WO2022240044A1 - 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 암석 파쇄도 분석 장치는, 발파에 따른 파쇄도 분석을 위해 점군 데이터의 형식을 변환하기 위한 데이터 로드부; 상기 점군 데이터에 기초하여, 블록 영역을 설정함으로써 깊이 지도를 생성하기 위한 블록 영역 설정부; 상기 점군 데이터 및 상기 깊이 지도를 기초로, 상기 블록 영역에 대한 블록 경계를 추출하기 위한 블록 경계 추출부; 상기 점군 데이터를 상기 블록 경계에 따라, 복수의 그룹들로 분할하여 지정하기 위한 개별 블록 할당부; 및 상기 복수의 그룹들 각각에 대하여 상기 점군 데이터를 기초로 부피를 산출함으로써 파쇄 입도를 분석하기 위한 파쇄 입도 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명의 실시예는 발파 현장에서 발파작업 후 발생되는 파쇄석 더미(Muck Pile)의 입도 분포를 분석할 수 있는 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법, 특히 영상처리 또는 3차원 스캐너로부터 취득한 파쇄석 더미(Muck Pile)의 3차원 점군 데이터(Point Cloud)를 대상으로 개별 블록을 자동으로 추출하고, 이에 대한 부피와 환산 직경 산정을 통해 전체 파쇄석 더미의 입도를 분석할 수 있는 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법법(ROCK FRAGMENTATION ANALYSIS DEVICE AND OPERATION METHOD OF THE SAME)에 관한 것이다.
종래의 파쇄도 분석 방법은 직접 입도를 측정하는 체가름(Sieving) 방법, 파쇄석 사진과 이미지 프로세싱 방법을 이용한 2차원 분석방법 등이 이용되어 왔다.
하지만, 이러한 체가름 방법은 현장 시험시 장비, 인력, 비용 등 현실적인 제약이 많고, 2차원 이미지 분석방법은 입체감을 표현하지 못하는 한계로 인해 분석결과의 신뢰도가 낮은 문제가 있다.
특히, 기존의 2차원 파쇄도 분석 장치는 파쇄석 경계 추출의 정확도 향상을 위해 다양한 방법을 적용해 왔지만, 2차원 이미지 상의 표현되는 블록의 픽셀(Pixel) 수와 기준 스케일(Scale)을 이용하여 블록의 면적을 계산하고 원의 환산직경으로 역산하여 블록의 대표 입도를 산정해야 하므로 정확도가 낮은 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 발파 현장에서 발파작업 후 발생되는 파쇄석 더미(Muck Pile)의 입도 분포를 분석할 수 있는 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 영상처리 또는 3차원 스캐너로부터 취득한 파쇄석 더미(Muck Pile)의 3차원 점군 데이터(Point Cloud)를 대상으로 개별 블록을 자동으로 추출하고, 이에 대한 부피와 환산 직경 산정을 통해 전체 파쇄석 더미의 입도를 분석할 수 있는 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 실규모 스케일의 3차원 점군 데이터를 이용하여, 별도의 스케일 변환 없이, 입력 데이터를 그대로 파쇄도 분석에 사용 가능하며, 개별 파쇄석의 3차원 형상에 대한 부피계산과 구의 환산직경으로 블록의 대표 입도를 산정할 수 있는 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분석결과의 신뢰도와 정확도가 2차원 이미지 분석 방법 보다 향상된 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 점군 데이터의 입력부터 결과분석까지 자동화하여 데이터 처리과정이 간편화된 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 암석 파쇄도 분석 장치는, 발파에 따른 파쇄도 분석을 위해 점군 데이터의 형식을 변환하기 위한 데이터 로드부; 상기 점군 데이터에 기초하여, 블록 영역을 설정함으로써 깊이 지도를 생성하기 위한 블록 영역 설정부; 상기 점군 데이터 및 상기 깊이 지도를 기초로, 상기 블록 영역에 대한 블록 경계를 추출하기 위한 블록 경계 추출부; 상기 점군 데이터를 상기 블록 경계에 따라, 복수의 그룹들로 분할하여 지정하기 위한 개별 블록 할당부; 및 상기 복수의 그룹들 각각에 대하여 상기 점군 데이터를 기초로 부피를 산출함으로써 파쇄 입도를 분석하기 위한 파쇄 입도 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 점군 데이터는, 3차원 좌표 정보 및 색상 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 블록 영역 설정부는, 제1 축 및 제2 축으로 정의된 기준 평면 상에서 제 3축에 따른 좌표 값을 색상에 대응시키고, 대응된 색상을 기초로 개별 블록의 주요 형상을 추출하고 블록 영역을 설정함으로써, 상기 깊이 지도를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 블록 경계 추출부는, 상기 블록 영역의 중심점으로부터 기준 거리 이내의 범위에서 가장 인접한 경계를 상기 블록 경계로 추출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 개별 블록 할당부는, 상기 블록 경계의 내부 영역에 포함된 점군 데이터를 단위 그룹으로 지정하고 인식 코드를 할당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 파쇄 입도 분석부는, 상기 복수의 그룹들 각각에 대한 블록 부피를 산출하기 위한 블록 부피 산출부; 상기 블록 부피를 기초로 환산 직경을 산출하기 위한 환산 직경 산출부; 및 상기 환산 직경을 기초로 입도 분포 곡선을 생성하기 위한 데이터 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 입도 분포 곡선은, 파쇄 입도에 대한 누적 중량 통과율을 나타내는 Rosin-Rammler 입자 분포 곡선인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 입도 분석 데이터 및 상기 입도 분포 곡선을 기설정된 데이터 형식으로 출력 및 저장하기 위한 데이터 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 암석 파쇄도 분석 장치의 동작 방법은, 데이터 로드부가, 발파에 따른 파쇄도 분석을 위해 점군 데이터의 형식을 변환하는 단계; 블록 영역 설정부가, 상기 점군 데이터에 기초하여, 블록 영역을 설정함으로써 깊이 지도를 생성하는 단계; 블록 경계 추출부가, 상기 점군 데이터 및 상기 깊이 지도를 기초로, 상기 블록 영역에 대한 블록 경계를 추출하는 단계; 개별 블록 할당부가, 상기 점군 데이터를 상기 블록 경계에 따라, 복수의 그룹들로 분할하여 지정하는 단계; 파쇄 입도 분석부가, 상기 복수의 그룹들 각각에 대하여 상기 점군 데이터를 기초로 부피를 산출함으로써 파쇄 입도를 분석하는 단계; 및 입도 분석 데이터 및 상기 입도 분포 곡선을 기설정된 데이터 형식으로 출력 및 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 파쇄 입도를 분석하는 단계는, 상기 복수의 그룹들 각각에 대한 블록 부피를 산출하는 단계; 상기 블록 부피를 기초로 환산 직경을 산출하는 단계; 및 상기 환산 직경을 기초로 입도 분포 곡선을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 발파 현장에서 발파작업 후 발생되는 파쇄석 더미(Muck Pile)의 입도 분포를 분석할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 영상처리 또는 3차원 스캐너로부터 취득한 파쇄석 더미(Muck Pile)의 3차원 점군 데이터(Point Cloud)를 대상으로 개별 블록을 자동으로 추출하고, 이에 대한 부피와 환산 직경 산정을 통해 전체 파쇄석 더미의 입도를 분석할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 실규모 스케일의 3차원 점군 데이터를 이용하여, 별도의 스케일 변환 없이, 입력 데이터를 그대로 파쇄도 분석에 사용 가능하며, 개별 파쇄석의 3차원 형상에 대한 부피계산과 구의 환산직경으로 블록의 대표 입도를 산정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 분석결과의 신뢰도와 정확도가 2차원 이미지 분석 방법 보다 향상된 효과가 있다.
또한, 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 점군 데이터의 입력부터 결과분석까지 자동화하여 데이터 처리과정이 간편화된 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 암석 파쇄도 분석 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 로드부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 점군 데이터를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 블록 영역 설정부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블록 경계 추출부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개별 블록 할당부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파쇄 입도 분석부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 블록 부피 산출부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 분석부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 암석 파쇄도 분석 장치의 동작을 나타내는 순서 도면이다.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함할 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 암석 파쇄도 분석 장치(10)를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 암석 파쇄도 분석 장치(10)는, 데이터 로드부(100), 블록 영역 설정부(200), 블록 경계 추출부(300), 개별 블록 할당부(400), 파쇄 입도 분석부(500) 및 데이터 출력부(600)를 포함한다.
데이터 로드부(100)는 발파에 따른 파쇄도 분석을 위해 점군 데이터의 형식을 변환할 수 있다. 본 발명에서, 점군 데이터는, 3차원 좌표 정보 및 색상 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다. 3차원 좌표 정보는 점군(point cloud)에 포함된 각 점들에 대한 제1 축, 제2 축 및 제3 축에 따른 좌표 값을 포함할 수 있다. 본 발명에서, 제1 축, 제2 축 및 제3 축으로 지칭되는 각 축은 서로 직교하는 x축, y축 및 z축 각각에 대응될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 축, 제2 축 및 제3 축은 다양한 방식의 좌표계의 축들에 대응될 수 있다.
색상 정보는 제1 색, 제2 색 및 제3 색에 따른 색도 값들을 포함할 수 있다. 본 발명에서 제1 색, 제2 색 및 제3 색으로 지칭되는 각 색은 레드(red), 그린(green) 및 블루(blue)의 RGB 모델의 각 색들에 대응될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 색, 제2 색 및 제3 색은 색조(Hue), 채도(Saturation), 명도(Value)를 사용하는 HSV 모델, 밝기성분(Y)과 색차정보(Cb, Cr)을 이용하는 YCbCr 모델, 및 시안(cyan), 노랑(yellow) 및 마젠타(magenta) 및 검정(black)을 이용하는 CMYK 색 모델에 대응할 수 있다.
실시예에 따라, 데이터 로드부(100)는 3차원 스캐닝 장치에 의해 측정된 3차원 스캔 데이터 및 영상 처리 데이터 등을 모두 사용 가능하도록, 입력되는 점군 데이터 형식을 통합함으로써 호환성을 확보할 수 있다.
블록 영역 설정부(200)는 점군 데이터에 기초하여, 블록 영역을 설정함으로써 깊이 지도를 생성할 수 있다. 예컨대, 블록 영역 설정부(200)는, 제1 축 및 제2 축으로 정의된 기준 평면 상에서 제 3축에 따른 좌표 값을 색상에 대응시키고, 대응된 색상을 기초로 개별 블록의 주요 형상을 추출하고 블록 영역을 설정함으로써, 깊이 지도를 생성할 수 있다. 이때, 깊이 지도(Depth map)은 2차원 이미지를 의미할 수 있다. 실시예에 따라, 블록 영역 설정부(200)는 Water-Shed 알고리즘을 이용하여, 높이 값의 고저차를 흑백 레벨로 구분함으로써 깊이 지도를 생성할 수 있다.
블록 경계 추출부(300)는 점군 데이터 및 깊이 지도를 기초로, 블록 영역에 대한 블록 경계를 추출할 수 있다. 예컨대, 블록 경계 추출부(300)는, 블록 영역의 중심점으로부터 기준 거리 이내의 범위에서 가장 인접한 경계를 블록 경계로 추출할 수 있다. 실시예에 따라, 블록 경계 추출부(300)는 깊이 지도 및 점군 데이터를 매치함으로써, 블록 경계를 추출할 수 있다. 이때, 블록 경계 추출부(300)는 설정된 영역을 중심으로 기준 거리(예컨대, 50 cm 이내) 범위에서 중심과 가장 인접한 블록의 경계를 추출할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 블록 경계 추출부(300)는 블록 분할의 정확도를 향상시킬 수 있다.
개별 블록 할당부(400)는 점군 데이터를 블록 경계에 따라, 복수의 그룹들로 분할하여 지정할 수 있다. 예컨대, 개별 블록 할당부(400)는, 블록 경계의 내부 영역에 포함된 점군 데이터를 단위 그룹으로 지정하고 인식 코드를 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 개별 블록 할당부(400)는 블록 경계에 따라 점군 데이터를 추출하고, 단위 그룹으로 지정하며, 입력된 데이터에 그룹 인식 코드를 추가할 수 있다.
파쇄 입도 분석부(500)는 복수의 그룹들 각각에 대하여 점군 데이터를 기초로 부피를 산출함으로써 파쇄 입도를 분석할 수 있다. 파쇄 입도 분석부(500)에 대한 상세한 내용은 도 7에서 상세하게 설명된다.
데이터 출력부(600)는 입도 분석 데이터 및 입도 분포 곡선을 기설정된 데이터 형식으로 출력하고, 저장할 수 있다. 예컨대, 데이터 출력부(600)는 입도 분석 데이터를 테이블 형식(CSV 파일)으로 출력하고, 입도 분석 곡선을 그림 형식(JPG 파일)으로 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 로드부(100)의 동작을 나타내는 도면이다. 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 점군 데이터를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 데이터 로드부(100)는 발파(blast)에 따른 파쇄도 분석을 위해 점군 데이터(point cloud data)의 형식을 변환할 수 있다.
예컨대, 데이터 로드부(100)는 도 2에 도시된 발파 후의 암석에 대한 3차원 이미지 데이터 및 도 3에 도시된 점군 데이터를 입력받을 수 있다.
데이터 로드부(100)는 암석에 대한 3차원 이미지 데이터를 바탕으로 점군 데이터를 추출함으로써, 모든 종류의 암반 데이터에 대하여 호환성을 확보할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 블록 영역 설정부(200)의 동작을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 블록 영역 설정부(200)는 점군 데이터에 기초하여, 블록 영역을 설정함으로써 깊이 지도를 생성할 수 있다. 예컨대, 블록 영역 설정부(200)는, 제1 축 및 제2 축으로 정의된 기준 평면 상에서 제 3축에 따른 좌표 값을 색상에 대응시킬 수 있다. 그리고, 블록 영역 설정부(200)는 대응된 색상을 기초로 개별 블록의 주요 형상을 추출하고 블록 영역을 설정함으로써, 깊이 지도를 생성할 수 있다. 이때, 깊이 지도(Depth map)은 2차원 이미지를 의미할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 발파에 의해 파쇄된 암석군에 대하여 3차원 스캐닝을 수행하여 생성되는 3차원 점군 데이터에 대하여, 블록 영역 설정부(200)는 2차원 이미지 형식의 깊이 지도를 생성할 수 있으며, 이는 화소 데이터 형식을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블록 경계 추출부(300)의 동작을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 블록 경계 추출부(300)는 점군 데이터 및 깊이 지도를 기초로, 블록 영역에 대한 블록 경계를 추출할 수 있다.
예컨대, 블록 경계 추출부(300)는, 블록 영역의 중심점으로부터 기준 거리 이내의 범위에서 가장 인접한 경계를 블록 경계로 추출할 수 있다.
실시예에 따라, 블록 경계 추출부(300)는 깊이 지도 및 점군 데이터를 매치함으로써, 블록 경계를 추출할 수 있다. 이때, 블록 경계 추출부(300)는 설정된 영역을 중심으로 기준 거리(예컨대, 50 cm 이내) 범위에서 중심과 가장 인접한 블록의 경계를 추출할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 블록 경계 추출부(300)는 블록 분할의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 발파에 의해 파쇄된 암석 각각에 대하여 깊이 지도를 바탕으로 색상을 대응시키고, 대응된 색상을 바탕으로 블록 경계를 추출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개별 블록 할당부(400)의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 개별 블록 할당부(400)는 점군 데이터를 블록 경계에 따라, 복수의 그룹들로 분할하여 지정할 수 있다. 예컨대, 개별 블록 할당부(400)는, 블록 경계의 내부 영역에 포함된 점군 데이터를 단위 그룹으로 지정하고 인식 코드를 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 개별 블록 할당부(400)는 블록 경계에 따라 점군 데이터를 추출하고, 단위 그룹으로 지정하며, 입력된 데이터에 그룹 인식 코드를 추가할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 개별 블록 할당부(400)는 깊이 지도 이미지를 기반으로 구분된 블록 이미지와 3차원 점군 데이터를 매치시켜 개별 블록에 대한 점군 데이터를 추출하고 그룹화할 수 있다. 이를 통해 개별 블록 할당부(400)는 각 암석에 대응하는 그룹들을 지정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파쇄 입도 분석부(500)를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 파쇄 입도 분석부(500)는, 블록 부피 산출부(510), 환산 직경 산출부(520) 및 데이터 분석부(530)를 포함할 수 있다.
블록 부피 산출부(510)는 복수의 그룹들 각각에 대한 블록 부피를 산출할 수 있다. 예컨대, 블록 부피 산출부(510)는 추출된 개별 블록의 점군 데이터를 기초로, 블록 최저점 기준면을 설정하고, 밑면적과 높이를 이용하여 단위 도형(예컨대, 직육면체, 원기둥, 삼각기둥 등)에 대하여 부피를 획득하고, 이를 전체 점군에 대하여 수행함으로써 전체 블록에 대하여 부피를 산출할 수 있다.
환산 직경 산출부(520)는 블록 부피를 기초로 환산 직경을 산출할 수 있다. 예컨대, 환산 직경 산출부(520)는 블록의 부피를 구의 부피를 가정하고, 구의 부피 공식을 역산함으로써 환산 직경을 산출할 수 있다. 이때, 환산 직경은 아래 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.
[수학식 1]
여기서, D는 환산 직경이고, V는 블록의 부피를 의미한다.
데이터 분석부(530)는 환산 직경을 기초로 입도 분포 곡선을 생성할 수 있다. 예컨대, 데이터 분석부(530)는 환산 직경에 따른 누적 입도 분포를 도시하는 그래프를 생성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 블록 부피 산출부(510)의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 블록 부피 산출부(510)는 추출된 개별 블록의 점군 데이터를 기초로, 블록 최저점 기준면을 설정할 수 있다. 예컨대, 블록 부피 산출부(510)는 점군 데이터를 기초로 임의의 깊이 지점(예컨대, 최저점)을 기준면으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 블록 내의 점군 데이터에 대한 높이 값이 지정된다.
블록 부피 산출부(510)는 기준면의 밑면적과 높이를 이용하여 단위 도형(예컨대, 직육면체, 원기둥, 삼각기둥 등)에 대하여 부피를 획득할 수 있다.
그리고, 블록 부피 산출부(510)는 단위 도형에 대한 상기 산출을 블록 내 전체 점군에 대하여 수행함으로써 전체 블록에 대하여 부피를 산출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 분석부(530)의 동작을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 데이터 분석부(530)는 환산 직경을 기초로, 입도 분포 곡선을 생성할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에서, 입도 분포 곡선은, 파쇄 입도에 대한 누적 중량 통과율을 나타내는 Rosin-Rammler 입자 분포 곡선인 것을 특징으로 한다.
그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 데이터 분석부(530)는 다양한 종류의 분포 그래프를 통해 입도 분포 곡선을 생성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 암석 파쇄도 분석 장치의 동작을 나타내는 순서 도면이다. 도 1 내지 도 10을 참조하여, 이하에서 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치의 동작 방법을 상세하게 설명한다.
데이터 로드부(100)는, 발파에 따른 파쇄도 분석을 위해 점군 데이터의 형식을 변환할 수 있다(S10). 즉, 데이터 로드부(100)는 실규모 스케일의 3차원 점군 데이터의 형식을 변환할 수 있다.
블록 영역 설정부(200)는, 점군 데이터에 기초하여, 블록 영역을 설정함으로써 깊이 지도를 생성할 수 있다(S20). 즉, 블록 영역 설정부(200)는 별도의 스케일 변환 없이 점군 데이터에 기초하여 각 암석에 대한 블록 영역을 설정할 수 있다. 그리고, 블록 영역 설정부(200)는 각 점군에 대한 깊이 지도를 생성할 수 있다.
블록 경계 추출부(300)는, 점군 데이터 및 깊이 지도를 기초로, 블록 영역에 대한 블록 경계를 추출할 수 있다(S30). 즉, 블록 경계 추출부(300)는 블록 영역 설정부(200)에 의해 설정된 블록에 대하여 경계를 명확하게 설정함으로써, 블록 경계를 설정할 수 있다.
개별 블록 할당부(400)는, 점군 데이터를 블록 경계에 따라, 복수의 그룹들로 분할하여 지정할 수 있다(S40). 즉, 개별 블록 할당부(400)는 블록 경계 추출부(300)에 의해 설정된 블록 경계에 따라 전체 영역을 복수의 그룹들로 분할하고, 각각의 그룹에 대하여 식별 코드(Identification code)를 지정할 수 있다.
파쇄 입도 분석부(500)는, 복수의 그룹들 각각에 대하여 점군 데이터를 기초로 부피를 산출함으로써 파쇄 입도를 분석할 수 있다(S50). 구체적으로, 파쇄 입도를 분석하는 단계는, 복수의 그룹들 각각에 대한 블록 부피를 산출하는 단계; 블록 부피를 기초로 환산 직경을 산출하는 단계; 및 환산 직경을 기초로 입도 분포 곡선을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이와 관련된 상세한 내용은 도 7에서 설명된다.
데이터 출력부(600)는, 입도 분석 데이터 및 입도 분포 곡선을 기설정된 데이터 형식으로 출력 및 저장할 수 있다(S60). 즉, 데이터 출력부(600)는 사용자의 이용 편의성을 향상시키기 위하여, 기 시스템에 이용될 수 있는 형식에 따라 입도 분석 데이터 및 입도 분석 곡선을 출력할 수 있다. 또한, 데이터 출력부(600)는 출력된 자료를 외부 저장 장치 또는 데이터 베이스 서버에 자동을 저장할 수 있다.
상술한 방식을 통하여, 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 발파 현장에서 발파작업 후 발생되는 파쇄석 더미(Muck Pile)의 입도 분포를 분석할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 영상처리 또는 3차원 스캐너로부터 취득한 파쇄석 더미(Muck Pile)의 3차원 점군 데이터(Point Cloud)를 대상으로 개별 블록을 자동으로 추출하고, 이에 대한 부피와 환산 직경 산정을 통해 전체 파쇄석 더미의 입도를 분석할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 실규모 스케일의 3차원 점군 데이터를 이용하여, 별도의 스케일 변환 없이, 입력 데이터를 그대로 파쇄도 분석에 사용 가능하며, 개별 파쇄석의 3차원 형상에 대한 부피계산과 구의 환산직경으로 블록의 대표 입도를 산정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 분석결과의 신뢰도와 정확도가 2차원 이미지 분석 방법 보다 향상된 효과가 있다.
또한, 본 발명의 암석 파쇄도 분석 장치 및 이의 동작 방법은 점군 데이터의 입력부터 결과분석까지 자동화하여 데이터 처리과정이 간편화된 효과가 있다.
이상 본 명세서에서 설명한 기능적 동작과 본 주제에 관한 실시형태들은 본 명세서에서 개시한 구조들 및 그들의 구조적인 등가물을 포함하여 디지털 전자 회로나 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어에서 또는 이들 중 하나 이상이 조합에서 구현 가능하다.
본 명세서에서 기술하는 주제의 실시형태는 하나 이상이 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위하여 또는 그 동작을 제어하기 위하여 유형의 프로그램 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상이 모듈로서 구현될 수 있다. 유형의 프로그램 매체는 전파형 신호이거나 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수 있다. 전파형 신호는 컴퓨터에 의한 실행을 위하여 적절한 수신기 장치로 전송하기 위한 정보를 인코딩하기 위하여 생성되는 예컨대 기계가 생성한 전기적, 광학적 또는 전자기 신호와 같은 인공적으로 생성된 신호이다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조합 또는 이들 중 하나 이상이 조합일 수 있다.
컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 또는 코드로도 알려져 있음)은 컴파일되거나 해석된 언어나 선험적 또는 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 또는 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램은 파일 장치의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 또는 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상이 모듈, 하위 프로그램 또는 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 또는 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상이 스크립트) 내에 저장될 수 있다.
컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.
부가적으로, 본 특허문헌에서 기술하는 논리 흐름과 구조적인 블록도는 개시된 구조적인 수단의 지원을 받는 대응하는 기능과 단계의 지원을 받는 대응하는 행위 및/또는 특정한 방법을 기술하는 것으로, 대응하는 소프트웨어 구조와 알고리즘과 그 등가물을 구축하는 데에도 사용 가능하다.
본 명세서에서 기술하는 프로세스와 논리 흐름은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 기능을 수행하기 위하여 하나 이상이 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상이 프로그래머블 프로세서에 의하여 수행 가능하다.
컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는, 예컨대 범용 및 특수 목적의 마이크로프로세서 양자 및 어떤 형태의 디지털 컴퓨터의 어떠한 하나 이상이 프로세서라도 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기 전용 메모리나 랜덤 액세스 메모리 또는 양자로부터 명령어와 데이터를 수신할 것이다.
컴퓨터의 핵심적인 요소는 명령어와 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 메모리 장치 및 명령을 수행하기 위한 프로세서이다. 또한, 컴퓨터는 일반적으로 예컨대 자기, 자기 광학 디스크나 광학 디스크와 같은 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 대량 저장 장치로부터 데이터를 수신하거나 그것으로 데이터를 전송하거나 또는 그러한 동작 둘 다를 수행하기 위하여 동작가능 하도록 결합되거나 이를 포함할 것이다. 그러나, 컴퓨터는 그러한 장치를 가질 필요가 없다.
본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
Claims (10)
- 발파에 따른 파쇄도 분석을 위해 점군 데이터의 형식을 변환하기 위한 데이터 로드부;상기 점군 데이터에 기초하여, 블록 영역을 설정함으로써 깊이 지도를 생성하기 위한 블록 영역 설정부;상기 점군 데이터 및 상기 깊이 지도를 기초로, 상기 블록 영역에 대한 블록 경계를 추출하기 위한 블록 경계 추출부;상기 점군 데이터를 상기 블록 경계에 따라, 복수의 그룹들로 분할하여 지정하기 위한 개별 블록 할당부; 및상기 복수의 그룹들 각각에 대하여 상기 점군 데이터를 기초로 부피를 산출함으로써 파쇄 입도를 분석하기 위한 파쇄 입도 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치.
- 제1항에 있어서,상기 점군 데이터는, 3차원 좌표 정보 및 색상 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치.
- 제2항에 있어서,상기 블록 영역 설정부는, 제1 축 및 제2 축으로 정의된 기준 평면 상에서 제 3축에 따른 좌표 값을 색상에 대응시키고, 대응된 색상을 기초로 개별 블록의 주요 형상을 추출하고 블록 영역을 설정함으로써, 상기 깊이 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치.
- 제3항에 있어서,상기 블록 경계 추출부는, 상기 블록 영역의 중심점으로부터 기준 거리 이내의 범위에서 가장 인접한 경계를 상기 블록 경계로 추출하는 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치.
- 제4항에 있어서,상기 개별 블록 할당부는, 상기 블록 경계의 내부 영역에 포함된 점군 데이터를 단위 그룹으로 지정하고 인식 코드를 할당하는 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치.
- 제5항에 있어서,상기 파쇄 입도 분석부는,상기 복수의 그룹들 각각에 대한 블록 부피를 산출하기 위한 블록 부피 산출부;상기 블록 부피를 기초로 환산 직경을 산출하기 위한 환산 직경 산출부; 및상기 환산 직경을 기초로 입도 분포 곡선을 생성하기 위한 데이터 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치.
- 제6항에 있어서,상기 입도 분포 곡선은, 파쇄 입도에 대한 누적 중량 통과율을 나타내는 Rosin-Rammler 입자 분포 곡선인 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치.
- 제7항에 있어서,입도 분석 데이터 및 상기 입도 분포 곡선을 기설정된 데이터 형식으로 출력 및 저장하기 위한 데이터 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치.
- 데이터 로드부가, 발파에 따른 파쇄도 분석을 위해 점군 데이터의 형식을 변환하는 단계;블록 영역 설정부가, 상기 점군 데이터에 기초하여, 블록 영역을 설정함으로써 깊이 지도를 생성하는 단계;블록 경계 추출부가, 상기 점군 데이터 및 상기 깊이 지도를 기초로, 상기 블록 영역에 대한 블록 경계를 추출하는 단계;개별 블록 할당부가, 상기 점군 데이터를 상기 블록 경계에 따라, 복수의 그룹들로 분할하여 지정하는 단계;파쇄 입도 분석부가, 상기 복수의 그룹들 각각에 대하여 상기 점군 데이터를 기초로 부피를 산출함으로써 파쇄 입도를 분석하는 단계; 및데이터 출력부가, 입도 분석 데이터 및 상기 입도 분포 곡선을 기설정된 데이터 형식으로 출력 및 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치의 동작 방법.
- 제9항에 있어서,상기 파쇄 입도를 분석하는 단계는,상기 복수의 그룹들 각각에 대한 블록 부피를 산출하는 단계;상기 블록 부피를 기초로 환산 직경을 산출하는 단계; 및상기 환산 직경을 기초로 입도 분포 곡선을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,암석 파쇄도 분석 장치의 동작 방법.
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