 상기 수질데이터를 정제하여 상기 수질데이터 중 일정량 이상이 기준값을 초과하여 상기 드론(20)의 추가 관제작업이 필요하다고 결정한 경우, 상기 드론운용부(18)에 전달하는 방식으로 스테이션(10) 내에서 상기 드론(10)의 자율적인 운영이 가능할 수 있도록 마련될 수 있다.
마지막으로, 상기 드론운용부(18)는, 상기 드론수용부(12) 내부에 위치되어, 상기 착륙된 드론(20)에 관제명령을 전달하도록 구비된다.
상기 관제명령은, 관제대상의 위치와 측정해야 할 수질데이터 종류, 채수량 뿐만 아니라 상기 시료수보관부(13)의 상기 다수 개의 용기 중에서, 상기 샘플링된 시료수가 보관되어야 할 용기의 위치를 포함한다.
또한, 상기 관제명령은 상기 데이터가공부(17)에서 전달한 추가 관제작업 결정에 따른 관제명령이거나, 상기 중앙서버(30)로부터 전달된 관제명령일 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션(10)은 관제구역에 정해진 일정간격으로 다수 개 배치되어, 상기 관제구역의 전체적인 수질관제를 가능하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션(10)은 드론(20)과 짝지어져 특정 드론이 정해진 드론 스테이션에서 이착륙 및 보관될 수 있도록 설계될 수 있다. 관제작업의 경우, 채수를 실시하기 때문에 동일한 관제대상의 시료수가 동일한 스테이션에 보관되는 것이 용이할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에 따른 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션(10)은 근처에 있는 드론이 이착륙 및 보관되도록 설계될 수 있다.
상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 무인 드론 스마트 스테이션
11 : 플랫폼
12 : 드론수용부
121 : 리드
122 : 리프트부
13 : 시료수보관부
131 : 격벽
132 : 용기
14 : 커버
15 : 제어부
16 : 무선충전부
161 : 무선충전송신부
162 : 스캐닝부
163 : 이송부
1631 : 이송유닛
1631a : 제1축 이송유닛
1631b : 제2축 이송유닛
1632 : 이송제어유닛
17 : 데이터가공부
18 : 드론운용부
20 : 드론
30 : 중앙서버

Claims (5)

  1. 무인 드론 스마트 스테이션에 있어서,
    지면에 배치되는 플랫폼;
    상기 플랫폼의 상면에 설치되며, 드론의 이착륙 시 개폐 가능한 리드가 상부에 구비되는 드론수용부;
    상기 플랫폼의 상면에 설치되며, 다수의 격벽으로 구획되어 상기 드론에 의해 샘플링된 시료수를 보관하기 위한 다수 개의 용기가 상기 격벽의 사이에 각각 배치되는 시료수보관부;
    상기 시료수보관부 및 상기 드론수용부를 외부환경으로부터 보호하기 위해 상기 플랫폼으로부터 연장되어 배치되는 커버; 및
    상기 무인 드론 스마트 스테이션을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 드론은,
    관제명령을 수신하면,
    상기 드론수용부로부터 이륙하고 관제대상의 위치로 이동하여, 상기 관제대상의 수질계측과 상기 관제대상의 샘플링을 수행하고,
    상기 수질계측과 상기 샘플링을 완료하면,
    상기 플랫폼으로 재이동하여, 상기 샘플링한 시료수를 상기 시료수보관부로 배출하고, 상기 드론의 무선충전과 계측한 수질데이터의 가공을 위해 상기 드론수용부로 착륙하는 것을 특징으로 하는 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드론수용부는,
    상하로 이동 가능하고 상기 드론이 착륙할 수 있는 평면으로 마련되어, 상기 리드가 개방되면 상기 드론의 용이한 착륙을 위해 상측으로 이동하도록 제어되고, 상기 드론의 착륙이 완료된 이후에는 상기 드론의 무선충전을 위해 하측으로 이동하도록 제어되는 리프팅부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드론수용부에는 내부 하측에 상기 드론의 배터리를 충전할 수 있도록 마련되는 무선충전부;가 구비되고,
    상기 무선충전부는,
    상기 드론이 착륙된 지지면에 전력을 전송하는 무선전력송신부;
    상기 지지면 중에서 상기 무선전력송신부에 의해 전송되는 전력전송량이 가장 많은 위치를 감지하여 충전최적지점으로 결정하는 스캐닝부; 및
    상기 무선전력송신부를 상기 지지면의 저면을 따라 제1축 혹은 상기 제1축에 대하여 수직을 이루는 제2축 방향으로 이송시켜 상기 충전최적지점에 위치시키는 이송부;를 포함하고,
    상기 충전최적지점은 상기 드론에 마련되는 무선전력수신부의 직하방에 위치되는 것을 특징으로 하는 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 드론수용부에는 상기 드론에 의해 상기 관제대상을 계측한 상기 수질데이터를 전처리하는 데이터가공부;가 구비되고,
    상기 데이터가공부는 상기 수질데이터가 중앙서버로 업로드되기 전에 상기 수질데이터를 미리 경량화시켜 데이터 송수신의 효율을 더 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드론수용부에는 상기 착륙된 드론에 상기 관제명령을 전달하는 드론운용부;가 구비되고,
    상기 관제명령은, 상기 시료수보관부의 상기 다수 개의 용기 중에서, 상기 샘플링된 시료수가 보관되어야 할 용기의 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션.
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