KR20210052121A - 영상분석과 레이저를 이용한 산사태 감지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산사태 감지 시스템에 관한 것으로, 수신 장치의 수신센서 전면에 위치된 튜브를 통해 최초 설치된 위치에서 광 경로가 설정되고, 수신 장치의 위치 또는 각도가 변화되면 광 경로가 어긋남에 의해 수신센서로 광이 수신되지 않기 때문에, 이를 이용하여 산사태의 발생 가능성을 예측할 수 있게 된다.

Description

영상분석과 레이저를 이용한 산사태 감지 시스템 {Landslide detection system using image analysis and laser}
본 발명은 영상분석과 레이저를 이용한 산사태 감지 시스템에 관한 것이다.
산사태는 가뭄, 호우, 지진 등 다양한 요인들에 의해 발생되며, 주거지역, 도로, 산업시설 등 많은 재산, 인명 피해를 발생시킨다.
이와 같은 이유로 산사태를 예측하는 다양한 장치, 방법들이 개발되었지만, 대부분 큰 비용이 들거나 그 예측 정확도가 현저하게 떨어지는 단점들이 존재하여 효율적인 산사태 감지 시스템으로서의 역할을 하지 못하고 있다.
특히, 지진과 호우가 발생하는 경우에는 대부분의 사람들이 산악지대, 절벽, 비탈면과 같은 장소에 산사태가 발생할 수 있다는 것을 인지하고 주의하지만, 가뭄이 발생하는 경우에는 이를 간과하는 경우가 많아 가뭄과 같은 경우 산사태 위험성을 감지하는 시스템의 필요성이 절실한 상황이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0002092호 (2008.01.04)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 안전지대에 설치된 송신 장치에서 산악지대에 설치된 수신 장치로 광을 조사하고, 수신 장치에서 수신되는 광 수신 상태에 따라서 산사태를 감지하는 산사태 감지 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 수신 장치에서 수신되는 광 수신 상태와 토양수분 측정장치에서 측정되는 산악지대의 수분도를 이용하여 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측하는 산사태 감지 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 안전지대에 설치된 송수신 장치에서 산악지대에 설치된 반사판으로 광을 조사하고, 송수신 장치에서 수신되는 광 수신 상태에 따라서 산사태를 감지하는 산사태 감지 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 송수신 장치에서 수신되는 광 수신 상태와 토양수분 측정장치에서 측정되는 산악지대의 수분도를 이용하여 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측하는 산사태 감지 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 산사태 감지 시스템은, 안전지대에 설치되어 수신 장치로 광을 조사하는 송신 장치; 상기 안전지대로부터 이격된 산악지대에 설치되며, 상기 송신 장치에서 조사된 광을 수신하는 수신센서가 구비된 수신 장치; 및 상기 수신센서의 광 수신 상태에 따라서 상기 산악지대의 산사태를 감지하는 분석부를 포함하고, 상기 수신 장치는 상기 수신센서 전면에 위치된 튜브를 포함하고, 상기 수신 장치는 상기 송신 장치로부터 조사된 광이 상기 튜브를 통과하여 상기 수신센서에 도달하도록 설치되고, 상기 수신 장치의 움직임이 발생함에 따라서 상기 송신 장치로부터 조사된 광이 상기 튜브 내에 입사하지 못하거나 상기 튜브 내에 입사하더라도 상기 수신센서에 도달하기 전에 상기 튜브 내벽에 닿아서 상기 수신센서에 도달하지 못하게 되는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2실시예에 따른 산사태 감지 시스템은, 안전지대에 설치되어 반사판으로 광을 조사하고, 상기 반사판으로부터 반사된 광을 수신하는 송수신 장치로서, 상기 반사판으로부터 반사된 광을 수신하는 것은 수신센서에 의해 수행되는 것인, 송수신 장치; 상기 안전지대로부터 이격된 산악지대에 설치되며, 상기 송수신 장치로부터 조사된 광을 반사시키되, 전면에 위치된 튜브를 포함하는 반사판; 및 상기 수신센서의 광 수신 상태에 따라서 상기 산악지대의 산사태를 감지하는 분석부를 포함하고, 상기 송수신 장치는 상기 송수신 장치에서 조사된 광이 상기 튜브를 통과하여 상기 반사판에 도달한 후 반사되어 상기 수신센서에 도달하도록 설치되고, 상기 반사판의 움직임이 발생함에 따라서 상기 송수신 장치로부터 조사된 광이 상기 튜브 내에 입사하지 못하거나 상기 튜브 내에 입사하더라도 상기 반사판에 도달하기 전에 상기 튜브 내벽에 닿아서 상기 반사판에 도달하지 못하게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 튜브는, 내벽이 광을 흡수하는 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 튜브는, 내부가 통공된 원기둥 또는 다각기둥 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 튜브는, 조사된 광이 입사하는 끝단이 광 투과재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 산악지대의 토양에 설치되어 토양의 수분도를 측정하는 하나 이상의 토양수분 측정장치를 더 포함하며, 상기 분석부는, 상기 수신센서의 광 수신 상태와 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도를 이용하여 상기 수신센서의 고장 여부 또는 상기 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분석부는, 상기 수신센서로 광이 수신되지 않고 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도가 기준값 이상일 경우 산사태 발생 위험도가 높은 것으로 예측하고, 상기 수신센서로 광이 수신되지 않고 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도가 기준값 이하일 경우 산사태 발생 위험도가 낮은 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 산악지대의 토양에 설치되어 토양의 수분도를 측정하는 하나 이상의 토양수분 측정장치를 더 포함하며, 상기 분석부는, 상기 수신센서의 광 수신 상태와 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도를 이용하여 상기 수신센서의 고장 여부 또는 상기 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측하고, 상기 수신 장치와 상기 토양수분 측정장치는 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 산악지대의 토양에 설치되어 토양의 수분도를 측정하는 하나 이상의 토양수분 측정장치를 더 포함하며, 상기 분석부는, 상기 수신센서의 광 수신 상태와 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도를 이용하여 상기 수신센서의 고장 여부 또는 상기 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측하고, 상기 반사판 상기 토양수분 측정장치는 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분석부는, 분석된 결과를 통해 상기 산악지대의 산사태를 감지하며, 분석된 결과를 실시간 또는 일정 주기마다 외부 서버 또는 외부 단말 중 적어도 하나로 제공하는 것을 특징으로 한다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 수신 장치의 수신센서 전면에 위치된 튜브를 통해 최초 설치된 위치에서 광 경로가 설정되고, 수신 장치의 위치 또는 각도가 변화되면 광 경로가 어긋남에 의해 수신센서로 광이 수신되지 않기 때문에, 이를 이용하여 산사태의 발생 가능성을 예측할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 토양성분 측정장치에서 측정된 토양의 수분도를 광 수신 상태와 함께 비교하여 산사태를 분석함으로써, 보다 정확하게 산사태 발생 가능성을 예측할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 산사태 감지 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에서 송신 장치에서 수신 장치로 광이 조사되는 것을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에서 송신 장치의 광이 튜브를 통과하여 수신센서로 도달하는 것을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에서 수신 장치의 각도 또는 위치 변경에 따라 송신 장치의 광이 수신센서로 도달하지 못하는 것을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에서 수신 장치와 토양수분 측정장치가 일체로 형성된 것을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 산사태 감지 시스템의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에서 송수신 장치에서 반사판으로 광이 조사되어 반사되는 것을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에서 송수신 장치의 광이 튜브를 통과하여 반사판에 도달하는 것을 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에서 반사판의 각도 또는 위치 변경에 따라 송수신 장치의 광이 반사판에 도달하지 못하는 것을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에서 반사판과 토양수분 측정장치가 일체로 형성된 것을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에서 반사판이 두 개가 설치된 것을 예시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에서 송신 장치에 촬영 장치가 구비된 것을 예시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 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 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 산사태 감지 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에서 송신 장치에서 수신 장치로 광이 조사되는 것을 예시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에서 송신 장치의 광이 튜브를 통과하여 수신센서로 도달하는 것을 예시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에서 수신 장치의 각도 또는 위치 변경에 따라 송신 장치의 광이 수신센서로 도달하지 못하는 것을 예시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에서 수신 장치와 토양수분 측정장치가 일체로 형성된 것을 예시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 산사태 감지 시스템(10)은 송신 장치(20), 수신 장치(30), 튜브(40), 수신센서(35), 분석부(50), 토양수분 측정장치(60)를 포함한다.
다만, 몇몇 실시예에서 서버는 도 1에 도시된 구성요소보다 더 적은 수의 구성요소나 더 많은 구성요소를 포함할 수도 있다.
송신 장치(20)는 안전지대에 설치되어 수신 장치(30)로 광을 조사한다. 여기서, 광은 레이저일 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
이때, 안전지대란 산사태가 발생할 가능성이 없는 안전한 장소를 의미하며, 본 발명의 실시예에 따른 산사태 감지 시스템(10)은 광 조사를 이용하기 때문에 외력에 의해 송신 장치(20)가 움직이는 않도록 해야 한다.
따라서, 안전지대란 산사태가 발생할 가능성이 없는 것은 물론, 송신 장치(20)의 위치 또는 각도가 변화되지 않도록 안전한 장소를 의미한다.
수신 장치(30)는 안전지대로부터 이격된 산악지대에 설치된다.
그리고, 수신 장치(30)는 송신 장치(20)에서 조사된 광을 수신하는 수신센서(35)와 수신센서(35)의 전면에 위치된 튜브(40)를 포함한다.
튜브(40)는 내벽이 광을 흡수하는 재질로 형성되고, 내부가 통공된 원기둥 또는 다각기둥 형상인 것을 특징으로 한다.
분석부(50)는 수신센서(35)의 광 수신 상태에 따라서 산악지대의 산사태를 감지한다.
이때, 송신 장치(20)와 수신 장치(30)는 송신 장치(20)에서 조사된 광이 튜브(40)를 통과하여 수신센서(35)에 도달되도록 설치된다.
그리고, 도 4와 같이 수신 장치(30)의 위치 또는 각도 변화가 발생하게 되면, 송신 장치(20)로부터 조사된 광이 미리 정해진 광로를 벗어남에 따라서 수신센서(35)에 도달하지 못하게 된다. 구체적으로, 수신 장치(30)의 움직임이 발생함에 따라서 송신 장치(20)로부터 조사된 광이 튜브(40) 내에 입사하지 못하거나 튜브(40) 내에 입사하더라도 수신센서(35)에 도달하기 전에 튜브(40) 내벽에 닿아서 수신센서(35)에 도달하지 못하게 된다.
보다 상세하게는, 상술한 바와 같이 튜브(40)는 내부가 통공된 원기둥 또는 다각기둥의 형상이고, 내벽이 광을 흡수하는 재질로 형성되어 있다. 그리고, 최초 셋팅되었을 때에는 송신 장치(20)로부터 조사된 광이 정확하게 튜브(40)의 내부를 통과하여 수신센서(35)에 도달하게 된다.
따라서, 분석부(50)는 수신센서(35)로 광이 도달되는 동안에는 산사태의 발생 가능성이 거의 없다고 판단할 수 있다.
하지만, 산악지대의 땅의 움직임에 따라 수신 장치(30)의 움직임이 발생하는 경우 수신 장치(30)의 위치 또는 각도가 변화하게 되면 송신 장치(20)로부터 조사된 광이 수신센서(35)로 도달하지 못하게 된다.
이는 물론, 수신 장치(30)의 위치 또는 각도가 아주 조금이라도 변화하게 되면 송신 장치(20)로부터 조사된 광이 튜브(40)의 내벽에 부딪혀 수신센서(35)로 도달하지 못하게 되어, 분석부(50)는 수신 장치(30)의 미세한 움직임도 감지할 수 있게 된다. 여기서, 전술한 바와 같이, 튜브(40)의 내벽은 광을 반사시키기 않고 흡수하는 재질로 되어 있기 때문에, 튜브(40)의 내벽에 조사된 광이 닿게 되면 조사된 광은 튜브(40)의 내벽에 흡수될 뿐 수신센서(35)에 도달하지 못한다.
만약, 튜브(40)의 구성이 존재하지 않는다면 수신 장치(30)가 각도만 변화하거나 약간의 위치 변화가 있을 경우에는 수신센서(35)로 광이 도달되어 정상적인 상황이라고 판단하는 문제점이 발생할 수 있게 된다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 산사태 감지 시스템(10)에서는 튜브(40)의 구성으로 인하여 이러한 문제점을 해결하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 산사태 감지 시스템(10)은 수신 장치(30)의 미세한 각도 변화와 위치 변화도 감지하여 분석부(50)가 산사태 발생 가능성을 예측할 수 있게 된다.
또한, 이러한 미세한 각도 변화와 위치 변화의 정도는 수신센서(35)의 면적, 튜브(40)의 내경, 통공된 면적을 조절함으로써 수월하게 조절이 가능하게 된다.
또한, 튜브(40)는 일단이 수신센서(35) 면에 설치되며, 조사된 광이 입사하는 끝단이 광 투과재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 튜브(40)의 끝단은 광 투과재질로 막혀있는 것을 의미한다.
이와 같이, 광 투과재질로 튜브(40)의 끝단을 막지 않을 경우 이물질, 벌레 등이 내부에 들어가서 송신 장치(20)에서 조사된 광이 수신센서(35)에 도달되는 것을 방해할 수 있기 때문이다.
토양수분 측정장치(60)는 산악지대의 토양에 설치되어 토양의 수분도를 측정한다.
이때, 토양수분 측정장치(60)는 수신 장치(30)가 설치된 위치로부터 일정 거리 이내에 설치되는 것이 바람직하다.
분석부(50)는 토양수분 측정장치(60)가 존재하는 경우, 수신센서(35)의 광 수신 상태와 토양수분 측정장치(60)로부터 측정된 수분도를 이용하여 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측한다. 즉, 산사태는 토양 내의 수분도와 밀접한 관련이 있으므로, 본 발명의 산사태 감지 시스템(10)은 조사된 광을 수신하였는지 여부 이외에 토양 내의 수분도를 같이 고려함으로써 산사태 발생 가능성의 예측도를 높이고 불필요한 알람을 줄일 수 있다.
보다 상세하게는, 분석부(50)는 수신센서(35)로 광이 수신되지 않고 토양수분 측정장치(60)로부터 측정된 수분도가 기준값 이상일 경우에는 조사된 광이 수신센서(35)에 수신되지 않은 이유가 산사태로 인한 수신 장치(30)의 이동일 수 있으므로, 산사태가 발생할 위험도가 높은 것으로 예측한다.
이와 다르게, 분석부(50)는 수신센서(35)로 광이 수신되지 않고 토양수분 측정장치(60)로부터 측정된 수분도가 기준값 이하일 경우에는 조사된 광이 수신센서(35)에 수신되지 않은 이유가 산사태와 무관한 것이며 수신 장치(30)의 고장(오작동) 또는 다른 물체로 인한 수신 장치(30)의 움직임 발생으로 인해 조사된 광이 수신센서(35)에 수신되지 않은 것일 수 있으므로, 산사태가 발생할 위험도가 낮은 것으로 예측한다.
도 2에서는 수신 장치(30)와 토양수분 측정장치(60)가 별개의 장치로 구분되어 산악지대에 설치되어 있는 것으로 예시되어 있고, 도 5에서는 수신 장치(30)와 토양수분 측정장치(60)가 일체로 형성된 것이 도시되어 있다.
도 5를 참조하면 일 실시예로, 수신 장치(30)와 토양수분 측정장치(60)는 일체로 형성될 수 있다.
그리고, 토양수분 측정장치(60)와 수신 장치(30)의 각도가 조절 가능하도록 일체로 형성되어, 산악지대에 토양수분 측정장치(60)가 설치되고 수신 장치(30)의 각도가 조절되어 송신 장치(20)로부터 조사된 광이 수신 장치(30)의 수신센서(35)에 도달되도록 조절할 수 있다.
아래에서는 본 발명의 실시예에서 분석부(50)의 구성을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에서 분석부(50)는 수신 장치(30)의 구성요소일 수도 있고, 별개의 장치로 독립적으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 분석부(50)는 산사태 감지 서버로 구성되어 수신 장치(30)로부터 수신센서(35)의 광 수신 상태 정보와 토양수분 측정장치(60)의 수분도 측정값을 수신할 수 있다.
분석부(50)가 수신 장치(30)의 구성 요소로 이용되는 경우, 수신 장치(30) 자체에서 분석부(50)가 산사태 발생 가능성을 예측하고, 분석된 결과와 산사태 발생 가능성을 산사태 감지 서버 또는 관리자의 단말 등과 같은 외부 장치로 제공할 수 있다.
일 예로, 분석부(50) 즉, 산사태 감지 서버는 수신센서의 광 수신 상태에 따라서 산악지대의 산사태를 감지, 예측하고, 분석된 결과와 감지, 예측된 결과를 실시간 또는 일정 주기마다 외부 단말(91), 외부 서버(95)로 제공할 수 있다.
이때, 외부 서버(95)는 재난, 재해, 사고와 관련된 기관의 서버를 의미할 수 있으며, 구체적으로는 재난/재해 방지 위원회 서버, 재난안전포털 서버, 소방청 서버 등과 같이 재난, 재해, 사고를 담당하는 기관, 부서의 서버라면 무엇이든 적용이 가능하다.
그리고, 외부 단말(91)은 위에서 설명한 외부 서버(95)의 담당자의 단말을 의미할 수도 있고, 본 발명의 실시예에 따른 산사태 감지 시스템이 설치되어 있는 지역의 담당자의 단말을 의미할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예예 따른 산사태 감지 시스템(10)에서 분석부(50)는 실시간으로 산악지대의 산사태를 감지하여 산사태 발생 여부, 가능성 등에 대해서 판단하는 것은 물론, 분석된 결과를 외부로 제공하여 산사태가 발생하였을 경우 신속한 대처가 가능하도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 산사태 감지 시스템(10)의 블록도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에서 송수신 장치(70)에서 반사판(80)으로 광이 조사되어 반사되는 것을 예시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 제2실시예에서 송수신 장치(70)의 광이 튜브(40)를 통과하여 반사판(80)에 도달하는 것을 예시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에서 반사판(80)의 각도 또는 위치 변경에 따라 송수신 장치(70)의 광이 반사판(80)에 도달하지 못하는 것을 예시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 제2실시예에서 반사판(80)과 토양수분 측정장치(60)가 일체로 형성된 것을 예시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 제2실시예에서 반사판이 두 개가 설치된 것을 예시한 도면이다.
도 6 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 산사태 감지 시스템(10)은 송수신 장치(70), 반사판(80), 튜브(40), 토양수분 측정장치(60), 분석부(50)를 포함한다.
다만, 몇몇 실시예에서 서버는 도 6에 도시된 구성요소보다 더 적은 수의 구성요소나 더 많은 구성요소를 포함할 수도 있다.
송수신 장치(70)는 안전지대에 설치되어 반사판(80)으로 광을 조사하고, 반사판(80)으로부터 반사된 광을 수신한다. 여기서, 반사판(80)으로부터 반사된 광을 수신하는 것은 송수신 장치(70)에 구비된 수신센서(35)에 의해 수행될 수 있다.
이때, 안전지대란 산사태가 발생할 가능성이 없는 안전한 장소를 의미하며, 본 발명의 실시예에 따른 산사태 감지 시스템(10)은 광 조사를 이용하기 때문에 외력에 의해 송수신 장치(70)가 움직이지 않도록 해야 한다.
따라서, 안전지대란 산사태가 발생할 가능성이 없는 것은 물론, 송수신 장치(70)의 위치 또는 각도가 변화되지 않도록 안전한 장소를 의미한다.
반사판(80)은 안전지대로부터 이격된 산악지대에 설치되며, 송수신 장치(70)로부터 조사된 광을 반사시키되 전면에 위치된 튜브(40)를 포함한다.
튜브(40)는 내벽이 광을 흡수하는 재질로 형성되고, 내부가 통공된 원기둥 또는 다각기둥 형상인 것을 특징으로 한다.
분석부(50)는 송수신 장치(70)의 광 수신 상태에 따라서 산악지대의 산사태를 감지한다.
송수신 장치(70)와 반사판(80)은 송수신 장치(70)에서 조사된 광이 튜브(40)를 통과하여 반사판(80)에 도달하고, 도달된 광이 반사판(80)에 반사되어 다시 튜브(40)를 통과하여 송수신 장치(70)에 도달되도록 설치된다.
이때, 송수신 장치(70)는 광을 조사하는 송신부와 수신센서(35)를 구비하며, 두 개의 구성은 소정거리 이격되어 마련될 수 있다. 그리고, 송수신 장치(70)에서 조사된 광은 튜브(40)를 통과하여 반사판(80)에 반사되되, 소정 각도의 각도로 반사되어 다시 튜브(40)를 통과하여 송수신 장치(70)의 수신센서(35)로 향하게 된다.
이때, 송수신 장치(70)와 반사판(80)은 충분한 거리가 확보된 상태에서 설치되므로, 광이 아주 미세한 각도로 반사되어 통과된 튜브(40)로 다시 통과되어 송수신 장치(70)의 수신센서(35)로 향하게 된다.
하지만, 이와 같은 초기설정에서 반사판(80)의 위치 또는 각도가 변경되는 경우에는 입사광이나 반사광이 튜브 내벽 부딪혀 흡수되므로, 수신센서(35)로 광이 수신되지 않게 된다.
예를 들어, 도 9와 같이 반사판(80)의 위치 또는 각도 변화와 같은 움직임이 발생하게 되면 송수신 장치(70)로부터 조사된 광이 미리 정해진 광로를 벗어남에 따라 송수신 장치(70)에 도달하지 못하게 된다. 구체적으로, 반사판(80)의 움직임이 발생함에 따라서 송수신 장치(70)로부터 조사된 광이 튜브(40) 내에 입사하지 못하거나 튜브(40) 내에 입사하더라도 반사판(80)에 도달하기 전에 튜브(40) 내벽에 닿아서 반사판(80)에 도달하지 못하게 된다.
도 9에서는 입사광이 튜브(40) 내벽에 부딪히는 것만 예시하였지만, 반사판(80)에 부딪힌 반사광이 튜브(40) 내벽에 부딪히는 경우에도 당연히 반사광은 송수신 장치(70)로 되돌아가지 못하게 된다.
보다 상세하게는, 상술한 바와 같이 튜브(40)는 내부가 통공된 원기둥 또는 다각기둥의 형상이고, 내벽이 광을 흡수하는 재질로 형성되어 있다. 그리고, 최초 셋팅되었을 때에는 송수신 장치(70)로부터 조사된 광이 정확하게 튜브(40)의 내부를 통과하여 반사판(80)에 도달하고, 도달된 광은 반사판(80)에 반사되어 다시 송수신 장치(70)에 도달하게 된다.
따라서, 분석부(50)는 송수신 장치(70)로 광이 도달되는 동안에는 산사태의 발생 가능성이 거의 없다고 판단할 수 있다.
하지만, 반사판(80)의 위치 또는 각도가 변화하게 되면 송수신 장치(70)로부터 조사된 광이 반사판(80)에 정확하게 도달하지 못하게 된다.
이는 물론, 반사판(80)의 위치 또는 각도가 아주 조금만 변화하게 되면 송수신 장치(70)로부터 조사된 광이 튜브(40)의 내벽에 부딪혀 송수신 장치(70)로 도달하지 못하게 되어 분석부(50)는 수신 장치(30)의 미세한 움직임도 감지할 수 있게 된다.
만약, 튜브(40)의 구성이 존재하지 않는다면 반사판(80)이 각도만 변화하거나 약간의 위치 변화가 있을 경우에는 반사판(80)으로 광이 도달되어 반사되고 송수신 장치(70)로 도달되어 정상적인 상황이라고 판단하는 문제점이 발생할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예예 따른 산사태 감지 시스템(10)에서는 튜브(40)의 구성으로 인하여 이러한 문제점을 해결하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시에에 따른 산사태 감지 시스템(10)은 반사판(80)의 미세한 각도 변화와 위치 변화도 감지하여 분석부(50)가 산사태 발생 가능성을 예측할 수 있게 된다.
또한, 이러한 미세한 각도 변화와 위치 변화의 정도는 반사판(80)의 면적, 튜브(40)의 내경, 통공된 면적을 조절함으로써 수월하게 조절이 가능하게 된다.
또한, 튜브(40)는 일단이 반사판(80) 면에 설치되며, 조사된 광이 입사하는 끝단이 광 투과재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 튜브(40)의 끝단은 광 투과재질로 막혀있는 것을 의미한다.
이와 같이, 광 투과재질로 튜브(40)의 끝단을 막지 않을 경우 이물질, 벌레 등이 내부에 들어가서 송수신 장치(70)에서 조사된 광이 수신센서(35)에 도달되는 것을 방해할 수 있기 때문이다.
토양수분 측정장치(60)는 산악지대의 토양에 설치되어 토양의 수분도를 측정한다.
이때, 토양수분 측정장치(60)는 반사판(80)이 설치된 위치로부터 일정 거리 이내에 설치되는 것이 바람직하다.
분석부(50)는 토양수분 측정장치(60)가 존재하는 경우, 송수신 장치(70)의 광 수신 상태와 토양수분 측정장치(60)로부터 측정된 수분도를 이용하여 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측한다.
보다 상세하게는, 분석부(50)는 송수신 장치(70)로 광이 수신되지 않고 토양수분 측정장치(60)로부터 측정된 수분도가 기준값 이상일 경우에는 조사된 광이 송수신 장치(70)에 수신되지 않은 이유가 산사태로 인한 반사판(80)의 이동일 수 있으므로, 산사태가 발생할 위험도가 높은 것으로 예측한다.
이와 다르게, 분석부(50)는 송수신 장치(70)로 광이 수신되지 않고 토양수분 측정장치(60)로부터 측정된 수분도가 기준값 이하일 경우에는 조사된 광이 송수신 장치(70)에 수신되지 않은 이유가 산사태와 무관한 것이며 송수신 장치(70)의 고장(오작동) 또는 다른 물체로 인한 반사판(80)의 움직임 발생으로 인해 조사된 광이 송수신 장치(70)에 수신되지 않은 것일 수 있으므로, 산사태가 발생할 위험도가 낮은 것으로 예측한다.
도 7에서는 반사판(80)과 토양수분 측정장치(60)가 별개의 장치로 구분되어 산악지대에 설치되어 있는 것으로 예시되어 있고, 도 10에서는 반사판(80)과 토양수분 측정장치(60)가 일체로 형성된 것이 도시되어 있다.
도 10을 참조하면, 일 실시예로, 반사판(80)과 토양수분 측정장치(60)는 일체로 형성될 수 있다.
그리고, 토양수분 측정장치(60)와 반사판(80)의 각도가 조절 가능하도록 일체로 형성되어, 산악지대에 토양수분 측정장치(60)가 설치되고 반사판(80)의 각도가 조절되어 송수신 장치(70)로부터 조사된 광이 반사판(80)에 도달되어 반사되고 되돌아가 송수신 장치(70)로 도달되도록 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 분석부(50)는 송수신 장치(70)의 구성요소일 수도 있고, 별개의 장치로 독립적으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 분석부(50)는 산사태 감지 서버로 구성되어 송수신 장치(70)로부터 광 수신 상태 정보와 토양수분 측정장치(60)의 수분도 측정값을 수신할 수 있다.
분석부(50)가 송수신 장치(70)의 구성 요소로 이용되는 경우, 송수신 장치(70) 자체에서 분석부(50)가 산사태 발생 가능성을 예측하고, 이를 산사태 감지 서버 또는 관리자의 단말 등과 같은 외부 장치로 제공할 수 있다.
또한, 분석부(50)는 위에서 도 1을 예시로 설명한 바와 같이 도 6를 참조한 실시예에서도 수신센서의 광 수신 상태에 따라서 산악지대의 산사태를 감지하고, 감지되는 결과를 실시간으로 외부 단말(91), 외부 서버(95)로 제공할 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 위에서 도 1을 참조하여 설명하였으므로 생략하도록 한다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에서 반사판이 두 개가 설치된 것을 예시한 도면이다.
도 7에서는 1개의 반사판(80)을 이용하여 입사각과 반사각의 차이를 이용해 반사광을 송수신 장치(70)의 수신센서(35)로 되돌아가게 하였다.
도 11에서는 송수신 장치(70)에서 광이 조사되고 튜브(40)를 통과하여 제1반사판(80a)에 도달하고, 제1반사판(80a)의 설치된 각도에 의해 광이 반사되어 제2반사판(80b)로 반사된다. 그리고, 반사된 광은 제2반사판(80b)의 설치된 각도에 의해 반사되어 송수신 장치(70)의 수신센서(35)로 향하게 된다.
이 경우, 2개의 반사판(80)은 소정거리 이격되어 설치될 수 있고, 둘 중 하나의 반사판의 위치 또는 각도가 변경되면 송수신 장치(70)로부터 조사된 광이 수신센서(35)로 도달되지 못하게 된다.
또한, 제1반사판(80a)에서 반사된 광이 제2반사판(80b)로 도달될 수 있도록, 광이 지나가는 경로의 튜브(40)는 광 투과재질로 형성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에서 송신 장치에 촬영 장치가 구비된 것을 예시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 송신 장치(20)는 수신 장치(30)를 촬영하는 촬영 장치(25)를 구비하고 있다.
이때, 촬영 장치(25)는 고해상도의 카메라로 수신 장치(30)를 촬영하되, 줌 인(Zoom in)하여 수신 장치(30)를 확대 촬영할 수도 있다.
그리고, 송신 장치(20)는 촬영 장치(25)를 통해 촬영된 영상을 일정 주기, 또는 실시간으로 분석부(50)로 제공하고, 분석부(50)는 송신 장치(20)로부터 수신된 영상을 인공지능 영상 분석을 통해 수신센서(35)의 위치 변화 여부를 감시하게 된다.
이를 통해서, 분석부(50)는 땅이 침하하거나 밀리는 현상 등을 감지할 뿐만 아니라, 수신센서(35)와 통신이 원활하지 않을 경우 수신 장치(30)가 설치된 산악지대의 땅(토양)에 토양 침하, 땅 밀림 현상이 발생하였는지, 또는 다른 외부 요인으로 인한 장애인지를 파악함으로써, 보다 정밀하고 향상된 모니터링 기능을 제공하게 된다.
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.
10: 산사태 감지 시스템
20: 송신 장치 25: 촬영 장치
30: 수신 장치 35: 수신센서
40: 튜브 50: 분석부
60: 토양수분 측정장치 70: 송수신 장치
80: 반사판 91: 외부 단말
95: 외부 서버

Claims (10)

  1. 안전지대에 설치되어 수신 장치로 광을 조사하는 송신 장치;
    상기 안전지대로부터 이격된 산악지대에 설치되며, 상기 송신 장치에서 조사된 광을 수신하는 수신센서가 구비된 수신 장치; 및
    상기 수신센서의 광 수신 상태에 따라서 상기 산악지대의 산사태를 감지하는 분석부를 포함하고,
    상기 수신 장치는 상기 수신센서 전면에 위치된 튜브를 포함하고,
    상기 수신 장치는 상기 송신 장치로부터 조사된 광이 상기 튜브를 통과하여 상기 수신센서에 도달하도록 설치되고,
    상기 수신 장치의 움직임이 발생함에 따라서 상기 송신 장치로부터 조사된 광이 상기 튜브 내에 입사하지 못하거나 상기 튜브 내에 입사하더라도 상기 수신센서에 도달하기 전에 상기 튜브 내벽에 닿아서 상기 수신센서에 도달하지 못하게 되는 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
  2. 안전지대에 설치되어 반사판으로 광을 조사하고, 상기 반사판으로부터 반사된 광을 수신하는 송수신 장치로서, 상기 반사판으로부터 반사된 광을 수신하는 것은 수신센서에 의해 수행되는 것인, 송수신 장치;
    상기 안전지대로부터 이격된 산악지대에 설치되며, 상기 송수신 장치로부터 조사된 광을 반사시키되, 전면에 위치된 튜브를 포함하는 반사판; 및
    상기 수신센서의 광 수신 상태에 따라서 상기 산악지대의 산사태를 감지하는 분석부를 포함하고,
    상기 송수신 장치는 상기 송수신 장치에서 조사된 광이 상기 튜브를 통과하여 상기 반사판에 도달한 후 반사되어 상기 수신센서에 도달하도록 설치되고,
    상기 반사판의 움직임이 발생함에 따라서 상기 송수신 장치로부터 조사된 광이 상기 튜브 내에 입사하지 못하거나 상기 튜브 내에 입사하더라도 상기 반사판에 도달하기 전에 상기 튜브 내벽에 닿아서 상기 반사판에 도달하지 못하게 되는 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 튜브는,
    내벽이 광을 흡수하는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 튜브는,
    내부가 통공된 원기둥 또는 다각기둥 형상인 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 튜브는,
    조사된 광이 입사하는 끝단이 광 투과재질로 형성된 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 산악지대의 토양에 설치되어 토양의 수분도를 측정하는 하나 이상의 토양수분 측정장치를 더 포함하며,
    상기 분석부는,
    상기 수신센서의 광 수신 상태와 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도를 이용하여 상기 수신센서의 고장 여부 또는 상기 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측하는 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 수신센서로 광이 수신되지 않고 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도가 기준값 이상일 경우 산사태 발생 위험도가 높은 것으로 예측하고,
    상기 수신센서로 광이 수신되지 않고 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도가 기준값 이하일 경우 산사태 발생 위험도가 낮은 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 산악지대의 토양에 설치되어 토양의 수분도를 측정하는 하나 이상의 토양수분 측정장치를 더 포함하며,
    상기 분석부는,
    상기 수신센서의 광 수신 상태와 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도를 이용하여 상기 수신센서의 고장 여부 또는 상기 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측하고,
    상기 수신 장치와 상기 토양수분 측정장치는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 산악지대의 토양에 설치되어 토양의 수분도를 측정하는 하나 이상의 토양수분 측정장치를 더 포함하며,
    상기 분석부는,
    상기 수신센서의 광 수신 상태와 상기 토양수분 측정장치로부터 측정된 수분도를 이용하여 상기 수신센서의 고장 여부 또는 상기 산악지대의 산사태 발생 가능성을 예측하고,
    상기 반사판 상기 토양수분 측정장치는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분석부는,
    분석된 결과를 통해 상기 산악지대의 산사태를 감지하며, 분석된 결과를 실시간 또는 일정 주기마다 외부 서버 또는 외부 단말 중 적어도 하나로 제공하는 것을 특징으로 하는, 산사태 감지 시스템.
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