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무인 비행체로서, 하나의 압전센서(140)를 구조물(200)의 구조물용 영구자석(310) 위치에 부착하기 위해서 상기 구조물(200)에 접근하도록 비행하는 드론(110);상기 드론(110)을 무선으로 원격 조종하는 드론 조종기(150);상기 구조물(200)의 손상을 감지하기 위한 센서로서, 상기 구조물(200)의 구조물용 영구자석(310) 위치에 부착되어 상기 구조물(200)을 계측한 후, 상기 구조물(200)로부터 탈착되는 하나의 압전센서(140);상부에 상기 압전센서(140)가 안착되고, 하부는 상기 구조물용 영구자석(310)에 부착되는 센서용 영구자석(320);상기 드론(110)에 설치되어 상기 드론 조종기(150)에 의해 원격 제어되고, 상기 압전센서(140)를 상기 구조물(200)에 부착 또는 탈착시키기 위한 센서부착 유닛(130); 및상기 압전센서(140)로부터 계측된 계측값에 따라 상기 구조물(200)의 손상 여부를 판단하는 구조물 손상 판단부(170)를 포함하되,상기 압전센서(140)는 진동-기반 비파괴검사 방식으로 상기 구조물(200)의 구조물용 영구자석(310) 위치에서 계측한 후, 상기 드론(110)에 의해 상기 구조물(200)의 다음 구조물용 영구자석(310) 위치로 이동하여 상기 구조물(200)을 추가로 계측하며,상기 구조물(200)의 구조물용 영구자석(310) 위치를 촬영하도록 드론(110)에 장착되는 카메라(120); 및 상기 드론 조종기(150)에 연결되고, 상기 카메라(120)에 의해 촬영된 영상을 표시하는 드론 모니터(160)를 포함하되, 상기 드론(110)은, 드론 조종기(150)로부터 원격 제어신호를 수신하고, 상기 카메라(120)에 의해 촬영된 영상신호를 상기 드론 조종기(150)로 전송하는 무선통신모듈(111); 상기 무선통신모듈(111)을 통해 수신된 원격 제어신호에 따라 비행 유닛(114)을 제어하고, 상기 카메라(120)의 구동을 제어하고, 상기 카메라(120)로부터 촬영된 데이터를 상기 무선통신모듈(111)을 통해 상기 드론 조종기(150)로 전송하는 것을 제어하는 제어부(112); 상기 카메라(120)에 의해 촬영된 데이터 및 압전세서(140)에 의해 계측된 데이터를 저장하는 메모리(113); 상기 드론 조종기(150)로 전송된 원격 제어신호에 따라 상기 드론(110)을 비행시키도록 상기 제어부(112)의 제어에 따라 구동되는 비행 유닛(114); 및 상기 무선통신모듈(111), 제어부(112), 메모리(113) 및 비행 유닛(114)에 전원을 공급하는 배터리(115)를 포함하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템
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제1항에 있어서,상기 구조물용 영구자석(310)은 둥근 홈이 형성된 영구자석이고, 상기 센서용 영구자석(320)은 상기 구조물용 영구자석(310)의 둥근 홈에 밀착되도록 형성된 영구자석인 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템
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제1항에 있어서, 상기 압전센서(140)는 15㎜ x 10㎜의 직사각형 압전센서로서, 상기 센서용 영구자석(320)의 상부에 안착되는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템
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제1항에 있어서, 상기 구조물용 영구자석(310)에 상기 센서용 영구자석(320)을 안전하게 부착할 수 있도록 상기 센서부착 유닛(130) 및 상기 압전센서(140) 사이에 탄성스프링(330) 또는 고무와 같은 탄성재료를 통해 탄성적으로 결합시킨 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템
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제1항에 있어서, 상기 압전센서(140)는 상기 구조물(200)의 구조물용 영구자석(310) 위치 각각에서 탈부착을 반복하여 상기 구조물(200)을 계측하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템
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제1항에 있어서, 상기 배터리(115)는 상기 센서부착 유닛(130) 및 상기 압전센서(140)에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템
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제1항에 있어서, 상기 구조물 손상 판단부(170)는 상기 구조물(200)로부터 계측된 데이터에 기반하여 확률신경회로망(Probabilistic Neural Network) 방식으로 신호처리 및 주파수별 임피던스에 대응하는 구조물(200) 손상 여부를 분석하고 판단하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템
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a) 드론 조종기(150)를 사용하여 구조물(200)에 매립된 구조물용 영구자석(310) 위치까지 드론(110)을 비행시키는 단계;b) 상기 드론(110)에 장착된 카메라(120)를 사용하여 상기 구조물(200)에 매립된 구조물용 영구자석(310) 위치를 촬영하는 단계;c) 상기 드론 조종기(150)에 연결된 드론 모니터(160) 화면을 통해 상기 드론(110)에 장착된 센서부착 유닛(130)을 구동시키는 단계;d) 상기 센서부착 유닛(130) 단부의 하나의 압전세서(140)와 결합된 센서용 영구자석(320)을 상기 구조물(200)에 매립된 구조물용 영구자석(310) 상에 임시로 부착시키는 단계;e) 상기 구조물(200)에 임시 부착된 압전센서(140)가 상기 구조물(200)을 진동-기반으로 계측하여 계측 데이터를 전송하는 단계;f) 계측이 왼료되면, 상기 압전센서(140)와 결합된 센서용 영구자석(310)을 상기 구조물용 영구자석(320)으로부터 탈착시키는 단계; g) 상기 구조물(200)의 추가 계측이 필요한지 판단하는 단계; 및h) 상기 구조물(200)로부터 계측된 데이터에 기반하여 주파수별 임피던스에 대응하는 상기 구조물(200)의 손상 여부를 분석 및 판단하는 단계를 포함하되,상기 압전센서(140)는 진동-기반 비파괴검사 방식으로 상기 구조물(200)의 구조물용 영구자석(310) 위치에서 계측한 후, 상기 드론(110)에 의해 상기 구조물(200)의 다음 구조물용 영구자석(310) 위치로 이동하여 상기 구조물(200)을 추가로 계측하는 것을 특징으로 하며,상기 b) 단계에서, 상기 드론(110)에 장착된 카메라(120)를 사용하여 상기 구조물(200)의 구조물용 영구자석(310) 위치를 촬영하고, 상기 드론 조종기(150)에 연결된 드론 모니터(160) 화면을 통해 상기 드론(110)에 장착된 센서부착 유닛(130)을 구동하며,상기 드론(110)은, 상기 드론 조종기(150)로부터 원격 제어신호를 수신하고, 상기 카메라(120)에 의해 촬영된 영상신호를 상기 드론 조종기(150)로 전송하는 무선통신모듈(111); 상기 무선통신모듈(111)을 통해 수신된 원격 제어신호에 따라 비행 유닛(114)을 제어하고, 상기 카메라(120)의 구동을 제어하고, 상기 카메라(120)로부터 촬영된 데이터를 상기 무선통신모듈(111)을 통해 상기 드론 조종기(150)로 전송하는 것을 제어하는 제어부(112); 상기 카메라(120)에 의해 촬영된 데이터 및 압전센서(140)에 의해 계측된 데이터를 저장하는 메모리(113); 상기 드론 조종기(150)로 전송된 원격 제어신호에 따라 상기 드론(110)을 비행시키도록 상기 제어부(112)의 제어에 따라 구동되는 비행 유닛(114); 및 상기 무선통신모듈(111), 제어부(112), 메모리(113) 및 비행 유닛(114)에 전원을 공급하는 배터리(115)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 방법
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제8항에 있어서,상기 구조물용 영구자석(310)은 둥근 홈이 형성된 영구자석이고, 상기 센서용 영구자석(320)은 상기 구조물용 영구자석(310)의 둥근 홈에 밀착되도록 형성된 영구자석인 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 방법
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제8항에 있어서, 상기 압전센서(140)는 15㎜ x 10㎜의 직사각형 압전센서로서, 상기 센서용 영구자석(320)의 상부에 안착되는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 방법
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제8항에 있어서, 상기 구조물용 영구자석(310)에 상기 센서용 영구자석(320)을 안전하게 부착할 수 있도록 상기 센서부착 유닛(130) 및 상기 압전센서(140) 사이에 탄성스프링(330) 또는 고무와 같은 탄성재료를 통해 탄성적으로 결합시킨 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 방법
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제8항에 있어서, 상기 e) 단계에서 상기 구조물(200)의 추가 계측이 필요한 경우, 상기 a) 내지 d) 단계를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 방법
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제8항에 있어서, 상기 압전센서(140)는 상기 구조물(200)의 구조물용 영구자석(310) 위치 각각에서 탈부착을 반복하여 상기 구조물(200)을 계측하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 방법
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제8항에 있어서, 상기 f) 단계에서 상기 구조물(200)로부터 계측된 데이터에 기반하여 확률신경회로망(Probabilistic Neural Network) 방식으로 신호처리 및 주파수별 임피던스에 대응하는 상기 구조물(200)의 손상 여부를 분석 및 판단하는 것을 특징으로 하는 탈부착 가능한 영구자석 및 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 방법
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