WO2017188762A2 - 오염 탐지용 이동 장치, 오염 탐지 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 - Google Patents

오염 탐지용 이동 장치, 오염 탐지 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 Download PDF

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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a contamination detection mobile device, a pollution detection system, a method, and a computer readable recording medium, and more particularly, a mobile device capable of performing chemical detection and a pollution detection using such a mobile device.
  • the present invention relates to a pollution detection mobile device, a pollution detection system, a method, and a computer-readable recording medium capable of performing the detection, generating a pollution map through the detection result, and continuously updating it.
  • the contamination detection mobile device includes a main body, at least one flying device installed on the main body, and a detection device installed on the main body and exposing a detection sheet for chemical detection to the outside during the detection.
  • an imaging unit installed in the main body and configured to photograph the detection sheet exposed to the outside, wherein the detection unit is installed to be rotatable on a sheet frame support shaft and the sheet frame support shaft, and a sheet on which the detection sheet is installed. It includes a frame portion, a cam gear portion for rotating the seat frame portion, a rotating shaft in which the cam gear portion is installed, and a drive motor for providing power to the rotating shaft.
  • a rotation gear may be installed at one side of the seat frame part, and the cam gear part may mesh with the rotation gear.
  • the seat frame portion may include a plurality of seat frames
  • the cam gear portion may include a plurality of cam gears
  • each installation direction of the plurality of cam gears may be arranged in relation to an installation direction of the cam gears adjacent to each other. It may be installed so as to have a predetermined angle difference in the rotation direction of the rotary shaft.
  • the detection unit may include a chamber unit having a plurality of chambers, and the seat frame and the cam gear may be disposed in each of the chambers.
  • seal chambers may be installed in the chambers, and the seal doors may be installed in a hinge structure.
  • the main body may be provided with a communication device for transmitting an image of the detection sheet picked up by the imaging unit.
  • the pollution detection system at least one or more mobile devices, a monitoring unit for detecting whether or not a pollution situation occurs, the mobile device in the anticipated pollution area corresponding to the occurrence of the pollution situation, and A control unit for setting a moving path of the mobile device and controlling a contamination detection operation, a map receiving unit for receiving an expected pollution map for the expected contamination area from the mobile device, and a map of the mobile device in an area corresponding to the expected pollution map.
  • Receiving a contamination detection result and correspondingly includes a map updating unit for updating the expected pollution map.
  • the apparatus may further include a weather information providing unit configured to provide weather information to the mobile device, wherein the mobile device generates a map for generating the predicted pollution map using the wind direction and wind speed measured at the expected pollution area and the weather information. It may include a module.
  • the controller may set a moving path of the mobile device in a windy direction in consideration of a wind direction in the expected contamination area, and control a contamination detection operation of the mobile device on the moving path.
  • the controller may set the contamination detection position of the mobile device in consideration of the wind direction on the moving path of the mobile device.
  • the controller may set a movement route of the mobile device in consideration of the anticipated pollution map updated by the map update unit, and the movement route may be set as a closed loop including a reference position.
  • control unit is arranged for the plurality of mobile devices in the anticipated contamination area, and moves for each of the plurality of mobile devices in consideration of the movable distance of each of the mobile devices, or the task assigned to each of the mobile devices. You can set the path.
  • the mobile device may further include a communication module for transmitting the contamination detection result, a detection module for exposing the detection detection sheet to the outside when the contamination is detected, and an imaging module, wherein the contamination detection result is obtained using the imaging module. It may include an image of the detection sheet.
  • the mobile device may photograph the bombs dropped on the anticipated contamination area, recognize the type and size, and transmit the recognized information to the map update unit.
  • the contamination detection method in the contamination detection method using at least one or more mobile devices, detecting whether a pollution situation occurs, the movement to the expected pollution area in response to the pollution situation occurrence Deploying a device, the mobile device generating a predicted pollution map for the anticipated contamination area, receiving the anticipated pollution map from the mobile device, and reconstructing the movement path of the mobile device in response to the anticipated pollution map. Setting, setting an operation of the mobile device including a contamination detection location, receiving a contamination detection result from the mobile device, and updating the expected pollution map in response to the contamination detection result.
  • the method may further include providing weather information to the mobile device, and in the generating of the predicted pollution map, the mobile device measures the wind direction and wind speed measured at the expected pollution area and the forecast using the weather information. You can create a pollution map.
  • the setting of the operation of the mobile device may include setting a moving path of the mobile device in a windy direction in consideration of the wind direction in the expected contamination area, and setting a contamination detection operation of the mobile device on the moving path. Can be.
  • the contamination detection position of the mobile device may be set in consideration of the wind direction on the moving path of the mobile device.
  • the method may further include updating a moving path of the mobile device in consideration of the updated anticipated pollution map, wherein the moving path may be set as a closed loop including a reference position.
  • a plurality of mobile devices may be arranged in the anticipated contamination area, and in the setting of the operation of the mobile device, the movable distance of each of the mobile devices, or in each of the mobile devices.
  • a movement path may be set for each of the plurality of mobile devices.
  • the contamination detection result may include an image in which the mobile device photographs a detection sheet provided in the mobile device by using an imaging module.
  • the mobile device may further include photographing the bombs dropped on the anticipated contamination area, recognizing the type and size, and transmitting the recognized information.
  • a computer-readable recording medium having a program recorded thereon for performing the contamination detection method according to the present invention may be provided.
  • the present invention can provide a contamination detection mobile device, a pollution detection system, a method and a computer readable recording medium capable of eliminating the risk of exposure to human pollutants.
  • Figure 1 is a schematic perspective view showing the appearance of the contamination detection mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a first detection sheet exposed to the outside in a contamination detection mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a schematic perspective view illustrating a state in which the second detection sheet is exposed to the outside in the contamination detection mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic diagram showing the operation of the detection unit of the contamination detection mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a part of a detection sheet, a seat frame support shaft, a seat frame portion, a cam gear portion, and a rotation shaft of a detection unit of a contamination detection mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view illustrating a cam gear unit, a rotating shaft, and a driving motor of a detector of a contamination detecting mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a state in which the seat frame is rotated by the rotation of the cam gear of the detection unit of the contamination detection mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic view illustrating a detection sheet and a seat frame installed in a plurality of chambers of a contamination detection moving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view illustrating a first detection sheet exposed to an outside of a chamber of a contamination detection mobile device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view schematically showing the configuration of a pollution detection system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view schematically showing the configuration of a pollution detection system according to another embodiment of the present invention.
  • 12 and 13 are diagrams exemplarily showing a predicted pollution map according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram exemplarily illustrating a moving path of a mobile device in an expected contamination area.
  • 15 is a view schematically showing a configuration of a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an updated corrected pollution map according to an embodiment of the present invention and a movement path of a mobile device that is set correspondingly.
  • 17 is a diagram exemplarily illustrating a movement path set for a plurality of mobile devices.
  • FIG. 18 is a flowchart schematically illustrating a contamination detection method according to an embodiment of the present invention.
  • 19 and 20 are flowcharts schematically illustrating a contamination detection method according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.
  • Embodiments of the present invention can be represented by functional block configurations and various processing steps. Such functional blocks may be implemented in various numbers of hardware or / and software configurations that perform particular functions. For example, embodiments of the invention may be implemented directly, such as memory, processing, logic, look-up table, etc., capable of executing various functions by the control of one or more microprocessors or other control devices. Circuit configurations can be employed. Similar to the components of an embodiment of the present invention may be implemented in software programming or software elements, embodiments of the present invention include various algorithms implemented in combinations of data structures, processes, routines or other programming constructs. It may be implemented in a programming or scripting language such as C, C ++, Java, assembler, or the like.
  • inventions may be implemented with an algorithm running on one or more processors.
  • embodiments of the present invention may employ the prior art for electronic configuration, signal processing, and / or data processing.
  • Terms such as mechanism, element, means, configuration can be used broadly and are not limited to mechanical and physical configurations. The term may include the meaning of a series of routines of software in conjunction with a processor or the like.
  • the pollution detecting mobile device 100 includes a main body 110, a flying device 120, a detector 130, and an imaging unit 140.
  • the main body 110 is a place where a power source 110a such as a battery of the pollution detection mobile device 100, a communication device 110b, a main control device 110c, and the like are installed, and is composed of a frame and a cover.
  • the main control device 110c includes an electronic circuit, an integrated circuit chip, and the like, and controls each component of the contamination detection mobile device 100.
  • Flight device 120 is a device that enables the movement of the contamination detection mobile device 100 is installed in the symmetrical four to be rotatable in the main body 110.
  • Each flying device 120 includes a rotor blade 121 and a rotor driving device 122 for rotating and driving the rotor blade 121.
  • the rotor driving apparatus 122 is installed in the main body 110, and a motor is used as the rotor driving apparatus 122.
  • a motor is used as the rotor driving apparatus 122.
  • a step motor, a servo motor, a general DC motor, an AC motor, and the like may be variously applied. have.
  • the rotor blade 121 and the rotor driving device 122 are used as the flight device 120 according to the present embodiment, but the present invention is not limited thereto. That is, a flying device using a rotor blade is not used as the flying device for the present invention, and a flying device having various propulsion devices such as a fluid propulsion device and a jet propulsion device may be used.
  • the present invention is not limited thereto. That is, the number of flying devices according to the present invention may be at least one or more, and there is no particular limitation. For example, the number of flying devices according to the present invention may be one, two, three, five, six, or the like.
  • the detection unit 130 is installed in the main body 110, when the detection may expose the detection sheet (S) for chemical detection to the outside.
  • the detection unit 130 includes a seat frame support shaft 131, a seat frame unit 132, a cam gear unit 133, a rotation shaft 134, and a drive motor 135. And a chamber portion 136.
  • the seat frame support shaft 131 is provided with a seat frame portion 132, the seat frame portion 132 is installed to be rotatable around the seat frame support shaft 131.
  • the seat frame support shaft 131 according to the present embodiment is provided continuously throughout the chamber portion 136, but the present invention is not limited thereto.
  • the seat frame support shaft according to the present invention may be installed separately for each chamber 136a, 136b, 136c, and 136d of the chamber portion 136.
  • the detection frame S is installed in the sheet frame part 132, and the sheet frame part 132 includes four sheet frames 132a, 132b, 132c, and 132d.
  • the seat frame portion 132 according to the present embodiment includes four seat frames 132a, 132b, 132c, and 132d, but the present invention is not limited thereto. That is, the number of seat frames included in the seat frame unit according to the present invention is not particularly limited. For example, the number of seat frames included in the seat frame unit according to the present invention may be one, two, three, five, six, or the like.
  • the detection sheet S is composed of first, second, third, and fourth detection sheets S1, S2, S3, and S4, which are sheet frames 132a, 132b, 132c, and 132d. ) Are provided with first, second, third and fourth detection sheets S1, S2, S3 and S4, respectively.
  • each of the seat frames 132a, 132b, 132c, and 132d is provided on the seat frame support shaft 131 using an elastic member SP. Therefore, as long as no external force is applied, the seat frames 132a, 132b, 132c, and 132d stand in one direction as shown in FIG. 5 by the elastic restoring force of the elastic member SP.
  • the elastic member SP is applied to the cylindrical coil spring, but the present invention is not limited thereto, and other types of springs may be applied.
  • each of the seat frames 132a, 132b, 132c, and 132d is provided with a rotary gear RG.
  • the rotary gear RG engages with the gear teeth CG of the cam gear unit 133 to perform rotation of the respective seat frames 132a, 132b, 132c, and 132d.
  • the cam gear part 133 meshes with the rotation gear RG of the seat frame part 132 to rotate the seat frame part 132.
  • the cam gear part 133 includes four cam gears 133a, 133b, 133c, and 133d, as shown in FIG.
  • Cam gears 133a, 133b, 133c, and 133d are installed at predetermined intervals on the rotation shaft 134, and the gear teeth are located on one side of each cam gear 133a, 133b, 133c, and 133d. (CG) is formed.
  • the cam gear unit 132 according to the present embodiment includes four cam gears 133a, 133b, 133c, and 133d, but the present invention is not limited thereto. That is, the number of cam gears included in the cam gear unit according to the present invention is not particularly limited. For example, the number of cam gears included in the cam gear unit according to the present invention may be one, two, three, five, six, or the like.
  • the installation directions r1, r2, r3, and r4 of the cam gears 133a, 133b, 133c, and 133d are rotation directions of the rotation shaft 134 with respect to the installation directions of the cam gears adjacent to each other. It is installed so as to give a predetermined angle difference.
  • Such an installation configuration includes rotation gears RG and cam gears 133a, 133b, 133c, and 133d of the seat frames 132a, 132b, 132c, and 132d in sequence as the rotation of the rotation shaft 134 rotates. By gear teeth CG of each are engaged, each of the seat frames 132a, 132b, 132c, and 132d is rotated sequentially.
  • the cam gear unit 133 is installed on the rotation shaft 134, and the rotation shaft 134 rotates the cam gear unit 133 by receiving power from the driving motor 135.
  • the drive motor 135 provides power to the rotating shaft 134 under the control of the main control device 110c, and is composed of a geared motor.
  • the drive motor 135 is composed of a geared motor, the shaft of the drive motor 135 is directly connected to the rotary shaft 134, the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, a separate power transmission device such as a gear and a belt may be installed between the drive motor 135 and the rotation shaft 134, and the drive motor 135 may not be configured as a geared motor.
  • the detector 130 includes a chamber portion 136, which has four chambers 136a, 136b, 136c, and 136d.
  • the chamber portion 136 according to the present embodiment has four chambers 136a, 136b, 136c, and 136d, but the present invention is not limited thereto. That is, there is no particular limitation on the number of chambers having the chamber part according to the present invention.
  • the number of chambers of the chamber part according to the present invention may be one, two, three, five, six, and the like.
  • each of the chambers 136a, 136b, 136c, 136d respective seat frames 132a, 132b, 132c, 132d and cam gears 133a, 133b, 133c, 133d are arranged. .
  • the seal door SD is provided in the hinge structure H at one side of each chamber 136a, 136b, 136c, 136d.
  • the seal door SD is configured to include a seal material such as rubber.
  • the seal door SD includes four seal doors SD1, SD2, SD3, and SD4, and the seal doors SD1, SD2, SD3, and SD4 are chambers 136a and 136b, respectively. It is configured to seal the interior space of (136c) (136d).
  • the hinge structure H for attaching the seal door SD to each of the chambers 136a, 136b, 136c, and 136d includes a hinge pin HP and a hinge spring HS.
  • the hinge spring HS is installed to impart an elastic force to the seal door SD, so that the seal door SD is closed by the hinge spring HS except when the detection sheet S is exposed to the outside. Is maintained.
  • the hinge spring (HS) is a cylindrical coil spring is applied, but the present invention is not limited to this, other types of spring may be applied.
  • the seal door SD is kept closed by the hinge spring HS, except when the detection sheet S is exposed to the outside, thereby preventing contamination of the detection sheet S before and after detection. Can be.
  • the seal door SD is installed as a hinge structure H on one side of the chamber part 136, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, there is no particular limitation on the configuration in which the seal door is installed in the chamber.
  • the seal door according to the present invention may be installed in the chamber in a sliding structure.
  • the imaging unit 140 is installed in the main body 110, the imaging unit 140 is installed so as to capture the detection sheet (S) exposed to the outside.
  • the imaging unit 140 may include an optical system, an imaging device, or the like, and various types of cameras capable of capturing still images and moving images may be used.
  • the image data of the detection sheet S captured by the imaging unit 140 is transmitted through the communication device 110b, and the operating system or operator receives and analyzes it, whereby the operating system or operator is present in the atmosphere of the detection area. Types of chemicals, concentrations of chemicals, etc. may be determined.
  • the image data of the detection sheet S captured by the imaging unit 140 is transmitted through the communication device 110b, and the operating system or the operator receives and analyzes it to exist in the atmosphere of the detection area.
  • concentration of chemical substance, etc. can be grasped
  • the flight movement device 100 moves to the first detection zone by a pre-input path or remote control.
  • the main control device 110c drives the drive motor 135.
  • the drive motor 135 moves the rotation shaft 134 by a predetermined angle, and the four cam gears 133a, 133b, 133c, and 133d installed on the rotation shaft 134 are also rotated by the predetermined angle.
  • the seat frame 132a As the cam gear 133a is rotated, the seat frame 132a is also rotated. Then, the seat frame 132a gradually pushes the seal door SD1 to the outside of the chamber 136a to gradually move the first detection sheet S1. Exposed.
  • the first detection sheet S1 when the first detection sheet S1 is completely exposed to the outside of the chamber 136a, if the chemical to be detected is present in the atmosphere of the first detection zone, the first detection sheet ( S1) undergoes a chemical reaction with chemicals in the atmosphere at the detection zone, causing them to change color.
  • the imaging unit 140 captures the first detection sheet S1 exposed to the outside, and the captured image data is transmitted to the operating system or the operator through the communication device 110b so that the chemical substance is detected.
  • the main control device 110c drives the drive motor 135 to operate the rotation shaft 134 to further move by a predetermined angle. Then, the gear tooth CG of the cam gear 133a and the rotation gear RG of the first seat frame 132a are released. In this case, the seat frame 132a and the first detection sheet S1 exposed to the outside of the chamber 136a are returned to the inside of the chamber 136a by the elastic restoring force of the elastic member SP. At this time, since the seat frame 132a has no force pushing the seal door SD1, the seal door SD1 is in a closed state by the elastic restoring force of the hinge spring HS.
  • the contamination detection mobile device 100 moves to the second detection zone by a pre-entered path or remote control.
  • the main control device 110c of the pollution detection mobile device 100 that has moved to the second detection zone drives the drive motor 135 again.
  • the drive motor 135 moves the rotation shaft 134 by a predetermined angle, and the four cam gears 133a, 133b, 133c, and 133d installed on the rotation shaft 134 are also rotated by the predetermined angle.
  • the seat frame 132b As the cam gear 133b is rotated, the seat frame 132b is also rotated. Then, the seat frame 132b gradually moves the second detection sheet S2 out of the chamber 136b while pushing the seal door SD2. Exposed.
  • the second detection sheet S2 when the second detection sheet S2 is completely exposed to the outside of the chamber 136b, the second detection sheet S2 is formed if the chemical to be detected is present in the atmosphere of the second detection zone.
  • the color changes due to chemical reactions with chemicals in the atmosphere at the detection zone.
  • the imaging unit 140 captures the second detection sheet S2 exposed to the outside, and the captured image data is transmitted to the operating system or the operator through the communication device 110b so that the chemical substance is detected.
  • the main control device 110c drives the drive motor 135 to operate the rotation shaft 134 to further move by a predetermined angle. Then, the gear tooth CG of the cam gear 133b and the rotation gear RG of the second seat frame 132b are released. In this case, the seat frame 132b and the second detection sheet S2 exposed to the outside of the chamber 136b are returned to the inside of the chamber 136b by the elastic restoring force of the elastic member SP. At this time, since the seat frame 132b has no force pushing the seal door SD2, the seal door SD2 is closed by the elastic restoring force of the hinge spring HS.
  • the detection sheet (S) according to the present embodiment is applied with a detection reagent in advance, but the present invention is not limited thereto. That is, the detection sheet according to the present invention may not be coated with a detection reagent in advance.
  • a detection reagent sprayer (not shown) containing the detection reagent may be installed in the main body 110, and then the detection reagent sprayer may be applied to the detection sheet before the detection using the installed detection reagent sprayer to perform chemical detection activities. have.
  • the contamination detection moving device 100 since the contamination detection moving device 100 is moved to the chemical detection region and the detection sheet S is exposed to the outside, the detection is performed by imaging the chemical substance. Detection of chemicals can be carried out accurately and quickly, and when unmanned operation of the contamination detection mobile device 100 can also prevent human injury caused by chemical contamination.
  • the detection unit 130 of the contamination detection moving device 100 according to the present embodiment, the sheet frame support shaft 131, the seat frame unit 132, cam gear unit 133, By using the rotating shaft 134 and the driving motor 135, the detection sheet S is exposed to the outside, whereby chemicals can be detected accurately and quickly.
  • the contamination detection moving device 100 includes the first, second, third and fourth detection sheets S1 and S2 in the plurality of chambers 136a, 136b, 136c, and 136d, respectively. Since it is equipped with S3) (S4), several detection activities can be performed in one dispatch. In addition, if the operator is planning to detect several kinds of chemicals, by appropriately configuring the type of detection reagent applied to the first, second, third, fourth detection sheets (S1), (S2), (S3) and (S4), It is possible to detect various kinds of chemicals.
  • FIG. 10 is a view schematically showing the configuration of a pollution detection system according to an embodiment of the present invention.
  • a pollution detection system 1000 may include a mobile device 1100, a monitoring unit 1200, a control unit 1300, a map receiving unit 1400, and a map updating unit 1500. It includes.
  • the mobile device 1100 refers to an unmanned device that performs a pollution detection operation in the pollution detection system and method according to the present invention, and may detect a dangerous situation occurring in an area inaccessible to a person. Meanwhile, the mobile device 1100 may be understood to include a driving unit (not shown) that is movable on land, in the air, or underwater, and the pollution detection system and method according to the present invention uses at least one mobile device 1100. Contamination detection can be performed.
  • the monitoring unit 1200 detects whether a pollution situation occurs.
  • the detection operation performed by the monitoring unit 1200 is not whether an actual pollution situation has occurred, but whether the contamination situation is expected to occur.
  • an object estimated as a chemical bomb falls to an area. It can be monitored or an alarm or report received from the outside can be received.
  • the controller 1300 places the mobile device 1100 in the anticipated contamination area in response to the pollution situation. If it is anticipated that a pollution situation has occurred by the monitoring unit 1200, the controller 1300 may arrange at least one or more mobile devices 1100 in an area that is expected to be contaminated, and the controller 1300 may be a mobile device 1100. It is possible to set the movement path of and control the contamination detection operation.
  • the movement path may include a path from a departure point to an arrival point of the mobile device 1100 and a path returning from the arrival point to the departure point, and the movement path may be changed by the controller 1300 from time to time. have.
  • the controller 1300 may control a pollution detection operation of the mobile device 1100 on the movement path, and may control to perform an appropriate pollution detection operation in consideration of the location of the mobile device 1100 and the surrounding environment. .
  • the mobile device 1100 may be controlled not to perform a contamination detection operation other than a simple movement until the mobile device 1100 arrives at the expected pollution area.
  • the mobile device 1100 may control to perform a contamination detection operation to determine whether or not the pollution situation actually occurred at the arrival point.
  • the map receiver 1400 receives an expected pollution map for the expected contamination area from the mobile device 1100.
  • the anticipated pollution map may include anticipated pollution information about the area where the pollution situation is expected to occur and its surroundings, and the anticipated pollution information may include the types of pollutants dropped in the anticipated pollution area and the anticipated contamination area. It may be generated in consideration of the surrounding environment including the terrain.
  • the map updating unit 1500 receives a contamination detection result of the mobile device 1100 in an area corresponding to the anticipated pollution map, and updates the anticipated pollution map accordingly.
  • the controller 1300 may control a pollution detection operation of the mobile device 1100, and the mobile device 1100 may perform a pollution detection operation under the control of the controller 1300.
  • the controller 1300 may designate a pollution detection location of the mobile device 1100 and a pollution detection operation at the corresponding location in consideration of this.
  • the mobile device 1100 may perform an operation corresponding to the control command of the controller 1300, and transmit a result of the execution to the map updater 1500.
  • the map update unit 1500 may generate a corrected pollution map by comparing the information shown in the predicted pollution map with the result of the pollution detection operation transmitted from the mobile device 1100 to update the predicted pollution map.
  • the updated pollution map can provide information to perform effective and safe decontamination for the contaminated area.
  • FIG. 11 is a view schematically showing the configuration of a pollution detection system according to another embodiment of the present invention.
  • the pollution detection system 2000 further includes a mobile device 2100 including a map generation module 2110 and a weather information provider 2600.
  • the weather information providing unit 2600 provides the mobile device 2100 with weather information of the anticipated contamination area, and the map generation module 2110 estimates the wind direction and wind speed measured in the anticipated pollution area by using the weather information. Generate a pollution map.
  • the weather information provided by the weather information providing unit 2600 may include information such as temperature, humidity, precipitation, etc. of the expected pollution area, and the map generation module 2110 may be configured by the mobile device 2100 in the expected pollution area.
  • Wind direction information, wind speed information, and the weather information measured directly at may be analyzed to calculate the direction, range, and / or speed at which the pollutant in the expected polluted area is expected to spread.
  • 12 and 13 are diagrams exemplarily showing a predicted pollution map according to an embodiment of the present invention.
  • the position H indicates the initial starting position of the mobile device 2100
  • the position Z indicates the arrival position of the mobile device 2100 set by the controller 2300 as a point included in the anticipated contamination area. Indicates.
  • the mobile device 2100 may arrive at the location Z to perform contamination detection, and determine whether the expected contamination area is actually polluted based on the detection result.
  • the anticipated pollution map may be generated using the wind direction and wind speed measured at the location Z, and weather information provided by the weather information provider 2600.
  • FIG. 12 exemplarily shows a predicted pollution map generated when the northwest wind is blowing, and the position Z may be understood as the position where the pollutant was first dropped.
  • the predicted pollution map is displayed by dividing a warning, a boundary, and a danger zone on the predicted pollution map shown in FIG. 13.
  • the warning zone may mean the location where the pollutant was initially released and the surrounding area
  • the border area may mean an area that needs attention, although the risk of spreading the pollutant is low.
  • the dangerous area may mean an area where contaminants are expected to spread in the future, and correspond to the anticipated pollution map described with reference to FIG. 12.
  • the warning, demarcation, and danger zones may be replaced by other terms as needed, and the location and size of each zone may vary as needed.
  • FIG. 14 is a diagram exemplarily illustrating a moving path of a mobile device in an expected contamination area.
  • the anticipated pollution map described with reference to FIGS. 12 and 13 represents anticipated pollution information in consideration of the location where the pollutant was initially dropped and a plurality of weather information, and may not reflect the actual pollution situation. Therefore, it is necessary to accurately determine whether a pollution situation occurs and the degree of pollution at a location corresponding to the expected pollution map.
  • the controller 2300 may newly set a moving path of the mobile device 2100 in consideration of the predicted pollution map and control a contamination detection operation of the mobile device 2100 on the moving path in order to accurately determine the pollution situation. .
  • positions 1 to 4 may exemplarily indicate some positions on the movement path of the mobile device 2100, and the mobile device 2100 may be sequentially moved from the position 1 to the position 4.
  • the movement path may be set in consideration of the anticipated pollution map and the wind direction in the anticipated contamination area. Since the northwest wind is measured at the location Z where the mobile device 2100 first arrives at the anticipated pollution area, the controller ( 2300 may set the movement path of the mobile device 2100 from position Z to position 1.
  • the movement path is set near the edge of the predicted pollution map to more accurately determine whether or not the contamination is in an area that is the boundary of the predicted pollution map.
  • a new movement path may be set by the controller 2300, and in this case, the direction of wind blowing from the position of the mobile device 2100 may be considered. Referring to FIG. It can be expected that the wind of the series will blow.
  • the location 3 is not included in the predicted pollution map, the location 3 may be included in the moving path of the mobile device 2100 to perform the contamination detection operation at the location 3.
  • the controller 2300 since the predicted pollution map is predicted based on limited information, it may not sufficiently reflect the actual situation, so the controller 2300 performs a contamination detection operation even for a location not included in the predicted pollution map. You can do that.
  • the contamination detection position and the movement path shown in FIG. 14 are merely exemplary, and the mobile device 2100 may continuously perform the contamination detection operation while moving along the movement path, and the mobile device 2100 may move. It may be set to detect the widest range in consideration of the maximum area.
  • the mobile device 2100 may perform a pollution detection operation set by the controller 2300 at the location 1.
  • the contamination detection operation may include an operation for determining whether a corresponding position is polluted, a kind of pollutant, and a degree of pollution.
  • the mobile device 2100 may perform the contamination detection operation at the positions 2 to 4.
  • the movement path of the mobile device 2100 may be set as a closed loop, and the controller 2300 adds a new mobile device other than the mobile device disposed in the anticipated contamination area. It is possible to set the moving path of the new mobile device as a closed loop while arranging.
  • the controller 2300 may update the updated predicted pollution map (hereinafter, ' A new mobile device may be disposed in consideration of the correction pollution map ', wherein the new mobile device may be a closed loop including a contaminated area and a reference position.
  • the reference position can be understood as a position where the mobile device is stored before being placed in the anticipated contamination area, and in FIG. 14, the position H corresponds to the reference position.
  • the controller 2300 sets a movement path starting at the position H with respect to the new mobile device, determines one or more pollution detection locations in consideration of the corrected pollution map, and includes the one or more pollution detection locations. Can be set.
  • the movement path may be set as a path starting from the reference position and returning to the reference position again through the one or more contamination detection positions.
  • the movement path of the closed loop is not necessarily applied only to a newly arranged moving device. Since the mobile device initially disposed in the anticipated contamination area may also return to the reference position, the movement path of the closed loop including the reference position may also be set for the previously arranged mobile device.
  • 15 is a view schematically showing a configuration of a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • a mobile device 2100 includes a map generation module 2110, a communication module 2120, a detection module 2130, and an imaging module 2140.
  • the map generation module 2110 generates a predicted pollution map for a predicted polluted area using weather information including a wind direction and a wind speed.
  • the communication module 2120 transmits the predicted pollution map generated by the map generation module 2110 to the outside, or transmits the image acquired through the imaging module 2140 to the outside. In addition, the communication module 2120 may transmit the contamination detection result to the outside.
  • the detection module 2130 performs a function of exposing the detection detection sheet to the outside during contamination detection, and the contamination detection result includes an image of the detection sheet obtained using the imaging module 2140.
  • the mobile device 2100 may photograph the bombs dropped on the anticipated contamination area to recognize the type and size, and transmit the recognized information to the map updater 2500 described with reference to FIG. 11. More specifically, the mobile device 2100 may be disposed in the anticipated contaminated area to capture the dropped bullet by using the imaging module 2140 at the point where the pollutant is first dropped, and analyze the captured image. The type and size of the bullet can be recognized. Recognized information is transmitted to the map update unit 2500 as described above, and may be used to update the anticipated pollution map. Alternatively, the recognized information may be provided to the map generation module 2110 and used to generate the predicted pollution map.
  • the information obtained through the plurality of modules included in the mobile device 2100 is necessary to generate accurate pollution information, it can be understood that the information generated in the mobile device 2100 is transmitted to the map update unit 2500. have.
  • the mobile device 2100 may correspond to the pollution detection mobile device 100 including the configuration described with reference to FIGS. 1 to 9. That is, the detection module 2130 may include a seat frame support shaft, a seat frame portion, a cam gear portion, a rotation shaft, and a drive motor.
  • a rotation gear may be installed at one side of the seat frame part, and the cam gear part may mesh with the rotation gear.
  • the seat frame portion includes a plurality of seat frames
  • the cam gear portion includes a plurality of cam gears, and each installation direction of the plurality of cam gears is relative to an installation direction of the cam gears adjacent to each other. It may be installed so as to have a predetermined angle difference in the rotation direction of the rotary shaft.
  • the detection module 2130 may include a chamber having a plurality of chambers, and the seat frame and the cam gear may be disposed in each of the chambers.
  • seal chambers may be installed in the chambers, and the seal doors may be installed in a hinge structure.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an updated corrected pollution map according to an embodiment of the present invention and a movement path of a mobile device that is set correspondingly.
  • the map indicated by the dotted line corresponds to the anticipated pollution map
  • the map indicated by the solid line corresponds to the corrected pollution map.
  • the predicted pollution map is the prediction pollution map updated by the map updaters 1500 and 2500 described with reference to FIGS. 10 and 11, and is based on a detection result at a contamination detection position determined by the controller 1300, 2300. The actual contamination information of the site is reflected.
  • the predicted pollution map is generated by using information such as wind direction and wind speed measured by the mobile device at the point where the first pollutant is dropped, and may be different from the predicted information in a large area.
  • controllers 1300 and 2300 may newly set a moving path of the mobile device in consideration of the corrected pollution map, wherein the set moving path may check information displayed on the corrected pollution map or may be located at a missing contamination detection position. To obtain new pollution information.
  • the movement path is set as a closed loop including the reference position H, and may be set in consideration of the wind direction indicated by the arrow.
  • the mobile device starting from the reference position H returns to the reference position H again through the positions a to d, and performs a contamination detection operation at the positions a to d.
  • the map updating units 1500 and 2500 may receive the result of the contamination detection operation of the mobile device to update the corrected pollution map again, and this operation may be repeatedly performed as necessary.
  • 17 is a diagram exemplarily illustrating a movement path set for a plurality of mobile devices.
  • the pollution detection system and the pollution detection method according to the present invention may use a plurality of mobile devices, and FIG. 17 shows an example of using two mobile devices (a first mobile device and a second mobile device).
  • a moving path (first moving path) including a reference position H, a position and a position b is set in the first moving device, and the reference position H, the position c and the position d are set in the second moving device.
  • the moving path (second moving path) to include is set.
  • the first moving device returns to the reference position H after the contamination detection operation is performed at the positions a and b while moving along the first moving path, and the second moving device returns to the second moving path. While moving along, the contamination detection operation is performed at positions c and d and returns to the reference position H again.
  • the first mobile device may be set to perform a contamination detection operation at a location not included in the corrected pollution map
  • the second mobile device may be set to perform a pollution detection operation at a location included in the corrected pollution map. Can be.
  • the first mobile device and the second mobile device may be set to perform a contamination detection operation on different types of pollutants.
  • the first mobile device may be set to detect contamination by chemical gas
  • the second mobile device may be set to detect contamination by nerve gas, wherein the first mobile device and the second mobile device are detected.
  • Detection sheets provided in may be of different types.
  • FIG. 18 is a flowchart schematically illustrating a contamination detection method according to an embodiment of the present invention.
  • the contamination detection method is a pollution detection method using at least one or more mobile devices, and includes a pollution situation detecting step S110, a mobile device arranging step S120, and a predicted pollution map. Generation step S130, mobile device operation setting step S140, and pollution map updating step S150.
  • the contamination detection step S110 it is detected whether a pollution situation occurs.
  • the detection operation is performed to determine whether the contamination situation is expected, not whether the actual pollution situation has occurred, for example, to detect in which region an object estimated to be a chemical bomb has fallen or received from the outside. It may be an operation of receiving an alarm or report.
  • the mobile device is arranged in an expected pollution area in response to the occurrence of the pollution situation.
  • the first one mobile device may be placed in the expected pollution area.
  • the mobile device refers to an unmanned device that performs a pollution detection operation, and can detect a dangerous situation occurring in an area inaccessible to a person.
  • the mobile device may include a drive unit that can move in the land, the air, or underwater.
  • the mobile device may be arranged by designating a specific location among the anticipated contamination areas and setting a moving path, and may set the operation of the mobile device at the designated location.
  • the movement path may include a path from a departure point to an arrival point of the mobile device and a path returning from the arrival point to the departure point.
  • the mobile device may further include photographing the bombs dropped on the anticipated contamination area, recognizing the type and size, and transmitting the recognized information.
  • the mobile device may be provided with an imaging module to acquire an image of a surrounding, detect whether there is a shot dropped around the designated position, and if present, acquire an image by using the imaging module, and determine the type and size thereof. I can recognize it.
  • the recognized information may be used to generate a pollution map, or may be used by a user to update the pollution map.
  • step S130 of generating a predicted pollution map the mobile device generates a predicted pollution map for the predicted contamination area.
  • the mobile device may not perform an operation other than simple movement until it reaches the designated position, and in the mobile device arrangement step (S120), the mobile device may perform the (expected contamination).
  • a contamination detection operation may be set up to determine whether a pollution situation has actually been issued.
  • the predicted pollution map may include the predicted pollution information on the area and the surroundings where the pollution situation is expected to occur, the predicted pollution information is the type of pollutant dropped in the predicted pollution area, the expected pollution It may be generated in consideration of the surrounding environment including the terrain of the region.
  • the mobile device may receive the anticipated pollution map from the mobile device, set a movement path of the mobile device in response to the anticipated pollution map, and perform an operation of the mobile device including a pollution detection location. Set it.
  • the mobile device that is the target of the operation setting may be a mobile device that has generated the expected pollution map, or may be a newly arranged mobile device (eg, the second mobile device).
  • the mobile device which has generated the expected pollution map may return to the starting position again.
  • a movement path is set for the second mobile device to perform a pollution detection operation at a plurality of locations included in the predicted pollution map, and a location for performing a pollution detection task is set.
  • the mobile device may continuously measure the wind direction and the wind speed while moving along the movement path.
  • the mobile device may be configured in consideration of the wind direction information and the wind speed information transmitted from the mobile device.
  • the movement path of can be set in real time. That is, the movement path set in the mobile device arrangement step S120 may be changed.
  • an optimal movement path for performing the pollution detection operation while the mobile device is moving efficiently may be generated.
  • a pollution detection result is received from the mobile device, and the expected pollution map is updated in response to the pollution detection result.
  • the mobile device may perform a preset contamination detection operation at the pollution detection position set in the mobile device operation setting step S140 and transmit a result of the execution. Since the predicted pollution map is predicted information that does not reflect actual information, the mobile device can directly generate a pollution map by directly performing a pollution detection operation and reflecting the result.
  • the result of the contamination detection by the mobile device can be obtained through a detection sheet provided in the mobile device, the detection sheet has a characteristic that the color or shape changes when exposed to a contamination situation.
  • the mobile device may expose the detection sheet to the outside at the contamination detection position to determine whether the position is contaminated, and the result of the contamination detection may include an image of the detection sheet using the imaging module. have.
  • the predicted pollution map is updated to generate a corrected pollution map.
  • the corrected pollution map may provide information for performing an effective and safe decontamination operation for the contaminated area.
  • 19 and 20 are flowcharts schematically illustrating a contamination detection method according to another embodiment of the present invention.
  • the pollution situation detecting step S210 the mobile device arrangement step S220, the weather information providing step S230, and the expected pollution map generation step (S240), the mobile device operation setting step (S250) and the pollution map update step (S260).
  • step S230 of providing weather information weather information is provided to the mobile device.
  • the weather information is for the anticipated contamination area, and the mobile device may generate the anticipated pollution map using the wind direction and wind speed measured in the anticipated pollution area and the weather information.
  • the weather information may include information such as temperature, humidity, precipitation, etc. of the anticipated contamination area, and the mobile device analyzes wind direction information, wind speed information, and the weather information directly measured to determine pollutants in the anticipated pollution area. It is possible to calculate the direction, range and / or speed that are expected to spread.
  • the calculated information is utilized to update the expected pollution map in the pollution map updating step (S260).
  • a pollution state detection step S310 a mobile device arrangement step S320, an expected pollution map generation step S330, a mobile device operation setting step (S340), the pollution map update step (S350) and the movement path update step (S360).
  • the movement path of the mobile device is updated in consideration of the updated expected pollution map (correction pollution map).
  • the updated movement path may be a closed loop including a reference position.
  • the reference position means a position from which the mobile device first started.
  • a new movement path may be set in the mobile device disposed in the pollution area, and the newly set movement path has a location or time at which the contamination detection is expected to be missing. And may include locations where the contamination situation is expected to have been cleared over time.
  • the movement path may be set to a closed loop including the reference position.
  • Embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, such a computer program may be recorded on a computer readable medium.
  • the media may be magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and ROMs.
  • the computer program may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software field.
  • Examples of computer programs may include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code executable by a computer using an interpreter or the like.
  • connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings by way of example shows a functional connection and / or physical or circuit connections, in the actual device replaceable or additional various functional connections, physical It may be represented as a connection, or circuit connections.
  • such as "essential”, “important” may not be a necessary component for the application of the present invention.
  • Embodiments of the present invention relate to a contamination detection mobile device, a pollution detection system, a method, and a computer readable recording medium, and more particularly, a mobile device capable of performing chemical detection and a pollution detection using such a mobile device.
  • the present invention relates to a pollution detection mobile device, a pollution detection system, a method, and a computer-readable recording medium capable of performing the detection, generating a pollution map through the detection result, and continuously updating it.

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 적어도 하나 이상의 이동 장치, 오염 상황 발생 여부를 탐지하는 모니터링부, 상기 오염 상황 발생에 대응하여 예상 오염 지역에 상기 이동 장치를 배치하고, 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 오염 탐지 동작을 제어하는 제어부, 상기 이동 장치로부터 상기 예상 오염 지역에 대한 예상 오염 지도를 수신하는 지도 수신부 및 상기 예상 오염 지도에 대응하는 지역에서의 상기 이동 장치의 오염 탐지 결과를 수신하고, 이에 대응하여 상기 예상 오염 지도를 업데이트 하는 지도 갱신부를 포함하는 오염 탐지 시스템을 개시한다.

Description

오염 탐지용 이동 장치, 오염 탐지 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
본 발명의 실시예들은 오염 탐지용 이동 장치, 오염 탐지 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화학 물질 탐지를 수행할 수 있는 이동 장치와 이러한 이동 장치를 이용하여 오염 탐지를 수행하고, 탐지 결과를 통해 오염 지도를 생성, 이를 지속적으로 업데이트 함으로써 인간의 오염 물질에 대한 노출 위험을 제거 가능한 오염 탐지용 이동 장치, 오염 탐지 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.
기존의 화학 탐지 시스템은 화학 위험 상황 발생시 사람이 위험 지역에 진입하여 화학 위험 상황을 확인하여야 한다. 하지만, 비무장 지대와 같이 지뢰가 매설되어 있는 지역의 경우 사람이 직접 위험 지역에 들어가는 것은 인명피해를 유발할 가능성이 매우 높다.
또한, 위험 지역에서 사람이 이동하게 되면 기동성이 떨어지게 된다.
따라서, 신속하게 오염 탐지 동작을 수행하고 인명피해를 최소화할 수 있는 기술 확보가 필요하다.
본 발명은 인간의 오염 물질에 대한 노출 위험을 제거할 수 있는 오염 탐지용 이동 장치, 오염 탐지 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치는, 본체, 상기 본체에 설치되는 적어도 하나의 비행 장치, 상기 본체에 설치되며, 탐지 시 화학물질 탐지용 탐지 시트를 외부로 노출시킬 수 있는 탐지부 및 상기 본체에 설치되어 상기 외부로 노출된 탐지 시트를 촬상하는 촬상부를 포함하고, 상기 탐지부는, 시트 프레임 지지축, 상기 시트 프레임 지지축에 회동 가능하도록 설치되고, 상기 탐지 시트가 설치되는 시트 프레임부, 상기 시트 프레임부를 회전시키는 캠 기어부, 상기 캠 기어부가 설치되는 회전축 및 상기 회전축에 동력을 제공하는 구동 모터를 포함한다.
또한, 상기 시트 프레임부의 일 측에는 회전 기어가 설치되고, 상기 캠 기어부는 상기 회전 기어와 치합할 수 있다.
또한, 상기 시트 프레임부는 복수개의 시트 프레임을 포함하고, 상기 캠 기어부는 복수개의 캠 기어를 포함하고, 상기 복수개의 캠 기어의 각각의 설치 방향은, 서로 이웃하는 상기 캠 기어의 설치 방향에 대해 상기 회전축의 회전 방향으로 미리 결정된 각도 차이를 두도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 탐지부는, 복수개의 챔버를 가지는 챔버부를 포함하고, 상기 챔버의 각각에는 상기 시트 프레임과 상기 캠 기어가 배치될 수 있다.
또한, 상기 챔버에는 각각 시일 도어가 설치되고, 상기 시일 도어는 힌지 구조로 설치될 수 있다.
또한, 상기 본체에는 상기 촬상부가 촬상한 탐지 시트의 영상을 송신하는 통신 장치가 설치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지 시스템은, 적어도 하나 이상의 이동 장치, 오염 상황 발생 여부를 탐지하는 모니터링부, 상기 오염 상황 발생에 대응하여 예상 오염 지역에 상기 이동 장치를 배치하고, 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 오염 탐지 동작을 제어하는 제어부, 상기 이동 장치로부터 상기 예상 오염 지역에 대한 예상 오염 지도를 수신하는 지도 수신부 및 상기 예상 오염 지도에 대응하는 지역에서의 상기 이동 장치의 오염 탐지 결과를 수신하고, 이에 대응하여 상기 예상 오염 지도를 업데이트 하는 지도 갱신부를 포함한다.
또한, 상기 이동 장치에 날씨 정보를 제공하는 날씨 정보 제공부를 더 포함하고, 상기 이동 장치는 상기 예상 오염 지역에서 측정한 풍향 및 풍속과, 상기 날씨 정보를 이용하여 상기 예상 오염 지도를 생성하는 지도 생성 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 예상 오염 지역에서의 풍향을 고려하여 바람이 부는 방향으로 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 상기 이동 경로 상에서 상기 이동 장치의 오염 탐지 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 이동 장치의 이동 경로 상에서의 풍향을 고려하여 상기 이동 장치의 오염 탐지 위치를 설정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 지도 갱신부에서 업데이트 된 예상 오염 지도를 고려하여 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 상기 이동 경로는 기준 위치를 포함하는 폐루프로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 예상 오염 지역에 복수의 이동 장치를 배치하되, 각각의 상기 이동 장치의 이동 가능 거리, 또는 각각의 상기 이동 장치에 할당된 임무를 고려하여 상기 복수의 이동 장치 각각에 대해 이동 경로를 설정할 수 있다.
또한, 상기 이동 장치는, 상기 오염 탐지 결과를 전송하는 통신 모듈, 오염 탐지 시 탐지용 탐지 시트를 외부로 노출시키는 탐지 모듈 및 촬상 모듈을 포함하고, 상기 오염 탐지 결과는 상기 촬상 모듈을 이용하여 획득되는 상기 탐지 시트의 영상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 장치는 상기 예상 오염 지역에 투하된 탄(彈)을 촬영하여 종류 및 크기를 인식하고, 인식된 정보를 상기 지도 갱신부에 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지 방법은, 적어도 하나 이상의 이동 장치를 이용하는 오염 탐지 방법에 있어서, 오염 상황 발생 여부를 탐지하는 단계, 상기 오염 상황 발생에 대응하여 예상 오염 지역에 상기 이동 장치를 배치하는 단계, 상기 이동 장치가 상기 예상 오염 지역에 대한 예상 오염 지도를 생성하는 단계, 상기 이동 장치로부터 상기 예상 오염 지도를 수신하고, 상기 예상 오염 지도에 대응하여 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 오염 탐지 위치를 포함하는 상기 이동 장치의 동작을 설정하는 단계 및 상기 이동 장치로부터 오염 탐지 결과를 수신하고, 상기 오염 탐지 결과에 대응하여 상기 예상 오염 지도를 업데이트 하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 이동 장치에 날씨 정보를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 예상 오염 지도를 생성하는 단계에서는 상기 이동 장치가 상기 예상 오염 지역에서 측정한 풍향 및 풍속과, 상기 날씨 정보를 이용하여 상기 예상 오염 지도를 생성할 수 있다.
또한, 상기 이동 장치의 동작을 설정하는 단계에서는 상기 예상 오염 지역에서의 풍향을 고려하여 바람이 부는 방향으로 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 상기 이동 경로 상에서 상기 이동 장치의 오염 탐지 동작을 설정할 수 있다.
또한, 상기 이동 장치의 동작을 설정하는 단계에서는 상기 이동 장치의 이동 경로 상에서의 풍향을 고려하여 상기 이동 장치의 오염 탐지 위치를 설정할 수 있다.
또한, 업데이트 된 예상 오염 지도를 고려하여 상기 이동 장치의 이동 경로를 갱신하는 단계를 더 포함하고, 상기 이동 경로는 기준 위치를 포함하는 폐루프로 설정될 수 있다.
또한, 상기 이동 장치를 배치하는 단계에서는 상기 예상 오염 지역에 복수의 이동 장치를 배치하고, 상기 이동 장치의 동작을 설정하는 단계에서는 각각의 상기 이동 장치의 이동 가능 거리, 또는 각각의 상기 이동 장치에 할당된 임무를 고려하여 상기 복수의 이동 장치 각각에 대해 이동 경로를 설정할 수 있다.
또한, 상기 오염 탐지 결과는 상기 이동 장치가 촬상 모듈을 이용하여 상기 이동 장치에 구비되는 탐지 시트를 촬영한 영상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 장치가 상기 예상 오염 지역에 투하된 탄(彈)을 촬영하여 종류 및 크기를 인식하고, 인식된 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 오염 탐지 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명은 인간의 오염 물질에 대한 노출 위험을 제거할 수 있는 오염 탐지용 이동 장치, 오염 탐지 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치의 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치에서 제1 탐지 시트가 외부로 노출된 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치에서 제2 탐지 시트가 외부로 노출된 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치의 탐지부의 동작을 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치의 탐지부의 탐지 시트, 시트 프레임 지지축, 시트 프레임부, 캠 기어부, 회전축의 일부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치의 탐지부의 캠 기어부, 회전축, 구동 모터를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치의 탐지부의 캠 기어의 회전에 의해 시트 프레임이 회전하는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치의 복수개의 챔버 내에 각각 탐지 시트와 시트 프레임이 설치된 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치의 챔버부의 외부로 제1 탐지 시트가 노출된 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염 탐지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 예상 오염 지도를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 예상 오염 지역에서의 이동 장치의 이동 경로를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 업데이트 된 보정 오염 지도와, 이에 대응하여 설정되는 이동 장치의 이동 경로를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 17은 복수의 이동 장치에 대해 설정되는 이동 경로를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염 탐지 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "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.
본 발명의 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명의 실시예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명의 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 오염 탐지용 이동 장치(100)는 본체(110), 비행 장치(120), 탐지부(130), 촬상부(140)를 포함하고 있다.
본체(110)는, 오염 탐지용 이동 장치(100)의 배터리 등의 동력원(110a), 통신 장치(110b), 메인 제어 장치(110c) 등이 설치되는 곳으로서, 프레임, 커버 등으로 이루어져 있다. 여기서 메인 제어 장치(110c)는 전자 회로, 집적회로칩 등을 포함하며, 오염 탐지용 이동 장치(100)의 각 구성들을 제어한다.
비행 장치(120)는 오염 탐지용 이동 장치(100)의 이동을 가능하게 해주는 장치로서 본체(110)에 회동 가능하도록 4개가 대칭으로 설치된다.
각각의 비행 장치(120)는, 로터 블레이드(121)와, 로터 블레이드(121)를 회전시켜 구동시키는 로터 구동 장치(122)를 포함한다.
로터 구동 장치(122)는 본체(110)에 설치되며, 로터 구동 장치(122)로는 모터가 사용되는데, 사용되는 모터로는 스텝 모터, 서보 모터, 일반 직류 모터, 교류 모터 등이 다양하게 적용될 수 있다.
본 실시예에 대한 비행 장치(120)로는 로터 블레이드(121)와 로터 구동 장치(122)가 사용되고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 대한 비행 장치로는 로터 블레이드를 이용한 비행 장치가 사용되지 않고, 유체 추진 장치, 제트 추진 장치 등 다양한 추진 장치를 가지는 비행 장치가 사용될 수 있다.
본 실시예에 따르면 비행 장치(120)가 4개로 본체(110)에 대칭으로 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 비행 장치의 개수는 적어도 하나 이상이면 되고, 그 외에 특별한 제한이 없다. 예를 들면 본 발명에 따른 비행 장치의 개수는 1개, 2개, 3개, 5개, 6개 등이 될 수 있다.
한편, 탐지부(130)는 본체(110)에 설치되어, 탐지 시 화학물질 탐지용 탐지 시트(S)를 외부로 노출시킬 수 있다.
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 탐지부(130)는, 시트 프레임 지지축(131), 시트 프레임부(132), 캠 기어부(133), 회전축(134), 구동 모터(135), 챔버부(136)를 포함한다.
시트 프레임 지지축(131)에는 시트 프레임부(132)가 설치되는데, 시트 프레임부(132)는 시트 프레임 지지축(131)을 중심으로 회동이 가능하도록 설치된다.
본 실시예에 따른 시트 프레임 지지축(131)은 챔버부(136)의 전체에 걸쳐 연속적으로 설치되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 본 발명에 따른 시트 프레임 지지축은, 챔버부(136)의 각각의 챔버(136a)(136b)(136c)(136d)별로 분리되어 설치될 수 있다.
시트 프레임부(132)에는 탐지 시트(S)가 설치되는데, 시트 프레임부(132)는 4개의 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)을 포함한다.
본 실시예에 따른 시트 프레임부(132)는 4개의 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)을 포함하지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 시트 프레임부가 포함하는 시트 프레임의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 본 발명에 따른 시트 프레임부가 포함하는 시트 프레임의 개수는 1개, 2개, 3개, 5개, 6개 등이 될 수 있다.
본 실시예에 따른 탐지 시트(S)는 제1, 2, 3, 4 탐지 시트(S1)(S2)(S3)(S4)로 구성되는데, 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)에는 각각 제1, 2, 3, 4 탐지 시트(S1)(S2)(S3)(S4)가 설치된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)은 시트 프레임 지지축(131)에 탄성부재(SP)를 이용하여 설치되어 있다. 따라서 외부의 외력이 가해지지 않는 한 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)은, 탄성부재(SP)의 탄성 복원력에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이 한쪽 방향을 향하여 서있게 된다. 여기서 탄성부재(SP)는 원통 코일 스프링이 적용되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 다른 종류의 스프링이 적용될 수 있다.
또한, 각각의 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)의 일측에는 회전 기어(RG)가 설치된다. 회전 기어(RG)는 캠 기어부(133)의 기어치(CG)와 치합하여 각각의 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)의 회전을 수행하게 된다.
한편, 캠 기어부(133)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 시트 프레임부(132)의 회전 기어(RG)와 치합하여 시트 프레임부(132)를 회전시킨다.
캠 기어부(133)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 4개의 캠 기어(133a)(133b)(133c)(133d)를 포함한다. 캠 기어(133a)(133b)(133c)(133d)는 회전축(134)에 미리 결정된 간격을 두고 설치되어 있는데, 각각의 캠 기어(133a)(133b)(133c)(133d)의 일 측에는 기어치(CG)가 형성되어 있다.
본 실시예에 따른 캠 기어부(132)는 4개의 캠 기어(133a)(133b)(133c)(133d)를 포함하지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 캠 기어부가 포함하는 캠 기어의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 본 발명에 따른 캠 기어부가 포함하는 캠 기어의 개수는 1개, 2개, 3개, 5개, 6개 등이 될 수 있다.
각각의 캠 기어(133a)(133b)(133c)(133d)의 설치 방향(r1)(r2)(r3)(r4)은, 서로 이웃하는 캠 기어의 설치 방향에 대해 회전축(134)의 회전 방향으로 소정의 각도 차이를 두도록 설치된다. 이러한 설치 구성은, 회전축(134)의 회전에 따라 순차적으로 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)의 회전 기어(RG)와 캠 기어(133a)(133b)(133c)(133d)의 기어치(CG)가 각각 치합됨으로써, 각각의 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)을 순차적으로 회전시키게 된다.
회전축(134)에는 캠 기어부(133)가 설치되는데, 회전축(134)은 구동 모터(135)로부터 동력을 전달받아 캠 기어부(133)를 회전시킨다.
구동 모터(135)는 메인 제어 장치(110c)의 제어를 받아 회전축(134)에 동력을 제공하는데, 기어드 모터(geared motor)로 구성된다.
본 실시예에 따른 구동 모터(135)는 기어드 모터로 구성되고, 회전축(134)에 구동 모터(135)의 축이 직접 연결되어 있는데, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면 구동 모터(135)와 회전축(134) 사이에 기어, 벨트 등의 별개의 동력 전달 장치가 설치될 수도 있으며, 구동 모터(135)는 기어드 모터로 구성되지 않을 수도 있다.
한편, 탐지부(130)는 챔버부(136)를 포함하는데, 챔버부(136)는 4개의 챔버(136a)(136b)(136c)(136d)를 가진다.
본 실시예에 따른 챔버부(136)는 4개의 챔버(136a)(136b)(136c)(136d)를 가지지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 챔버부가 가지는 챔버의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면 본 발명에 따른 챔버부가 가지는 챔버의 개수는 1개, 2개, 3개, 5개, 6개 등이 될 수 있다.
각각의 챔버(136a)(136b)(136c)(136d)에는 각각의 시트 프레임(132a)(132b)(132c)(132d)과 캠 기어(133a)(133b)(133c)(133d)가 배치된다. 또한, 각각의 챔버(136a)(136b)(136c)(136d)의 일측에는 시일 도어(SD)가 힌지 구조(H)로 설치되어 있다.
시일 도어(SD)는 고무 등의 시일(seal) 소재를 포함하도록 구성된다. 시일 도어(SD)는 4개의 시일 도어(SD1)(SD2)(SD3)(SD4)를 포함하고 있으며, 시일 도어(SD1)(SD2)(SD3)(SD4)는 각각 챔버(136a)(136b)(136c)(136d)의 내부 공간을 밀폐할 수 있도록 구성된다.
시일 도어(SD)를 각 챔버(136a)(136b)(136c)(136d)에 설치하기 위한 힌지 구조(H)는, 힌지핀(HP)과 힌지 스프링(HS)을 포함한다.
힌지 스프링(HS)은 시일 도어(SD)에 탄성력을 부여하도록 설치됨으로써, 탐지 시트(S)가 외부로 노출되는 탐지 시를 제외하고는 힌지 스프링(HS)에 의해 시일 도어(SD)는 닫힌 상태가 유지된다. 여기서 힌지 스프링(HS)은 원통 코일 스프링이 적용되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 다른 종류의 스프링이 적용될 수 있다.
즉 탐지 시트(S)가 외부로 노출되는 탐지 시를 제외하고는 힌지 스프링(HS)에 의해 시일 도어(SD)는 닫힌 상태가 유지되므로, 탐지 전 및 탐지 후의 탐지 시트(S)의 오염이 방지될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 시일 도어(SD)는 챔버부(136)의 일측에 힌지 구조(H)로 설치되지만 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면 시일 도어가 챔버에 설치되는 구성에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면 본 발명에 따른 시일 도어는 슬라이딩 구조로 챔버에 설치될 수 있다.
한편, 촬상부(140)는 본체(110)에 설치되는데, 촬상부(140)는 외부로 노출된 탐지 시트(S)를 촬상할 수 있도록 설치된다.
촬상부(140)는, 광학계, 촬상 소자 등을 구비하며, 정지영상, 동영상 등을 촬상할 수 있는 다양한 종류의 카메라가 사용될 수 있다.
촬상부(140)가 촬상한 탐지 시트(S)의 영상 데이터는 통신 장치(110b)를 통해 송신되고, 운용 시스템 또는 운영자는 이를 수신하여 분석함으로써, 운영 시스템 또는 운영자는 탐지 지역의 대기에 존재하는 화학 물질의 종류, 화학 물질의 농도 등을 판단할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 촬상부(140)가 촬상한 탐지 시트(S)의 영상 데이터는 통신 장치(110b)를 통해 송신되고, 운용 시스템 또는 운영자는 이를 수신하여 분석함으로써 탐지 지역의 대기에 존재하는 화학 물질의 종류, 화학 물질의 농도 등을 파악할 수 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면, 촬상부(140)가 촬상한 영상데이터는 메인 제어 장치(110c)로 보내지고, 메인 제어 장치(110c)는 그 자체의 영상 분석 프로그램에 의해 탐지 지역의 대기에 존재하는 화학 물질의 종류, 화학 물질의 농도 등을 파악할 수도 있다.
이하, 전술한 도면을 참조로 하여, 본 실시예에 대한 비행 이동 장치(100)를 이용하여 여러 탐지 지역에 존재하는 화학 물질의 탐지 작용에 대해 설명한다.
먼저, 비행 이동 장치(100)는 미리 입력된 경로 또는 원격 조종에 의해 제1 탐지 지역으로 이동한다.
비행 이동 장치(100)가 제1 탐지 지역으로 이동한 후에는, 메인 제어 장치(110c)가 구동 모터(135)를 구동한다.
구동 모터(135)는 회전축(134)을 미리 결정된 각도만큼 움직이는데, 그렇게 되면 회전축(134)에 설치된 4개의 캠 기어(133a)(133b)(133c)(133d)도 미리 결정된 각도만큼 회전된다.
회전하는 캠 기어부(133) 중 캠 기어(133a)의 기어치(CG)가 첫 번째 시트 프레임(132a)의 회전 기어(RG)와 치합하여 회전하게 되면, 첫 번째 시트 프레임(132a)이 회전하게 된다. 이 때, 나머지 캠 기어(133b)(133c)(133d)의 기어치(CG)는 시트 프레임(132b)(132c)(132d)의 회전 기어(RG)에 닿지 않았으므로, 나머지 시트 프레임(132b)(132c)(132d)의 자세는 탄성부재(SP)에 의해 초기 상태로 계속 유지된다.
캠 기어(133a)의 회전에 따라 시트 프레임(132a)도 회전하게 되는데, 그렇게 되면 시트 프레임(132a)은 시일 도어(SD1)를 밀면서 챔버(136a)의 외부로 제1 탐지 시트(S1)가 점차 노출되게 된다.
도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 챔버(136a)의 외부로 제1 탐지 시트(S1)가 완전히 노출되었을 때, 제1 탐지 지역의 대기에 탐지 대상 화학 물질이 존재한다면 제1 탐지 시트(S1)는 탐지 지역의 대기에 존재하는 화학 물질과 화학 반응을 일으켜 색상이 변하게 된다.
이 때 촬상부(140)는 외부로 노출된 제1 탐지 시트(S1)를 촬상하고, 촬상한 영상 데이터는 통신 장치(110b)를 통해 운용 시스템 또는 운영자에게 송신됨으로써 화학 물질이 탐지되게 된다.
이어, 메인 제어 장치(110c)는 구동 모터(135)를 구동시켜 회전축(134)을 미리 결정된 각도만큼 추가로 움직이도록 작동시킨다. 그렇게 되면 캠 기어(133a)의 기어치(CG)와 첫 번째 시트 프레임(132a)의 회전 기어(RG)의 치합은 해제된다. 그렇게 되면 챔버(136a)의 외부로 노출되어 있던 시트 프레임(132a) 및 제1 탐지 시트(S1)는 탄성부재(SP)의 탄성 복원력에 의해 챔버(136a)의 내부로 복귀하게 된다. 이 때, 시트 프레임(132a)이 시일 도어(SD1)를 미는 힘도 없으므로, 시일 도어(SD1)는 힌지 스프링(HS)의 탄성 복원력에 의해 닫힘 상태가 된다.
제1 탐지 지역에 대한 화학 물질 탐지 작업이 종료되면, 오염 탐지용 이동 장치(100)는 미리 입력된 경로 또는 원격 조종에 의해 제2 탐지 지역으로 이동한다. 제2 탐지 지역으로 이동한 오염 탐지용 이동 장치(100)의 메인 제어 장치(110c)는, 구동 모터(135)를 재차 구동한다.
구동 모터(135)는 회전축(134)을 미리 결정된 각도만큼 움직이는데, 그렇게 되면 회전축(134)에 설치된 4개의 캠 기어(133a)(133b)(133c)(133d)도 미리 결정된 각도만큼 회전된다.
회전하는 캠 기어부(133) 중 캠 기어(133b)의 기어치(CG)가 두 번째 시트 프레임(132b)의 회전 기어(RG)와 치합하여 회전하게 되면, 두 번째 시트 프레임(132b)이 회전하게 된다. 이 때, 나머지 캠 기어(133a)(133c)(133d)의 기어치(CG)는 시트 프레임(132a)(132c)(132d)의 회전 기어(RG)에 닿지 않았으므로, 나머지 시트 프레임(132a)(132c)(132d)의 자세는 탄성부재(SP)에 의해 초기 상태로 계속 유지된다.
캠 기어(133b)의 회전에 따라 시트 프레임(132b)도 회전하게 되는데, 그렇게 되면 시트 프레임(132b)은 시일 도어(SD2)를 밀면서 챔버(136b)의 외부로 제2 탐지 시트(S2)가 점차 노출되게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(136b)의 외부로 제2 탐지 시트(S2)가 완전히 노출되었을 때, 제2 탐지 지역의 대기에 탐지 대상 화학 물질이 존재한다면 제2 탐지 시트(S2)는 탐지 지역의 대기에 존재하는 화학 물질과 화학 반응을 일으켜 색상이 변하게 된다.
이 때 촬상부(140)는 외부로 노출된 제2 탐지 시트(S2)를 촬상하고, 촬상한 영상 데이터는 통신 장치(110b)를 통해 운용 시스템 또는 운영자에게 송신됨으로써 화학 물질이 탐지되게 된다.
이어, 메인 제어 장치(110c)는 구동 모터(135)를 구동시켜 회전축(134)을 미리 결정된 각도만큼 추가로 움직이도록 작동시킨다. 그렇게 되면 캠 기어(133b)의 기어치(CG)와 두 번째 시트 프레임(132b)의 회전 기어(RG)의 치합은 해제된다. 그렇게 되면 챔버(136b)의 외부로 노출되어 있던 시트 프레임(132b) 및 제2 탐지 시트(S2)는 탄성부재(SP)의 탄성 복원력에 의해 챔버(136b)의 내부로 복귀하게 된다. 이 때, 시트 프레임(132b)이 시일 도어(SD2)를 미는 힘도 없으므로, 시일 도어(SD2)는 힌지 스프링(HS)의 탄성 복원력에 의해 닫힘 상태가 된다.
이상과 같은 방법으로 제1 탐지 지역 및 제2 탐지 지역에서 화학 물질을 탐지하는 방법을 설명하였다. 이상의 방법은 챔버(136c)(136d)에 각각 위치한 제3, 4 탐지 시트(S3)(S4)를 이용한 화학 물질 탐지에도 반복하여 그대로 적용될 수 있으므로, 더 이상 자세한 설명은 생략한다.
한편, 본 실시예에 따른 탐지 시트(S)는 미리 탐지 시약이 발라져 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 탐지 시트는 미리 탐지 시약이 발라져 있지 않을 수 있다. 그 경우, 탐지 시약이 들어 있는 탐지 시약 분무기(미도시)를 본체(110)에 설치한 후, 설치한 탐지 시약 분무기를 이용하여 탐지 전에 탐지 시약을 탐지 시트에 발라 화학 물질 탐지 활동을 수행할 수도 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 오염 탐지용 이동 장치(100)를 화학 물질 탐지 지역으로 이동시키고 탐지 시트(S)를 외부로 노출시킨 후, 이를 촬상하여 화학 물질의 탐지를 수행하기 때문에, 화학 물질의 탐지를 정확하고 신속히 수행할 수 있으며, 아울러 오염 탐지용 이동 장치(100)를 무인으로 운용할 경우 화학 물질 오염에 의해 발생할 수 있는 인명 피해도 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치(100)의 탐지부(130)는, 화학 물질 탐지 시, 시트 프레임 지지축(131), 시트 프레임부(132), 캠 기어부(133), 회전축(134), 구동 모터(135)를 이용하여, 탐지 시트(S)를 외부로 노출시킴으로써, 화학 물질을 정확하고 신속히 탐지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 오염 탐지용 이동 장치(100)는 복수개의 챔버(136a)(136b)(136c)(136d)안에 각각 제1, 2, 3, 4 탐지 시트(S1)(S2)(S3)(S4)를 구비하고 있기 때문에, 1회 출동 시 여러 번의 탐지 활동을 수행할 수 있다. 또한 만약 운용자가 여러 종류의 화학 물질의 탐지를 계획하고 있다면, 제1, 2, 3, 4 탐지 시트(S1)(S2)(S3)(S4)에 적용되는 탐지 시약의 종류를 적절히 구성함으로써, 여러 종류의 화학 물질의 탐지가 가능하게 된다.
본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 오염 탐지 시스템(1000)은 이동 장치(1100), 모니터링부(1200), 제어부(1300), 지도 수신부(1400) 및 지도 갱신부(1500)를 포함한다.
이동 장치(1100)는 본 발명에 따른 오염 탐지 시스템 및 방법에서 오염 탐지 동작을 수행하는 무인 장치를 의미하며, 사람이 접근하기 어려운 지역에서 발생한 위험 상황을 탐지할 수 있다. 한편, 이동 장치(1100)는 육상, 공중, 또는 수중에서 이동 가능한 구동부(미도시)를 포함하는 것으로 이해할 수 있으며, 본 발명에 따른 오염 탐지 시스템 및 방법은 적어도 하나 이상의 이동 장치(1100)를 이용하여 오염 탐지를 수행할 수 있다.
모니터링부(1200)는 오염 상황 발생 여부를 탐지한다. 모니터링부(1200)에서 수행되는 탐지 동작은 실제 오염 상황이 발생하였는지 여부가 아니라, 오염 상황이 발생하였을 것으로 예상되는지 여부로서, 예컨대, 모니터링부(1200)는 어느 지역에 화학탄으로 추정되는 물체가 낙하하였음을 감시하거나, 외부로부터 수신되는 알람 또는 신고를 수신할 수 있다.
제어부(1300)는 상기 오염 상황 발생에 대응하여 예상 오염 지역에 이동 장치(1100)를 배치한다. 모니터링부(1200)에 의해 오염 상황이 발생한 것으로 예상되면, 제어부(1300)는 오염되었을 것으로 예상되는 지역으로 적어도 하나 이상의 이동 장치(1100)를 배치하며, 이때 제어부(1300)는 이동 장치(1100)의 이동 경로를 설정하고, 오염 탐지 동작을 제어할 수 있다.
상기 이동 경로는 이동 장치(1100)의 출발 지점부터 도착 지점까지의 경로와 상기 도착 지점부터 상기 출발 지점까지 되돌아오는 경로를 포함할 수 있으며, 상기 이동 경로는 제어부(1300)에 의하여 수시로 변경될 수 있다.
한편, 제어부(1300)는 상기 이동 경로 상에서 이동 장치(1100)의 오염 탐지 동작을 제어할 수 있는데, 이동 장치(1100)의 위치와 주변 환경을 고려하여 적절한 오염 탐지 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 최초 오염 상황이 발생한 것으로 예상된 경우, 이동 장치(1100)가 상기 출발 지점에서 상기 예상 오염 지역에 도착할 때까지는 단순 이동 이외의 오염 탐지 동작을 수행하지 않도록 제어할 수 있을 것이다. 그리고, 이동 장치(1100)가 상기 예상 오염 지역에 도착하면 도착 지점에서 실제로 오염 상황이 발생했는지 여부를 판단할 수 있도록 오염 탐지 동작을 수행하도록 제어할 수 있을 것이다.
지도 수신부(1400)는 이동 장치(1100)로부터 상기 예상 오염 지역에 대한 예상 오염 지도를 수신한다. 상기 예상 오염 지도는 상기 오염 상황이 발생한 것으로 예상되는 지역과 그 주변에 대한 예상 오염 정보를 포함할 수 있으며, 상기 예상 오염 정보는 상기 예상 오염 지역에 투하된 오염 물질의 종류, 상기 예상 오염 지역의 지형을 비롯한 주변 환경을 고려하여 생성될 수 있다.
지도 갱신부(1500)는 상기 예상 오염 지도에 대응하는 지역에서의 이동 장치(1100)의 오염 탐지 결과를 수신하고, 이에 대응하여 상기 예상 오염 지도를 업데이트 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 제어부(1300)는 이동 장치(1100)의 오염 탐지 동작을 제어할 수 있는데, 이동 장치(1100)는 제어부(1300)의 제어에 따라 오염 탐지 동작을 수행할 수 있다. 제어부(1300)는 지도 수신부(1400)가 상기 예상 오염 지도를 수신하면, 이를 고려하여 이동 장치(1100)의 오염 탐지 위치와 해당 위치에서의 오염 탐지 동작을 지정할 수 있다.
이동 장치(1100)는 제어부(1300)의 제어 명령에 대응하는 동작을 수행하고, 수행 결과를 지도 갱신부(1500)에 전송할 수 있다. 지도 갱신부(1500)는 상기 예상 오염 지도에 나타난 정보와 이동 장치(1100)로부터 전송되는 오염 탐지 동작의 결과를 비교하여 상기 예상 오염 지도를 업데이트 하여 보정 오염 지도를 생성할 수 있다. 업데이트 된 상기 보정 오염 지도는 오염된 지역에 대한 효과적이고 안전한 제염 작업을 수행할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염 탐지 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염 탐지 시스템(2000)은 지도 생성 모듈(2110)을 포함하는 이동 장치(2100) 및 날씨 정보 제공부(2600)를 더 포함한다.
날씨 정보 제공부(2600)는 이동 장치(2100)에 예상 오염 지역의 날씨 정보를 제공하고, 지도 생성 모듈(2110)은 상기 예상 오염 지역에서 측정한 풍향 및 풍속과, 상기 날씨 정보를 이용하여 예상 오염 지도를 생성한다.
날씨 정보 제공부(2600)에서 제공되는 상기 날씨 정보는 상기 예상 오염 지역의 온도, 습도, 강수량 등의 정보를 포함할 수 있으며, 지도 생성 모듈(2110)은 이동 장치(2100)가 상기 예상 오염 지역에서 직접 측정한 풍향 정보와 풍속 정보와 상기 날씨 정보를 분석하여 상기 예상 오염 지역의 오염 물질이 확산될 것으로 예측되는 방향, 범위 및/또는 속도를 산출할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 예상 오염 지도를 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 12를 참조하면, 위치 H는 이동 장치(2100)의 최초 출발 위치를 나타내고, 위치 Z는 예상 오염 지역에 포함되는 지점으로 제어부(2300)에 의해 설정된 이동 장치(2100)의 도착 위치를 나타낸다.
이동 장치(2100)는 상기 위치 Z에 도착하여 오염 탐지를 수행하고, 탐지 결과를 통해 상기 예상 오염 지역이 실제로 오염되었는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 예상 오염 지역이 실제로 오염된 것으로 판단되는 경우, 상기 위치 Z에서 측정한 풍향과 풍속, 그리고 날씨 정보 제공부(2600)에서 제공되는 날씨 정보를 이용하여 예상 오염 지도를 생성할 수 있다.
도 12는 북서풍 계열의 바람이 부는 경우에 생성된 예상 오염 지도를 예시적으로 나타내며, 상기 위치 Z는 오염 물질이 최초에 투하된 위치로 이해할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 예상 오염 지도를 예시적으로 나타낸다. 도 13을 참조하면, 상기 예상 오염 지도는 도 13에 도시되는 예상 오염 지도에 경고, 경계 및 위험 지역을 구분하여 표시된다. 경고 지역은 오염 물질이 최초에 투하된 위치와 그 주변 지역을 의미하고, 경계 지역은 상기 오염 물질이 확산될 위험은 낮지만 주의가 필요한 지역을 의미할 수 있다. 그리고, 위험 지역은 앞으로 오염 물질이 확산될 것으로 예상되는 지역을 의미할 수 있으며, 도 12를 참조로 하여 설명한 예상 오염 지도에 대응한다.
상기 경고, 경계 및 위험 지역은 필요에 의하여 다른 용어로 대체될 수 있으며, 각각의 지역들의 위치와 크기는 필요에 의하여 달라질 수 있다.
도 14는 예상 오염 지역에서의 이동 장치의 이동 경로를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조로 하여 설명한 예상 오염 지도는 오염 물질이 최초에 투하된 위치와 복수의 기상 정보를 고려하여 예상되는 오염 정보를 나타내는 것으로 실제 오염 상황을 그대로 반영하지 못할 수 있다. 따라서, 상기 예상 오염 지도에 대응하는 위치에서 오염 상황의 발생 여부, 오염의 정도를 정확하게 판단하는 과정이 필요하다.
제어부(2300)는 오염 상황을 정확하게 판단하기 위해서 상기 예상 오염 지도를 고려하여 이동 장치(2100)의 이동 경로를 새롭게 설정하고, 상기 이동 경로 상에서 이동 장치(2100)의 오염 탐지 동작을 제어할 수 있다.
도 14에서 위치 1 내지 위치 4는 이동 장치(2100)의 이동 경로 상의 일부 위치를 예시적으로 나타내며, 이동 장치(2100)는 상기 위치 1부터 상기 위치 4까지 순차적으로 이동하는 것으로 이해할 수 있다. 상기 이동 경로는 상기 예상 오염 지도와 상기 예상 오염 지역에서의 풍향을 고려하여 설정될 수 있는데, 이동 장치(2100)가 상기 예상 오염 지역에 최초 도착한 위치 Z에서는 북서풍이 불고 있는 것으로 측정되었으므로, 제어부(2300)는 이동 장치(2100)의 이동 경로를 위치 Z에서 위치 1로 설정할 수 있다.
상기 이동 경로가 상기 예상 오염 지도의 테두리 근처로 설정되는 것은 상기 예상 오염 지도의 경계가 되는 지역에서의 오염 여부를 보다 정확하게 판단하기 위한 것으로 이해할 수 있다.
또한, 위치 1에서는 제어부(2300)에 의해 새로운 이동 경로가 설정될 수 있으며, 이때에도 이동 장치(2100)의 위치에서 부는 바람의 방향이 고려될 수 있는데, 도 14를 참조하면 상기 위치 1에서도 북서풍 계열의 바람이 부는 것으로 예상할 수 있다.
위치 3은 상기 예상 오염 지도에는 포함되지 않는 위치임에도 불구하고, 이동 장치(2100)의 이동 경로에 포함되어 상기 위치 3에서 오염 탐지 동작이 수행될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 예상 오염 지도는 제한된 정보를 바탕으로 예측된 정보이므로 실제 상황을 충분히 반영하지 못할 수 있으므로, 제어부(2300)는 상기 예상 오염 지도에 포함되지 않는 위치에 대해서도 오염 탐지 동작을 수행하도록 할 수 있다.
도 14에 도시되는 오염 탐지 위치와 이동 경로는 예시적인 것에 불과하며, 이동 장치(2100)는 상기 이동 경로를 따라 이동하면서 연속적으로 오염 탐지 동작을 수행할 수 있으며, 이동 장치(2100)가 이동 가능한 최대 영역을 고려하여 최대한 넓은 범위를 탐지하도록 설정될 수도 있다.
한편, 이동 장치(2100)는 상기 위치 1에서 제어부(2300)에 의해 설정된 오염 탐지 동작을 수행할 수 있다. 상기 오염 탐지 동작은 해당 위치가 오염되었는지 여부, 오염 물질의 종류, 오염의 정도를 판단하기 위한 동작을 포함할 수 있다. 마찬가지로 이동 장치(2100)는 상기 위치 2 내지 위치 4에서도 오염 탐지 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 이동 장치(2100)의 이동 경로는 폐루프(closed loop)로 설정될 수 있는데, 제어부(2300)는 상기 예상 오염 지역에 배치되어 있는 이동 장치 이외의 새로운 이동 장치를 추가로 배치하면서 상기 새로운 이동 장치의 이동 경로를 폐루프로 설정할 수 있다.
예컨대, 상기 예상 오염 지도가 생성되고, 상기 예상 오염 지역에 배치된 이동 장치에 의하여 오염 탐지 동작이 완료되어 상기 예상 오염 지도가 업데이트 되면, 제어부(2300)는 업데이트 된 상기 예상 오염 지도 (이하, '보정 오염 지도')를 고려하여 새로운 이동 장치를 배치할 수 있는데, 이때 상기 새로운 이동 장치의 이동 경로는 오염 지역과 기준 위치를 포함하는 폐루프일 수 있다.
상기 기준 위치는 이동 장치가 상기 예상 오염 지역에 배치되기 전에 보관되는 위치로 이해할 수 있으며, 도 14에서는 위치 H가 상기 기준 위치에 대응하는 것으로 설명하도록 한다.
제어부(2300)는 상기 새로운 이동 장치에 대하여 상기 위치 H에서 시작하는 이동 경로를 설정하되, 상기 보정 오염 지도를 고려하여 하나 이상의 오염 탐지 위치를 결정하고, 상기 하나 이상의 오염 탐지 위치를 포함하는 이동 경로를 설정할 수 있다. 이때, 상기 이동 경로는 상기 기준 위치를 출발하여 상기 하나 이상의 오염 탐지 위치를 거쳐 다시 상기 기준 위치로 되돌아오는 경로로 설정될 수 있다.
한편, 상기 폐루프의 이동 경로는 반드시 새롭게 배치되는 이동 장치에 대해서만 적용되는 것은 아니다. 상기 예상 오염 지역에 최초로 배치된 이동 장치 또한 상기 기준 위치로 돌아올 수 있으므로, 기 배치된 이동 장치에 대해서도 상기 기준 위치를 포함하는 폐루프의 이동 경로가 설정될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(2100)는 지도 생성 모듈(2110), 통신 모듈(2120), 탐지 모듈(2130) 및 촬상 모듈(2140)을 포함한다. 지도 생성 모듈(2110)은 도 11을 참조로 하여 설명한 바와 같이, 풍향, 풍속을 비롯한 날씨 정보를 이용하여 예상 오염 지역에 대한 예상 오염 지도를 생성한다.
통신 모듈(2120)은 지도 생성 모듈(2110)에서 생성되는 상기 예상 오염 지도를 외부로 전송하거나, 촬상 모듈(2140)을 통해 획득되는 영상을 외부로 전송한다. 또한, 통신 모듈(2120)은 오염 탐지 결과를 외부로 전송할 수 있다.
탐지 모듈(2130)은 오염 탐지 시 탐지용 탐지 시트를 외부로 노출시키는 기능을 수행하는데, 상기 오염 탐지 결과는 촬상 모듈(2140)을 이용하여 획득되는 상기 탐지 시트의 영상을 포함한다.
한편, 이동 장치(2100)는 예상 오염 지역에 투하된 탄(彈)을 촬영하여 종류 및 크기를 인식하고, 인식된 정보를 도 11을 참조로 하여 설명한 지도 갱신부(2500)에 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 이동 장치(2100)는 상기 예상 오염 지역에 배치되어 오염 물질이 최초 투하된 지점에서 촬상 모듈(2140)을 이용하여 투하된 탄(彈)을 촬영할 수 있으며, 촬영된 영상을 분석하여 상기 탄의 종류와 크기를 인식할 수 있다. 인식된 정보는 앞서 설명한 바와 같이, 지도 갱신부(2500)에 전송되며, 예상 오염 지도 업데이트에 활용될 수 있다. 또는, 상기 인식된 정보는 지도 생성 모듈(2110)에 제공되어 상기 예상 오염 지도를 생성하는데 활용될 수도 있다.
한편, 이동 장치(2100)에 포함되는 복수의 모듈을 통해 획득되는 정보는 정확한 오염 정보를 생성하는데 필요한 것으로, 이동 장치(2100)에서 생성되는 정보는 지도 갱신부(2500)로 전송되는 것으로 이해할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 이동 장치(2100)는 도 1 내지 도 9를 참조로 하여 설명한 구성을 포함하는 오염 탐지용 이동 장치(100)에 대응할 수 있다. 즉, 탐지 모듈(2130)은 시트 프레임 지지축, 시트 프레임부, 캠 기어부, 회전축 및 구동 모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 시트 프레임부의 일 측에는 회전 기어가 설치되고, 상기 캠 기어부는 상기 회전 기어와 치합할 수 있다. 또한, 상기 시트 프레임부는 복수 개의 시트 프레임을 포함하고, 상기 캠 기어부는 복수 개의 캠 기어를 포함하고, 상기 복수 개의 캠 기어의 각각의 설치 방향은, 서로 이웃하는 상기 캠 기어의 설치 방향에 대해 상기 회전축의 회전 방향으로 미리 결정된 각도 차이를 두도록 설치될 수 있다.
또한, 탐지 모듈(2130)은, 복수 개의 챔버를 가지는 챔버부를 포함하고, 상기 챔버의 각각에는 상기 시트 프레임과 상기 캠 기어가 배치될 수 있다. 또한, 상기 챔버에는 각각 시일 도어가 설치되고, 상기 시일 도어는 힌지 구조로 설치될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 업데이트 된 보정 오염 지도와, 이에 대응하여 설정되는 이동 장치의 이동 경로를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 16에서 점선으로 표시되는 지도는 예상 오염 지도에 해당하며, 실선으로 표시되는 지도는 보정 오염 지도에 해당한다. 상기 보정 오염 지도는 도 10 및 도 11을 참조로 하여 설명한 지도 갱신부(1500, 2500)에 의하여 상기 예상 오염 지도가 업데이트 된 것으로, 제어부(1300 2300)에 의해 결정된 오염 탐지 위치에서 탐지 결과를 바탕으로 현장의 실제 오염 정보가 반영된 것이다.
도 16을 참조하면, 상기 예상 오염 지도의 아래쪽 지역은 실제로는 오염 물질이 확산되지 않은 반면, 위쪽 지역은 최초 예상과 달리 오염 물질이 확산된 것을 알 수 있다. 상기 예상 오염 지도는 최초 오염 물질이 투하된 지점에서 이동 장치가 측정한 풍향, 풍속 등의 정보를 이용하여 생성되는 것으로, 넓은 지역에서는 예측한 정보와 상이할 수 있다.
한편, 제어부(1300, 2300)는 상기 보정 오염 지도를 고려하여 이동 장치의 이동 경로를 새롭게 설정할 수 있는데, 이때 설정되는 이동 경로는 상기 보정 오염 지도에 나타난 정보를 확인하거나, 누락된 오염 탐지 위치에 대해 새로운 오염 정보를 획득하기 위한 것이다.
도 16을 참조하면, 상기 이동 경로는 기준 위치 H를 포함하는 폐루프로 설정되며, 화살표로 표시되는 풍향을 고려하여 설정될 수 있다. 상기 기준 위치 H에서 출발한 상기 이동 장치는 위치 a 내지 위치 d를 거쳐 다시 상기 기준 위치 H로 복귀하게 되며, 상기 위치 a 내지 위치 d에서 오염 탐지 동작을 수행할 수 있다.
지도 갱신부(1500, 2500)는 상기 이동 장치의 오염 탐지 동작의 결과를 수신하여 상기 보정 오염 지도를 다시 업데이트 할 수 있으며, 이러한 동작은 필요에 따라 반복적으로 수행될 수 있다.
도 17은 복수의 이동 장치에 대해 설정되는 이동 경로를 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 오염 탐지 시스템 및 오염 탐지 방법은 복수의 이동 장치를 이용할 수 있는데, 도 17은 2개의 이동 장치(제1 이동 장치, 제2 이동 장치)를 이용하는 경우를 예로써 도시한다.
도 17을 참조하면, 제1 이동 장치에는 기준 위치 H, 위치 a 및 위치 b를 포함하는 이동 경로(제1 이동 경로)가 설정되고, 제2 이동 장치에는 기준 위치 H, 위치 c 및 위치 d를 포함하는 이동 경로(제2 이동 경로)가 설정된다.
따라서, 상기 제1 이동 장치는 상기 제1 이동 경로를 따라 이동하면서 위치 a 및 위치 b에서 오염 탐지 동작을 수행한 이후에 다시 기준 위치 H로 복귀하고, 상기 제2 이동 장치는 상기 제2 이동 경로를 따라 이동하면서 위치 c 및 위치 d에서 오염 탐지 동작을 수행하고 다시 기준 위치 H로 복귀하게 된다.
복수의 이동 장치 각각에 대하여 이동 경로를 설정할 때에는 이동 장치 간에 충돌이 일어나지 않도록 하며, 이동 장치에 저장된 에너지량에 따른 이동 가능 거리를 고려해야 한다. 또한, 서로 다른 이동 경로를 갖는 이동 장치에는 서로 다른 임무가 부여될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 이동 장치는 상기 보정 오염 지도에 포함되지 않는 위치에서 오염 탐지 동작을 수행하도록 설정되고, 상기 제2 이동 장치는 상기 보정 오염 지도에 포함되는 위치에서 오염 탐지 동작을 수행하도록 설정될 수 있다.
또는, 상기 제1 이동 장치와 상기 제2 이동 장치는 서로 다른 종류의 오염 물질에 대한 오염 탐지 동작을 수행하도록 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 이동 장치는 화학 가스에 의한 오염을 탐지하도록 설정되고, 상기 제2 이동 장치는 신경 가스에 의한 오염을 탐지하도록 설정될 수 있으며, 이때 상기 제1 이동 장치와 상기 제2 이동 장치에 구비되는 탐지 시트는 서로 다른 종류일 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 탐지 방법은, 적어도 하나 이상의 이동 장치를 이용하는 오염 탐지 방법으로, 오염 상황 탐지 단계(S110), 이동 장치 배치 단계(S120), 예상 오염 지도 생성 단계(S130), 이동 장치 동작 설정 단계(S140) 및 오염 지도 업데이트 단계(S150)를 포함한다.
오염 상황 탐지 단계(S110)에서는 오염 상황 발생 여부를 탐지한다. 이때, 수행되는 탐지 동작은 실제 오염 상황이 발생하였는지 여부가 아니라, 오염 상황이 발생하였을 것으로 예상되는지 여부를 판단하는 것으로, 예컨대 어느 지역에 화학탄으로 추정되는 물체가 낙하하였음을 감지하거나, 외부로부터 수신되는 알람 또는 신고를 수신하는 동작일 수 있다.
이동 장치 배치 단계(S120)에서는 상기 오염 상황 발생에 대응하여 예상 오염 지역에 상기 이동 장치를 배치한다. 상기 오염 상황이 발생한 것으로 판단되는 경우에는 최초 하나의 이동 장치를 상기 예상 오염 지역에 배치할 수 있다. 상기 이동 장치는 오염 탐지 동작을 수행하는 무인 장치를 의미하며, 사람이 접근하기 어려운 지역에서 발생한 위험 상황을 탐지할 수 있다. 한편, 상기 이동 장치는 육상, 공중, 또는 수중에서 이동 가능한 구동부를 포함할 수 있다.
한편, 이동 장치 배치 단계(S120)에서는 상기 예상 오염 지역 중 특정한 위치를 지정하고 이동 경로를 설정하여 상기 이동 장치를 배치할 수 있으며, 지정된 위치에서의 상기 이동 장치의 동작을 설정할 수 있다. 상기 이동 경로는 상기 이동 장치의 출발 지점부터 도착 지점까지의 경로와 상기 도착 지점부터 상기 출발 지점까지 되돌아오는 경로를 포함할 수 있다.
이때, 상기 이동 장치가 상기 예상 오염 지역에 투하된 탄(彈)을 촬영하여 종류 및 크기를 인식하고, 인식된 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 이동 장치는 촬상 모듈을 구비하여 주변의 영상을 획득할 수 있고, 상기 지정된 위치 주변에서 투하된 탄이 존재하는지 검출하고, 존재하는 경우 상기 촬상 모듈을 이용하여 영상을 획득, 그 종류와 크기를 인식할 수 있다.
이렇게 인식된 정보는 오염 지도를 생성하는데 활용될 수 있으며, 사용자가 오염 지도를 업데이트 하기 위해 활용될 수도 있다.
예상 오염 지도 생성 단계(S130)에서는 상기 이동 장치가 상기 예상 오염 지역에 대한 예상 오염 지도를 생성한다. 최초 오염 상황이 발생한 것으로 예상된 경우, 상기 이동 장치는 상기 지정된 위치에 도착할 때까지는 단순 이동 이외의 동작을 수행하지 않을 수 있으며, 상기 이동 장치 배치 단계(S120)에서는 상기 이동 장치가 상기 (예상 오염 지역 내의) 지정된 위치에 도착하면 실제로 오염 상황이 발행했는지 여부를 판단하기 위해 오염 탐지 동작을 수행하도록 설정할 수 있다.
한편, 상기 예상 오염 지도는 상기 오염 상황이 발생한 것으로 예상되는 지역과 그 주변에 대한 예상 오염 정보를 포함할 수 있으며, 상기 예상 오염 정보는 상기 예상 오염 지역에 투하된 오염 물질의 종류, 상기 예상 오염 지역의 지형을 비롯한 주변 환경을 고려하여 생성될 수 있다.
이동 장치 동작 설정 단계(S140)에서는 상기 이동 장치로부터 상기 예상 오염 지도를 수신하고, 상기 예상 오염 지도에 대응하여 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 오염 탐지 위치를 포함하는 상기 이동 장치의 동작을 설정한다.
이동 장치 동작 설정 단계(S140)에서 동작 설정의 대상이 되는 이동 장치는 상기 예상 오염 지도를 생성한 이동 장치이거나, 새롭게 배치되는 이동 장치(예컨대, 제2 이동 장치)일 수 있다. 상기 제2 이동 장치에 대해 동작이 설정되는 경우에는, 상기 예상 오염 지도를 생성한 이동 장치는 다시 출발 위치로 복귀할 수 있다. 그리고, 상기 제2 이동 장치에 대해서는 상기 예상 오염 지도에 포함되는 복수의 위치에서 오염 탐지 동작을 수행하도록 이동 경로가 설정되고, 오염 탐지 임무를 수행할 위치가 설정된다.
또한, 상기 이동 장치는 상기 이동 경로를 따라 이동하면서 지속적으로 풍향과 풍속을 측정할 수 있는데, 이동 장치 동작 설정 단계(S140)에서는 상기 이동 장치로부터 전송되는 풍향 정보와 풍속 정보를 고려하여 상기 이동 장치의 이동 경로를 실시간으로 설정할 수 있다. 즉, 이동 장치 배치 단계(S120)에서 설정된 이동 경로가 변경될 수 있다.
상기 예상 오염 지도가 생성된 이후, 이동 장치 동작 설정 단계(S140)에서는 상기 이동 장치가 효율적으로 이동하면서 오염 탐지 동작을 수행할 수 있는 최적의 이동 경로가 생성될 수 있다.
오염 지도 업데이트 단계(S150)에서는 상기 이동 장치로부터 오염 탐지 결과를 수신하고, 상기 오염 탐지 결과에 대응하여 상기 예상 오염 지도를 업데이트 한다.
상기 이동 장치는 상기 이동 장치 동작 설정 단계(S140)에서 설정된 오염 탐지 위치에서 미리 설정된 오염 탐지 동작을 수행하고, 수행 결과를 전송할 수 있다. 상기 예상 오염 지도는 실제의 정보가 반영되지 않은 예측된 정보이므로, 상기 이동 장치가 직접 오염 탐지 동작을 수행하고 수행 결과를 반영함으로써 보다 정확한 오염 지도를 생성할 수 있다.
한편, 상기 이동 장치에 의한 오염 탐지의 결과는 상기 이동 장치에 구비되는 탐지 시트를 통해 획득될 수 있는데, 상기 탐지 시트는 오염 상황에 노출되면 색상 또는 형상이 변화하는 특성을 갖는다.
상기 이동 장치는 오염 탐지 위치에서 상기 탐지 시트를 외부로 노출시켜 해당 위치의 오염 여부를 판단할 수 있도록 하고, 상기 오염 탐지의 결과는 촬상 모듈을 이용하여 상기 탐지 시트를 촬영한 영상을 포함할 수 있다.
오염 지도 업데이트 단계(S150)에서는 상기 예상 오염 지도를 업데이트 하여 보정 오염 지도를 생성하는데, 상기 보정 오염 지도는 오염된 지역에 대한 효과적이고 안전한 제염 작업을 수행할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염 탐지 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
먼저, 도 19를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염 탐지 방법은, 오염 상황 탐지 단계(S210), 이동 장치 배치 단계(S220), 날씨 정보 제공 단계(S230), 예상 오염 지도 생성 단계(S240), 이동 장치 동작 설정 단계(S250) 및 오염 지도 업데이트 단계(S260)를 포함한다.
날씨 정보 제공 단계(S230)에서는 상기 이동 장치에 날씨 정보를 제공한다. 상기 날씨 정보는 상기 예상 오염 지역에 대한 것으로, 상기 이동 장치는 상기 예상 오염 지역에서 측정한 풍향 및 풍속과, 상기 날씨 정보를 이용하여 상기 예상 오염 지도를 생성할 수 있다.
상기 날씨 정보는 상기 예상 오염 지역의 온도, 습도, 강수량 등의 정보를 포함할 수 있으며, 상기 이동 장치는 직접 측정한 풍향 정보와 풍속 정보 및 상기 날씨 정보를 분석하여 상기 예상 오염 지역의 오염 물질이 확산될 것으로 예측되는 방향, 범위 및/또는 속도를 산출할 수 있다.
이렇게 산출된 정보는 상기 오염 지도 업데이트 단계(S260)에서 상기 예상 오염 지도를 업데이트 하는데 활용된다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오염 탐지 방법은, 오염 상황 탐지 단계(S310), 이동 장치 배치 단계(S320), 예상 오염 지도 생성 단계(S330), 이동 장치 동작 설정 단계(S340), 오염 지도 업데이트 단계(S350) 및 이동 경로 갱신 단계(S360)를 포함한다.
이동 경로 갱신 단계(S360)에서는 업데이트 된 예상 오염 지도(보정 오염 지도)를 고려하여 상기 이동 장치의 이동 경로를 갱신한다. 이때, 갱신되는 상기 이동 경로는 기준 위치를 포함하는 폐루프일 수 있다. 여기서, 상기 기준 위치는 상기 이동 장치가 최초에 출발한 위치를 의미한다.
상기 보정 오염 지도가 생성되면, 이동 경로 갱신 단계(S360)에서는 오염 지역에 배치된 이동 장치에 새로운 이동 경로를 설정할 수 있는데, 새롭게 설정되는 이동 경로는 오염 탐지가 누락되었을 것으로 예상되는 위치 또는 시간이 경과하여 오염 상황이 해제되었을 것으로 예상되는 위치를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 오염 지역에 배치된 이동 장치는 다시 상기 기준 위치로 복귀해야 하므로, 상기 이동 경로는 상기 기준 위치를 포함하는 폐루프로 설정될 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명의 실시예들은 오염 탐지용 이동 장치, 오염 탐지 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화학 물질 탐지를 수행할 수 있는 이동 장치와 이러한 이동 장치를 이용하여 오염 탐지를 수행하고, 탐지 결과를 통해 오염 지도를 생성, 이를 지속적으로 업데이트 함으로써 인간의 오염 물질에 대한 노출 위험을 제거 가능한 오염 탐지용 이동 장치, 오염 탐지 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.

Claims (23)

  1. 본체;
    상기 본체에 설치되는 적어도 하나의 비행 장치;
    상기 본체에 설치되며, 탐지 시 화학물질 탐지용 탐지 시트를 외부로 노출시킬 수 있는 탐지부; 및
    상기 본체에 설치되어 상기 외부로 노출된 탐지 시트를 촬상하는 촬상부를 포함하고,
    상기 탐지부는,
    시트 프레임 지지축;
    상기 시트 프레임 지지축에 회동 가능하도록 설치되고, 상기 탐지 시트가 설치되는 시트 프레임부;
    상기 시트 프레임부를 회전시키는 캠 기어부;
    상기 캠 기어부가 설치되는 회전축; 및
    상기 회전축에 동력을 제공하는 구동 모터;를 포함하는 오염 탐지용 이동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시트 프레임부의 일 측에는 회전 기어가 설치되고,
    상기 캠 기어부는 상기 회전 기어와 치합하는 오염 탐지용 이동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시트 프레임부는 복수개의 시트 프레임을 포함하고,
    상기 캠 기어부는 복수개의 캠 기어를 포함하고,
    상기 복수개의 캠 기어의 각각의 설치 방향은, 서로 이웃하는 상기 캠 기어의 설치 방향에 대해 상기 회전축의 회전 방향으로 미리 결정된 각도 차이를 두도록 설치되는 오염 탐지용 이동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탐지부는, 복수개의 챔버를 가지는 챔버부를 포함하고,
    상기 챔버의 각각에는 상기 시트 프레임과 상기 캠 기어가 배치되는 오염 탐지용 이동 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 챔버에는 각각 시일 도어가 설치되고,
    상기 시일 도어는 힌지 구조로 설치되는 오염 탐지용 이동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 촬상부가 촬상한 탐지 시트의 영상을 송신하는 통신 장치가 설치되는 오염 탐지용 이동 장치.
  7. 적어도 하나 이상의 이동 장치;
    오염 상황 발생 여부를 탐지하는 모니터링부;
    상기 오염 상황 발생에 대응하여 예상 오염 지역에 상기 이동 장치를 배치하고, 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 오염 탐지 동작을 제어하는 제어부;
    상기 이동 장치로부터 상기 예상 오염 지역에 대한 예상 오염 지도를 수신하는 지도 수신부; 및
    상기 예상 오염 지도에 대응하는 지역에서의 상기 이동 장치의 오염 탐지 결과를 수신하고, 이에 대응하여 상기 예상 오염 지도를 업데이트 하는 지도 갱신부;
    를 포함하는 오염 탐지 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동 장치에 날씨 정보를 제공하는 날씨 정보 제공부를 더 포함하고,
    상기 이동 장치는 상기 예상 오염 지역에서 측정한 풍향 및 풍속과, 상기 날씨 정보를 이용하여 상기 예상 오염 지도를 생성하는 지도 생성 모듈을 포함하는 오염 탐지 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 예상 오염 지역에서의 풍향을 고려하여 바람이 부는 방향으로 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 상기 이동 경로 상에서 상기 이동 장치의 오염 탐지 동작을 제어하는 오염 탐지 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동 장치의 이동 경로 상에서의 풍향을 고려하여 상기 이동 장치의 오염 탐지 위치를 설정하는 오염 탐지 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 지도 갱신부에서 업데이트 된 예상 오염 지도를 고려하여 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 상기 이동 경로는 기준 위치를 포함하는 폐루프로 설정되는 오염 탐지 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 예상 오염 지역에 복수의 이동 장치를 배치하되, 각각의 상기 이동 장치의 이동 가능 거리, 또는 각각의 상기 이동 장치에 할당된 임무를 고려하여 상기 복수의 이동 장치 각각에 대해 이동 경로를 설정하는 오염 탐지 시스템.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 이동 장치는,
    상기 오염 탐지 결과를 전송하는 통신 모듈;
    오염 탐지 시 탐지용 탐지 시트를 외부로 노출시키는 탐지 모듈; 및
    촬상 모듈;
    을 포함하고,
    상기 오염 탐지 결과는 상기 촬상 모듈을 이용하여 획득되는 상기 탐지 시트의 영상을 포함하는 오염 탐지 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이동 장치는 상기 예상 오염 지역에 투하된 탄(彈)을 촬영하여 종류 및 크기를 인식하고, 인식된 정보를 상기 지도 갱신부에 전송하는 오염 탐지 시스템.
  15. 적어도 하나 이상의 이동 장치를 이용하는 오염 탐지 방법에 있어서,
    오염 상황 발생 여부를 탐지하는 단계;
    상기 오염 상황 발생에 대응하여 예상 오염 지역에 상기 이동 장치를 배치하는 단계;
    상기 이동 장치가 상기 예상 오염 지역에 대한 예상 오염 지도를 생성하는 단계;
    상기 이동 장치로부터 상기 예상 오염 지도를 수신하고, 상기 예상 오염 지도에 대응하여 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 오염 탐지 위치를 포함하는 상기 이동 장치의 동작을 설정하는 단계; 및
    상기 이동 장치로부터 오염 탐지 결과를 수신하고, 상기 오염 탐지 결과에 대응하여 상기 예상 오염 지도를 업데이트 하는 단계;
    를 포함하는 오염 탐지 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이동 장치에 날씨 정보를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 예상 오염 지도를 생성하는 단계에서는 상기 이동 장치가 상기 예상 오염 지역에서 측정한 풍향 및 풍속과, 상기 날씨 정보를 이용하여 상기 예상 오염 지도를 생성하는 오염 탐지 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 이동 장치의 동작을 설정하는 단계에서는 상기 예상 오염 지역에서의 풍향을 고려하여 바람이 부는 방향으로 상기 이동 장치의 이동 경로를 설정하고, 상기 이동 경로 상에서 상기 이동 장치의 오염 탐지 동작을 설정하는 오염 탐지 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 이동 장치의 동작을 설정하는 단계에서는 상기 이동 장치의 이동 경로 상에서의 풍향을 고려하여 상기 이동 장치의 오염 탐지 위치를 설정하는 오염 탐지 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    업데이트 된 예상 오염 지도를 고려하여 상기 이동 장치의 이동 경로를 갱신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 이동 경로는 기준 위치를 포함하는 폐루프로 설정되는 오염 탐지 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 이동 장치를 배치하는 단계에서는 상기 예상 오염 지역에 복수의 이동 장치를 배치하고,
    상기 이동 장치의 동작을 설정하는 단계에서는 각각의 상기 이동 장치의 이동 가능 거리, 또는 각각의 상기 이동 장치에 할당된 임무를 고려하여 상기 복수의 이동 장치 각각에 대해 이동 경로를 설정하는 오염 탐지 방법.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 오염 탐지 결과는 상기 이동 장치가 촬상 모듈을 이용하여 상기 이동 장치에 구비되는 탐지 시트를 촬영한 영상을 포함하는 오염 탐지 방법.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 이동 장치가 상기 예상 오염 지역에 투하된 탄(彈)을 촬영하여 종류 및 크기를 인식하고, 인식된 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 오염 탐지 방법.
  23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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