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KR101768938B1 - Falling Rock Detecting System Using UWB RADAR - Google Patents

Falling Rock Detecting System Using UWB RADAR Download PDF

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KR101768938B1
KR101768938B1 KR1020160013820A KR20160013820A KR101768938B1 KR 101768938 B1 KR101768938 B1 KR 101768938B1 KR 1020160013820 A KR1020160013820 A KR 1020160013820A KR 20160013820 A KR20160013820 A KR 20160013820A KR 101768938 B1 KR101768938 B1 KR 101768938B1
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alarm
occurrence
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Abstract

본 발명은 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템에 관한 것으로, UWB 임펄스 신호를 낙석을 감지하고자 하는 경사면을 향하여 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하도록 배열되어 설치되는 하나 이상의 초광대역 레이더 모듈(110);과, 상기 수신된 무선 신호를 통하여, 감지된 물체의 위치 신호, 속도 벡터 신호 및 크기 신호로 변환시키는 변환모듈(120);과, 변환된 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른지 여부를 판단하는 낙석 감지 분석 모듈(130);과, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)에 의해 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른 낙석 발생 상황으로 판단되는 경우, 상기 낙석 발생 상황에 대한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 전달받아 낙석 발생 상황 경보를 발생시키는 경보 모듈(160); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템(100)에 관한 것이다. The present invention relates to a rockfall monitoring system using an UWB radar, comprising at least one ultra-wideband radar module (110) arranged to receive a reflected radio signal by irradiating a UWB impulse signal toward a slope to detect a rockfall; A conversion module 120 for converting the detected speed vector signal into a position signal, a velocity vector signal, and a magnitude signal of the sensed object through the received wireless signal, and determining whether or not the converted speed vector signal is faster than a predetermined limit speed And a control unit for controlling the communication module to transmit the information about the occurrence of the rockfall to the communication module when the speed vector signal is determined to be a rockfall occurrence state faster than a predetermined limit speed by the rockfall detection analysis module, An alarm module 160 which receives the alarm signal through the alarm 150 and generates a falling rock occurrence alarm; The present invention relates to a rockfall monitoring system (100) using an ultra-wideband radar.

Description

초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템{Falling Rock Detecting System Using UWB RADAR}{Falling Rock Detecting System Using UWB RADAR}

본 발명은 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템에 관한 것으로, UWB 임펄스 신호를 낙석을 감지하고자 하는 경사면을 향하여 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하도록 배열되어 설치되는 하나 이상의 초광대역 레이더 모듈(110);과, 상기 수신된 무선 신호를 통하여, 감지된 물체의 위치 신호, 속도 벡터 신호 및 크기 신호로 변환시키는 변환모듈(120);과, 변환된 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른지 여부를 판단하는 낙석 감지 분석 모듈(130);과, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)에 의해 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른 낙석 발생 상황으로 판단되는 경우, 상기 낙석 발생 상황에 대한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 전달받아 낙석 발생 상황 경보를 발생시키는 경보 모듈(160); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템(100)에 관한 것이다.
The present invention relates to a rockfall monitoring system using an UWB radar, comprising at least one ultra-wideband radar module (110) arranged to receive a reflected radio signal by irradiating a UWB impulse signal toward a slope to detect a rockfall; A conversion module 120 for converting the detected speed vector signal into a position signal, a velocity vector signal, and a magnitude signal of the sensed object through the received wireless signal, and determining whether or not the converted speed vector signal is faster than a predetermined limit speed And a control unit for controlling the communication module to transmit the information about the occurrence of the rockfall to the communication module when the speed vector signal is determined to be a rockfall occurrence state faster than a predetermined limit speed by the rockfall detection analysis module, An alarm module 160 which receives the alarm signal through the alarm 150 and generates a falling rock occurrence alarm; The present invention relates to a rockfall monitoring system (100) using an ultra-wideband radar.

국내에서는 전국을 연결하는 도로와 철도의 건설로 인하여 다수의 사면이 형성되어 있고, 시공 이후에도 폭우나 태풍, 지진과 같은 기상 재해 발생시 완전 붕괴나 낙석 등이 발생하여 인명과 재산에 피해를 주는 경우가 많다.In Korea, many slopes have been formed due to the construction of roads and railways connecting the whole country. In the event of a weather disaster such as heavy rains, typhoons or earthquakes, after the construction, many.

2002년 8월에 발생한 태풍 루사에 의해서 발생한 전국 국도변 도로의 유실과 절개사면 붕괴사고는 약 121개소에 달하였다.In August 2002, the national roads caused by Typhoon Rusa and the collapse of incision slopes occurred in about 121 places.

이와 같은 사면 붕괴는 자연재해에 해당되기도 하지만 지속적인 연구와 대책을 마련해 간다면 피해 규모를 줄일 수 있다. 최근에 사면 붕괴를 예측하고 사전에 조치하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이 중 IT분야의 기술을 도입하여 고속도로, 일반국도, 철도 사면 유지관리시스템이 관련 기관에 의해 운영되고 있다.Such slope collapse is a natural disaster, but if you continue to do research and measures, you can reduce the damage. Recently, much research has been done to predict and prevent slope failure. Among them, highway, general highway, railway slope maintenance management system is operated by related organizations by introducing IT technology.

현재까지 개발되어 적용된 낙석감지 시스템은 주로 낙석 방지망에 와이어나 광섬유, 또는 경사계를 설치하여 와이어의 장력을 측정하거나 낙석 발생에 의해 와이어 단락이나 낙석 방지망의 변형, 또는 기울어지는 것을 감지하여 낙석을 확인하는 시스템들이다.The rockfall detection system developed and applied to date is mainly used to measure the tension of a wire by installing a wire, an optical fiber, or an inclinometer in a rockfall prevention network, or detecting a deformation or inclination of a wire shortfall or a fall- Systems.

이러한 시스템들은 낙석방지망이 먼저 설치되어 있어야 하며, 낙석이 발생하면 일반적으로 관련 센서와 와이어 등에 대하여 재정비를 해야 다시 원래의 기능을 수행할 수 있기 때문에 유지의 어려움이 있었다.These systems must have a rockfall prevention network installed first, and when rockfall occurs, it is generally difficult to maintain the related function since the related sensor and wire should be reorganized to perform the original function again.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 기존에는 하기 특허문헌 1의 "광센서를 이용한 비접촉식 낙석 감지 장치(대한민국 등록특허 제10-1004023호)" 와 같이, 낙석의 감지를 비접촉식 감지 센서로 감지하는 것을 특징으로 하는 구성이 개시되어 있다.
In order to solve such a problem, a conventional non-contact type rockfall detection apparatus using a photosensor (Korean Patent No. 10-1004023) disclosed in Patent Document 1 is characterized in that the detection of rockfall is detected by a non-contact type sensor Is disclosed.

그러나, 이렇나 기존 발명은 낙석이 발괄부와 수광부 사이를 통과하는 경우에만 비로소 낙석을 감지할 수 있기에, 낙석의 발생 시점부터 막석을 감지하는 것은 불가능하다는 문제점이 있었다.
However, this conventional invention has a problem in that it is impossible to detect a rockstone from the time of the occurrence of rockfall since the rockfall can be detected only when the rockfall passes between the bulk portion and the light receiving portion.

한편, 이와는 다른 구성으로, 하기 특허문헌 2의 "무선 메쉬 네트워크와 위치추적을 이용한 산사태 및 낙석 조기 경보 방법 및 시스템(등록특허 10-1454795)"에는, 무선 메쉬 네트워크를 통해 선형 부재(Lm)로 연결되며 각각이 충전 배터리로 동작하는 제1 태그 내지 제 n 태그(n은 2 이상의 자연수); 및 상기 각 태그의 위치 분석을 미리 설정된 주기 마다 수행한 뒤, 산사태 또는 낙석에 의한 각 태그의 위치 변위가 감지되면, 위치 변화가 감지된 태그의 위치를 통해 낙석 및 산사태 위치 파악을 수행하는 위치추적용 억세스포인트(Real time location system Access Point:RAP); 를 포함하는 무선 메쉬 네트워크와 위치추적을 이용한 산사태 및 낙석 조기 경보 시스템에 관한 구성이 개시되어 있다.
On the other hand, in a different structure from the above, in the "Landslide and Falling Early Warning Method and System Using Wireless Mesh Network and Location Tracking" (Patent Document No. 10-1454795) of Patent Document 2, a linear member Lm A first tag to an n-th tag (n is a natural number of 2 or more) connected and each of which is operated as a rechargeable battery; And performing positional analysis of each tag at predetermined time intervals and detecting positional displacement of each tag due to landslides or falling rocks, A real time location system access point (RAP); And a configuration related to a landslide and an early fall warning system using location tracking are disclosed.

그러나, 이 경우 역시, 효율적인 감지를 위해서는 극히 많은 태그를 경사면 등 접근이 쉽지 않은 장소에 각각 설치하여야만 한다는 문제점이 있는 것은 물론, 태그의 위치 변화를 이용하는 감지 방식의 한계에 의하여 소규모의 낙석 발생과 같이 안전을 위협할 수는 있으나 태그의 위치는 별도롤 변하지 않는 경우를 감지하는 것은 불가능하다는 문제점이 있었다.
However, in this case, too, there is a problem that an extremely large number of tags must be installed in places where access is not easy, such as an inclined plane, in order to detect efficiently, There is a problem in that it is impossible to detect a case where the position of the tag is not changed separately although it can be a threat to safety.

1. 대한민국 등록특허 제10-1388872호1. Korean Patent No. 10-1388872 2. 대한민국 등록특허 제10-1454795호2. Korean Patent No. 10-1454795

본 발명은 상기한 기존 기술의 문제점을 해결하여, 주변 기상 상황 등에 영향을 받지 않으며, 낙석의 크기 및 낙하 속도를 정확하게 탐지할 수 있는 초광대역 레이더(UWB RADAR)를 이용하여, 낙석을 낙엽 등의 경량 낙하물과 구분하여 감지하는 것이 가능한 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
The present invention solves the problems of the prior art described above and provides a UWB radar capable of accurately detecting the size and falling speed of a rockfall without being influenced by the surrounding weather or the like, It is an object of the present invention to provide a rockfall monitoring system using an ultra-wideband radar capable of being distinguished from lightweight falling objects.

또한, 경사면 등 설치 장소의 제약을 받지 않고 그 조사 범위에 감지하고자 하는 지형이 위치하도록만 설치되는 것으로 낙석의 감지가 가능하여 그 설치가 극히 용이한 것은 물론, 조사 범위 내에서 낙석이 발생하는 시점부터 낙석을 감지하는 것이 가능하여 조기에 낙석 경보를 하는 것이 가능한 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
In addition, it is installed only so that the terrain to be detected is located in the survey range without being restricted by the installation place such as the slope, so that it is possible to detect the rockfall and it is extremely easy to install, The present invention provides a rockfall monitoring system using an ultra wideband radar capable of detecting rockfall from an early stage and capable of early warning of rockfall.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템은, UWB 임펄스 신호를 낙석을 감지하고자 하는 경사면을 향하여 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하도록 배열되어 설치되는 하나 이상의 초광대역 레이더 모듈(110);과, 상기 수신된 무선 신호를 통하여, 감지된 물체의 위치 신호, 속도 벡터 신호 및 크기 신호로 변환시키는 변환모듈(120);과, 변환된 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른지 여부를 판단하는 낙석 감지 분석 모듈(130);과, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)에 의해 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른 낙석 발생 상황으로 판단되는 경우, 상기 낙석 발생 상황에 대한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 전달받아 낙석 발생 상황 경보를 발생시키는 경보 모듈(160); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a UWB impulse signal detector for detecting a UWB impulse signal from a UWB impulse signal, A conversion module (120) for converting the received speed signal into a position signal, a velocity vector signal and a magnitude signal of the sensed object through the received wireless signal; A rockfall detection analysis module 130 for determining whether a rockfall occurs in the rockfall occurrence analysis module 130 and determining whether the rockfall occurrence occurs when the speed vector signal is determined to be a rockfall occurrence rate faster than a predetermined limit speed by the rockfall detection analysis module 130; An alarm module (160) for receiving information on the rockfall occurrence status alarm through the communication module (150); And a control unit.

또한, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)은, 변환된 상기 위치 신호가 소정의 위험 위치 이내인 낙석 위험 지역 진입 상황으로 판단되는 경우, 상기 낙석 위험 지역 진입 상황에 대한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 경보 모듈(160)로 전달하고, 상기 경보 모듈(160)은 낙석 위험 지역 진입 상황 경보를 더 발생시키는 것을 특징으로 한다.
When the converted rocking-stone analysis module 130 determines that the converted position signal is a rockfall-dangerous area entry condition within a predetermined dangerous position, the rockfall detection-analysis module 130 transmits information on the rockfall-dangerous-area entering condition to the communication module 150 To the alarm module 160, and the alarm module 160 generates alarms for entering the falling-stone-dangerous area.

또한, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)은, 변환된 상기 크기 신호가 소정의 크기 이상인 대형 낙석 발생 상황으로 판단되는 경우, 상기 대형 낙석 발생 상황에 대한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 경보 모듈(160)로 전달하고, 상기 경보 모듈(160)은 대형 낙석 발생 상황 경보를 더 발생시키는 것을 특징으로 한다.
In addition, when the converted rocking stone analysis module 130 determines that the magnitude signal is larger than a predetermined size, the rockfall detection analysis module 130 transmits information on the occurrence of the large rockfall to the alarm module 150 through the communication module 150 160, and the alarm module 160 further generates a large rockfall occurrence situation alarm.

또한, 상기 통신 모듈(150)은, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)에 의해 판단된 상기 낙석 발생 상황, 상기 낙석 위험 지역 진입 상황 및 상기 대형 낙석 발생 상황에 대한 정보를 통신망을 통해 외부 서버 또는 외부 단말(210,220)에 전송하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the communication module 150 may transmit information on the rockfall occurrence state, the falling rocky area entry state, and the large rockfall occurrence state determined by the rockfall detection analysis module 130 to an external server or external To the terminals 210 and 220.

또한, 상기 외부 단말은 사용자 단말기(210) 또는 관련자 단말기(220) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
In addition, the external terminal may be any one of a user terminal 210 and an associated terminal 220.

또한, 상기 외부 서버는 관제기관 서버(200)인 것을 특징으로 한다.
In addition, the external server is a control agency server 200.

본 발명에 의하는 경우, 주변 기상 상황 등에 영향을 받지 않으며, 낙석의 크기 및 낙하 속도를 정확하게 탐지할 수 있는 초광대역 레이더(UWB RADAR)를 이용하여, 낙석을 낙엽 등의 경량 낙하물과 구분하여 감지하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
According to the present invention, a UWB RADAR capable of accurately detecting the size and falling speed of a rockfall without being affected by the surrounding weather conditions is used to distinguish fall stones from light fall objects such as fallen leaves. It is possible to make it possible.

또한, 경사면 등 설치 장소의 제약을 받지 않고 그 조사 범위에 감지하고자 하는 지형이 위치하도록만 설치되는 것으로 낙석의 감지가 가능하여 그 설치가 극히 용이한 것은 물론, 조사 범위 내에서 낙석이 발생하는 시점부터 낙석을 감지하는 것이 가능하여 조기에 낙석 경보를 하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
In addition, it is installed only so that the terrain to be detected is located in the survey range without being restricted by the installation place such as the slope, so that it is possible to detect the rockfall and it is extremely easy to install, It is possible to detect falling rocks and thus it is possible to make a falling rock warning at an early stage.

도 1: 본 발명의 일 실시예에 의한 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템의 설치 구성을 나타내는 모식도.
도 2: 본 발명의 일 실시예에 의한 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템의 구성을 나타내는 모식도.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템의 충돌 발생 가능성을 판단하는 과정을 나타내는 모식도.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템의 작동을 나타내는 흐름도.1 is a schematic diagram showing an installation configuration of a rockfall monitoring system using an ultra-wideband radar according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic diagram showing a configuration of a rockfall monitoring system using an ultra-wideband radar according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram illustrating a process of determining the possibility of collision of a rockfall monitoring system using an UWB radar according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing the operation of a rockfall monitoring system using an ultra-wideband radar according to an embodiment of the present invention;

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a detailed description will be given of a rockfall monitoring system using an UWB radar according to an embodiment of the present invention. First, it should be noted that, in the drawings, the same components or parts are denoted by the same reference numerals whenever possible. In describing the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

본 발명의 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템은 크게 도 1에 나타낸 것과 같이, UWB 임펄스 신호를 낙석을 감지하고자 하는 경사면을 향하여 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하도록 배열되어 설치되는 하나 이상의 초광대역 레이더 모듈(110);과, 상기 수신된 무선 신호를 통하여, 감지된 물체의 위치 신호, 속도 벡터 신호 및 크기 신호로 변환시키는 변환모듈(120);과, 변환된 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른지 여부를 판단하는 낙석 감지 분석 모듈(130);과, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)에 의해 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른 낙석 발생 상황으로 판단되는 경우, 상기 낙석 발생 상황에 대한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 전달받아 낙석 발생 상황 경보를 발생시키는 경보 모듈(160); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
As shown in FIG. 1, the UWB impulse signal is radiated toward an inclined plane to detect a fallout, and the UWB impulse signal is radiated to one or more ultra-wideband radar A conversion module (120) for converting the received speed signal into a position signal, a velocity vector signal and a magnitude signal of the sensed object through the received wireless signal; A rockfall detection analysis module 130 for determining whether a rockfall occurs in the rockfall occurrence analysis module 130 and determining whether the rockfall occurrence occurs when the speed vector signal is determined to be a rockfall occurrence rate faster than a predetermined limit speed by the rockfall detection analysis module 130; An alarm module (160) for receiving information on the rockfall occurrence status alarm through the communication module (150); And a control unit.

먼저, 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)에 관하여 설명한다. 상기 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)는 수MHz - 수GHz 범위의고주파의 신호를 방사시킨 후 목표물의 탐지 및 위치를 파악하는 탐사 장치의 일종으로, 넓은 주파수 대역폭을 활용할 수 있기 때문에 다양한 매질에 대한 탐사가 가능하며, 기상 상태 또는 주변 상태황의 변화에도 불구하고 높은 해상도로 정밀하게 대상물의 탐지가 가능한 레이더이다. 또한, 대상물의 위치는 물론, 그 크기 및 형상까지에 대하여 실시간으로 고분해능의 탐지 데이터를 획득하는 것이 가능하다.
First, an UWB RADAR 110 will be described. The UWB RADAR 110 is a type of a probe for detecting and locating a target after radiating a high frequency signal in the range of a few MHz to several GHz. Since the UWB RADAR 110 can utilize a wide frequency bandwidth, And it is a radar that can detect objects with high resolution precisely in spite of changes in weather or surrounding sulfur. In addition, it is possible to acquire detection data of high resolution in real time, up to the size and shape of the object as well as the position of the object.

통상적으로, 상기 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)는 수㎒ 내지 수 ㎓ 범위의 고주파 신호를 방사하는 신호 송신부와, 측정 대상물에 따라 반사되는 상기 고주파 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 신호 수신부에서 수신된 신호를 처리하여 상기 측정 대상물의 특성 데이터로 변환하는 신호 처리부를 포함하여 구성된다.
Typically, the UWB RADAR 110 includes a signal transmitter for radiating a high frequency signal in the range of several MHz to several GHz, a signal receiver for receiving the high frequency signal reflected by the object to be measured, And a signal processing unit for processing the signal received by the signal processing unit and converting the signal into characteristic data of the measurement object.

본 발명의 상기 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)는 도 1에 나타낸 것과 같이, UWB 임펄스 신호를 낙석을 감지하고자 하는 경사면을 향하여 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하도록 배열되어 하나 이상 설치된다. 즉, 경사면 등 설치 장소의 제약을 받지 않고 그 조사(凋謝) 범위에 감지하고자 하는 지형이 위치하도록 설치되는 것만으로도 낙석의 감지가 가능하여 그 설치가 극히 용이하다. 한편, 다수 개의 상기 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)를 배열하여 설치하는 경우, 각각의 조사(凋謝) 범위가 소정 부분 서로 중첩되도록 하되, 낙하 거리가 길어져서 떨어지는 낙석의 속도가 증가되므로 그 위험도가 더욱 높은 경사면 상단부를 사각(死角) 없이 좀 더 집중적으로 감시할 수 있도록 도 1에 나타낸 것과 같이, 경사면의 하단에 배열되어 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)를 설치하는 공정 역시 더욱 손쉽게 수행될 수 있다.
As shown in FIG. 1, the UWB RADAR 110 of the present invention is arranged to receive a reflected radio signal by irradiating a UWB impulse signal toward a slope to detect a fallout, and is installed at least one. In other words, it is possible to detect a rockfall by installing only the terrain to be detected in the survey range without being restricted by the installation site such as a slope, and installation of the rockfall is extremely easy. Meanwhile, when a plurality of UWB radars 110 are arranged and arranged, the respective ranges of the UWB radars 110 are overlapped with each other. However, since the falling distance is increased and the falling speed of the falling rock is increased, It is preferable that the upper end of the inclined surface with a higher risk is arranged at the lower end of the inclined surface, as shown in Fig. 1, so that the upper end of the inclined surface with higher risk can be monitored more intensively without a dead angle. In this case, the process of installing the UWB RADAR 110 may be performed more easily.

다음으로, 변환모듈(120)에 관하여 설명한다. 상기 변환모듈(120)은 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 수신된 무선 신호를 통하여, 감지된 물체의 위치 신호, 속도 벡터 신호 및 크기 신호로 변환시키는 기능을 수행한다. 이 경우, 상기 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)로부터 전달 받은 신호를 처리하여 측정 대상물의 위치 신호, 속도 벡터 신호 및 크기 신호로 변환하는 기술은, 레이더 측정 분야에서 널리 알려진 기술 수준에 속하므로 상세한 설명은 생략한다.
Next, the conversion module 120 will be described. As shown in FIG. 1, the conversion module 120 converts the received radio signal into a position signal, a velocity vector signal, and a magnitude signal of the sensed object. In this case, the technique of processing a signal received from the UWB RADAR 110 and converting it into a position signal, a velocity vector signal and a magnitude signal of a measurement object belongs to a technology level well known in the field of radar measurement, The description is omitted.

다음으로, 낙석 감지 분석 모듈(130)에 관하여 설명한다. 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)은 도 1에 나타낸 것과 같이, 변환된 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른지 여부를 판단하는 기능을 수행한다. 즉, 낙석(R)의 운동 특성을 고려하여 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른 경우, 낙석 발생 상황으로 판단한다. 이 경우, 낙석이 발생하는 경우의 특성을 감안하여 상기 속도 벡터 신호의 방향도 함께 고려하여, 상기 속도 벡터 신호의 방향이 주로 하방을 향하는 경우를 낙석 발생 상황으로 판단하는 것이 바람직하다. 즉, 도 1에 나타낸 것과 같이 나뭇잎 등의 경량 낙하물(L)의 경우에는 그 낙하 속도가 상기 소정의 한도 속도보다 느린 것이 통상적이며, 바람 등의 영향에 따라 낙하하는 상기 속도 벡터 신호의 방향 역시 측면 방향 성분을 많이 포함하게 된다. 따라서, 이러한 상기 경량 낙하물(L)을 상기 낙석(R)과 구별하여 판단하여, 오작동의 가능성을 줄이는 것이 바람직하다.
Next, the rockfall detection analysis module 130 will be described. As shown in FIG. 1, the rockfall detection analysis module 130 determines whether the converted speed vector signal is faster than a predetermined limit speed. That is, when the velocity vector signal is faster than the predetermined limit speed in consideration of the motion characteristics of the rockfall R, it is determined that the rockfall occurs. In this case, it is preferable to consider a case where the direction of the velocity vector signal is mainly downward, considering the direction of the velocity vector signal in consideration of the characteristics when the rockfall occurs, as the rockfall occurrence situation. That is, as shown in Fig. 1, in the case of a light fall-down drop L such as a leaf, its falling speed is usually slower than the predetermined limit speed, and the direction of the velocity vector signal falling in accordance with the influence of wind, Direction component. Therefore, it is desirable to distinguish such lightweight falling objects L from the rockfall R to reduce the possibility of malfunction.

한편, 상기 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)가 상기 위치 신호를 함께 감지하는 것이 가능한 특성을 이용하여, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)은 변환된 상기 위치 신호가 소정의 위험 위치 이내인 낙석 위험 지역 진입 상황으로 판단하도록 하는 것이 바람직하다.
On the other hand, using the characteristic that the UWB RADAR 110 can sense the position signal together, the rockfall detection analysis module 130 detects that the converted position signal is within a predetermined danger position, It is preferable to judge the state of entry into the dangerous area.

또한, 상기 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)가 상기 크기 신호를 함께 감지하는 것이 가능한 특성을 이용하여, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)은, 변환된 상기 크기 신호가 소정의 크기 이상인 대형 낙석 발생 상황으로 판단하는 것이 바람직하다.
In addition, the UWB RADAR 110 may detect the magnitude signal together, and the rockfall detection analysis module 130 may detect that the magnitude of the magnitude signal is larger than a predetermined magnitude, It is preferable to judge the occurrence situation.

다음으로, 경보 모듈(160)에 관하여 설명한다. 상기 경보 모듈(160)은 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)에 의해 판단된 상기 낙석 발생 상황, 낙석 위험 지역 진입 상황 및 대형 낙석 발생 상황 등에 관한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 전달받아 각각 그에 해당하는 경보로 구분하여 경보를 발생시킨다. 이 경우, 상기 경보 모듈(160)은 도 1에 나타낸 것과 같이 경고등(161) 또는 경고음 발생 수단(162)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
Next, the alarm module 160 will be described. 1, the alarm module 160 transmits information about the rockfall occurrence state, the falling rocky area entry state, and the large rockfall occurrence state determined by the rockfall detection analysis module 130 to the communication module 150, And receives alarms through the corresponding alarms. In this case, it is preferable that the alarm module 160 includes a warning lamp 161 or a warning sound generating means 162 as shown in FIG.

한편, 상기 통신 모듈(150)은, 상기 낙석 감지 분석 모듈(130)에 의해 판단된 상기 낙석 발생 상황, 상기 낙석 위험 지역 진입 상황 및 상기 대형 낙석 발생 상황에 대한 정보를 도 1에 나타낸 것과 같이 통신망을 통해 외부 서버 또는 외부 단말(210,220)에 전송하는 것이 바람직하다. 즉, 단순히 상기 경보 모듈(160)을 통하여 경보를 발생시키는 것 뿐만이 아니라, 이상 상황을 외부에도 전달하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 외부 단말은 내비게이션 등을 통하여 주변 도로를 운행하는 것으로 확인되는 운전자의 사용자 단말기(210) 또는 교통 통제/도로 유지 보수 등을 각각 담당하는 기관의 관련자가 사용하는 관련자 단말기(220) 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 외부 서버는 즉각적인 교통 통제 또는 도로의 유지 보수 등이 가능할 수 있도록, 교통 통제/도로 유지 보수 등을 각각 담당하는 관제 기관의 관제 기관 서버(200)인 것이 바람직하다.
1, the communication module 150 transmits information on the rockfall occurrence state, the falling rocky area entry state, and the large rockfall occurrence state, which are determined by the rockfall detection analysis module 130, To the external server 210 or the external terminal 210 or 220. [ That is, it is preferable not only to generate an alarm through the alarm module 160, but also to transmit an abnormal situation to the outside. In this case, the external terminal may include a user terminal 210 of a driver, which is confirmed to be traveling on a nearby road through a navigation or the like, or a related terminal 220 used by a person in charge of an agency responsible for traffic control / Any one or more is preferable. In addition, the external server is preferably a control agency server 200 of a control agency responsible for traffic control / road maintenance, etc. so that immediate traffic control or road maintenance can be performed.

이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
In the foregoing, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

R: 낙석 L: 경량 낙하물
100: 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템
110: 초광대역 레이더(UWB RADAR)
120: 변환 모듈
130: 낙석 감지 분석 모듈
150: 통신모듈
160: 경보 모듈
161: 경고등 162: 경고음 발생 수단
200: 관제 기관 서버
210: 사용자 단말기
220: 관련자 단말기R: Rockfall L: Light fall
100: Rockfall monitoring system using ultra-wideband radar
110: Ultra wideband radar (UWB RADAR)
120: conversion module
130: Rockfall detection analysis module
150: Communication module
160: Alarm module
161: Warning light 162: Warning sound generating means
200: Controller server
210: User terminal
220:

Claims (6)

UWB 임펄스 신호를 낙석을 감지하고자 하는 경사면을 향하여 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하도록 경사면의 하단에 배열되어 설치되는 하나 이상의 초광대역 레이더 모듈(110);
상기 수신된 무선 신호를 통하여, 감지된 물체의 위치 신호, 속도 벡터 신호 및 크기 신호로 변환시키는 변환모듈(120);
변환된 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른지 여부를 판단하는 낙석 감지 분석 모듈(130);
상기 낙석 감지 분석 모듈(130)에 의해 상기 속도 벡터 신호가 소정의 한도 속도보다 빠른 낙석 발생 상황으로 판단되는 경우, 상기 낙석 발생 상황에 대한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 전달받아 낙석 발생 상황 경보를 발생시키는 경보 모듈(160);을 포함하되,
상기 낙석 감지 분석 모듈(130)은,
변환된 상기 위치 신호가 소정의 위험 위치 이내인 낙석 위험 지역 진입 상황으로 판단되는 경우, 상기 낙석 위험 지역 진입 상황에 대한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 경보 모듈(160)로 전달하고,
변환된 상기 크기 신호가 소정의 크기 이상인 대형 낙석 발생 상황으로 판단되는 경우, 상기 대형 낙석 발생 상황에 대한 정보를 통신 모듈(150)을 통하여 경보 모듈(160)로 전달하며,
상기 경보 모듈(160)은 상황별 경보를 구분하여 낙석 위험 지역 진입 상황 경보 또는 대형 낙석 발생 상황 경보를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더를 이용한 낙석감시 시스템(100).At least one ultra-wideband radar module (110) arranged at the lower end of a slope to irradiate a UWB impulse signal toward a slope to detect a rockfall and receive a reflected radio signal;
A conversion module 120 for converting the received radio signal into a position signal, a velocity vector signal, and a magnitude signal of the sensed object;
A rockfall detection analysis module (130) for determining whether the converted speed vector signal is faster than a predetermined limit speed;
When the rockfall detection analysis module 130 determines that the velocity vector signal is in a rockfall occurrence state that is faster than a predetermined limit speed, information on the rockfall occurrence situation is received through the communication module 150, And an alarm module (160)
The rockfall detection and analysis module 130,
If it is determined that the converted position signal is within the predetermined dangerous position, the alarm module 160 transmits information on the falling-risk area entering state to the alarm module 160 through the communication module 150,
If the converted magnitude signal is determined to be a large rockfall occurrence state having a predetermined magnitude or more, the information about the large rockfall occurrence situation is transmitted to the alarm module 160 through the communication module 150,
Wherein the alarm module (160) is configured to classify alarms according to situations to generate a falling-stone-danger-area entering-state alarm or a large-sized falling-stone occurrence alarm. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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