KR101349215B1 - Processing system for leveling of slope land - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 경사지의 수준측량 처리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정밀 수준측량을 위한 현장 관측기의 설치장소가 산악지대와 같이 경사가 심하고 토질이 단단하지 않은 경우에도 현장 관측기를 흔들림 없는 안정된 자세로 유지할 수 있고 견고한 고정이 이루어지도록 하여 정밀 수준측량시의 오차를 최소화함으로써 정확하고 정밀한 측량데이터를 얻을 수 있으며, 차량에 장착된 카메라의 삼선 스캐너를 통하여 얻어지는 스캔라인 영상정보를 이용하여 카메라의 위치와 자세 정보를 정밀하게 결정하고 측지데이터를 정확하게 보정할 수 있는 경사지의 수준측량 처리시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a level measurement processing system of a slope, and more particularly, even when the installation site of the field observer for precise level surveying is inclined like a mountainous area and the soil is not hard, the field observer is in a stable position without shaking. It is possible to obtain accurate and accurate survey data by minimizing errors during precision level surveying by making it possible to maintain and secure the fixation, and by using the scanline image information obtained through the three-wire scanner of the camera mounted on the vehicle, The present invention relates to a leveling processing system of slopes capable of precisely determining posture information and correcting geodetic data accurately.
수치지도 제작이나 각종 지형정보를 포함한 GPS 기반 지리정보물 제작을 위해서는 대상 지역에 대한 지형촬영은 물론 촬영된 지역이 정확히 촬영되었는지를 확인하는 측지 및 측량작업이 반드시 요구된다. 이는 수치지도 제작시 촬영물을 기초로 도화 지도를 완성하고 해당 도화 지도에 GPS좌표를 합성할 때 해당 지형과 GPS좌표가 정확히 일치해야 하기 때문이다.In order to produce digital maps and geographic information including various topographical information, geodetic and surveying work is required to confirm the photographed area as well as the topography of the target area. This is because the terrain and GPS coordinates must be exactly the same when the digital map is completed and the GPS coordinates are synthesized.
통상적으로 지형의 측지 측량은 현장 관측기를 통해 현장에서 이루어진다. 현장 관측기는 지형의 고저 등을 측정할 수 있는 측지 측량 기술분야의 주지, 관용 기기로서 작업자는 일 지점에 상기 현장 관측기를 설치하고 측지 측량 대상 지역을 일일이 조준하는 방식으로 측지 측량 작업을 진행했다.Geodetic surveys of terrain are typically performed on-site through field observers. The field observer is a well-known and common instrument in the field of geodetic surveying technology that can measure the elevation of the terrain, and the operator installed the field observer at one point and carried out geodetic surveying by aiming the geodetic survey target area one by one.
이러한 종래기술에 의한 측지 측량방식은 전술한 바와 같이 현장 관측기의 설치와 해체를 반복해야 하는 번거로움과, 측량 대상 지역에 대한 1 회 1 측량의 한계로 인한 시간적 불리함으로 인해, 측지 측량작업의 효율을 현저히 저해하는 원인이 되었다. The geodetic surveying method according to the prior art has the efficiency of geodetic surveying work due to the inconvenience of having to repeat the installation and dismantling of the field observer as described above, and the time disadvantage caused by the limitation of one-time surveying for the surveyed area. It became the cause which markedly inhibited.
한편, 영상기술의 발전과 더불어 3 차원 입체영상 지도가 소개되면서, 3 차원 수치지도에 대한 관심이 대두 되었다. 이러한 3 차원 수치지도는 도로나 산악지대의 고저까지 표시하거나 도시할 수 있도록 해서, 사용자가 해당 수치지도만으로도 현장의 느낌을 만끽할 수 있도록 하는데, 이러한 정보를 수집하기 위해서는 지점마다 현장 관측기를 이용해 고저를 일일이 측정해야하는 곤란함이 있었다. On the other hand, with the development of image technology and the introduction of three-dimensional stereoscopic maps, interest in three-dimensional digital maps has emerged. These three-dimensional digital maps can be displayed or illustrated even on the high and low roads and mountains, so that users can enjoy the feeling of the site with the digital map alone. There was a difficulty to measure.
이러한 문제를 해결하고자 개선된 종래기술로서 대한민국 등록특허 제10-1126357호(2012년03월06일, 등록)를 통해 알려진 "현장 관측기의 측지데이터 보정용 통합관리형 측지시스템" 이 있다. In order to solve this problem, there is an improved conventional technology known as Korean Patent Registration No. 10-1126357 (registered on March 06, 2012) for geodetic data correction of field observer.
그러나, 상기 등록특허 제10-1126357호의 현장 관측기의 측지데이터 보정용 통합관리형 측지시스템은, 현장 관측기로 위치(좌표) 측정(측지측량)시 원형 기포관 및 수평 기포관의 기포가 관의 중앙에 오도록 하여 수평을 맞추고 선택된 어느 하나의 측정점을 측지 측량한 후 다른 지점으로 이동하여 다른 측정점을 측지 측량하는 과정을 반복하도록 된 것으로, 각 측정점에서 현장 관측기의 수평을 맞추는 작업을 반복하여야 하는 번거로운 작업이 반복되는 문제가 있다.However, in the integrated management geodetic system for geodetic data correction of the field observer of the registered patent No. 10-1126357, when the position (coordinate) measurement (geodetic survey) by the field observer, the bubbles of the circular bubble tube and the horizontal bubble tube in the center of the tube It is to repeat the process of leveling and measuring one selected measuring point, and then moving to another point to geodetic measurement of another measuring point, which is a cumbersome task of having to repeat leveling the field observer at each measuring point. There is a recurring problem.
또한, 대한민국 등록특허 10-0978944호의 "수치지도를 통한 도시지역의 구조물 위치정보 확인시스템"에는 무게추와 회전구를 이용하여 매 측정점마다 삼각대에 설치되는 현장 관측기의 수평조절이 간편하면서도 단시간에 이루어짐으로써 현장 관측기의 설치가 편리하게 된 현장 관측기가 개시되어 있다.In addition, the "structure location information confirmation system of the urban area through the numerical map" of the Republic of Korea Patent No. 10-0978944 is easy to adjust the level of the field observer installed on a tripod at each measuring point using a weight and a rotary ball in a short time. As a result, a field observer has been disclosed in which the installation of the field observer is convenient.
그러나, 상기 등록특허 10-0978944호에 개시된 현장 관측기는, 무게추와 회전구에 의해 현장 관측기의 수평 유지가 편리하지만, 산악지대와 같이 경사가 심한 지역에서는 사용에 어려움이 있으며, 지면에 접촉하는 삼각대의 끝단이 뾰족하게 형성된 것이므로, 설치장소의 바닥이 단단하지 않은 토질인 경우, 삼각대의 설치가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 설치하더라도 쉽게 흔들림을 유발하게 되므로 정밀한 측지 측량작업을 수행하는데 어려움이 있고, 또한 현장 관측기의 안정된 수평상태를 지속적으로 유지하기 어려워 수시로 조절해야 하는 번거로움이 있었다.However, the field observer disclosed in the Patent No. 10-0978944 is convenient to maintain the level of the field observer by the weight and the rotary ball, but it is difficult to use in an inclined area such as a mountainous area, and contact with the ground Since the tip of the tripod is formed sharply, if the floor of the installation site is not solid, not only the tripod is not easy to install, but it also causes shaking easily even if it is difficult to perform precise geodetic surveying. In addition, it was difficult to constantly maintain a stable horizontal state of the field observer, which made it difficult to adjust frequently.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 경사가 심한 지형에서 현장 관측기의 수평조절 및 고정이 편리함과 동시에, 설치장소의 바닥 토질이 단단하지 않은 경우에도 흔들림을 최대한 방지하여 정밀한 측지 측량작업이 이루어질 수 있고, 현장 관측기의 안정된 수평상태를 지속적으로 유지하여 수평 및 고정 작업을 수시로 해야하는 번거로움을 해소할 수 있는 경사지의 수준측량 처리시스템을 제공하는데 있다. The present invention is to solve the above-mentioned problems, the leveling and fixing of the field observer is convenient in the terrain with high inclination, and at the same time, even when the ground soil of the installation place to prevent the shaking as much as possible precise geodetic surveying work It is possible to achieve, and to provide a leveling processing system of the slope to solve the hassle of having to constantly perform the horizontal and fixed work by maintaining a stable horizontal state of the field observer.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 측정점의 각도와 거리를 측정하고 측정점의 위치좌표를 산출해 표시 및 저장할 수 있는 관측본체와, 상기 관측본체를 장착하기 위한 지지본체로 이루어진 측지용 현장 관측기; 유무선통신 수단을 탑재하여 상기 측지용 현장 관측기로부터 측지데이터를 수신받는 차량; 및 상기 차량의 유무선통신 수단을 통해 수신받은 측지데이터를 전송받아 보정처리하는 통합관리기를 구비하는 경사지의 수준측량 처리시스템에 있어서, 상기 측지용 현장 관측기의 지지본체는, 외주면에 나사산이 형성되고 상면에는 반구 형상의 제1수용홈을 갖는 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 제1수용홈의 중심에는 하방으로 개구된 관통홈이 형성된 베이스; 일단이 상기 베이스에 각각 회동가능하게 힌지고정되는 3개의 다리; 상기 관측본체를 고정하기 위한 고정돌기를 가지며 제1수용홈에 상응하는 곡률을 갖는 구 형상을 이루되 고정돌기에 대향하는 외면에 형성된 체결홈이 관통홈과 마주하도록 제1수용홈에 안착되는 회전구; 상기 회전구의 고정돌기가 관통하는 제2고정홈을 구비하고 베이스를 덮어 회전구를 감싸며 베이스의 나사산과 맞물려 결합되는 나사산을 형성하되 제2고정홈의 내측면은 회전구와의 접촉시 밀착되는 곡률로 형성된 커버; 상기 베이스의 관통홈을 관통해 회전구의 체결홈에 고정되는 무게추; 및 상기 3개의 다리 끝단에 착탈 가능하게 고정되어 다리를 지면에 대하여 지지하는 다리고정기구를 구비하며, 상기 다리고정기구는, 다리 끝단에 끼워져 고정나사로 착탈 가능하게 고정되는 고정통체; 수직방향으로 설치되어 상단이 상기 고정통체의 일측과 수평축선을 중심으로 회전가능하게 연결된 수직몸체; 상면 중앙에 형성된 회전지지부가 상기 수직몸체의 하단과 각도조절노브에 의해 수평축선을 중심으로 회전가능하게 연결된 고정몸체; 상기 고정몸체의 바닥면에 돌출 형성된 복수개의 원추형상돌기; 상기 고정몸체의 양끝단부에 각각 설치되는 것으로, 고정몸체에 수평축선을 중심으로 회전자유롭게 연결되고 속이 빈 연결통체와, 상기 연결통체 내에 삽입되어 조임나사에 의해 고정되는 삽입관과, 상기 삽입관 끝단에 고정된 원통형의 지지관으로 이루어지는 고정기구; 끝이 뾰족하게 형성되고 상기 고정기구의 지지관을 관통시켜 지면에 박아 넣기 위한 고정기둥; 상기 고정기둥의 하단부 양측에 수평축선을 중심으로 회전자유롭게 연결되어 고정기둥 내에 있는 삽입위치와 고정기둥 외부로 돌출되는 고정위치 사이에서 이동 가능하게 설치되고, 바깥면에 톱니형상부가 형성된 한 쌍의 고정편; 상기 고정기둥 내부에 형성한 수직구멍에 설치되어 수직방향으로 이동가능하게 설치되고, 하단이 상기 한 쌍의 고정편의 일단과 연동가능하게 연결되어 한 쌍의 고정편을 상기 삽입위치와 고정위치 사이에서 회전시키는 작동봉; 및 상기 고정기둥의 상단에 수직방향으로 형성한 나사구멍에 나사맞춤되는 나사부가 형성되고, 상기 작동봉의 상단과 걸림유지되어 회전조작에 의해 상기 작동봉을 상,하방향으로 이동시키는 회전부재를 포함하는 경사지의 수준측량 처리시스템에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a geodetic field observer comprising an observation body capable of measuring the angle and distance of the measurement point, calculating and displaying the position coordinates of the measurement point, and a support body for mounting the observation body. ; A vehicle equipped with wired / wireless communication means to receive geodetic data from the geodetic field observer; And an integrated manager for receiving and calibrating geodetic data received through wired / wireless communication means of the vehicle, wherein the support body of the geodetic field observer has a screw thread formed on an outer circumferential surface thereof. The base is formed in a cylindrical shape having a hemispherical first accommodating groove, the base is formed in the center of the first accommodating groove is formed through the through groove which is opened downward; Three legs, one end of which is pivotally hinged to the base; Rotation that has a fixing protrusion for fixing the observation body to form a spherical shape having a curvature corresponding to the first receiving groove, the fastening groove formed on the outer surface facing the fixing protrusion is seated in the first receiving groove to face the through groove. phrase; The fixing protrusion of the rotating hole has a second fixing groove penetrating and covers the base to enclose the rotating sphere, and forms a screw thread engaged with the thread of the base, and the inner surface of the second fixing groove has a curvature that comes into close contact with the rotating sphere. Formed cover; A weight that penetrates the through groove of the base and is fixed to the fastening groove of the rotary tool; And a leg fixing mechanism detachably fixed to the three leg ends to support the legs with respect to the ground, wherein the leg fixing mechanism includes: a fixing cylinder fitted to the leg ends and detachably fixed with a fixing screw; A vertical body installed in a vertical direction and having an upper end rotatably connected to one side of the fixed cylinder and a horizontal axis; A fixed body rotatably connected to the horizontal axis formed by the lower end of the vertical body and the angle adjusting knob formed at the center of the upper surface; A plurality of conical protrusions protruding from the bottom surface of the fixed body; It is installed at both ends of the fixed body, respectively, freely connected to the fixed body around the horizontal axis and the hollow connection cylinder, the insertion tube is inserted into the connection cylinder fixed by a tightening screw, and the insertion tube end Fixing mechanism consisting of a cylindrical support tube fixed to the; A fixed pillar having a pointed end and penetrating the support tube of the fixing mechanism to be driven into the ground; A pair of fixings are rotatably connected around the horizontal axis on both sides of the lower end of the fixing column so as to be movable between an insertion position in the fixing pillar and a fixing position protruding out of the fixing pillar, and having a tooth-shaped portion formed on an outer surface thereof. side; It is installed in the vertical hole formed in the fixing column so as to be movable in the vertical direction, and the lower end is connected to the one end of the pair of fixing pieces so that the pair of fixing pieces between the insertion position and the fixing position Rotating rod; And a screw member that is screwed into a screw hole formed in a vertical direction at an upper end of the fixing column, and is held by an upper end of the operating rod, and includes a rotating member which moves the operating rod in an upward and downward direction by a rotation operation. It is characteristic of the leveling processing system of the slope.
상기의 특징적 구성에 따른 본 발명의 경사지의 수준측량 처리시스템에 의하면, 현장 관측기에 구비된 무게추와 회전구에 의하여 관측본체의 수평조절과 고정이 편리함과 동시에, 3개의 다리에 다리고정기구를 각각 장착함으로써 산악지대와 같이 경사가 심한 지형에서도 현장 관측기의 설치 및 견고한 고정이 이루어질 수 있으며, 설치장소 바닥 토질이 단단하지 않은 경우에도 흔들림을 최대한 방지함으로써 정밀한 측지 측량작업을 수행할 수 있는 유용한 발명인 것이다.According to the level measurement processing system of the slope of the present invention according to the above characteristic configuration, by the weight and the rotary ball provided in the field observer is convenient for horizontal adjustment and fixing of the observation body, and at the same time the leg fixing mechanism on the three legs By mounting each of them, the field observer can be installed and securely fixed even on a hilly terrain such as a mountainous area, and it is a useful inventor that can perform precise geodetic surveying work by preventing shaking as much as possible even when the floor is not hard. will be.
도 1은 본 발명에 따른 경사지의 수준측량 처리시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 2는 본 발명에서 부분적으로 단면 처리하여 나타낸 현장 관측기의 정면도.
도 3은 본 발명에서 다리고정기구를 장착한 현장 관측기의 정면도.
도 4는 본 발명에서 다리고정기구를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도.
도 6은 본 발명에서 다리고정기구의 사용상태를 나타낸 측면도.
도 7은 본 발명에서 다리고정기구의 고정기둥을 나타낸 분해 사시도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에서 다리고정기구의 고정기둥을 나타낸 사용상태 단면도.
도 9는 도 8a의 B-B선 단면도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다리고정기구를 경사지에서 사용하는 상태를 나타낸 단면도.
도 11은 본 발명에서 차량의 정확한 위치를 계산하기 위한 것을 설명하기 위한 블럭도.
도 12는 본 발명에서 카메라의 위치 및 자세 보정 장치가 적용되는 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 13 내지 도 15는 도 12에 도시된 카메라를 통해 획득된 영상간의 관계를 도시하고 위치 및 자세 보정 정보를 생성하는 과정을 도시한 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a level measurement processing system of a slope according to the present invention.
Figure 2 is a front view of the field observer shown in partial cross section in the present invention.
Figure 3 is a front view of the field observer equipped with a leg fixing mechanism in the present invention.
Figure 4 is a perspective view of the leg fixing mechanism in the present invention.
5 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
Figure 6 is a side view showing a state of use of the leg fixing mechanism in the present invention.
Figure 7 is an exploded perspective view showing a fixing column of the leg fixing mechanism in the present invention.
8a and 8b is a cross-sectional view of the use state showing the fixing column of the leg fixing mechanism in the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 8A.
10A and 10B are sectional views showing a state in which the leg fixing mechanism of the present invention is used on a slope.
11 is a block diagram for explaining the calculation of the exact position of the vehicle in the present invention.
12 is a block diagram schematically showing a configuration to which the position and posture correction device of the camera is applied in the present invention.
13 to 15 are flowcharts illustrating a process of generating a position and posture correction information showing a relationship between images acquired through the camera shown in FIG. 12.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에서 위치는 좌표를 의미하고 문맥에 적합하게 선택적으로 사용하기로 한다.In the present invention, the position refers to the coordinates and will be selectively used according to the context.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 경사지의 수준측량 처리시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 경사지의 수준측량 처리시스템은, 측지용 현장 관측기(100), 상기 측지용 현장 관측기(100)로부터 측지데이터를 수신받는 차량(200)과, 상기 차량(200)을 통해 수신받은 측지데이터를 전송받아 보정처리하는 통합관리기(300)를 포함한다. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the level measurement processing system of the slope according to an embodiment of the present invention, as shown, the level measurement processing system of the slope according to an embodiment of the present invention, geodetic site Observer 100, a
상기 측지용 현장 관측기(100)는 측정점의 각도와 거리 측정기능 및 측정점의 위치좌표를 산출해 표시 및 저장하는 기능 및 유무선 통신기능을 포함한다. The
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 측지용 현장 관측기(100)는 측정점의 각도와 거리를 측정하고, 측정점의 위치좌표를 산출해 표시 및 저장할 수 있는 관측본체(110)와, 관측본체(110)를 장착하기 위한 지지본체(120)를 포함한다.That is, as shown in FIG. 2, the
상기 관측본체(110)는 예를 들면, 공지의 토탈스테이션으로서, 측정점의 각도와 거리 측정기능 및 측정점의 위치좌표를 산출해 표시 및 저장하는 기능 및 유무선 통신기능과, GPS인공위성 신호를 수신하는 GPS안테나와, 상기 GPS안테나로부터 수신된 신호를 처리해서 본체의 위치좌표 산출을 위해 필요한 GPS정보를 확인 전송하는 GPS출력기를 구비한 GPS측량기와, 상기 차량의 유무선통신기와 통신하면서 상기 GPS측량기에서 각각 측정된 좌표값을 전송하는 송신기를 구비한다.The
따라서, 관측본체(110)는, GPS인공위성 신호를 수신하고, 수신된 위치 신호를 처리해서 추출된 위치좌표 산출을 위해 필요한 GPS정보를 확인하며, 상기 차량(200)과 유무선통신 하는 것으로, 이러한 관측본체(110)의 구성은 공지이므로 본 발명에서는 구체적인 설명을 생략한다. Accordingly, the
한편, 지지본체(120)는 상기 관측본체(110)의 정확한 위치를 확인하기 위해, 장비의 수평조절 및 고정이 편리하기 위한 기구물이다. On the other hand, the
상기 지지본체(120)는 작업자의 사용 편의를 고려해 관측본체(110)와 분리되어 유동성을 갖도록 하는 것이 바람직하다. The
상기 지지본체(120)는 베이스(121), 3개의 다리(122), 회전구(123), 커버(124) 및 무게추(125)로 구성된다.The
상기 베이스(121)는 중심에 상방으로 개구된 반구형상의 제1수용홈(121a)이 형성되고, 제1수용홈(121a)의 바닥 중심에는 상하로 관통하도록 개구된 관통홈(121b)이 형성된다. 또한, 상기 베이스(121)는 외주면에 나사산(121c)이 형성된다.The
상기 3개의 다리(122)는 베이스(121)에 각각 회동가능하게 힌지고정되고, 타단은 지면에 고정되어, 베이스(121)의 설치각과 높이를 조절할 수 있도록 한다.The three
상기 회전구(123)는 관측본체(110)의 수평을 조절하기 위한 것으로, 베이스(121)의 제1수용홈(121a)에 회전가능하게 안착된다. 또한, 상기 회전구(123)는 상방으로 돌출된 고정돌기(123a)가 형성되어서, 관측본체(110)의 고정홈(110a)에 나사 삽입되어 결합될 수 있고, 이를 통해 회전구(123)와 관측본체(110)의 상호 고정이 이루어진다. 또한, 상기 회전구(123)는 고정돌기(123a)와 대향하는 반대측면에 체결홈(123b)을 형성한다. 본 실시예에서 상기 회전구(123)는 고정돌기(123a)가 회전구(123)에 일체형으로 형성되었지만, 운반 및 설치의 편의를 위해 분리식으로 형성되는 것도 가능함은 물론이다.The
상기 커버(124)는 하방으로 개구되고, 개구된 내주면에는 나사산이 형성된 제2수용홈(124a)이 형성되어, 커버(124)가 베이스(121)의 외주면을 감싸면서 나사결합된다. 또한, 상기 제2수용홈(124a)과 연통되어 상방으로 개구되되, 회전구(123) 보다 직경축소된 제2고정홈(124b)이 형성된다. 이때, 회전구(123)의 외면과 직접 접하는 제2고정홈(124b)의 내측면은 회전구(123)의 표면곡률에 상응하게 절개 형성되어서, 회전구(123)의 표면이 제2고정홈(124b)의 내측면과 긴밀히 접할 수 있도록 된다. 이는 제2고정홈(124b)의 내측면이 회전구(123)의 제동기능을 수행하면서 커버(124)의 압력을 받을 경우 효율적으로 회전구(123)의 이동을 차단하기 위함이다. 한편, 커버(124)가 갖는 회전구(123)의 정지기능을 높이기 위해 상기 내측면에는 마찰계수가 높은 합성수지재질의 마찰부재를 도포할 수도 있음은 물론이다.The
상기 무게추(125)는 베이스(121)의 관통홈(121b)을 관통하여, 회전구(123)와 나사결합방식으로 착탈가능하게 결합되어, 회전구(123)를 회전시켜, 관측본체(110)가 연직상태로 유지되도록 한다. 본 실시예에서는, 운반 및 설치 편의를 위해, 상기 무게추(125)와 회전구(123)가 분리형으로 형성되어 무게추(125)가 회전구(123)에 탈착가능하게 고정되지만, 필요에 의해 일체형으로 형성될 수도 있다.The
이러한 구성으로 이루어진 현장 관측기(100)의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the
먼저 상기 현장 관측기(100)의 설치위치에 지지본체(120)를 설치한다. 이때, 상기 지지본체(120)는 베이스(121), 3개의 다리(122), 회전구(123), 커버(124) 및 무게추(125)가 일체로 결합된 상태이다.First, the
한편, 설치위치의 지형에 따라, 상기 본체(120)는 3개의 다리(122)의 기울기나 연장된 길이 등에 차이가 생겨, 회전구(123)의 고정돌기(123a)가 연직상태가 아닌 기울어지게 배치될 수 있으므로, 커버(124)의 제2고정홈(124b) 내측면에 의해 가압되어 고정된 회전구(123)가 회전할 수 있도록, 작업자는 커버(124)가 베이스(121)의 상부로 이동할 수 있도록 조작한다.On the other hand, depending on the topography of the installation location, the
이때, 커버(124)와 베이스(121)는 나사산으로 결합되어 고정된 것이므로, 작업자는 커버(124)를 회전시킴으로써 커버(124)의 높낮이를 제어할 수 있을 것이다. 계속해서, 커버(124)의 이동으로 회전구(123)의 구속이 해제되면, 회전구(123)는 중력방향으로 위치를 고수하는 무게추(125)의 상대적인 이동을 따라 회전하고, 작업자가 특정 지점에서의 GPS위치 확인을 위해 일시정지하면, 무게추(125)는 상대적으로 기울어진 현 위치를 유지하게 된다.In this case, since the
물론, 작업자는 커버(124)를 회전시켜서 베이스(121)의 하방으로 이동시키고, 이렇게 이동하는 커버(124)는 제2고정홈(124b)의 내측면이 회전구(123)와 긴밀히 접하면서 구속된다.Of course, the operator rotates the
이에 따라, 상기 현장 관측기(100)의 빈번한 이동이 발생하여도, 정확한 수평위치에서 정확한 위치를 측정할 수 있다. Accordingly, even if frequent movement of the
또한 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 현장 관측기(100)의 지지본체(120)에 구비된 3개의 다리(122) 끝단에 각각 착탈 가능하게 고정되어 다리(122)를 지면에 대하여 견고하게 지지하는 다리고정기구(130)를 더 구비한다.In addition, the present invention is detachably fixed to each of the ends of the three
상기 다리고정기구(130)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 고정통체(131), 수직몸체(132), 고정몸체(133), 고정기구(135) 및 고정기둥(140)으로 이루어진다.The
먼저 고정통체(131)는, 다리(122) 끝단에 끼울 수 있는 사이즈의 원통형상으로 형성되고 고정나사(131a)에 의해 다리(122)에 착탈 가능하게 고정된다.First, the fixing
수직몸체(132)는 고정몸체(133)에 대하여 수직방향으로 설치되고 상단이 상기 고정통체(131)의 일측과 힌지핀(132a)에 의해 수평축선을 중심으로 회전가능하게 연결된다. The
고정몸체(133)는 사각판 형상으로 형성되어 상면 중앙에 형성된 회전지지부(133a)가 상기 수직몸체(132)의 하단과 각도조절노브(134)에 의해 수평축선을 중심으로 회전가능하게 연결된다. 즉 도 5에 도시된 바와 같이 회전지지부(133a)는 수직몸체(132)의 하단 양쪽에 배치되고, 각도조절노브(134)는 끝단에 수나사부(134a)가 형성되어 회전지지부(133a)와 수직몸체(132)를 차례로 관통하여 한쪽 회전지지부(133a)에 형성한 암나사부(133b)와 나사맞춤하도록 되어 있다.The fixed
따라서, 각도조절노브(134)의 회전조작에 의한 나사 조임 또는 풀림에 의해 양쪽 회전지지부(133a)를 수직몸체(132)에 고정 또는 고정해제할 수 있게 된다. Therefore, both
또한 고정몸체(133)의 저면에는 지면에 접촉하는 바닥면에 복수개의 원추형상돌기(133c)가 형성되어 있다.In addition, a plurality of
고정기구(135) 및 고정기둥(140)은, 고정몸체(133)를 지면에 고정하기 위한 것으로, 고정기구(135)는 수직몸체(132)를 기준으로 고정몸체(133)의 양끝단에 각각 구비되어 있다.The
고정기구(135)는, 연결통체(135a), 삽입관(135b) 및 지지관(135c)으로 이루어진다. 연결통체(135a)는 속이 빈 원통형상으로 형성되고, 고정몸체(133) 끝단에 일단이 힌지핀(135d)에 의해 수평축선을 중심으로 회전자유롭게 연결된다. 삽입관(135b)은 상기 연결통체(135a) 내에 삽입되어 조임나사(135e)에 의해 고정되고, 지지관(135c)은 속이 빈 원통형으로 형성되어 상기 삽입관(135b)의 노출 끝단에 고정되어 있다. 따라서, 연결통체(135a)에 삽입관(135b)을 삽입하는 길이에 따라, 고정몸체(133)와 지지관(135c) 사이의 거리를 조절할 수 있도록 되어 있다.The
고정기둥(140)은 끝이 뾰족하게 형성되고 상기 고정기구(135)의 지지관(135c)을 관통시켜 지면에 박아 넣기 위한 것으로, 길이를 다르게 하여 복수개 구비함으로써 필요에 따라 길이를 선택하여 사용할 수 있도록 한다.The
또한, 고정기둥(140)은 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 고정기둥(140)의 하단부 양측에 수평축선을 중심으로 회전자유롭게 회전지지핀(141a)에 의해 연결되는 한 쌍의 고정편(141)을 구비한다. 고정편(141)은 고정기둥(140) 내에 설치되고, 작동봉(142)의 상하방향 이동에 의해 연동하여 고정기둥(140) 내에 있는 삽입위치와 고정기둥(140) 외부로 돌출되는 고정위치 사이에서 이동 가능하게 설치되며, 바깥면에는 톱니형상부(141b)가 형성되어 있다.In addition, as shown in Figures 7 to 9, the fixing
상기 작동봉(142)은, 고정기둥(140) 내부에 형성한 수직구멍(140a)에 설치되어 수직방향으로 상,하방향 이동가능하게 설치된다. 작동봉(142)의 하단은 상기 한 쌍의 고정편(141)의 일단과 연동가능하게 연결되어 한 쌍의 고정편(141)을 상기 삽입위치와 고정위치 사이에서 회전시키도록 되어 있다.The operating
상기 작동봉(142)과 한 쌍의 고정편(141) 연결구성은, 한 쌍의 고정편(141)의 일측 연결부(141e)에 장방형의 연결구멍(141c)을 형성하여 상기 연결구멍(141c)을 관통하는 연결핀(141d)으로 작동봉(142) 하단에 관통시켜 연결함으로써 이루어진다.The connecting
따라서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 작동봉(142)의 상하 이동에 의해 한 쌍의 고정편(141)은 회전지지핀(141a)을 중심으로 정,역회전하여 고정기둥(140)으로부터 출몰하는 삽입위치와 고정위치 사이에서 작동 가능하게 된다.Therefore, as shown in FIGS. 8A and 8B, the pair of fixing
또한, 상기 고정기둥(140)의 상단에는 수직구멍(140a)과 연통하여 수직방향으로 형성된 나사구멍(140b)이 형성되어 있고, 상기 나사구멍(140b)에는 회전부재(143)의 나사부(143a)가 나사맞춤되며, 회전부재(143)의 하단은 작동봉(142)의 상단과 걸림유지되어 회전부재(143)의 회전조작에 의해 작동봉(142)이 상,하방향으로 이동 가능하게 되어 있다.In addition, a
이때 회전부재(143)와 작동봉(142)의 걸림구조는 회전부재(143)의 하단에 걸림원판부(143b)를 형성하고, 작동봉(142)에 상기 걸림원판부(143b)가 끼워져 걸림유지되는 걸림홈부(142a)를 형성하여 이루어지며, 회전부재(143)의 상면에는 회전조작을 용이하게 하는 조작홈(143c)을 형성하는 것이 바람직하다.At this time, the locking structure of the rotating
따라서, 회전부재(143)의 회전조작에 의해 작동봉(142)을 상하방향으로 이동시켜 한 쌍의 고정편(141)을 삽입위치와 고정위치 사이에서 작동시키도록 된 구성이다.Therefore, the operating
이러한 구성으로 이루어진 다리고정기구(130)의 작용을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the
현장 관측기(100)의 설치를 위한 바닥의 토질이, 예를 들어 모래땅, 진흙땅 또는 갯벌과 같이 단단하지 않을 경우, 관측몸체(110)의 고정을 위한 지지본체(120)의 흔들림을 최대한 방지함과 동시에, 견고하게 고정하여 정밀 수준측량시 정확한 측량 데이터를 얻을 수 있다.When the soil of the floor for the installation of the
즉, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지지본체(120)의 다리(122) 끝단에 고정통체(131)를 끼운 후, 고정나사(131a)로 고정함으로써 간단하게 설치할 수 있고, 또한 고정나사(131a)를 푸는 것에 의해 간단하게 분리할 수 있다.That is, as shown in Figures 3 to 6, after the fixing
이어서, 고정몸체(133)를 지면에 놓고 하방으로 누르게 되면, 고정몸체(133)의 원추형상돌기(133c)가 땅속으로 삽입되면서 고정몸체(133)의 저면이 지면에 놓여 지게 되므로, 토질이 진흙땅이나 갯벌인 경우에도, 고정몸체(133)가 지면에 대하여 미끄러지거나 유동되는 것이 방지되어 지지본체(120)의 흔들림을 최대한 방지할 수 있다.Subsequently, when the fixed
또한, 산악지대와 같이 경사가 심한 지형에서는, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이 고정몸체(133) 양쪽에 구비된 고정기구(135) 및 고정기둥(140)를 이용하여 고정몸체(133)를 지면에 대하여 더욱 견고하게 고정함과 동시에, 고정몸체(133)에 대하여 수직몸체(132)를 소정각도 회전시켜 수직상태를 유지함으로써 평지에서 지지할 때와 마찬가지로 지지본체(120)를 안정한 상태로 지지할 수 있다.In addition, in a terrain that is severely inclined, such as a mountainous region, as shown in FIGS. 10A and 10B, the fixing
즉, 고정기구(135)는, 연결통체(135a)가 고정몸체(133)와 힌지핀(135d)에 의해 회전 자유롭게 연결된 것이므로, 연결통체(135a)를 고정몸체(133)에 대하여 바깥쪽으로 회전시키게 되면, 연결통체(135a)에 삽입된 삽입관(135b)의 끝단에 형성된 지지관(135c)이 고정몸체(133)로부터 이격되어 위치되고, 이어서 고정기둥(140)을 지지관(135c)에 관통시켜 뾰족한 끝단을 지면에 대고, 망치 등의 타격도구로 고정기둥(140)을 지면 내에 깊숙이 박아 넣을 수 있다. 이로써 고정몸체(133)가 경사가 심한 지형에서도 미끄러지거나 유동하는 것을 더욱 방지할 수 있으며, 특히 토질이 단단하지 않은 경우에도 고정몸체(133)를 견고하게 고정할 수 있다.That is, the
이때, 조임나사(135e)를 풀어 연결통체(135a)에 삽입된 삽입관(135b)의 삽입길이를 조절하게 되면, 고정몸체(133)에 대하여 지지관(135c)의 위치를 조절할 수 있고, 이에 의해서는 고정기둥(140)을 박아 넣기 좋은 위치를 선택할 수 있으며, 또한 고정기둥(140)은 길이를 다르게 하여 복수개 구비하면, 토질의 단단한 정도에 따라 고정기둥(140)의 길이를 선택하여 사용함으로써 고정몸체(133)를 더욱 효과적으로 고정할 수 있다.At this time, by adjusting the insertion length of the insertion tube (135b) inserted into the connecting cylinder (135a) by loosening the tightening screw (135e), it is possible to adjust the position of the support tube (135c) with respect to the fixed body (133), By selecting a good position to drive the
또한, 고정기둥(140)을 땅에 박아 고정한 후, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 고정기둥(140) 상부에 구비된 회전부재(143)를 조작홈(143c)에 도구(도시 하지 않음)을 끼워 회전시키게 되면, 회전부재(143)의 나사부(143a)가 고정기둥(140)의 나사구멍(140b)에 나사맞춤된 것이므로, 회전부재(143)가 회전하면서 하강하게 되고, 이로써 회전부재(143)와 연결된 작동봉(142)도 하강하게 된다.In addition, after fixing the fixing
작동봉(142)이 하강하게 되면, 연결핀(141d)으로 연결된 양쪽 고정편(141)의 연결부(141e)도 하강하게 되므로, 양쪽 고정편(141)은 회전지지핀(141a)을 중심으로 회전하여 고정기둥(140) 내에 있는 삽입위치에서 고정기둥(140) 바깥쪽으로 돌출하는 고정위치로 이동하게 되고, 이로써 도 8b 및 도 10b에서와 같이 고정편(141)의 톱니형상부(141b)가 고정기둥(140)의 삽입방향에 대하여 직각방향으로 땅과 더욱 밀착되어 고정기둥(140)의 고정상태를 더욱 견고하게 함과 동시에, 고정기둥(140)이 땅에 박힌 상태에서 쉽게 빠지는 것을 방지할 수 있다.When the operating
고정기둥(140)을 빼낼 때에는, 상기 동작의 역순으로, 회전부재(143)를 역회전시키게 되면, 회전부재(143)가 상승하게 되고, 이로써 회전부재(143)와 연결된 작동봉(142)과, 작동봉(142)과 연결된 고정편(141)의 연결부(141e)도 상승하게 되므로, 양쪽 고정편(141)은 회전지지핀(141a)을 중심으로 역회전하여 고정기둥(140) 바깥쪽으로 돌출된 고정위치에서 고정기둥(140) 내에 있는 삽입위치로 이동하게 되므로, 고정기둥(140)을 땅속에서 빼내는 작업이 용이하게 된다.When removing the fixing
이어서, 도 11은 본 발명에서 차량의 정확한 위치를 계산하기 위한 것을 설명하기 위한 블럭도로서, 도시된 바와 같이, 차량(200)에 탑재되어, 위성으로부터 차량(200)의 위치 정보를 수신하여 차량의 위치(PGPS) 및 속도(VGPS)를 감지하는 GPS 수신부(210)와, 상기 차량의 실제 주행 속도를 감지하여 상기 차량의 선형 가속도(Fx, Fy, Fz)를 감지하는 가속도 감지부(220)와, 상기 차량(200)의 실제 주행 방향을 감지하여 상기 차량의 회전 가속도(p, q, r)를 감지하는 자이로 센서부(230)와, 상기 GPS 수신부(210), 가속도 감지부(220) 및 자이로 센서부(230)의 정보로부터 상기 차량 위치에 대한 오차를 보상하여 오차 발산이 이루어지는 것을 방지하는 위치보정부(240)를 포함한다. Subsequently, FIG. 11 is a block diagram illustrating the calculation of the exact position of the vehicle in the present invention. As shown in FIG. 11, the vehicle is mounted on the
또한, 상기 GPS 수신부(210)에서 감지된 차량의 속도(VGPS)와 상기 가속도 감지부(220)에 의해 감지된 선형 가속도(Fx, Fy, Fz)를 통해 차량의 보조 자세(C_aid)를 계산하는 보조 자세 계산부(250)와, 상기 선형 가속도(Fx, Fy,Fz)에 의해 차량의 실제 위치(P_ins)와 속도(V_ins)를 계산하는 위치/속도 계산부(260)와, 상기 자이로 센서부(230)에서 감지된 차량의 회전 가속도(p, q, r)을 통하여 상기 차량의 실제 자세(C_ins)를 계산하는 자세 계산부(270)를 더 포함한다. In addition, the auxiliary posture C_aid of the vehicle is calculated based on the vehicle speed VGPS detected by the
여기서, 상기 자세 계산부(270)에 의해 계산된 차량의 자세(C_ins)는 상기 GPS 수신부(210)에 의해 감지된 차량의 위치(PGPS)와 속도(VGPS), 보조 자세(C_aid) 및 차량의 위치(P_ins)와 속도(V_ins) 함께 상기 위치 보정부(240)로 전달되어 상기 차량의 위치 및 속도에 대한 오차를 추정하여 오차가 보상된 차량의 위치(Pkf), 속도(Vkf) 및 자세(Ckf)가 출력된다.Here, the posture C_ins of the vehicle calculated by the
이때, 상기 위치 보정부(240)는 불규칙 외난을 포함하는 동적 시스템(Dynamic System)에 적용되는 최적 상태 추정과정(Optimal state estimation process)을 수행하는 칼만 필터(Kalman Filter)로 구성된다.In this case, the position correction unit 240 is configured as a Kalman filter that performs an optimal state estimation process applied to a dynamic system including an irregular outing.
참고로, 상기 칼만 필터는 이산 실시간격(Discrete Real Time Interval)마다 측정되는 잡음(Noise)이 실린 데이타로부터 동적시스템의 미지의 상태변수를 최적으로 추정하기 위한 선형, 불편(unbiased), 최소오차분산(minimumerror variance)의 반복적 알고리즘(recursive algorithm)으로써, 산업분야에서는 인공위성의 항법, 미사일의 궤적추정, 레이다 등에 많이 이용되어 왔고 최근의 고속의 고성능 마이크로 프로세서의 발달로 칼만 필터는 매우 복잡한 실시간 처리 시스템에서도 점점 더 이용가치가 높아지고 있다.For reference, the Kalman filter is linear, unbiased, and minimum error variance for optimally estimating unknown state variables of dynamic systems from noise-bearing data measured at discrete real time intervals. As a recursive algorithm of minimum error variance, it has been widely used in satellite navigation, trajectory estimation of missiles, radar, etc., and the recent development of high-speed, high-performance microprocessors allows the Kalman filter to be used in very complex real-time processing systems. Increasingly, the value of use is increasing.
이를 보다 상세히 설명하면, 상기 GPS 수신부(210)에서 위성으로부터 수신되는 위치 정보에 따라 상기 차량의 위치(PGPS)와 속도(VGPS)가 감지된다. 또한, 상기 차량의 실제 주행 속도와 주행 방향을 감지하는 가속도 감지부(220) 및 자이로 센서부(230)에서 각각 선형 가속도(Fx, Fy, Fz)와 회전 가속도(p, q, r)이 감지된다.In more detail, the position (PGPS) and the speed (VGPS) of the vehicle are sensed according to the position information received from the satellite in the
이때, 상기 GPS 수신부(210)에서 감지된 차량의 속도(VGPS)와 상기 선형 가속도(Fx, Fy, Fz)를 통하여 상기 차량의 보조 자세(C_aid)가 계산되며, 상기 선형 가속도(Fx, Fy, Fz)를 통하여 차량의 실제 위치(P_ins) 및 속도(V_ins)가 계산된다.In this case, the assist posture C_aid of the vehicle is calculated based on the vehicle speed VGPS detected by the
또한, 상기 회전 가속도(p, q, r)를 통하여 상기 차량의 실제 자세(C_ins)가 계산된다.In addition, the actual attitude C_ins of the vehicle is calculated through the rotational accelerations p, q, and r.
여기서, 상기 GPS 수신부(210)에서 수신된 차량의 위치(PGPS) 및 속도(VGPS)와 상기 계산된 차량의 보조 자세(C_aid), 차량의 실제 위치(P_ins) 및 속도(V_ins) 및 차량의 실제 자세(C_ins)에 관한 정보가 상기 위치 보정부(240)로 전달된다.Here, the position (PGPS) and speed (VGPS) of the vehicle received by the
상기 칼만 필터로 이루어지는 위치 보정부(240)에서는 상기 전달된 정보를 통하여 상기 차량의 위치 및 속도에 대한 오차를 보상하여 상기 오차가 보상된 출력을 얻게 되어, 보다 정확한 차량의 위치 및 속도를 얻을 수 있게 되는 것이다.The position correction unit 240 formed of the Kalman filter compensates for the error of the position and speed of the vehicle through the transmitted information to obtain an output in which the error is compensated, thereby obtaining a more accurate position and speed of the vehicle. Will be.
또한, 도 12는 본 발명에서 차량에 장착된 카메라를 이용하여 차량의 자세를 보정하는 것을 설명하기 위한 블럭도로서, 차량(200)에는 삼선 스캐너를 구비한 카메라(280)가 더 장착된다. In addition, FIG. 12 is a block diagram illustrating correcting a posture of a vehicle using a camera mounted on the vehicle in the present invention. The
도시된 바와 같이, 상기 카메라(280)의 위치 및 자세 정보는 카메라(280)의 위치 및 자세 정보에 직결된다. 삼선스캐너는 차량(200)의 진행 방향의 직각 방향을 향하는 연직 스캐너(281), 상기 차량(200)의 진행 방향과 상기 연직 스캐너(281)가 향하는 방향 사이의 임의 방향을 향하는 전방 스캐너(282), 및 상기 차량(200)의 진행 방향과 반대되는 방향과 상기 연직 스캐너(281)가 향하는 방향 사이의 임의 방향을 향하는 후방 스캐너(283)로 이루어진다. 따라서, 연직 스캐너(281)와 전방 스캐너(282) 간의 각도와, 연직 스캐너(281)와 후방 스캐너(283)간의 각도는 90도 이하이다. 즉, 전방 스캐너(282)와 연직 스캐너(281)사이의 각도는 진행방향 쪽으로 90도 이하가 되고, 후방 스캐너(283)와 연직 스캐너(281)사이의 각도는 진행방향 반대방향으로 90도 이하가 된다.As shown, the position and attitude information of the
여기서, 상기 보조 자세 계산부(250)는 상기 GPS 수신부(210)와 자이로 센서부(230) 및 카메라(280)로부터 수신받은 위치데이터를 계산하여 측지데이터에 대한 보정을 수행한다. Here, the auxiliary
GPS 수신부(210)는 카메라(280)와 연결되어 카메라(280)의 위치를 결정한다. 자이로 센서부(230)는 카메라(280)와 연결되어 카메라(280)의 자세를 결정한다. GPS 수신부(210)와 자이로 센서부(230)는 카메라(280)와 동일한 프레임에 물리적으로 고정설치된다. The
상기 카메라(280)의 삼선 스캐너를 통해 입력되는 스캔라인 영상을 이용하여 카메라(280)의 위치 및 자세 보정 정보를 생성한다. 생성된 위치 및 자세 보정 정보는 각각 GPS 수신부(210)와 자이로 센서부(230)에 피드백되며, 카메라(280)의 위치 및 자세 정보는 보다 정밀하게 파악될 수 있다.The position and posture correction information of the
도 13은 카메라(280)의 삼선 스캐너를 통해 획득된 영상간의 관계를 도시한 것이다.FIG. 13 illustrates a relationship between images acquired through a three-wire scanner of the
삼선 스캐너는 차량(200)의 진행방향에 따라 전방 스캐너(282), 연직 스캐너(281), 후방 스캐너(283)로 구성된다. 따라서, 스캔라인 영상도 전방 스캐너(282)를 통해 생성되는 전방 스캐너 관측 영상(282a), 연직 스캐너(281)를 통해 생성되는 연직 스캐너 관측 영상(281a), 후방 스캐너(283)를 통해 생성되는 후방 스캐너 관측 영상(283a)으로 이루어진다.The three-wire scanner is composed of a
차량(200)의 진행 방향을 기준으로 세 스캐너가 배열되기 때문에, 관측대상이 되는 지표면 또는 시설물은 먼저 전방 스캐너(282)에 의해 관측이 된다. 일정 시간(Δt1)이 지난 후, 관측대상은 연직 스캐너(281)에 의해 관측이 되고, 다시 일정 시간(Δt2)이 지난 후, 관측대상은 후방 스캐너(283)에 의해 관측이 된다.Since three scanners are arranged based on the traveling direction of the
차량(200)이 등속 직선 운동을 하고 자세의 변화가 없는 관성 운동을 하는 경우, 전방 스캐너(282)와 연직 스캐너(281) 그리고 후방 스캐너(283) 사이의 관측 시간 간격은 동일하게 되며(즉, Δt1=Δt2), 상술한 세 스캐너를 통하여 관측되는 영상간에도 위치 편차가 나타나지 않게 된다.When the
반면에, 관측 장치가 등속 직선 운동과 관성 운동을 하지 않는 경우, 세 스캐너를 통하여 관측되는 영상(281a,282a,283a)간에는 도 13에서와 같이 위치 편차가 나타나게 된다. 전방 스캐너 관측영상(282a)과 연직 스캐너 관측영상(281a)간의 영상 위치 편차는 화소단위로 (1,1)이고, 연직 스캐너 관측영상(281a)과 후방 스캐너 관측영상(283a)간의 영상 위치편차는 화소단위로 (1,2)이다. 본 발명은 차량에 장착된 카메라(280)의 위치 편차를 분석함으로써 보다 정확한 측지데이터를 구할 수 있다. On the other hand, when the observing apparatus does not perform the constant velocity linear motion and the inertial motion, position deviations appear between the
도 14는 본 발명에서 카메라를 통한 측지데이터 보정을 설명하기 위한 세부 흐름도이다. 14 is a detailed flowchart illustrating geodetic data correction through a camera in the present invention.
삼선 스캐너를 구비한 카메라(280)를 탑재한 관측장치가 전방으로 진행함에 따라 삼선 카메라에 의해 차례대로 전방 스캐너 관측영상(282a), 연직 스캐너 관측영상(281a), 후방 스캐너 관측영상(283a)이 생성된다. 생성된 관측영상은 영상 기반 위치 및 자세 보정 장치(284)에 입력된다.As the observation device equipped with the
전방 스캐너 관측영상(282a)은 제1 버퍼 메모리(285)에 임시로 저장된다. 이후, 영상 정합부(286)는 임시로 저장된 전방 스캐너 관측영상(282a)과, 연직 스캐너(281)를 통해 실시간으로 관측되어 입력되는 연직 스캐너 관측영상(281a)에 대해 영상정합을 수행하여 두 영상(281a,282a)간에 화소단위의 영상 위치편차(Δu1, Δv1)를 계산한다.The front
영상정합은 영역기준 정합방법이나 형상기준 정합방법과 같이 이미 알려진 다양한 방법으로 수행될 수 있다.Image matching may be performed by various known methods such as region-based matching or shape-based matching.
연직 스캐너(281)와 후방 스캐너(283)를 통해 관측되는 영상에 대해서도 동일한 과정이 적용된다. 즉, 연직 스캐너 관측영상(281a)은 제2 버퍼 메모리(287)에 임시로 저장된다. 이후, 영상 정합부(286)는 임시로 저장된 연직스캐너 관측영상(281a)과, 후방 스캐너(283)를 통해 실시간으로 관측되어 입력되는 후방 스캐너 관측영상(283a)에 대해 영상정합을 수행하여 영상(281a,283a)간에 화소단위의 영상 위치편차(Δu2, Δv2)를 계산한다. 영상정합은 영역기준 정합방법이나 형상기준 정합방법과 같이 이미 알려진 다양한 방법으로 수행될 수 있다.The same process applies to the images observed through the
전방 스캐너 관측영상(282a)과 연직 스캐너 관측영상(281a)간의 제1 영상 위치편차 관련정보(Δu1, Δv1, tf,tn)와, 연직 스캐너 관측영상(281a)과 후방 스캐너 관측영상(283a)간의 제2 영상 위치편차 관련정보(Δu2, Δv2,tn, tr)는 칼만필터(Kalman Filter) 처리부(288)에 입력된다.The first image position deviation related information (Δu1, Δv1, tf, tn) between the front scanner observed
제1 영상 위치편차 관련정보(Δu1, Δv1, tf, tn)는 전방 스캐너 관측영상(282a)과 연직 스캐너 관측영상(281a)간의 영상 위치편차(Δu1, Δv1), 전방 스캐너 관측영상(282a)이 생성된 시각(tf), 연직 스캐너 관측영상(281a)이 생성된 시각(tn)으로 구성된다.The first image position deviation related information Δu1, Δv1, tf, tn is an image position deviation Δu1, Δv1 between the front
제2 영상 위치편차 관련정보(Δu2, Δv2, tn, tr)는 연직 스캐너 관측영상(281a) 과 후방 스캐너 관측영상(283a)간의 영상 위치편차(Δu2, Δv2), 연직 스캐너 관측영상(281a)이 생성된 시각(tn), 후방 스캐너 관측영상(283a)이 생성된 시각(tr)으로 구성된다.The second image position deviation related information (Δu2, Δv2, tn, tr) is the image position deviation Δu2, Δv2 between the vertical
칼만 필터 처리부(288)는 상기 설명하였지만, 카메라(280)에 대한 추가적인 설명을 하면 다음과 같다. 제1 및 제2 영상 위치편차 관련정보, GPS수신부(210)로부터 입력되는 tn 시점의 카메라 위치정보(x, y, z, tn)와, 자이로 센서부(230)로부터 입력되는 tn 시점의 카메라 자세정보(ω,κ,φ,tn)로부터, 위치 및 자세 보정 정보(x',y',z',ω',κ',φ',tm)를 추정하여 생성한다. 위치 및 자세 보정 정보는 영상생성이 이루어지는 매 시간 간격에 대해서 국부적으로 계산된 카메라의 위치 및 자세 변화를 담고 있다. 여기에서 시각 tm은 전방 스캐너 관측영상(282a)이 만들어진 시각(tf)과, 후방 스캐너 관측영상(283a)이 만들어진 시각(tb )사이에서 존재하는 임의의 시각이다. 영상 생성이 이루어지는 시간 간격은 통상의 위성항법장치나 관성항법 장치에 의해 제한되는 시간 간격보다 짧은 시간 간격으로 이루어질 수 있다.Although the Kalman
도 15는 본 발명에서 칼만 필터 처리부(288)의 세부 흐름도이다. 15 is a detailed flowchart of the Kalman
투영 변환부(288a)는 카메라 위치정보(x,y, z, tn)와 카메라 자세정보(ω,κ,φ,tn)에 의해 정의되는 7개의 매개 변수 (x, y, z, ω,κ,φ,tn)를 제1 및 제2 영상 위치편차 관련정보에 의해 정의되는 7개의 매개 변수 (Δu1, Δv1,Δu2, Δv2, tf, tn, tb)에 적용하는 투영 변환을 수행하고, 그 결과를 카메라 위치 정보를 나타내는 매개 변수 (x, y, z)에 적용하여 실세계 위치편차를 나타내는 매개 변수(δx, δy, δz)를 계산한다.The
이어서, 칼만필터(288b)는 위치 및 자세 정보를 나타내는 매개 변수 (x, y, z, ω,κ,φ,tn)와 실세계 위치 편차를 나타내는 매개 변수(δx, δy, δz)로부터 최적화된 위치 및 자세 편차에 대한 추정치를 나타내는 매개 변수(Δx,Δy, Δz, Δω,Δκ,Δφ)를 계산한다.Then, the
편차 수정부(288c)는 위치 및 자세 편차에 대한 추정치를 나타내는 매개 변수 (Δx,Δy, Δz, Δω,Δκ,Δφ)를 이용하여 위치 및 자세 정보위치 및 자세 정보를 나타내는 매개 변수 (x, y, z, ω,κ,φ,tn)의 편차를 수정함으로써, 주어진 시각 tm에 대해서 최적화되어 추정된 위치 및 자세 보정 정보(x', y', z', ω', κ' ,φ', tm)를 산출한다.The
tf와 tb 사이에서 존재하는 임의의 시각 tm에 대해 최적화되어 추정된 위치 및 자세 보정 정보(x', y', z', ω',κ' ,φ', tm)는 위치 보정 정보 (x', y', z', tm)와 자세 보정 정보 (ω', κ' ,φ', tm)로 분리된다. 분리된 위치 보정 정보와 자세 보정 정보는 GPS 수신부(210)와 자이로 센서부(230)에 각각 피드백되어 카메라의 위치와 자세 정보를 정밀하게 보정하기 위해 사용된다.The position and attitude correction information (x ', y', z ', ω', κ ', φ', tm) optimized and estimated for any time tm existing between tf and tb is the position correction information (x ' , y ', z', tm) and posture correction information (ω ', κ', φ ', tm). The separated position correction information and posture correction information are fed back to the
이와 같이 삼선 스캐너 영상을 분석하여 얻어지는 보정 정보를 피드백하여 위치 및 자세 정보의 정밀도를 향상시키는 기술은 즉석처리 접근방식(Onboard Processing Approach)은 물론 후처리 접근방식(PostprocessingApproach)에 의해서도 진행될 수 있다.The technique of improving the accuracy of the position and attitude information by feeding back the correction information obtained by analyzing the three-wire scanner image may be performed by an onboard processing approach as well as a postprocessing approach.
즉석처리 접근방식은 인공위성이나 차량에서 삼선 스캐너를 통하여 영상을 관측하는 동시에, 위치 및 자세 보정 정보를 GPS 수신부(210)와 자이로 센서부(230)에 피드백하여 위치 및 자세 정보의 정밀도를 향상시키고, 보정된 위치와 자세 정보를 삼선 스캐너를 통하여 얻어지는 영상에 곧 바로 적용(즉, 기록)하는 것을 의미한다.The instant processing approach observes images through a three-wire scanner in a satellite or a vehicle, and feeds the position and attitude correction information back to the
후처리 접근방식은 GPS 수신부(210)와 자이로 센서부(230)로부터 얻어지는 위치 및 자세 정보와 삼선 스캐너를 통하여 얻어지는 영상정보를 있는 그대로 기록하고, 추후에 별도의 처리 과정을 통하여 위치 및 자세 정보의 정밀도를 향상시키는 것을 의미한다.The post-processing approach records the position and posture information obtained from the
통신모듈(미도시)은 차량에 탑재되며, 현장 관측기(100)의 통신장치와 무선통신하는 수단으로, 일반적인 공중망 또는 위성통신망을 통해 통신이 이루어질 수 있을 것이다.The communication module (not shown) is mounted on a vehicle and is a means for wirelessly communicating with the communication device of the
통합관리기(300)는 수신기 및 데이터식별부를 포함한다.
상기 통합관리기(300)는 차량(200)로부터 전송받은 측지데이터를 수신부를 통해 수신하며, 데이터 식별부를 이용하여 측지데이터를 식별한다. 통합관리기(300)의 통신장치가 약속된 고유코드를 결합해 전송하면, 데이터식별부는 상기 고유코드를 확인해서 해당 측지데이터의 출처를 확인하고, 이를 통해 측지데이터의 진위 여부를 판단할 수 있다.The
상기 통합관리기는 보정부를 더 포함하며, 상기 보정부는 기존 실사이미지 및 그래프와, 새로 수신한 측지데이터의 실사이미지 및 그래프를 비교해서 그 차이를 판단하고, 차이가 있을 경우 새로 수신한 측지데이터의 실사이미지 및 그래프로 이미지 데이터 베이스에 저장한다. The integrated manager further includes a correction unit, and the correction unit compares the existing actual image and graph with the actual image and graph of newly received geodetic data to determine the difference, and if there is a difference, the actual inspection of newly received geodetic data. Stores images and graphs in an image database.
또한, 저장된 측지데이터를 활용하여 수치지도를 작성할 수 있다. In addition, a digital map can be created using the stored geodetic data.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 전술한 본 발명의 내용을 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.Persons having ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various substitutions, modifications, and changes to the above-described contents of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. It is not limited by the embodiment and the accompanying drawings.
100 : 현장 관측기 110 : 관측본체
120 : 지지본체 121 : 베이스
122 : 다리 123 : 회전구
124 : 커버 125 : 무게추
130 : 다리고정기구 131 : 고정통체
132 : 수직몸체 133 : 고정몸체
134 : 각도조절노브 135 : 고정기구
140 : 고정기둥 141 : 고정편
142 : 작동봉 143 : 회전부재
200 : 차량 300 : 통합 관리기100: field observer 110: observation body
120: support body 121: base
122: leg 123: rotary ball
124
130: leg fixing mechanism 131: fixed cylinder
132: vertical body 133: fixed body
134: angle adjustment knob 135: fixing mechanism
140: fixing column 141: fixing piece
142: operating rod 143: rotating member
200: vehicle 300: integrated manager
Claims (1)
상기 측지용 현장 관측기의 지지본체는, 외주면에 나사산이 형성되고 상면에는 반구 형상의 제1수용홈을 갖는 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 제1수용홈의 중심에는 하방으로 개구된 관통홈이 형성된 베이스;
일단이 상기 베이스에 각각 회동가능하게 힌지고정되는 3개의 다리;
상기 관측본체를 고정하기 위한 고정돌기를 가지며 제1수용홈에 상응하는 곡률을 갖는 구 형상을 이루되 고정돌기에 대향하는 외면에 형성된 체결홈이 관통홈과 마주하도록 제1수용홈에 안착되는 회전구;
상기 회전구의 고정돌기가 관통하는 제2고정홈을 구비하고 베이스를 덮어 회전구를 감싸며 베이스의 나사산과 맞물려 결합되는 나사산을 형성하되 제2고정홈의 내측면은 회전구와의 접촉시 밀착되는 곡률로 형성된 커버;
상기 베이스의 관통홈을 관통해 회전구의 체결홈에 고정되는 무게추; 및
상기 3개의 다리 끝단에 착탈 가능하게 고정되어 다리를 지면에 대하여 지지하는 다리고정기구를 구비하며,
상기 다리고정기구는, 다리 끝단에 끼워져 고정나사로 착탈 가능하게 고정되는 고정통체; 수직방향으로 설치되어 상단이 상기 고정통체의 일측과 수평축선을 중심으로 회전가능하게 연결된 수직몸체;
상면 중앙에 형성된 회전지지부가 상기 수직몸체의 하단과 각도조절노브에 의해 수평축선을 중심으로 회전가능하게 연결된 고정몸체;
상기 고정몸체의 바닥면에 돌출 형성된 복수개의 원추형상돌기;
상기 고정몸체의 양끝단부에 각각 설치되는 것으로, 고정몸체에 수평축선을 중심으로 회전자유롭게 연결되고 속이 빈 연결통체와, 상기 연결통체 내에 삽입되어 조임나사에 의해 고정되는 삽입관과, 상기 삽입관 끝단에 고정된 원통형의 지지관으로 이루어지는 고정기구;
끝이 뾰족하게 형성되고 상기 고정기구의 지지관을 관통시켜 지면에 박아 넣기 위한 고정기둥;
상기 고정기둥의 하단부 양측에 수평축선을 중심으로 회전자유롭게 연결되어 고정기둥 내에 있는 삽입위치와 고정기둥 외부로 돌출되는 고정위치 사이에서 이동 가능하게 설치되고, 바깥면에 톱니형상부가 형성된 한 쌍의 고정편;
상기 고정기둥 내부에 형성한 수직구멍에 설치되어 수직방향으로 이동가능하게 설치되고, 하단이 상기 한 쌍의 고정편의 일단과 연동가능하게 연결되어 한 쌍의 고정편을 상기 삽입위치와 고정위치 사이에서 회전시키는 작동봉; 및
상기 고정기둥의 상단에 수직방향으로 형성한 나사구멍에 나사맞춤되는 나사부가 형성되고, 상기 작동봉의 상단과 걸림유지되어 회전조작에 의해 상기 작동봉을 상,하방향으로 이동시키는 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사지의 수준측량 처리시스템.A geodetic field observer comprising an observation body capable of measuring an angle and a distance of a measurement point, calculating and displaying a position coordinate of the measurement point, and a support body for mounting the observation body; A vehicle equipped with wired / wireless communication means to receive geodetic data from the geodetic field observer; And a level measurement processing system of a slope, comprising an integrated manager configured to receive and correct geodetic data received through wired / wireless communication means of the vehicle,
The support body of the geodetic field observer, the base is formed in a cylindrical shape having a screw thread on the outer circumferential surface and the first receiving groove of the hemispherical shape on the upper surface, the through-hole is opened downward in the center of the first receiving groove ;
Three legs, one end of which is pivotally hinged to the base;
Rotation that has a fixing protrusion for fixing the observation body to form a spherical shape having a curvature corresponding to the first receiving groove, the fastening groove formed on the outer surface facing the fixing protrusion is seated in the first receiving groove to face the through groove. phrase;
The fixing protrusion of the rotating hole has a second fixing groove penetrating and covers the base to enclose the rotating sphere, and forms a screw thread engaged with the thread of the base, and the inner surface of the second fixing groove has a curvature that comes into close contact with the rotating sphere. Formed cover;
A weight that penetrates the through groove of the base and is fixed to the fastening groove of the rotary tool; And
A leg fixing mechanism detachably fixed to the three leg ends to support the legs with respect to the ground,
The leg fixing mechanism includes: a fixing cylinder which is inserted into a leg end and detachably fixed by a fixing screw; A vertical body installed in a vertical direction and having an upper end rotatably connected to one side of the fixed cylinder and a horizontal axis;
A fixed body rotatably connected to the horizontal axis formed by the lower end of the vertical body and the angle adjusting knob formed at the center of the upper surface;
A plurality of conical protrusions protruding from the bottom surface of the fixed body;
It is installed at both ends of the fixed body, respectively, freely connected to the fixed body around the horizontal axis and the hollow connection cylinder, the insertion tube is inserted into the connection cylinder fixed by a tightening screw, and the insertion tube end Fixing mechanism consisting of a cylindrical support tube fixed to the;
A fixed pillar having a pointed end and penetrating the support tube of the fixing mechanism to be driven into the ground;
A pair of fixings are rotatably connected around the horizontal axis on both sides of the lower end of the fixing column so as to be movable between an insertion position in the fixing pillar and a fixing position protruding out of the fixing pillar, and having a tooth-shaped portion formed on an outer surface thereof. side;
It is installed in the vertical hole formed in the fixing column so as to be movable in the vertical direction, and the lower end is connected to the one end of the pair of fixing pieces so that the pair of fixing pieces between the insertion position and the fixing position Rotating rod; And
A screw part is formed to be screwed into a screw hole formed in the vertical direction at the upper end of the fixing column, and is held by the upper end of the operating rod, including a rotating member for moving the operating rod up and down by a rotation operation Level measurement processing system of the slope.
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