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KR100828081B1 - 액분사형 시위진압차 및 시위진압차의 액분사 자동제어방법 - Google Patents

액분사형 시위진압차 및 시위진압차의 액분사 자동제어방법 Download PDF

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KR100828081B1
KR100828081B1 KR1020070094526A KR20070094526A KR100828081B1 KR 100828081 B1 KR100828081 B1 KR 100828081B1 KR 1020070094526 A KR1020070094526 A KR 1020070094526A KR 20070094526 A KR20070094526 A KR 20070094526A KR 100828081 B1 KR100828081 B1 KR 100828081B1
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Abstract

본 발명은 액분사형 시위진압용 특수차량에 관한 것으로서, 시위진압액과 용수를 나누어 저장할 수 있는 저장탱크가 탑재되고, 차량의 상측에 방수포가 1개 이상 설치되되 공급배관을 통해 저장탱크로부터 시위진압액을 공급받게 됨과 더불어 회전구동모듈에 의해 회전 구동되며, 상기 공급배관에 상기 저장탱크에 채워진 시위진압액 또는 용수를 배출하기 위한 원심펌프가 연결 설치된 구성을 포함하는 액분사형 시위진압차에 있어서; 상기 방수포의 회전구동을 위한 회전구동모듈에 1대의 거리측정기 및 2대의 영상카메라를 설치하되 방수포의 조정방향에 대한 거리정보 및 영상정보를 획득할 수 있도록 구성되며, 상기 거리측정기로부터 획득된 실측거리정보를 통해 제어부에서 배출수압 및 방수포의 각도를 산출해내고 상기 영상카메라로부터 획득된 영상정보에 적용한 분석을 통하여 방수포의 위치 및 각도와 배출수압을 자동 보상하여 줄 수 있도록 구성하는 액분사형 시위진압차를 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 차량의 상측에 1개 이상 설치되되 공급배관을 통해 저장탱크로부터 시위진압액을 공급받게 됨과 더불어 회전 구동되는 방수포가 구비된 액분사형 시위진압차에 있어서, 상기 방수포와 함께 동일방향의 회전구동이 제어되도록 거리측정기 및 영상카메라를 설치하여 차량에 구비하는 단계와; 상기 거리측정기로부터 시위대와 차량과의 떨어진 실측거리정보를 획득하는 단계와; 상기 실측거리정보를 통해 배출수압 및 방수포의 각도를 산출해내는 단계와; 상기 영상카메라로부 터 촬상된 영상정보를 획득하는 단계와; 상기 실측거리정보에 의해 산출된 계산치를 영상정보에 적용하는 분석을 통하여 계산치와 실제 위치와의 오차를 찾아내는 단계와; 상기 계산치와 실제 위치와의 오차량 만큼 방수포의 위치 및 각도와 배출수압을 자동 보상하여 시위진압액을 분사하는 단계로 이루어지는 시위진압차의 액분사 자동제어방법을 특징으로 한다.
본 발명은 근거리에서 원거리까지 거리별 배출압력을 자동 조절할 수 있을 뿐만 아니라 거리정보와 영상정보를 이용하여 시위진압액에 대한 배출압력과 배출거리를 자동 보상하여 분사하므로 시위대를 향한 정확한 분사 및 적중률을 높일 수 있고 시위대의 진압이나 해산 및 주모자의 색출에 더욱 유용함을 발휘할 수 있으며, 원거리에서도 적중률을 높일 수 있어 시위대가 투척하는 화염병으로부터 자유로워지므로 고가의 특수차량이 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있다.
Figure R1020070094526
시위진압차, 방수포, 거리측정기, 영상카메라, 이미지 프로세싱, 액분사, 각도, 수압, 자동 보상

Description

액분사형 시위진압차 및 시위진압차의 액분사 자동제어방법{LIQUID JET TYPE SPECIAL VEHICLE FOR SUPPRESSING DEMONSTRATION AND AUTOMATIC CONTROL METHOD OF LIQUID JET}
본 발명은 시위대의 진압 및 해산을 위해 사용되는 액체 분사형 특수차량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상정보 및 실측거리정보를 이용하여 시위진압액의 배출압력과 배출거리를 자동 보상할 수 있도록 함과 동시에 적중률을 높일 수 있도록 하며 근거리에서 원거리까지 배출압력을 자동 조절할 수 있도록 한 액분사형 시위진압차 및 시위진압차의 액분사 자동제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 시위진압차는 차량에 의한 이동성을 가지면서 시위현장의 시위대에 최루탄을 발사하거나 물, 최루액, 색조액 또는 이들의 혼합액 등을 분사하여 시위대를 진압 및 해산시키거나 주모자를 색출하기 위해 사용되는 특수차량이다.
그런데, 종래의 액분사형 시위진압차는 주로 근거리용으로 사용되므로 시위대가 투척하는 화염병 등에 쉽게 타격되어 차량이 화염에 휩싸이거나 전소되어 고 가의 특수차량이 훼손될 뿐만 아니라 국가적인 낭비까지 초래하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 액분사형 시위진압차는 물이나 최루액 또는 색조액 등의 분사시 압력조절이 일정하게 설계되어 장거리 분사가 어렵고 근거리에서 원거리까지의 거리별 분사 조절 및 배출압력 조정을 용이하게 수행할 수 없는 문제점이 있으며, 시위진압차량과 시위대와의 거리를 정확하게 판단하지 못하고 실측거리에 따라 분사압력을 보상하여 주지 못하므로 정확성 및 적중률이 크게 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 근거리에서 원거리까지 거리별 배출압력을 자동 조절할 수 있으며, 특히 실측거리정보 및 영상정보를 이용하여 배출압력과 배출거리를 자동 보상할 수 있도록 하며, 정확성 및 적중률을 높일 수 있도록 한 액분사형 시위진압차 및 시위진압차의 액분사 자동제어방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 원거리에서도 적중률을 높일 수 있어 시위대가 투척하는 화염병으로부터 자유로울 수 있도록 함으로써 고가의 특수차량이 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 액분사형 시위진압차 및 시위진압차의 액분사 자동제어방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
시위진압액과 용수를 나누어 저장할 수 있는 저장탱크가 탑재되고, 차량의 상측에 방수포가 1개 이상 설치되되 공급배관을 통해 저장탱크로부터 시위진압액을 공급받게 됨과 더불어 회전구동모듈에 의해 회전 구동되며, 상기 공급배관에 상기 저장탱크에 채워진 시위진압액 또는 용수를 배출하기 위한 원심펌프가 연결 설치된 구성을 포함하는 액분사형 시위진압차에 있어서;
상기 방수포의 회전구동을 위한 회전구동모듈에 1대의 거리측정기 및 2대의 영상카메라를 설치하되 방수포의 조정방향에 대한 거리정보 및 영상정보를 획득할 수 있도록 구성되며, 상기 거리측정기로부터 획득된 실측거리정보를 통해 제어부에서 배출수압 및 방수포의 각도를 산출해내고 상기 영상카메라로부터 획득된 영상정보에 적용한 분석을 통하여 방수포의 위치 및 각도와 배출수압을 자동 보상하여 줄 수 있도록 구성한 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
차량의 상측에 1개 이상 설치되되 공급배관을 통해 저장탱크로부터 시위진압액을 공급받게 됨과 동시에 회전 구동되는 방수포가 구비된 액분사형 시위진압차에 있어서;
상기 방수포와 함께 동일방향의 회전구동이 제어되도록 거리측정기 및 영상카메라를 차량에 구비하는 단계와; 상기 거리측정기로부터 시위대와 차량 상호간의 이격된 실측거리정보를 획득하는 단계와; 상기 실측거리정보를 통해 배출수압 및 방수포의 각도를 산출해 내는 단계와; 상기 영상카메라로부터 촬상된 영상정보를 획득하는 단계와; 상기 실측거리정보에 의해 산출된 계산치를 영상정보에 적용하는 분석을 통하여 계산치와 실제 위치와의 오차를 찾아내는 단계와; 상기 계산치와 실제 위치와의 오차량 만큼 방수포의 위치, 각도 및 배출수압을 자동 보상하여 시위진압액을 분사하는 단계로 이루어지는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 한다.
본 발명은 근거리에서 원거리까지 거리별 배출압력을 자동 조절할 수 있을 뿐만 아니라 거리정보와 영상정보를 이용하여 시위진압액에 대한 배출압력과 배출거리를 자동 보상하여 분사하므로 시위대를 향한 정확한 분사 및 적중률을 높일 수 있고 시위대의 진압이나 해산 및 주모자의 색출에 더욱 유용하게 대응할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 원거리에서도 적중률을 높일 수 있어 시위대가 투척하는 화염병으로부터 자유로워지므로 고가의 특수차량이 쉽게 파손되는 현상을 미연에 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
본 발명에 따른 액분사형 시위진압차 및 시위진압차의 액분사 자동제어방법에 대한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 액분사형 시위진압차를 나타낸 계통도이고, 도 2는 본 발명에 있어 요부 구성을 보인 개념도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 액분사형 시위진압차는 차량에 저장탱크(1)가 탑재되고 상기 저장탱크(1)에는 시위진압용 물이나 최루액, 색조액 또는 이들의 선택적 혼합액(이하 "시위진압액"이라 한다.)이 채워진다.
이때, 상기 저장탱크(1)는 제1탱크(1a)와 제2탱크(1b)로 구획 배치되거나 또는 2개의 저장탱크를 탑재할 수 있으며, 시위진압액과 차체 보호 및 세척용 용수를 나누어 저장할 수 있도록 함이 바람직하다.
차량의 상측에는 시위진압액을 시위대의 원하는 곳에 분사하기 위한 방수포(2)가 1개 이상 설치되고, 상기 방수포(2)에 저장탱크(1) 내의 시위진압액을 공급하기 위한 공급배관(3)이 연결 구성되며, 상기 공급배관(3)에는 시위진압액의 선택적인 공급을 위한 개폐밸브(4)가 연결 장착된다.
그리고, 상기 공급배관(3)에는 저장탱크(1)에 채워진 시위진압액 또는 용수를 배출하기 위한 원심펌프(5)가 연결 설치되고, 차량의 동력인출장치인 PTO(Power Take Off; 6)를 경유하여 차량의 엔진(7)에 연결되도록 구성된다.
또한, 차량 상부 및 하부에는 자위분무노즐(8)이 설치되고, 차량 측부에는 워터건이 연결된 호스릴(9)이 설치되며, 용수가 저장된 탱크로부터 용수를 공급받아 화염병으로부터 차체를 보호하거나 세척을 할 수 있도록 이루어진다.
상기 방수포(2)는 X축과 Y축 및 Z축 모터가 각각 연결 구비된 회전구동모듈(10)에 의해 360도 회전 구동되도록 설치되며, 상기 회전구동모듈(10)에는 1대의 거리측정기(11) 및 2대의 영상카메라(12a)(12b)가 설치되어 방수포(2)의 조정방향에 대하여 시위대와의 떨어진 거리정보 및 영상정보를 획득할 수 있도록 한다.
이때, 상기 영상카메라를 2대로 설치함은 영상정보를 보다 정확하게 획득할 수 있도록 하기 위함이다.
차량에는 방수포(2)의 회전 구동 조정이나 자위분무노즐(8) 및 호스릴(9)의 사용을 위한 수동조작부(13)가 구비되고, 거리측정기(11)와 영상카메라(12a)(12b) 및 방수포(2)의 위치나 각도 및 수압을 자동 제어하기 위한 제어부(14)가 구비되며, 영상카메라(12a)(12b)에 의한 영상을 출력하기 위한 모니터(15)가 구비된다.
상기 영상카메라(12a)(12b)는 제어부(14)와 RS-485 등의 시리얼통신으로 데이터를 주고받도록 구성되며, 제어부(14)에 의해 초점조절이 자동으로 제어되도록 구성된다.
상기 모니터(15)는 영상출력과 함께 현재 거리정보 및 수압정보 등을 디스플레이하며, 터치스크린으로 구성하여 시위진압 위치 등을 입력할 수 있도록 구성함이 바람직하다.
상기 거리측정기(11)는 정확한 거리측정을 위하여 레이저 거리측정기를 사용함이 바람직하다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 액분사형 시위진압차의 작용을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 시위진압차의 자동제어방법을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 있어 방수포의 각도와 배출수압의 계산 도출을 설명하기 위해 나타 낸 예시도이다.
먼저, 수동조작부(13)를 조작하여 거리측정기(11) 및 영상카메라(12a)(12b) 등에 동작전원을 인가하고 이들을 비롯한 차량 내 구비된 모든 장치를 가동준비상태로 조정한다.
모니터(15)를 통하여 시위대를 모니터링하면서 시위대의 진압위치 등을 입력하고 수동조작부(13)를 조작하여 방수포(2)의 위치를 시위대가 포진하고 있는 방향으로 조정한다.
이때, 방수포(2)의 위치 조정시 거리측정기(11) 및 영상카메라(12a)(12b)도 함께 동일방향으로 조정한다.
이후, 시위대와 차량 상호간의 이격된 실측거리정보가 거리측정기(11)로부터 제어부(14)에 입력되면 제어부(14)에서는 실측거리정보를 통하여 방수포(2)의 각도 및 배출수압을 산출하게 된다.
이때, 제어부(14)는 도 4의 예시에서와 같이 실측거리(L) 및 실측거리에 따른 형성각(θm)을 기초로 다음의 포물선 운동방정식(수학식1 참조)으로부터 수평거리(Rm)를 계산하고 수치해석으로 방수포(2)를 조정하기 위한 각도(θ)와 시위진압액의 액분사를 위한 배출수압(Vo)을 도출해낸다.
[수학식1]
R = Vo cosθ ㅧ (2Vo sinθ/g) = Vo2 sin2θ/g
이어서, 제어부(14)는 어느 하나의 영상카메라(12a 또는 12b)로부터 촬상된 시위대의 영상정보를 획득하고, 이렇게 도출된 각도 및 배출수압의 계산치를 영상카메라로부터 획득된 영상정보에 적용하는 이미지 프로세싱(image processing)에 의한 분석을 행하여 계산치와 시위대의 실제 위치와의 오차를 찾아낸다.
부연하면, 이미지 프로세싱은 어느 하나의 영상카메라(12a 또는 12b)로부터 촬상되어 획득된 시위대 영상정보의 이미지 위에 도출되어진 각도 및 배출수압의 계산치를 중첩되게 도시하여 계산치에 의한 액분사가 영상정보의 이미지 상에서 시위대에 근접하는지 또는 시위대를 넘어서는지를 분석하는 것으로서, 영상정보의 이미지를 활용하여 계산치와 실제 위치와의 오차를 찾아냄으로써 보다 정확하게 시위대에 액분사를 실행할 수 있도록 하는 것이다.
제어부(14)는 상술한 이미지 프로세싱의 분석을 행한 후, 계산치와 실제 위치와의 오차량 만큼 방수포(2)의 위치 및 각도는 물론 배출수압을 제어하여 실시간으로 자동 보상하여 주며, 이를 통해 오차를 제거하게 된다.
이때, 위치 및 각도는 방수포(2)를 제어(변동)함에 의해 행해지고, 배출수압은 원심펌프(5)의 회전수(RPM)를 제어(변동)함에 의해 행해진다.
한편, 방수포(2)의 위치 및 각도의 자동 보상과 더불어 원심펌프(5)에 의한 배출수압의 자동 보상으로 시위진압액은 방수포(2)를 통해 시위대를 향하여 정확하게 분사될 수 있게 된다.
따라서, 본 발명은 시위진압차에 있어 근거리에서 원거리까지 거리별 배출압력을 자동 조절할 수 있을 뿐만 아니라 거리정보와 영상정보를 이용하여 시위진압액에 대한 배출압력과 배출거리를 자동 보상하여 분사하므로 시위대를 향한 정확한 분사 및 적중률을 높일 수 있고 시위대의 진압이나 해산 및 주모자의 색출에 더욱 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 액분사형 시위진압차를 나타낸 계통도.
도 2는 본 발명에 있어 요부 구성을 보인 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 시위진압차의 자동제어방법을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명에 있어 방수포의 각도와 배출수압의 계산 도출을 설명하기 위해 나타낸 예시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 저장탱크 2 : 방수포
3 : 공급배관 4 : 개폐밸브
5 : 원심펌프 6 : PTO
7 : 엔진 8 : 자위분무노즐
9 : 회전릴 10 : 회전구동모듈
11 : 거리측정기 12a,12b : 영상카메라
13 : 수동조작부 14 : 제어부
15 : 모니터

Claims (3)

  1. 시위진압액과 용수를 나누어 저장할 수 있는 저장탱크(1)가 탑재되고, 차량의 상측에 방수포(2)가 1개 이상 설치되되 공급배관(3)을 통해 저장탱크(1)로부터 시위진압액을 공급받게 됨과 더불어 회전구동모듈(10)에 의해 회전 구동되며, 상기 공급배관(3)에 상기 저장탱크(1)에 채워진 시위진압액 또는 용수를 배출하기 위한 원심펌프(5)가 연결 설치된 구성을 포함하는 액분사형 시위진압차에 있어서;
    상기 방수포(2)의 회전구동을 위한 회전구동모듈(10)에 1대의 거리측정기(11) 및 2대의 영상카메라(12a)(12b)를 설치하되 방수포(2)의 조정방향에 대한 거리정보 및 영상정보를 획득할 수 있도록 구성되며, 상기 거리측정기(11)로부터 획득된 실측거리정보를 통해 제어부(14)에서 배출수압 및 방수포(2)의 각도를 산출해냄과 아울러 상기 제어부(14)는 상기 영상카메라(12a)(12b)로부터 획득된 시위대와의 영상정보에 산출되어지는 배출수압 및 각도를 중첩시켜 도시하는 이미지 프로세싱에 의한 분석을 통하여 방수포(2)의 위치 및 각도와 배출수압을 자동 보상하여 줄 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 액분사형 시위진압차.
  2. 제 1 항에 있어서,
    차량 상부 및 하부에는 자위분무노즐(8)을 더 설치하여 저장탱크(1)로부터 용수를 공급받아 화염병으로부터 차체를 보호하거나 세척하는데 사용할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 액분사형 시위진압차.
  3. 차량의 상측에 1개 이상 설치되되 공급배관을 통해 저장탱크로부터 시위진압액을 공급받게 됨과 동시에 회전 구동되는 방수포가 구비된 액분사형 시위진압차에 있어서;
    상기 방수포와 함께 동일방향의 회전구동이 제어되도록 거리측정기 및 영상카메라를 차량에 구비하는 단계와;
    상기 거리측정기로부터 시위대와 차량 상호간의 이격된 실측거리정보를 획득하는 단계와;
    상기 실측거리정보를 통해 배출수압 및 방수포의 각도를 산출해내는 단계와;
    상기 영상카메라로부터 시위대의 영상정보를 획득하는 단계와;
    상기 실측거리정보에 의해 산출된 계산치를 영상카메라로부터 획득된 영상정보의 이미지 위에 중첩시켜 도시하는 이미지 프로세싱에 의한 분석을 통하여 시위진압액의 분사를 위한 계산치와 시위대가 위치한 실제 위치와의 오차를 찾아내는 단계와;
    상기 계산치와 실제 위치와의 오차량 만큼 방수포의 위치, 각도 및 배출수압을 자동 보상하여 시위진압액을 분사하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시위진압차의 액분사 자동제어방법.
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