KR20210080696A - 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치에 관한 것이다.
본 발명은 드론 및 드론 조종장치를 포함하고, 상기 드론은, 배관의 누출 가스 농도를 레이저 감지방식으로 획득하는 레이저 가스검지기, 상기 배관의 열화상 정보를 적외선 감지방식으로 획득하는 열화상 획득 카메라, 상기 배관의 칼라 영상 정보를 획득하는 칼라 영상 획득 카메라, 상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 하나 이상을 압축하여 압축 정보를 생성하는 정보 압축부 및 상기 드론 조종장치로부터 수신하는 제어명령에 따라 상기 드론의 동작을 제어하고 상기 정보 압축부에 의해 압축된 압축 정보가 상기 드론 조종장치로 전송되도록 제어하는 드론 제어부를 포함하고, 상기 드론 조종장치는, 상기 드론으로부터 전송받은 압축 정보에 대한 압축을 해제하는 정보 압축 해제부 및 상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 모니터링 정보가 디스플레이되도록 제어하는 조종장치 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있다.
본 발명은 드론 및 드론 조종장치를 포함하고, 상기 드론은, 배관의 누출 가스 농도를 레이저 감지방식으로 획득하는 레이저 가스검지기, 상기 배관의 열화상 정보를 적외선 감지방식으로 획득하는 열화상 획득 카메라, 상기 배관의 칼라 영상 정보를 획득하는 칼라 영상 획득 카메라, 상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 하나 이상을 압축하여 압축 정보를 생성하는 정보 압축부 및 상기 드론 조종장치로부터 수신하는 제어명령에 따라 상기 드론의 동작을 제어하고 상기 정보 압축부에 의해 압축된 압축 정보가 상기 드론 조종장치로 전송되도록 제어하는 드론 제어부를 포함하고, 상기 드론 조종장치는, 상기 드론으로부터 전송받은 압축 정보에 대한 압축을 해제하는 정보 압축 해제부 및 상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 모니터링 정보가 디스플레이되도록 제어하는 조종장치 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있다.
Description
본 발명은 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템에 관한 것이다.
현재, 고층 아파트 입상 배관이나 대형 교량 첨가 배관에 대한 육안 검사를 수행하고는 있지만, 공간적 제약 때문에 상세하게 검사나 진단이 수행되지 못하고 있는 실정이다. 즉, 고층 아파트 입상 배관이나 대형 교량 첨가 배관의 가스 누출 여부에 대한 정밀한 검사나 진단은 현재 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 기술이 필요하다.
이를 위한 종래 기술로서, 레이저 메탄검지기가 탑재된 드론을 이용하는 방식이 알려져 있다.
그러나, 종래의 레이저 메탄검지기에 따르면, 비분산 방식으로 레이저를 가스누출 예상지역에 조사하여 돌아오는 빛의 세기의 감소량을 선형화하여 가스누출농도를 측정할 때 무인비행체가 공중에 진동과 바람 등에 요인으로 흔들릴 경우, 약 10cm 이하의 반경을 갖는 레이저 빔이 검사대상체의 검출범위를 벗어나게 되므로 검출능력이 현저히 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 드론을 조종하여 공간적 제약을 극복한 상태에서 가스배관 동영상과 가스누출 상태를 측정하여 실시간 데이터를 무선통신을 통하여 지상의 제어 및 디스플레이 장치에 보내어 표시하도록 함으로써, 고층 아파트 입상 배관이나 교량 첨가 배관의 가스 누출 여부 및 배관의 부식, 크랙 상태 등을 효율적이고 정밀하게 검사 및 진단할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 분산형과 비분산형 레이저를 융합하여 사용함으로써 무인비행체(드론) 흔들림이 존재하더라도 탐지범위를 벗어나지 않도록 하여 가스 누출 및 배관 외관 검사와 관련한 검출능력을 향상시키는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템으로서, 드론 및 상기 드론과의 무선통신을 통하여 상기 드론을 제어하고 상기 드론으로부터 모니터링 정보를 전송받는 드론 조종장치를 포함하고, 상기 드론은, 배관의 누출 가스 농도를 레이저 감지방식으로 획득하는 레이저 가스검지기, 상기 배관의 열화상 정보를 적외선 감지방식으로 획득하는 열화상 획득 카메라, 상기 배관의 칼라 영상 정보를 획득하는 칼라 영상 획득 카메라, 상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 하나 이상을 압축하여 압축 정보를 생성하는 정보 압축부 및 상기 드론 조종장치로부터 수신하는 제어명령에 따라 상기 드론의 동작을 제어하고 상기 정보 압축부에 의해 압축된 압축 정보가 상기 드론 조종장치로 전송되도록 제어하는 드론 제어부를 포함하고, 상기 드론 조종장치는, 상기 드론으로부터 전송받은 압축 정보에 대한 압축을 해제하는 정보 압축 해제부 및 상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 모니터링 정보가 디스플레이되도록 제어하는 조종장치 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템에 있어서, 상기 조종장치 제어부는, 상기 누출 가스 농도가 기 설정된 제1 기준치 이상이고 상기 제1 기준치보다 높은 제2 기준치 이하인 경우, 상기 드론 제어부를 제어하여 상기 열화상 획득 카메라를 동작시켜 상기 배관의 열화상 정보를 획득하고, 상기 배관의 열화상 정보에 가스 누출 패턴이 포함되어 있는 경우, 상기 드론을 상기 배관으로 근접시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템에 있어서, 상기 조종장치 제어부는, 상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 감지 시간의 흐름에 대응하여 동적으로 변동되면서 디스플레이되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템에 있어서, 상기 조종장치 제어부는, 상기 누출 가스 농도가 상기 제2 임계치를 초과하는 것으로 판단되는 경우 경고 정보가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템이 제공되는 효과가 있다.
또한, 드론을 조종하여 공간적 제약을 극복한 상태에서 가스배관 동영상과 가스누출 상태를 측정하여 실시간 데이터를 무선통신을 통하여 지상의 제어 및 디스플레이 장치에 보내어 표시하도록 함으로써, 고층 아파트 입상 배관이나 교량 첨가 배관의 가스 누출 여부 및 배관의 부식, 크랙 상태 등을 효율적이고 정밀하게 검사 및 진단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 분산형과 비분산형 레이저를 융합하여 사용함으로써 무인비행체(드론) 흔들림이 존재하더라도 탐지범위를 벗어나지 않도록 하여 가스 누출 및 배관 외관 검사와 관련한 검출능력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 시스템을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 시스템의 구체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 시스템의 구체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소간의 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 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기 전에 본 발명의 특징을 요약하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 드론에 장착된 원거리 분산 또는 비 분산형 레이저 가스검지기, 가스누출측정 열화상 카메라 및 고정밀 광학 카메라를 이용하여 데이터를 획득하고, 획득된 데이터인 가스배관 영상과 가스누출 농도를 압축하여 무선통신을 통하여 지상의 드론 조종장치로 전송하고, 드론 조종장치는 드론으로부터 전송받은 데이터에 대한 압축 해제 등의 처리를 수행하여 가스누출과 배관의 외관상태와 관련한 모니터링 정보를 생성하고, 이 정보를 디스플레이 장치에 실시간으로 표시함으로써, 지상의 관리자가 가스누출과 배관의 외관상태를 정확하게 검사할 수 있도록 하는 기술이다.
예를 들어, 검사분야는 고층 또는 교량첨가 배관의 가스누출과 외관 부식상태 등을 동시에 검사할 수 있는 기술로서 가연성 또는 독성 가스 배관 검사에도 적용할 수 있다. 이와 관련, 종래에는, 검사자가 검사 대상체에 접근하거 이려운 상황, 예를 들어, 고층 아파트 입상배관이나 대형 가스시설 등의 가스누출과 외관검사를 수행하지 못하고 있는 실정이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예는 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템으로서, 드론(1) 및 드론(1)과의 무선통신을 통하여 드론(1)을 제어하고 드론(1)으로부터 모니터링 데이터를 전송받는 드론 조종장치(2)를 포함한다. 이하의 설명에서, 드론(1)은 무인 비행체일 수 있으며, 본 발명의 특징부에 대한 설명의 요지가 흐려지지 않도록, 드론(1)의 비행을 위한 구동수단들, 드론(1)의 비행을 제어하기 위한 드론 조종장치(2)의 구성에 대해서는, 설명을 생략한다. 이에 대한 구성의 공지된 다양한 구성이 적용될 수 있다.
드론(1)은, 레이저 가스검지기(110), 열화상 획득 카메라(120), 칼라 영상 획득 카메라(130), 정보 압축부(140), 무선 통신부(150) 및 드론 제어부(160)를 포함한다.
레이저 가스검지기(110)는 배관의 누출 가스 농도를 레이저 감지방식으로 획득하는 구성요소이다. 예를 들어, 이러한 레이저 가스검지기(110)는 분산형과 비분산형 적외선 레이저를 융합한 감지 방식으로 배관의 누출 가스 농도를 측정하도록 구성될 수 있다.
이러한 레이저 가스검지기(110)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
종래의 레이저 가스검지기의 구경은 약 5cm이하로서, 이러한 종래의 레이저 가스검지기를 드론에 탑재하는 경우, 검지 영역이 협소하며, 비행중인 드론은 외력 등에 의해 진동하기 때문에 레이저가 목표로 하는 검지 영역을 이탈하는 등의 제반 무제점이 발생하여 누출 가스 검지의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 예를 들어, 레이저 가스검지기(110)가 20m 거리에서 레이저를 조사했을 때 레이저 빔의 초점 거리를 10cm 정도가 되도록 구성하여, 2배 이상의 배관 관경에 대하여 가스 누출 검사 및 진단을 수행할 수 있다.
예를 들어, 이를 위한 예시적이고 구체적인 수단의 하나로, 레이저 가스검지기(110)를 구성하는 레이저 소스(광원)에서 평활 렌즈(collimating lens)까지의 간격을 넓히는 방식으로, 초점 거리(focal length)를 크게 할 수 있다.
다른 예시적인 수단으로, 광원과 평활렌즈 또는 볼록렌즈 사이에 확장 렌즈(expanding lens), 오목 렌즈 등을 삽입하여 광원의 빔의 반경을 확장시키도록 구성될 수 있다.
열화상 획득 카메라(120)는 적외선 감지 방식으로 배관의 열화상 정보를 획득하는 기능을 수행한다. 즉, 열화상 획득 카메라(120)는 가스 배관 주변의 온도 차이, 즉 가스가 배관 등에서 누출될 때 주변에 급격한 온도 차이가 발생하며, 이러한 온도 차이는 일종의 아지랑이와 같은 상승 기류의 형상을 갖는다. 후술하겠지만, 열화상 획득 카메라(120)에 의해 획득된 열화상 정보에 이러한 패턴이 포함되어 있는 경우 가스 누출 상태로 판단할 수 있다.
칼라 영상 획득 카메라(130)는 배관의 칼라 영상 정보를 획득하는 기능을 수행한다. 가스 배관의 상태에 대한 정밀한 분석을 위해, 칼라 영상 획득 카메라(130)는 팬(fan), 틸트(tilt), 줌(zoom) 기능이 탑재된 고정밀 카메라인 것이 바람직하다.
데이터 압축부(140)는 레이저 가스검지기(110)로부터 전달받은 누출 가스 농도, 열화상 획득 카메라(120)로부터 전달받은 배관의 열화상 정보, 칼라 영상 획득 카메라(130)로부터 전달받은 배관의 칼라 영상 정보를 미리 설정되어 있는 압축 알고리즘에 따라 압축하여 압축 정보를 생성하는 기능을 수행한다.
무선 통신부(150)는 정보 압축부(140)에 의해 생성된 압축 정보를 드론 조종장치(2)에 구비된 무선 통신부(210)로 무선 전송하는 기능을 수행한다. 이외에도, 무선 통신부(150)는 드론 조종장치(2)로부터 드론(1)의 비행 구동을 제어하기 위한 구동 제어 데이터를 전송받고, 드론(1)의 현재 비행 구동 상태에 대한 정보를 드론 조종장치(2)로 전송한다.
드론 제어부(160)는 데이터 압축부(140)에 의해 생성된 압축 정보가 드론 조종장치(2)에 구비된 무선 통신부(210)로 전송되도록 제어하는 기능을 수행한다. 이외에도, 드론 제어부(160)는 드론(1)의 비행 구동을 위한 전반적인 제어 동작을 수행한다.
드론 조종장치(2)는, 무선 통신부(210), 정보 압축 해제부(220), 정보 표시부(240) 및 조종장치 제어부(250)를 포함하여 구성된다.
무선 통신부(210)는 드론(1)에 구비된 무선 통신부(150)와의 무선 통신을 지원하는 기능을 수행한다.
정보 압축 해제부(220)는 드론(1)으로부터 전송받은 압축 정보를 압축 해제하여 압축 이전의 정보인 누출 가스 농도, 열화상 정보, 칼라 영상 정보를 복원하는 기능을 수행한다.
정보 표시부(240)는 누출 가스 농도, 열화상 정보, 칼라 영상 정보를 관리자에게 현시하는 기능을 수행한다.
조종장치 제어부(250)는 누출 가스 농도, 열화상 정보, 칼라 영상 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 모니터링 정보가 정보 표시부(240)를 통해 디스플레이되도록 제어하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 조종장치 제어부(250)는, 1) 누출 가스 농도가 기 설정된 제1 기준치 이상이고 상기 제1 기준치보다 높은 제2 기준치 이하인 경우, 드론 제어부를 제어하여 열화상 획득 카메라(120)를 동작시킴으로써 배관의 열화상 정보를 획득하고, 2) 열화상 획득 카메라(120)로 획득한 배관의 열화상 정보에 가스 누출 패턴이 포함되어 있는 경우, 드론(1)을 배관으로 근접시키도록 구성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 이유 및 그에 따른 효과는 다음과 같다.
제1 임계치는 약한 수준의 가스 누출 상태를 지시하는 값이고 제2 임계치는 강한 수준의 가스 누출 상태를 지시하는 값일 수 있으며, 누출 가스 농도가 제1 기준와 제2 기준치 사이에 존재하는 경우, 보다 정확한 상태 판단을 수행할 필요가 있다. 따라서, 이 경우, 드론(1)을 배관으로 근접시켜 가스 누출과 관련한 보다 정밀한 정보들을 획득하는 것이다
예를 들어, 조종장치 제어부(250)는, 누출 가스 농도, 열화상 정보, 칼라 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 감지 시간의 흐름에 대응하여 동적으로 변동되면서 디스플레이되도록 제어할 수 있다.
또한, 예를 들어, 조종장치 제어부(250)는, 누출 가스 농도의 수치 정보가 간한 수준의 가스 누출을 지시하는 제2 임계치를 초과하는 것으로 판단되는 경우, 경고 정보가 출력되도록 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 시스템의 구체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 단계 S100에서는, 드론 조종장치(2)의 제어에 따라 드론(1)의 감지 동작이 개시되는 과정이 수행된다.
단계 S110에서는, 레이저 가스검지기(110)가 레이저 감지 방식으로 배관의 누출 가스 농도를 획득하는 과정이 수행되고, 단계 S120에서는, 칼라 영상 획득 카메라(130)가 배관의 칼라 영상 정보를 획득하는 과정이 수행된다.
단계 S130에서는, 정보 압축부(140)가 레이저 가스검지기(110)로부터 전달받은 누출 가스 농도, 칼라 영상 획득 카메라(130)로부터 전달받은 배관의 칼라 영상 정보를 미리 설정되어 있는 압축 알고리즘에 따라 압축하여 압축 정보를 생성하고, 무선 통신부(150)가 정보 압축부(140)에 의해 생성된 압축 정보를 드론 조종장치(2)에 구비된 무선 통신부(210)로 무선 전송하는 과정이 수행된다.
단계 S140에서는, 드론 조종장치(2)를 구성하는 정보 압축 해제부(220)가 드론(1)으로부터 전송받은 압축 정보를 압축 해제하여 압축 이전의 정보인 누출 가스 농도, 배관의 칼라 영상 정보를 복원하고, 드론 조종장치(2)를 구성하는 조종장치 제어부(250)가 복원된 누출 가스 농도가 제1 임계치와 제2 임계치 사이에 존재하는 지 여부를 판단하는 과정이 수행된다. 단계 S140에서의 판단 결과, 누출 가스 농도가 제1 임계치 이상 제2 임계치 이하인 경우 단계 S150으로 전환되고, 그렇지 않은 경우, 즉, 누출 가스 농도가 제1 임계치 미만인 경우 및 제2 임계치를 초과하는 경우에는, 단계 S200으로 전환된다.
단계 S150에서는, 조종장치 제어부(250)로부터 제어명령을 전달받은 드론 제어부(160)의 제어에 따라 열화상 획득 카메라(120)의 동작이 개시되며, 열화상 획득 카메라(120)가 적외선 감지 방식으로 획득한 배관의 열화상 정보는 조종장치 제어부(250)로 전달된다.
단계 S160에서는, 조종장치 제어부(250)가 드론(1)으로부터 전달받은 배관의 열화상 정보에 가스 누출 패턴이 포함되어 있는지 여부를 판단하는 과정이 수행된다. 앞서 설명한 바 있지만, 예를 들어, 가스가 배관 등에서 누출될 때 주변에 급격한 온도 차이가 발생하며, 이러한 온도 차이는 일종의 아지랑이와 같은 상승 기류의 형상을 갖는다. 조종장치 제어부(250)는 열화상 획득 카메라(120)에 의해 획득된 열화상 정보에 이러한 패턴이 포함되어 있는 경우, 배관의 현재 상태를 가스 누출 상태로 판단할 수 있다.
단계 S170에서는, 조종장치 제어부(250)로부터 제어명령을 전달받은 드론 제어부(160)의 제어에 따라 드론(1)이 가스 누출 상태로 판단된 배관으로 근접 이동하는 과정이 수행된다.
단계 S180에서는, 드론 조종장치(2)를 구성하는 조종장치 제어부(250)가 누출 가스 농도가 강한 수준의 누출 상태를 지시하는 제2 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 과정이 수행된다. 단계 S180에서의 판단 결과, 누출 가스 농도가 제2 임계치를 초과하는 경우 단계 S190으로 전환되고, 그렇지 않은 경우, 단계 S200으로 전환된다.
단계 S190은 누출 가스 농도의 수치 정보가 제2 임계치를 초과하는 것으로 판단된 상태, 즉, 강한 수준의 가스 누출 상태로서 긴급 조치가 필요한 상황이 발생한 상태이기 때문에, 조종장치 제어부(250)가, 경고 정보가 출력되도록 제어하며, 관리자는 이 경고 정보에 따라 필요한 조치를 신속하게 수행할 수 있다.
단계 S200에서는, 정보 표시부(240)가 조종장치 제어부(250)의 제어에 따라 누출 가스 농도, 누출 가스의 열화상 정보, 가스 배관의 칼라 영상 정보를 관리자에게 현시하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 단계 S200에서, 조종장치 제어부(250)는 누출 가스 농도, 누출 가스의 열화상 정보, 가스 배관의 칼라 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 감지 시간의 흐름에 대응하여 동적으로 변동되면서 정보 표시부(240)를 통해 디스플레이되도록 제어할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고층 아파트나 대형 교량 등과 같이 검사자가 배관 검사를 수행하는데 공간적 제약이 있는 환경에서도, 효율적이고 정확하게 가스 누출 및 배관 외관 검사를 수행할 수 있도록 하는 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치가 제공되는 효과가 있다.
또한, 드론을 조종하여 공간적 제약을 극복한 상태에서 가스배관 동영상과 가스누출 상태를 측정하여 실시간 데이터를 무선통신을 통하여 지상의 제어 및 디스플레이 장치에 보내어 표시하도록 함으로써, 고층 아파트 입상 배관이나 교량 첨가 배관의 가스 누출 여부 및 배관의 부식, 크랙 상태 등을 효율적이고 정밀하게 검사 및 진단할 수 있는 효과가 있다.
1: 드론
2: 드론 조종장치
110: 레이저 가스검지기
120: 열화상 획득 카메라
130: 칼라 영상 획득 카메라
140: 정보 압축부
150, 210: 무선 통신부
160: 드론 제어부
220: 정보 압축 해제부
240: 정보 표시부
250: 조종장치 제어부
2: 드론 조종장치
110: 레이저 가스검지기
120: 열화상 획득 카메라
130: 칼라 영상 획득 카메라
140: 정보 압축부
150, 210: 무선 통신부
160: 드론 제어부
220: 정보 압축 해제부
240: 정보 표시부
250: 조종장치 제어부
Claims (4)
- 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 시스템으로서,
드론; 및
상기 드론과의 무선통신을 통하여 상기 드론을 제어하고 상기 드론으로부터 모니터링 정보를 전송받는 드론 조종장치를 포함하고,
상기 드론은,
배관의 누출 가스 농도를 레이저 감지방식으로 획득하는 레이저 가스검지기;
상기 배관의 열화상 정보를 적외선 감지방식으로 획득하는 열화상 획득 카메라;
상기 배관의 칼라 영상 정보를 획득하는 칼라 영상 획득 카메라;
상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 하나 이상을 압축하여 압축 정보를 생성하는 정보 압축부; 및
상기 드론 조종장치로부터 수신하는 제어명령에 따라 상기 드론의 동작을 제어하고 상기 정보 압축부에 의해 압축된 압축 정보가 상기 드론 조종장치로 전송되도록 제어하는 드론 제어부를 포함하고,
상기 드론 조종장치는,
상기 드론으로부터 전송받은 압축 정보에 대한 압축을 해제하는 정보 압축 해제부; 및
상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 모니터링 정보가 디스플레이되도록 제어하는 조종장치 제어부를 포함하는, 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 조종장치 제어부는,
상기 누출 가스 농도가 기 설정된 제1 기준치 이상이고 상기 제1 기준치보다 높은 제2 기준치 이하인 경우, 상기 드론 제어부를 제어하여 상기 열화상 획득 카메라를 동작시켜 상기 배관의 열화상 정보를 획득하고,
상기 배관의 열화상 정보에 가스 누출 패턴이 포함되어 있는 경우, 상기 드론을 상기 배관으로 근접시키는 것을 특징으로 하는, 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 조종장치 제어부는,
상기 누출 가스 농도, 상기 열화상 정보, 상기 칼라 영상 정보 중에서 적어도 하나의 정보가 감지 시간의 흐름에 대응하여 동적으로 변동되면서 디스플레이되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 조종장치 제어부는,
상기 누출 가스 농도가 상기 제2 임계치를 초과하는 것으로 판단되는 경우 경고 정보가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 드론을 이용한 가스 누출 및 배관 외관 실시간 모니터링 시스템.
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Citations (2)
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| KR101039135B1 (ko) | 2010-08-31 | 2011-06-07 | 한국가스안전공사 | 검측지점 표시 기능을 갖는 광학용 메탄가스 검지 장치 |
| KR20180036299A (ko) | 2016-09-30 | 2018-04-09 | 한국가스안전공사 | 드론을 이용한 원거리 가스 누출 및 배관 외관 검사를 위한 실시간 모니터링 장치 |
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Patent Citations (2)
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