KR20200137549A - Dron for monitoring water pollution and method of monitoring water pollution using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수질오염 감시용 드론 및 이를 이용한 수질오염 감시 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 조정으로 비행하는 드론을 이용하여 하천 등의 오염 여부 및 오염물질을 확인하고, 오염 배출원을 추적할 수 있는 수질오염 감시용 드론 및 이를 이용한 수질오염 감시 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a drone for monitoring water pollution and a method for monitoring water pollution using the same, and more particularly, by using a drone flying by wireless control, whether or not pollutants such as rivers are polluted and pollutants can be checked, and the source of pollution can be traced. It relates to a drone for monitoring water pollution and a water pollution monitoring method using the same.
오늘날 우리의 하천은 하천관리의 허점(야간, 우천, 감시소홀, 사회적 무관심)을 파고드는 환경관련 제조업체들의 도덕적 해이와 이해관계 등에 의해 오염물질 배출에 무방비로 노출되어 있다. 그 결과, 해마다 수질오염 사고는 증가추세이며, 그 오염물질의 종류 역시 인체유해성의 심각도가 더해지는 양상이다. 현재 오염물질 색출 및 분석 등은 주로 오염이 발생한 이후 감시 포스트의 보고나 인근 주민들의 신고에 의지하여 시작해왔다. 따라서, 보다 효과적인 오염물질 감시체계 구축이 시급하며, 특히 야간에 발생한 오염사고와 홍수 등 재난 때는 고수부지와 저수호안, 대형보 등 사람이 접근하기 힘든 하천시설물에 대하여도 효과적으로 오염물질의 색출과 분석을 위한 감시 수단이 필요하다.Today, our rivers are unprotected from pollutant emissions due to moral hazards and interests of environmental manufacturers who are penetrating the loopholes of river management (nighttime, rainy weather, negligence of surveillance, social indifference). As a result, the number of accidents of water pollution is increasing every year, and the type of pollutant also increases the severity of human harm. Currently, pollutant detection and analysis has mainly been started by relying on reports from surveillance posts or reports from nearby residents after the pollution occurred. Therefore, it is urgent to establish a more effective pollutant monitoring system.Especially in case of disasters such as pollution and floods occurring at night, it is necessary to effectively detect pollutants in river facilities that are difficult to access by people such as high water sites, reservoir lakes, and large walkways. Monitoring means are needed for analysis.
야간에 은밀히 발생하는 오염사고와 사람이 접근하기 힘든 하천시설물에 대하여도 오염물질의 색출과 분석을 효과적으로 수행할 수 있는 감시 수단을 제안한다.We propose a monitoring means that can effectively detect and analyze pollutants even for pollution accidents that occur secretly at night and river facilities inaccessible to people.
본 발명의 일 실시예에 따른 수질오염 감시용 드론은 무선 조종으로 비행가능한 비행체인 드론 유닛; 상기 드론 유닛의 주변 환경을 촬영하는 카메라 모듈; 관측 지점에 빛을 조사하고, 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 정보를 취득하는 검침 모듈; 및 상기 수신광에 대한 정보를 서버로 전송하는 통신 모듈을 포함한다.A drone for monitoring water pollution according to an embodiment of the present invention includes a drone unit that can fly by wireless control; A camera module for photographing the surrounding environment of the drone unit; A meter reading module that irradiates light to an observation point and acquires information on received light received in response thereto; And a communication module for transmitting information on the received light to a server.
상기 검침 모듈은 상기 수신광에 대한 색상 정보 및 스펙트럼 정보 중 적어도 하나를 취득한다.The meter reading module acquires at least one of color information and spectrum information of the received light.
상기 검침 모듈은 레이저 광을 조사하는 레이저 모듈; 자외선을 조사하는 자외선 모듈; 및 상기 레이저 광 및 상기 자외선 중 적어도 하나에 응답하여 수신되는 수신광의 색상 정보를 취득하는 제1 센싱 모듈을 포함한다.The meter reading module includes a laser module that irradiates laser light; An ultraviolet module that irradiates ultraviolet rays; And a first sensing module for acquiring color information of the received light in response to at least one of the laser light and the ultraviolet light.
상기 레이저 모듈은 광학 필터를 포함하고, 사용자 선택에 따라 백색광, 청색광 및 황색광 중 적어도 하나를 조사한다.The laser module includes an optical filter and irradiates at least one of white light, blue light, and yellow light according to user selection.
상기 검침 모듈은 상기 레이저 광 및 상기 자외선 중 적어도 하나에 응답하여 수신되는 수신광의 스펙트럼 정보를 취득하기 위한 제2 센싱 모듈을 더 포함한다.The meter reading module further includes a second sensing module for acquiring spectrum information of the received light in response to at least one of the laser light and the ultraviolet light.
상기 제2 센싱 모듈은 라만 신호를 획득한다.The second sensing module acquires a Raman signal.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 수질오염 감시 방법은 드론 유닛을 띄어 관측 지점으로 이동시키는 단계; 제1 고도에서, 빛을 관측 지점에 조사하고 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 색상 정보를 취득하는 고공 순찰 단계; 상기 고공 순찰 단계에서 오염물질이 감지된 경우, 상기 드론 유닛의 비행 고도를 제2 고도로 낮추는 단계; 및 상기 제2 고도에서, 빛을 관측 지점에 조사하고 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 스펙트럼 정보를 획득하는 저공 분석 단계를 포함한다.A method of monitoring water pollution using a drone according to an embodiment of the present invention includes the steps of moving a drone unit to an observation point; A high altitude patrolling step of irradiating light at the observation point at a first altitude and acquiring color information for received light received in response thereto; Lowering the flight altitude of the drone unit to a second altitude when pollutants are detected in the altitude patrol step; And a low altitude analysis step of irradiating light at the observation point at the second altitude and acquiring spectral information on received light in response thereto.
상기 고공 순찰 단계는 백색광, 청색광 및 황색광 중 적어도 하나의 레이저 광을 조사한다.In the high altitude patrol step, at least one of white light, blue light, and yellow light is irradiated.
상기 저공 순찰 단계는 청색 레이저 광, 황색 레이저 광, 자외선 A, 자외선 B 및 자외선 C 중 적어도 하나의 자외선을 조사한다.The low altitude patrol step irradiates at least one ultraviolet ray of blue laser light, yellow laser light, ultraviolet A, ultraviolet B, and ultraviolet C.
상기 스펙트럼 정보는 라만 신호를 포함한다.The spectral information includes a Raman signal.
본 발명에 따르면 야간이나 또는 사람이 접근하기 어려운 지역의 수질 오염 감시가 용이해 진다.According to the present invention, it becomes easy to monitor water pollution at night or in an area that is difficult to access by humans.
또한, 원격으로 수질오염 여부 및 오염물질을 신속하게 확인할 수 있다.In addition, it is possible to quickly check whether water pollution or contaminants have been polluted remotely.
또한, 오염물질 샘플 채취를 통해 보다 정밀한 분석을 가능하게 한다.In addition, it enables more precise analysis through sampling of contaminants.
또한, 오염물질 조기 발견으로 현장에서 바로 오염물질의 유입 경로를 역추적하여 오염 배출원 색출이 가능해진다.In addition, early detection of pollutants makes it possible to search for pollutant sources by tracking the inflow path of pollutants immediately at the site.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질오염 감시용 드론의 구성을 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 레이저 모듈의 일 실시예를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 센싱 모듈의 일 실시예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 수질오염 감시방법을 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 드론을 이용한 수질오염 감시방법의 일 실시예를 나타나낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질감시용 드론을 이용하여 하천의 수질오염을 감시하는 현장을 간략히 설명한다.1 shows the configuration of a drone for monitoring water pollution according to an embodiment of the present invention.
2 shows an embodiment of the laser module shown in FIG. 1.
3 illustrates an embodiment of the sensing module shown in FIG. 1.
Figure 4 shows a water pollution monitoring method using a drone according to an embodiment of the present invention.
5 shows an embodiment of a water pollution monitoring method using the drone shown in FIG.
6 briefly describes a site for monitoring water pollution in a river using a water quality monitoring drone according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제안하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소오 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to suggest the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements. Throughout the specification, the same reference numerals refer to the same elements, and “and/or” includes each and all combinations of one or more of the mentioned elements. Although “first”, “second”, and the like are used to describe various elements, it goes without saying that these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical idea of the present invention. In addition, terms such as "... unit" and "module" described in the specification mean units that process at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. .
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The embodiments introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질오염 감시용 드론의 구성을 나타낸다.1 shows the configuration of a drone for monitoring water pollution according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수질오염 감시용 드론(100)은 드론 유닛(110), 짐벌(120), 카메라 모듈(130), 검침 모듈(130) 및 통신 모듈(150)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the
드론 유닛(110)은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질오염 감시용 드론(100)이 비행할 수 있도록 한다. 드론 유닛(110)은 무선전파의 유도에 의해 비행 및 조종이 가능한 무인항공기의 일종이다. 드론 유닛(110)은 복수의 프로펠러를 구비하고, 각 프로펠러의 회전속도를 제어하여 비행 한다. 드론 유닛(110)은 형상이나 크기, 구조에 제한이 없으며, 무선 조종을 통해 비행 가능한 물체이면 족하다.The
짐벌(120)은 드론 유닛(110)에 탈·부착 가능하도록 결합되며, 짐벌(120)을 통해 드론 유닛(110)에 결합된 부품들은 드론 유닛(110)의 진동이나 흔들림에 영향을 받지 않아 성능 열화가 방지된다.The gimbal 120 is coupled to the
제1 카메라 모듈(130)은 짐벌(120)에 탈·부착 가능하도록 결합되며, 비행 중 드론 유닛(110)의 주변 환경과, 진행 방향 및 진로를 확인하기 위한 모듈이다. 제1 카메라 모듈(130)은 짐벌(120)을 통해 드론 유닛(110)에 결합되어 흔들림이 없는 깨끗한 영상을 촬영할 수 있다. 제1 카메라 모듈(130)은 비행 중 사용자의 제어에 따라 촬영 방향 및 각도, 초점 등이 제어될 수 있다. 제1 카메라 모듈(130)이 촬영한 영상은 사용자에게 실시간으로 전달되고, 사용자는 해당 영상을 보면서 드론 유닛(110) 비행을 제어할 수 있다.The
검침 모듈(140)은 짐벌(120)에 탈·부착 가능하도록 결합되며, 비행 중 오염물질 확인을 위해 빛을 하천을 향해 조사하고, 그에 대한 반응을 감지할 수 있다. 검침 모듈(140)은 짐벌(120)을 통해 결합되어 진동 및 흔들림에 의한 성능 열화를 방지할 수 있다. 검침 모듈(140)은 비행 중 사용자의 제어에 따라 빛 조사 방향 및 각도, 및 빛의 종류 등이 제어될 수 있다The meter reading module 140 is coupled to the gimbal 120 so as to be detachable and attachable, and irradiates light toward a river to identify contaminants during flight, and detects a reaction thereto. The meter reading module 140 may be coupled through the gimbal 120 to prevent performance degradation due to vibration and shaking. The meter reading module 140 may control the direction and angle of light irradiation, and the type of light according to the user's control during flight.
구체적으로 검침 모듈(140)은 드론 유닛(110)의 비행 중 관측 지점에 빛을 조사하고, 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 정보를 취득한다. 검침 모듈(140)은 상기 수신광에 대한 색상 정보 및 스펙트럼 정보 중 적어도 하나를 취득할 수 있다. 이를 위해 검침 모듈(140)은 레이저 모듈(142), 자외선 모듈(144) 및 제1 센싱 모듈(146)을 포함할 수 있다.Specifically, the meter reading module 140 irradiates light to an observation point during flight of the
레이저 모듈(142)은 레이저 광을 조사할 수 있다. 레이저 광은 강한 출력과 직진성을 가진다. 따라서, 레이저 모듈(142)은 약 100 미터 이상의 높은 고도에서 하천을 향해 빛을 조사하더라도 수중 내 오염물질 확인이 가능하다. The
레이저 모듈(142)은 백색의 레이저 광을 조사할 수 있다. 따라서, 레이저 모듈(142)은 오염물질 확인 외에도 야간 비행 중 주변 환경을 관찰하기 위한 조명 수단으로도 활용될 수 있다. 또한, 레이저 모듈(142)은 특정 색상의 가시광선을 조사할 수 있다. 특정 색상의 가시광선은 오염물질 확인을 위해 사용될 수 있다. The
구체적으로 하천 오염물질을 향해 특정 색상의 레이저 광을 조사한 후 형광을 감지하거나, 레이저 광 조사에 응답하여 수신되는 수신광의 스펙트럼 정보를 획득하기 위해 사용될 수 있다. 특정 색상의 레이저 광은 청색광 및 황색광 중 적어도 하나일 수 있다. 청색광은 450nm~490nm, 황색광은 550nm~590nm 대역의 파장을 가진다. 레이저 모듈(142)이 백색의 가시광선을 조사할 지 특정 색상의 가시광선을 조사할지는 비행 중 사용자의 제어에 따라 얼마든지 선택 가능하다.Specifically, it may be used to detect fluorescence after irradiating laser light of a specific color toward river pollutants, or to obtain spectral information of received light received in response to laser light irradiation. The laser light of a specific color may be at least one of blue light and yellow light. Blue light has a wavelength ranging from 450nm to 490nm and yellow light from 550nm to 590nm. Whether the
자외선 모듈(144)은 자외선A, 자외선 B 및 자외선 C 중 적어도 하나를 조사할 수 있다. 자외선 A는 315~400nm, 자외선 B는 280~315nm, 자외선 C는 100~280nm 대역의 파장을 가진다. 자외선 모듈(144)은 발광 다이오드(LED)를 이용하여 구현될 수 있다. 발광 다이오드는 레이저 다이오드에 비하여 발광 스펙트럼이 넓고 낮은 광출력을 보인다. The
제1 센싱 모듈(146)은 하천에 조사된 레이저 광에 대한 반응을 센싱한다. ㄱ구체적으로, 제1 센싱 모듈(146)은 하천에 조사된 레이저 광에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 색상 정보를 취득한다. 제1 센싱 모듈(146)은 영상 데이터를 취득하는 카메라 모듈일 수 있다. 제1 센싱 모듈(146)은 레이저 광이 조사되는 영역을 촬영하여 영상 데이터를 획득할 수 있다. 제1 센싱 모듈(146)은 HD급 이상의 고해상도 영상을 촬영할 수 있어, 약 100 미터 이상의 높은 고도에서 오염물질 확인이 가능하다. 제1 센싱 모듈(146)이 획득한 영상 데이터는 네트워크에 연결된 서버로 전달되어 실시간으로 분석될 수 있다. 영상 데이터에서 형광이 감지되는 경우, 해당 위치에 오염물질이 존재하는 것으로 볼 수 있다. 레이저 모듈(142)과 제1 센싱 모듈(146)은 서로 동기되어 같은 영역을 향해 동작할 수 있다.The
검침 모듈(140)은 제2 센싱 모듈(148)을 더 포함할 수 있다. 제2 센싱 모듈(148)은 빛을 감지하고, 그 스펙트럼 정보를 획득한다. 빛이 오염물질에 조사되면, 조사된 빛의 파장과는 상이한 파장의 수신광이 방출된다. 제2 센싱 모듈(148)은 상기 수신광을 감지하고, 그 스펙트럼 정보를 획득한다. 수신광의 스펙트럼 정보에는 라만 신호가 포함되며, 이를 이용하여 오염물질의 성분을 확인할 수 있게 된다. 제2 센싱 모듈(148)은 레이저 모듈(142)로부터 조사된 레이저 광 및 자외선 모듈(144)로부터 조사된 자외선에 대한 수신광 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다.The meter reading module 140 may further include a
검침 모듈(140)은 드론 유닛(110)의 비행 중 빛을 관측 지점에 조사하고, 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 정보를 획득한다. 구체적으로, 레이저 광 및 자외선 중 적어도 하나를 조사하고, 이에 응답하여 수신되는 색상 정보 및 스펙트럼 정보 중 하나를 획득한다. The meter reading module 140 irradiates light during flight of the
먼저, 검침 모듈(140)은 제1 센싱 모듈(146)를 통해 상기 수신광의 색상 정보를 취득한다. 제1 센싱 모듈(146)은 영상 데이터를 획득할 수 있는 카메라 모듈일 수 있다. 제1 센싱 모듈(146)은 레이저 광 및 자외선 조사 영역에 대한 영상 데이터를 획득할 수 있다. 제1 센싱 모듈(146)이 획득한 조사 영역의 영상 분석을 통해 오염물질 존재 여부를 확인할 수 있다. 영상 데이터에 형광이 감지되면, 오염물질이 존재하는 것으로 볼 수 있다. 영상 데이터는 서버에 전달되며, 서버의 강력한 컴퓨팅 리소스를 이용한 영상 분석을 통해 실시간으로 형광을 감지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수질오염 감시용 드론(100)은 실시간 수질의 변화를 빠르게 측정할 뿐 아니라, 지속적인 모니터링을 통하여 수질의 변화에 신속하게 대응할 수 있게 된다.First, the meter reading module 140 acquires color information of the received light through the
검침 모듈(140)은 오염물질 확인을 위해 빛을 하천을 향해 조사하고, 조사된 빛에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 스펙트럼 정보를 획득할 수 있다. 제2 센싱 모듈(148)를 통해 상기 수신광의 스펙트럼 정보를 획득한다. 스펙트럼 정보는 라만 신호를 포함한다. 제2 센싱 모듈(148)은 빛을 수신하여 파장별로 분리하고, 광 신호를 전기적 신호로 변환하고, 신호 처리를 통해 스펙트럼 정보를 획득할 수 있다. 검침 모듈(140)에서 획득한 스펙트럼 정보는 서버로 전달되어 실시간으로 분석될 수 있다. 서버는 전달받은 스펙트럼 정보를 가지고 오염물질 데이터베이스를 활용하여 오염물질의 정체를 확인할 수 있다. 서버는 강력한 컴퓨팅 리소를 이용하여 스펙트럼 정보 분석을 통해 실시간으로 오염물질의 정체를 확인할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 수질오염 감시용 드론(100)은 실시간 수질의 변화를 빠르게 측정할 뿐 아니라, 지속적인 모니터링을 통하여 수질의 변화에 신속하게 대응할 수 있다.The meter reading module 140 may irradiate light toward a river to identify contaminants, and obtain spectral information about received light received in response to the irradiated light. Spectrum information of the received light is acquired through the
통신 모듈(150)은 드론 유닛(110)에 탈·부착 가능하도록 결합되며, 비행 중 검침 모듈(140)이 획득한 수신광의 색상 및 스펙트럼 정보를 서버에 전송할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수질오염 감시용 드론(100)을 통하여 획득한 정보를 통해 오염물질이 확인되면, 서버는 이를 하천 관리 경보 시스템에 통보하여, 수질오염 확산 방지 및 오염물질 제거를 신속하게 진행할 수 있게 된다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 수질오염 감시용 드론(100)은 시료채취 모듈(160)을 더 포함할 수 있다. 시료채취 모듈(160)은 드론 유닛(110)에 탈·부착 가능하도록 결합되며, 오염물질에 대한 추가 분석을 위해 하천수 시료를 채취하기 위한 모듈이다. 사용자의 지시에 따라 드론 유닛(110)이 하천수 가까이 접근한 상태에서 시료채취 모듈(160)을 가동시켜 하천수 시료를 확보할 수 있다. 확보한 시료는 드론 유닛(110)이 귀환하여 사용자에게 전달되고, 사용자는 이 시료에 다양한 분석 방법을 적용하여 오염물질에 대한 보다 정확하고 다양한 정보를 확인할 수 있게 된다. 이 경우 통신 모듈(150)은 사용자로부터 제어 신호를 수신하여 시료채취 모듈(160)의 제어부에 전달할 수 있다. 제어부는 사용자의 지시에 따라 시료채취 모듈(160)의 시료 채취 동작을 제어한다. The
도 2는 도 1에 도시된 레이저 모듈(142)의 일 실시예를 나타낸다.FIG. 2 shows an embodiment of the
도 2를 참조하면, 레이저 모듈(200)은 레이저 다이오드(210), 형광체 모듈(220), 제1 광학 모듈(230), 방열판(240) 및 쿨링팬(250)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the
레이저 다이오드(210)는 반도체 레이저로, 레이저 광을 출력한다. 레이저 광은 특정 색상의 가시광일 수 있다. 또한 레이저는 간섭성이 아주 크고 지향성 또는 직진성이 좋다. 이 때문에 레이저 광은 퍼지지 않고 가느다란 빛으로도 평행하게 멀리 나아갈 수 있다. 직진성이 적은 전등 빛은 쉽게 퍼지기 때문에 전구에서 멀어지면 빛의 세기가 급격이 줄어든다. 반면 레이저 광은 거리가 아무리 멀어도 빛의 세기가 거의 줄어들지 않는다. 이런 이유로 높은 상공에 띄운 드론에서 가시광선을 조사하여 오염물질을 확인하기 위해서 레이저 다이오드를 사용한다. The
형광체 모듈(220)은 형광 물질을 포함하고, 레이저 다이오드(210)에서 출력되는 레이저 광을 흡수하여 발광하는 역할을 한다. 상기 형광체 모듈(220)은 수용체 물질로 YAG(이트륨-알루미늄-가넷)를 가진 YAG 형광체일 수 있다. The
레이저 다이오드(210)로는 청색 레이저 다이오드를 사용할 수 있다. 이 경우, 레이저 다이오드(210)의 청색광이 형광체 모듈(220)의 형광 물질에 조사되면, 청색광과 여기된 형광 물질이 방출하는 다른 색의 빛이 조합되어 백색광(232)을 생성하여 출력하게 된다. 따라서, 레이저 모듈(200)은 백색의 레이저 광을 조사할 수 있게 된다.As the
제1 광학 모듈(230)은 형광체 모듈(220)에서 출력되는 백색의 레이저 광을 원하는 형태와 방향으로 조사시키기 위한 구성이다. 제1 광학 모듈(230)은 지향각이 10°이하인 배광 렌즈일 수 있다.The first
방열판(240) 및 쿨링팬(250)은 레이저 다이오드(210) 및 형광체 모듈(220)에서 동작 중 발생하는 열의 발산 및 배출을 용이하게하여 레이저 모듈(200)의 열을 낮춘다. 방열판(240)은 구리, 알루미늄 등 열전도율이 좋은 재질로 제작되며, 열 발산에 유리하게 표면적을 크게 키운 구조를 취한다. 쿨링팬(250)은 방열판 뒷면에 부착되어 팬을 회전시켜 방열판에서 발산되는 열을 외부로 방출한다. 레이저 다이오드(210) 및 형광체 모듈(220)은 발열이 심한 부품 중의 하나여서, 방열판(240) 및 쿨링팬(250)을 사용하여 동작 중 내부의 열을 배출함으로써 레이저 모듈(200)의 성능 열화를 방지한다. The
레이저 모듈(200)은 광학 필터(260)를 더 포함할 수 있다. 제1 광학 모듈(230)에서 백색광(232)을 출력하는데, 제1 광학 모듈(230)의 물체측에 광학 필터(260)를 배치하고, 사용자의 필요에 따라 상기 광학 필터(260)를 제어함으로써 백생광을 그대로 출력하거나 또는 특성 색상의 가시광선만을 선택적으로 출력할 수 있다. 광학 필터(260)는 복수 개일 수 있다. 구체적으로 광학 필터(260)는 청색광(450nm~490nm)만을 출력하는 청색 필터와 황색광(550~590nm)만을 출력하는 황색 필터를 포함할 수 있다.The
도 3은 도 1에 도시된 제2 센싱 모듈(148)의 일 실시예를 나타낸다.3 shows an embodiment of the
도 3을 참조하면, 센싱 모듈(300)은 제2 광학 모듈(310). 광 센서부(320), 증폭부(330) 및 검출부(340)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the sensing module 300 is a second
본 발명을 이용한 오염물질 확인은 특정 분자에 빛을 쏘았을 때 그 분자의 전자의 에너지 준위의 차이만큼 에너지를 흡수하는 현상에 근거하여 분자의 종류를 알아낸다. 즉, 물질에 빛이 조사될 때 빛의 파장을 변화시키는 라만 산란 현상을 이용하는데, 구체적으로 수신광의 에너지와 조사된 광의 에너지의 차이(라만 시프트)를 측정한다. 라만 시프트는 분자의 진동 주파수를 의미한다.Contaminant identification using the present invention finds out the type of molecule based on the phenomenon of absorbing energy as much as the difference in the energy level of electrons of the molecule when light is emitted on a specific molecule. That is, a Raman scattering phenomenon that changes the wavelength of light when light is irradiated onto a material is used. Specifically, the difference (Raman shift) between the energy of the received light and the energy of the irradiated light is measured. Raman shift refers to the vibrational frequency of a molecule.
제2 광학 모듈(310)은 비행 중 하천을 향해 조사한 빛에 응답하여 생성되는 수신광(315)을 수신한다. 수신광(315)은 하천에 존재하는 물질 분자에서의 라만 산란 현상으로 발생할 수 있다. 제2 광학 모듈(310)은 수신광(315)을 모아 광 센서부(320)로 집중시키는 집광 렌즈를 포함할 수 있다. The second
광 센서부(320)는 제2 광학 모듈(310)을 통과한 빛을 센싱하고, 각 파장별 빛의 세기를 검출하여 전기 신호로 변환한다. 광 센서부(320)는 빛의 경로를 파장별로 분리하기 위한 회절 소자를 포함할 수 있다. 광 센서부(320)는 빛을 전하로 변환시켜 화상을 얻는 센서인 다수의 전하 결합 소자(CCD) 어레이를 포함할 수 있다. 다수의 전하 결합 소자(CCD) 어레이를 통해 빛을 전기 신호로 변환할 수 있다. 광 센서부는(320)는 광의 파장별 세기에 대한 정보인 스펙트럼을 획득할 수 있다. 스펙트럼은 라만 분광법에 따른 라만 스펙트럼일 수 있다. 라만 스펙트럼은 주파수에 따른 띠 혹은 특정 파장이나 파수에 대한 피크 형태로 나타난다.The
증폭부(330)는 광 센서부(320)에서 생선된 전기 신호를 증폭하여 검출부(340)에 전달한다.The
검출부(340)는 물질 분자 고유의 라만 신호를 검출한다. 검출된 라만 신호를 이용하여 서버에 의해 물질 분석이 이루어질 수 있다. 라만 신호는 분자나 결정의 진동 모드에 따른 에너지에 대한 정보를 알려준다. 물질에 일정한 파장을 가진 빛을 조사하면 빛이 산란되게 되고, 산란된 빛의 대부분은 조사된 빛의 파장에 상응하는 신호이지만 일부는 조사된 빛의 파장에서 물질의 진동 모드의 주파수에 해당하는 위치 이동(라만 시프트)이 되어 나오는 신호가 존재한다. 이 신호를 분석하면 분자나 결정의 형태 및 대칭성에 대한 정보를 알 수 있게된다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 수질오염 감시방법을 나타낸다.Figure 4 shows a water pollution monitoring method using a drone according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 수질오염 감시방법은 드론 유닛 비행 단계(S410), 고공 순찰 단계(S420), 오염물질 확인 단계(S430), 비행 고도 하강 단계(S440) 및 저공 분석 단계(S450)를 포함한다. 4, the water pollution monitoring method using a drone according to an embodiment of the present invention includes a drone unit flight step (S410), a high altitude patrol step (S420), a pollutant check step (S430), a flight altitude descent step ( S440) and a low hole analysis step (S450).
드론 유닛 비행 단계(S410)는 수질오염 감시를 위해 드론을 상공에 띄우고, 관측 지점으로 이동하는 단계이다. 하천의 경우, 주로 지류가 합류하는 지점을 중심으로 비행하며 수질을 모니터링하는 것이 효과적이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 수질오염 감시 방법은 하천의 생활하수, 공업용수 및 빗물 유입구 등의 주요 오염 시작점에서 수행될 수 있다. 또한, 드론은 지류가 합류하는 지점에서 수질오염 감시 또는 모니터링을 수행하고, 오염물질이 확인되면, 지류를 따라 올라가면서 오염물질을 확인하는 방법으로 오염 배출원을 발본 색원할 수 있다.The drone unit flight step (S410) is a step in which a drone is floated in the air to monitor water pollution and moves to an observation point. In the case of rivers, it is effective to monitor the water quality by flying mainly around the point where the tributaries merge. Therefore, the method of monitoring water pollution using a drone according to an embodiment of the present invention can be performed at the main pollution starting points such as domestic sewage, industrial water, and rainwater inlet of a river. In addition, the drone monitors or monitors water pollution at the point where the tributaries merge, and when pollutants are identified, the drone can check the pollutant emission source by checking the pollutants while climbing along the tributaries.
고공 순찰 단계(S420)는 드론이 모니터링 하고자 하는 관측 지점에 도착한 후, 본격적으로 오염물질 존재를 확인하는 단계이다. 장애물의 영향을 받지 않는 비교적 높은 고도로 비행하면서 하천의 수질오염 여부를 확인한다. 예를 들어 100~150m의 고고도에서 비행하면서 빛을 하천에 조사하고, 이에 대한 반응을 센싱하여 오염물질 존재 여부를 확인한다. 구체적으로, 제1 고도에서, 빛을 관측 지점에 조사하고, 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 색상 정보를 취득한다.In the high altitude patrol step (S420), after the drone arrives at an observation point to be monitored, the presence of pollutants is confirmed in earnest. While flying at a relatively high altitude that is not affected by obstacles, check whether the river is polluted with water. For example, while flying at an altitude of 100 to 150 m, light is irradiated into the river, and the reaction is sensed to check the presence of contaminants. Specifically, at the first altitude, light is irradiated to an observation point, and color information on received light is obtained in response thereto.
오염물질을 확인하는 단계(S430)은 오염물질의 존재를 확인하는 단계이다. 상기 수신광의 색상 정보를 확인하여 오염물질을 확인한다. 구체적으로 수신광에 대한 색상 정보가 담긴 영상 데이터를 분석하여 형광이 감지되는지 여부를 통해 오염물질을 확인할 수 있다. 형광이 감지는 경우, 오염물질이 존재하는 것으로 추정될 수 있다.Checking the pollutant (S430) is a step of checking the presence of the pollutant. Contaminants are identified by checking the color information of the received light. Specifically, contaminants can be identified through whether or not fluorescence is detected by analyzing image data containing color information on the received light. If fluorescence is detected, it can be assumed that the contaminant is present.
비행 고도 하강 단계(S440)은 고공 순찰 단계(S420)에서 조사한 빛에 의해 오염물질이 센싱되면, 정밀 분석을 위해 드론의 비행 고도를 낮추는 단계이다.The flight altitude lowering step (S440) is a step of lowering the flying altitude of the drone for detailed analysis when pollutants are sensed by the light irradiated in the high altitude patrol step (S420).
저공 정밀 분석 단계(S450)는 오염물질이 발견된 위치 상공에서 저고도로 비행하면서 빛을 조사하여, 이에 대한 반응을 센싱하는 단계이다. 예를 들어 고공 순찰시 오염물질이 발견된 위치에서 5~10m의 저고도로 비행하면서 빛을 하천에 조사하고, 이에 대한 반응을 센싱하여 오염물질의 정체를 확인한다. 구체적으로, 상기 제1 고도보다 낮은 제2 고도에서, 빛을 관측 지점에 조사하고 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 스펙트럼 정보를 획득한다.The low-air precision analysis step (S450) is a step of irradiating light while flying at a low altitude above a location where a contaminant is found, and sensing a response thereto. For example, during high altitude patrols, light is irradiated to the river while flying at a low altitude of 5 to 10 m from the location where the pollutant was found, and the reaction to it is sensed to check the identity of the pollutant. Specifically, at a second altitude lower than the first altitude, light is irradiated to an observation point, and spectral information on received light is obtained in response thereto.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 수질오염 감시 방법은 높은 고도에서 빛을 이용하여 오염물질의 존부를 확인하는 고공 순찰 단계와, 낮은 고도에서 빛을 이용하여 오염물질의 정체를 확인하기 위한 저공 정밀 분석 단계를 포함하는 2 단계 분석 방법을 적용함으로써, 드론을 이용하여 보다 간이한 방법으로 하천의 수질오염을 실시간 모니터링할 수 있다. The method for monitoring water pollution using a drone according to an embodiment of the present invention includes a high altitude patrolling step of checking the presence or absence of pollutants using light at a high altitude, and a high altitude patrol step of checking the presence or absence of pollutants using light at a low altitude. By applying a two-stage analysis method including a low-pore precision analysis step, it is possible to monitor water pollution in a river in real time with a simpler method using a drone.
도 5는 도 4에 도시된 드론을 이용한 수질오염 감시 방법의 일 실시예를 나타낸다.5 shows an embodiment of a water pollution monitoring method using the drone shown in FIG.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 수질오염 감시 방법은 드론 유닛 비행 단계(S510), 제1 고도(높은 고도)에서 레이저 광을 조사하여 영상을 획득하는 단계(S520), 영상 데이터에서 형광 감지 여부를 확인하는 단계(S530), 영상 데이터에서 형광이 감지된 경우, 제2 고도(낮은 고도)로 하강하는 단계(S540). 자외선 등을 조사하여 스펙트럼 정보를 획득하는 단계(S550)를 포함한다.5, the water pollution monitoring method using a drone according to an embodiment of the present invention is a drone unit flight step (S510), a step of obtaining an image by irradiating laser light at a first altitude (high altitude) (S520 ), checking whether fluorescence is detected in the image data (S530), and descending to a second altitude (low altitude) when fluorescence is detected in the image data (S540). It includes the step (S550) of obtaining spectral information by irradiating ultraviolet rays or the like.
드론 유닛 비행 단계(S510)은 수질오염 감시를 위해 드론을 상공에 띄우고, 관측 지점으로 이동하는 단계이다. 하천의 경우, 주로 지류가 합류하는 지점을 중심으로 비행하며 수질을 모니터링하는 것이 효과적이다. 야간에는 수질감시용 드론(100)이 수질오염을 모니터링하기 위한 관측 지점으로 이동하는 중에 레이저 모듈(132)의 백색광을 조명으로 이용할 수 있다.The drone unit flight step (S510) is a step in which a drone is floated in the air to monitor water pollution and moves to an observation point. In the case of rivers, it is effective to monitor the water quality by flying mainly around the point where the tributaries merge. At night, while the
제1 고도(높은 고도)에서 레이저 광을 조사하여 영상을 획득하는 단계(S520)는 관측 지점에 도착한 후 비교적 높은 고도, 예를 들어 100~150m 상공에서 비행하면서, 레이저 광을 하천에 조사하고, 레이저 광 조사영역에 대한 영상을 촬영하는 단계이다. 상기 영상을 획득하는 단계(S530)는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수질감시용 드론(100)에 결합된 제1 검침 모듈(130)을 이용하여 수행한다. 상기 영상을 획득하는 단계(S530)의 일 실시예로 레이저 모듈(142)에서 백색, 청색, 및 황색의 레이저 광을 순차적으로 조사하고, 제1 센싱 모듈(144)을 통해 각 색상의 레이저 광에 반응하는 오염물질을 확인할 수 있다.In the step of obtaining an image by irradiating laser light at a first altitude (high altitude) (S520), after arriving at the observation point, while flying at a relatively high altitude, for example, 100 to 150 m, the laser light is irradiated to the river, This is a step of taking an image of the laser light irradiation area. The step of obtaining the image (S530) is performed using the first
촬영된 영상 데이터는 서버로 전송되어 실시간으로 영상 분석이 진행될 수 있다. 영상 분석은 영상 데이터에서 형광이 감지되는지를 확인하는 작업이다. 형광이 감지되는 경우, 해당 위치에 오염물질이 존재하는 것으로 인정된다. 영상 분석은 서버에 설치된 어플리케이션에 의해 서버의 강력한 컴퓨팅 리소스를 활용하여 자동으로 신속하게 분석된다. The captured image data is transmitted to the server so that image analysis can be performed in real time. Image analysis is an operation to check whether fluorescence is detected in image data. If fluorescence is detected, it is recognized that contaminants are present at the location. Video analysis is automatically and quickly analyzed by applications installed on the server, utilizing the server's powerful computing resources.
제2 고도(낮은 고도)로 하강하는 단계(S540)는 드론의 비행 고도를 제1 고도보다 낮은 제2 고도로 낮추는 단계이다. 앞서 진행된 영상 분석 결과 형광이 감지되면, 오염물질이 존재하는 것으로 인정되어, 보다 정밀한 분석을 위해 드론의 비행 고도를 낮춘다. The step of descending to the second altitude (low altitude) (S540) is a step of lowering the flight altitude of the drone to a second altitude lower than the first altitude. If fluorescence is detected as a result of the previous image analysis, it is recognized that contaminants are present, and the flight altitude of the drone is lowered for more precise analysis.
자외선 등을 조사하여 수신광의 스펙트럼 정보를 획득하는 단계(S550)는 제1 고도에서 오염물질의 존재를 확인한 후, 제1 고도보다 낮은 제2 고도에서 정밀한 분석을 수행하는 단계로, 오염물질의 정체를 확인하는 단계이다. 예를 들어 고공 순찰시 오염물질이 발견된 위치에서 5~10m의 저고도로 비행하면서 빛을 하천에 조사하고, 이에 대한 반응을 센싱하여 오염물질의 정체를 확인한다. 구체적으로, 자외선 또는 특정 색상의 가시광선 중 적어도 하나를 해당 영역에 조사하여 수신광의 스펙트럼 정보를 획득한다. 일 실시예로, 도 1에 도시된 수질감시용 드론(100)에 결합된 자외선 모듈(142)을 통해 자외선 B 및 자외선 C를 조사하고, 레이저 모듈(132)을 통해 청색 및 황색의 레이저 광을 조사할 수 있다. 획득한 스펙트럼 정보는 서버로 전송하여 오염물질 스펙트럼 데이터베이스를 활용하여 오염물질의 정체를 신속하게 확인할 수 있다.In the step of obtaining spectral information of the received light by irradiating ultraviolet rays (S550), after confirming the presence of a contaminant at a first altitude, a detailed analysis is performed at a second altitude lower than the first altitude. This is the step to confirm identity. For example, during high altitude patrols, light is irradiated to the river while flying at a low altitude of 5 to 10 m from the location where the pollutant was found, and the reaction to it is sensed to check the identity of the pollutant. Specifically, spectrum information of received light is obtained by irradiating at least one of ultraviolet rays or visible light of a specific color to the corresponding region. In an embodiment, ultraviolet B and ultraviolet C are irradiated through the
스펙트럼 정보를 획득한 후에는 오염물질의 정체를 확인하는 단계(S560)가 수행된다. 오염물질에 조사된 빛의 파장과, 오염물질에 의한 수신광의 파장은 상이해진다(라만 산란). 이는 물질의 분자 구조에 기인한 고유 특성으로, 물질의 종류에 따라 파장이 상이해지는 정도가 달라진다. 따라서, 조사된 파장과 수신광의 파장이 어느 정도 상이해지는지에 따라 오염물질의 성분을 확인할 수 있게 된다. After obtaining the spectral information, a step (S560) of confirming the identity of the pollutant is performed. The wavelength of light irradiated to the pollutant and the wavelength of the light received by the pollutant become different (Raman scattering). This is an intrinsic characteristic due to the molecular structure of a substance, and the degree to which the wavelength is different depends on the type of substance. Therefore, it is possible to confirm the contaminant component depending on how different the irradiated wavelength and the wavelength of the received light are.
스펙트럼 정보 분석 결과 오염물질이 아닌 것으로 확인되면, 다시 제1 고도로 상승하여 레이저 광을 이용한 고공 순찰을 수행한다. 스펙트럼 정보 분석 결과 오염물질로 확인되면, 하천수의 흐름을 고려하여 오염물질 배출원 확인을 위해 필요한 관측 지점에서 지속적으로 모니터링을 진행한다. 이러한 과정을 통해 오염물질 배출원을 신속하게 확인함으로써 수질 오염이 확산되는 것을 조기에 차단할 수 있다. 필요한 경우, 수질오염 감시용 드론(100)에 결합되어 있는 카메라 모듈(130)을 통해 현장 상황 및 분위기를 촬영하여 증거 확보도 가능하다.If it is confirmed that it is not a contaminant as a result of the analysis of the spectral information, it rises to the first altitude again, and a high altitude patrol using laser light is performed. If it is identified as a pollutant as a result of analyzing the spectrum information, monitoring is continuously conducted at the observation point necessary to identify the pollutant emission source, taking into account the flow of river water. Through this process, the spread of water pollution can be prevented early by quickly identifying the pollutant emission source. If necessary, it is possible to secure evidence by photographing the site situation and atmosphere through the
본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 수질오염 분석 방법은 스펙트럼 분석 결과 오염물질이 존재하는 경우, 해당 위치의 시료를 채취하는 단계(S580)를 더 포함할 수 있다. 드론을 귀한시킨 후에는 해당 시료에 대하여 다양한 분석 방법을 적용하여 오염물질에 대한 보다 정확하고 다양한 정보를 확보할 수 있다. 이를 통해 현장에서 하천의 수질오염 여부 및 오염물질을 정확하고 신속하게 확인할 수 있다.The water pollution analysis method using a drone according to an embodiment of the present invention may further include a step (S580) of collecting a sample at a corresponding location when pollutants are present as a result of spectrum analysis. After the drone is dear, it is possible to obtain more accurate and diverse information on contaminants by applying various analysis methods to the sample. Through this, it is possible to accurately and quickly check whether or not the river is polluted with water and pollutants.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질감시용 드론을 이용하여 하천의 수질오염을 감시하는 현장을 간략히 설명한다.6 briefly describes a site for monitoring water pollution in a river using a water quality monitoring drone according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 사용자가 수질오염 감시를 위하여 차량에 설치된 서버, 분석 키트와 함께 수질오염 감시용 드론을 가지고 현장에 도착한다. 관측 지점은 지류가 합류하는 부근으로 정하는 것이 효과적이다. 사용자는 하천의 관측 지점으로 드론을 이동시킨 후 고공 평시 순찰을 수행한다. 약 150m 고도에서 레이저 광을 하천에 조사하여 이에 대한 영상 데이터를 취득한다. 영상 데이터는 차량 내 서버로 전달되고, 영상 데이터 분석이 실시간으로 수행된다. 영상 데이터에서 오염물질이 확인되면, 드론의 고도를 낮추어 저공 정밀 분석을 수행한다. 5~10m의 낮은 고도에서 자외선 및 특정 색상의 가시광선을 조사하고, 이에 반응하여 수신되는 수신광의 스펙트럼 정보를 획득한다. 라만 신호를 포함하는 스펙트럼 정보는 차량 내 서버로 전달되고, 오염물질 데이터베이스를 참조하여 오염물질의 정체를 신속하게 파악한다. 오염물질이 확인되면, 해당 지류를 거슬러 비행하면서 오염물질 배출원을 추적할 수 있다. 필요한 경우, 차량으로 이동하면서 드론의 비행을 제어할 수 있다. 이 경우, 차량 안에서 드론에 결합된 카메라 모듈이 촬영한 영상을 보면서 제어할 수 있다. 한편, 사용자는 드론을 이용하여 시료를 재취할 수 있다. 드론으로 채취한 시료는 사용자에게 전달되고, 현장에서 바로 분석 키트를 사용하여 분석을 수행한다. 사용자는 드론의 배터리를 현장에서 교체하면서 필요한 시간 만큼 수질 오염 감시를 진행할 수 있다. Referring to FIG. 6, a user arrives at the site with a drone for monitoring water pollution along with a server and an analysis kit installed in a vehicle to monitor water pollution. It is effective to set the observation point near the confluence of tributaries. The user moves the drone to the observation point of the river and then performs a high altitude patrol. At an altitude of about 150m, the river is irradiated with laser light to acquire image data about it. Image data is transmitted to a server in the vehicle, and image data analysis is performed in real time. When contaminants are identified in the image data, low altitude analysis is performed by lowering the altitude of the drone. UV rays and visible light of a specific color are irradiated at a low altitude of 5 to 10 m, and spectral information of received light is obtained in response thereto. Spectral information including the Raman signal is transmitted to the server in the vehicle, and the contaminant is quickly identified by referring to the pollutant database. Once a pollutant is identified, it is possible to trace the source of the pollutant by flying against the tributary. If necessary, you can control the drone's flight while moving in a vehicle. In this case, it is possible to control while viewing the image captured by the camera module coupled to the drone in the vehicle. Meanwhile, the user can retake the sample using a drone. The sample collected by the drone is delivered to the user, and analysis is performed using an analysis kit directly on site. Users can monitor water pollution for as long as necessary while replacing the drone's battery on site.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 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, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand. Therefore, the embodiments described above are illustrative in all respects, and should be understood as non-limiting.
110: 드론 유닛
120: 짐벌
130: 카메라 모듈
140: 검침 모듈
142: 레이저 모듈
144: 자외선 모듈
146: 제1 센싱 모듈
148: 제2 센싱 모듈
150: 통신 모듈
160: 시료채취 모듈
210: 레이저 다이오드
220: 형광체 모듈
230: 제1 광학 모듈
232: 백색광
240: 방열판
250: 쿨링팬
260: 광학 필터
262: 단색광
310: 제2 광학 모듈
315: 수신광
320: 광 센서부
330: 증폭부
340: 검출부110: drone unit 120: gimbal
130: camera module 140: meter reading module
142: laser module 144: ultraviolet module
146: first sensing module 148: second sensing module
150: communication module 160: sample collection module
210: laser diode 220: phosphor module
230: first optical module 232: white light
240: heat sink 250: cooling fan
260: optical filter 262: monochromatic light
310: second optical module 315: received light
320: optical sensor unit 330: amplification unit
340: detection unit
Claims (10)
상기 드론 유닛의 주변 환경을 촬영하는 카메라 모듈;
관측 지점에 빛을 조사하고, 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 정보를 취득하는 검침 모듈; 및
상기 수신광에 대한 정보를 서버로 전송하는 통신 모듈을 포함하는 수질오염 감시용 드론A drone unit that can fly by radio control;
A camera module for photographing the surrounding environment of the drone unit;
A meter reading module that irradiates light to an observation point and acquires information on received light received in response thereto; And
A drone for monitoring water pollution including a communication module that transmits information on the received light to a server
상기 수신광에 대한 색상 정보 및 스펙트럼 정보 중 적어도 하나를 취득하는 수질오염 감시용 드론The method of claim 1, wherein the meter reading module
A drone for monitoring water pollution that acquires at least one of color information and spectrum information for the received light
레이저 광을 조사하는 레이저 모듈;
자외선을 조사하는 자외선 모듈; 및
상기 레이저 광 및 상기 자외선 중 적어도 하나에 응답하여 수신되는 수신광의 색상 정보를 취득하는 제1 센싱 모듈을 포함하는 수질오염 감시용 드론The method of claim 2, wherein the meter reading module
A laser module for irradiating laser light;
An ultraviolet module that irradiates ultraviolet rays; And
A drone for monitoring water pollution comprising a first sensing module that acquires color information of received light in response to at least one of the laser light and the ultraviolet light
광학 필터를 포함하고, 사용자 선택에 따라 백색광, 청색광 및 황색광 중 적어도 하나를 조사하는 수질오염 감시용 드론The method of claim 3, wherein the laser module
A drone for monitoring water pollution that includes an optical filter and irradiates at least one of white light, blue light, and yellow light according to user selection
상기 레이저 광 및 상기 자외선 중 적어도 하나에 응답하여 수신되는 수신광의 스펙트럼 정보를 취득하기 위한 제2 센싱 모듈을 더 포함하는 수질오염 감시용 드론The method of claim 3, wherein the meter reading module
A drone for monitoring water pollution further comprising a second sensing module for acquiring spectrum information of received light in response to at least one of the laser light and the ultraviolet light
라만 신호를 획득하는 수질오염 감시용 드론The method of claim 5, wherein the second sensing module
Drone for monitoring water pollution that acquires Raman signals
제1 고도에서, 빛을 관측 지점에 조사하고 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 색상 정보를 취득하는 고공 순찰 단계;
상기 고공 순찰 단계에서 오염물질이 감지된 경우, 상기 드론 유닛의 비행 고도를 제2 고도로 낮추는 단계; 및
상기 제2 고도에서, 빛을 관측 지점에 조사하고 이에 응답하여 수신되는 수신광에 대한 스펙트럼 정보를 획득하는 저공 분석 단계를 포함하는 드론을 이용한 수질오염 확인방법.Moving the drone unit to an observation point;
A high altitude patrolling step of irradiating light at the observation point at a first altitude and acquiring color information for received light received in response thereto;
Lowering the flight altitude of the drone unit to a second altitude when pollutants are detected in the altitude patrol step; And
A method for confirming water pollution using a drone, comprising: at the second altitude, irradiating light to an observation point and acquiring spectral information on received light in response thereto.
백색광, 청색광 및 황색광 중 적어도 하나의 레이저 광을 조사하는 드론을 이용한 수질오염 확인방법.The method of claim 7, wherein the high altitude patrol step
A method of checking water pollution using a drone that irradiates at least one of white light, blue light, and yellow light.
청색 레이저 광, 황색 레이저 광, 자외선 A, 자외선 B 및 자외선 C 중 적어도 하나를 조사하는 드론을 이용한 수질오염 확인 방법.The method of claim 7, wherein the low altitude patrol step
A method for checking water pollution using a drone that irradiates at least one of blue laser light, yellow laser light, ultraviolet A, ultraviolet B, and ultraviolet C.
라만 신호를 포함하는 드론을 이용한 수질오염 확인 방법.The method of claim 9, wherein the spectrum information
A method of checking water pollution using a drone containing a Raman signal.
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KR102362393B1 (en) | 2021-07-30 | 2022-02-14 | 부경엔지니어링주식회사 | Artivicial intelligence water quality improvement system using drone |
KR102399244B1 (en) * | 2020-12-16 | 2022-05-18 | 주식회사 시스텍 | River water pollution system monitoring |
CN115586150A (en) * | 2022-10-08 | 2023-01-10 | 吉林省正真检测有限公司 | Water body vertical detection system based on ultraviolet visible spectrum |
KR20230083664A (en) * | 2021-12-03 | 2023-06-12 | (주)코아이 | Unmanned autonomous spilled oil recovery robot |
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