KR20220021930A - 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인비행기가 조사구역을 비행하면서 실시간으로 지표면의 변위를 감지하여 위험 여부를 판별할 수 있고, 영상에 포함된 복수의 식별체의 정보에 기반하여 지표면의 변위 여부를 산출하도록 구성됨에 따라 연산량을 최소화할 수 있는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템은, 지표면에 살포된 복수의 식별체; 및 조사구역을 비행하면서 항공 촬영을 수행하고, 촬영된 영상에 포함된 상기 복수의 식별체를 식별하며, 식별된 상기 복수의 식별체의 정보에 기반하여 지표면의 변위 여부를 산출하는 무인비행기;를 포함하여 구성된다.

Description

무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템{APPARATUS FOR DETECTING DISPLACEMENT OF GROUND SURFACE USING UNMANNED AERIAL VEHICLE}

본 발명은 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무인비행기가 조사구역을 비행하면서 실시간으로 지표면의 변위를 감지하여 위험 여부를 판별할 수 있고, 영상에 포함된 복수의 식별체의 정보에 기반하여 지표면의 변위 여부를 산출하도록 구성됨에 따라 연산량을 최소화할 수 있는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템에 관한 것이다.

전세계적으로 산업화와 도시화로 인한 지구온난화가 심각해지면서 기후변화에 따른 국지성 집중호우가 빈번하게 발생하고 있다.

최근, 기후변화에 따른 집중호우로 산사태 및 토석류가 발생하여 토사 붕괴시에 많은 인명 및 재산피해가 발생하고 있다.

이러한 집중호우로 도심지 주변의 산사태가 발생하여 많은 인명과 재산피해를 야기하게 되었으며, 대표적으로 2011년 우면산 산사태로 산사태에 대한 사회적 관심이 집중되었다.

2002년부터 현재까지 우리나라의 연평균 산사태로 인한 피해면적은 여의도 면적의 2.6배가 넘는 779ha에 이르고 있으며 사망 11명, 피해복구액 기준으로 약 1,300억원 규모로 국가적으로 매해 큰 손실을 입고 있다.

산사태에 효과적으로 대처하기 위해 산사태 발생 원인을 신속하고 정확하게 평가해야 한다.

최근에는, 드론을 이용하여 항공 촬영을 하고, 이렇게 얻은 항공 촬영 정보를 이용하여 제작된 수치지형도를 통해 산사태 위험도를 평가하는 기술이 개발되고 있다.

구체적으로, 드론이 조사구역에 대한 비행을 하면서 촬영한 모든 항공 촬영 정보를 관리서버에서 취합한 후 모든 항공 촬영 정보를 수치지형도화 하여 산사태 위험도를 평가하도록 구성된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 수치지형도를 이용하여 위험도를 평가하는 경우에는, 드론이 자체적으로 산사태 위험도를 평가하지 못하여 신속한 대응이 불가능한 문제와 수치지형도 등의 영상 처리에 많은 연산량이 필요한 문제가 있다.

한국등록특허공보 제1762809호(등록일자 2017. 7. 24)

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 무인비행기가 조사구역을 비행하면서 실시간으로 지표면의 변위를 감지하여 위험 여부를 판별할 수 있고, 영상에 포함된 복수의 식별체의 정보에 기반하여 지표면의 변위 여부를 산출하도록 구성됨에 따라 연산량을 최소화할 수 있는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템은, 지표면에 살포된 복수의 식별체; 및 조사구역을 비행하면서 항공 촬영을 수행하고, 촬영된 영상에 포함된 상기 복수의 식별체를 식별하며, 식별된 상기 복수의 식별체의 정보에 기반하여 지표면의 변위 여부를 산출하는 무인비행기;를 포함한다.

바람직하게, 상기 식별체는, 반사체 물질이 도포된 구형의 형상으로 형성되고, 표면에는 회전 방향의 구분을 위한 무늬가 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 무인비행기는, 영상 촬영을 위한 영상촬영부; 상기 영상촬영부에서 촬영한 영상에 포함된 상기 복수의 식별체를 식별하여 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하는 식별체정보생성모듈을 포함한 제어부; 및 상기 식별체정보생성모듈에서 생성한 정보를 저장하는 정보저장부;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 식별체정보생성모듈에서 생성된 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보와 상기 정보저장부에 기저장된 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하는 정보비교모듈; 및 상기 정보비교모듈에서 비교한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 일치하지 않는 경우에 위험 상황으로 판단하는 위험판단모듈;을 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 조사구역에 대해 정해진 경로데로 상기 무인비행기가 비행하도록 상기 무인비행기의 비행을 상시모드로 제어하는 상시비행모듈; 및 상기 위험판단모듈이 위험 상황으로 판단한 경우에, 상기 무인비행기의 비행을 위험모드로 제어하는 위험비행모듈;을 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 무인비행기의 위험모드는 촬영 고도, 촬영 각도 중 적어도 어느 하나를 변경해가면서 해당 구역의 주변을 추가로 촬영하는 모드이고, 상기 제어부는, 상기 무인비행기가 위험모드로 제어되는 동안에 촬영된 영상 정보 및 상기 무인비행기의 현재 위치에 대한 정보를 포함한 현황정보를 생성하는 현황정보생성모듈;을 포함하여 구성되고, 상기 무인비행기는, 상기 현황정보생성모듈이 생성한 현황정보를 관리 단말로 전송하는 비행통신부;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 관리 단말은, 상기 비행통신부를 통해 전송된 현황정보를 수신하는 단말통신부; 상기 단말통신부를 통해 수신된 현황정보를 표시하는 표시부; 상기 무인비행기에 대한 비행이 상기 제어부에 의해 수행되도록 하거나 관리자에 의해 수동비행이 가능하도록 상기 관리자의 선택을 입력받는 비행선택부; 및 상기 비행선택부에 의해 수동비행이 선택된 경우에, 상기 관리자에 의한 수동비행이 가능하도록 상기 관리자의 비행조작을 입력받는 수동조작부;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 무인비행기는, 지표면의 절대좌표 위치로 기준마크를 조사하는 절대좌표표시부;를 포함하여 구성되고, 상기 식별체정보생성모듈은, 상기 절대좌표 위치에 조사된 상기 기준마크, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하도록 구성되며, 상기 정보비교모듈은, 상기 식별체정보생성모듈에서 생성된 상기 기준마크와 상기 정보저장부에 저장된 기준마크를 일치시킨 상태에서 상기 복수의 식별체에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하도록 구성되고, 상기 위험판단모듈은, 상기 복수의 식별체에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 일치하지 않는 경우에 위험 상황으로 판단하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 무인비행기의 충전 및 대기를 위한 무인비행기 기지;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 무인비행기는 배터리부;를 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 배터리부의 잔량을 확인하는 배터리잔량확인모듈;을 포함하여 구성되며, 상기 배터리잔량확인모듈은, 상기 무인비행기의 위험모드 시, 상기 배터리부의 잔량이 상기 조사구역에 대해 정해진 경로데로 비행하기 부적합하다고 판단된 경우에, 상기 무인비행기 기지에 백업 무인비행기 운용을 요청할 수 있다.

바람직하게, 상기 무인비행기는 상부에 기준마크가 구비된 제1 무인비행기와 제2 무인비행기로 구성되고, 상기 제2 무인비행기가 절대좌표 위치로 비행하는 중에 상기 제1 무인비행기의 영상촬영부로 촬영이 이루어지고, 상기 식별체정보생성모듈은, 상기 기준마크, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하도록 구성되며, 상기 정보비교모듈은, 상기 식별체정보생성모듈에서 생성된 상기 기준마크와 상기 정보저장부에 저장된 기준마크를 일치시킨 상태에서 상기 복수의 식별체에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하도록 구성되고, 상기 위험판단모듈은, 상기 복수의 식별체에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 일치하지 않는 경우에 위험 상황으로 판단하도록 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 무인비행기가 조사구역을 비행하면서 실시간으로 지표면의 변위를 감지하여 위험 여부를 판별할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 영상에 포함된 복수의 식별체의 정보에 기반하여 지표면의 변위 여부를 산출하도록 구성됨에 따라 연산량을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 비행 중인 상황을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 촬영한 영상에서 식별한 복수의 식별체를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 비행 중인 상황을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 촬영한 영상에서 식별한 기준마크와 복수의 식별체를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 비행 중인 상황을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 촬영한 영상에서 식별한 기준마크와 복수의 식별체를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 감지 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 감지 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수 항목들의 조합 또는 복수 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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.

본 출원에서 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 출원에서, ‘포함하다’또는 ‘구비하다’, ‘가지다’등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 비행 중인 상황을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 촬영한 영상에서 식별한 복수의 식별체를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템은, 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 식별체(10), 무인비행기(20), 관리 단말(30), 무인비행기 기지(40)를 포함하여 구성된다.

상기 복수의 식별체(10)는 지표면에 살포되는 것으로서, 드론이나 항공기 등의 비행수단을 이용하여 공중에서 살포하여 지표면에 배치되도록 설치될 수 있다.

예를 들어, 상기 식별체(10)를 살포하기 위한 비행수단에는 상기 복수의 식별체(10)를 보관하는 보관부가 구비되고, 상기 보관부에 보관된 복수의 식별체(10)가 일시에 방출되어 살포되거나, 비행수단이 비행하면서 식별체(10)를 순차적으로 하나씩 살포하는 방식으로, 도 1에 도시된 바와 같이 대략적으로 균등한 간격으로 복수의 식별체(10)를 살포할 수 있게 된다.

상술한 방식으로 복수의 식별체(10)를 살포하여 지표면에 위치시킴에 따라, 사람이 접근하기 어려운 험지에도 상기 복수의 식별체(10)를 살포하여 배치시킬 수 있다.

상기 식별체(10)는 무인비행기(20)가 비행 중 촬영한 항공 영상 내에 존재하게 되며, 본 시스템은 영상 내 존재하는 상기 식별체(10)의 정보에 기반하여 지표면의 변위 여부를 감시하게 된다.

한편, 무인비행기(20)가 비행 중 촬영한 항공 영상 내에 상기 식별체(10)가 명확하게 존재할 수 있도록, 상기 식별체(10)는 반사체 물질이 도포된 구형의 형상으로 형성되고, 표면에는 회전 방향의 구분을 위한 무늬(11)가 구비된다.

상기 반사체 물질은 가시광선, 적외선, 자외선, 전자파 등에 반사율이 좋은 물질로 이루어지며, 상기 무늬(11)는 대략 십자 형태로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 반사체 물질에 의해 무인비행기(20)가 비행 중 촬영한 영상 내에 상기 식별체(10)가 명확하고 또렷하게 찍혀 존재할 수 있게 되고, 상기 무늬(11)에 의해 동일 위치 지표면의 변위에 의해 발생한 상기식별체(10)의 자체적인 회전 변화도 확인할 수 있게 된다.

상기 무인비행기(20)는 조사구역에 대해 정해진 경로데로 비행하면서 지표면을 촬영하여 항공 촬영 영상을 습득하도록 구성되며, 예를 들어, 상기 무인비행기(20)는 드론으로 구성될 수 있다.

상기 무인비행기(20)는 조사구역을 비행하면서 항공 촬영을 수행하고, 촬영된 영상에 포함된 상기 복수의 식별체(10)를 식별하며, 식별된 상기 복수의 식별체(10)의 정보에 기반하여 지표면의 변위 여부를 산출하도록 구성되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 영상촬영부(21), 제어부(22), 정보저장부(23), 비행통신부(24), 배터리부(26), 알람부(27)를 포함하여 구성된다.

상기 영상촬영부(21)는 무인비행기(20)가 비행 중 지표면에 대한 촬영을 수행하는 부분으로서, 가시광 카메라, 적외선 카메라, 자외선 카메라나 전자파를 송출 및 탐지할 수 있는 전자파 송추/탐지기 등으로 구성될 수 있다.

상기 제어부(22)는 상기 영상촬영부(21), 정보저장부(23), 비행통신부(24), 배터리부(26), 알람부(27)의 제어 및 무인비행기(20)의 비행 제어를 수행하는 부분이다.

상기 제어부(22)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 식별체정보생성모듈(22a), 정보비교모듈(22b), 위험판단모듈(22c), 상시비행모듈(22d), 위험비행모듈(22e), 현황정보생성모듈(22f), 배터리잔량확인모듈(22g)을 포함하여 구성된다.

상기 식별체정보생성모듈(22a)은 상기 영상촬영부(21)에서 촬영한 영상에 포함된 상기 복수의 식별체(10)를 식별하여 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하도록 구성되며, 나머지 모듈에 대해서는 이후 상기 제어부(22)의 상세설명 시 추가로 설명하도록 한다.

상기 정보저장부(23)는 상기 식별체정보생성모듈(22a)에서 생성한 정보를 저장하는 부분이다.

구체적으로, 상기 정보저장부(23)는 상기 식별체정보생성모듈(22a)에서 추출한 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 저장하게 되며, 상기 영상촬영부(21)에서 촬영한 시점마다 각각 개별적으로 생성된 정보가 누적되어 저장될 수 있다.

바람직하게, 상기 정보저장부(23)의 저장용량을 고려한다면, 조사구역 전체를 촬영했던 직전 1회 촬영 영상에서 추출했던 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보만 최소한으로 저장될 수 있다.

상기 비행통신부(24)는 상기 제어부(22)의 현황정보생성모듈(22f)이 생성한 현황정보를 관리 단말(30)로 전송하는 부분이며, 상기 현황정보생성모듈(22f)에 대해서는 추후 제어부(22)에 대한 구체적인 설명 시 상세하게 설명하도록 한다.

상기 배터리부(26)는 상기 무인비행기(20)의 비행, 영상 촬영, 통신 등에 소요되는 전기에너지가 충전되어 저장되는 부분이다.

상기 알람부(27)는 위험 상황 발생 시 알람을 발생하기 위한 부분으로서, LED 램프나 스피커 등으로 구성되어 무인비행기(20)의 비행 중 알람 발생 상황을 시각적 또는 청각적으로 인지할 수 있도록 한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 상기 제어부(22)는, 식별체정보생성모듈(22a), 정보비교모듈(22b), 위험판단모듈(22c), 상시비행모듈(22d), 위험비행모듈(22e), 현황정보생성모듈(22f), 배터리잔량확인모듈(22g)을 포함하여 구성되며, 이하, 각 모듈에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

상기 식별체정보생성모듈(22a)은 상기 영상촬영부(21)에서 촬영한 영상에 포함된 상기 복수의 식별체(10)를 식별하여 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하는 모듈이다.

구체적으로, 상기 영상촬영부(21)에서 촬영한 영상에는 나무, 풀 등의 지표면 자체에 대한 객체 정보와 상기 복수의 식별체(10)에 대한 정보가 함께 존재하는데, 상기 식별체정보생성모듈(22a)은 상기 영상촬영부(21)에서 촬영한 영상에서 상기 복수의 식별체(10)만을 추출하여 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하는 것이다.

이처럼, 상기 영상촬영부(21)에서 촬영한 영상에서 상기 복수의 식별체(10)만을 추출하여 연산에 활용하기 때문에, 연산량을 최소화할 수 있게 된다.

상기 정보비교모듈(22b)은 상기 식별체정보생성모듈(22a)에서 생성된 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보와 상기 정보저장부(23)에 기저장된 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하는 모듈이다.

구체적으로, 상기 정보비교모듈(22b)은 조사구역을 비행 중 무인비행기(20)의 상기 식별체정보생성모듈(22a)에서 실시간으로 촬영한 영상으로부터 생성된 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보와 상기 조사구역에 대해 이전 또는 직전 비행 시 생성되어 상기 정보저장부(23)에 기저장된 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하도록 구성된다.

즉, 상기 식별체정보생성모듈(22a)에서 생성된 실시간 정보와 상기 정보저장부(23)에 기저장된 정보를 비교하는 것이다.

상기 위험판단모듈(22c) 상기 정보비교모듈(22b)에서 비교한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 일치하지 않는 경우에 위험 상황으로 판단하는 모듈이다.

구체적으로, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 현재 비행 중에 생성된 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보와 상기 정보저장부(23)에 기저장된 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보가 동일한 경우에는, 상기 조사구역의 이후 경로에 대해 지속적으로 감시를 수행하게 된다.

한편, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 현재 비행 중에 생성된 복수의 식별체(10)에 대한 상호간 거리정보와 상기 정보저장부(23)에 기저장된 복수의 식별체(10)에 대한 상호간 거리정보가 상이하거나, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 현재 비행 중에 생성된 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보와 상기 정보저장부(23)에 기저장된 복수의 식별체(10)에 대한 상호간 자세정보가 상이한 경우에는, 해당 위치의 상세 조사를 수행하게 된다.

도 2의 (b)는 지표면에 변위가 발생하여 복수의 식별체(10)에 대한 상호간 거리가 변하게된 경우이고, 도 2의 (c)는 지진이나 주변 공사로 인한 진동에 의해 복수의 식별체(10)가 각각 위치 이동이 없이 자체적으로 회전이 이루어진 경우이다.

상기 상시비행모듈(22d)은 상기 조사구역에 대해 정해진 경로데로 상기 무인비행기(20)가 비행하도록 상기 무인비행기(20)의 비행을 상시모드로 제어하는 모듈이며, 예를 들어, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 현재 비행 중에 생성된 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보와 상기 정보저장부(23)에 기저장된 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보가 동일한 경우에 상시비행모듈(22d)에 의해 무인비행기(20)가 상시모드로 계속 제어된다.

상기 위험비행모듈(22e), 도 2의 (b)나 (c)에 도시된 바와 같이, 현재 비행 중에 생성된 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보와 상기 정보저장부(23)에 기저장된 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 동일하지 않아 상기 위험판단모듈(22c)이 위험 상황으로 판단한 경우에, 상기 무인비행기(20)의 비행을 상시모드에서 위험모드로 전한하여 제어하는 모듈이다.

예를 들어, 상기 무인비행기(20)의 위험모드는 촬영 고도, 촬영 각도 중 적어도 어느 하나를 변경해가면서 해당 구역의 주변을 추가로 촬영하도록 이루어진다.

상기 현황정보생성모듈(22f)은 상기 무인비행기(20)가 위험모드로 제어되는 동안에 촬영된 영상 정보 및 상기 무인비행기(20)의 현재 위치에 대한 정보를 포함한 현황정보를 생성하는 모듈이다.

구체적으로, 상기 위험판단모듈(22c)이 위험 상황으로 판단한 경우에, 상기 위험비행모듈(22e)에 의해 상기 무인비행기(20)가 위험모드로 제어되는데, 예를 들어, 상기 현황정보생성모듈(22f)은 현재 위치에 대한 구체적인 상황을 구체적으로 살피기 위하여 무인비행기(20)의 고도를 낮추어 촬영함과 함께 해당 지역에 대한 360°촬영 등 상기 무인비행기(20)의 현재 위치에 대한 상세한 정보와 위치정보를 포함한 현황정보를 생성하게 된다.

상기 배터리잔량확인모듈(22g)은 상기 배터리부(26)의 잔량을 확인하는 모듈이다.

상기 배터리부(26)의 배터리 용량은 무인비행기(20)의 무게와 조사구역의 범위에 의해 결정되는데, 상기 무인비행기(20)가 위험모드로 작동하는 경우가 발생하게 되면 배터리 소모가 평상시보다 더 많이 이루어지기 때문에, 상기 배터리부(26)의 잔량이 위험모드에서 상시모드로 전환된 이후 남아있는 구역에 대해 비행 및 감시하기 부적합한 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 상기 배터리잔량확인모듈(22g)은 상기 무인비행기(20)의 위험모드 시, 상기 배터리부(26)의 잔량이 상기 조사구역에 대해 정해진 경로데로 비행하기 부적합하다고 판단된 경우에, 상기 무인비행기 기지(40)에 백업 무인비행기(43) 운용을 요청하게 된다.

상기 관리 단말(30)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 단말통신부(31), 표시부(32), 비행선택부(33), 수동조작부(34)를 포함하여 구성된다.

상기 단말통신부(31)는 상기 무인비행기(20)의 비행통신부(24)를 통해 전송된 현황정보를 수신하는 부분이다.

상기 표시부(32)는 상기 단말통신부(31)를 통해 수신된 현황정보를 관리자가 확인할 수 있도록 표시하는 부분이다.

상기 비행선택부(33)는 상기 무인비행기(20)에 대한 비행이 상기 제어부(22)에 의해 수행되도록 하거나 관리자에 의해 수동비행이 가능하도록 상기 관리자의 선택을 입력받는 부분이다.

예를 들어, 상기 표시부(32)를 통해 표시되는 현황정보를 관리자가 확인하고, 실제 위험상황 여부에 대해 관리자가 판단하게 되며, 상기 관리자가 상기 현황정보에 대해 위험상황이 아니라고 판단하면 상기 무인비행기(20)가 다시 상기 상시비행모듈(22d)에 의한 상시모드로 전환될 수 있도록 상기 비행선택부(33)에 입력할 수 있다.

한편, 상기 관리자가 상기 현황정보에 대해 위험상황이라고 판단하면 상기 관리자는 해당 지역에 대해 추가적인 확인을 위하여 상기 비행선택부(33)로 수동비행을 시작할 것을 입력하고, 상기 관리자는 수동조작부(34)를 통해 상기 무인비행기(20)를 수동으로 조작하게 된다.

그리고, 상기 관리자의 확인이 완료된 후, 상기 무인비행기(20)가 다시 상기 상시비행모듈(22d)에 의한 상시모드로 전환될 수 있도록 상기 관리자가 상기 비행선택부(33)에 입력할 수 있으며, 이 경우, 상기 무인비행기(20)는 현재 위치 이후의 조사구역에 대해 비행 및 감시를 다시 수행하게 된다.

상기 무인비행기 기지(40)는 상기 무인비행기(20)의 충전 및 대기를 위한 기지로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 기지통신부(41), 운용부(42), 백업 무인비행기(43), 충전부(44)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 기지통신부(41)는 상기 무인비행기(20)나 상기 관리 단말(30)과 통신을 위한 부분이며, 예를 들어, 상기 무인비행기(20)로부터 백업 무인비행기(43)의 운용이 요청된 경우에, 상기 운용부(42)에 의해 상기 백업 무인비행기(43)가 운용될 수 있도록 한다.

이때, 상기 운용부(42)는 현재 비행중인 무인비행기(20)의 위치 이후부터 상기 백업 무인비행기(43)가 비행 및 감시를 수행하도록 할 수 있다.

상기 백업 무인비행기(43)는 상기 무인비행기(20)와 동일 구성으로 이뤄진 것으로서, 상기 무인비행기(20)의 비행 및 감시가 어려운 경우에 상기 무인비행기(20)를 대신하여 비행 및 촬영을 수행하게 된다.

상기 충전부(44)는 상기 무인비행기(20) 및 상기 백업 무인비행기(43)의 충전 및 대기를 위한 부분이다.

도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 비행 중인 상황을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 촬영한 영상에서 식별한 기준마크와 복수의 식별체를 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 감지 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.

본 실시예의 감지 시스템은, 도 1, 2, 7에 도시된 감지 시스템과 비교할 때, 상기 무인비행기(20)가 절대좌표표시부(25)를 더 구비하도록 구성된다.

상기 절대좌표표시부(25)는 지표면의 절대좌표 위치로 기준마크(BM)를 조사하도록 구성되며, 예를 들어, 십자 형태의 레이저를 조사할 수 있는 레이저 조사기로 구성될 수 있다.

상기 절대좌표는 지표면의 절대적인 위치에 대한 좌표로서, 변화하지 않는 좌표값이다.

예를 들어, 상기 무인비행기(20)가 촬영한 영상 내 존재하는 복수의 식별체(10)가 모두 동일한 방향으로 이동한 경우에는, 복수의 식별체(10) 상호간 거리정보로는 지표면의 변위 감지가 불가능하지만, 상기 절대좌표를 기준으로 복수의 식별체(10)에 대한 변위를 확인하면 복수의 식별체(10)가 모두 동일한 방향으로 이동한 경우에도 지표면의 변위 감지가 가능하다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(22)의 식별체정보생성모듈(22a)은 상기 절대좌표 위치에 조사된 상기 기준마크(BM), 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하도록 구성된다.

그리고, 상기 제어부(22)의 정보비교모듈(22b)은 상기 식별체정보생성모듈(22a)에서 생성된 상기 기준마크(BM)와 상기 정보저장부(23)에 저장된 기준마크(BM)를 일치시킨 상태에서 상기 복수의 식별체(10)에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하도록 구성된다.

또한, 상기 제어부(22)의 위험판단모듈(22c)은 상기 복수의 식별체(10)에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 일치하지 않는 경우에 위험 상황으로 판단하도록 구성된다.

상술한 구성을 제외한 구성은 도 1, 2, 7에 도시된 감지 시스템과 동일 내지 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 비행 중인 상황을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 감지 시스템을 구성하는 무인비행기가 촬영한 영상에서 식별한 기준마크와 복수의 식별체를 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 감지 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.

본 실시예의 감지 시스템은, 도 1, 2, 7에 도시된 감지 시스템과 비교할 때, 상기 무인비행기가 복수로 구성된다. 구체적으로, 상기 무인비행기는 상부에 기준마크(25'')가 구비된 제1 무인비행기(20')와 제2 무인비행기(20'')로 구성된다.

상기 제1 무인비행기(20')는 영상촬영부(21'), 제어부(22'), 정보저장부(23'), 비행통신부(24'), 기준마크(25'), 배터리부(26'), 알람부(27')를 포함하여 구성된다.

상기 제2 무인비행기(20'')는 영상촬영부(21''), 제어부(22''), 정보저장부(23''), 비행통신부(24''), 기준마크(25''), 배터리부(26''), 알람부(27'')를 포함하여 구성된다.

예를 들어, 상기 제2 무인비행기(20'')가 절대좌표 위치로 비행하는 중에 상기 제1 무인비행기(20')의 영상촬영부(21')로 촬영이 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 제2 무인비행기(20'')가 절대좌표 위치로 비행하여 상기 제2 무인비행기(20'')에 구비된 기준마크(25'')가 절대좌표를 표시하게 되며, 이때, 상기 제1 무인비행기(20')의 영상촬영부(21')가 상기 제2 무인비행기(20'')의 기준마크(25'')를 포함하여 촬영함에 따라 촬영 영상 내에 기준마크(25''), 복수의 식별체(10)가 포함되도록 할 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 무인비행기(20')의 제어부(22')의 식별체정보생성모듈(22a')은, 상기 기준마크(25''), 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하도록 구성된다.

그리고, 상기 제1 무인비행기(20')의 제어부(22')의 상기 정보비교모듈(22b')은, 상기 식별체정보생성모듈(22a')에서 생성된 상기 기준마크(25'')와 상기 정보저장부(23')에 저장된 기준마크(25'')를 일치시킨 상태에서 상기 복수의 식별체(10)에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하도록 구성된다.

또한, 상기 제1 무인비행기(20')의 제어부(22')의 상기 위험판단모듈(22c')은, 상기 복수의 식별체(10)에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체(10)에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 일치하지 않는 경우에 위험 상황으로 판단하도록 구성된다.

상술한 구성을 제외한 구성은 도 1, 2, 7에 도시된 감지 시스템과 동일 내지 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

10:식별체
20:무인비행기
30:관리 단말
40:무인비행기 기지

Claims (11)

1. 지표면에 살포된 복수의 식별체; 및
   조사구역을 비행하면서 항공 촬영을 수행하고, 촬영된 영상에 포함된 상기 복수의 식별체를 식별하며, 식별된 상기 복수의 식별체의 정보에 기반하여 지표면의 변위 여부를 산출하는 무인비행기;를 포함하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 식별체는,
   반사체 물질이 도포된 구형의 형상으로 형성되고, 표면에는 회전 방향의 구분을 위한 무늬가 구비된 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 무인비행기는,
   영상 촬영을 위한 영상촬영부;
   상기 영상촬영부에서 촬영한 영상에 포함된 상기 복수의 식별체를 식별하여 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하는 식별체정보생성모듈을 포함한 제어부; 및
   상기 식별체정보생성모듈에서 생성한 정보를 저장하는 정보저장부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 식별체정보생성모듈에서 생성된 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보와 상기 정보저장부에 기저장된 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하는 정보비교모듈; 및
   상기 정보비교모듈에서 비교한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 일치하지 않는 경우에 위험 상황으로 판단하는 위험판단모듈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 조사구역에 대해 정해진 경로데로 상기 무인비행기가 비행하도록 상기 무인비행기의 비행을 상시모드로 제어하는 상시비행모듈; 및
   상기 위험판단모듈이 위험 상황으로 판단한 경우에, 상기 무인비행기의 비행을 위험모드로 제어하는 위험비행모듈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 무인비행기의 위험모드는 촬영 고도, 촬영 각도 중 적어도 어느 하나를 변경해가면서 해당 구역의 주변을 추가로 촬영하는 모드이고,
   상기 제어부는,
   상기 무인비행기가 위험모드로 제어되는 동안에 촬영된 영상 정보 및 상기 무인비행기의 현재 위치에 대한 정보를 포함한 현황정보를 생성하는 현황정보생성모듈;을 포함하여 구성되고,
   상기 무인비행기는,
   상기 현황정보생성모듈이 생성한 현황정보를 관리 단말로 전송하는 비행통신부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 관리 단말은,
   상기 비행통신부를 통해 전송된 현황정보를 수신하는 단말통신부;
   상기 단말통신부를 통해 수신된 현황정보를 표시하는 표시부;
   상기 무인비행기에 대한 비행이 상기 제어부에 의해 수행되도록 하거나 관리자에 의해 수동비행이 가능하도록 상기 관리자의 선택을 입력받는 비행선택부; 및
   상기 비행선택부에 의해 수동비행이 선택된 경우에, 상기 관리자에 의한 수동비행이 가능하도록 상기 관리자의 비행조작을 입력받는 수동조작부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
8. 제4항에 있어서,
   상기 무인비행기는,
   지표면의 절대좌표 위치로 기준마크를 조사하는 절대좌표표시부;를 포함하여 구성되고,
   상기 식별체정보생성모듈은,
   상기 절대좌표 위치에 조사된 상기 기준마크, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하도록 구성되며,
   상기 정보비교모듈은,
   상기 식별체정보생성모듈에서 생성된 상기 기준마크와 상기 정보저장부에 저장된 기준마크를 일치시킨 상태에서 상기 복수의 식별체에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하도록 구성되고,
   상기 위험판단모듈은,
   상기 복수의 식별체에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 일치하지 않는 경우에 위험 상황으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
9. 제5항에 있어서,
   상기 무인비행기의 충전 및 대기를 위한 무인비행기 기지;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 무인비행기는 배터리부;를 포함하여 구성되고,
    상기 제어부는 상기 배터리부의 잔량을 확인하는 배터리잔량확인모듈;을 포함하여 구성되며,
    상기 배터리잔량확인모듈은,
    상기 무인비행기의 위험모드 시, 상기 배터리부의 잔량이 상기 조사구역에 대해 정해진 경로데로 비행하기 부적합하다고 판단된 경우에, 상기 무인비행기 기지에 백업 무인비행기 운용을 요청하는 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.
11. 제4항에 있어서,
    상기 무인비행기는 상부에 기준마크가 구비된 제1 무인비행기와 제2 무인비행기로 구성되고,
    상기 제2 무인비행기가 절대좌표 위치로 비행하는 중에 상기 제1 무인비행기의 영상촬영부로 촬영이 이루어지고,
    상기 식별체정보생성모듈은,
    상기 기준마크, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 생성하도록 구성되며,
    상기 정보비교모듈은,
    상기 식별체정보생성모듈에서 생성된 상기 기준마크와 상기 정보저장부에 저장된 기준마크를 일치시킨 상태에서 상기 복수의 식별체에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보를 비교하도록 구성되고,
    상기 위험판단모듈은,
    상기 복수의 식별체에 대한 각각의 위치정보, 상기 복수의 식별체에 대한 자세정보 및 상호간 거리정보 중 어느 하나라도 일치하지 않는 경우에 위험 상황으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무인비행기를 이용한 지표면 변위 감지 시스템.

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