KR20200078182A - 드론을 이용한 수질측정시스템 - Google Patents

드론을 이용한 수질측정시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 호소의 수상환경을 관측하기 위해 무인으로 비행하는 드론을 수면에 인접한 상태로 호버링되도록 하강시키고, 호버링된 드론을 통해 수위에 따른 용존산소량, 미생물 관측 등을 위한 물을 채취할 수 있음은 물론 정확한 수질을 측정할 수 있는 드론을 이용한 수질측정시스템에 관한 것이다.
본 발명은 호소 내의 수위나 수질을 측정하기 위해 다수개의 측정위치를 미리 설정하고, 상기 측정위치로 비행하여 상기 측정위치의 수면에 인접하도록 호버링한 후 상기 측정위치의 수위과 수질을 측정하고 수위별 물을 채취하기 위한 드론(100)과, 상기 드론(100)으로부터 상기 수위값과 수질값을 수신받아 상기 호소의 담수량을 산출하고 상기 호소의 수질상태가 정상인지 판단하여 제공하기 위한 서버(200)와, 상기 서버(200)로부터 상기 담수량과 상기 수질상태를 수신받아 저장하여 디스플레이하기 위한 관리자단말기(300)를 포함하고, 상기 드론(100)은, 수위나 수질을 측정하기 위해 미리 저장된 측정위치까지 자동비행을 명령하기 위한 자동비행부(102)와, 카메라를 이용하여 수면에 장애물을 판단하기 위한 장애물판단부(103)와, 상기 장애물판단부(103)에서 장애물을 판단할 경우에 위치보정하기 위한 위치보정부(104)와, 상기 장애물판단부(103)에서 장애물이 없다고 판단할 경우에 상기 드론의 하측에 인접하게 위치되어 물을 감지하기 위한 물감지부(105)와, 상기 물감지부(105)에서 감지되는 감지신호를 미리 설정된 일정시간동안 카운팅하는 카운팅부(106)와, 상기 카운팅부(106)에서 카운팅된 물감지부의 감지신호수가 정상감지신호수에 도달했는지 판단하여 수면에 위치되었는지 판단하기 위한 수면판단부(107)와, 상기 카운팅된 물감지부(105)의 감지신호수가 정상감지신호와 동일할 경우에 수면으로 판단하여 호버링하기 위한 호버링명령부(108)와, 상기 카운팅된 물감지부(105)의 감지신호수가 정상감지신호수에 도달하지 못했을 경우에 드론을 하강시키기 위한 하강명령부(109)와, 상기 호버링명령부(108)를 통해 호버링된 경우에 수위을 측정하기 위한 수위측정부(110)와, 상기 호버링명령부(108)를 통해 호버링된 경우에 수질을 측정하기 위한 수질측정부(111)와, 상기 호버링된 상태에서 수위별로 샘플통을 위치시켜 물을 채취하기 위한 물채취부(112)를 포함하여 구성된다.

Description

드론을 이용한 수질측정시스템{WATER QUALITY MEASURING SYSTEM BY USING DRONE}
본 발명은 드론을 이용한 수질측정시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 호소의 수상환경을 관측하기 위해 무인으로 비행하는 드론을 수면에 인접한 상태로 호버링되도록 하강시키고, 호버링된 드론을 통해 수위에 따른 용존산소량, 미생물 관측 등을 위한 물을 채취할 수 있음은 물론 정확한 수질을 측정할 수 있는 드론을 이용한 수질측정시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수질 측정은 하천이나 저수지 등의 수질, 수심, 수온 등의 정보를 관측하기 위해서 실시하는데 수질측정 방식에는 인력이 직접 투입되는 수동 관측과 무인 관측이 있다.
수동 관측은 인력이 직접 투입되어 보트 등을 타고 이동하면서 수질을 측정하는 관측 방법이며, 무인 관측은 고정된 지점에 무인 관측 장비를 설치하고 수질을 측정하는 관측 방법이다.
수동 관측의 경우에는 수질 탐사시 인력이 직접 투입되어 보트 등을 타고 이동하기 때문에 이동시간 소요 및 인력비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. 특히, 인력이 투입되어 탐사가 불가능한 위험한 장소의 경우네는 수질 측정이 어려운 문제점이 있다.
무인 관측의 경우에는 한 지점에 고정하여 관측하는 방식으로 물속에 설치된 장비가 부식되거나 고장나는 문제점이 발생하며, 장비의 수리를 위해 직접 관측 장비가 설치된 지점으로 이동해야 하는 문제점이 있다.
또한, 무인 관측의 경우에는 탐사 지점이 한 지점에 고정되어 있어서 넓은 범위의 수질 측정이 불가능하고, 수질 측정값의 정확성이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 일정 영역을 관측하는 경우에 영역 내 많은 수의 측정장치를 설치하거나 수질 측정기가 옮겨다니며 일일이 수질을 측정해야하므로 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 등록특허 제10-1564876호(등록일자: 2015년 10월 26일)에 기재된 바와 같이, 외부로부터의 제어신호를 수신하는 것에 따라 동력장치를 구동하여 원격지의 설정된 복수의 지점으로 이동하고, 복수의 이동 지점 각각에서 외부로부터의 제어신호를 수신하는 것에 따라 복수개의 채수통 각각에 서로 다른 위치의 해수를 채수(sampling)하고, 측정센서를 통해 각각의 해수를 현장에서 분석하여 분석된 해수 데이터와 GPS 장치로부터의 위치정보 데이터를 안테나를 통해 원격지로 송신하는 원격채수보트 선채와, 상기 선체에 선체 이동 및 채수 제어신호를 외부에서 상기 선체의 안테나로 송신하는 무선조정장치와, 상기 선체로부터 송신되는 채수 데이터와 위치정보 데이터를 수신하여 표시하는 컴퓨터를 포함하여 구성되며, 상기 선체에는 상기 해수를 상기 채수통으로 흡입하는 채수장치와, 상기 선체의 이동방향을 전환하는 방향전환장치, 상기 선체에 전원을 공급하는 배터리 및 상기 선체를 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성되고, 상기 채수장치는 채수펌프, 흡입배관, 채수통, 채수통 개폐장치 및 배출배관으로 구성되어 무선조정장치로부터의 채수를 위한 제어신호가 수신되면 상기 채수펌프가 채수한 해수를 상기 채수통 개폐장치가 개폐되는 것에 따라 복수개의 상기 채수통에 채우고, 채수한 해수가 넘치는 경우 상기 배출배관을 통해 상기 선체로부터 배출하도록 구성되는 원격 수질측정 시스템을 사용하고 있다.
그러나, 상기 등록특허는 수질을 측정하기 위한 지점에 선체를 띄우거나 회수하기 위해 인력이 투입되어야 하기 때문에 위험한 지역의 수질을 측정하기 어려우며 파동에 의해 선체가 흔들림으로 인해 정확한 수위를 파악하기 어려울뿐만 아니라 수위별 수질을 측정하기 어려운 문제점이 있다.
이에, 정확한 수위별 수질을 측정할 수 있는 수질측정시스템에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 무인으로 비행하는 드론에 부착된 물감지센서를 이용하여 물이 감지되는 카운팅 수를 측정하여 드론이 수면에 인접한 상태로 호버링할 수 있도록 하강시키는 드론을 이용한 수질측정시스템을 제공하기 위한 목적이 있다.
또한, 파동에 따라 파고가 달라지더라도 정확한 수위를 파악할 수 있고 수위별 수질을 측정할 수 있는 드론을 이용한 수질측정시스템을 제공하기 위한 목적이 있다.
또한, 드론을 호버링시켜 수위에 따른 용존산소량, 미생물 관측 등을 위해 물을 채취할 수 있는 드론을 이용한 수질측정시스템을 제공하기 위한 목적이 있다.
또한, 드론이 수면에 인접한 상태로 호버링됨으로 인해 정확한 수위별 수질을 측정할 수 있는 수면 호버링기능을 갖는 드론 및 이를 이용한 수질측정방법을 제공하기 위한 목적이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 호소 내의 수위나 수질을 측정하기 위해 다수개의 측정위치를 미리 설정하고, 상기 측정위치로 비행하여 상기 측정위치의 수면에 인접하도록 호버링한 후 상기 측정위치의 수위과 수질을 측정하고 수위별 물을 채취하기 위한 드론(100)과, 상기 드론(100)으로부터 상기 수위값과 수질값을 수신받아 상기 호소의 담수량을 산출하고 상기 호소의 수질상태가 정상인지 판단하여 제공하기 위한 서버(200)와, 상기 서버(200)로부터 상기 담수량과 상기 수질상태를 수신받아 저장하여 디스플레이하기 위한 관리자단말기(300)를 포함하고, 상기 드론(100)은, 수위나 수질을 측정하기 위해 미리 저장된 측정위치까지 자동비행을 명령하기 위한 자동비행부(102)와, 카메라를 이용하여 수면에 장애물을 판단하기 위한 장애물판단부(103)와, 상기 장애물판단부(103)에서 장애물을 판단할 경우에 위치보정하기 위한 위치보정부(104)와, 상기 장애물판단부(103)에서 장애물이 없다고 판단할 경우에 상기 드론의 하측에 인접하게 위치되어 물을 감지하기 위한 물감지부(105)와, 상기 물감지부(105)에서 감지되는 감지신호를 미리 설정된 일정시간동안 카운팅하는 카운팅부(106)와, 상기 카운팅부(106)에서 카운팅된 물감지부의 감지신호수가 정상감지신호수에 도달했는지 판단하여 수면에 위치되었는지 판단하기 위한 수면판단부(107)와, 상기 카운팅된 물감지부(105)의 감지신호수가 정상감지신호와 동일할 경우에 수면으로 판단하여 호버링하기 위한 호버링명령부(108)와, 상기 카운팅된 물감지부(105)의 감지신호수가 정상감지신호수에 도달하지 못했을 경우에 드론을 하강시키기 위한 하강명령부(109)와, 상기 호버링명령부(108)를 통해 호버링된 경우에 수위을 측정하기 위한 수위측정부(110)와, 상기 호버링명령부(108)를 통해 호버링된 경우에 수질을 측정하기 위한 수질측정부(111)와, 상기 호버링된 상태에서 수위별로 샘플통을 위치시켜 물을 채취하기 위한 물채취부(112)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 서버(200)는, 상기 드론(100)과 통신하기 위한 서버통신부(201)와, 상기 서버통신부(201)를 통해 상기 드론(100)으로부터 수신받은 수위값을 이용하여 담수량을 산출하기 위한 담수량산출부(202)와, 상기 서버통신부(201)를 통해 상기 드론(100)으로부터 수신받은 수질값을 이용하여 수질상태가 정상인지 판단하기 위한 수질판단부(203)와, 미리 호소위치별로 저장된 관리자정보 중에서 상기 드론(100)이 측정한 호소위치와 해당 관리자정보를 매칭하기 위한 관리자매칭부(204)와, 상기 관리자매칭부(204)를 통해 매칭된 관리자정보에 해당되는 관리자단말기(300)로 상기 담수량과 상기 수질상태를 제공하기 위한 판단정보전송부(205)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 관리자단말기(300)는, 상기 서버(200)와 통신하기 위한 관리자통신부(301)와, 상기 관리자통신부(301)를 통해 상기 서버(200)로 전송하기 위한 관리자정보를 입력하고 생성하기 위한 관리자정보부(302)와, 상기 관리자통신부(301)를 통해 상기 서버(200)로부터 상기 담수량과 상기 수질상태를 저장하기 위한 데이터저장부(303)와, 상기 데이터저장부(303)에 저장된 담수량과 수질상태를 보여주기 위한 디스플레이부(304)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 무인으로 비행하는 드론에 부착된 물감지센서를 이용하여 물이 감지되는 횟수가 미리 설정된 횟수에 도달되는 위치에서 호버링될 수 있도록 함으로써 정확한 수위를 측정할 수 있음은 물론 수위별 수질을 측정할 수 있어 수질관리의 정확성을 향상시켜줄 수 있는 효과가 있다.
즉, 종래와 같이 저수지 등의 수질을 측정하기 위해 수면에 선체 등을 띄워 수위 또는 수질을 측정하게 되면 파동에 의해 파고가 달라짐에 따라 수면에 띄워진 선체 등이 흔들려 정확한 수위를 측정하기 어렵지만, 본원 발명은 파동에 따라 파고가 달라지더라도 드론에 부착된 물감지센서가 일정갯수 카운팅하면 드론이 수면에 인접되었다고 판단하여 호버링됨으로 인해 정확한 수위를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 수위별 수질을 측정할 수 있어 정확한 수질관리에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론이 호버링된 상태에서 용존산소량, 미생물 관측 등을 위한 물을 수위별로 채취할 수 있어 관리자가 직접 물을 채취하기 위한 지점을 방문하지 않아도 되기 때문에 채취와 측정의 용이성을 향상시킬 수 있음은 물론 관리자가 직접 방문해야하는 번거로움을 해소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론이 수면에 인접한 상태로 호버링하여 수질을 측정할 수 있어 사람이 진입하기 어려운 지역에서도 정확한 측정값을 제공받을 수 있으면서 정확한 측정값을 이용하여 지역별 유지보수를 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템의 드론,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템의 서버,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템의 관리자단말기.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템이고, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템의 드론이며, 도 3은 본 발명의 일실시 예에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템의 서버이고, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템의 관리자단말기이다.
상기 도면의 구성 요소들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, '상부', '하부', '앞', '뒤', '선단', '전방', '후단' 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시 예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 일실시 예에 의한 드론을 이용한 수질측정시스템는, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 호소의 수면에 인접된 상태로 수위와 수질을 측정하여 수위값과 수질값을 생성하기 위한 드론(100)과, 상기 수위값을 이용하여 담수량을 산출하고 상기 수질값을 이용하여 수질상태가 정상인지 판단하기 위한 서버(200)와, 상기 서버(200)로부터 상기 담수량과 상기 수질상태를 수신받아 저장하여 디스플레이하기 위한 관리자단말기(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 드론(100)은, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 서버(200)과 통신하기 위한 드론통신부(101)와, 미리 저장된 측정위치까지 자동으로 비행하기 위한 자동비행부(102)와, 상기 측정위치를 카메라로 촬영하여 상기 측정위치의 수면에 장애물을 판단하기 위한 장애물판단부(103)와, 상기 측정위치의 수면에 장애물이 있을 경우에 상기 드론(100)의 위치를 보정하기 위한 위치보정부(104)와, 상기 측정위치에 위치된 후 물을 감지하여 감지신호를 생성하기 위한 물감지부(105)와, 상기 감지신호를 카운팅하기 위한 카운팅부(106)와, 상기 카운팅된 감지신호수와 미리 설정된 정상감지신호수를 비교하여 수면과 인접하였는지 판단하기 위한 수면판단부(107)와, 상기 수면판단부(107)에서 수면에 인접하지 않다고 판단할 경우에 미리 설정된 하강값에 따라 하강시키기 위한 하강명령부(109)와, 상기 수면판단부(107)에서 수면에 인접했다고 판단할 경우에 호버링시키기 위한 호버링명령부(108)와, 상기 호버링명령부(108)를 통해 호버링되어 상기 측정위치의 수위를 측정하기 위한 수위측정부(110)와, 상기 호버링명령부(108)를 통해 호버링되어 상기 측정위치의 수질을 측정하기 위한 수질측정부(111)와, 상기 측정위치의 물을 채취하기 위한 물채취부(112)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 드론(100)은 미리 설정된 다수개의 측정위치마다 수면에 호버링되어 해당 측정위치마다 수위와 수질을 측정하기 위한 것으로, 물 위에 부상하는 부체가 있을 수 있고 방수처리가 되어있을 수 있다.
상기 드론통신부(101)는, 상기 서버(200)로 측정한 수위값과 수질값을 제공하기 위해 상기 서버(200)와 블루투스, 와이파이 등과 같은 무선네트워크를 사용하여 통신할 수 있다.
상기 자동비행부(102)는, 미리 설정된 측정위치로 상기 드론(100)을 위치시키기 위해 GPS 등을 이용하여 현위치를 수시로 추출한 후 상기 측정위치까지 자동으로 비행을 하도록 명령한다. 즉, 상기 자동비행부(102)는 미리 설정된 측정시간에 상기 드론(100)이 비행할 수 있도록 명령하는 것이 바람직하다.
상기 자동비행부(102)는 다수의 측정위치를 순서대로 설정하고, 상기 측정시간에 상기 설정된 측정위치의 순서에 따라 상기 드론(100)을 비행시킬 수 있다.
이때, 상기 측정위치는 수위와 수질을 측정하기 위한 위치이며, 하나의 측정위치에 한정하지 않고 다수의 측정위치를 설정할 수 있다.
상기 장애물판단부(103)는, 상기 측정위치에 위치되어 카메라를 통해 수면을 촬영하고 이미지처리하여 낙엽 등과 같은 장애물이 있는지 판단할 수 있게 된다.
상기 장애물판단부(103)는 상기 촬영된 수면에 장애물이 있다고 판단될 경우에 상기 드론(100)의 위치를 보정할 수 있다.
반면, 상기 장애물판단부(103)에서 상기 촬영된 수면에 장애물이 없다고 판단한 경우에는 상기 드론(100)을 하강시킨다.
상기 장애물판단부(103)를 통해 상기 측정위치에 대한 수면에 장애물이 있는지 판단하여줌으로써 추후 물감지부(105)를 통해 물을 감지할 수 없어 해당 측정위치의 수위와 수질을 정확하게 측정하기 어려운 문제점을 해소할 수 있게 되면서 카메라로 장애물을 판단하여 측정의 용이성을 향상시킬 수 있다.
상기 위치보정부(104)는, 상기 장애물판단부(103)에서 수면에 장애물이 있다고 판단될 경우에 미리 설정된 보정범위 내로 위치를 보정시켜 상기 드론(100)을 비행시킨다.
상기 보정범위는 상기 측정위치를 기준으로 일정범위로 설정되는 것이 바람직하다.
상기 물감지부(105)는, 물을 감지하기 위한 물감지센서를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 드론(100)의 하측에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 물감지부(105)는 상기 장애물판단부(103)에서 수면에 장애물이 없다고 판단될 경우에 상기 드론(100)이 하강하여 물을 감지하고 감지신호를 생성한다.
상기 감지신호는 상기 물감지부(105)에서 물을 감지할 경우에 생성된다.
이때, 파고 등에 의해 물감지부(105)에서 물이 감지되지 않을 경우에 미리 설정된 하강값에 따라 상기 드론(100)을 하강시키고, 주기적으로 물을 감지한다.
상기 카운팅부(106)는, 상기 물감지부(105)에서 물을 감지하여 생성된 감지신호를 카운팅한다.
상기 카운팅부(106)에서 카운팅된 감지신호수는 상기 수면판단부(107)로 전송된다.
상기 수면판단부(107)는, 상기 카운팅부(106)에서 카운팅된 상기 감지신호수가 미리 저장된 저장감지신호수와 동일한지 비교하여 상기 드론(100)이 수면과 인접하였는지 판단한다.
상기 수면판단부(107)는 카운팅된 상기 감지신호수가 미리 저장된 상기 정상감지신호수에 도달하였을 경우에 수면과 인접하다고 판단하고, 상기 정상감지신호수에 도달하지 못하였을 경우에 수면과 인접하지 않다고 판단한다.
여기서, 상기 수면판단부(107)는 카운팅된 감지신호수가 정상감지신호수에 도달하지 못하였을 경우에 수면과 인접하기 위해 상기 드론(100)을 하강한다.
반면, 상기 수면판단부(107)에서 상기 카운팅된 상기 감지신호가 상기 정상신호수에 도달하였을 경우에는 상기 드론(100)이 수면과 인접하다고 판단하여 상기 호버링명령부(108)를 통해 상기 드론(100)를 호버링시킨다.
상기 수면판단부(107)와 상기 카운팅부(106)가 구성됨으로써 상기 카운팅된 감지신호수와 미리 설정된 정상감지신호수를 비교하여 수면과 인접하도록 상기 드론(100)을 위치시킬 수 있어 파고에 의해 수면의 높낮이 변화에 의한 오차발생이 줄어 정확한 수위를 측정할 수 있고 수위별 수질을 측정할 수 있어 수질관리의 정확성을 향상시킬 수 있다.
상기 하강명령부(109)는, 상기 카운팅된 상기 감지신호수가 상기 정상감지신호수에 도달하지 못했을 경우에 상기 드론(100)이 수면과 인접하게 위치되도록 미리 설정된 하강값에 따라 하강시킨다.
상기 호버링명령부(108)는, 카운팅된 감지신호수가 정상감지신호수에 도달할 경우에 상기 드론(100)이 수면과 인접하다고 판단하여 상기 드론(100)을 호버링시킨다.
상기 호버링명령부(108)를 통해 상기 드론(100)이 호버링되면 상기 수위측정부(110)에서 수위를 측정하고, 상기 수질측정부(111)에서 수질을 측정한다.
상기 수위측정부(110)는, 호소의 수위를 측정하기 위해 수위센서 등을 이용할 수 있으며, 상기 호소의 바닥면으로 조사하여 되돌아오는 신호를 수신하여 수위를 측정하여 수위값을 생성한다.
상기 수위측정부(110)는 측정위치를 다수 측정함으로써 측정된 다수의 상기 수위값을 평균화하여 오차를 줄일 수 있게 된다.
상기 수위측정부(110)에서 상기 수위값을 상기 서버(200)로 전송하게 된다.
상기 수질측정부(111)는, 호소의 수질을 측정하기 위해 수질센서 등을 이용할 수 있으며, 이를 이용하여 상기 드론(100)이 호버링되면 수질을 측정하여 수질값을 생성하게 된다.
이때, 상기 수질측정부(111)는 생성된 수질값을 상기 서버(200)로 전송한다.
상기 물채취부(112)는, 상기 드론(100)이 호버링된 상태에서 수위별로 물을 채취하기 위해 다수의 샘플통으로 구성된다.
상기 물채취부(112)는 고정도르래의 원리 등을 이용하여 해당 추출된 상기 샘플통을 하강시켜 물속으로 넣고 물이 담겨지면 상기 샘플통을 물 밖으로 상승시켜 물을 채취한다.
상기 샘플통은 물을 채취하는 측정위치의 정보가 저정된 RFID태그가 부착되어 있는 것이 바람직하며, 이에 한정하지 않고 여러 방식으로 식별될 수 있다.
이에, 상기 물채취부(112)로 인해 상기 드론(100)이 호버링된 상태에서 물을 수위별로 채취할 수 있으므로, 관리자가 직접 방문하지 않아도 되기 때문에 관리자의 번거로움을 줄여줄 뿐만 아니라 채취와 측정의 용이성을 향상시킬 수 있다.
상기 서버(200)는, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 드론(100)과 통신하기 위한 서버통신부(201)와, 상기 서버통신부(201)를 통해 수신받은 수위값을 통해 담수량을 산출하기 위한 담수량산출부(202)와, 상기 서버통신부(201)를 통해 수신받은 수질값을 통해 수질상태를 판단하기 위한 수질판단부(203)와, 미리 측정위치별로 저장된 관리자정보 중에서 상기 드론(100)이 위치된 측정위치와 대응되는 관리자정보를 매칭하기 위한 관리자매칭부(204)와, 상기 담수량과 상기 수질상태를 제공하기 위한 판단정보전송부(205)를 포함할 수 있다.
상기 서버통신부(201)는, 상기 드론(100)과 블루투스, 와이파이 등과 같은 무선네트워크를 사용하여 통신할 수 있다.
상기 담수량산출부(202)는, 상기 서버통신부(201)에서 수신받은 상기 측정위치별 수위값을 수신받아 담수량을 산출한다.
상기 담수량산출부(202)는 상기 측정위치별 수위값과 미리 저장된 호소의 면적을 이용하여 상기 호소의 담수량을 산출한다.
상기 수질판단부(203)는, 상기 서버통신부(201)에서 수신받은 상기 측정위치의 상기 수질값을 통해 수질상태가 정상인지 비정상인지 판단한다.
예를 들어, 상기 수질판단부(203)에서는 수질오염수준을 나타내기 위하여 용존산소(DO) 농도가 이용되므로 상기 수질값이 용존산소 농도값일 경우에 용존산소(DO) 농도가 포화상태에 접근할수록 수질상태를 정상으로 판단할 수 있기 때문에 상기 수질값이 일정값을 초과하게 되면 수질상태를 정상으로 판단할 수 있게 된다.
상기 관리자매칭부(204)는, 상기 담수량산출부(202)에서 산출된 담수량과 상기 수질판단부(203)에서 판단된 수질상태를 제공하기 위해 미리 호소위치별로 저장된 관리자정보 중에서 상기 드론(100)이 위치된 호소위치에 대응되는 관리자정보를 매칭한다.
상기 판단정보전송부(205)는, 상기 관리자매칭부(204)에서 매칭된 관리자정보에 해당하는 상기 관리자단말기(300)에 상기 담수량과 상기 수질상태를 제공한다.
상기 관리자단말기(300)는, 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 서버(200)와 통신하기 위한 관리자통신부(301)와, 상기 관리자통신부(301)를 통해 상기 서버(200)로 전송하기 위한 관리자정보를 입력하고 생성하기 위한 관리자정보부(302)와, 상기 관리자통신부(301)를 통해 상기 서버(200)로부터 담수량과 수질상태를 저장하기 위한 데이터저장부(303)와, 상기 데이터저장부(303)에 저장된 담수량과 수질상태를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(304)를 포함할 수 있다.
상기 관리자통신부(301)는, 상기 측정위치의 상기 담수량과 상기 수질상태를 수신하기 위해 상기 서버(200)와 통신한다.
상기 관리자정보부(302)는, 상기 관리자통신부(301)를 통해 상기 서버(200)로 전송하기 위한 관리자정보를 입력하고 생성한다.
상기 관리자정보에는 관리자의 이름, 연락처, 관리하는 호소위치를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 데이터저장부(303)는, 상기 관리자통신부(301)에서 수신받은 상기 호소의 상기 담수량과 상기 수질상태를 저장한 후 상기 디스플레이부(304)에서 디스플레이한다.
상기 디스플레이부(304)는, 상기 데이터저장부(303)에 의해 저장된 상기 담수량과 상기 수질상태를 디스플레이한다.
이에, 상기 관리자단말기(300)는 해당 관리자에게 정확한 호소의 담수량과 수질상태를 제공함으로써 지역별 유지보수를 원활하게 할 수 있다.
상기 드론을 이용한 수질측정시스템을 이용함으로써 호소에 미리 설정된 다수개의 측정위치에 따라 드론이 수면에 호버링된 후 상기 수위값과 수질값을 측정하여 상기 호소의 정확한 담수량과 수질상태를 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래와 같이 수위나 수질을 측정하기 위해 선체를 띄워 측정하게 되면 파고에 따라 선체가 흔들려 정확한 측정이 어려운 문제점을 드론에 부착된 물감지센서가 일정갯수 카운팅하면서 수면에 인접되었다고 판단함으로써 정확한 수질관리에 도움을 줄 수 있게 된다.
또한, 드론이 수질을 측정할 수 있어 사람이 진입하기 어려운 지역에서도 정확한 측정값을 제공받을 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
100: 드론 101: 드론통신부
102: 자동비행부 103: 장애물판단부
104: 위치보정부 105: 물감지부
106: 카운팅부 107: 수면판단부
108: 호버링명령부 109: 하강명령부
110: 수위측정부 111: 수질측정부
112: 물채취부 200: 서버
201: 서버통신부 202: 담수량산출부
203: 수질판단부 204: 관리자매칭부
205: 판단정보전송부 300: 관리자단말기
301: 관리자통신부 302: 관리자정보부
303: 데이터저장부 304: 디스플레이부

Claims (3)

  1. 호소 내의 수위나 수질을 측정하기 위해 다수개의 측정위치를 미리 설정하고, 상기 측정위치로 비행하여 상기 측정위치의 수면에 인접하도록 호버링한 후 상기 측정위치의 수위과 수질을 측정하고 수위별 물을 채취하기 위한 드론(100)과, 상기 드론(100)으로부터 상기 수위값과 수질값을 수신받아 상기 호소의 담수량을 산출하고 상기 호소의 수질상태가 정상인지 판단하여 제공하기 위한 서버(200)와, 상기 서버(200)로부터 상기 담수량과 상기 수질상태를 수신받아 저장하여 디스플레이하기 위한 관리자단말기(300)를 포함하고,
    상기 드론(100)은, 수위나 수질을 측정하기 위해 미리 저장된 측정위치까지 자동비행을 명령하기 위한 자동비행부(102)와, 카메라를 이용하여 수면에 장애물을 판단하기 위한 장애물판단부(103)와, 상기 장애물판단부(103)에서 장애물을 판단할 경우에 위치보정하기 위한 위치보정부(104)와, 상기 장애물판단부(103)에서 장애물이 없다고 판단할 경우에 상기 드론의 하측에 인접하게 위치되어 물을 감지하기 위한 물감지부(105)와, 상기 물감지부(105)에서 감지되는 감지신호를 미리 설정된 일정시간동안 카운팅하는 카운팅부(106)와, 상기 카운팅부(106)에서 카운팅된 물감지부의 감지신호수가 정상감지신호수에 도달했는지 판단하여 수면에 위치되었는지 판단하기 위한 수면판단부(107)와, 상기 카운팅된 물감지부(105)의 감지신호수가 정상감지신호와 동일할 경우에 수면으로 판단하여 호버링하기 위한 호버링명령부(108)와, 상기 카운팅된 물감지부(105)의 감지신호수가 정상감지신호수에 도달하지 못했을 경우에 드론을 하강시키기 위한 하강명령부(109)와, 상기 호버링명령부(108)를 통해 호버링된 경우에 수위을 측정하기 위한 수위측정부(110)와, 상기 호버링명령부(108)를 통해 호버링된 경우에 수질을 측정하기 위한 수질측정부(111)와, 상기 호버링된 상태에서 수위별로 샘플통을 위치시켜 물을 채취하기 위한 물채취부(112)를 포함하여 구성되는 드론을 이용한 수질측정시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서버(200)는, 상기 드론(100)과 통신하기 위한 서버통신부(201)와, 상기 서버통신부(201)를 통해 상기 드론(100)으로부터 수신받은 수위값을 이용하여 담수량을 산출하기 위한 담수량산출부(202)와, 상기 서버통신부(201)를 통해 상기 드론(100)으로부터 수신받은 수질값을 이용하여 수질상태가 정상인지 판단하기 위한 수질판단부(203)와, 미리 호소위치별로 저장된 관리자정보 중에서 상기 드론(100)이 측정한 호소위치와 해당 관리자정보를 매칭하기 위한 관리자매칭부(204)와, 상기 관리자매칭부(204)를 통해 매칭된 관리자정보에 해당되는 관리자단말기(300)로 상기 담수량과 상기 수질상태를 제공하기 위한 판단정보전송부(205)를 포함하여 구성되는 드론을 이용한 수질측정시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 관리자단말기(300)는, 상기 서버(200)와 통신하기 위한 관리자통신부(301)와, 상기 관리자통신부(301)를 통해 상기 서버(200)로 전송하기 위한 관리자정보를 입력하고 생성하기 위한 관리자정보부(302)와, 상기 관리자통신부(301)를 통해 상기 서버(200)로부터 상기 담수량과 상기 수질상태를 저장하기 위한 데이터저장부(303)와, 상기 데이터저장부(303)에 저장된 담수량과 수질상태를 보여주기 위한 디스플레이부(304)를 포함하여 구성되는 드론을 이용한 수질측정시스템.
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