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해상풍력단지(10)에 설치되며, 점검 비행 시나리오를 생성하는 드론 스테이션(120); 및상기 점검 비행 시나리오에 따라 점검 비행하여 상기 해상풍력단지(10)에 설치되는 해상 풍력 발전기를 센싱하여 센싱 데이터를 수집하고, 상기 센싱 데이터를 드론 스테이션(120)에 전송하는 드론(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 점검 비행 시나리오는,상기 드론(130)의 점검 비행 여부를 판단하는 비행 제한/허용 시나리오, 상기 드론(130)이 비행 시작하는 경우 상기 점검 비행중 단일 점검 비행 또는 다중 점검 비행을 결정하는 점검 비행 수행 시나리오, 및 상기 드론(130)이 상기 드론 스테이션(120)으로 복귀하는 복귀 시나리오로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 2 항에 있어서,상기 비행 제한/허용 시나리오는 상기 해상풍력단지(10)가 위치하는 지역의 기상 상태, 상기 드론(130)과의 통신 상태 점검 또는 상기 드론(130)의 센서 상태 점검을 나타내는 드론 점검 상태, 및 상기 점검 비행을 실행하기 위한 비행 스케줄인 점검 스케줄의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 2 항에 있어서,상기 복귀 시나리오는,상기 점검 비행 수행 시나리오에 따른 비행 종료후 상기 드론 스페이션으로 복귀하는 정상 복귀, 비행중 배터리 부족에 의한 비상 복귀, 기상 악화로 인한 비상 복귀, 및 상기 드론(130)의 센서 상태 이상으로 인한 비상 복귀 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 4 항에 있어서,상기 점검 스케줄은 상기 드론 스테이션(120)이 육지 관제소(110)로부터 주간, 월간, 분기, 및 반기의 비행 스케줄 정보를 받아 일정 시간대에 상기 드론(130)의 점검 비행 가능여부를 확인하는 정보이며, 상기 점검 비행을 위한 비행경로는 상황에 따라 상기 육지 관제소(110)에서 편집 운용되는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 2 항에 있어서,상기 단일 점검 비행은 상기 드론(130)의 이륙, 목적지 이동, 제 1 점검 비행, 제 1 데이터 수신, 복귀 이동, 착륙 순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 2 항에 있어서,상기 다중 점검 비행은 상기 드론(130)의 이륙, 목적지 이동, 제 1 점검 비행, 제 1 데이터 수신, 다음 목적지 이동, 제 2 점검 비행, 제 2 데이터 수신, 복귀 이동, 착륙 순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 드론 스테이션(120)은,상기 해상풍력단지(10)의 주변에 대한 현재 풍속 정보를 획득하는 기상 측량 센서(220); 상기 점검 비행 시나리오에 상기 현재 풍속 정보를 적용하여 상기 드론(130)의 점검 비행을 제어하는 제어부(210); 상기 드론(130) 또는 육지 관제소(110)와 무선 통신하는 통신부(250); 및상기 드론(130), 상기 센서(220), 상기 제어부(210), 상기 통신부(250)에 전원을 공급하며 충전이 가능한 배터리(240);를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 8 항에 있어서,상기 점검 비행 시나리오는 기상청 서버로부터 획득되는 기상 정보를 1차로 적용하고, 2차로 상기 현재 풍속 정보를 적용하여 생성되며, 상기 풍속 정보는 3시간 단위로 획득되는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 8 항에 있어서,상기 해상풍력단지(10)에 설치되는 해상 풍력 발전 타워(310)의 하부 구조물에 원형 플레이트(320)가 설치되고, 상기 배터리(240)는 상기 원형 플레이트(320)의 상부 표면에 설치되는 태양광 패널(340)을 통해 충전되는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 센싱 데이터는 블레이드(710), 상기 블레이드(710)에 회전하여 전력을 생산하는 나셀(nacelle)(720), 상기 나셀(720)을 지지하는 상부 구조물(730), 상기 상부 구조물(730)과 연결되는 하부 구조물(740), 상기 하부 구조물(740)과 연결되며 해면에 설치되는 기초 구조물(750)의 외관을 촬영한 영상 데이터인 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 11 항에 있어서,상기 드론 스테이션(120)은 상기 센싱 데이터를 정상적인 영상을 학습하고 정상 영상만으로도 비정상 여부를 추론하는 분류 방식인 이상 탐지 기술(Semi-supervised (One-Class) Anomaly Detection)을 적용하여 미리 설정되는 정상 해상 풍력 발전 타워 데이터 대비 불량 의심도를 추론하는 알고리즘을 구성하고, 상기 알고리즘을 이용하여 해상 풍력 발전 타워(310)의 손상 여부를 판단하고 판단 결과를 관제소(110)로 전송하는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 11 항에 있어서,상기 센싱 데이터는 상기 나셀(720)의 외부 및 내부에 설치되는 IoT(Internet of Things) 센서를 이용하여 로터 회전축(826), 유압장치(823), 기어박스(821), 발전기(825), 파킹 브레이크(824), 전기 장치(822), 및 허브(830)의 동작과 관련되어 생성되는 측정 데이터인 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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제 13 항에 있어서,상기 드론 스테이션(120)은 상기 센싱 데이터를 정상 상태의 데이터 학습 및 신호의 상태를 시계열로 입력하고, TadGAN 알고리즘 (Time Series Anomaly Detection Using Generative Adversarial Networks)을 사용하여 학습 및 이상상태를 검출하고, 검출 결과를 관제소(110)로 전송하며, 상기 이상상태의 정의는 새로운 패턴의 현상이 발생할 경우 해당 이상 에러 스코어(Anomaly error score)를 계산하고 미리 설정되는 임계값(threshold)에 맞는 이상 탐지 구간을 탐지하는 방식인 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 시스템
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(a) 해상풍력단지(10)에 설치되는 드론 스테이션(120)이 점검 비행 시나리오를 생성하는 단계; 및(b) 드론(130)이 상기 점검 비행 시나리오에 따라 점검 비행하여 상기 해상풍력단지(10)에 설치되는 해상 풍력 발전기를 센싱하여 센싱 데이터를 수집하고, 상기 센싱 데이터를 드론 스테이션(120)에 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 해상 풍력 발전 타워무인 점검 방법
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