KR102276813B1 - Non-contact exposure tube 3D position measurement device - Google Patents

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KR102276813B1
KR102276813B1 KR1020210050872A KR20210050872A KR102276813B1 KR 102276813 B1 KR102276813 B1 KR 102276813B1 KR 1020210050872 A KR1020210050872 A KR 1020210050872A KR 20210050872 A KR20210050872 A KR 20210050872A KR 102276813 B1 KR102276813 B1 KR 102276813B1
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pipe
distance
tripod
exposed pipe
measuring
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KR1020210050872A
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최태혁
한형섭
윤종성
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주식회사 삼인공간정보
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Abstract

According to the present invention, provided is a non-contact exposure pipe three-dimensional position measuring device, which includes: a plurality of distance measuring devices configured to measure the distance to an exposure pipe of the water supply and sewerage or underground facility; a transport device having the plurality of distance measuring devices and configured to horizontally move the distance measuring devices in units of a predetermined distance using a linear actuator; a tripod for surveying coupled to the transport device and configured to be installed at a location serving as a reference point for measuring the three-dimensional position of the exposure pipe; an angle measuring device configured to measure an inclination angle and an azimuth angle of the transport device; and an operating computer configured to control the transport device, the distance measuring device, and the angle measuring device, and store information on the measured distance, the inclination angle, and the azimuth angle.

Description

비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치{Non-contact exposure tube 3D position measurement device}Non-contact exposure tube 3D position measurement device

본 발명은 노출관로 3차원 위치 측정장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치에 대한 것이다. The present invention relates to a three-dimensional position measuring device for an exposed pipe. More specifically, it relates to a three-dimensional position measuring device for a non-contact exposed pipe.

상수도 및 하수도 라인 및 각종 통신용 라인과, 도심지 구성을 위한 다양한 기반시설물(즉, 지하시설물)은 지하에 매설돼 보관 및 보호된다. 이에 따라, 지하시설물이 매설된 후에는 외부로 노출되지 못하므로, 지상에서는 해당 지하시설물의 매설위치와 지하시설물의 종류 등을 알 수 없다는 문제점이 있다.Water supply and sewage lines, various communication lines, and various infrastructure (ie, underground facilities) for the construction of downtown are buried underground, stored and protected. Accordingly, since the underground facility cannot be exposed to the outside after it is buried, there is a problem in that it is not possible to know the location of the underground facility and the type of the underground facility on the ground.

이와 관련하여, 유사시 문제가 발생한 지하시설물의 보수 및 관리를 위해, 지하시설물의 매설 위치는 정확히 확인되어야 한다. 또한, 확인된 위치는 기록으로 남겨서 검색 대상인 해당 지하시설물 관리가 효과적으로 이루어지도록 해야 한다.In this regard, for repair and management of underground facilities that have had problems in case of emergency, the location of the underground facilities should be accurately identified. In addition, the confirmed location should be recorded so that the management of the underground facility, which is the target of the search, can be effectively performed.

종래에는 지하시설물의 위치를 확인하고 이를 기록으로 남기기 위해 다수의 측정 작업자가 요구되었다. 상세히 설명하면, 종래에는 지하시설물이 매설되면 측정 작업자 중 1명은 타겟을 지지한 채 서 있고, 다른 측정 작업자는 지상에서 토털스테이션과 같은 공지,공용의 측량장비를 이용해서 타겟의 위치를 확인하였다. 이후 해당 지하시설물의 위치를 측정 및 연산하는 작업을 반복하였다.Conventionally, a large number of measurement workers are required to confirm the location of the underground facility and record it. In detail, in the prior art, when an underground facility is buried, one of the measurement workers stands while supporting the target, and the other measurement operator confirms the location of the target using publicly known and public surveying equipment such as a total station on the ground. After that, the operation of measuring and calculating the location of the corresponding underground facility was repeated.

이와 관련하여, 종래 타겟은 프리즘으로 명명되는 오목한 반구형상을 한 공지, 공용의 도구일 수 있다. 타겟을 지지하고 있는 측정 작업자가 타겟의 오목한 부분이 측량장비를 향하도록 조정하였다. 이에 따라, 측량장비가 타겟을 향해 광파를 발신하고, 타겟은 광파를 발신위치로 정반사하며, 측량장비는 광파를 다시 수신하도록 구성되었다. 즉, 지하시설물의 위치를 측정해서 이를 기록하기 위해서는 타겟이 측량장비를 향하도록 조정하는 자측정 작업이 필요하다. 또한, 측량장비를 조작하는 자측정 작업가 등, 최소한 2명 이상의 자측정 작업자가 현장에 투입되어야 하는 것이다.In this regard, the conventional target may be a known, common tool having a concave hemispherical shape called a prism. The measuring operator holding the target adjusted the concave part of the target to face the surveying equipment. Accordingly, the survey equipment is configured to send a light wave toward the target, the target specularly reflects the light wave to the source location, and the survey equipment is configured to receive the light wave again. In other words, in order to measure and record the location of an underground facility, it is necessary to perform a self-measurement operation that adjusts the target to face the surveying equipment. In addition, at least two magnetometer workers, such as a magnetometer operator who operates the surveying equipment, should be put into the field.

그런데, 지하시설물의 위치 측정을 위한 용역 단가는 낮아지고 인건비는 오히려 증가하면서, 지하시설물의 위치를 측정하는 용역의뢰에 대한 기피현상이 발생했다. 하지만, 지하시설물의 위치측정결과는 지하시설물에 대한 원활한 보호 및 관리를 위한 자료로 쓰임은 물론 인접지역에 대한 토목 및 건축 시공시 중요한 기반자료로 활용된다. 따라서, 지하시설물의 위치 측정 작업은 도심기반 시설 정보를 수집하는 과정에서 없어서는 안될 중요한 업무이다.However, as the unit price of the service for measuring the location of the underground facility decreased and the labor cost rather increased, a phenomenon of avoidance of the service request for measuring the location of the underground facility occurred. However, the location measurement results of underground facilities are used as data for smooth protection and management of underground facilities, as well as important base data for civil engineering and construction construction in adjacent areas. Therefore, the work of measuring the location of underground facilities is an essential task in the process of collecting urban infrastructure information.

또한, 지하시설물의 위치측정 결과는 해당 지하시설물에 대한 보호 및 관리는 물론 전술한 바와 같이 인접지역에 대한 토목 및 건축 시공시 중요한 기반자료로서 활용된다. 따라서, 이러한 지하시설물의 위치측정 결과에 대한 신뢰도와 정확도는 매우 중요하다.In addition, the location measurement result of the underground facility is used as important base data for the protection and management of the underground facility as well as civil engineering and construction construction for the adjacent area as described above. Therefore, the reliability and accuracy of the location measurement results of these underground facilities are very important.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제를 해결하기 위해, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치 및 방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring a three-dimensional position of a non-contact exposed pipe in order to solve the above-described problem.

또한, 본 발명의 목적은 상하수도 및 지하시설물 관로를 신설 또는 교체를 위해 공사 중에 설치한 노출관로를 굴착 공사지역에 접근하지 않고 3차원 위치를 측정하는 방법을 제공함에 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for measuring the three-dimensional position of an exposed pipe installed during construction for new or replacement of water and sewerage and underground facility pipe without approaching the excavation construction area.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치가 제공된다. 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 상하수도 또는 지하시설물의 노출관로까지의 거리를 측정하도록 구성된 복수의 거리측정기; 복수의 거리측정기를 구비하고, 선형 액추에이터(linear actuator)로 거리측정기를 일정거리 단위로 수평으로 이동시키도록 구성된 이송장치; 이송장치와 결합되고, 노출관로의 3차원 위치를 측정하기 위한 기준점 역할을 하는 장소에 설치되도록 구성된 측량용 삼각대; 이송장치의 경사각 및 방위각을 측정하도록 구성된 각도 측정장치; 및 이송장치, 거리측정기 및 각도 측정장치를 제어하고, 측정된 거리, 경사각 및 방위각 정보를 저장하도록 구성된 운영용 컴퓨터를 포함할 수 있다.There is provided a three-dimensional position measuring device for a non-contact exposed pipe according to the present invention for solving the above problems. A non-contact exposed pipe three-dimensional position measuring device according to the present invention comprises: a plurality of distance measuring devices configured to measure the distance to the exposed pipe of the water supply and sewerage or underground facility; a transport device having a plurality of distance measuring devices and configured to horizontally move the distance measuring devices in units of a predetermined distance using a linear actuator; a tripod for surveying coupled to the transport device and configured to be installed at a location serving as a reference point for measuring the three-dimensional position of the exposed pipe; an angle measuring device configured to measure an inclination angle and an azimuth angle of the transport device; and an operating computer configured to control the transport device, the range finder and the angle measurement device, and store the measured distance, inclination angle and azimuth information.

일 실시 예에 따르면, 상기 운영용 컴퓨터의 프로세서는 측정된 거리, 경사각 및 방위각 정보를 관로위치 계산을 수행하는 프로그램에 입력하여 노출관로의 3차원 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment, the processor of the operating computer inputs the measured distance, inclination angle, and azimuth angle information into a program for calculating the pipe position, and calculates the three-dimensional position information of the exposed pipe.

일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 이송장치로 거리측정기를 일정거리 단위로 이동시키면서, 이송장치의 경사각 및 방위각과 이송장치와 노출관로까지의 수직 거리를 측정하도록 제어하고, 이송장치의 경사각 및 방위각과 노출관로까지의 수직 거리에 기반하여, 이송장치의 기계좌표체계를 기준으로 노출관로의 타원방정식을 계산하고, 이송장치의 경사각으로 노출관로의 타원방정식을 지상좌표체계의 XY평면 좌표축과 Z좌표축을 기준으로 하는 좌표로 변환할 수 있다.According to an embodiment, the processor controls to measure the inclination angle and azimuth of the conveying device and the vertical distance between the conveying device and the exposed pipe while moving the distance measuring device to the conveying device in a unit of a predetermined distance, and the inclination and azimuth of the conveying device. Based on the vertical distance to and from the exposed pipe, the elliptic equation of the exposed pipe is calculated based on the mechanical coordinate system of the transport device, and the elliptic equation of the exposed pipe is calculated using the inclination angle of the transport device as the XY plane coordinate axis and Z coordinate axis of the ground coordinate system. can be converted to coordinates based on .

일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 Z좌표축을 기준으로 변환된 노출관로의 타원방정식에서 Z좌표축의 최대값을 계산하고 기계좌표체계에서의 이송장치의 이동거리 및 설치높이를 보정하여 노출관로의 최상단 위치를 결정하고, 지상좌표체계에서의 측량용 삼각대의 위치에 해당하는 기준점의 3차원 좌표, 기준점과 거리측정기까지의 거리 및 이송장치의 방위각을 이용하여 노출관로의 3차원상의 제1 위치 정보를 결정할 수 있다.According to an embodiment, the processor calculates the maximum value of the Z coordinate axis from the elliptic equation of the exposed pipe converted based on the Z coordinate axis, and corrects the movement distance and installation height of the transport device in the machine coordinate system, so that the top end of the exposed pipe Determine the position, and use the three-dimensional coordinates of the reference point corresponding to the position of the tripod for surveying in the ground coordinate system, the distance between the reference point and the distance measuring instrument, and the azimuth of the transport device to obtain the first position information in three dimensions of the exposure pipe. can decide

일 실시 예에 따르면, 상기 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 측정용 삼각대가 설치된 3차원 위치를 측량하도록 구성된 GNSS 수신기를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 측정용 삼각대의 위치가 변경된 것으로 판단된 경우, 측정용 삼각대의 변경된 3차원 위치를 측량하도록 GNSS 수신기를 제어하고, 측정용 삼각대의 위치 변경 이전의 노출관로의 3차원 좌표와 변경된 측정용 삼각대의 변경된 3차원 위치를 고려하여 이동장치로 거리측정기를 일정거리 단위로 이동시키면서, 이송장치의 제2 경사각 및 제2 방위각과 이송장치와 노출관로까지의 제2 수직 거리를 측정하도록 제어할 수 있다.According to an embodiment, the apparatus for measuring the 3D position of the non-contact exposed pipe may further include a GNSS receiver configured to measure a 3D position where a measuring tripod is installed. When it is determined that the position of the tripod for measurement is changed, the processor controls the GNSS receiver to measure the changed three-dimensional position of the tripod for measurement, and the three-dimensional coordinates of the exposure pipe before the change of the position of the tripod for measurement and the changed measurement Considering the changed 3D position of the tripod, while moving the range finder by a certain distance unit with a moving device, it is possible to control to measure the second inclination angle and the second azimuth of the transport device and the second vertical distance between the transport device and the exposure pipe. have.

일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 이송장치의 제2 경사각 및 제2 방위각과 이송장치와 노출관로까지의 제2 수직 거리에 기반하여, 이송장치의 기계좌표체계를 기준으로 노출관로의 제2 타원방정식을 계산하고, 이송장치의 제2 경사각으로 노출관로의 제2 타원방정식을 지상좌표체계의 XY평면 좌표축과 Z좌표축을 기준으로 하는 좌표로 변환할 수 있다.According to one embodiment, the processor is based on the second inclination angle and the second azimuth of the conveying device and the second vertical distance between the conveying device and the exposed pipe, the second ellipse of the exposed pipe based on the machine coordinate system of the conveying device. The equation is calculated, and the second elliptic equation of the exposed pipe can be converted into coordinates based on the XY plane coordinate axis and the Z coordinate axis of the ground coordinate system by the second inclination angle of the transport device.

일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 Z좌표축을 기준으로 변환된 노출관로의 제2 타원방정식에서 Z좌표축의 최대값을 계산하고 기계좌표체계에서의 이송장치의 제2 이동거리 및 제2 설치높이를 보정하여 노출관로의 최상단 위치를 다시 결정하고, 지상좌표체계에서의 측량용 삼각대의 위치에 해당하는 변경된 제2 기준점의 3차원 좌표, 변경된 기준점과 거리측정기까지의 제2 거리 및 이송장치의 제2 방위각을 이용하여 노출관로의 3차원상의 제2 위치 정보를 다시 결정할 수 있다.According to an embodiment, the processor calculates the maximum value of the Z coordinate axis in the second elliptic equation of the exposed pipe converted based on the Z coordinate axis, and calculates the second movement distance and the second installation height of the transfer device in the machine coordinate system. Corrected and re-determining the uppermost position of the exposure pipe, the three-dimensional coordinates of the changed second reference point corresponding to the position of the tripod for surveying in the ground coordinate system, the second distance to the changed reference point and the range finder, and the second of the transfer device Using the azimuth, second position information on the three-dimensional surface of the exposure pipe may be determined again.

일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 측량용 삼각대의 위치가 변경되기 이전에 결정된 노출관로의 3차원상의 제1 위치 정보와 측량용 삼각대의 위치가 변경된 이후 다시 결정된 노출관로의 3차원상의 제2 위치 정보를 비교하여, 측정용 삼각대의 위치를 변경하여 노출관로의 3차원상의 위치 측정을 다시 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 상기 프로세서는 노출관로의 3차원상의 제1 위치 정보와 제2 위치 정보의 차이에 기반하여, 측정용 삼각대가 재배치될 필요가 있는 제3 기준점의 위치를 화면에 표시하고, 측량용 삼각대의 재배치된 위치가 제3 기준점의 위치의 차이가 임계치 이하이면, 재배치된 위치에 측량용 삼각대를 고정시키도록 안내 메시지를 화면에 표시하도록 제어할 수 있다.According to an embodiment, the processor is configured to determine the first three-dimensional position information of the exposure pipe before the position of the tripod for surveying is changed and the second position on the third dimension of the exposure pipe determined again after the position of the tripod for surveying is changed. By comparing the information, it is possible to determine whether or not to perform three-dimensional position measurement of the exposure pipe again by changing the position of the tripod for measurement. The processor displays on the screen the position of the third reference point where the tripod for measurement needs to be rearranged, based on the difference between the first position information and the second position information on the three-dimensional surface of the exposure pipe, and the position of the tripod for measurement is relocated. If the difference in the position of the third reference point is less than or equal to a threshold value, it is possible to control to display a guide message on the screen to fix the tripod for surveying at the relocated position.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치 및 방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one embodiment of the present invention, there is an advantage that it is possible to provide a three-dimensional position measuring apparatus and method with a non-contact exposure pipe.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 상하수도 및 지하시설물 관로를 신설 또는 교체를 위해 공사 중에 설치한 노출관로를 굴착 공사지역에 접근하지 않고 3차원 위치를 측정하는 방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one embodiment of the present invention, there is an advantage that it is possible to provide a method of measuring the three-dimensional position of an exposed pipeline installed during construction for new or replacement of water and sewage and underground facility pipelines without approaching the excavation construction area. .

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 노출관로 3차원 측량을 위해 굴착 공사지역에 설치한 노출관로의 상단 중앙부에 측량기기를 설치하여 3차원 위치를 측량하고 시설물 정보를 구축하고 있다.According to at least one embodiment of the present invention, a surveying device is installed in the upper central part of an exposed pipe installed in an excavation construction area for three-dimensional surveying of an exposed pipe to measure a three-dimensional position and build facility information.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 작업자가 측량작업을 위해 굴착 공사지역에 접근할 때 실족, 건설기기와의 충돌 등의 안전사고 위험을 예방할 수 있다. According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to prevent the risk of safety accidents such as tripping, collision with construction equipment, etc. when a worker approaches an excavation construction area for a surveying operation.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 작업자가 굴착 공사지역을 접근하지 않고 노출관로의 3차원 위치를 측량하여 시설물 정보를 구축할 수 있어 안전사고를 예방하는 효과가 있다.According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to construct facility information by measuring the three-dimensional position of the exposed pipeline without the operator approaching the excavation construction area, thereby preventing safety accidents.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The features and effects of the present invention described above will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. will be able

도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치를 이용하여 노출관로를 측정하는 방법의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 굴착구간 내의 노출관로를 측정하는 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치의 평면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치를 구성하는 블록도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 운영용 컴퓨터의 상세 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치에서 이송장치를 수평으로 배치된 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정방법을 수행하는 모의실험에서의 타원 방정식에 따른 타원 궤적을 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치에서 이송장치를 소정 경사각으로 배치된 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 노출관로의 타원 방정식에 따른 타원 궤적과 지도좌표체계(XZ 좌표) 및 기계좌표체계(X'Z' 좌표)를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 기준점과 이송장치의 방위각을 이용하여 관로의 위치를 결정하는 개념도를 나타낸다.
1 shows a conceptual diagram of a method for measuring an exposed pipe using a non-contact exposed pipe 3D position measuring device according to the present invention.
2 is a plan view of a three-dimensional position measuring device for a non-contact exposed pipe for measuring an exposed pipe in an excavation section according to the present invention.
3 is a block diagram showing a three-dimensional position measuring apparatus for a non-contact exposed pipe according to the present invention.
4 shows a detailed configuration of an operating computer according to the present invention.
5 is a configuration diagram of a horizontally arranged transfer device in the three-dimensional position measuring apparatus for a non-contact exposed pipe according to the present invention.
6 shows an elliptical trajectory according to an elliptic equation in a simulation of performing a three-dimensional position measurement method for a non-contact exposed pipe according to the present invention.
7 is a configuration diagram in which the transfer device is disposed at a predetermined inclination angle in the three-dimensional position measuring apparatus of the non-contact exposed pipe according to the present invention.
8 shows the elliptical trajectory according to the elliptic equation of the exposure pipe according to the present invention, the map coordinate system (XZ coordinate), and the machine coordinate system (X'Z' coordinate).
Figure 9 shows a conceptual diagram for determining the position of the pipe using the reference point and the azimuth of the transfer device according to the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The features and effects of the present invention described above will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. will be able

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.In describing each figure, like reference numerals are used for like elements.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. shouldn't

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 모듈, 블록 및 부는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffix module, block, and part for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that a person skilled in the art can easily implement it. In the following description of embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or a known configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하에서는, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치 및 방법에 대해 설명한다. 구체적으로, 이와 관련하여, 도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치를 이용하여 노출관로를 측정하는 방법의 개념도를 나타낸다. 한편, 도 2는 본 발명에 따른 굴착구간 내의 노출관로를 측정하는 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치의 평면도를 나타낸다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치를 구성하는 블록도를 나타낸다. Hereinafter, a three-dimensional position measuring apparatus and method of a non-contact exposed pipe according to the present invention will be described. Specifically, in relation to this, FIG. 1 shows a conceptual diagram of a method of measuring an exposed pipe using a non-contact exposed pipe 3D position measuring device according to the present invention. On the other hand, Figure 2 shows a plan view of a three-dimensional position measuring apparatus for a non-contact exposed pipe for measuring the exposed pipe in the excavation section according to the present invention. In addition, Figure 3 shows a block diagram constituting a three-dimensional position measuring apparatus for a non-contact exposed pipe according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 노??관로는 다각형 등과 같은 원형관로로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 원형 형상의 관로는 측정장치의 설치각도, 노출관로가 설치되는 경사각(상하, 좌우)에 따라 측정되는 노출관로의 단면은 타원형으로 나타날 수 있다.1 and 2 , the furnace tube may be formed as a circular tube such as a polygon. In this regard, the circular-shaped pipe may have an elliptical cross-section measured according to the installation angle of the measuring device and the inclination angle (top, bottom, left and right) at which the exposed pipe is installed.

본 발명의 용도와 관련하여, 상하수도 및 지하시설물 관로를 신설 또는 교체를 위해 공사중에 설치한 노출관로를 굴착 공사지역에 접근하지 않고 3차원 위치를 측정하는 장치를 제공할 수 있다. 한편, 굴착 공사지역에 설치한 노출관로의 상단 중앙부에 측량기기를 설치하여 3차원 위치를 측량하고 시설물 정보를 구축할 수 있다. 이와 관련하여, 작업자가 측량작업을 위해 굴착 공사지역에 접근할 때 실족, 건설기기와의 충돌 등의 안전사고 위험이 상존하고 있다. 따라서, 본 장치를 사용할 경우 작업자가 굴착 공사지역을 접근하지 않고 노출관로의 3차원 위치를 측량하여 시설물 정보를 구축할 수 있어 안전사고를 예방하는 효과가 있다.In relation to the use of the present invention, it is possible to provide an apparatus for measuring the three-dimensional position of an exposed pipeline installed during construction for new or replacement of water and sewage and underground facility pipelines without approaching the excavation construction area. On the other hand, by installing a surveying device in the upper central part of the exposed pipe installed in the excavation work area, it is possible to measure the three-dimensional position and build facility information. In this regard, when a worker approaches an excavation work area for surveying, there is a risk of safety accidents such as tripping and collision with construction equipment. Therefore, when this device is used, it is possible to construct facility information by measuring the three-dimensional position of the exposed pipe without the operator approaching the excavation construction area, thereby preventing safety accidents.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 이송장치(100), 거리측정기(150), 각도측정장치(200), GNSS 수신기(300), 측량용 삼각대(500) 및 운영용 컴퓨터(600)를 포함할 수 있다. 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 전원공급장치(700) 및 설치대(800)를 더 포함할 수 있다.1 to 3, the three-dimensional position measuring device for the non-contact exposure pipe is a transport device 100, a distance measurer 150, an angle measuring device 200, a GNSS receiver 300, a tripod for surveying 500 and It may include an operational computer 600 . The non-contact exposed pipe 3D position measuring device may further include a power supply unit 700 and an installation table (800).

이송장치(100)는 거리측정기(150)로 구성된 단방향으로 이동하는 선형 액추에이터(linear actuator)로 거리측정기(150)를 일정거리 단위로 수평으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 이송장치(100)는 모터와 거리측정기(150)로 구성될 수 있다. 거리측정기(150)는 이송장치(100)에 부착되어 노출관로까지의 거리를 측정하도록 구성될 수 있다. 거리측정기(150)는 이송장치(100) 내에 소정 간격 이격되어 배치되는 복수의 거리측정기로 구현될 수 있다. 복수의 거리측정기(150)는 상하수도 또는 지하시설물의 노출관로까지의 거리를 측정하도록 구성될 수 있다. The transfer device 100 is a linear actuator configured to move in one direction including the distance measurer 150 , and may be configured to horizontally move the distance measurer 150 in units of a predetermined distance. To this end, the transfer device 100 may be composed of a motor and a range finder 150 . The distance meter 150 may be attached to the transport device 100 and configured to measure the distance to the exposed pipe. The distance measurer 150 may be implemented as a plurality of distance measurers that are spaced apart from each other by a predetermined interval in the transfer device 100 . The plurality of distance meters 150 may be configured to measure a distance to an exposed pipe of a water supply and sewage system or an underground facility.

각도 측정장치(200)는 이송장치(100)의 경사각 및 방위각을 측정하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 각도 측정장치(200)는 이송장치(100)의 경사각을 측정하도록 구성된 경사각 측정장치(210)와 이송장치(100)의 방위각을 측정하도록 구성된 방위각 측정장치(220)를 포함하도록 구성될 수 있다. The angle measuring device 200 may be configured to measure an inclination angle and an azimuth angle of the transport device 100 . To this end, the angle measuring device 200 is configured to include an inclination angle measuring device 210 configured to measure the inclination angle of the transport device 100 and an azimuth angle measuring device 220 configured to measure the azimuth angle of the transport device 100 . can

경사각 측정장치(210)는 이송장치(100)의 수평면을 기준으로 수직거리(z)를 고려한 경사진 소정 각도를 측정하도록 구성된다. 이에 따라, 경사각 측정장치(210)는 고도각 측정장치(210), 앙각 측정장치(210) 또는 수직각 측정장치(210)로 지칭될 수도 있다. 방위각 측정장치(220)는 이송장치(100)의 x축을 기준으로 y축 방향으로의 수평 방향의 회전 각도를 측정하도록 구성된다. 이에 따라, 방위각 측정장치(220)는 수평각 측정장치(220)로 지칭될 수도 있다. The inclination angle measuring device 210 is configured to measure a predetermined angle of inclination in consideration of the vertical distance z with respect to the horizontal plane of the transport device 100 . Accordingly, the inclination angle measuring device 210 may be referred to as an elevation angle measuring device 210 , an elevation angle measuring device 210 , or a vertical angle measuring device 210 . The azimuth measuring device 220 is configured to measure a horizontal rotation angle in the y-axis direction with respect to the x-axis of the transport device 100 . Accordingly, the azimuth angle measuring device 220 may be referred to as a horizontal angle measuring device 220 .

GNSS 수신기(300)는 삼각대 설치위치의 3차원 위치를 측량하도록 구성될 수 있다. GNSS 수신기(300)의 위치가 측량의 기준점이 될 수 있다. 한편, GNSS 수신기(300)는 측량용 삼각대(500)에 구비될 수 있다. 이에 따라, GNSS 수신기(300)가 구비된 측량용 삼각대(500)의 현재 위치가 측량의 기준점이 될 수 있다.The GNSS receiver 300 may be configured to measure the three-dimensional position of the tripod installation position. The location of the GNSS receiver 300 may be a reference point of the survey. Meanwhile, the GNSS receiver 300 may be provided on a tripod 500 for surveying. Accordingly, the current position of the tripod 500 for surveying provided with the GNSS receiver 300 may be a reference point for surveying.

측량용 삼각대(500)는 이송장치(100)와 결합되고, 노출관로의 3차원 위치를 측정하기 위한 기준점 역할을 하는 장소에 설치되도록 구성될 수 있다. 측량용 삼각대(500)는 설치대(700)의 한쪽을 고정/지지하여 노출관로의 3차원 위치를 측정하기 위한 기준점 역할을 하는 장소에 설치되도록 구성될 수 있다.Tripod 500 for surveying is coupled to the transport device 100, it may be configured to be installed in a place serving as a reference point for measuring the three-dimensional position of the exposure pipe. The tripod 500 for surveying may be configured to be installed at a place serving as a reference point for measuring the three-dimensional position of the exposure pipe by fixing/supporting one side of the mounting table 700 .

운영용 컴퓨터(600)는 이송장치(100), 거리측정기(150) 및 각도 측정장치(200)를 제어하고, 측정된 거리, 경사각 및 방위각 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 한편, 운영용 컴퓨터(600)는 복수의 구성으로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 4는 본 발명에 따른 운영용 컴퓨터의 상세 구성을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 운영용 컴퓨터(600)는 인터페이스부(610), 프로세서(620), 메모리(630) 및 디스플레이(640)를 포함하도록 구성될 수 있다. The operating computer 600 may be configured to control the transport device 100 , the range finder 150 and the angle measurement device 200 , and store the measured distance, inclination angle and azimuth information. Meanwhile, the operating computer 600 may be configured in a plurality of configurations. In this regard, Fig. 4 shows the detailed configuration of the operating computer according to the present invention. Referring to FIG. 4 , the computer for operation 600 may be configured to include an interface unit 610 , a processor 620 , a memory 630 , and a display 640 .

인터페이스부(610)는 측량용 삼각대(500)를 포함하여 각종 장치와 인터페이스되고 정보를 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다. 프로세서(620)는 인터페이스부(610)를 통해 인터페이스되는 각종 기기 및 장치를 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(620)는 측정된 거리, 경사각 및 방위각 정보를 관로위치 계산을 수행하는 프로그램에 입력하여 노출관로의 3차원 위치 정보를 산출하도로 구성될 수 있다.The interface unit 610 interfaces with various devices, including a tripod 500 for surveying, and may be configured to transmit and receive information. The processor 620 may be configured to control various devices and devices interfaced through the interface unit 610 . In addition, the processor 620 may be configured to input the measured distance, inclination angle, and azimuth angle information into a program for performing pipe position calculation to calculate 3D position information of the exposed pipe.

메모리(630)는 노출관로의 3차원 위치 정보를 산출하는 과정에서 위치 정보 및 이와 관련된 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(640)는 관로위치 계산을 수행하는 프로그램이 실행된 화면을 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이(640)는 프로그램 실행 결과에 따라 산출된 노출관로의 3차원 위치 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(640)는 노출관로의 3차원 위치 정보를 표시하므로 노출관로의 3차원 위치 정보를 표시하는 화면으로 지칭될 수 있다. 또한, 디스플레이(640)는 측량용 삼각대(500)의 재배치와 위치 조정 또는 다른 각종 기기 및 장치의 제어 동작을 변경하도록 사용자에게 가이드 정보를 제공하도록 구성될 수 있다.The memory 630 may be configured to store location information and related data in the process of calculating the 3D location information of the exposed pipe. The display 640 may display a screen on which a program for calculating the pipe position is executed. In addition, the display 640 may be configured to display the three-dimensional position information of the exposure pipe calculated according to the program execution result. Since the display 640 displays 3D position information of the exposure pipe, it may be referred to as a screen displaying 3D position information of the exposure pipe. In addition, the display 640 may be configured to provide guide information to the user to change the repositioning and positioning of the surveying tripod 500 or the control operation of other various devices and devices.

전원공급장치(700)는 각종 측정장치 및 운영용 컴퓨터(600)에 전원을 공급하는 장치로 구성될 수 있다. 설치대(800)는 이송장치(100)를 노출관로 상단에 배치되도록 이송장치(100)의 일 단부와 결합될 수 있다. 이 경우, 이송장치(100)의 타 단부는 측량용 삼각대(500)와 결합될 수 있다. The power supply device 700 may be configured as a device for supplying power to various measurement devices and the computer for operation 600 . The installation table 800 may be coupled to one end of the transport device 100 so that the transport device 100 is disposed on the upper end of the exposed pipe. In this case, the other end of the transport device 100 may be combined with a tripod 500 for surveying.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치의 측정원리에 대해 설명하면 다음과 같다.With reference to FIGS. 1 to 4, the measuring principle of the 3D position measuring apparatus of the non-contact exposed pipe path according to the present invention will be described as follows.

- 이송장치로 거리측정기를 일정거리 단위로 이동시키면서 이송장치와 수직으로 거리를 측정(이송장치의 수직각과 방위각도 동시에 측정)한다.- Measure the distance vertically to the transport device while moving the distance measuring device in units of a certain distance with the transport device (measuring the vertical and azimuth angles of the transport device simultaneously).

- 이송장치 기계좌표체계를 기준으로 노출관로의 타원방정식을 계산한다.- Calculate the elliptic equation of the exposed pipe based on the machine coordinate system of the conveying device.

- 이송장치의 수직각으로 노출관로의 타원방정식을 지상좌표체계의 XY평면 좌표축과 Z좌표축을 기준으로 하는 좌표로 변환한다.- Convert the elliptic equation of the exposed pipe to the coordinates based on the XY plane coordinate axis and the Z coordinate axis of the ground coordinate system with the vertical angle of the transfer device.

- 관로의 타원방정식에서 최대값을 계산하고 기계좌표체계의 이격거리와 설치높이를 보정하여 관로 위치(관로의 최상단 위치)를 결정한다.- Calculate the maximum value from the elliptic equation of the pipeline and correct the separation distance and installation height of the machine coordinate system to determine the position of the pipeline (the topmost position of the pipeline).

- 지상좌표체계로 결정한 기준점의 3차원 좌표와 이송장치의 방위각을 이용하여 관로의 3차원 좌표(지도좌표체계)로 결정한다.- Determine the three-dimensional coordinates of the pipeline (map coordinate system) using the three-dimensional coordinates of the reference point determined by the ground coordinate system and the azimuth of the transport device.

이와 관련하여, 이송장치 기계좌표체계를 기준으로 관로의 타원방정식을 계산할 수 있다. 도 5는 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치에서 이송장치를 수평으로 배치된 구성도이다. 이송장치를 수평으로 배치하여, 이송장치 기계좌표체계를 기준으로 관로의 타원방정식을 계산할 수 있다. In this regard, it is possible to calculate the elliptic equation of the pipeline based on the machine coordinate system of the transfer device. 5 is a configuration diagram of a horizontally arranged transfer device in the three-dimensional position measuring apparatus for a non-contact exposed pipe according to the present invention. By arranging the conveying device horizontally, the elliptic equation of the pipeline can be calculated based on the conveying device mechanical coordinate system.

도 5를 참조하면, 기계좌표체계의 원점 (0, 0)은 거리측정기(150)가 구비된 이송장치(100)의 초기 위치이다. 이와 관련하여, 지도좌표체계는 X축, Y축, Z축으로 구성될 수 있고, 기계좌표체계는 X‘축, Y‘축, Z‘축으로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the origin (0, 0) of the machine coordinate system is the initial position of the transport device 100 provided with the range finder 150 . In this regard, the map coordinate system may be composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis, and the machine coordinate system may be composed of an X' axis, a Y' axis, and a Z axis.

- X‘축 : 거리측정기 이송장치의 운동방향- X' axis: direction of movement of the distance measuring device

- Z‘축 : 거리측정기 이송장치의 운동방향의 중력에 의한 수직방향(위쪽) - Z' axis: Vertical direction (upper side) by gravity in the direction of motion of the distance measuring device.

- Y‘축 : 지상좌표계의 XY평면과 평행(관측량은 없음) - Y' axis: parallel to the XY plane of the ground coordinate system (there is no observation amount)

한편, 측정 좌표는 (

Figure 112021045854351-pat00001
)로 표시될 수 있다. 여기서 각 변수는 다음과 같다.On the other hand, the measurement coordinates are (
Figure 112021045854351-pat00001
) can be expressed as Here, each variable is as follows.

- i : 측정기 이송장치의 i번째 위치) - i: i-th position of the measuring instrument transfer device

- dx : 수평거리 측정간격(거리측정기 이송장치 이동 간격) - dx : Horizontal distance measurement interval (distance measuring device movement interval)

2r/7 이하의 정수(cm 단위, r은 관의 반경) An integer less than or equal to 2r/7 (in cm, where r is the radius of the tube)

관로 위치와 직경을 결정하기 위해 관에 있는 최소 3점을 측정 필요하다. It is necessary to measure at least 3 points on the pipe to determine the pipe position and diameter.

- z i : 거리측정기부터 측정한 수직거리(좌표로 사용할 경우는 -z i )- z i : Vertical distance measured from a distance meter (- z i when used as a coordinate)

다음으로, 노출관로의 타원 방정식을 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 측정좌표는

Figure 112021045854351-pat00002
로 표시될 수 있다.Next, the elliptic equation of the exposed pipe can be determined. In this regard, the measurement coordinates are
Figure 112021045854351-pat00002
can be displayed as

전술한 측정좌표를 아래 타원의 방정식에 대입할 수 있다.The above-described measurement coordinates can be substituted into the equation of the ellipse below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112021045854351-pat00003
Figure 112021045854351-pat00003

한편, 최소제곱법으로 타원의 중심좌표, 타원의 단반경, 장반경을 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 도 6은 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정방법을 수행하는 모의실험에서의 타원 방정식에 따른 타원 궤적을 나타낸다. 수학식 1 및 도 6을 참조하면, 타원의 중심좌표인 기준점은 (xe, ze)로 결정되고, 타원의 장반경과 단반경을 각각 a, b로 표현될 수 있다.Meanwhile, the center coordinate of the ellipse, the minor radius, and the major radius of the ellipse can be determined by the least squares method. In this regard, FIG. 6 shows the elliptical trajectory according to the elliptic equation in the simulation of performing the three-dimensional position measurement method of the non-contact exposed pipe according to the present invention. Referring to Equations 1 and 6, the reference point, which is the central coordinate of the ellipse , is determined as (x e , z e ), and the major and minor radii of the ellipse may be expressed as a and b, respectively.

한편, 본 발명에서는 이송장치의 수직각으로 관로의 타원방정식을 지상좌표체계의 XY평면 좌표축과 Z좌표축을 기준으로 하는 좌표로 변환할 수 있다. 이와 관련하여, 도 7은 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치에서 이송장치를 소정 경사각으로 배치된 구성도이다. 이송장치를 소정 경사각으로 배치하여, 관로의 타원방정식을 지상좌표체계의 XY평면 좌표축과 Z좌표축을 기준으로 하는 좌표로 변환할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, it is possible to convert the elliptic equation of the pipeline by the vertical angle of the transfer device into coordinates based on the XY plane coordinate axis and the Z coordinate axis of the ground coordinate system. In this regard, FIG. 7 is a configuration diagram in which the transfer device is disposed at a predetermined inclination angle in the non-contact exposed pipe path three-dimensional position measuring device according to the present invention. By disposing the transfer device at a predetermined inclination angle, the elliptic equation of the pipeline can be converted into coordinates based on the XY plane coordinate axis and the Z coordinate axis of the ground coordinate system.

도 7을 참조하면, 이송장치의 수직각 θ를 다음의 수학식 2와 같이 보정할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the vertical angle θ of the transfer device may be corrected as in Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112021045854351-pat00004
Figure 112021045854351-pat00004

여기서, (x, z)는 지도좌표체계의 타원 상의 좌표 (XY평면 좌표축과 Z 좌표축)이고,(x', z')는 기계좌표체계에서의 타원 상의 좌표이다. 이와 관련하여, 도 8은 본 발명에 따른 노출관로의 타원 방정식에 따른 타원 궤적과 지도좌표체계(XZ 좌표) 및 기계좌표체계(X'Z' 좌표)를 나타낸 것이다.Here, ( x, z ) is the coordinates on the ellipse in the map coordinate system (XY plane coordinate axes and Z coordinate axes), and ( x', z' ) is the coordinates on the ellipse in the machine coordinate system. In this regard, FIG. 8 shows the elliptical trajectory according to the elliptic equation of the exposure pipe according to the present invention, the map coordinate system (XZ coordinate), and the machine coordinate system (X'Z' coordinate).

도 7 및 도 8을 참조하면, 노출관로의 타원방정식에서 최대값을 계산하고 기계좌표의 이격거리와 설치높이를 보정하여 관로 위치(관로의 최상단 위치)를 결정할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8 , the position of the pipe (the uppermost position of the pipe) can be determined by calculating the maximum value from the elliptic equation of the exposed pipe and correcting the separation distance and installation height of the machine coordinates.

- 관로의 타원방정식에서 최대값을 계산 (x p , y p )- Calculate the maximum value from the elliptic equation of the pipeline ( x p , y p )

- 기계좌표의 이격거리와 설치높이를 보정할 수 있다. 이와 관련하여, 수학식 3은 기계좌표체계의 이격거리와 설치높이가 보정된 노출관로의 최상단 위치를 구하는 과정을 설명한다. - The separation distance and installation height of machine coordinates can be corrected. In this regard, Equation 3 describes the process of obtaining the uppermost position of the exposure pipe in which the separation distance and installation height of the machine coordinate system are corrected.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112021045854351-pat00005
Figure 112021045854351-pat00005

여기서, (x p , z p ) 는 관로의 위치(관로의 최상단 위치)를 나타낸다. 한편, 지상좌표체계로 결정한 기준점의 3차원 좌표(x c , y c , z c )와 이송장치의 방위각(α)을 이용하여 관로의 3차원 좌표(지도좌표체계)로 수학식 4와 같이 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 도 9는 본 발명에 따른 기준점과 이송장치의 방위각을 이용하여 관로의 위치를 결정하는 개념도를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 지상좌표체계에서의 측량용 삼각대의 위치에 해당하는 기준점의 3차원 좌표, 기준점과 거리측정기까지의 거리 및 이송장치의 방위각을 이용하여 노출관로의 3차원상의 위치를 결정할 수 있다.Here, ( x p , z p ) represents the position of the pipeline (the uppermost position of the pipeline). On the other hand, the three-dimensional coordinates ( x c , y c , z c ) of the reference point determined by the ground coordinate system and the azimuth (α) of the transport device are used to determine the three-dimensional coordinates (map coordinate system) of the pipeline as in Equation 4 can In this regard, Figure 9 shows a conceptual diagram for determining the position of the pipe using the reference point and the azimuth of the transfer device according to the present invention. Referring to FIG. 9, the three-dimensional position of the exposure pipe can be determined using the three-dimensional coordinates of the reference point corresponding to the position of the tripod for surveying in the ground coordinate system, the distance between the reference point and the range finder, and the azimuth of the transfer device. have.

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112021045854351-pat00006
Figure 112021045854351-pat00006

여기서, Xm, Ym, Zm: 관로의 위치(관로의 최상단 위치)를 나타낸다.Here, X m , Y m , Z m : represents the position of the pipe (the uppermost position of the pipe).

이상에서는 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치의 구성과 측정방법의 특징 및 원리에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치를 제어하는 구성 및 동작에 대해 상세하게 설명한다.In the above, the configuration of the three-dimensional position measuring apparatus of the non-contact type exposed pipe according to the present invention and the characteristics and principles of the measuring method have been described. Hereinafter, the configuration and operation of controlling the three-dimensional position measuring device with a non-contact type exposed pipe according to the present invention will be described in detail.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치의 운영용 컴퓨터(600)의 프로세서(620)는 다음과 같은 제어 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(620)는 전술한 바와 같이 노출관로의 타원방정식을 계산하고 좌표 변환을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(620)는 이송장치로 거리측정기를 일정거리 단위로 이동시키면서, 이송장치의 경사각 및 방위각과 이송장치와 노출관로까지의 수직 거리를 측정하도록 제어할 수 있다. 한편, 프로세서(620)는 이송장치의 경사각 및 방위각과 노출관로까지의 수직 거리에 기반하여, 이송장치의 기계좌표체계를 기준으로 노출관로의 타원방정식을 계산할 수 있다. 또한, 프로세서(620)는 이송장치의 경사각으로 노출관로의 타원방정식을 지상좌표체계의 XY평면 좌표축과 Z좌표축을 기준으로 하는 좌표로 변환할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 9 , the processor 620 of the computer 600 for operating the 3D position measuring apparatus of the non-contact exposed pipe may perform the following control operation. The processor 620 may calculate the elliptic equation of the exposed pipe and perform coordinate transformation as described above. In this regard, the processor 620 may control to measure the inclination angle and azimuth of the transport device and the vertical distance between the transport device and the exposed pipe while moving the distance measuring device to the transport device in a unit of a predetermined distance. On the other hand, the processor 620 may calculate the elliptic equation of the exposed pipe based on the mechanical coordinate system of the transport device, based on the vertical distance to the inclination and azimuth of the transport device and the exposed pipe. In addition, the processor 620 may convert the elliptic equation of the exposed pipe by the inclination angle of the transfer device into coordinates based on the XY plane coordinate axis and the Z coordinate axis of the ground coordinate system.

전술한 바와 같이, 본 발명에서 이송장치의 이동거리 및 설치높이를 보정하여 노출관로의 최상단 위치를 결정할 수 있다. 또한, 기준점과 이송장치의 방위각을 이용하여 노출관로의 3차원상의 위치 정보를 결정할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(620)는 Z좌표축을 기준으로 변환된 노출관로의 타원방정식에서 Z좌표축의 최대값을 계산하고 기계좌표체계에서의 이송장치의 이동거리 및 설치높이를 보정하여 노출관로의 최상단 위치를 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(620)는 지상좌표체계에서의 측량용 삼각대의 위치에 해당하는 기준점의 3차원 좌표, 기준점과 거리측정기까지의 거리 및 이송장치의 방위각을 이용하여 노출관로의 3차원상의 제1 위치 정보를 결정할 수 있다.As described above, in the present invention, the uppermost position of the exposure pipe can be determined by correcting the moving distance and the installation height of the transfer device. In addition, it is possible to determine the three-dimensional position information of the exposure pipe using the reference point and the azimuth of the transfer device. To this end, the processor 620 calculates the maximum value of the Z coordinate axis in the elliptic equation of the exposed pipe converted based on the Z coordinate axis, and corrects the moving distance and installation height of the transport device in the machine coordinate system to the uppermost position of the exposed pipe. can be decided In addition, the processor 620 uses the three-dimensional coordinates of the reference point corresponding to the position of the tripod for surveying in the ground coordinate system, the distance between the reference point and the range finder, and the azimuth of the transport device to the first position in three dimensions of the exposure pipe. information can be determined.

한편, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 복수의 서로 다른 지점에서 노출관로의 3차원 위치를 결정하고 이를 비교하여 더 정확한 3차원 위치를 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 비교 결과가 일치하면 측정 과정을 종료할 수 있다. 반면에, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 비교 결과에 차이가 있다면 판단되면 또 다른 위치에서 제1 및 제2 측정 위치를 포함하는 영역을 고려하여 재 측정을 수행할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 재배치될 피필요가 있는 위치를 화면에 표시할 수도 있다.Meanwhile, the apparatus for measuring the 3D position of the non-contact exposed pipe according to the present invention can determine the 3D position of the exposed pipe at a plurality of different points and compare them to determine a more accurate 3D position. In this regard, the non-contact exposed pipe 3D position measuring apparatus according to the present invention may terminate the measurement process when the comparison results are identical. On the other hand, the non-contact exposed pipe 3D position measuring apparatus according to the present invention can perform re-measurement in consideration of the area including the first and second measuring positions at another position when it is determined if there is a difference in the comparison result. To this end, the 3D position measuring apparatus of the non-contact exposed pipe according to the present invention may display the position to be relocated on the screen.

이와 관련하여, GNSS 수신기(300)는 측정용 삼각대(500)가 설치된 3차원 위치를 측량하도록 구성될 수 있다. 프로세서(620)는 측정용 삼각대의 위치가 변경된 것으로 판단된 경우, 측정용 삼각대의 변경된 3차원 위치를 측량하도록 GNSS 수신기를 제어할 수 있다. 한편, 프로세서(620)는 측정용 삼각대의 위치 변경 이전의 노출관로의 3차원 좌표와 변경된 측정용 삼각대의 변경된 3차원 위치를 고려하여 이동장치로 거리측정기를 일정거리 단위로 이동시킬 수 있다. 따라서, 프로세서(620)는 이송장치의 제2 경사각 및 제2 방위각과 이송장치와 노출관로까지의 제2 수직 거리를 측정하도록 제어할 수 있다.In this regard, the GNSS receiver 300 may be configured to measure a three-dimensional position in which the tripod 500 for measurement is installed. When it is determined that the position of the tripod for measurement is changed, the processor 620 may control the GNSS receiver to measure the changed 3D position of the tripod for measurement. Meanwhile, the processor 620 may move the range finder by a unit of a predetermined distance to the moving device in consideration of the three-dimensional coordinates of the exposure pipe and the changed three-dimensional position of the tripod for measurement before the change of the position of the tripod for measurement. Accordingly, the processor 620 may control to measure the second inclination angle and the second azimuth of the transfer device and the second vertical distance between the transfer device and the exposed pipe.

이후, 프로세서(620)는 이송장치의 제2 경사각 및 제2 방위각과 이송장치와 노출관로까지의 제2 수직 거리에 기반하여, 이송장치의 기계좌표체계를 기준으로 노출관로의 제2 타원방정식을 계산할 수 있다. 또한, 프로세서(620)는 이송장치의 제2 경사각으로 노출관로의 제2 타원방정식을 지상좌표체계의 XY평면 좌표축과 Z좌표축을 기준으로 하는 좌표로 변환할 수 있다.Thereafter, the processor 620 calculates the second elliptic equation of the exposed pipe based on the mechanical coordinate system of the conveying device based on the second inclination angle and the second azimuth of the conveying device and the second vertical distance between the conveying device and the exposed pipe. can be calculated In addition, the processor 620 may convert the second elliptic equation of the exposure pipe to the coordinates based on the XY plane coordinate axis and the Z coordinate axis of the ground coordinate system at the second inclination angle of the transfer device.

이후, 프로세서(620)는 Z좌표축을 기준으로 변환된 노출관로의 제2 타원방정식에서 Z좌표축의 최대값을 계산한다. 프로세서(620)는 기계좌표체계에서의 이송장치의 제2 이동거리 및 제2 설치높이를 보정하여 노출관로의 최상단 위치를 다시 결정할 수 있다. 프로세서(620)는 지상좌표체계에서의 측량용 삼각대의 위치에 해당하는 변경된 제2 기준점의 3차원 좌표, 변경된 기준점과 거리측정기까지의 제2 거리 및 이송장치의 제2 방위각을 이용하여 노출관로의 3차원상의 제2 위치 정보를 다시 결정할 수 있다.Thereafter, the processor 620 calculates the maximum value of the Z coordinate axis in the second elliptic equation of the exposed pipe converted based on the Z coordinate axis. The processor 620 may re-determine the uppermost position of the exposure pipe by correcting the second movement distance and the second installation height of the transfer device in the machine coordinate system. The processor 620 uses the three-dimensional coordinates of the changed second reference point corresponding to the position of the tripod for surveying in the ground coordinate system, the second distance to the changed reference point and the range finder, and the second azimuth of the transfer device. The 3D second location information may be determined again.

한편, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 비교 결과에 차이가 있다면 판단되면 또 다른 위치에서 제1 및 제2 측정 위치를 포함하는 영역을 고려하여 재 측정을 수행할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치는 재배치될 피필요가 있는 위치를 화면에 표시할 수도 있다.On the other hand, the non-contact exposed pipe 3D position measuring apparatus according to the present invention can perform re-measurement in consideration of the area including the first and second measuring positions at another position when it is determined if there is a difference in the comparison result. To this end, the 3D position measuring apparatus of the non-contact exposed pipe according to the present invention may display the position to be relocated on the screen.

이를 위해, 프로세서(620)는 측량용 삼각대의 위치가 변경되기 이전에 결정된 노출관로의 3차원상의 제1 위치 정보와 측량용 삼각대의 위치가 변경된 이후 다시 결정된 노출관로의 3차원상의 제2 위치 정보를 비교할 수 있다. 프로세서(620)는 노출관로의 3차원상의 제2 위치 정보를 비교하여, 측정용 삼각대의 위치를 변경하여 노출관로의 3차원상의 위치 측정을 다시 수행할지 여부를 결정할 수 있다.To this end, the processor 620 determines the first three-dimensional position information of the exposure pipe before the position of the tripod for surveying is changed and the second position information on the three-dimensional position of the exposure pipe determined again after the position of the tripod for surveying is changed. can be compared. The processor 620 may determine whether to perform the three-dimensional position measurement of the exposure pipe again by changing the position of the tripod for measurement by comparing the second position information in the three dimensions of the exposure pipe.

프로세서(620)는 노출관로의 3차원상의 제1 위치 정보와 제2 위치 정보의 차이에 기반하여, 측정용 삼각대가 재배치될 필요가 있는 제3 기준점의 위치를 화면인 디스플레이(640)에 표시할 수 있다. 프로세서(620)는 측량용 삼각대의 재배치된 위치가 제3 기준점의 위치의 차이가 임계치 이하인지 여를 판단할 수 있다. 프로세서(620)는 재배치된 위치가 제3 기준점의 위치의 차이가 임계치 이하이면, 재배치된 위치에 측량용 삼각대를 고정시키도록 안내 메시지를 화면인 디스플레이(640)에 표시하도록 제어할 수 있다.The processor 620 may display, on the display 640, which is a screen, the position of the third reference point where the tripod for measurement needs to be rearranged, based on the difference between the first position information and the second position information in three dimensions of the exposure pipe. can The processor 620 may determine whether the difference between the repositioned position of the tripod for surveying and the position of the third reference point is less than or equal to a threshold. The processor 620 may control to display a guide message on the display 640, which is a screen, to fix the tripod for surveying at the relocated position when the difference in the position of the third reference point is less than or equal to a threshold value in the relocated position.

이상에서는, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치 및 방법에 대해 설명하였다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치 및 방법의 기술적 효과는 다음과 같다.In the above, the three-dimensional position measuring apparatus and method of the non-contact exposed pipe according to the present invention have been described. In this regard, the technical effects of the apparatus and method for measuring a 3D position of a non-contact exposed pipe according to the present invention are as follows.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치 및 방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one embodiment of the present invention, there is an advantage that it is possible to provide a three-dimensional position measuring apparatus and method with a non-contact exposure pipe.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 상하수도 및 지하시설물 관로를 신설 또는 교체를 위해 공사 중에 설치한 노출관로를 굴착 공사지역에 접근하지 않고 3차원 위치를 측정하는 방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one embodiment of the present invention, there is an advantage that it is possible to provide a method of measuring the three-dimensional position of an exposed pipeline installed during construction for new or replacement of water and sewage and underground facility pipelines without approaching the excavation construction area. .

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 노출관로 3차원 측량을 위해 굴착 공사지역에 설치한 노출관로의 상단 중앙부에 측량기기를 설치하여 3차원 위치를 측량하고 시설물 정보를 구축하고 있다.According to at least one embodiment of the present invention, a surveying device is installed in the upper central part of an exposed pipe installed in an excavation construction area for three-dimensional surveying of an exposed pipe to measure a three-dimensional position and build facility information.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 작업자가 측량작업을 위해 굴착 공사지역에 접근할 때 실족, 건설기기와의 충돌 등의 안전사고 위험을 예방할 수 있다. According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to prevent the risk of safety accidents such as tripping, collision with construction equipment, etc. when a worker approaches an excavation construction area for a surveying operation.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 작업자가 굴착 공사지역을 접근하지 않고 노출관로의 3차원 위치를 측량하여 시설물 정보를 구축할 수 있어 안전사고를 예방하는 효과가 있다.According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to construct facility information by measuring the three-dimensional position of the exposed pipeline without the operator approaching the excavation construction area, thereby preventing safety accidents.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The features and effects of the present invention described above will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. will be able

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들에 대한 설계 및 파라미터 최적화는 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.According to the software implementation, not only the procedures and functions described in this specification but also the design and parameter optimization for each component may be implemented as a separate software module. The software code may be implemented as a software application written in a suitable programming language. The software code may be stored in a memory and executed by a controller or a processor.

100: 이송장치
150: 거리측정기
200: 각도 측정장치
210: 경사각 측정장치
220: 방위각 측정장치
300: GNSS 수신기
500: 측량용 삼각대
600: 운영용 컴퓨터
610: 인터페이스부
620: 프로세서
630: 메모리
640: 디스플레이
700: 전원공급장치
800: 설치대
100: transfer device
150: rangefinder
200: angle measuring device
210: inclination angle measuring device
220: azimuth measuring device
300: GNSS receiver
500: Tripod for surveying
600: operating computer
610: interface unit
620: processor
630: memory
640: display
700: power supply
800: mount

Claims (6)

비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치에 있어서,
상하수도 또는 지하시설물의 노출관로까지의 거리를 측정하도록 구성된 복수의 거리측정기;
복수의 거리측정기를 구비하고, 선형 액추에이터(linear actuator)로 거리측정기를 일정거리 단위로 수평으로 이동시키도록 구성된 이송장치;
이송장치와 결합되고, 노출관로의 3차원 위치를 측정하기 위한 기준점 역할을 하는 장소에 설치되도록 구성된 측량용 삼각대;
이송장치의 경사각 및 방위각을 측정하도록 구성된 각도 측정장치; 및
이송장치, 거리측정기 및 각도 측정장치를 제어하고, 측정된 거리, 경사각 및 방위각 정보를 저장하도록 구성된 운영용 컴퓨터를 포함하고,
상기 운영용 컴퓨터의 프로세서는 측정된 거리, 경사각 및 방위각 정보를 관로위치 계산을 수행하는 프로그램에 입력하여 노출관로의 3차원 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치.
In the three-dimensional position measuring device of the non-contact exposure pipe,
A plurality of distance measuring devices configured to measure the distance to the exposed pipe of the sewerage or underground facility;
a transport device having a plurality of distance measuring devices and configured to horizontally move the distance measuring devices in units of a predetermined distance using a linear actuator;
a tripod for surveying coupled to the transport device and configured to be installed at a location serving as a reference point for measuring the three-dimensional position of the exposed pipe;
an angle measuring device configured to measure an inclination angle and an azimuth angle of the transport device; and
an operating computer configured to control the transport device, the range finder and the angle finder, and store the measured distance, inclination and azimuth information;
The processor of the operating computer inputs the measured distance, inclination angle, and azimuth angle information to a program for performing pipe position calculation to calculate 3D position information of the exposed pipe, a non-contact exposed pipe 3D position measuring device.
제1 항에 있어서,
상기 프로세서는,
이송장치로 거리측정기를 일정거리 단위로 이동시키면서, 이송장치의 경사각 및 방위각과 이송장치와 노출관로까지의 수직 거리를 측정하도록 제어하고,
이송장치의 경사각 및 방위각과 노출관로까지의 수직 거리에 기반하여, 이송장치의 기계좌표체계를 기준으로 노출관로의 타원방정식을 계산하고,
이송장치의 경사각으로 노출관로의 타원방정식을 지상좌표체계의 XY평면 좌표축과 Z좌표축을 기준으로 하는 좌표로 변환하는, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치.
According to claim 1,
The processor is
Control to measure the inclination angle and azimuth of the transport device and the vertical distance between the transport device and the exposed pipe while moving the distance measuring device by a unit of a certain distance with the transport device,
Based on the inclination and azimuth angle of the conveying device and the vertical distance to the exposed pipe, calculate the elliptic equation of the exposed pipe based on the mechanical coordinate system of the conveying device,
A non-contact type exposed pipe 3D position measuring device that converts the elliptic equation of the exposed pipe by the inclination angle of the transport device into coordinates based on the XY plane coordinate axis and the Z coordinate axis of the ground coordinate system.
제2 항에 있어서,
상기 프로세서는,
Z좌표축을 기준으로 변환된 노출관로의 타원방정식에서 Z좌표축의 최대값을 계산하고 기계좌표체계에서의 이송장치의 이동거리 및 설치높이를 보정하여 노출관로의 최상단 위치를 결정하고,
지상좌표체계에서의 측량용 삼각대의 위치에 해당하는 기준점의 3차원 좌표, 기준점과 거리측정기까지의 거리 및 이송장치의 방위각을 이용하여 노출관로의 3차원상의 제1 위치 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치.
3. The method of claim 2,
The processor is
Calculate the maximum value of the Z coordinate axis from the elliptic equation of the exposed pipe converted based on the Z coordinate axis, and determine the uppermost position of the exposed pipe by correcting the moving distance and installation height of the transport device in the mechanical coordinate system.
It is characterized in that the first position information in three dimensions of the exposure pipe is determined using the three-dimensional coordinates of the reference point corresponding to the position of the tripod for surveying in the ground coordinate system, the distance between the reference point and the range finder, and the azimuth of the transport device. 3D position measuring device for non-contact exposed pipe.
제3 항에 있어서,
측정용 삼각대가 설치된 3차원 위치를 측량하도록 구성된 GNSS 수신기를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
측정용 삼각대의 위치가 변경된 것으로 판단된 경우, 측정용 삼각대의 변경된 3차원 위치를 측량하도록 GNSS 수신기를 제어하고,
측정용 삼각대의 위치 변경 이전의 노출관로의 3차원 좌표와 변경된 측정용 삼각대의 변경된 3차원 위치를 고려하여 이동장치로 거리측정기를 일정거리 단위로 이동시키면서, 이송장치의 제2 경사각 및 제2 방위각과 이송장치와 노출관로까지의 제2 수직 거리를 측정하도록 제어하고,
이송장치의 제2 경사각 및 제2 방위각과 이송장치와 노출관로까지의 제2 수직 거리에 기반하여, 이송장치의 기계좌표체계를 기준으로 노출관로의 제2 타원방정식을 계산하고,
이송장치의 제2 경사각으로 노출관로의 제2 타원방정식을 지상좌표체계의 XY평면 좌표축과 Z좌표축을 기준으로 하는 좌표로 변환하는, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치.
4. The method of claim 3,
Further comprising a GNSS receiver configured to survey a three-dimensional position in which a measuring tripod is installed,
The processor is
When it is determined that the position of the tripod for measurement has been changed, the GNSS receiver is controlled to measure the changed three-dimensional position of the tripod for measurement,
The second inclination angle and the second azimuth angle of the transfer device while moving the range finder by a certain distance unit with the moving device in consideration of the three-dimensional coordinates of the exposure pipe before the position change of the measuring tripod and the changed three-dimensional position of the changed measuring tripod. And control to measure the second vertical distance to the conveying device and the exposed pipe,
Based on the second inclination angle and the second azimuth of the conveying device and the second vertical distance between the conveying device and the exposed pipe, a second elliptic equation of the exposed pipe is calculated based on the mechanical coordinate system of the conveying device,
A non-contact exposed pipe 3D position measuring device that converts the second elliptic equation of the exposed pipe into coordinates based on the XY plane coordinate axis and the Z coordinate axis of the ground coordinate system with the second inclination angle of the transport device.
제4 항에 있어서,
상기 프로세서는,
Z좌표축을 기준으로 변환된 노출관로의 제2 타원방정식에서 Z좌표축의 최대값을 계산하고 기계좌표체계에서의 이송장치의 제2 이동거리 및 제2 설치높이를 보정하여 노출관로의 최상단 위치를 다시 결정하고,
지상좌표체계에서의 측량용 삼각대의 위치에 해당하는 변경된 제2 기준점의 3차원 좌표, 변경된 기준점과 거리측정기까지의 제2 거리 및 이송장치의 제2 방위각을 이용하여 노출관로의 3차원상의 제2 위치 정보를 다시 결정하는, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치.
5. The method of claim 4,
The processor is
Calculate the maximum value of the Z-coordinate axis from the second elliptic equation of the exposed pipe converted based on the Z-coordinate axis, and re-establish the uppermost position of the exposed pipe by correcting the second moving distance and the second installation height of the transfer device in the machine coordinate system. decide,
Using the three-dimensional coordinates of the changed second reference point corresponding to the position of the tripod for surveying in the ground coordinate system, the second distance to the changed reference point and the range finder, and the second azimuth of the transfer device, the second in three dimensions of the exposure pipe A three-dimensional position measuring device with a non-contact exposure tube that determines the position information again.
제5 항에 있어서,
상기 프로세서는,
측량용 삼각대의 위치가 변경되기 이전에 결정된 노출관로의 3차원상의 제1 위치 정보와 측량용 삼각대의 위치가 변경된 이후 다시 결정된 노출관로의 3차원상의 제2 위치 정보를 비교하여, 측정용 삼각대의 위치를 변경하여 노출관로의 3차원상의 위치 측정을 다시 수행할지 여부를 결정하고,
노출관로의 3차원상의 제1 위치 정보와 제2 위치 정보의 차이에 기반하여, 측정용 삼각대가 재배치될 필요가 있는 제3 기준점의 위치를 화면에 표시하고,
측량용 삼각대의 재배치된 위치가 제3 기준점의 위치의 차이가 임계치 이하이면, 재배치된 위치에 측량용 삼각대를 고정시키도록 안내 메시지를 화면에 표시하도록 제어하는, 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치.
6. The method of claim 5,
The processor is
By comparing the first three-dimensional position information of the exposure pipe determined before the position of the tripod for surveying was changed with the second position information in the three dimensions of the exposure pipe determined again after the position of the tripod for surveying was changed, Decide whether to re-perform the three-dimensional position measurement of the exposure pipe by changing the position,
Based on the difference between the first position information and the second position information on the three-dimensional surface of the exposure pipe, the position of the third reference point where the tripod for measurement needs to be rearranged is displayed on the screen,
If the relocated position of the tripod for surveying is less than or equal to the threshold difference in the position of the third reference point, controlling to display a guide message on the screen to fix the tripod for the survey at the relocated position, a non-contact exposure tube three-dimensional position measuring device.
KR1020210050872A 2021-04-20 2021-04-20 Non-contact exposure tube 3D position measurement device KR102276813B1 (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101986349B1 (en) * 2018-12-26 2019-06-05 주식회사 무브먼츠 Method and system for constructing 3d position information of pipelines and generating an account book
KR20190067757A (en) * 2019-06-10 2019-06-17 공간정보기술 주식회사 Apparatus and method for acquiring position invormaiton of underground facilities

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