KR101880099B1 - 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상을 촬영하는 영상 카메라와 촬영 지점 내에 존재하는 열을 촬영하는 열 화상 카메라가 구비된 드론을 수동 또는 자동으로 비행시키며 저탄장에 보관된 유연탄 등의 발화 또는 발화 가능성을 감시하는 저탄장 발화감시 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은 드론을 이용하여 저탄장에 적재된 유연탄의 발화를 감시하는 저탄장 발화감시 시스템에 있어서, 영상을 촬영하는 영상 카메라, 촬영 지점 내에 존재하는 열을 감지하는 열 화상 카메라, 영상 카메라 및 열 화상 카메라의 촬영 각도를 제어하는 짐벌 및 통신 기능을 가지는 통신 장치가 구비되는 드론과, 영상 카메라, 드론, 열 화상 카메라 및 짐벌을 무선 통신 방식으로 제어 가능하고, 촬영되는 영상 및 감지되는 열이 화면에 표시되는 지상 제어 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은 드론을 이용하여 저탄장에 적재된 유연탄의 발화를 감시하는 저탄장 발화감시 시스템에 있어서, 영상을 촬영하는 영상 카메라, 촬영 지점 내에 존재하는 열을 감지하는 열 화상 카메라, 영상 카메라 및 열 화상 카메라의 촬영 각도를 제어하는 짐벌 및 통신 기능을 가지는 통신 장치가 구비되는 드론과, 영상 카메라, 드론, 열 화상 카메라 및 짐벌을 무선 통신 방식으로 제어 가능하고, 촬영되는 영상 및 감지되는 열이 화면에 표시되는 지상 제어 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 드론을 이용하여 저탄장에 적재된 유연탄의 발화를 감시하는 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 영상을 촬영하는 영상 카메라와 촬영 지점 내에 존재하는 열을 촬영하는 열 화상 카메라가 구비된 드론을 수동 또는 자동으로 비행시키며 저탄장에 보관된 유연탄 등의 발화 또는 발화 가능성을 감시하는 저탄장 발화감시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 유연탄은 무연탄에 대응하는 석탄의 한 종류로써, 다량의 휘발성분을 포함하고 있어 연소시에 화염을 일으키고 매연을 발생시키며, 발열량이 높아 발전용으로 주로 사용되는 특징을 가진다.
이러한 유연탄을 저탄장에 쌓아 보관하게 되면, 시간의 흐름에 따라 산화에 의해 내부 온도가 서서히 상승하게 되고, 상승한 온도에 의해 내부가 완전히 건조되면 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄 등의 가스가 발생함에 따라 온도가 급격히 더 상승하게 되어 자연발화 현상이 발생할 수 있다.
석탄의 특성상 발화가 시작되면 진화하기가 매우 까다로워 막대한 양의 유연탄이 손실될 수 있고, 주변 환경이 오염되며 연소 시에 발생하는 냄새로 인해 주변에 큰 피해를 주게 되므로 자연발화를 즉시 감지하여 피해를 최소화하거나 적재된 유연탄 더미의 내부 온도를 측정하여 자연발화를 사전에 억제할 수 있는 방안이 필요한 실정이며, 이와 관련된 발명으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0139227호의 “배가스를 이요한 저탄장 자연발화 방지시스템” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1364000호의 “석탄 자연발화 측정장치”, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0056738호의 “저탄장의 자연발화 감시 시스템 및 방법” 및 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0067015호의 “옥내 저탄장 발화방지 및 진화시스템”이 제안되어 공개된 바 있다.
상기 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0139227호의 “배가스를 이요한 저탄장 자연발화 방지시스템”에는 순산소 발전소에서 배출되는 배가스를 회수하여 수분을 제거하고 압축 저장한 후, 저탄장 하부에 여러 개의 배관을 병렬로 매설하고 배가스를 분사함으로써 저탄장의 자연발화를 방지할 수 있는 시스템에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1364000호의 “석탄 자연발화 측정장치”에는 정량의 석탄시료를 담은 반응기의 내부로 열이 축열되도록 퍼니스를 감싸 구성한 후, 반응기의 내부로 산화기체를 지속적으로 공급하여 반응기 내부에 위치한 석탄시료가 발화되도록 하되, 발화시 발생되는 급격한 온도변화를 통해 석탄시료의 자연발화온도와 시간을 예측하고, 부가적으로 저등급 석탄의 전처리 방식에 따른 석탄의 고품위화(고발열량의 자연발화성이 낮은 석탄으로 전환하는 기술) 여부를 파악할 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었다.
또한, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0056738호의 “저탄장의 자연발화 감시 시스템 및 방법”에는 저탄장의 석탄파일에 매트릭스 형태로 설치되어 석탄파일의 내부 온도 변화를 감지하여 저장하고 온도감지신호를 전송하는 온도 감지 유닛과 온도감지신호를 수신하여 저장하며, 온도 감지 유닛으로 응답신호를 전송하는 중계 유닛 및 유무선 통신을 통해 중계 유닛으로부터 신호를 수신하고, 온도 감지 유닛이 설정온도 이상의 온도를 감지하면 이상신호를 발생하는 감시 서버를 포함하여 구성됨으로써 저탄장에 야적되는 석탄의 내부 온도 변화를 감지하여 화재를 예방할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0067015호의 “옥내 저탄장 발화방지 및 진화시스템”에는 동력을 전달받아 회전하는 벨트, 복수 개가 상기 벨트의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 부착되어 벨트의 회전시 석탄을 가압하는 가압벽, 구동력을 제공하는 구동부, 석탄 내부로 공기유입을 방지하기 위해 저장된 석탄의 상부면을 가압하는 압탄부를 포함하여 구성되어 저탄장에 저장된 석탄을 압탄하거나 산소공급을 차단하여 자연발화를 예방할 수 있고, 자연발화시 화재를 효과적으로 진화할 수 있는 시스템에 관한 발명이 제안되었다.
그러나 상기와 같은 종래 발명들은 광범위한 저탄장 내부 또는 저탄장에 적재된 다량의 석탄을 동시에 관리 또는 감시하여 발화에 의한 자원의 손실을 예방하는 기술에 관한 것으로써, 설비의 설치 및 운용에 과다한 비용이 소요되는 문제가 있으므로, 설치 및 운용에 관한 비용을 절감할 수 있되 저탄장에 적재된 유연탄의 자연발화를 사전에 예방 및 즉시 감지 가능한 효율적인 방안을 제시하는 발명이 요구되는 실정이다.
본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은 상기와 같은 종래발명들의 문제점을 해결하기 위해 제안된 기술로써,
저탄장에 유연탄을 장기 보관시에 자연발화가 상시 발생하여 막대한 양의 유연탄이 손실되고, 주변 환경이 오염되며, 냄새로 인한 민원이 유발되는 문제가 발생하였고,
저탄장에 적재된 다량의 유연탄을 동시에 관리 또는 감시하기 위한 설비의 설치 및 운용에 과다한 비용이 소요되는 문제가 발생하였기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은 상기와 같은 목적을 실현하고자,
드론을 이용하여 저탄장에 적재된 유연탄의 발화를 감시하는 저탄장 발화감시 시스템에 있어서, 상기 저탄장 발화감시 시스템은 영상을 촬영하는 영상 카메라, 촬영 지점 내에 존재하는 열을 감지하는 열 화상 카메라, 상기 영상 카메라 및 상기 열 화상 카메라의 촬영 각도를 제어하는 짐벌 및 통신 기능을 가지는 통신 장치가 구비되는 드론; 상기 드론, 상기 영상 카메라, 상기 열 화상 카메라 및 상기 짐벌을 무선 통신 방식으로 제어 가능하고, 촬영되는 영상 및 감지되는 열이 화면에 표시되는 지상 제어 장치; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템을 제시한다.
본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은,
드론에 구비되는 영상 카메라 및 열 화상 카메라로 저탄장에 적재된 유연탄의 자연발화를 즉시 감지 가능하고, 열 화상 카메라로 적재된 유연탄 더미의 내부 온도를 측정하여 자연발화를 사전에 억제 가능하므로 유연탄의 손실이 방지되고, 환경오염이 방지되며, 냄새로 인한 민원을 방지할 수 있는 효과가 발생하였고,
광범위한 저탄장 내부 전체에 장치를 설치하여 운용하는 대신 이동성이 뛰어난 드론을 이용하여 저탄장에 적재된 유연탄을 감시하므로 설치 및 운용에 관한 비용을 절감할 수 있는 효과가 발생하였다.
도 1은 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 영상 카메라로 촬영되는 영상 및 열 화상 카메라로 감지되는 열이 사용자에게 제공되는 과정을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 드론, 영상 카메라, 열 화상 카메라 및 짐벌이 제어되는 구성을 나타낸 구성도.
도 4(a)는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 지상 제어 장치가 수동 제어 장치로 구성되는 모습을 나타낸 예시도.
도 4(b)는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 지상 제어 장치가 자동 제어 장치로 구성되는 모습을 나타낸 예시도.
도 4(c)는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 지상 제어 장치가 수동 제어 장치 및 자동 제어 장치로 구성되는 모습을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템에 분석 장치가 부가된 모습을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 영상 카메라로 촬영되는 영상 및 열 화상 카메라로 감지되는 열이 사용자에게 제공되는 과정을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 드론, 영상 카메라, 열 화상 카메라 및 짐벌이 제어되는 구성을 나타낸 구성도.
도 4(a)는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 지상 제어 장치가 수동 제어 장치로 구성되는 모습을 나타낸 예시도.
도 4(b)는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 지상 제어 장치가 자동 제어 장치로 구성되는 모습을 나타낸 예시도.
도 4(c)는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템의 지상 제어 장치가 수동 제어 장치 및 자동 제어 장치로 구성되는 모습을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템에 분석 장치가 부가된 모습을 나타낸 구성도.
본 발명은 드론을 이용하여 저탄장에 적재된 유연탄의 발화를 감시하는 시스템에 관한 것으로써,
드론을 이용하여 저탄장에 적재된 유연탄의 발화를 감시하는 저탄장 발화감시 시스템에 있어서, 상기 저탄장 발화감시 시스템은 영상을 촬영하는 영상 카메라(110), 촬영 지점 내에 존재하는 열을 감지하는 열 화상 카메라(120), 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)의 촬영 각도를 제어하는 짐벌(130) 및 통신 기능을 가지는 통신 장치(140)가 구비되는 드론(100); 상기 드론(100), 상기 영상 카메라(110), 상기 열 화상 카메라(120) 및 상기 짐벌(130)을 무선 통신 방식으로 제어 가능하고, 촬영되는 영상 및 감지되는 열이 화면에 표시되는 지상 제어 장치(200); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
우선, 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은 드론을 이용하여 저탄장에 적재된 유연탄의 발화를 감시하는 저탄장 발화감시 시스템에 관한 것으로써, 도 1에 도시된 바와 같이, 영상을 촬영하는 영상 카메라(110), 촬영 지점 내에 존재하는 열을 감지하는 열 화상 카메라(120), 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)의 촬영 각도를 제어하는 짐벌(130) 및 통신 기능을 가지는 통신 장치(140)가 구비되는 드론(100)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 드론(100)은 고정익인 로터(rotor)가 장착된 복수 개의 로터 암이 사방으로 뻗어나간 형태의 무인 항공기로써, 로터가 두 개로 구성되는 듀얼콥터, 로터가 세 개로 구성되는 트리콥터, 로터가 네 개로 구성되는 쿼드콥터, 로터가 여섯 개로 구성되는 헥사콥터, 로터가 여덟 개로 구성되는 옥토콥터 등으로 구성될 수 있고, 사용자에 의한 수동 제어 또는 자동 제어 방식으로 제어되어 저탄장에 적재된 유연탄 더미의 상공을 비행하는 역할을 수행한다.
상기 영상 카메라(110)는 상기 드론(100)의 전방, 양 측방 및 하방 등을 실시간 촬영 가능한 장비로써, 영상 카메라(110)에 의해 촬영되는 화면은 도 2에 도시된 바와 같이, 드론(100)을 조종하기 위한 시야를 제공하는 용도로 사용자에게 제공됨과 동시에 사용자 등이 발화 전조 현상 및 발화 상태를 즉시 인지하기 위한 용도로 사용되고, 상기 열 화상 카메라(120)는 육안으로 식별 불가한 열을 감지 가능한 장비로써, 열 화상 카메라(120)에 의해 감지된 촬영 지점 내에 존재하는 모든 열은 온도에 따라 각기 다른 색으로 화면에 표시되어, 사용자 등이 발화가 임박한 지점을 인지할 수 있도록 한다.
즉, 사용자 등은 유연탄 더미에서 발생하는 연기가 상기 영상 카메라(110)에 의해 촬영되는 화면에 포착되면 이를 발화 전조 현상으로 판단하고 즉시 조치할 수 있고, 상기 열 화상 카메라(120)에 포착되는 유연탄 더미 일부의 온도가 발화점에 도달 임박하면 이를 발화 임박 지점으로 판단하고 즉시 조치하여 화재를 사전에 예방할 수 있으며, 영상 카메라(110)에 화염이 포착되거나 열 화상 카메라(120)에 포착되는 온도가 발화점 이상이면 이를 화재 발생으로 판단하고 즉시 조치하여 화재에 의한 피해를 최소화할 수 있다.
이때, 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)는 상기 드론(100)에 각각 복수 개가 구비되어 사용자 등에게 동시에 복수 개의 화면을 제공하도록 구성될 수도 있으나, 이러한 구성은 드론(100)의 비행 성능 저하를 유발하므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은 상기 드론(100)의 하방 또는 측면에 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)의 촬영 각도를 제어하는 짐벌(130)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 짐벌(130)은 사용자에 의하여 수동 제어되거나 자동으로 제어되어 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)의 촬영 각도를 조정할 수 있고, 상기 드론(100)의 비행으로 인하여 발생하는 영상 카메라(110) 및 열 화상 카메라(120)의 흔들림을 보정하는 장치로써, 영상 카메라(110) 및 열 화상 카메라(120)를 각각 조정할 수 있도록 드론(100)의 하방 또는 측방에 복수 개가 구비되어 드론(100)의 이동 비행 또는 정지 비행 중 다양한 각도로 흔들림없는 영상이 촬영되도록 한다.
이때, 사용자 등이라 함은 조종 장치를 이용하여 드론(100)을 직접 수동 조작하는 사용자 및 드론(100)의 제어에 직접 관여하지 않으나 실시간으로 촬영되는 화면을 통하여 유연탄 더미를 감시하는 사용자를 포함하며, 이에 더하여 드론(100)을 자동 제어 가능하고 발화 전조 현상 및 발화 상태를 인지 가능한 상기 시스템을 포함한다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 드론(100)의 내부에는 사용자에 의한 수동 제어 신호 또는 자동 제어 신호에 의하여 드론(100)의 비행을 제어하는 드론 제어부(150)가 구비되어야 하고, 사용자에 의한 수동 제어 신호 또는 자동 제어 신호에 의하여 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)를 구동 또는 구동 정지시키고, 줌인 및 줌 아웃 시키는 카메라 제어부(160)가 구비되어야 하며, 사용자에 의한 수동 제어 신호 또는 자동 제어 신호에 의하여 상기 짐벌(130)을 일정 각도로 축 회전시키는 짐벌 제어부(170)가 구비되어야 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 통신 장치(140)는 아래에서 설명되는 지상 제어 장치(200)로부터 전송되는 각종 신호, 즉, 상기 드론 제어부(150)가 상기 드론(100)의 비행을 제어하기 위한 제어 신호, 상기 카메라 제어부(160)가 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)를 구동 또는 구동 정지시키며, 줌인 및 줌 아웃 시키기 위한 제어 신호 그리고 상기 짐벌 제어부(170)가 상기 짐벌(130)을 축 회전시키기 위한 제어 신호를 수신하고, 드론(100)에서 수집되는 각종 정보와 영상 카메라(110) 및 열 화상 카메라(120)가 촬영하는 영상을 외부로 전송한다.
이때, 드론(100)에서 수집되는 각종 정보라 함은 드론(100)에 탑재될 수 있는 GPS(Global Positioning System; 위성 항법 시스템), 고도계 등으로부터 수집되는 드론(100)의 현재 위치정보 및 고도 정보, 드론(100)에 탑재될 수 있는 온도 및 습도계로부터 수집되는 저탄장 내부의 온도 및 습도 등을 포함하며, 필요에 따라 다양한 장치를 탑재하여 그에 따른 다양한 정보를 더 수집 가능하다 할 것이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은 상기 드론(100), 상기 영상 카메라(110), 상기 열 화상 카메라(120) 및 상기 짐벌(130)을 무선 통신 방식으로 제어 가능하고, 촬영되는 영상 및 감지되는 열이 화면에 표시되는 지상 제어 장치(200)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 지상 제어 장치(200)는 지상에 구비되어 사용자에 의한 수동 제어 또는 시스템에 의한 자동 제어에 의하여 생성되는 드론(100)의 비행을 제어하기 위한 제어 신호, 영상 카메라(110) 및 열 화상 카메라(120)를 구동 또는 구동 정지시키고, 줌인 및 줌 아웃 시키기 위한 제어 신호 그리고 짐벌(130)을 축 회전시키기 위한 제어 신호를 상기 통신 장치(140)로 전송하는 장치로써, 사용자에게 상기 드론(100)을 제어하기 위한 편의성을 제공하기 위하여 통신 장치(140)로부터 전송되는 실시간 영상을 수신하여 화면에 표시하도록 구성되고, 사용자가 발화 전조 현상 및 발화 상태를 즉시 인지할 수 있도록 실시간 영상에 더하여 촬영되는 열이 화면에 표시되도록 구성된다.
또한, 상기 지상 제어 장치(200)는 드론(100)에 탑재될 수 있는 GPS, 고도계 등으로부터 수집되는 드론(100)의 현재 위치정보 및 고도 정보, 드론(100)에 탑재될 수 있는 온도 및 습도계로부터 수집되는 저탄장 내부의 온도 및 습도 등을 통신 장치(140)로부터 전송받아 더 표시 가능하다.
도 4(a) 내지 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 상기 지상 제어 장치(200)는 상기 드론(100), 상기 영상 카메라(110), 상기 열 화상 카메라(120) 및 상기 짐벌(130)을 무선 통신 방식으로 수동 제어 가능한 수동 제어 장치(210) 또는 상기 드론(100), 상기 영상 카메라(110), 상기 열 화상 카메라(120) 및 상기 짐벌(130)을 무선 통신 방식으로 자동 제어 가능한 자동 제어 장치(220) 중 어느 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 수동 제어 장치(210) 및 자동 제어 장치(220)가 각각 구비되거나 지상 제어 장치(200)에 수동 제어 장치(210) 및 자동 제어 장치(220)가 모두 포함되도록 구성될 수 있다.
상기 수동 제어 장치(210)에 의하여 상기 드론(100) 등을 제어하는 방식은 일반적인 무선 제어 방식에 의함이 바람직하며 상기 자동 제어 장치(220)에 의하여 드론(100) 등을 제어하는 방식은 다음과 같은 다양한 실시예와 같이 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로써, 사용자는 상기 자동 제어 장치(220)에 위도 정보, 경도 정보 그리고 고도 정보로 구성되는 복수 개의 좌표 정보를 순서대로 입력하여 상기 드론(100)의 비행 경로를 기지정할 수 있고, 이후 상기 드론(100)은 입력된 좌표 정보의 순서에 따라 해당 좌표로 연속 비행하며 저탄장에 적재된 유연탄의 발화에 관한 감시 비행을 수행할 수 있다.
이때, 상기 자동 제어 장치(220)는 상기 드론(100)의 비행 중 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)가 자동으로 구동되도록 상기 통신 장치(140)로 제어 신호를 전송함이 바람직하고, 영상 카메라(110) 및 열 화상 카메라(120)가 다양한 각도로 영상 및 열을 촬영 가능하도록 상기 짐벌(130)을 축 회전시키기 위한 제어 신호를 통신 장치(140)로 전송함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예로써, 사용자는 상기 자동 제어 장치(220)에 위도 정보, 경도 정보 그리고 고도 정보로 구성되는 복수 개의 좌표 정보를 순서대로 입력하되 각각의 좌표 정보에 시간 정보를 더 입력할 수 있고, 이후 상기 드론(100)은 입력된 좌표 정보의 순서에 따라 해당 좌표로 비행하되 각각의 좌표마다 입력된 시간 정보에 따라 정지 비행하며 저탄장에 적재된 유연탄의 발화에 관한 감시 비행을 수행할 수 있다.
이때, 상기 시간 정보라 함은 정해진 시간마다 상기 드론(100)을 특정 위치로 비행시키기 위한 시각 정보 또는 정해진 시간 동안 드론(100)을 정지 비행시키기 위한 정지 시간 정보 등으로 구성 가능하고, 상기 자동 제어 장치(220)는 상기 드론(100)의 비행 중 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)가 자동으로 구동되도록 상기 통신 장치(140)로 제어 신호를 전송함이 바람직하고, 영상 카메라(110) 및 열 화상 카메라(120)가 다양한 각도로 영상 및 열을 촬영 가능하도록 상기 짐벌(130)을 축 회전시키기 위한 제어 신호를 통신 장치(140)로 전송함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예로써, 상기 자동 제어 장치(220)는 상기 수동 제어 장치(210)를 이용하는 사용자의 수동 제어에 의한 드론(100)의 비행경로를 자동으로 저장하도록 구성될 수 있고, 이후 상기 드론(100)은 저장된 비행경로에 따라 자동으로 비행하며 저탄장에 적재된 유연탄의 발화에 관한 감시 비행을 수행할 수 있다.
이때, 상기 자동 제어 장치(220)는 상기 수동 제어 장치(210)를 이용하는 사용자의 수동 제어에 의한 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)의 구동 제어 신호와 상기 짐벌(130)의 축 회전 제어 신호를 자동으로 저장하여, 드론(100)의 자동 비행 중 활용 가능한 구성이다.
다만, 상기 드론(100)의 자동 비행 중 상기 영상 카메라(110), 상기 열 화상 카메라(120) 그리고 상기 짐벌(130)에 관한 제어가 반드시 자동으로 수행되어야 하는 것은 아니며, 드론(100)은 자동으로 비행되나 영상 카메라(110), 열 화상 카메라(120) 그리고 짐벌(130)은 수동으로 제어되도록 구성 가능하고, 드론(100)은 수동으로 비행되나 영상 카메라(110), 열 화상 카메라(120) 그리고 짐벌(130)은 자동으로 제어되도록 구성 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은 상기 드론(100)이 상기 지상 제어 장치(200)와의 무선 통신이 단절되는 경우 기설정된 회귀용 좌표로 자동 비행하여 착륙하는 자동 회귀 기능을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 자동 회귀 기능은 상기 지상 제어 장치(200)의 고장, 무선 통신 장애 등과 같은 다양한 원인으로 인하여 지상 제어 장치(200)를 통한 상기 드론(100)의 제어가 불가한 경우에 드론(100)의 추락을 방지하기 위한 기능으로써, 드론(100)에는 사용자에 의하여 회귀용 좌표가 기입력될 수 있고, 구동시의 현재 좌표가 자동으로 갱신되어 회귀용 좌표로 저장되도록 구성될 수 있으며, 상기 회귀용 좌표의 저장 및 자동 회귀 기능은 상기 드론 제어부(150)에서 수행됨이 바람직하다.
또한, 상기 드론(100)은 비행 도중 저탄장 내부의 구조물 또는 유연탄 더미 등과의 충돌로 인한 추락을 방지하기 위하여 드론(100)과 외부 물체와의 거리가 기설정된 거리 이내로 좁혀지는 경우에 정지 비행하거나 현재 위치를 이탈하는 자동 회피 기능을 가지도록 구성될 수 있고, 이에 따라 드론(100)에는 하나 이상의 거리 센서가 구비될 수 있다.
이때, 상기 드론(100)이 현재 위치를 이탈한다 함은 드론(100)이 급격히 상승 비행하거나 일시 정지 후 후진 비행하는 등의 움직임을 말하며, 반드시 이러한 예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템은 상기 통신 장치(140)로부터 전송되는 영상 및 감지된 열을 분석하여 발화 전조 현상 및 발화 상태를 판단하는 분석 장치(230)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 분석 장치(230)는 상기 영상 카메라(110)로 촬영되는 영상에 연기가 포착되거나 상기 열 화상 카메라(120)로 감지되는 열의 온도가 발화점에 도달 임박한 경우 이를 발화 전조 현상으로 판단하고, 영상 카메라(110)로 촬영되는 영상에 화염이 포착되거나 열 화상 카메라(120)로 감지되는 열의 온도가 발화점을 넘어서는 경우 이를 발화 상태로 판단하여, 즉시 사용자 등에게 경고하기 위한 경고 신호를 생성하는 장치로써, 상기 지상 제어 장치(200)와 별도의 장치로 구성될 수 있으나 지상 제어 장치(200) 내부에 포함되도록 구성될 수도 있다.
이때, 상기 분석 장치(230)에서 생성된 경고 신호는 상기 지상 제어 장치(200)의 화면에 경고 메시지로 표시되거나 경고음으로 표현되는 등 다양한 방식에 의하여 사용자가 발화 전조 현상 또는 발화 상태를 즉시 인지할 수 있도록 한다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 드론 110 : 영상 카메라
120 : 열 화상 카메라 130 : 짐벌
140 : 통신 장치 150 : 드론 제어부
160 : 카메라 제어부 170 : 짐벌 제어부
200 : 지상 제어 장치 210 : 수동 제어 장치
220 : 자동 제어 장치 230 : 분석 장치
120 : 열 화상 카메라 130 : 짐벌
140 : 통신 장치 150 : 드론 제어부
160 : 카메라 제어부 170 : 짐벌 제어부
200 : 지상 제어 장치 210 : 수동 제어 장치
220 : 자동 제어 장치 230 : 분석 장치
Claims (5)
- 드론을 이용하여 저탄장에 적재된 유연탄의 발화를 감시하는 저탄장 발화감시 시스템에 있어서,
상기 저탄장 발화감시 시스템은,
영상을 촬영하는 영상 카메라(110), 촬영 지점 내에 존재하는 열을 감지하는 열 화상 카메라(120), 상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)의 촬영 각도를 제어하는 짐벌(130), 거리 센서 및 통신 기능을 가지는 통신 장치(140)가 구비되는 드론(100);
상기 드론(100), 상기 영상 카메라(110), 상기 열 화상 카메라(120) 및 상기 짐벌(130)을 무선 통신 방식으로 제어 가능하고, 촬영되는 영상 및 감지되는 열이 화면에 표시되는 수동 제어 장치(210) 또는 자동 제어 장치(220) 중 어느 하나 이상으로 구성되는 지상 제어 장치(200);
상기 통신 장치(140)로부터 전송되는 영상 및 감지된 열을 분석하여 발화 전조 현상 및 발화 상태를 판단하는 분석 장치(230); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 드론(100)은,
외부 물체와의 거리가 기설정된 거리 이내로 좁혀지면 정지 비행, 상승 비행 또는 일시 정지 후 후진 비행하는 자동 회피 기능을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 자동 제어 장치(220)는,
상기 수동 제어 장치(210)를 이용하는 사용자의 수동 제어에 의한 상기 드론(100)의 비행경로를 자동으로 저장하여, 저장된 비행경로에 따라 드론(100)을 자동으로 비행시킬 수 있고, 순서대로 입력된 복수 개의 좌표 정보에 따라 상기 드론(100)을 비행시키되, 각각의 좌표마다 입력된 시간 정보에 따라 드론(100)을 정지 비행시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 드론(100)에는,
상기 드론(100)을 제어하는 드론 제어부(150);
상기 영상 카메라(110) 및 상기 열 화상 카메라(120)를 제어하는 카메라 제어부(160);
상기 짐벌(130)을 제어하는 짐벌 제어부(170); 가 구비되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 드론(100)은,
상기 지상 제어 장치(200)와의 무선 통신이 단절되는 경우 기설정된 회귀용 좌표로 자동 비행하여 착륙하는 자동 회귀 기능을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 저탄장 발화감시 시스템.
- 삭제
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