KR20200108129A - 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템 그리고 이를 이용한 방법 - Google Patents

드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템 그리고 이를 이용한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은 배터리, 제어부 및 비접촉 활선 검침부를 포함하는 드론; 및 전신주 상단에 각각 설치되며, 무선 충전부를 포함하는 드론 안착부;를 포함하고, 상기 드론은 상기 전신주에 설치된 케이블을 따라 비행하며 상기 비접촉 활선 검침부는 상기 케이블의 전압 또는 전류를 검지하여 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단하고, 상기 배터리의 충전량이 소정 수치 이하로 떨어진 경우, 상기 드론은 상기 드론 안착부로 비행하여 안착하며, 상기 무선 충전부에 의해 상기 배터리가 충전되는 것에 기술적 특징이 있다.

Description

드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템 그리고 이를 이용한 방법{LIVE CABLE DETECTION AND DRONE CHARGING SYSTEM USING DRONE AND METHOD USING THEREOF}
본 발명은 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템 그리고 이를 이용한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론을 이용하여 전신주의 활선을 따라 용이하게 검침하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배전선로는 배전 선로 주변의 환경 변화 또는 설비 불량에 따른 파손 등에 의해 안정성이 훼손될 수 있으므로, 지속적인 점검과 안전위해요소의 제거 및 설비 교체 등의 관리를 필요로 한다.
우리나라의 경우에도 배전선로와 관련된 전력설비의 고장을 예방하기 위하여 다양한 방법의 순시 점검 방식이 이용되고 있는데, 배전 선로 순시원을 통해 육안으로 점검하는 배전 선로 순시 방법, 활선 상태에서 활선 버켓 트럭을 타고 활선 전력설비에 접근하여 육안 및 포크형 현수 애자 분담 전압 측정기를 사용하여 분담전압을 측정하는 활선 기별 점검 방법, 전력설비에서 열화가 진행될 때 발생되는 열을 측정하여 배전 선로의 고장을 예방하기 위한 열화상 카메라 측정 방법, RFI(RADIO FREQUENCY INTERFERENCE)를 이용한 순시 방법이 이용되고 있다.
그러나, 현실적으로 육안에 의한 방법은 전력설비가 가공에 존재하며 지상으로부터 약 10m 이상의 거리를 두고 있기 때문에 육안으로 설비의 이상을 측정하는 것은 불가능하다.
또한, 활선 기별점검 방법은 활선 작업자가 활선 버켓 트럭을 타고 점검을 하기 때문에 점검에 많은 시간이 소요되며 상대적으로 더 많은 비용이 소모되므로 비효율적인 측면이 있다. 그리고 가까운 거리의 설비는 육안으로 보는 것은 가능하지만 애자와 애자 사이의 좁은 지역이나 점검자로부터 반대편에 존재하는 미세한 균열 등의 경우에는 점검하는 것에 어려움이 존재한다.
한편, 열화상 카메라 측정 방법은 배전선로 설비에서 열화가 진행될 때 발생되는 열을 측정하여 고장을 예방하는 것이기 때문에 열이 발생되지 않는 설비의 경우에는 적출이 불가능하다. 실제로 전력설비의 고압 선로에서는 대부분의 경우에 애자류의 균열에서 열이 발생되지 않고, 이물의 접촉이나 볼트의 풀림의 경우에도 열이 발생되지 않으므로 효과적인 검출 방안이라고 말할 수 없다.
그리고, RFI를 이용한 순시 방법은 도심지나 공장이 밀집된 지역 등의 경우에는 주변의 주파수 잡음이 너무나 심하기 때문에 전력설비에서 나오는 노이즈와 구별이 어렵고 구별한다 하여도 고장 가능성이 있는 설비를 정확하게 구별하는 것이 불가능할 뿐만 아니라, 파형의 분석이 불가능하기 때문에 고장의 유형의 파악이나 정도의 파악도 어렵다.
이러한 문제를 일부 해결하기 위한 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-169148호(발명의 명칭: 배전선로의 고장지점 탐지시스템)에 전신주 상의 전력설비의 불량 유무 및 이상 유형을 판단을 위한 초음파 검출을 이용하는 방법이 개시된 바 있다.
그러나 이러한 초음파를 이용한 검출 방법의 경우에도 초음파 장비가 고가이며, 버켓 트럭과 같은 차량을 통해 이동하며 초음파 측정을 해야하는 번거로운 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1691481호
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 작업자가 직접 버켓 트럭과 같은 차량을 통해 이동하면서 전신주의 활선을 검침하지 않아도 되는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템을 제공하는 것에 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 배터리, 제어부 및 비접촉 활선 검침부를 포함하는 드론; 및 전신주 상단에 각각 설치되며, 무선 충전부를 포함하는 드론 안착부;를 포함하고, 상기 드론은 상기 전신주에 설치된 케이블을 따라 비행하며 상기 비접촉 활선 검침부는 상기 케이블의 전압 또는 전류를 검지하여 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단하고, 상기 배터리의 충전량이 소정 수치 이하로 떨어진 경우, 상기 드론은 상기 드론 안착부로 비행하여 안착하며, 상기 무선 충전부에 의해 상기 배터리가 충전된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은, 상기 드론은 저장부를 더 포함하여 구성되고 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과에 대한 데이터가 상기 저장부에 저장될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은, 상기 드론이 화상 카메라를 더 포함하여 구성되고 상기 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은, 상기 드론이 복수 개로 구성되고 상기 복수 개의 드론 각각은 화상 카메라를 포함하여 구성되며, 상기 복수 개의 드론 중 하나의 드론이 상기 전신주에 설치된 케이블의 일측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하고, 상기 복수 개의 드론 중 다른 하나의 드론이 상기 전신주에 설치된 케이블의 타측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은, 상기 드론이 열화상 카메라를 더 포함하여 구성되고 상기 열화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은, 상기 전신주로부터 소정 거리 이격된 지점에 상기 드론이 착륙하는 착륙부를 포함하는 베이스 스테이션을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은, 서버를 더 포함하여 구성되고 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과를 상기 서버로 전송할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은 배터리, 제어부 및 비접촉 활선 검침부를 포함하는 드론이 전신주에 설치된 케이블을 따라 비행하는 단계; 상기 비접촉 활선 검침부가 상기 케이블의 전압 또는 전류를 검지하는 단계; 상기 비접촉 활선 검침부가 상기 검지 결과를 바탕으로 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단하는 단계; 상기 배터리의 충전량이 소정 수치 이하로 떨어지면, 상기 드론이 전신주 상단에 설치된 드론 안착부로 비행한 후 안착되는 단계; 및 상기 드론 안착부에 포함된 무선 충전부가 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은, 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과에 대한 데이터가 상기 드론의 저장부에 저장되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은, 상기 드론에 포함된 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은, 상기 드론이 복수 개로 구성되고 상기 복수 개의 드론 각각은 화상 카메라를 포함하여 구성되며, 상기 복수 개의 드론 중 하나의 드론이 상기 전신주에 설치된 케이블의 일측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 단계; 및 상기 복수 개의 드론 중 다른 하나의 드론이 상기 전신주에 설치된 케이블의 타측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은, 상기 드론에 포함된 열화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은, 상기 전신주로부터 소정 거리 이격된 지점에 상기 드론이 착륙하는 착륙부를 포함하는 베이스 스테이션을 더 포함하고, 상기 드론이 미리 설정된 비행 경로에 따른 비행을 완료하면 상기 착륙부로 착륙하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은, 상기 제어부는 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과를 서버로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템 그리고 이를 이용한 방법은 작업자가 직접 버켓 트럭과 같은 차량을 통해 이동하면서 전신주의 활선을 검침하지 않아도 되기 때문에 종래에 비해 훨씬 용이하게 전신주의 활선 검침이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템 그리고 이를 이용한 방법은 전신주 상단에 설치된 무선 충전부를 통해 드론이 비행 중간에 잠시 착륙하여 드론의 배터리를 충전할 수 있기 때문에 드론이 배터리 용량에 비해 충분히 긴 드론의 비행 경로를 비행할 수 있고, 이로써 실질적인 전신주의 활선 검침이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템의 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 구성도
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템의 실시 상태도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템의 개략적인 구성도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템의 실시 상태도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 스테이션의 구성도
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 스테이션의 동작 상태도
도 12 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법의 순서도
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템의 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 구성도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 배터리(110), 제어부(120) 및 비접촉 활선 검침부(130)를 포함하는 드론(100); 및 전신주(P) 상단에 각각 설치되며, 무선 충전부(210)를 포함하는 드론 안착부(200)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 드론(100)은 기본적으로 배터리(110), 제어부(120) 및 비접촉 활선 검침부(130)를 포함하여 구성될 수 있는데, 배터리(110)는 유선 및 무선으로 충전이 가능하도록 구성되고, 제어부(120)는 드론(100)의 전체적인 동작을 제어하거나 비행 경로의 설정이 가능하도록 구현될 수 있다.
비접촉 활선 검침부(130)는 케이블의 전압 또는 전류를 검지하여 케이블이 활선인지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어 비접촉 활선 검침부(130)는 검출 프로브와 케이블 간에 발생한 결합 용량의 정전 용량값, 검출 프로브에 발생하는 유기 전압의 전압값을 사용하여 대상 케이블의 전압을 도출하고, 도출된 전압의 크기에 따라 활선인지 여부를 판단할 수 있다.
이때 비접촉 활선 검침부(130)의 검출 프로브가 판 스프링 형태로 구성될 수 있는데, 이때 검출 프로브에 작용하는 장력에 반하여, 당해 검출 프로브의 길이 방향으로 늘어나 있는 상태에서 외력이 인가되면 검출 프로브가 장력이 작용하는 방향으로 권회될 수 있다. 이러한 비접촉 활선 검침부(130)는 검출 프로브와 케이블 사이에 발생하는 결합 용량을 증대시킬 수 있어 계측 대상 케이블의 전압을 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 비접촉 활선 검침부(130)는 전류센서를 구비하여 케이블의 전류를 비접촉으로 검지할 수 있다.
본 발명에서는 드론(100)이 전신주(P)에 설치된 케이블을 따라 비행하며 비접촉 활선 검침부(130)가 케이블의 전압 또는 전류를 검지하여 케이블이 활선인지 여부를 판단한다. 이와 같은 판단 결과 배터리(110)의 충전량이 소정 수치 이하로 떨어진 경우, 드론(100)은 드론 안착부(200)로 비행하여 안착하며, 무선 충전부(210)에 의해 배터리(110)가 충전될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템의 실시 상태로, 도 3에 도시된 바와 같이 드론(100)이 미리 설정된 비행 경로인 전신주(P)에 설치된 케이블을 따라 비행하고, 이렇게 비행하는 도중 비접촉 활선 검침부(130)를 통해 케이블의 전압 또는 전류를 검지하며, 검지 결과를 바탕으로 검지된 케이블이 활선인지 여부를 판단한 다음, 판단 결과를 저장부(140)에 저장할 수 있다. 그리고 드론(100)이 비행을 계속하여 배터리(110)의 충전량이 감소하여 소정 수치 이하로 떨어지면 비행 경로 상 가장 가까운 드론 안착부(200)로 비행한 후 드론 안착부(200)에 안착한 다음, 드론 안착부(200)에 구비되어 있는 무선 충전부(210)에 의해 배터리(110)가 충전될 수 있다.
이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 작업자가 직접 버켓 트럭과 같은 차량을 통해 이동하면서 전신주의 활선을 검침하지 않아도 되기 때문에 종래에 비해 훨씬 용이하게 전신주의 활선 검침이 가능하다.
또한 전신주(P) 상단에 설치된 무선 충전부(210)를 통해 드론(100)이 비행 중간에 잠시 착륙하여 드론(100)의 배터리(110)를 충전할 수 있기 때문에 드론(100)이 배터리(110) 용량에 비해 충분히 긴 드론의 비행 경로를 비행할 수 있고, 이로써 실질적인 전신주의 활선 검침이 가능해진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 드론(100)이 화상 카메라(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때 화상 카메라(150)는 전신주(P) 및 케이블을 촬영할 수 있는데, 화상 카메라(150)는 전신주(P) 및 케이블을 촬영함으로써 전신주(P) 및 케이블의 외부적 손상이나 결함을 촬영할 수 있고, 이를 통해 작업자가 승주 작업을 하지 않고도 전신주(P) 및 케이블의 외부적 손상이나 결함을 육안으로 확인할 수 있게 된다.
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 드론(100)이 복수 개로 구성될 수 있고, 복수 개의 드론(100) 각각은 화상 카메라(150)을 구비하도록 구성될 수 있다. 이러한 복수 개의 드론(100)이 소정 시간 간격을 두고 전신주(P) 및 케이블 상으로 비행하며 전신주(P) 및 케이블을 촬영하고, 촬영된 데이터는 저장부(140)에 저장될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템의 실시상태가 도시된 도면이다. 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 복수 개의 드론(100)이 소정 시간 간격을 두고 전신주(P) 및 케이블 위쪽 부분을 비행하여 화상 카메라(150)로 전신주(P) 및 케이블을 촬영하되, 어느 하나의 드론(100)은 전신주(P) 및 케이블 위쪽 부분 중 일측으로 치우쳐져{예를 들어 전신주(P) 및 케이블 상방 좌측으로 45도} 비행할 수 있고, 어느 하나의 드론(100)은 전신주(P) 및 케이블 위쪽 부분 중 타측(일측의 반대편)으로 치우쳐져{예를 들어 전신주(P) 및 케이블 상방 우측으로 45도} 비행할 수 있다.
예를 들어, 전신주(P) 및 케이블 상방 좌측으로 45도로 비행하는 경로를 '비행 경로 1'이라 하고, 비행 경로 1로 비행하는 드론을 '제1 드론'이라 하면, 제1 드론은 전신주(P) 및 케이블 상방을 좌측을 촬영하여 화상 데이터를 획득할 수 있다. 그리고, 전신주(P) 및 케이블 상방 우측으로 45도로 비행하는 경로를 '비행 경로 2'라 하고, 비행 경로 2로 비행하는 드론을 '제2 드론'이라 하면, 제2 드론은 전신주(P) 및 케이블 상방을 우측을 촬영하여 화상 데이터를 획득할 수 있다
만일 드론이 하나의 비행 경로로만 비행하여 전신주(P) 및 케이블을 촬영한다고 하면, 화상 카메라(150)가 촬영하는 데 있어 사각지대가 존재하기 때문에 이러한 사각지대에 발생한 불량이나 결함은 드론(100)이 구비한 화상 카메라(150)로는 촬영이 불가능한 문제점이 있다. 그러나 위와 같이 제1 드론과 제2 드론이 서로 다른 경로를 비행하여 전신주(P) 및 케이블을 촬영하면 사각지대를 최소화할 수 있어 이러한 문제점의 해결이 가능하다.
또한 제1 드론과 제2 드론이 소정 시간 간격을 두거나 일정한 시간 주기로 각각의 비행 경로를 비행한다면, 제1 드론과 제2 드론은 각각의 비행 경로를 비행하더라도 비접촉 활선 검침부(130)로 활선 여부의 판단이 모두 가능하기 때문에 보다 효율적으로 시스템의 운용이 가능하다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 필요에 따라, 복수 개의 드론(100)이 소정 시간 간격을 두고 전신주(P) 및 케이블 아래쪽 부분을 비행하여 화상 카메라(150)로 전신주(P) 및 케이블을 촬영하되, 어느 하나의 드론(100)은 전신주(P) 및 케이블 아래쪽 부분 중 일측으로 치우쳐져{예를 들어 전신주(P) 및 케이블 하방 좌측으로 45도} 비행할 수 있고, 어느 하나의 드론(100)은 전신주(P) 및 케이블 아래쪽 부분 중 타측(일측의 반대편)으로 치우쳐져{예를 들어 전신주(P) 및 케이블 하방 우측으로 45도} 비행할 수 있다.
이렇게 전신주(P) 및 케이블 아래쪽 부분(하방)까지 드론의 비행 경로로 설정하여 촬영하면 사각지대를 모두 없앨 수 있어, 복수 개의 드론(100)으로 촬영한 화상 데이터로 전신주(P) 및 케이블에 발생한 외부적 결함이나 불량을 모두 파악할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 드론(100)이 열화상 카메라(160)를 포함하여 구성될 수 있고, 열화상 카메라(160)가 전신주(P) 및 케이블을 촬영함으로써, 전신주(P) 및 케이블의 내부적 결함이나 불량을 파악할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 서버(300)를 포함하여 구성되고, 드론(100)이 비접촉 활선 검침부(130)를 통해 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과를 서버(300)로 전송할 수 있다. 이렇게 서버(300)에 전송된 결과를 바탕으로 신속한 후속 처리가 가능해진다.
본 발명에서는 드론(100)이 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과를 포함한 각종 데이터를 전송할 수 있도록, 드론(100)에는 통신부(170)가 구비될 수 있다. 이러한 통신부(170)은 유무선 통신이 모두 가능하도록 구현될 수 있고, 무선통신의 경우 Wi-Fi, 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication) 등의 통신 방식이 가능하도록 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템의 실시 상태도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 스테이션의 구성도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 전신주(P)로부터 소정 거리 이격된 지점에 드론(100)이 착륙하는 착륙부(410)를 포함하는 베이스 스테이션(400)을 포함하여 구성될 수 있다.
베이스 스테이션(400)은 소정 높이를 갖도록 형성되고, 복수 개의 드론이 착륙할 수 있도록 상단에 착륙부(410)가 형성될 수 있다.
또한 베이스 스테이션(400)은 내부에 복수 개의 드론이 보관될 수 있는 보관부(420)를 포함하여 구성될 수 있고, 보관부(420)는 복수의 층으로 형성되어 각각의 층에 드론(100)이 보관될 수 있다.
그리고 베이스 스테이션(400)은 착륙부(410)에 착륙한 드론(100)을 자동으로 보관부(420)에 이송시키도록 구성될 수 있는데, 착륙부(410) 중간에 승강판(411)이 형성되고, 승강판(411)이 보관부(420)의 높이 방향을 따라 승강하도록 구성될 수 있다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 스테이션의 동작 상태도이다. 도 8 내지 11을 참고하여 베이스 스테이션(400)의 동작을 설명하면, 착륙부(410)에 드론(100)이 착륙을 완료한 이후, 승강판(411)이 보관부(420)의 빈 층으로 하강(도면 상에서는 4층으로 하강)할 수 있다. 그 다음 좌측 또는 우측의 빈 구역으로 승강판(411)이 이동(도면 상에서는 좌측으로 이동)할 수 있다. 그 다음 드론(100)은 해당 구역에 고정되고 승강판(411)만 중간 부분(승강할 수 있는 부분)으로 이동한 후, 승상판(411)이 상승하여 원래 위치로 되돌아 와 드론(100)의 보관이 완료될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 스테이션은 보관부(420)에 보관된 드론(100)이 작업자의 입력(제어)에 의해 또는 미리 설정된 제어에 의해 이륙할 수 있는데, 이때에는 위와 같은 동작을 반대로 실시하여 구현될 수 있다.
본 발명은 드론(100)을 이용하여 전신주(P)에 설치된 케이블의 활선 검침이 가능한데, 드론(100)의 비행 중간에 전신주(P) 상단에 설치된 드론 안착부(200)에 안착하여 배터리(110)를 충전하더라도 무한히 비행하는 것이 불가능함은 물론 무한히 비행할 필요성도 없다.
따라서 소정 비행을 마친 드론(100)은 어딘가로 복귀하여 보관될 필요성이 있다. 예를 들어 작업자가 직접 전신주(P) 주변으로 이동하여 비행이 완료된 드론(100)을 회수할 수 있는데, 이는 작업자가 직접 전신주(P) 주변으로 이동하여야만 하는 불편함이 있고, 복수 개의 드론을 이용하기에 매우 어려운 문제점이 있다.
그러나 본 발명에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템은 전신주(P) 주변에 설치되는 베이스 스테이션(400)을 이용하여 드론(100)의 자동 이착륙 및 보관을 활용하면, 작업자가 전신주(P)가 설치된 현장으로 나갈 필요성이 없음은 물론 복수 개의 드론의 활용이 가능하여 위와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 스테이션은 도면에 도시되지는 않았으나, 드론(100)이 보관되는 보관부(420) 각각의 구역에 무선 통신부가 설치되어 보관된 드론(100)으로부터 케이블이 활선인지 여부에 대한 판단 결과, 화상 카메라(150)로 촬영한 각종 화상 데이터, 열화상 카메라(160)로 촬영한 각종 열화상 데이터를 전송받을 수 있고, 이렇게 전송받은 데이터들은 베이스 스테이션의 저장부에 저장될 수 있다. 그리고 베이스 스테이션의 저장부에 저장된 데이터들이 서버(300)로 전송될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 스테이션은 드론(100)이 보관되는 보관부(420) 각각의 구역에 무선 충전부가 설치되어, 드론(100)이 각각의 구역에 보관되는 동안 무선 충전부를 통해 배터리(110)가 충전될 수 있다.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법의 순서도이다. 도 12를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은 배터리(110), 제어부(120) 및 비접촉 활선 검침부(130)를 포함하는 드론(100)이 전신주(P)에 설치된 케이블을 따라 비행하는 단계(S100); 비접촉 활선 검침부(130)가 케이블의 전압 또는 전류를 검지하는 단계(S200); 비접촉 활선 검침부(130)가 검지 결과를 바탕으로 해당 케이블이 활선인지 여부를 판단하는 단계(S300); 배터리(110)의 충전량이 소정 수치 이하로 떨어지면, 드론(100)이 전신주(P) 상단에 설치된 드론 안착부(200)로 비행한 후 안착되는 단계(S400); 및 드론 안착부(200)에 포함된 무선 충전부(210)가 배터리(110)를 충전하는 단계(S500)를 포함하여 구성될 수 있다.
S100 단계는 배터리(110), 제어부(120) 및 비접촉 활선 검침부(130)를 포함하는 드론(100)이 전신주(P)에 설치된 케이블을 따라 비행하는 단계로, 작업자의 입력이나 조종에 의해 드론(100)이 전신주(P)에 설치된 케이블을 따라 비행할 수 있다. 이와 달리 드론(100)의 제어부(120)에 전신주(P)에 설치된 케이블을 따라 비행하는 비행 경로가 미리 설정되고, 드론(100)이 미리 설정된 비행 경로를 따라 비행할 수도 있다.
S200 단계는 비접촉 활선 검침부(130)가 케이블의 전압 또는 전류를 검지하는 단계로 비접촉 활선 검침부(130)는 케이블의 전압 또는 전류를 검지하여 케이블이 활선인지 여부를 판단할 수 있다.
S300 단계는 비접촉 활선 검침부(130)가 검지 결과를 바탕으로 해당 케이블이 활선인지 여부를 판단하는 단계로, 비접촉 활선 검침부(130)가 검출 프로브와 케이블 간에 발생한 결합 용량의 정전 용량값, 검출 프로브에 발생하는 유기 전압의 전압값을 사용하여 대상 케이블의 전압을 도출하고, 도출된 전압의 크기에 따라 활선인지 여부를 판단할 수 있고, 필요에 따라 구비된 전류센서를 이용하여 케이블의 전류를 비접촉으로 검지할 수도 있다.
S400 단계는 배터리(110)의 충전량이 소정 수치 이하로 떨어지면, 드론(100)이 전신주(P) 상단에 설치된 드론 안착부(200)로 비행한 후 안착되는 단계로, 예를 들어 드론(100)의 충전량이 20% 이하로 떨어지면 드론(100)이 드론 안착부(200)로 비행한 후 안착될 수 있다.
S500 단계는 드론 안착부(200)에 포함된 무선 충전부(210)가 배터리(110)를 충전하는 단계로, 본 발명에 따른 드론(100)은 비행 도중 전신주(P)에 설치된 무선 충전부{정확하게는 전신주(P)에 설치된 드론 안착부(200)에 구비된 무선 충전부(210)}를 통해 배터리(110)를 충전할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과에 대한 데이터가 드론(100)의 저장부(140)에 저장되는 단계(S600)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은 드론(100)에 포함된 화상 카메라(150)가 전신주(P) 및 케이블을 촬영하는 단계(S700)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은 복수 개의 드론 각각이 화상 카메라(150)를 포함하여 구성될 때, 복수 개의 드론 중 하나의 드론이 전신주(P)에 설치된 케이블의 일측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라(150)가 전신주(P) 및 케이블을 촬영하는 단계(S710); 및 복수 개의 드론 중 다른 하나의 드론이 전신주(P)에 설치된 케이블의 타측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라(150)가 전신주(P) 및 케이블을 촬영하는 단계(S720)를 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 전신주(P) 및 케이블 상방 좌측으로 45도로 비행하는 경로를 '비행 경로 1'이라 하고, 비행 경로 1로 비행하는 드론을 '제1 드론'이라 하면, 제1 드론은 전신주(P) 및 케이블 상방을 좌측을 촬영하여 화상 데이터를 획득할 수 있다. 그리고, 전신주(P) 및 케이블 상방 우측으로 45도로 비행하는 경로를 '비행 경로 2'라 하고, 비행 경로 2로 비행하는 드론을 '제2 드론'이라 하면, 제2 드론은 전신주(P) 및 케이블 상방을 우측을 촬영하여 화상 데이터를 획득할 수 있다.
또한 필요에 따라 복수 개의 드론(100)이 소정 시간 간격을 두고 전신주(P) 및 케이블 아래쪽 부분을 비행하여 화상 카메라(150)로 전신주(P) 및 케이블을 촬영하되, 어느 하나의 드론(100)은 전신주(P) 및 케이블 아래쪽 부분 중 일측으로 치우쳐져{예를 들어 전신주(P) 및 케이블 하방 좌측으로 45도} 비행할 수 있고, 어느 하나의 드론(100)은 전신주(P) 및 케이블 아래쪽 부분 중 타측(일측의 반대편)으로 치우쳐져{예를 들어 전신주(P) 및 케이블 하방 우측으로 45도} 비행하도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은 드론(100)에 포함된 열화상 카메라(160)가 전신주(P) 및 케이블을 촬영하는 단계(S800)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은 전신주(P)로부터 소정 거리 이격된 지점에 드론이 착륙하는 착륙부(410)를 포함하는 베이스 스테이션(400)을 포함할 때, 드론(100)이 미리 설정된 비행 경로에 따른 비행을 완료하면 착륙부(410)로 착륙하는 단계(S900)를 포함하여 구성될 수 있다.
이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법은 작업자가 직접 버켓 트럭과 같은 차량을 통해 이동하면서 전신주의 활선을 검침하지 않아도 되기 때문에 종래에 비해 훨씬 용이하게 전신주의 활선 검침이 가능하다.
또한 전신주(P) 상단에 설치된 무선 충전부(210)를 통해 드론(100)이 비행 중간에 잠시 착륙하여 드론(100)의 배터리(110)를 충전할 수 있기 때문에 드론(100)이 배터리(110) 용량에 비해 충분히 긴 드론의 비행 경로를 비행할 수 있고, 이로써 실질적인 전신주의 활선 검침이 가능해진다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 드론 110: 배터리
120: 제어부 130: 비접촉 활선 검침부
140: 저장부 150: 화상 카메라
160: 열화상 카메라 170: 통신부
200: 드론 안착부 210: 무선 충전부
300: 서버 400: 베이스 스테이션
410: 착륙부 411: 승강판
420: 보관부

Claims (14)

  1. 배터리, 제어부 및 비접촉 활선 검침부를 포함하는 드론; 및
    전신주 상단에 각각 설치되며, 무선 충전부를 포함하는 드론 안착부;를 포함하고,
    상기 드론은
    상기 전신주에 설치된 케이블을 따라 비행하며 상기 비접촉 활선 검침부는 상기 케이블의 전압 또는 전류를 검지하여 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단하고,
    상기 배터리의 충전량이 소정 수치 이하로 떨어진 경우, 상기 드론은 상기 드론 안착부로 비행하여 안착하며, 상기 무선 충전부에 의해 상기 배터리가 충전되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드론은 저장부를 더 포함하여 구성되고,
    상기 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과에 대한 데이터가 상기 저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드론이 화상 카메라를 더 포함하여 구성되고,
    상기 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 드론이 복수 개로 구성되고,
    상기 복수 개의 드론 각각은 화상 카메라를 포함하여 구성되며,
    상기 복수 개의 드론 중 하나의 드론이 상기 전신주에 설치된 케이블의 일측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하고,
    상기 복수 개의 드론 중 다른 하나의 드론이 상기 전신주에 설치된 케이블의 타측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드론이 열화상 카메라를 더 포함하여 구성되고,
    상기 열화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전신주로부터 소정 거리 이격된 지점에 상기 드론이 착륙하는 착륙부를 포함하는 베이스 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    서버를 더 포함하여 구성되고,
    상기 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과를 상기 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 시스템.
  8. 배터리, 제어부 및 비접촉 활선 검침부를 포함하는 드론이 전신주에 설치된 케이블을 따라 비행하는 단계;
    상기 비접촉 활선 검침부가 상기 케이블의 전압 또는 전류를 검지하는 단계;
    상기 비접촉 활선 검침부가 상기 검지 결과를 바탕으로 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 배터리의 충전량이 소정 수치 이하로 떨어지면, 상기 드론이 전신주 상단에 설치된 드론 안착부로 비행한 후 안착되는 단계; 및
    상기 드론 안착부에 포함된 무선 충전부가 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과에 대한 데이터가 상기 드론의 저장부에 저장되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 드론에 포함된 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 드론이 복수 개로 구성되고,
    상기 복수 개의 드론 각각은 화상 카메라를 포함하여 구성되며,
    상기 복수 개의 드론 중 하나의 드론이 상기 전신주에 설치된 케이블의 일측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 단계; 및
    상기 복수 개의 드론 중 다른 하나의 드론이 상기 전신주에 설치된 케이블의 타측 상단으로 소정 거리 이격되어 비행하면서 화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 드론에 포함된 열화상 카메라가 상기 전신주 및 상기 케이블을 촬영하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 전신주로부터 소정 거리 이격된 지점에 상기 드론이 착륙하는 착륙부를 포함하는 베이스 스테이션을 더 포함하고,
    상기 드론이 미리 설정된 비행 경로에 따른 비행을 완료하면 상기 착륙부로 착륙하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 케이블이 활선인지 여부를 판단한 결과를 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 활선 검침 및 드론 충전 방법.
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