KR20200076255A - Plant Augmented Reality active control system using an aircraft - Google Patents
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Abstract
Description
이 발명은 비행체를 이용한 플랜트 AR 능동제어 시스템 기술에 관한 것으로 더욱 상세하게는 플랜트 내의 설비들에 문제가 발생하였는지 증강현실로 모니터링하고 제어하기 위한 플랜트 AR 능동제어 시스템 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a plant AR active control system technology using a vehicle, and more particularly, to a plant AR active control system technology for monitoring and controlling in augmented reality whether a problem occurs in facilities in a plant.
4차 산업혁명의 신기술이 전세계적으로 전개되는 시대가 되었지만 그러한 상황에서도, 국가 기간 산업인 에너지 산업은 기술 적용에 보수적이었다. 최근에는 지구 온난화 방지를 비롯한 친환경 요구에 따라, 이른바재생에너지에 대한 기대가 높아지고 있다. 재생에너지는 환경성 추가적으로 고려하여 전력 수요자에게 근접하여 분산 전원형태로 전기를 생산할 수 있기 때문에, 송전 손실면과 전력 공급의 시큐리티면에서도 장점이 있다. The new technology of the Fourth Industrial Revolution has become a global unfold, but even in such circumstances, the energy industry, the national key industry, was conservative in the application of technology. In recent years, according to environmentally-friendly demands, including prevention of global warming, so-called renewable energy expectations are rising. Renewable energy can also produce electricity in the form of a distributed power source in close proximity to the consumer of electricity, taking environmental considerations into consideration, and thus has advantages in terms of transmission loss and security of power supply.
재생에너지에 대한 요구는 석유파동을 계기로서 본격화하고 현재는, 태양광 발전 등의 재생 가능 에너지, 폐기물 발전 등의 재활용 에너지, 연료전지차, 전기차로 대표되는 에너지 신사업 분야의 실용화를 위한 개발이 진행되고 있다.The demand for renewable energy began in earnest as a result of the petroleum wave, and currently, development for commercialization of renewable energy such as photovoltaic power generation, recycled energy such as waste power generation, energy new business fields represented by fuel cell vehicles and electric vehicles is in progress. have.
일반적으로 플랜트 산업은 고열, 고압 공정으로 이루어져 있기 때문에 화재, 폭발과 같은 중대 사고가 발생하였을 경우 그 피해 규모가 굉장히 커서 고위험군 산업으로 분류되고 있다. 이에 따라 플랜트 업체들은 주요 설비에 안전 센서(e.g. 압력, 누출, 진동 센서 등)를 부착하여 플랜트에서 야기되는 여러 위험 요인들을 지속적으로 모니터링 하도록 하는 방법을 적극 도입하고 있다. In general, the plant industry is composed of high-temperature and high-pressure processes, so in the event of a serious accident such as fire or explosion, the damage is very large and is classified as a high-risk industry. Accordingly, plant companies are actively adopting a method to continuously monitor various risk factors caused by the plant by attaching safety sensors (e.g. pressure, leak, vibration sensors, etc.) to major facilities.
그러나, 앞서 설명한 안전 센서들을 통해 대용량의 플랜트 상태 정보들을 수집한다고 할지라도 이를 신속하고 효과적으로 보여줄 수 있는 응용 시스템이 없는 실정이어서, 관리자가 각 공정별 운전 현황을 효율적으로 판단 및 관리하는데 어려움이 있다. However, even if a large amount of plant status information is collected through the aforementioned safety sensors, there is no application system that can quickly and effectively show it, and it is difficult for the manager to efficiently judge and manage the operation status of each process.
또한, 종래 플랜트 시설을 유지보수 하는 방법은 관리자가 MCR 룸과 전산실에서 HMI(Human-Machine Interface) 화면과 EWS 화면을 통해서 각 장치의 상태를 모니터링하거나 제어하고 있다. 따라서, 현장 직원들의 각 기기에 대한 다양한 정보 획득 및 상태 모니터링에 제한이 있으며, 유지보수를 위해 관련 정보를 숙지해야 하는 번거로움이 있었다.In addition, in the method of maintaining a conventional plant facility, the manager monitors or controls the status of each device through a Human-Machine Interface (HMI) screen and an EWS screen in the MCR room and the computer room. Therefore, there is a limitation in acquiring various information about each device of the field staff and monitoring the condition, and there is a hassle to be familiar with the related information for maintenance.
한국 등록특허공보 제10-1801680호에서는 적어도 하나의 발전 플랜트; 상기 전 플랜트에서 생성되는 데이터를 수집하여 데이터별로 우선순위를 설정하고, 상기 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송하는 스마트 게이트웨이; 상기 데이터를 수신하여 분류 또는 분석하는 스마트 서버; 상기 스마트 게이트웨이 및 상기 스마트 서버를 통하여, 상기 발전 플랜트를 제어하는 통합 제어 센터; 를 포함하되, 상기 스마트 게이트웨이는 상기 적어도 하나의 발전 플랜트에 설치되고, 상기 스마트 게이트웨이는 AR 기기를 통해 원격지 시스템의 렌더링, 사용 설명서 및 작업 지시서를 사용자에게 제공하는 제1 원격 안내부, 스트리밍 데이터가 발생하는 즉시 실시간으로 고속 스트리밍 데이터를 수집하는 고속 스트리밍 데이터 수집부, 상기 고속 스트리밍 데이터를 필터링 및 우선 순위화하는 고속 스트리밍 데이터 처리부를 더 포함하며, 상기 통합 제어 센터는 과거에 축적된 데이터와 고장 이력데이터를 분석하여 고장시점을 예측하는 것을 특징으로 하는, 실시간 원격 제어 시스템을 개시하고 있다. 그러나 본 발명의 비행체를 이용한 촬영 영상과 운전정보를 오버랩하는 동기화서버를 포함한 증강현실 능동제어에 관한 기술내용은 개시된 바 없다 .In Korean Patent Publication No. 10-1801680, at least one power plant; A smart gateway that collects data generated in the entire plant, sets priorities for each data, and transmits data to a smart server according to the priorities; A smart server that receives and classifies or analyzes the data; An integrated control center for controlling the power generation plant through the smart gateway and the smart server; Including, wherein the smart gateway is installed in the at least one power plant, the smart gateway is a first remote guide unit for providing a user with a rendering, user manual and work instructions of a remote system through an AR device, streaming data It further includes a high-speed streaming data collection unit that collects high-speed streaming data in real time as soon as it occurs, and a high-speed streaming data processing unit that filters and prioritizes the high-speed streaming data, and the integrated control center has historical data and failure history. Disclosed is a real-time remote control system characterized by predicting a point of failure by analyzing data. However, the description of the augmented reality active control including a synchronization server overlapping the captured image and the driving information using the aircraft of the present invention has not been disclosed.
한국 등록특허공보 제10-1400729호에서는 생활폐기물을 소정 크기로 처리하고 선별하여 건조하기 위한 전처리 장치; 상기 전처리 장치에서 전처리된 생활폐기물을 제공받아 고온에서 합성가스를 생산하고, 잔여물은 배출하는 합성 가스 생산장치; 상기 합성가스 생산장치에서 생산되는 합성가스를 제공받아 후처리하기 위한 후처리 장치; 상기 후처리 장치로부터 합성가스를 공급받아 발전하는 합성가스 가스엔진 발전장치; 및 상기 가스엔진 발전장치에서 연소되어 나오는 연소가스를 배출시키는 연소가스 배출장치를 포함하며, 상기 합성가스 생산장치는 생활폐기물과 공기와의 반응을 통해 합성가스를 생성하고, 잔여물은 배출하는 가스화로 바디; 공기를 예열하여 상기 가스화로 바디로 공급하고, 상기 가스화로 바디의 폐열을 회수하기 위한 공기공급 유닛; 상기 가스화로 바디로부터의 합성가스를 흡인하는 합성가스 유인송풍기; 및 상기 가스화로 바디에서 배출되는 잔여물을 처리하는 잔여물 처리 유닛;을 포함하고, 상기 가스화로 바디는 상부 일측에 폐기물 투입구가 형성되고, 공기가 투입되기 위한 복수의 산화제 공급노즐이 구비되며, 하부에 잔여물이 배출되는 배출구가 형성되는 생활폐기물의 가스화를 이용한 발전 시스템을 개시하고 있다. 그러나 본 발명의 비행체를 이용한 촬영 영상과 운전정보를 오버랩하는 동기화서버를 포함한 증강현실 능동제어에 관한 기술내용은 개시된 바 없다 .In Korean Patent Publication No. 10-1400729, a pre-treatment device for treating and sorting and drying domestic waste to a predetermined size; A syngas production device that receives the pre-treated household waste from the pretreatment device to produce syngas at high temperature, and discharges the residue; A post-treatment device for receiving and processing post-synthesis gas produced by the syngas production device; A syngas gas engine power generation device that generates power by receiving syngas from the aftertreatment device; And a combustion gas discharge device for discharging combustion gas burned from the gas engine power generation device, wherein the synthesis gas production device generates syngas through the reaction of household waste with air, and the residual gas is discharged. Low body; An air supply unit for preheating air and supplying it to the gasifier body, and recovering waste heat of the gasifier body; A syngas inducing blower that draws in the syngas from the gasifier body; And a residue treatment unit that processes residues discharged from the gasifier body, wherein the gasifier body is provided with a waste inlet on an upper side and a plurality of oxidant supply nozzles for introducing air, Disclosed is a power generation system using gasification of domestic waste, in which an outlet through which residues are discharged is formed. However, the description of the augmented reality active control including a synchronization server overlapping the captured image and the driving information using the aircraft of the present invention has not been disclosed.
한국 등록특허공고 제10-1329395호에서는 발전설비의 운영현황을 종합적으로 관리하기 위한 발전운영관리부와, 발전설비의 운전상황을 쳬계적으로 관리하기 위한 발전운전관리부와, 발전설비의 정비현황을 종합적으로 관리하기 위한 발전정비관리부와, RCM 분석을 통하여 발전소 단위설비에 대하여 일정기간 단위로 단위설비의 고장 빈도를 분석하여 고장을 예방하기 위한 예방점검 및 예방정비 기준을 수립할 수 있도록 하는 신뢰도 분석부와, RBM 진단을 통하여 설비별 위험도를 분석하여 호기별 계획예방정비 주기를 결정할 수 있게 하는 위험도 평가부와, 상기한 신뢰도 분석부의 RCM 분석 결과 도출되는 단위설비별 예방점검, 예방정비방법 및 주기와 위험도 평가부의 RBM 진단 결과 도출되는 호기별 계획 예방정비 주기를 데이터 형태로 관리하여 호기별 종합 정비계획을 도출하는 정비계획 수립부와, 단위설비 및 자재의 도면, 기술자료, 정비활동 등의 정보가 설비마스터를 기준으로 데이터 형태로 연계되어 정비작업 전과정에 걸쳐 발전설비관리시스템 각 기능부와 정보를 공유하는 자료도면 관리부와, 설비마스터, 고온부품마스터, 전자카드마스터, 고장마스터, 정비마스터, 조직마스터, 한전KPS 정비실적 연계 등의 정보를 데이터 형태로 관리하면서 정비작업 전과정에 걸쳐 발전설비관리시스템 각 기능부와 정보를 공유하는 기준정보 관리부를 포함하는 발전설비 관리 시스템 및 그 제어방법이 개시되어 있다. 그러나 본 발명의 비행체를 이용한 촬영 영상과 운전정보를 오버랩하는 동기화서버를 포함한 증강현실 능동제어에 관한 기술내용은 개시된 바 없다 .In Korean Patent Registration No. 10-1329395, the power generation operation management department to comprehensively manage the operation status of the power generation facility, the power generation operation management department to systematically manage the operation status of the power generation facility, and the maintenance status of the power generation facility are comprehensive. Power generation maintenance management department for management, and reliability analysis unit for establishing preventive inspection and preventive maintenance standards to prevent failures by analyzing the frequency of failure of unit facilities for a certain period of time for unit facilities of power plants through RCM analysis. In addition, the risk assessment unit enables you to determine the planned preventive maintenance cycle for each unit by analyzing the risk of each facility through RBM diagnosis, and the preventive inspection, preventive maintenance method and period for each unit derived from the RCM analysis result of the reliability analysis unit described above. Plan for each unit that results from the RBM diagnosis of the Risk Assessment Department manages preventive maintenance cycles in the form of data to provide a maintenance plan establishment unit that derives a comprehensive maintenance plan for each unit, and information such as drawings, technical data, and maintenance activities of unit facilities and materials. Data drawing management department that shares information with each functional part of the power generation facility management system through the entire process of maintenance work connected to the data type based on the facility master, facility master, high-temperature parts master, electronic card master, failure master, maintenance master, organization Disclosed is a power generation facility management system and a control method including a reference information management unit that shares information with each functional unit of the power generation facility management system throughout the maintenance work while managing information such as master and KEPCO KPS maintenance performance linkage in the form of data. have. However, the description of the augmented reality active control including a synchronization server overlapping the captured image and the driving information using the aircraft of the present invention has not been disclosed.
한국 등록특허공보 제10-1480130호에서는 운전원의 운전에 의해 출력되는 1차 연소공기량, 2차 연소공기량, 화격자 이동속도, 온도, 배출가스량, 스팀량을 포함하는 소각시설의 운영값을 감지하는 소각시설 운전 센서(10)에 의해 감지되어 종합운전제어프로그램(MMI)을 통해 제공되는 운전원의 운전에 따른 운영값(c), 열정산(Heat balance) 및 설계프로그램을 통해 산출되는 소각시설의 설계에 따른 설계값(a)과 설계에 의해 시공된 소각시설의 운전에 따른 실측값(b)을 각각 일정 시간을 주기로 하여 저장하는 데이터 베이스와; 상기 데이터 베이스에 저장되는 데이터를 근거로 하여 설계값과 실측값 및 운영값을 추출하여 운영값과 설계값 및 실측값을, 비교가 가능한 그래프 방식과 표 방식을 포함하는 자료로 추출하여 제공하는 서버를 포함하되, 상기 데이터 베이스는 운전원의 목표값을 설정 저장하고, 상기 서버는 상기 데이터 베이스에 저장된 목표값과 상기 운영값을 비교하여 운영값의 목표 달성 결과를 추출하는 것을 특징으로 하는 열정산 및 설계프로그램과 운전원의 운전형태 분석을 통한 소각시설과 고형 연료보일러의 진단과 제어 및 설비생애주기관리 시스템을 개시하고 있다. 그러나 본 발명의 비행체를 이용한 촬영 영상과 운전정보를 오버랩하는 동기화서버를 포함한 증강현실 능동제어에 관한 기술내용은 개시된 바 없다 .In Korean Patent Registration No. 10-1480130, an incineration facility that detects operating values of incineration facilities including primary combustion air volume, secondary combustion air volume, grate movement speed, temperature, exhaust gas volume, and steam volume output by the operator's operation Design according to the design of the incineration facility calculated through the operating value (c), heat balance, and design program according to the operation of the operator detected by the operation sensor 10 and provided through the comprehensive operation control program (MMI) A database for storing the value (a) and the measured value (b) according to the operation of the incineration facility constructed by the design at regular intervals, respectively; A server that extracts and provides design values, measured values, and operating values based on the data stored in the database, and extracts and provides operating values, design values, and measured values as data including a graph method and a table method that can be compared. Including, but the database is set and stored the target value of the operator, and the server compares the target value stored in the database and the operating value and extracts the result of achieving the goal of the operating value. We are initiating the diagnosis and control of incineration facilities and solid fuel boilers through the program and the analysis of the operation type of operators, and the facility life cycle management system. However, the description of the augmented reality active control including a synchronization server overlapping the captured image and the driving information using the aircraft of the present invention has not been disclosed.
따라서, 본 발명의 비행체를 이용한 플랜트 AR 능동제어 시스템은 대규모 설비 산업인 플랜트 산업에 설치 운영중인 복수의 설비유닛을 빅데이터, A.I, AR의 4차 산업혁명 기술을 직접적으로 연게하여 효과적으로 모니터링 제어하는 것을 포함한다.Therefore, the plant AR active control system using the air vehicle of the present invention directly monitors and controls the 4th industrial revolution technologies of big data, AI, and AR to effectively control and control a plurality of facility units installed and operated in the plant industry, which is a large-scale facility industry. Includes.
기존 플랜트는 유선통신망 또는 인터넷을 통해 관리 장치로 접속하는 것이 불가결하고 스템을 설치할 때는 사용자가 접속하기 위한 설정을 하지 않으면 관리 장치와 통신할 수 없다. 즉 사용자는 제어접속을 위하여 플랜트에 운용을 위한 인원이나 시간, 비용 등의 설치 부담이 늘어난다. 또한 사용자 스스로가 인터넷 등을 통한 접속 및 제어를 시도할 경우도 있지만 이때에는 오히려 조작 실수 가능성이 있다.It is indispensable for the existing plant to access the management device through the wired communication network or the Internet, and when installing the stem, the user cannot communicate with the management device without setting for access. That is, the user increases the installation burden such as personnel, time, and cost for operating the plant for control access. In addition, there are cases in which the user himself attempts to access and control through the Internet or the like, but at this time, there is a possibility of an operation mistake.
따라서 본 발명은 이러한 점을 감안해 비행체를 이용하여 플랜트의 영상데이터를 확보하여 데이터 마이닝을 통해 운전데이터와 영상데이터를 AR(Augmented Reality) 증강현실로 모니터링 환경을 제공하고 통합데이터를 알고리즘 서버를 통해 제어데이터를 생성하여 시설유닛에 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in view of this, the present invention secures the plant's video data using an aircraft, provides a monitoring environment for AR and Augmented Reality (AR) augmented reality through data mining, and controls integrated data through an algorithm server. The purpose is to generate data and provide it to the facility unit.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 플랜트를 구성하는 하나 이상의 설비 유닛;One or more equipment units constituting a plant for solving the above object;
상기 설비 유닛을 촬영하여 데이터 송신하는 비행체;A vehicle that photographs the facility unit and transmits the data;
상기 비행체로부터 수신된 데이터를 저장하는 통합 데이터베이스;An integrated database for storing data received from the vehicle;
상기 설비 유닛 운전 데이터의 HMI시스템에 대한 입출력 동작을 제어하는 제어부;A control unit for controlling the input/output operation of the facility unit operation data to the HMI system;
상기 제어부의 제어를 받으며, 상기 통합 데이터베이스의 정보를 통해 상기 설비 유닛 및 상기 비행체의 연결을 관리하는 중앙서버;A central server under the control of the control unit and managing connection of the facility unit and the vehicle through information of the integrated database;
상기 비행체를 통해 촬영된 실제 영상과 상기 설비유닛을 상태를 나타내기 위한 운전 정보를 오버랩하는 동기화서버;를 포함할 수 있다.It may include; a synchronization server overlapping the actual image photographed through the vehicle and the operation information for indicating the state of the facility unit.
또한, 상기 비행체는 실시간 위치를 제어하기 위한 비행제어부;In addition, the vehicle is a flight control unit for controlling the real-time position;
상기 비행체의 실시간 비행위치를 확인하기 위한 위치측정부; A position measuring unit for checking a real-time flight position of the vehicle;
상기 설비 유닛의 영상데이터를 생성하는 영상데이터생성부; 및/또는An image data generating unit generating image data of the facility unit; And/or
상기 생성된 영상데이터를 저장하는 영상데이터저장부; 를 포함할 수 있다.An image data storage unit for storing the generated image data; It may include.
또한, 상기 비행체는 상기 영상데이터를 실시간 상기 중앙서버로 송신하는 비행체를 이용할 수 있다.In addition, the vehicle may use a vehicle that transmits the image data to the central server in real time.
또한, 상기 설비유닛은 운전 정보를 수집하는 센싱부;In addition, the facility unit includes a sensing unit for collecting operation information;
상기 센싱부에서 생성된 운전데이터를 인코딩하여 저장하는 운전데이터저장부;An operation data storage unit for encoding and storing operation data generated by the sensing unit;
상기 운전데이터저장부에 저장된 운전데이터를 상기 통합 데이터베이스에 송신하기 위한 운전데이터송신부;를 포함할 수 있다.It may include a; operation data transmission unit for transmitting the operation data stored in the operation data storage unit to the integrated database.
또한, 상기 위치측정부는 지자계센서, 자이로센서, 가속도센서, 레이더, 위치센서, 압력센서 중 어느 하나 싱상을 포함하고,In addition, the position measuring unit includes any one of the geomagnetic sensor, gyro sensor, acceleration sensor, radar, position sensor, pressure sensor,
GPS, DGPS, CDGPS 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.It may include any one or more of GPS, DGPS, CDGPS.
또한, 상기 중앙서버는 상기 비행체로부터 수신된 영상데이터 및 비행위치 데이터를 디코딩하여 상기 통합 데이터베이스에 저장할 수 있다.In addition, the central server may decode the image data and flight position data received from the vehicle and store them in the integrated database.
또한, 상기 제어부는 상기 통합 데이터베이스의 데이터를 수리모델, 통계모델, 분석모델, 데이터모델, 인공지능 중 어느 하나 이상을 이용하여 제어데이터를 생성할 수 있다.In addition, the control unit may generate control data using any one or more of a mathematical model, a statistical model, an analytical model, a data model, and artificial intelligence on the data in the integrated database.
또한, 기 통합 데이터베이스의 데이터를 수리모델, 통계모델, 분석모델, 데이터모델, 인공지능 중 어느 하나 이상을 이용하는 알고리즘서버가 제어데이터를 생성할 수 있다.In addition, an algorithm server using any one or more of a mathematical model, a statistical model, an analytical model, a data model, and artificial intelligence can generate control data from the data of the existing integrated database.
또한, 상기 제어데이터는 설비유닛을 제어할 수 있다.In addition, the control data can control the equipment unit.
또한, 상기 알고리즘서버는 상기 통합 데이터베이스의 빅 데이터를 데이터 마이닝하고,In addition, the algorithm server data mining the big data of the integrated database,
상기 수리모델, 통계모델, 분석모델, 데이터모델, 인공지능 중 어느 하나 이상을 이용하여 플랜트 VR 시뮬레이션을 수행할 수 있다.Plant VR simulation may be performed using any one or more of the mathematical model, statistical model, analysis model, data model, and artificial intelligence.
본 발명에 따른 비행체를 이용한 플랜트 AR 능동제어 시스템은 발전소 현장에서 증강현실을 구현하기 위한 모니터링 소프트웨어가 탑재된 비행체를 이용하여 각 설비에 대한 유지보수를 용이하게 실시할 수 있는 효과가 있다.The plant AR active control system using a flying vehicle according to the present invention has an effect of easily performing maintenance for each facility using a flying vehicle equipped with monitoring software for realizing augmented reality in a power plant site.
또한, 관리자나 작업자 등이 비행체를 대상 설비를 촬영하는 동작만으로 하나의 화면에 영상데이터 및 운전데이터 등 다양한 정보를 표시할 수 있어 유지보수 능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, a manager or an operator can display various information such as image data and operation data on a single screen by only photographing a target facility of an aircraft, thereby improving maintenance ability.
또한, 현장 직원들의 각 기기에 대한 다양한 정보 획득 및 상태 모니터링에 제한이 없으며, 유지보수를 위해 관련 정보를 숙지할 필요가 없이 AR에 기반하여 제어를 효과적으로 수행할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.In addition, there is no restriction in acquiring various information about each device and monitoring the condition of field workers, and it is also expected to have an effect of effectively performing control based on AR without having to know the related information for maintenance.
도 1은 본 발명에 적용되는 비행체가 적용된 플랜트 AR 능동 제어 시스템 도면이다. 1 is a diagram of a plant AR active control system to which a vehicle applied to the present invention is applied.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
플랜트 제어 시스템은 비행체, 플랜트 중앙서버 및 증강현실 제공서버가 통신망을 통해 상호 통신가능하도록 연결되어 구축된다.The plant control system is constructed by connecting the air vehicle, the plant central server, and the augmented reality providing server to be able to communicate with each other through a communication network.
통신망은 인터넷, 인트라넷, 이동통신망, 위성통신망 등 다양한 유선 통신망과 무선 통신망을 포함한다.The communication network includes various wired communication networks and wireless communication networks, such as the Internet, intranet, mobile communication network, and satellite communication network.
비행체는 플랜트 설비 관리용 어플리케이션이 설치되어 실행되며, 증강현실(Augmentation Reality) 서비스를 지원할 수 있는 비행체는 적어도 하나의 모터, 상기 모터에 대응하는 적어도 하나의 변속기, 제어부, 위치측정부, 저장부, 촬영부 및 RF수신부를 포함한다. 비행체는 상술한 부품들 이외에 프레임, 각 모터에 결합되는 프로펠러, 전원부, 무선통신모듈, 기타 각종 액세서리 등을 더 포함할 수 있다.The vehicle is installed and executed with an application for plant facility management, and the vehicle capable of supporting the augmented reality service includes at least one motor, at least one transmission corresponding to the motor, a control unit, a position measuring unit, and a storage unit. It includes a photographing unit and an RF receiving unit. The vehicle may further include a frame, a propeller coupled to each motor, a power supply unit, a wireless communication module, and various other accessories in addition to the above-described components.
상기 비행체는 드론일 수 있다.The vehicle may be a drone.
상기 촬영부는 다양한 영상 정보를 생산할 수 있다. 상기 영상정보의 특징 추출, 패턴 인식, 투영, 다규모 신호분석을 통한 정보를 생산할 수 있다. 실제 영상처리 기술은 선형 여과, 주요 성분 분석,독립 성분 분석, 히든 마르코프 모델, 편미분 방정식, 자기조식화 맵핑, 인공신경망, 웨이브릿을 적용할 수 있다. 바람직하게는 인공신경망을 통한 영상정보 처리를 비선형 가중합을 적용한 망 함수로 영상 정보를 처리할 수 있다. The photographing unit may produce various image information. It is possible to produce information through feature extraction, pattern recognition, projection, and multi-scale signal analysis of the image information. The actual image processing technology can apply linear filtration, principal component analysis, independent component analysis, hidden Markov model, partial differential equation, self-correlation mapping, artificial neural network, wavelet. Preferably, the image information processing through the artificial neural network may process the image information using a network function to which nonlinear weighting is applied.
f: 출력영상값f: Output video value
x: 입력영상값x: Input image value
K: 활성화함수K: activation function
g: 2차원 벡터g: 2-dimensional vector
ω: 3차원 변수ω: 3D variable
상기 입력값 x는 3차원 벡터로 변환된 다음 2차원 벡터 g로 변환될 수 있다.The input value x may be converted into a 3D vector and then converted into a 2D vector g.
상기 인공신경망 알고리즘은 전방 전달 신경망, 방사 신경망, 코헨 자기조직 신경망, 순환 인공 신경망을 적용할 수 있다. The artificial neural network algorithm may apply an anterior transmission neural network, a radiating neural network, a Cohen self-organizing neural network, and a circulating artificial neural network.
상기 플랜트 설비 정보는 설비의 단위설비코드, 설비연계선로명, 선로번호, 전산화번호, 지번, 설비상태, 시구동코드, 깊이, 지형지물부호 및 관리기관 코드 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.The plant facility information may include at least one of a unit facility code, a facility connection line name, a line number, a computerization number, a number, a facility state, a start driving code, a depth, a geographical feature code, and a management agency code. .
상기 이미지 합성부는 상기 플랜트설비 정보를 이용하여 각각의 플랜트설비에 대응되는 이미지를 상기 현장 이미지의 단위 설비상에 오버랩하여 영상데이터를 디스플레이부에 제공할 수 있다.The image synthesizing unit may overlap the image corresponding to each plant facility on the unit facility of the on-site image using the plant facility information to provide image data to the display unit.
상기 이미지 합성부는 상기 합성 이미지상에 등간격으로 분할된 격자 이미지를 오버랩하여 상기 디스플레이부에 제공할 수 있다.The image synthesizing unit may overlap a grid image divided at equal intervals on the composite image and provide it to the display unit.
상기 디스플레이부상에서 플랜트설비를 선택하는 기능을 제공하는 유저 인터페이스부를 더 포함하고, 상기 디스플레이부는 상기 유저 인터페이스부를 통하여 선택된 플랜트설비의 상세 정보를 외부로 표시할 수 있다.The display unit may further include a user interface unit that provides a function of selecting a plant facility on the display unit, and the display unit may display detailed information of the selected plant facility through the user interface unit.
상기 증강현실 서버로부터 플랜트설비를 제공받기 위한 범위는 상기 유저 인터페이스부를 통하여 설정할 수 있다.The range for receiving plant facilities from the augmented reality server can be set through the user interface unit.
접속자에 따른 보안레벨을 상이하게 설정하고, 상기 보안레벨에 따라 상기 디스플레이부에 표시되는 플랜트설비 정보를 차등적으로 제한하는 보안 설정부를 더 포함하여 구성될 수 있다.A security setting unit configured to differently set a security level according to a visitor and differentially restrict plant information displayed on the display unit according to the security level may be further configured.
상기 영상 정보 처리를 통하여 생산된 영상정보를 실제 영상과 구현하여 AR를 통한 플랜트 운전 정보를 획득할 수 있다.The image information produced through the image information processing can be realized with a real image to obtain plant operation information through AR.
적어도 하나의 모터는 비행양력을 얻기 위해 프로펠러를 회전시키는 역할을 하며, 브러쉬 모터나 브러쉬리스 모터가 사용될 수 있다.At least one motor serves to rotate the propeller to obtain flight lift, and a brush motor or a brushless motor can be used.
적어도 하나의 변속기는 제어부에서 공급하는 펄스폭변조(이하 'PWM'이라 한다) 신호를 받아 모터를 제어하는 전류를 공급한다. At least one of the transmissions receives a pulse width modulation (hereinafter referred to as'PWM') signal supplied from the control unit and supplies current controlling the motor.
제어부는 CPU, MPU, IC 등을 포함하는 제어기판으로 구현될 수 있다, 제어부는 RF수신부를 통해 제어신호를 수신하여 적어도 하나의 변속기에 PWM신호를 공급한다. 제어부는 위치정보, 예를 들면 지자계 데이터를 통해 비행체의 비행방향을 판단한 후에, RF수신부를 통해 수신된 제어신호를 기초로 제어할 모터를 선택하고, 선택된 모터의 회전속도를 제어하기 위한 PWM신호를 생성한다. 제어부는 상기 위치정보 외에 각종 센서, 예를 들면 기압계, 위성, 레이더를 통한 고도정보, 자이로센서에 의한 회전각도정보를 수신하여 비행제어에 활용한다. The control unit may be implemented as a control panel including a CPU, MPU, IC, and the like. The control unit receives a control signal through an RF receiving unit and supplies a PWM signal to at least one transmission. After determining the flight direction of the vehicle through location information, for example, geomagnetic data, the controller selects a motor to be controlled based on the control signal received through the RF receiver, and a PWM signal to control the rotation speed of the selected motor. Produces In addition to the location information, the control unit receives various sensors, for example, altitude information through a barometer, satellite, and radar, and rotation angle information by a gyro sensor, which is used for flight control.
제어부는 수신된 위치정보의 기준값(임계값)과 비교하여 정상적인 정보인지를 판단한다. 만일 수신 제정보가 기준값(임계값)을 벗어나 비정상적인 것으로 판단된 경우 제2측정부를 제어하여 제2위치정보를 수신하여 비행 방향을 판단하여 모터 제어를 수행한다. 여기서, 제2측정부는 상시 동작하여 제2위치정보를 측정하여 저장부에 저장할 수 있고, 제어부는 제1위치정보가 비정상인 상태일 때 저장부에 저장된 제1위치정보를 바로 적용할 수 있다.The control unit determines whether the information is normal by comparing the received location information with a reference value (threshold). If it is determined that the received control information is abnormal beyond the reference value (threshold value), the second measurement unit is controlled to receive the second position information to determine the flight direction to perform motor control. Here, the second measurement unit may operate at all times to measure the second location information and store it in the storage unit, and the control unit may immediately apply the first location information stored in the storage unit when the first location information is abnormal.
상기 제어부에 포함된 위치좌표 산출부는 휴대용 GPS기기와 블루투스로 통신하여 정밀 위치 좌표를 수신하고, 외부의 VRS(Virtual Reference Stations) 서버로부터 위치보정 신호를 수신하며, 상기 정밀 위치 좌표와 상기 위치보정 신호를 이용하여 고정밀 좌표를 산출할 수 있다.The position coordinate calculation unit included in the control unit communicates with a portable GPS device via Bluetooth to receive precise position coordinates, receives a position correction signal from an external virtual reference station (VRS) server, and receives the precise position coordinates and the position correction signal. Can be used to calculate high precision coordinates.
플랜트 설비 관리용 어플리케이션은, 플랜트 내에 설치된 센서들의 위치를 증강현실로 안내하고, 센서들에 대한 세부 정보를 함께 제공하는데 이용되는 어플리케이션이다. 플랜트 관제 서버는 센서들을 통해 플랜트 설비들의 상태를 모니터링 한다. 모니터링 과정에서 사고와 같은 문제가 발생한 것으로 판단되면, 플랜트 관제 서버는 사고 조치 계획을 설비 유닛에 전달한다.The plant facility management application is an application used to guide the locations of sensors installed in the plant to augmented reality and provide detailed information about the sensors. The plant control server monitors the status of plant facilities through sensors. If it is determined that a problem such as an accident has occurred in the monitoring process, the plant control server transmits the accident action plan to the facility unit.
증강현실 제공 서버는 센서들에 대한 1) 위치, 2) 상세 정보 및 3) 점검 항목 등의 정보를 데이터분리처리부로부터 획득하여 통합DB로 보유하고, 통합DB에 보유된 정보들을 설비유닛으로 전송한다.The augmented reality providing server obtains information such as 1) location, 2) detailed information, and 3) inspection items from sensors from the data separation processing unit and holds them in the integrated DB, and transmits the information held in the integrated DB to the facility unit. .
설비유닛의 센서의 실시간 센싱에 의해 생성된 센싱 데이터들은 운전데이터수신부를 통해 데이터분리처리부서버로 전달되고, 플랜트 중앙서버를 통해 수신되는 센싱 데이터들로 플랜트 내에 마련된 설비들의 상태를 모니터링한다.The sensing data generated by the real-time sensing of the sensor of the facility unit is transmitted to the data separation processing unit server through the operation data receiving unit, and the sensing data received through the plant central server monitors the state of the facilities provided in the plant.
비행체의 위치데이터는 위치정보서버를 전달될 수 있으며 비행체로부터 수집된 GPS정보를 통해 위치정보를 확인할 수 있다. 또한 영상데이터의 영상정보와 운전데이터의 운전정보를 동기화하는 증강현실제공서버를 통해 AR이 구현될 수 있다. The location data of the vehicle can be transmitted to the location information server, and the location information can be confirmed through GPS information collected from the vehicle. In addition, AR may be implemented through an augmented reality providing server that synchronizes driving information of driving data with video information of video data.
또한, 알고리즘서버는 축적된 운전데이터를 통해 수리모델 등을 통하여 플랜트의 상황을 시뮬레이션 할 수 있으며 이를 VR로 구현할 수 있다. In addition, the algorithm server can simulate the situation of the plant through hydraulic models, etc. through accumulated operation data, and can implement this in VR.
Claims (9)
상기 설비 유닛을 촬영하여 데이터 송신하는 비행체;
상기 비행체로부터 수신된 데이터를 저장하는 통합 데이터베이스;
상기 설비유닛 운전 데이터의 HMI시스템에 대한 입출력 동작을 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어를 받으며, 상기 통합 데이터베이스의 정보를 통해 상기 설비 유닛 및 상기 비행체의 연결을 관리하는 중앙서버;
상기 비행체를 통해 촬영된 실제 영상과 상기 설비유닛을 상태를 나타내기 위한 운전 정보를 오버랩하는 동기화서버;를 포함하는 비행체를 이용한 플랜트 AR 능동제어 시스템.One or more equipment units constituting the plant;
A vehicle that photographs the facility unit and transmits the data;
An integrated database for storing data received from the vehicle;
A control unit for controlling the input/output operation of the facility unit operation data to the HMI system;
A central server under the control of the control unit and managing connection of the facility unit and the vehicle through information of the integrated database;
Plant AR active control system using a vehicle comprising a; synchronization server for overlapping the driving information for indicating the state of the actual unit and the actual image taken through the vehicle.
상기 비행체는 실시간 위치를 제어하기 위한 비행제어부;
상기 비행체의 실시간 비행위치를 확인하기 위한 위치측정부;
상기 설비 유닛의 영상데이터를 생성하는 영상데이터생성부; 및/또는
상기 생성된 영상데이터를 저장하는 영상데이터저장부; 를 포함하는 비행체를 이용한 플랜트 AR 능동제어 시스템.According to claim 1,
The air vehicle includes a flight control unit for controlling a real-time location;
A position measuring unit for checking a real-time flight position of the vehicle;
An image data generating unit generating image data of the facility unit; And/or
An image data storage unit for storing the generated image data; Plant AR active control system using a vehicle comprising a.
상기 비행체는 상기 영상데이터를 실시간 상기 중앙서버로 송신하는 비행체를 이용한 플랜트 AR 능동제어 시스템.According to claim 2,
The vehicle is a plant AR active control system using a vehicle that transmits the image data to the central server in real time.
상기 설비유닛은 운전 정보를 수집하는 센싱부;
상기 센싱부에서 생성된 운전데이터를 인코딩하여 저장하는 운전데이터저장부;
상기 운전데이터저장부에 저장된 운전데이터를 상기 통합 데이터베이스에 송신하기 위한 운전데이터송신부;를 포함하는 플랜트 AR 능동제어 시스템.According to claim 1,
The facility unit includes a sensing unit that collects operation information;
An operation data storage unit that encodes and stores operation data generated by the sensing unit;
Plant AR active control system comprising a; operation data transmission unit for transmitting the operation data stored in the operation data storage unit to the integrated database.
상기 위치측정부는 지자계센서, 자이로센서, 가속도센서, 레이더, 위치센서, 압력센서 중 어느 하나 싱상을 포함하고,
GPS, DGPS, CDGPS 중 어느 하나 이상을 포함하는 플랜트 AR 능동제어 시스템.According to claim 2,
The position measuring unit includes any one of the geomagnetic sensor, gyro sensor, acceleration sensor, radar, position sensor, pressure sensor,
Plant AR active control system including any one or more of GPS, DGPS, CDGPS.
상기 중앙서버는 상기 비행체로부터 수신된 영상데이터 및 비행위치 데이터를 디코딩하여 상기 통합 데이터베이스에 저장하는 플랜트 AR 능동제어 시스템.According to claim 1,
The central server decodes the image data and flight position data received from the vehicle and stores them in the integrated database.
상기 통합 데이터베이스의 데이터를 수리모델, 통계모델, 분석모델, 데이터모델, 인공지능 중 어느 하나 이상을 이용하는 알고리즘서버가 제어데이터를 생성하는 플랜트 AR 능동제어 시스템.According to claim 1,
A plant AR active control system in which an algorithm server using any one or more of a mathematical model, a statistical model, an analysis model, a data model, and artificial intelligence to generate data from the integrated database.
상기 제어데이터는 설비유닛을 제어하는 플랜트 AR 능동제어 시스템.The method of claim 7,
The control data is a plant AR active control system that controls the equipment unit.
상기 알고리즘서버는 상기 통합 데이터베이스의 빅 데이터를 데이터 마이닝하고,
상기 수리모델, 통계모델, 분석모델, 데이터모델, 인공지능 중 어느 하나 이상을 이용하여 플랜트 VR 시뮬레이션을 수행하는 플랜트 AR 능동제어 시스템.
The method of claim 7,
The algorithm server data mining the big data of the integrated database,
A plant AR active control system that performs plant VR simulation using one or more of the mathematical model, statistical model, analytical model, data model, and artificial intelligence.
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2018
- 2018-12-19 KR KR1020180165182A patent/KR102148903B1/en active IP Right Grant
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