방사능 오염물질 탐지결과 기반 방사능 오염지도 생성에 관한 연구
Young-Gwan Hwang*, Keun-Young Song, Nam-Ho Lee
Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI), Daejon, 34057, Republic of Korea, *[email protected]
서 론
결 론 방사선 오염물질 탐지를 위한 공간 방사선 오염 지도 생성 시스템
본 논문에서는 이동 플랫폼을 기반으로 건물 내에서 발생된 방사능 오염물질을 탐지하고, 건물 내부에 대한 3차원 공간정보를 취득하여 방사능 오염원에 대한 분포 및 위치정보를 3차원적으로 제공하기 위한 시스템에 관한 연구를 수행하였다. 방사능 오염물질에 대한 탐 지는 다중센서를 통해 구성하였으며 초기 스캔을 통해 방사능 오염물질의 방향과 선량률 정보를 측정할 수 있도록 구성하였고, 정밀 스캔 장치를 통하여 방사선 정보에 대한 3차 원 공간정보를 획득하도록 스테레오 기반의 방사선 탐지 장치를 구성하였다. 방사능 오염 지도 생성을 위해서는 공간 데이터가 필수적이므로 Lidar를 통한 공간 데이터를 취득하고 비전 영상 데이터를 병합하여 실 공간에 대한 지도 데이터를 생성하였다. 방사능 오염물질 의 3차원 공간정보와 실제 공간에 대한 지도 데이터를 병합하여 제한된 공간에서의 방사 능 오염물질에 대한 지도 생성을 실현하였다. 본 논문의 결과는 향후 방사능 사고지역 및 방사능 오염물질 처리 시설에서 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
이동형 방사선 공간 스캔 및 오염지도 생성을 위한 탐지 시스템
• 방사선-위치정보 자둥 융합기술을 통한 방사선 오염 공간에서의 방사선원 위치 탐지
• 비전-방사선 스테레오 정합을 통한 오염공간 지도생성 및 3차원 오염정보 형상화
• 방사선 탐지를 위한 고속, 고감도 탐지센서 : NaI(Tl) + PMT
• 광역 오염지도 생성을 위한 이동체 위치에 대한 실시간 공간선량율 매핑
• 방사선 분포탐지 모듈의 선량율 범위 확대를 위한 기준선량률 정보 획득
방사선 분포탐지용 검출 모듈
모바일 플랫폼 기반 방사능 오염지도 생성 시스템
KSRI 2020 정기총회 및 학술발표대회
Gyeong-Ju, Korea, Nov. 04-06. 2020
<방사선 오염지도생성 영상시스템> <방사선 오염지도생성 영상화 결과_Simulation>
LIDAR Sensor Vision Camera Radiation
Detector
Open Detector
Mobile Platform
<실시간 공간 방사선 선량율 탐지 모듈>
이 논문은 2018년 과학기술정보통신부와 해양수산부의 재원으로 한국연구재단 및 한국해양과학기술 진흥원의 지원을 받아 수행된 연구임.(원자력연구개발사업 :NRF-2018M2A8A5083266, 수중 방사 선 센서 개발)
Acknowledgment
스테레오 구조 비전-방사선 3차원 영상장치 지도생성 이동 플랫폼
• 탐지 시스템의 구성은 아래의 그림과 같이 나타낼 수 잇으며 크게 구성을 살펴보면 공간지도 생성을 위한 이동플랫폼과 공간스캔 카메라 장치, 방사선원을 탐지하기 위한 스테레오 구조 비전 방사선 3차원 영상화 장치, 그리고 방사선원의 방향과 공간선량율을 탐지하기 위한 방사선 탐지부로 구성할 수 있고, 이 장치를 제어하기 위한 모바일 PC로 구성함
<방사선 분포 탐지 고감도 센서>
LIDAR
Stereo V-R Radiation Detector
Mobile Robot
Battery Vision Camera Display
Mobile PC Network
Module
Radiation Detector
방사선 3D오염지도 생성시스템 운용환경
• Windows 기반 사용자 환경
• 오염지도 생성을 위한 LINUX기반 ROS 활용
각 모듈의 간략 상태 및 데이터 디스플레이
디스플레이 항목 선택
모션 제어
상태 정보
<광역 방사선 3차원 오염지도 생성 시스템>
방사선 오염지도 생성 결과
<시스템 운용환경>
• 광역 방사선 오염지도 생성시스템의 구성된 모습은 아래의 하단과 같이 구성되었으며 원격에서 데이터 확인하고 장치를 제어할 수 있도록 구성함
• 장치 운용을 위한 운용환경은 하단의 오른쪽과 같이 개별 장치 구성 및 개별 장치들의 기능을 수행하고 결과를 나타낼 수 있도록 구성함
방사능 오염원 탐지 결과 기반 오염지도 생성 결과
<스테레오 방사선 분포탐지 결과 및 3차원 가시화 결과>
방사선원(모사광)
광역 방사선 3차원 오염지도 생성 시스템
• 스테레오 기반 방사선 영상화 장치를 통해 방사능 오염원에 대한 3차원 정보를 측정하고 이동 플랫폼을 기반으로 공간에 대한 3차원 정보와 가시영상카메라를 통한 영상정보를 병합하여 3차원 공간 지도를 생성함. 이를 병합하여 방사능 오염지도를 생성할 수 있으며 아래의 그림과 같이 해당 공간에서 방사능 오염물질의 위치 및 분포정보를 가시화 함
본 논문에서는 이동 플랫폼과 스테레오 방사선 탐지장치를 기반으로 하는 방사선 3차원 영상화 장치를 이용하여 공간스캔 정보와 병합한 방사선 오염지도 생성 시스템에 관한 연구를 수행하였다.
방사선원의 3차원 정보는 스테레오 구조로 이루어진 방사선 영상화 장치를 통해 획득하였으며, 이를 위해 고감도 분포탐지 센서를 사용하였고, 공간에 대한 3차원 정보 측정을 위해 Lidar 센서를 적용하였다. 탐지장치는 공간정보 탐지 센서와 방능 오염물질의 3차원 분포탐지 결과를 병합하였으며, 모바일 플랫폼을 통해 위치를 이동하며 방사능 물질 탐지 및 지도를 생성하였다. 팀지 결과에서 보여지는 바와 같이 공간에 대한 3차원 정보를 바탕으로 방사선원의 위치를 확인할 수 있으며 방사능 오염물질에 대한 정밀스캔을 통해 분포정보를 확인할 수 있다. 향후 공간 정보에 대한 정밀도 향상 및 고속 스캔을 위한 성능 개선에 대한 연구를 지속적으로 수행할 예정이다.
