본 발명의 실시예에 따른 수상 인명 구조 시스템은, 스테레오 타입의 촬영부를 통해 수상 환경을 관제하는 관제 유닛; 및 관제 유닛으로부터 제공되는 정보에 기초하여 익수자 발생 시 익수자를 구조하는 구조 유닛;을 포함하며, 구조 유닛은, 익수자의 구조가 가능한 구조 로봇; 및 구조 로봇의 정박이 가능한 공간을 제공하며, 관제 유닛으로부터 수신된 정보를 구조 로봇에게 전달하는 베이스 스테이션;을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 관제 유닛으로부터 획득된 정보를
토대로 베이스 스테이션에 대기 가능한 구조 로봇을 실시간으로 제어할 수 있어, 익수자 발생 시와 같은 위급한 상황에 바로 구조 로봇을 출동시킬 수 있어 위급한 상황에 대한 대처를 신속하게 수행할 있다. 수상 인명 구조 시스템 및 그의 구조 방법{lifesaving system and method to save thereof} 수상 인명 구조 시스템 및 그의 구조 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 관제 유닛으로부터 획득된 정보를 토대로 베이스
스테이션에 대기 가능한 구조 로봇을 실시간으로 제어할 수 있어, 익수자 발생 시와 같은 위급한 상황에 바로 구조 로봇을 출동시킬 수 있어 위급한 상황에 대한 대처를 신속하게 수행할 있는 수상 인명 구조 시스템 및 그의 구조 방법이 개시된다. 소득 증대 및 주5일 근무제의 시행 등으로 인해 생활 환경이 전반적으로 좋아지면서 레저 활동에 대한 관심도 높아지고 있으며, 실제로 기호에 맞춰 다양한 레저 활동이 이루어지고 있다. 예를 들면, 수상 환경에서의 레저가 증가하고 있는데, 특히 해수욕장과 같은 곳에서 피서객 수가 지속적으로 늘어나고 있다. 그러나, 이에 맞춰 수상 안전사고도 증가하고 있다. 하지만, 수상 인명 구조 인프라는 지역 또는 기관별로 소규모 인력과 장비를 독자 운영함으로써 효율적인 대처가 미흡한 실정이다. 따라서, 해변에서 이안류(rip current), 해일 등과 같은
재해가 발생될 때 효율적인 대처를 하지 못해 인명 구조를 하지 못하는 안타까운 상황도 빈번하게 발생되고 있다. 부연하면, 익사 사고가 발생되는 경우 익수자가 3분 이내에 호흡 곤란 및 경련 등을 겪게 되는데, 기존의 수동 장비를 이용한 안전요원의 투입만으로는 신속한 대처가 어렵다. 이에, 수상 환경에서 익사 사고와 같은 안전사고 발생 시 익수자의 의식이 존재하는 시간(예를 들면 2분) 내에 익수자에게 도달하여 익수자를 구조할 수 있는 무인의 수상 인명 구조 시스템의 개발이 요구되는 실정이다. 본 발명의 실시예에 따른 목적은, 관제 유닛으로부터 획득된 정보를 토대로 베이스 스테이션에 대기 가능한 구조 로봇을 실시간으로 제어할 수 있어, 익수자 발생 시와 같은 위급한 상황에 바로 구조 로봇을 출동시킬 수 있어 위급한 상황에 대한 대처를 신속하게 수행할
있는 수상 인명 구조 시스템 및 그의 구조 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 관제 유닛의 획득 정보에 의해 구조 로봇의 위치와 목표 지점의 위치까지의 이동 경로가 실시간으로 보정됨으로써 위급한 상황 발생 시 목표 지점으로 구조 로봇이 정확하게 이동할 수 있는 수상 인명 구조 시스템 및 그의 구조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 수상 인명 구조 시스템은, 스테레오 타입의 촬영부를 통해 수상 환경을 관제하는 관제 유닛; 및 상기 관제 유닛으로부터 제공되는 정보에 기초하여 익수자 발생 시 상기 익수자를 구조하는 구조 유닛;을 포함하며, 상기 구조 유닛은, 상기 익수자의 구조가 가능한 구조 로봇; 및 상기 구조 로봇의 정박이 가능한 공간을 제공하며, 상기 관제 유닛으로부터 수신된 정보를 상기 구조 로봇에게 전달하는 베이스 스테이션;을 포함하며, 이러한
구성에 의해서, 관제 유닛으로부터 획득된 정보를 토대로 베이스 스테이션에 대기 가능한 구조 로봇을 실시간으로 제어할 수 있어, 익수자 발생 시와 같은 위급한 상황에 바로 구조 로봇을 출동시킬 수 있어 위급한 상황에 대한 대처를 신속하게 수행할 있다. 일측에 의하면, 상기 관제 유닛은, 상기 수상 환경에서 발생 가능한 상기 익수자 및 상기 구조 로봇의 위치를 인식 및 추적하는 객체 및 위치 인식/추적부; 및 상기 촬영부 및 상기 객체 및 위치 인식/추적부로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 구조 로봇의 위치로부터 상기 익수자가 있는 위치까지 이동 경로를 생성하고, 상기 베이스 스테이션과 송수신 가능한 관제부를 더 포함할 수 있다. 일측에 의하면, 상기 촬영부는 스테레오 타입을 갖는 복수 개의 스테레오 카메라를 포함하며, 상기 복수 개의 스테레오 카메라의 공통 화각을 확장하여 상기 수상 환경을 형성하는 수상 영역에 대한 위치맵을 설정할 수 있다. 일측에
의하면, 상기 복수 개의 스테레오 카메라로부터 획득된 상기 위치맵에 기반하여 상기 수상 환경의 영역을 안전 수역 및 위험 수역으로 구획하고, 상기 관제부는 상기 위험 수역으로 입욕객이 접근할 경우 상기 스테레오 카메라 및 상기 객체 및 위치 인식/추적부를 통해 상기 입욕객의 이동 속도 및 육상과의 거리를 추정하여 추정된 정보를 상기 베이스 스테이션으로 전송할 수 있다. 일측에 의하면, 상기 구조 로봇은, 로봇 몸체; 상기 로봇 몸체에 장착되며, 상기 베이스 스테이션과 신호 송수신하는 로봇 신호 송수신부; 상기 로봇 몸체에 장착되며, 상기 로봇 신호 송수신부에 의해 수신된 정보를 토대로 상기 로봇 몸체를 구동시키는 로봇 제어부; 및 상기 로봇 몸체에 장착되며, 상기 수상 환경에서 상기 로봇 몸체의 위치를 인식하도록 하는 로봇 센서부를 포함할 수 있다. 일측에 의하면, 상기 로봇 센서부는, 영상 센서와, 초분광 센서(hyper-spectral camera), 적외선 영상센서(IR camera), 소나(sonar, 수중 음파 탐지기), 초음파 센서, 위치 추적부(GPS, global positioning system)와, 관성 측정부(IMU, Inertial Measurement Unit)를 포함하는 환경인식 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일측에 의하면, 익수자 발생 시, 상기 관제 유닛에 의해 획득된 영상 정보 및 위치 정보를 통해 상기 구조 로봇의 현재 위치로부터 상기 익수자까지의 이동 경로가 설정되며, 상기 구조 로봇은 상기 관제 유닛으로부터 상기 베이스 스테이션을 거쳐 받은 정보를 토대로 상기 이동 경로를 따라 자율 항법으로 이동할 수 있다. 일측에 의하면, 상기 관제 유닛에 의해 실시간으로 획득되는 정보를 토대로, 상기 구조 로봇의 이동에 따른 상기 이동 경로는 실시간으로 보정될 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 수상 인명 구조 시스템의 구조 방법은, 상기 관제 유닛의 관제를 통해
상기 수상 환경에 대한 정보를 획득하는 정보 획득 단계; 획득된 상기 정보를 상기 베이스 스테이션으로 전송하여, 상기 수상 환경 상태를 상기 베이스 스테이션에 전달하는 정보 전달 단계; 및 상기 수상 환경에서 상기 익수자 발생에 대한 정보가 상기 베이스 스테이션에 전달되는 경우, 상기 구조 로봇을 구동하여 상기 익수자에게 보내는 구조 로봇 작동 단계;를 포함할 수 있으며, 이러한 단계적 구성에 의해서, 관제 유닛으로부터 획득된 정보를 토대로 베이스 스테이션에 대기 가능한 구조 로봇을 실시간으로 제어할 수 있어, 익수자 발생 시와 같은 위급한 상황에 바로 구조 로봇을 출동시킬 수 있어 위급한 상황에 대한 대처를 신속하게 수행할 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 관제 유닛으로부터 획득된 정보를 토대로 베이스 스테이션에 대기 가능한 구조 로봇을 실시간으로 제어할 수 있어, 익수자 발생 시와 같은 위급한 상황에 바로 구조 로봇을 출동시킬 수 있어 위급한 상황에 대한 대처를 신속하게 수행할 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 관제 유닛의 획득 정보에 의해 구조 로봇의 위치와 목표 지점의 위치까지의 이동 경로가 실시간으로 보정됨으로써 위급한 상황 발생 시 목표 지점으로 구조 로봇이 정확하게 이동할 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 인명 구조 시스템이 적용되는 수상 환경을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 인명 구조 시스템이 적용되는 수상 환경을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 인명 구조 시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 관제 유닛의 촬영부에 의해 설정되는 수상 환경의 위치맵을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 촬영부의 복수 개의 스테레오 카메라에 의해 설정되는 공통 화각을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 2에 도시된 촬영부에 의해 촬영되는 수상 환경의 안전 수역 및 위험 수역을 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 인명 구조 시스템(100)은, 수상 환경(101S)을 감시하는 관제 유닛(110)과, 관제 유닛(110)으로부터 제공되는 정보에 기초하여 수상 환경(101S)에서 익수자(101) 발생 시 익수자(101)를 구조하는 구조 로봇(150)을 구비하는 구조 유닛(130)을 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의해서, 익수자(101) 발생 시 최소의 시간에 익수자(101)를 구조할 수 있어 익수자(101)의 생명의 유지 가능성을 향상시킬 수 있다. 각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 관제 유닛(110)은, 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 수상 환경(101S)을 촬영하는 촬영부(120)와, 수상 환경(101S)에서 발생 가능한 익수자(101) 및 구조 로봇(150)을 인식 및 추적하는 객체 및 위치 인식/추적부(127) 그리고 이들로부터 제공된 정보를 통해 구조 로봇(150)으로부터 익수자(101)로의 이동 경로 등을 생성하는 관제부(125)를 포함할 수 있다. 본 실시예의 촬영부(120)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수상 환경(101S)에서 해변을 따라 배치되는 복수 개의 스테레오 카메라(121)를 구비함으로써 스테레오(stereo) 타입으로 마련될 수 있다. 도 3을 참조하면, 복수 개의 스테레오 카메라(121)가, 수상 환경(101S)을 같이 촬영함으로써 각 스테레오 카메라(121)의 양안 시차를 통한 스테레오 카메라(121)와 객체, 예를 들면 익수자(101) 또는 구조 로봇(150) 간의 거리 계산이 가능하고 이를 통해 스테레오 카메라(121)를 원점으로 하는 2차원 좌표를 생성할 수 있다. 또한, 넓은 범위를 갖는 해수욕장과 같은 수상 환경(101S)에 복수 개의 스테레오 카메라(121)를 배치함으로써 스테레오 카메라(121) 각각의 공통 화각을 확장하여 수상 환경(101S) 전역에 대한 위치맵(101M)을 생성할 수 있다. 위치맵(101M)은, 도 3에 도시된 것처럼, 수상 환경(101S)을 좌표로 표시함으로써 위치맵(101M)을 이용하여 익수자(101)의 위치 및 구조 로봇(150)의 위치 등을 정확하게 감지할 수 있다. 도 4를 통해, 복수 개의 스테레오 카메라(121)가 해변을 따라 스테레오 타입으로 배치됨으로써 공통 화각을 확장할 수 있음을 알 수 있고, 생성된 위치맵(101M)의 좌표에 의해 익수자(101)의 위치가 (XO, ZO)에 있음을 인식할 수 있고 구조 로봇(150)의 위치가 (XR, ZR)에 있음을 인식할 수 있어 관제부(125)에 의해 구조 로봇(150)의 이동 경로를 설정할 수 있다. 아울러, 복수 개의 스테레오 카메라가 스테레오 타입으로 마련됨으로써 수상 환경(101S)의 수상 영역에 대한 위치맵(101M)을 생성하게 되면, 도 5에 도시된 것처럼, 미리 설정된 안전 수역(102S)과, 위험 수역(103S)을 영상에서 일치하여 볼 수 있다. 이를 통해, 가령 입욕객(102)이 위험 수역(103S)으로 접근하는 경우 복수 개의 스테레오 카메라(121)가 입욕객(102)을 촬영하고 객체 및 위치 인식/추적부(127)가 입욕개(102)의 위치를 실시간으로 추적함으로써 관제부(125)에서 입욕객(102)의 이동 속도 및 육상과의 거리를 추정할 수 있다. 또한 추정된 정보를 베이스 스테이션(140)으로 제공하여 비상 사태 시 구조 로봇(150)이 바로 출동할 수 있도록 출동 태세를 준비시킬 수 있다. 한편, 본 실시예의 구조 로봇(150)은 평상 시 베이스 스테이션(140)에 정박한 상태를 유지하다가 관제부(125)와 신호 송수신하는 베이스 스테이션(140)으로부터 명령 신호가 주어지는 경우 목표 지점, 예를 들면 익수자(101)가 있는 위치로 이동하게 된다. 이러한 구조 로봇(150)은, 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 것처럼, 익수자(101)가 물 속에서 의지하기 용이하도록 유선 형태를 갖는 로봇 몸체(151)와, 로봇 몸체(151)에 장착되며 베이스 스테이션(140)과 신호 송수신하는 로봇 신호 송수신부(152)와, 로봇 신호 송수신부(152)에 의해 수신된 명령 신호를 토대로 로봇 몸체(151)를 구동시키는 로봇 제어부(153)와, 로봇 몸체(151)에 장착되어 수상 환경(101S)에서 자신의 위치를 감지하도록 하는 로봇 센서부(154)를 포함할 수 있다. 여기서, 로봇 센서부(154)는, 도 2에 도시된 것처럼, 영상 센서, 초분광 센서(hyper-spectral camera), 적외선 영상센서(IR camera), 소나(sonar, 수중 음파 탐지기), 초음파 센서, 위치 추적부(GPS, global positioning system), 관성 측정부(IMU, Inertial Measurement Unit) 등과 같은 다양한 환경인식 센서(155)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 관제부(125)에 자신의 위치를 알릴 수 있으며 따라서 익수자(101) 발생 시 로봇 센서부(154)의 감지 기능을 이용하여 구조 로봇(150)은 익수자(101)가 있는 위치로 빠르게 이동할 수 있다. 여기서, 위치 추적부(156)를 통해 위성을 이용하여 구조 로봇(150)의 위치 파악 및 이동이 정확하게 이루어질 수 있음은 물론 가령 신호 단절에 의해 위치 추적부(156)가 작동하지 않더라도 관성 측정부(157)를 이용하여 구조 로봇(150)의 위치 파악 및 이동을 정확하게 수행할 수 있다. 이러한 구성의 구조 로봇(150)은, 전술한 것처럼, 관제 유닛(110)의 촬영부(120)에 의해 획득된 영상 정보 및 객체 및 위치 인식/추적부(127)에 의해 획득된 정보를 토대로 익수자(101) 발생 위치로 이동할 수 있다. 이 때, 관제부(125)에 의해 구조 로봇(150) 및 익수자(101) 발생 위치 간의 이동 경로가 정확하게 생성될 수 있으며, 이 정보가 베이스 스테이션(140)을 거쳐 구조 로봇(150)에 전달되어 구조 로봇(150)은 목표 지점으로 정확하게 이동할 수 있다. 본 실시예의 구조 로봇(150)은 무인 로봇으로 자율 항법으로 작동하여 목표 지점으로 이동할 수 있기 때문에 최소의 시간 내에 목표 지점까지 이동할 수 있으며 따라서 익수자(101)의 구조를 안전하게 수행할 수 있다. 다만, 구조 로봇(150)의 이동에 따라 이동 경로에 오차가 발생될 수 있는데, 전술한 촬영부(120)에 구비되는 복수 개의 스테레오 카메라(121)의 실시간 촬영에 의해 구조 로봇(101)으로부터 익수자(101) 발생 위치까지의 이동 경로는 실시간으로 보정될 수 있고, 보정된 정보가 구조 로봇(150)에 전달되어 구조 로봇(150)은 정확하게 이동할 수 있다. 한편, 도 6을 참조하여 관제 유닛(110)의 정보 획득으로부터 구조 로봇(150)이 작동되기까지의 과정을 개략적으로 설명하기로 한다. 먼저, 촬영부(120)의 복수 개의 스테레오 카메라(121)의 촬영(S100)에 의해 수상 환경(101S)의 영상이 추출(S200)되고 구조 로봇(150)의 위치가 검출(S300)되며, 이를 통해 설정된 위치맵(101M)에서 발생 가능한 익수자(101)의 위치값 및 구조 로봇(150)의 위치값이 추정(S400)될 수 있다. 이후, 구조 로봇(150)의 위치로부터 익수자(101)의 위치까지 이동 경로가 수립(S500)될 수 있으며, 구조 로봇(150)이 이동 경로를 따라 구동(S600)될 수 있다. 이 때 전술한 것처럼 이동 경로가 실시간으로 보정되며, 아울러 구조 로봇(150)이 갖는 자체의 로봇 센서부(154) 등을 이용하여 이동 과정에서의 주변 환경을 인식할 수 있어 구조 로봇(150)이 목표 지점으로 정확하게 이동할 수 있다. 한편, 이하에서는 전술한 내용을 토대로 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 인명 구조 시스템의 구조 방법에 대해서 개략적으로 설명하기로 한다. 본 실시예의 수상 인명 구조 시스템(100)의 구조 방법은, 관제 유닛(125)의 촬영부(120)를 통해 수상 환경(101S)에 대한 정보를 획득하는 정보 획득 단계와, 획득된 정보를 베이스 스테이션(140)으로 전송하여 수상 환경(101S) 상태를 베이스 스테이션(140)에 실시간으로 전달하는 정보 전달 단계와, 수상 환경(101S)에서 익수자(101) 발생에 대한 정보가 베이스 스테이션(140)에 전달되는 경우 구조 로봇(150)을 구동하여 익수자(101)에게 보내는 구조 로봇 작동 단계를 포함할 수 있다. 본 실시예의 정보 획득 단계는, 복수 개의 스테레오 카메라(121)를 갖는 촬영부(120)에 의해 수상 환경(101S)이 실시간으로 촬영된 정보를 획득하는 단계이며 아울러 객체 및 위치 인식/추적부(127)에 의해 객체, 예를 들면 익수자(101) 또는 구조 로봇(150)의 위치에 대한 정보를 실시간으로 획득하는 단계이다. 이 단계 시 획득된 정보를 통해, 관제부(125)는 익수자(101) 발생 시 구조 로봇(150)의 위치로부터 익수자(101)까지의 이동 경로를 생성할 수 있으며, 정보 전달 단계 시 관제부(125)로부터 베이스 스테이션(140)으로 해당 정보가 전달될 수 있다. 본 실시예의 구조 로봇 작동 단계는, 베이스 스테이션(140)으로부터 주어지는 명령 신호에 따라 구조 로봇(150)이 작동하는 단계로서, 구조 로봇(150)이 베이스 스테이션(140)으로부터 이동 경로를 따라 목표 지점으로 이동 시에도 베이스 스테이션(140)은 보정된 이동 경로에 대한 정보를 구조 로봇(150)에 전달해줌으로써 익수자(101)가 있는 위치로 구조 로봇(150)이 정확하게 그리고 신속하게 이동할 수 있다. 아울러, 구조 로봇의 근접 환경에 대해 관제부(125)에서 미처 인식하지 못하는 경우를 대비하여 구조 로봇(150) 자체의 로봇 센서(155)부를 통해 근접 환경을 인식할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 관제 유닛(110)으로부터 획득된 정보를 토대로 베이스 스테이션(140)에 대기 가능한 구조 로봇(150)을 실시간으로 제어할 수 있어, 익수자(101) 발생 시와 같은 위급한 상황에 바로 구조 로봇(150)을 출동시킬 수 있어 위급한 상황에 대한 대처를 신속하게 수행할 있는 장점이 있다. 아울러, 관제 유닛(110)의 획득 정보에 의해 구조 로봇(150)의 위치와 목표 지점의 위치까지의 이동 경로가 실시간으로 보정됨으로써 위급한 상황 발생 시 목표 지점으로 구조 로봇(150)이 정확하게 이동할 수 있는 장점도 있다. 한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다. 100 : 수상 인명 구조 시스템 Claims (9)
Priority Applications (1)
Applications Claiming Priority (1)
Publications (2)
FamilyID=50889958Family Applications (1)
Country Status (1)
Cited By (2)* Cited by examiner, † Cited by third party
Families Citing this family (7)* Cited by examiner, † Cited by third party
Citations (2)* Cited by examiner, † Cited by third party
Patent Citations (2)* Cited by examiner, † Cited by third party
Cited By (3)* Cited by examiner, † Cited by third party
Also Published As
Similar Documents
Legal Events
|