KR20220066758A - Tunnel and underground structure management method using aerial vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터널 관리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무인항공기를 이용한 터널 및 지하구조물 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tunnel management method, and more particularly, to a tunnel and underground structure management method using an unmanned aerial vehicle.
산업화가 가속됨에 따라 지하자원의 고갈과 사회기반시설의 확충에 따른 도로나 철도를 위한 터널, 전력구, 광산갱구, 수로터널, 양수터널 및 지하구조물 등의 지하공간개발이 활성화되고 있다.As industrialization accelerates, the development of underground spaces such as tunnels for roads and railways, electric power pits, mine shafts, waterway tunnels, pumping tunnels and underground structures is revitalized due to the depletion of underground resources and the expansion of social infrastructure.
이러한 지하공간은 공사중의 붕괴사고와 사용하는 시간이 지남에 따라 노후화되고, 누수, 백태현상, 균열이 발생하게 되며, 이를 오랫동안 방치하는 경우 내구성 저하에 의한 붕괴나 예기치 못한 지진 등과 같은 추가적인 외적 하중에 의한 사고의 위험을 안고 있다.These underground spaces deteriorate due to collapse accidents during construction and over time of use, and leakage, whitening, and cracks occur. risk of accidents caused by
따라서, 사전에 붕괴의 위험성이 높은 지점과 방향을 미리 확인하여, 붕괴에 인한 피해를 최소화할 수 있도록 하는 것이 바람직하며 이를 위해, 각 지자체에서는 터널의 기본 제원을 데이터베이스(DB)로 구축하고 있을 뿐만 아니라 터널의 상태 및 성능을 기록하여 터널의 유지 보수에 이용하고 있다.Therefore, it is desirable to check in advance the point and direction with a high risk of collapse in order to minimize the damage caused by the collapse. Instead, the tunnel status and performance are recorded and used for tunnel maintenance.
이렇게, 노후화되는 터널의 기능을 유지하고 수명을 연장시키기 위해서는 터널의 내부의 벽면에 대한 정기적인 검사가 필요하다.In this way, in order to maintain the function of the aging tunnel and extend the lifespan, regular inspection of the inner wall of the tunnel is required.
종래에는 터널의 공간적 폐쇄성으로 인하여 주로 검사자가 직접 터널로 들어가 육안으로 확인하고 이를 스케치하거나 표시하는 방법으로 수행되어 왔다.Conventionally, due to the spatial closure of the tunnel, an inspector directly enters the tunnel, visually confirms it, and sketches or displays it.
하지만, 이처럼 검사자가 직접 터널 내부로 들어가는 경우 터널 특성상 유독가스에 의한 질식 및 건강 상의 위험이 존재하기 때문에 정확하고 지속적인 검사가 어려울 수밖에 없었다.However, when the inspector directly enters the tunnel, accurate and continuous inspection was difficult because there is a risk of suffocation and health due to the nature of the tunnel due to the nature of the tunnel.
또한, 검사자에 의한 육안 검사 방법은 개인적인 지식과 경험에 의존하기 때문에 객관성이 결여되며, 주변조건의 이력뿐만 아니라, 현재의 상태를 정확하게 파악할 수 없으므로 과거의 검사결과와 비교할 수 없을 뿐 아니라, 콘크리트의 내부와 같이 보이지 않은 부위나 인력으로 접근하기 어려운 부위에 발생된 손상은 경험이 풍부한 기술자라도 발견하기 쉽지 않다.In addition, the method of visual inspection by an inspector lacks objectivity because it relies on personal knowledge and experience. Damage caused to invisible parts such as inside or in parts that are difficult to access by manpower is not easy to detect even by experienced technicians.
이러한 검사자의 육안 검사 방법의 단점들을 개선하기 위해 최근에는 차량을 이용한 영상기반 진단장치가 제안되고 있다.In order to improve the shortcomings of such an inspector's visual inspection method, an image-based diagnosis apparatus using a vehicle has recently been proposed.
하지만, 차량을 이용한 영상기반 진단장치는 차량이라는 특성상 교통의 흐름을 방해하는 단점이 있으며, 터널의 시공 또는 중공 중에는 활용이 어렵다는 단점이 있다.However, the image-based diagnostic device using a vehicle has the disadvantage of obstructing the flow of traffic due to the nature of the vehicle, and has the disadvantage that it is difficult to use during the construction or hollow of a tunnel.
또한, 차량을 이용한 영상기반 진단장치는 터널 벽면에 대한 근접 촬영에 제약이 있어서 고해상 영상정보를 취득하기 어려우므로 미세한 손상을 감지하는데 어려움이 있다.In addition, since it is difficult to acquire high-resolution image information because an image-based diagnostic device using a vehicle is limited in close-up photography of a tunnel wall, it is difficult to detect minute damage.
따라서, 효과적인 터널 및 지하구조물 관리를 위한 시스템 및 관리 방법이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a system and a management method for the effective management of tunnels and underground structures.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 무인항공기를 이용한 터널 및 지하구조물 관리 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to propose a method for managing tunnels and underground structures using an unmanned aerial vehicle.
무인항공기를 이용한 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법은 제1 무인항공기로 상기 터널 내부 구조를 파악하기 위해 상기 터널 내부로 제1 비행을 수행하는 단계, 상기 제1 무인항공기의 제1 비행을 통해 상기 터널의 내부 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 터널의 내부 정보를 기초로 상기 터널 내부의 비행 경로인 가이드 경로 정보를 생성하는 단계, 적어도 하나 이상의 제2 무인항공기로 상기 터널 내부의 이미지를 획득하기 위해 상기 생성된 가이드 경로 정보를 기초로 상기 터널 내부로 제2 비행을 수행하는 단계 및 상기 제2 무인항공기의 제2 비행을 통해 획득된 상기 터널 내부 이미지로 터널의 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The tunnel management method of the tunnel management system using an unmanned aerial vehicle includes the steps of: performing a first flight into the tunnel to understand the tunnel internal structure with a first unmanned aerial vehicle; obtaining internal information of the, generating guide route information that is a flight path inside the tunnel based on the obtained internal information of the tunnel, to acquire an image of the inside of the tunnel with at least one second unmanned aerial vehicle It may include performing a second flight into the tunnel based on the generated guide route information and determining the state of the tunnel by the image inside the tunnel obtained through the second flight of the second unmanned aerial vehicle. have.
또한, 상기 제1 비행을 수행하는 단계에서, 상기 제1 무인항공기는 상기 터널의 설계도를 기초로 상기 터널 내부를 비행할 수 있다.Also, in performing the first flight, the first unmanned aerial vehicle may fly inside the tunnel based on the design drawing of the tunnel.
또한, 상기 가이드 경로 정보는 상기 터널 내부에서 상기 제2 무인항공기가 비행하기 위한 비행 경로이며, 상기 가이드 경로 정보는 상기 터널의 구조, 상기 터널의 공기 흐름 및 상기 터널의 내부 구조물 중 적어도 하나 이상에 기초하여 생성될 수 있다.In addition, the guide route information is a flight route for the second unmanned aerial vehicle to fly inside the tunnel, and the guide route information includes at least one of a structure of the tunnel, an air flow of the tunnel, and an internal structure of the tunnel. can be created based on
또한, 상기 제2 무인항공기를 수행하는 단계에서 상기 제2 무인항공기는 공기 저항을 고려하여 비행속도를 조절하여 항속 비행이 되도록 할 수 있다.In addition, in the step of performing the second unmanned aerial vehicle, the second unmanned aerial vehicle may adjust the flight speed in consideration of air resistance to achieve a constant speed flight.
또한, 상기 획득된 터널의 내부 정보에 기초하여 상기 획득된 상기 터널 내부 이미지를 결합하여 상기 터널의 3D 내부 이미지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include generating a 3D internal image of the tunnel by combining the acquired tunnel internal image based on the acquired tunnel internal information.
또한, 상기 3D 내부 이미지를 생성하는 단계는 상기 터널의 설계도를 추가로 고려하여 상기 3D 내부 이미지를 보정할 수 있다.In addition, in the generating of the 3D internal image, the 3D internal image may be corrected by additionally considering a design drawing of the tunnel.
또한, 상기 제2 비행을 수행하는 단계에서, 상기 제2 무인항공기는 상기 가이드 경로 정보에 따라 결정된 간격에 따라 군집 비행을 수행할 수 있다.Also, in the performing of the second flight, the second unmanned aerial vehicle may perform a group flight at an interval determined according to the guide route information.
한편, 터널 관리 시스템의 무인항공기는 사용자 단말 장치와 통신하는 제1 통신부, 상기 터널의 내부를 촬영하여 터널 내부 이미지를 획득하는 카메라부, 상기 터널 내부로 비행할 수 있도록 이동 및 자세 제어를 수행하는 동력부, 상기 터널 내부를 감지하여 상기 터널의 내부 정보를 획득하는 센서부, 상기 무인항공기가 상기 터널 내부 구조를 파악하기 위해 상기 터널 내부로 제1 비행을 하도록 상기 동력부를 제어하고, 상기 획득된 터널의 내부 정보를 사용자 단말 장치로 전송하도록 상기 제1 통신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.On the other hand, the unmanned aerial vehicle of the tunnel management system includes a first communication unit that communicates with the user terminal device, a camera unit that captures the inside of the tunnel to obtain an image inside the tunnel, and performs movement and posture control to fly inside the tunnel. A power unit, a sensor unit that detects the inside of the tunnel and acquires internal information of the tunnel, controls the power unit so that the unmanned aerial vehicle makes a first flight inside the tunnel in order to understand the structure inside the tunnel, and the obtained The control unit may include a control unit for controlling the first communication unit to transmit internal information of the tunnel to the user terminal device.
또한, 상기 제어부는 상기 터널의 설계도를 기초로 상기 터널 내부를 제1 비행하도록 제어할 수 있다.In addition, the controller may control the first flight inside the tunnel based on the design drawing of the tunnel.
또한, 상기 통신부는 상기 사용자 단말 장치로부터 가이드 경로 정보를 수신하고, 상기 제어부는 상기 터널 내부의 이미지를 획득하기 위해 상기 수신된 가이드 경로 정보를 기초로 상기 터널 내부로 제2 비행을 하도록 상기 동력부를 제어할 수 있다.In addition, the communication unit receives the guide route information from the user terminal device, the control unit the power unit to make a second flight into the tunnel based on the received guide route information to obtain an image of the inside of the tunnel can be controlled
또한, 상기 카메라부는 상기 제2 비행에서 상기 터널 내부 이미지를 획득하고, 상기 통신부는 상기 터널 내부 이미지를 상기 사용자 단말 장치로 전송할 수 있다.In addition, the camera unit may acquire the image inside the tunnel in the second flight, and the communication unit may transmit the image inside the tunnel to the user terminal device.
또한, 상기 제어부는 상기 제2 비행에서 상기 가이드 경로 정보에 따라 결정된 간격에 따라 군집 비행을 하도록 상기 동력부를 제어할 수 있다.In addition, the control unit may control the power unit to perform a group flight according to an interval determined according to the guide route information in the second flight.
한편, 터널 관리 시스템의 사용자 단말 장치는 터널 내부 구조를 파악하기 위해 상기 터널 내부로 제1 비행을 수행한 무인항공기로부터 상기 터널의 내부 정보를 수신하는 통신부, 상기 수신된 터널의 내부 정보를 기초로 상기 터널 내부의 비행 경로인 가이드 경로 정보를 생성하는 가이드 경로 생성부 및 상기 생성된 가이드 경로 정보를 상기 무인항공기로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.On the other hand, the user terminal device of the tunnel management system is based on the communication unit receiving the internal information of the tunnel from the unmanned aerial vehicle that performed the first flight inside the tunnel to understand the internal structure of the tunnel, and the received internal information of the tunnel. and a guide route generator generating guide route information that is a flight route inside the tunnel, and a controller controlling the communication module to transmit the generated guide route information to the unmanned aerial vehicle.
또한, 상기 통신부는 상기 가이드 경로 정보를 기초로 상기 터널 내부로 제2 비행을 수행한 무인항공기로부터 상기 터널 내부의 이미지를 수신하고, 상기 제어부는 상기 수신된 상기 터널 내부 이미지로 터널의 상태를 판단할 수 있다.In addition, the communication unit receives the image inside the tunnel from the unmanned aerial vehicle that performed the second flight into the tunnel based on the guide route information, and the control unit determines the state of the tunnel based on the received image inside the tunnel can do.
또한, 수신된 터널 내부 이미지를 결합하여 터널의 3D 내부 이미지를 생성하는 렌더링부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 터널의 3D 내부 이미지를 기초로 터널의 상태를 판단할 수 있다.The method may further include a rendering unit generating a 3D interior image of the tunnel by combining the received tunnel interior images, wherein the controller may determine a state of the tunnel based on the 3D interior image of the tunnel.
본 발명에 따르면, 무인항공기를 이용함으로써, 공사중인 터널이나 지하구조물에서도 터널의 상태를 판단할 수 있으며, 차량이 다니는 터널에서도 차량의 흐름에 방해를 주지 않으면서 터널 및 지하구조물의 상태를 판단할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by using an unmanned aerial vehicle, it is possible to determine the state of a tunnel even in a tunnel under construction or an underground structure, and it is possible to determine the state of a tunnel and an underground structure without interfering with the flow of a vehicle even in a tunnel in which a vehicle travels. can have an effect.
또한, 본 발명은 무인항공기의 제1 비행으로 터널 내부를 파악하고 이를 기초로 제2 비행을 하여 터널의 이미지를 획득함으로써 보다 정확하고 정교한 터널의 내부 이미지를 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of acquiring a more accurate and sophisticated tunnel interior image by grasping the inside of the tunnel by the first flight of the unmanned aerial vehicle and acquiring the image of the tunnel by performing the second flight based on this.
또한, 본 발명은 무인항공기에서 획득된 이미지를 이용하여 터널의 3D 내부 이미지를 생성함으로써, 보다 직관적으로 터널 상태를 판단 및 관리할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of more intuitively determining and managing the tunnel state by generating a 3D internal image of the tunnel using the image obtained from the unmanned aerial vehicle.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 관리 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 경로 정보를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널의 3D 내부 이미지를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is an exemplary diagram illustrating a tunnel management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a user terminal device according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing guide route information according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram illustrating a 3D interior image of a tunnel according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a tunnel management method according to an embodiment of the present invention.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. The following is merely illustrative of the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art can devise various devices that, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the invention and are included in the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that all conditional terms and examples listed herein are, in principle, expressly intended only for the purpose of understanding the inventive concept and are not limited to the specifically enumerated embodiments and states as such. .
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The above-described objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the invention pertains will be able to easily practice the technical idea of the invention. .
또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.In addition, in the description of the invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the invention may unnecessarily obscure the gist of the invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 및 지하구조물 터널 관리 시스템(1000)을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing an underground structure
도 1을 참조하면, 터널 및 지하구조물 관리 시스템(1000)은 영상기반으로 터널 및 지하구조물의 기능을 유지하고 수명을 연장시키기 위한 터널 및 지하구조물 관리 장치이다. 터널 및 지하구조물 관리 시스템(1000)은 무인항공기(100) 및 사용자 단말 장치(200)으로 구성될 수 있다. 여기서, 터널은 도로나 철도를 위한 터널, 광산갱구, 전력구, 광산개발, 수로터널, 양수터널일 수 있으며, 지하구조물은 지하배수로, 지중 탱크, 하수처리설비, 지하발전소 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 터널을 기준으로 설명하나 각 구성의 기능은 터널에 한정되지 않고 지하구조물을 포함하는 개념일 수 있다.Referring to FIG. 1 , a tunnel and underground
무인항공기(100-1, 100-2, 100-3 … 100-4 : 100)는 터널 내부를 비행하며 터널 내부를 촬영하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 무인항공기(100)는 미리 설정된 비행방법에 따라 자율 비행할 수 있으며, 사용자 단말 장치(200)로부터 직접 비행 명령을 수신 받아 비행할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 비행 방법은 터널 설계도나 무인항공기(100)의 GPS에 기초한 비행 방법, 가이드 경로 정보에 기초한 비행 방법 등이 포함될 수 있다.The unmanned aerial vehicles 100-1, 100-2, 100-3 … 100-4: 100 may perform a function of photographing the inside of the tunnel while flying through the tunnel. Here, the unmanned
또한, 무인항공기(100-1, 100-2, 100-3 … 100-4 : 100)는 단독비행 뿐만 아니라 군집비행도 할 수 있다. In addition, the unmanned aerial vehicles (100-1, 100-2, 100-3 ... 100-4: 100) may perform a group flight as well as a solo flight.
또한, 무인항공기(100)는 4개의 프로펠러를 포함하고 있는 쿼드콥터(quadcopter)인 드론으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 비행체로 구비될 수 있다.In addition, the unmanned
사용자 단말 장치(200)는 무인항공기(100)를 제어하거나 무인항공기(100)가 촬영한 영상을 영상처리 및 분석하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 사용자 단말 장치(200)는 스마트폰, PDF, 테블릿, 노트북 등이 될 수 있다. 또한, 사용자 단말 장치(200)는 상술한 예시에 한정되지 않으며, 무선으로 무인항공기(100)와 통신가능한 장치를 모두 포함할 수 있다.The
이어서, 도 2를 참조하여 무인항공기(100)를 보다 구체적으로 설명한다.Next, the unmanned
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기(100)를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an unmanned
도 2를 참조하면, 무인항공기(100)는 제1 통신부(110), 제1 저장부(120), 카메라부(130), 동력부(140), 센서부(150), 조명부(160), 제1 제어부(170)를 일부 또는 모두 포함할 수 있다.2 , the unmanned
제1 통신부(110)는 외부 기기와 통신하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제1 통신부(110)는 사용자 단말 장치(200)와 무선 통신하여 여러 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신부(110)는 사용자 단말 장치(200)로 촬영한 터널이나 지하구조물 내부의 이미지를 전송할 수 있다. 또한, 제1 통신부(110)는 사용자 단말 장치(200)로부터 무인항공기(100)의 비행이동, 자세 제어 등을 제어하는 제어명령, 가이드 경로 정보 등을 실시간 수신할 수도 있다.The
여기서, 제1 통신부(110)는 근거리 통신망(LAN : Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 무선 또는 유선방식으로 통신하는 유/무선 통신 모듈, USB(Universal Serial Bus)포트를 통하여 통신하는 USB 인터페이스 모듈, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evoloution) 등과 같은 다양한 이동 통신 규격에 따라 이동 통신 망에 접속하여 통신하는 이동 통신 모듈, Wi-Fi, 블루투스(bluetooth) 등과 같은 근거리 무선 통신 모듈로 구현될 수 있다.Here, the
제1 저장부(120)는 무인항공기(100)의 동작에 필요한 여러 데이터를 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제1 저장부(120)에는 비행에 필요한 터널 및 지하구조물의 설계도, 터널 및 지하구조물의 지도 정보, 비행 방식, 가이드 경로 정보, 터널 내부 이미지, 지하구조물 내부 이미지 등이 저장될 수 있다. 또한, 제1 저장부(120)에는 촬영된 터널 및 지하구조물의 이미지, 터널 매핑 정보 등이 저장될 수 있다.The
여기서 제1 저장부(120)는 RAM(Random Access Memory), 플레시메모리, ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 하드디스크, 리무버블 디스크, 메모리 카드, USIM(Universal Subscriber Identity Module)등과 같은 내장된 형태의 저장소자는 물론, USB 메모리 등과 같은 착탈가능한 형태의 저장소자로 구현될 수도 있다.Here, the
카메라부(130)는 무인항공기(100)의 일측에 위치하여 터널 내부나 지하구조물 내부를 촬영하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 카메라부(130)는 터널 내부를 촬영하기 위해 적어도 하나 이상의 카메라로 구성될 수 있다. 예를 들어, 카메라부(130)는 거리와 깊이를 파악할 수 3차원 깊이 카메라(Depth Camera), 적외선 카메라, 열화상 카메라 등을 포함할 수 있다.The
또한, 카메라부(130)는 사용자의 제어명령 또는 터널 내부 환경에 따라 카메라의 종류를 선택적으로 이용하여 터널 내부를 촬영하여 터널 내부 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 터널 내부 이미지의 일 예는, UHD(Ultra-HD) 급의 고해상도 이미지일 수 있다.Also, the
동력부(140)는 무인항공기(100)의 이동 및 자세 제어를 수행할 수 있도록 동력을 제공하는 기능을 수행할 수 있다.The
구체적으로, 동력부(140)는 제1 제어부(170)의 제어에 의해 무인항공기(100)의 이동 및 자세 제어를 수행할 수 있다.Specifically, the
동력부(140)는 다양한 방식으로 구비될 수 있으며, 본 발명을 실시하는 방식에 따라서 동력부(140)는 제트 기류를 방출하는 제트 엔진, 프로펠러와 터보 엔진이 결합된 터보 프롭 기관일 수 있다. 바람직하게는 무인항공기(100)는 복수의 프로펠러를 포함하는 멀티콥터(multi-copter)나 쿼드콥터(quadcopter)일 수 있다. 멀티콥터나 쿼드콥터의 경우, 다른 형태의 무인 항공기에 비해 공중에서의 자세 제어가 유리하고, 특정 고도의 특정 위치에서 지속적인 공중 비행 상태를 유지할 수 있는 호버링(hovering)도 가능하다. 이 경우 동력부(140)는 적어도 하나의 프로펠러 및 프로펠러를 구동시키는 모터 등의 구동 수단을 포함할 수 있다. The
센서부(150)는 무인항공기(100)나 터널 내부나 지하구조물 내부를 감지하고 여러 데이터를 획득하는 기능을 수행할 수 있다.The
구체적으로, 센서부(150)는 적어도 하나 이상의 센서나 감지장치로 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서부(150)는 레이더(Radar)와 동일한 원리를 이용해 사물에 직접적인 접촉 없이 원하는 정보를 취득하는 능동형 원격 탐사(Remote Sensing)의 한 종류인 라이다(LiDAR : Light Detection and Ranging)를 포함할 수 있다. 여기서, LiDAR 센서는 정보를 취득하고자 하는 목표물에 레이저(Laser)를 쏘아 목표물로부터 반사되어 돌아오는 전자파의 시차와 에너지변화를 감지해 원하는 정보를 취득하는 레이저 스캐너로 구현될 수 있다. 이 경우, 무인항공기(100)의 비행에 따라, 센서부(150)는 터널 내부에 대한 3차원 공간 좌표(즉, 실세계의 x, y, z 정보)를 가지는 대량의 포인트의 집합인 포인트 클라우드 데이터를 획득할 수 있다.Specifically, the
또한, 센서부(150)의 라이다는 대상 물체까지의 거리만 아니라 움직이는 속도와 방향, 온도, 주변의 대기 물질 분석 및 농도 측정을 수행할 수도 있다.In addition, the lidar of the
또한, 센서부(150)는 무인항공기(100)의 속도와 방향, 중력, 가속도를 측정하는 IMU(Inertial Measurement Unit)를 포함할 수 있다. 또한, 센서부(150)는 무인항공기(100)의 주변 밝기를 판단하기 위한 조도센서(illuminance sensor)를 포함할 수 있다. 또한, 센서부(150)는 터널의 공기 흐름과 공기 저항을 감지할 수도 있다.Also, the
조명부(160)는 무인항공기(100) 주변에 광을 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 조명부(160)는 센서부(150)에서 감지된 조도값에 기초하여 제1 제어부(170)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 조명부(160)는 무인항공기(100) 주변에 일정한 밝기가 되도록 광을 제공할 수 있다. 이를 통해, 무인항공기(100)는 일정한 밝기의 터널 내부 이미지를 획득할 수 있다.The
또한, 조명부(160)는 무인항공기(100)의 촬영 방향으로 그림자가 생기지 않도록 광의 방향 및 세기를 조절할 수 있다.In addition, the
제1 제어부(170)는 무인항공기(100)의 동작을 전반적으로 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제1 제어부(170)는 기 저장된 비행 방식에 따라 무인항공기(100)을 이동 및 자세를 제어할 수 있다. 여기서 기 저장된 비행 방식은 단독 비행 또는 군집 비행일 수 있다. 예를 들어, 제1 제어부(170)는 터널의 설계도나 지하구조물의 설계도를 기초로 터널 내부나 지하구조물 내부를 비행하도록 동력부(140)를 제어할 수 있다.The
또한, 제1 제어부(170)는 사용자 단말 장치(200)로부터 수신되는 제어 명령에 기초하여 무인항공기(100)의 비행을 제어할 수 있다. Also, the
또한, 제1 제어부(170)는 가이드 경로 정보를 기초로 상기 터널 내부로 제2 비행을 하도록 동력부(170)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 제어부(170)는 가이드 경로 정보에 따라 결정된 간격에 따라 군집 비행을 하도록 동력부(140)를 제어할 수 있다.Also, the
또한, 제1 제어부(170)는 카메라부(130)와 센서부(150)에서 획득된 터널 내부 이미지나 터널 내부 정보를 사용자 단말 장치(200)로 전송되도록 제1 통신부(110)를 제어할 수 있다.In addition, the
또한, 제1 제어부(170)는 센서부(150)에서 감지된 조도값을 기초로 무인항공기(100)의 주변이 일정한 밝기를 유지되도록 조명부(160)의 밝기를 제어할 수 있다.Also, the
이어서, 도 3을 참조하여, 사용자 단말 장치(200)에 대해서 설명한다.Next, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 장치(200)를 나타낸 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating a
도 3을 참조하면, 사용자 단말 장치(200)는 제2 통신부(210), 디스플레이부(220), 가이드 경로 생성부(240), 렌더링부(230), 제2 저장부(250), 제2 제어부(260)를 모두 또는 일부 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
제2 통신부(210)는 무인항공기(100)와 무선으로 통신하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제2 통신부(210)는 무인항공기(100)로부터 획득된 터널 내부 이미지, 지하구조물 내부 이미지, 터널 내부 정보 등을 수신 받을 수 있다. 또한, 제2 통신부(210)는 무인항공기(100)으로 여러 제어 명령을 송신할 수 있다. 여기서, 제어 명령은 무인항공기(100)의 동작과 관련된 제어 명령일 수 있다. The
디스플레이부(220)는 사용자에게 시각적 출력을 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이부(220)는 무인항공기(100)에서 획득된 이미지, 포인트 클라우드 데이터 등을 시각적으로 출력할 수 있다.The
또한, 디스플레이부(220)는 용자가 실시간 모니터링할 수 있도록 무인항공기(100)의 동작 상태 및 획득된 데이터를 실시간 출력할 수 있다.In addition, the
가이드 경로 생성부(240)는 무인항공기(100)으로부터 수신된 터널의 내부 정보를 기초로 터널 내부의 비행 경로(이동 경로)인 가이드 경로 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 터널의 내부 정보는 카메라부(130) 및 센서부(150)에서 획득된 터널의 이미지, 터널의 구조, 포인트 클라우드 데이터, 터널의 공기 흐름, 터널의 내부에 위치한 구조물 및 무인항공기(100) 비행을 방해하는 방해물 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The
이와 관련하여 도 4를 추가로 참조하여 설명한다.In this regard, it will be further described with reference to FIG. 4 .
도 4를 참조하면, 가이드 경로 생성부(240)는 터널(ㄱ) 내부의 비행 경로인 가이드 경로 정보(ㄴ)를 생성할 수 있다. 여기서, 가이드 경로 정보(ㄴ)는 무인항공기(100)의 개수에 따라 적어도 하나 이상 생성될 수 있다. 또한, 가이드 경로 정보(ㄴ)는 무인항공기(100)이 터널(ㄱ) 내부에서 터널 내부를 촬영하는데 최적화된 비행 경로일 수 있다. 또한, 가이드 경로 정보에는 군집 비행시에 복수의 무인항공기(100) 간의 간격 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
한편, 도 4에는 터널을 통과하는 가이드 경로 정보만을 예시로 들었으나, 가이드 경로 생성부(240)는 터널의 종류에 따라 터널을 순환하거나 특정 구간을 왕복하는 가이드 경로 정보를 생성할 수도 있다.Meanwhile, although only guide route information passing through the tunnel is exemplified in FIG. 4 , the
또한, 가이드 경로 생성부(240)는 무인항공기(100)의 운용 방식을 추가로 참조하여 가이드 경로 정보를 생성할 수 있다.Also, the
예를 들어, 무인항공기(100)이 군집 비행 방식으로 운용될 때, 가이드 경로 생성부(240)는 각 무인항공기(100) 사이가 소정 간격이 유지되도록 가이드 경로 정보를 생성할 수 있다.For example, when the unmanned
또한, 가이드 경로 생성부(240)는 무인항공기(100)가 터널 내부를 촬영할 때, 무인항공기(100)의 그림자나 터널 내부의 구조물(ex: 환풍기, 전광판 등)가 찍히지 않도록 그림자 방향을 고려하여 가이드 경로 정보를 생성할 수도 있다.In addition, the
렌더링부(230)는 무인항공기(100)에서 획득된 정보들을 기초로 터널의 3D 내부 이미지를 생성하는 기능을 수행할 수 있다.The
구체적으로, 렌더링부(230)는 획득된 터널의 내부 정보에 기초하여 획득된 터널 내부 이미지를 결합하여 터널의 3D 내부 이미지를 생성할 수 있다. 이때, 렌더링부(230)는 터널의 곡률을 고려하여 획득된 터널 내부 이미지를 결합할 수 있다. Specifically, the
예를 들어, 렌더링부(230)는 포인트 클라우드 데이터에 기초로 터널의 곡률을 계산하여 터널 내부 이미지를 결합하여 터널의 3D 내부 이미지를 생성할 수 있다.For example, the
또한, 렌더링부(230)는 터널 설계도의 곡률에 기초하여 터널 내부 이미지를 결합하여 터널의 3D 내부 이미지를 생성할 수 있다.Also, the
이와 관련하여 도 5를 참조하면, 렌더링부(230)는 무인항공기(100)에서 촬영된 터널 내부 이미지를 결합하여 도 5와 같은 3D 내부 이미지를 생성할 수 있다.In this regard, referring to FIG. 5 , the
이때, 렌더링부(230)는 터널 내부 이미지 각각을 일 영역이 겹치도록 결합할 수 있다.In this case, the
또한, 렌더링부(230)는 복수의 터널 내부 이미지의 밟기를 동일하게 보정한 후, 터널 내부 이미지를 결합하여 도 5와 같은 3D 내부 이미지를 생성할 수 있다.Also, the
또한, 렌더링부(230)는 터널 내부 이미지를 결합할 때, 터널 내부 정보를 기초로 터널 내부에 위치된 구조물도 위치 및 크기를 고려하여 구조물을 3D로 생성하여 3D 내부 이미지를 생성할 수 있다.Also, when combining the tunnel interior image, the
제2 저장부(250)는 사용자 단말 장치(200)의 동작에 필요한 여러 데이터를 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 저장부(250)에는 3D 내부 이미지를 생성하기 위한 알고리즘, 손상 유형 데이터, 터널의 설계도 등이 저장될 수 있으며, 무인항공기(100)으로부터 수신된 터널 내부 정보 등이 저장될 수 있다.The
제2 제어부(260)는 사용자 단말 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The
예를 들어, 제2 제어부(260)는 생성된 터널의 3D 내부 이미지가 출력되도록 디스플레이부(220)를 제어할 수 있다. 제2 제어부(260)는 무인항공기(100)으로 가이드 경로 정보를 송신하도록 제2 통신부(210)를 제어할 수 있다.For example, the
또한, 제2 제어부(260)는 터널 내부 이미지 또는 터널의 3D 내부 이미지를 기초로 터널 상태를 판단할 수 있다.Also, the
구체적으로, 제2 제어부(260)는 손상 유형 데이터에 기초하여 터널 내부 이미지 또는 터널의 3D 내부 이미지의 상태를 판단할 수 있다. 즉, 제2 제어부(260)는 손상 유형 데이터를 기초로 터널 내부의 상태를 판단할 수 있다.Specifically, the
여기서, 손상 유형 데이터는 터널에서 발생할 수 있는 터널 손상의 여러 유형을 의미하며, 균열, 잡철물 노출, 파손/세굴, 누수, 표면 열화, 이물질 퇴적, 망상 균열, 부식/들뜸, 박리/박락, 철근 노출, 재표 분리, 백태, 골재 노출, 기타 등을 포함할 수 있다.Here, the damage type data refers to the various types of tunnel damage that can occur in the tunnel, including cracks, debris exposure, breakage/scouring, water leakage, surface deterioration, foreign material deposition, reticulated cracks, corrosion/lifting, peeling/exfoliation, rebar May include exposure, material separation, efflorescence, aggregate exposure, and the like.
또한, 제2 제어부(260)는 손상 유형 데이터에 해당하는 부분을 사용자가 인지할 수 있도록 확대하여 출력되도록 디스플레이부(220)를 제어할 수 있다.In addition, the
이를 통해, 보다 효율적으로 터널 내부 상태를 점검할 수 있는 효과가 있다.Through this, there is an effect that the state inside the tunnel can be checked more efficiently.
이어서, 도 6을 참조하여 무인항공기(100)를 이용한 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법에 대해서 설명한다. Next, a tunnel management method of the tunnel management system using the unmanned
터널 관리 시스템(1000)은 제1 무인항공기(100)로 터널 내부 구조를 파악하기 위해 터널 내부로 제1 비행을 수행할 수 있다(S100). 여기서, 제1 무인항공기(100)는 적어도 하나 이상일 수 있으며, 단독 비행 또는 군집 비행일 수 있다.The
구체적으로, 제1 비행을 수행하는 단계(S100)에서, 제1 무인항공기(100)는 터널의 설계도나 터널의 지도를 기초로 터널 내부를 비행할 수 있다. 또한, 제1 무인항공기(100)는 실시간 사용자의 제어를 받아 비행할 수도 있다.Specifically, in the step of performing the first flight ( S100 ), the first unmanned
또한, 터널 관리 시스템(1000)은 제1 무인항공기(100)의 제1 비행을 통해 터널의 내부 정보를 획득할 수 있다(S200). 여기서, 제1 무인항공기(100)는 센서부(150)와 카메라부(130)를 이용하여 터널의 내부 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 터널의 내부 정보는 터널의 이미지, 터널의 구조, 포인트 클라우드 데이터, 터널의 공기 흐름, 터널의 내부에 위치한 구조물 및 무인항공기(100) 비행을 방해하는 방해물 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.Also, the
또한, 터널 관리 시스템(1000)은 획득된 터널의 내부 정보를 기초로 터널 내부의 비행 경로인 가이드 경로 정보를 생성할 수 있다(S300). 여기서, 가이드 경로 정보는 터널 내부에서 제2 무인항공기(100)가 비행하기 위한 비행 경로이며, 가이드 경로 정보는 터널의 구조, 상기 터널의 공기 흐름 및 상기 터널의 내부 구조물 중 적어도 하나 이상에 기초하여 생성될 수 있다.Also, the
또한, 터널 관리 시스템(1000)은 적어도 하나 이상의 제2 무인항공기(100)로 터널 내부의 이미지를 획득하기 위해 생성된 가이드 경로 정보를 기초로 터널 내부로 제2 비행을 수행할 수 있다(S400). 구체적으로, 제2 비행을 수행하는 단계(S400)에서 제2 무인항공기(100)는 공기 저항을 고려하여 비행속도를 조절하여 항속 비행을 할 수 있다. 또한, 제2 비행을 수행하는 단계(S400)에서 제2 무인항공기(100)는 가이드 경로 정보에 따라 결정된 간격에 따라 군집 비행을 수행할 수 있다.Also, the
또한, 터널 관리 시스템(1000)은 획득된 터널의 내부 정보에 기초하여 획득된 터널 내부 이미지를 결합하여 터널의 3D 내부 이미지를 생성할 수 있다(S500). 또한, 3D 내부 이미지를 생성하는 단계(S500)에서 사용자 단말 장치(200)는 터널의 설계도를 추가로 고려하여 3D 내부 이미지를 보정할 수 있다.Also, the
또한, 터널 관리 시스템(1000)은 제2 무인항공기(100)의 제2 비행을 통해 획득된 터널 내부 이미지나 터널의 3D 내부 이미지를 기초로 터널의 상태를 판단할 수 있다(S600). 구체적으로, 터널의 상태를 판단하는 단계(S600)에서 사용자는 터널 내부 이미지나 터널의 3D 내부 이미지를 보고 직접 상태를 판단할 수 있다. 또한, 터널의 상태를 판단하는 단계(S600)에서 사용자 단말 장치(200)는 손상 유형 데이터를 기초로 터널 내부의 상태를 스스로 판단할 수도 있으며, 터널 내부의 상태 결과에 따라 사용자가 직관적으로 볼 수 있도록 디스플레이부(220)에 출력할 수도 있다.Also, the
즉, 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법은 무인항공기(100)의 제1 비행으로 터널의 내부 정보를 획득하고, 획득된 터널 내부 정보를 기초로 가이드 경로 정보를 생성하며, 생성된 가이드 경로 정보로 제2 비행을 하여 터널의 내부 이미지를 획득할 수 있다.That is, the tunnel management method of the tunnel management system acquires the internal information of the tunnel through the first flight of the unmanned
한편, 본 발명은 무인항공기(100)를 이용함으로써, 공사중인 터널이나 지하구조물에서도 터널이나 지하구조물의 상태를 판단할 수 있으며, 차량이 다니는 터널에서도 차량의 흐름에 방해를 주지 않으면서 터널의 상태를 판단할 수 있는 효과가 있다.On the other hand, in the present invention, by using the unmanned
또한, 본 발명은 무인항공기(100)의 제1 비행으로 터널 내부나 지하구조물을 파악하고 이를 기초로 제2 비행을 하여 터널의 이미지를 획득함으로써 보다 정확하고 정교한 터널의 내부 이미지를 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can acquire a more accurate and sophisticated tunnel interior image by grasping the tunnel interior or underground structure with the first flight of the unmanned
또한, 본 발명은 무인항공기(100)에서 획득된 이미지를 이용하여 터널이나 지하구조물의 3D 내부 이미지를 생성함으로써, 보다 직관적으로 터널 상태를 판단 및 관리할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of more intuitively determining and managing the tunnel state by generating a 3D internal image of the tunnel or underground structure using the image obtained from the unmanned
한편, 명세서 및 청구범위에서 "제 1", "제 2", "제 3" 및 "제 4" 등의 용어는, 만약 있는 경우, 유사한 구성요소 사이의 구분을 위해 사용되며, 반드시 그렇지는 않지만 특정 순차 또는 발생 순서를 기술하기 위해 사용된다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 시퀀스로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 마찬가지로, 여기서 방법이 일련의 단계를 포함하는 것으로 기술되는 경우, 여기에 제시된 그러한 단계의 순서는 반드시 그러한 단계가 실행될 수 있는 순서인 것은 아니며, 임의의 기술된 단계는 생략될 수 있고/있거나 여기에 기술되지 않은 임의의 다른 단계가 그 방법에 부가 가능할 것이다. Meanwhile, in the specification and claims, terms such as "first", "second", "third", and "fourth" are used to distinguish between similar elements, if any, and this is not necessarily the case. Used to describe a specific sequence or sequence of occurrences. It will be understood that the terms so used are interchangeable under appropriate circumstances to enable the embodiments of the invention described herein to operate, for example, in sequences other than those shown or described herein. Likewise, where methods are described herein as comprising a series of steps, the order of those steps presented herein is not necessarily the order in which those steps may be performed, and any described steps may be omitted and/or Any other steps not described may be added to the method.
또한 명세서 및 청구범위의 "왼쪽", "오른쪽", "앞", "뒤", "상부", "바닥", "위에", "아래에" 등의 용어는, 설명을 위해 사용되는 것이며, 반드시 불변의 상대적 위치를 기술하기 위한 것은 아니다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 방향으로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 여기서 사용된 용어 "연결된"은 전기적 또는 비 전기적 방식으로 직접 또는 간접적으로 접속되는 것으로 정의된다. 여기서 서로 "인접하는" 것으로 기술된 대상은, 그 문구가 사용되는 문맥에 대해 적절하게, 서로 물리적으로 접촉하거나, 서로 근접하거나, 서로 동일한 일반적 범위 또는 영역에 있는 것일 수 있다. 여기서 "일실시예에서"라는 문구의 존재는 반드시 그런 것은 아니지만 동일한 실시예를 의미한다.Also, terms such as "left", "right", "front", "behind", "top", "bottom", "above", "below" in the specification and claims are used for descriptive purposes, It is not necessarily intended to describe an invariant relative position. It will be understood that the terms so used are interchangeable under appropriate circumstances to enable the embodiments of the invention described herein to operate otherwise than, for example, as shown or described herein. As used herein, the term “connected” is defined as being directly or indirectly connected in an electrical or non-electrical manner. Objects described herein as being "adjacent" to one another may be in physical contact with one another, in proximity to one another, or in the same general scope or area as appropriate for the context in which the phrase is used. The presence of the phrase “in one embodiment” herein refers to the same, but not necessarily, embodiment.
또한 명세서 및 청구범위에서 '연결된다', '연결하는', '체결된다', '체결하는', '결합된다', '결합하는' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. In addition, in the specification and claims, references to 'connected', 'connecting', 'fastened', 'fastening', 'coupled', 'coupled', etc., and various variations of these expressions, refer to other elements directly It is used in the sense of being connected or indirectly connected through other elements.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffixes "module" and "part" for components used in this specification are given or used in consideration of ease of writing the specification, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves.
또한 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, the terms used herein are for the purpose of describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, 'comprise' and/or 'comprising' means that a referenced component, step, operation and/or element is the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements. or addition is not excluded.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications, changes and substitutions within the scope without departing from the essential characteristics of the present invention. will be.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are for explaining, not limiting, the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 무인항공기
110 : 제1 통신부
120 : 제1 저장부
130 : 카메라부
140 : 동력부
150 : 센서부
160 : 조명부
170 : 제1 제어부
200 : 사용자 단말 장치
210 : 제2 통신부
220 : 디스플레이부
230 : 렌더링부
240 : 가이드 경로 생성부
250 : 제2 저장부
260 : 제2 제어부100: unmanned aerial vehicle 110: first communication unit
120: first storage unit 130: camera unit
140: power unit 150: sensor unit
160: lighting unit 170: first control unit
200: user terminal device 210: second communication unit
220: display unit 230: rendering unit
240: guide path generation unit 250: second storage unit
260: second control unit
Claims (17)
제1 무인항공기로 상기 터널 내부 구조를 파악하기 위해 상기 터널 내부로 제1 비행을 수행하는 단계;
상기 제1 무인항공기의 제1 비행을 통해 상기 터널의 내부 정보를 획득하는 단계;
상기 획득된 터널의 내부 정보를 기초로 상기 터널 내부의 비행 경로인 가이드 경로 정보를 생성하는 단계;
적어도 하나 이상의 제2 무인항공기로 상기 터널 내부의 이미지를 획득하기 위해 상기 생성된 가이드 경로 정보를 기초로 상기 터널 내부로 제2 비행을 수행하는 단계; 및
상기 제2 무인항공기의 제2 비행을 통해 획득된 상기 터널 내부 이미지로 터널의 상태를 판단하는 단계;를 포함하는 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법.In the tunnel management method of a tunnel management system using an unmanned aerial vehicle,
performing a first flight into the tunnel to understand the tunnel internal structure with a first unmanned aerial vehicle;
acquiring internal information of the tunnel through a first flight of the first unmanned aerial vehicle;
generating guide route information that is a flight route inside the tunnel based on the obtained internal information of the tunnel;
performing a second flight into the tunnel based on the generated guide route information to acquire an image inside the tunnel with at least one second unmanned aerial vehicle; and
The tunnel management method of a tunnel management system comprising a; determining the state of the tunnel by the image inside the tunnel obtained through the second flight of the second unmanned aerial vehicle.
상기 제1 비행을 수행하는 단계에서,
상기 제1 무인항공기는 상기 터널의 설계도를 기초로 상기 터널 내부를 비행하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법.The method of claim 1,
In the step of performing the first flight,
The tunnel management method of the tunnel management system, characterized in that the first unmanned aerial vehicle flies inside the tunnel based on the design drawing of the tunnel.
상기 가이드 경로 정보는 상기 터널 내부에서 상기 제2 무인항공기가 비행하기 위한 비행 경로이며,
상기 가이드 경로 정보는 상기 터널의 구조, 상기 터널의 공기 흐름 및 상기 터널의 내부 구조물 중 적어도 하나 이상에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법.3. The method of claim 2,
The guide route information is a flight route for the second unmanned aerial vehicle to fly inside the tunnel,
The guide route information is a tunnel management method of a tunnel management system, characterized in that the generated based on at least one of the tunnel structure, the air flow of the tunnel, and the internal structure of the tunnel.
상기 제2 무인항공기를 수행하는 단계에서
상기 제2 무인항공기는 공기 저항을 고려하여 비행속도를 조절하여 항속 비행이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법.The method of claim 1,
In the step of performing the second unmanned aerial vehicle
The tunnel management method of the tunnel management system, characterized in that the second unmanned aerial vehicle adjusts the flight speed in consideration of air resistance to achieve a cruising speed.
상기 획득된 터널의 내부 정보에 기초하여 상기 획득된 상기 터널 내부 이미지를 결합하여 상기 터널의 3D 내부 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법.The method of claim 1,
The tunnel management method of the tunnel management system according to claim 1, further comprising the step of generating a 3D internal image of the tunnel by combining the acquired internal tunnel image based on the acquired internal information of the tunnel.
상기 3D 내부 이미지를 생성하는 단계는 상기 터널의 설계도를 추가로 고려하여 상기 3D 내부 이미지를 보정하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법.6. The method of claim 5,
The generating of the 3D internal image comprises correcting the 3D internal image by additionally considering the design of the tunnel.
상기 제2 비행을 수행하는 단계에서,
상기 제2 무인항공기는 상기 가이드 경로 정보에 따라 결정된 간격에 따라 군집 비행을 수행하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 터널 관리 방법.The method of claim 1,
In the step of performing the second flight,
The tunnel management method of the tunnel management system, characterized in that the second unmanned aerial vehicle performs group flights at intervals determined according to the guide route information.
사용자 단말 장치와 통신하는 제1 통신부;
상기 터널의 내부를 촬영하여 터널 내부 이미지를 획득하는 카메라부;
상기 터널 내부로 비행할 수 있도록 이동 및 자세 제어를 수행하는 동력부;
상기 터널 내부를 감지하여 상기 터널의 내부 정보를 획득하는 센서부;
상기 무인항공기가 상기 터널 내부 구조를 파악하기 위해 상기 터널 내부로 제1 비행을 하도록 상기 동력부를 제어하고, 상기 획득된 터널의 내부 정보를 사용자 단말 장치로 전송하도록 상기 제1 통신부를 제어하는 제어부;를 포함하는 터널 관리 시스템의 무인항공기.In the unmanned aerial vehicle of the tunnel management system,
a first communication unit communicating with the user terminal device;
a camera unit for photographing the inside of the tunnel to obtain an image of the inside of the tunnel;
a power unit for controlling movement and posture to fly into the tunnel;
a sensor unit for detecting the inside of the tunnel to obtain information about the inside of the tunnel;
a control unit for controlling the power unit so that the unmanned aerial vehicle makes a first flight into the tunnel in order to understand the internal structure of the tunnel, and controlling the first communication unit to transmit the obtained internal information of the tunnel to a user terminal device; The unmanned aerial vehicle of the tunnel management system comprising a.
상기 제어부는 상기 터널의 설계도를 기초로 상기 터널 내부를 제1 비행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 무인항공기.11. The method of claim 10,
The unmanned aerial vehicle of the tunnel management system, characterized in that the control unit controls the first flight inside the tunnel based on the design drawing of the tunnel.
상기 통신부는 상기 사용자 단말 장치로부터 가이드 경로 정보를 수신하고,
상기 제어부는 상기 터널 내부의 이미지를 획득하기 위해 상기 수신된 가이드 경로 정보를 기초로 상기 터널 내부로 제2 비행을 하도록 상기 동력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 무인항공기.11. The method of claim 10,
The communication unit receives guide route information from the user terminal device,
The control unit controls the power unit to make a second flight into the tunnel based on the received guide route information to obtain an image inside the tunnel.
상기 카메라부는 상기 제2 비행에서 상기 터널 내부 이미지를 획득하고,
상기 통신부는 상기 터널 내부 이미지를 상기 사용자 단말 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 무인항공기.13. The method of claim 12,
The camera unit acquires the image inside the tunnel in the second flight,
The unmanned aerial vehicle of the tunnel management system, characterized in that the communication unit transmits the image inside the tunnel to the user terminal device.
상기 제어부는 상기 제2 비행에서 상기 가이드 경로 정보에 따라 결정된 간격에 따라 군집 비행을 하도록 상기 동력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 무인항공기.11. The method of claim 10,
In the second flight, the unmanned aerial vehicle of the tunnel management system, characterized in that the control unit controls the power unit to make a group flight according to the interval determined according to the guide route information.
터널 내부 구조를 파악하기 위해 상기 터널 내부로 제1 비행을 수행한 무인항공기로부터 상기 터널의 내부 정보를 수신하는 통신부;
상기 수신된 터널의 내부 정보를 기초로 상기 터널 내부의 비행 경로인 가이드 경로 정보를 생성하는 가이드 경로 생성부; 및
상기 생성된 가이드 경로 정보를 상기 무인항공기로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부;를 포함하는 터널 관리 시스템의 사용자 단말 장치.A user terminal device of a tunnel management system, comprising:
a communication unit configured to receive internal information of the tunnel from an unmanned aerial vehicle that has performed a first flight into the tunnel in order to understand the internal structure of the tunnel;
a guide route generator for generating guide route information, which is a flight route inside the tunnel, based on the received tunnel information; and
and a control unit controlling the communication unit to transmit the generated guide route information to the unmanned aerial vehicle.
상기 통신부는 상기 가이드 경로 정보를 기초로 상기 터널 내부로 제2 비행을 수행한 무인항공기로부터 상기 터널 내부의 이미지를 수신하고,
상기 제어부는 상기 수신된 상기 터널 내부 이미지로 터널의 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 사용자 단말 장치.16. The method of claim 15,
The communication unit receives an image inside the tunnel from the unmanned aerial vehicle that performed a second flight into the tunnel based on the guide route information,
The user terminal device of the tunnel management system, wherein the control unit determines the state of the tunnel based on the received tunnel image.
수신된 터널 내부 이미지를 결합하여 터널의 3D 내부 이미지를 생성하는 렌더링부;를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 터널의 3D 내부 이미지를 기초로 터널의 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 터널 관리 시스템의 사용자 단말 장치.17. The method of claim 16,
A rendering unit for generating a 3D interior image of the tunnel by combining the received tunnel interior images; further comprising,
The user terminal device of the tunnel management system, characterized in that the control unit determines the state of the tunnel based on the 3D internal image of the tunnel.
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