KR100536013B1 - 관로용 다중 분할 촬영장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 관로용 다중 분할 촬영장치 및 이를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법에 관한 것으로서, 관로의 내주면에 밀착되는 다수의 바퀴에 의해 그 중심이 상기 관로의 중심과 일치되어 상기 관로의 중심 방향을 따라 주행하는 본체; 및 상기 관로의 길이 방향에 대해 일정 간격으로 구획된 각 권역의 내주면을 상기 관로의 중심을 기준으로 다중 분할하여 촬영하기 위해, 상기 관로의 내주면에 대응하는 외주면에 원주 방향을 따라 등간격으로 각각 배치된 적어도 두 개소 이상의 메인 카메라를 가지고 상기 본체의 전방에 설치된 카메라 어셈블리를 구비한다.
Description
본 발명은 다수의 권역으로 구획된 관로의 각 권역별 내주면을 다중으로 분할하여 촬영할 수 있는 구조를 가지고, 그 촬영된 다중 분할 영상을 조합하고 위치 정보를 결합하여 도면화된 영상 정보를 출력할 수 있는 관로용 다중 분할 촬영장치 및 이를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 흄관, 합성수지로 된 염화비닐관 또는 도관과 같이, 지하에 매설된 관로들은 관 자체의 노후화, 지하 지반의 침하 또는 지상으로부터의 토압 변동에 의해 균열, 파손 또는 접속부의 분리와 같은 결함이 발생하게 된다. 따라서, 이와 같은 결함 부분을 통해 관 내부의 오폐수가 외부로 유출되어 토양을 오염시키게 된다. 관로의 결함 부분을 복구하기 위해서는 관로의 어느 부위가 손상되었는지를 촬영장치를 통해 먼저 알아 보아야만 한다. 따라서, 촬영장치에 의해 촬영된 영상을 토대로 수밀시험을 하고, 수밀시험에 의해 발견된 손상부위의 특성 및 주위 여건에 따라 그라우팅(grouting) 또는 라이닝(lining) 공법이 적절히 적용된다. 또한, 그라우팅 공법 및 라이닝 공법에 의해 관로의 보수가 완료된 후, 상기 촬영장치를 이용하여 관로 내부를 촬영하고, 촬영된 영상물을 이미지화하여 보고서 형식으로 출력하게 된다.
종래의 관로 촬영장치는 관로의 전방을 촬영하는 직시카메라가 설치된다. 따라서, 촬영장치는 관로 내부를 따라 주행하면서 직시카메라에 의해 소정 권역별로 구획된 관로 내부를 촬영한다. 한편, 작업자는 촬영장치에 의해 촬영된 각 권역별 영상을 조합하여 평면 형태의 영상 정보를 출력한다.
그런데, 종래의 촬영장치에 의해 촬영된 각 권역별 영상을 조합하여 평면 형태로 출력한 영상 정보는 직시카메라 렌즈의 고유한 왜곡 특성 및 관로 내주면의 곡률에 의해 실제 관로의 거리 및 위치와 상당한 차이를 가진다. 이로 인해, 관로의 내부 상태를 판독, 분석하는데 어려움이 따르고, 영상 정보의 신뢰성이 떨어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 착상된 것으로, 다수의 권역으로 구획된 관로의 각 권역별 내주면을 다중으로 분할하여 촬영할 수 있는 구조를 가진 관로용 다중 분할 촬영장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 관로 내주면의 분할 영상을 수치영상처리 및 보정 기법을 적용한 정사투영 변환과 영상 결합을 통하여 도면화된 영상 정보를 출력할 수 있는 관로용 다중 분할 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 도면화된 영상 정보와 위치 정보를 결합하여 관로 내부의 정보를 정확히 판독, 분석 및 정량 관측할 수 있는 관로용 다중 분할 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치는, 관로의 내주면에 밀착되는 다수의 바퀴에 의해 그 중심이 상기 관로의 중심과 일치되어 상기 관로의 중심 방향을 따라 주행하는 본체; 및 상기 관로의 길이 방향에 대해 일정 간격으로 구획된 각 권역의 내주면을 상기 관로의 중심을 기준으로 다중 분할하여 촬영하기 위해, 상기 관로의 내주면에 대응하는 외주면에 원주 방향을 따라 등간격으로 각각 배치된 적어도 두 개소 이상의 메인 카메라를 가지고 상기 본체의 전방에 설치된 카메라 어셈블리를 구비한다.
본 발명에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치에 있어서, 상기 본체는: 상기 관로의 중심 방향을 따라 주행하는 도중 관로 내의 장애물에 걸리는 바퀴를 바이어스시킬 수 있는 완충부재를 더 구비한다.
본 발명에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치에 있어서, 상기 바퀴는 상기 본체의 중심에 대해 서로 대칭되게 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치에 있어서, 상기 카메라 어셈블리는: 상기 본체의 주행 경로를 촬영하기 위해, 상기 관로의 중심측에 설치된 보조 카메라; 및 상기 메인 카메라 및 보조 카메라에 각각 인접되게 설치된 다수의 조명등을 구비한다.
본 발명에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치에 있어서, 상기 메인 카메라 각각의 분할 간격은 상기 관로의 중심에 대해 90°, 120° 또는 180°중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치는, 관로의 내주면에 밀착되는 다수의 바퀴에 의해 그 중심이 상기 관로의 중심과 일치되어 상기 관로의 중심 방향을 따라 주행하는 본체; 및 상기 관로의 길이 방향에 대해 일정 간격으로 구획된 각 권역의 내주면을 상기 관로의 중심을 기준으로 다중 분할하여 촬영하기 위해, 상기 본체의 전방에 설치되고, 상기 관로의 내주면에 대응하는 외주면에 원주 방향을 따라 등간격으로 각각 배치된 적어도 두 개소 이상의 메인 카메라를 가지며, 상기 관로의 중심 방향을 따라 상기 권역에 각각 배치되는 복수개의 카메라 어셈블리를 구비한다.
본 발명에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치는, 상기 카메라 어셈블리 각각의 간격을 선택적으로 조절하기 위해, 상기 각각의 카메라 어셈블리 사이에 설치되는 실린더부재를 더 구비한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법은, (a) 카메라 어셈블리가 설치된 본체를 다수의 권역으로 구획된 관로의 내부에 투입, 상기 본체를 이동시켜 카메라 어셈블리를 소정 권역에 위치시키는 단계; (b) 상기 카메라 어셈블리를 이용하여 상기 권역의 내주면을 다중 분할 촬영하는 단계; (c) 상기 카메라 어셈블리에 의해 촬영된 각각의 분할 영상을 수치영상 처리 및 정사보정하여 단위 정사영상을 취득하는 단계; (d) 상기 각각의 단위 정사영상을 조합하여 하나의 연속된 영상 정보를 생성하는 단계; 및 (e) 상기 (a)~(d) 단계를 반복하여 생성된 각각의 영상 정보와 관로의 위치 정보를 결합하여 관로 전체의 영상 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 관로용 다중 분할 촬영장치 및 이를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법은, 관로의 내주면을 다중으로 분할하여 촬영할 수 있는 구조를 가지고 다중 분할 영상을 조합하여 카메라 렌즈의 왜곡 및 관로 내주면의 왜곡이 보정된 영상 정보를 출력할 수 있으므로, 실제 관로의 거리 및 위치와 정확히 일치하는 영상 정보를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 관로용 다중 분할 촬영장치 및 이를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법에 따르면, 관로의 영상 정보에 위치 정보를 결합하여 관내 현황 및 공사 정보를 판독, 분류, 관측할 수 있는 자료로 활용할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치 및 이를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면 구성도이고, 도 3은 도 1의 측면 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치(100)는 다수의 권역으로 구획된 관로(10)를 주행하면서 각 권역별 관로(10)의 내주면을 적어도 이중 이상으로 분할하여 촬영할 수 있는 구조를 가진다.
상기 관로용 다중 분할 촬영장치(100)는 관로(10)의 중심 방향을 따라 주행하는 본체(20)와, 다수의 권역으로 구획된 각 권역별 관로(10)의 내주면을 다중 분할하여 촬영할 수 있는 카메라 어셈블리(40)를 구비한다.
상기 본체(20)는 맨홀을 통해 관로(10)의 내부에 투입될 수 있는 원통형으로 이루어지며, 그 중심이 관로(10)의 중심과 일치되도록 배치되어 관로(10)의 중심 방향으로 주행할 수 있는 구조를 가진다. 이를 위해, 상기 본체(20)에는 후술할 완충부재(25)에 의해 관로(10)의 내주면에 밀착되는 다수의 바퀴(21)들이 설치된다. 상기 바퀴(21)들은 관로(10)의 중심을 기준으로 서로 대칭되게 설치된다. 바람직하게는 상기 바퀴(21)들은 관로(10)의 중심에 대해 180°방향에 상응하는 관로(10)의 내주면에 각각 밀착되도록 본체(20)의 양측에 연속적으로 설치된다. 따라서, 본체(20)가 관로(10)의 내부에 투입되면, 바퀴(21)들이 관로(10)의 중심을 기준으로 180°방향에 상응하는 내주면에 각각 밀착되기 때문에, 본체(20)는 그 중심이 항상 관로(10)의 중심과 일치된 상태에서 관로(10)의 중심 방향으로 주행할 수 있게 된다.
상기 본체(20)는 와이어에 의해 견인되어 관로(10)의 중심 방향을 따라 이동된다. 즉, 맨홀의 외부에 설치된 윈치를 이용하여 와이어를 잡아 당기게 되면, 본체(20)는 관로(10)의 중심 방향을 따라 주행하게 된다. 이와 같이, 본체(20)를 견인식으로 이동시키는 이유는 윈치에 대한 와이어의 권회 길이를 계측함으로써 본체(20)의 이동거리를 용이하고 정확하게 산출해 내기 위함이다. 대안으로서, 상기 본체(20)는 바퀴(21)가 유압 또는 공압에 의해 작동되는 펌프의 구동력을 전달받아 자체 주행이 가능하고, 본체(20)에 설치된 별도의 구동장치에 의해 자체 주행이 가능하도록 구성될 수도 있다. 또한, 관로(10)의 작업 여건에 따라 와이어를 이용하여 본체(20)를 견인할 수 없을 경우에는 자주차와 같은 별도의 견인수단을 사용할 수도 있다.
한편, 상기 본체(20)는 관로(10)의 중심 방향을 따라 견인될 때, 관로(10) 내부의 장애물에 바퀴(21)가 걸려 주행이 저지되거나 바퀴(21)가 파손될 수도 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 본체(20)에는 바퀴(21)를 바이어스시킬 수 있는 완충부재(25)가 설치된다.
상기 완충부재(25)는 본체(20)와 바퀴(21) 사이에 각각 설치되는 것으로, 통상적인 쇼크 업소버(shock absorber)를 구비한다. 상기 쇼크 업소버는 다양한 형태의 완충수단 예컨대, 스프링, 고무, 공기압 또는 유압 등의 완충력을 이용하여 장애물에 의해 바퀴(21)에 가해지는 충격력을 흡수할 수 있는 구조를 가진다. 바람직하게, 상기 완충부재(25)는 바퀴(21)가 장애물에 걸릴 때 그 바퀴(21)를 탄성 바이어스시킬 수 있는 스프링 구조가 채용된다. 이와 더불어, 상기 완충부재(25)는 바퀴(21)를 관로(10)의 내주면에 밀착시키는 역할을 한다. 따라서, 관로(10)의 내주면에 밀착되는 바퀴(21)에 의해 본체(20)가 관로(10)의 중심 방향을 따라 주행하는 도중, 관로(10) 내부의 장애물에 바퀴(21)가 걸리는 경우, 본체(20)의 중심과 관로(10)의 중심이 일치된 상태에서 바퀴(21)는 완충부재(25)에 의해 탄성 바이어스되어 장애물을 넘게 된다.
상기 카메라 어셈블리(40)는 관로(10)의 길이 방향에 대해 일정 간격으로 구획된 각 권역별 관로(10)의 내주면을 관로(10)의 중심을 기준으로 다중 분할하여 촬영하기 위한 것이다. 이를 위한 카메라 어셈블리(40)는 본체(20)에 설치되는 원통 형상의 지지부재(41)와, 관로(10)의 내주면에 대응되는 지지부재(41)의 외주면에 등간격으로 각각 배치되는 적어도 두 개소 이상의 메인 카메라(43)와, 본체(20)의 주행 경로를 촬영하기 위해 지지부재(41)의 전방에 설치되는 보조 카메라(45)와, 메인 카메라(43) 및 보조 카메라(45)의 촬영시 조명을 조사하기 위해 메인 카메라(43) 및 보조 카메라(45)에 인접되게 설치되는 조명등(47)을 구비한다.
상기 지지부재(41)는 그 중심이 관로(10)의 중심 및 본체(20)의 중심과 상호 일치하도록 본체(20)의 전방에 설치되며, 내부에는 메인 카메라(43) 및 보조 카메라(45)를 구동하기 위한 구동수단이 마련된다. 지지부재(41)는 다양한 형태의 고정수단 예컨대, 나사 결합식, 억지 끼워 맞춤식 또는 용접 방식에 의해 본체(20)의 전방에 고정된다.
상기 메인 카메라(43)는 일반적인 광각(廣角)렌즈가 채용된 카메라를 구비하고, 관로(10)의 내주 방향을 따라 지지부재(41)의 외주면에 등간격으로 배치된다. 예를 들어, 각 권역별 내주면을 이중 분할하여 촬영할 경우, 메인 카메라(43)는 두 개소가 필요하고, 이들은 관로(10)의 중심을 기준으로 180°지점에 상응하는 지지부재(41)의 외주면에 각각 설치된다. 또한, 각 권역별 내주면을 삼중 분할하여 촬영할 경우, 메인 카메라(43)는 세 개소가 필요하고, 이들은 관로(10)의 중심을 기준으로 120°지점에 상응하는 지지부재(41)의 외주면에 각각 설치된다. 또한, 각 권역별 내주면을 사중 분할하여 촬영할 경우, 메인 카메라(43)는 네 개소가 필요하고, 이들은 관로(10)의 중심을 기준으로 90°지점에 상응하는 지지부재(41)의 외주면에 각각 설치된다. 바람직하게, 본 발명에 따른 메인 카메라(43)는 네 개소가 마련되어 지지부재(41)의 중심을 기준으로 90°지점에 상응하는 외주면에 각각 설치된다. 이는 메인 카메라(43)에 의해 촬영된 관로 내주면의 영상이 곡면 형태로 나타나는 것을 최소화하기 위함이다. 대안으로서, 상기 메인 카메라(43)는 각 권역별 관로 내주면의 분할 간격에 따라 5,6 또는 8개소가 마련될 수도 있다.
상기 보조 카메라(45)는 본체(20)의 전방을 촬영하여 작업자가 관로(10)의 전체적인 내부 상태를 확인함으로써 본체(20)의 주행 경로를 체크하기 위해 마련된 것이다. 보조 카메라(45)는 지지부재(41)의 전방 즉, 관로(10)의 중심측에 설치된다.
상기 조명등(47)은 메인 카메라(43) 및 보조 카메라(45)가 촬영을 할 때, 그 촬영 영역에 조명을 조사하기 위한 것으로, 바람직하게, 메인 카메라(43)의 양측에 지지부재(41)의 원주 방향을 따라 다수 설치되며, 보조 카메라(45)의 주위에 방사 상으로 다수 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 관로용 다중 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법은 카메라 어셈블리가 설치된 본체를 다수의 권역으로 구획된 관로의 내부에 투입하는 단계(S10)와, 본체를 이동시켜 카메라 어셈블리를 소정 권역에 위치시키는 단계(S20)와, 카메라 어셈블리를 이용하여 상기 권역의 내주면을 다중 분할 촬영하는 단계(S30)와, 카메라 어셈블리에 의해 촬영된 각각의 분할 영상을 수치영상 처리 및 정사보정하여 단위 정사영상을 취득하는 단계(S40)와, 각각의 단위 정사영상을 조합하여 하나의 연속된 영상 정보를 생성하는 단계(S50)와, 상기 S10 단계 내지 S50 단계를 반복하여 생성된 각각의 영상 정보와 관로의 위치 정보를 결합하여 관로 전체의 영상 정보를 출력하는 단계(S60)를 포함한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법을 설명하기 위한 단면 구성도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 우선, 맨홀(15)을 통해 본 발명의 촬영장치(100)를 투입한 다음, 본체(20)에 와이어(17)를 연결한 후, 그 본체(20)를 관로(10)의 입구에 정위치시킨다(도 4의 S10 단계).
상기 본체(20)에 설치된 바퀴(21)들은 완충부재(25)에 의해 관로(10)의 중심을 기준으로 180°방향에 상응하는 입구측 관로(10)의 내주면에 밀착된다. 그러면, 본체(20)와 카메라 어셈블리(40)는 그 중심이 관로(10)의 중심과 자연스럽게 일치된다. 여기서, 관로(10)는 전체 길이에 대해 다수의 권역으로 구획될 수 있다. 상기 권역은 메인 카메라(43)의 기준 촬영각을 감안하여 관로(10)의 전체 길이를 일정한 길이로 나누어 산출된 것이다. 본 발명에 따른 촬영장치(100)는 관로(10)의 중심 방향을 따라 주행하면서 관로 전체의 각 권역별 내주면을 촬영할 수 있다. 그러나, 이하에서는 관로(10)의 권역을 제1권역(a), 제2권역(b: 도 5b) 및 제3권역(c: 도 5c)으로 구분하여 각각의 권역별 내주면을 촬영하는 예를 설명한다.
이어서, 맨홀(15)의 외부에 설치된 윈치(19)를 이용하여 와이어(17)를 화살표 방향으로 잡아 당긴다. 그러면, 본체(20)는 관로(10)의 입구측 내주면에 밀착된 바퀴(21)들에 의해 관로(10)의 중심 방향을 따라 이동된다. 이 때, 보조 카메라(45)는 관로(10)의 전방을 촬영한다. 이에 따라, 작업자는 보조 카메라(45)에 의해 촬영된 관로(10)의 전체적인 내부 상태를 확인함으로써 본체(20)의 주행 경로를 체크할 수 있다.
이러한 작업을 거치는 동안, 본체(20)는 바퀴(21)가 관로(10) 내에 산재한 장애물에 걸려 그 주행이 저지되거나 본체(20)와 바퀴(21)의 연결 부분이 파손될 우려가 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 본체(20)와 바퀴(21) 사이에 완충부재(25)가 설치되어 있기 때문에, 장애물에 의해 바퀴(21)에 충격이 가해지는 경우, 바퀴(21)는 완충부재(25)에 의해 바이어스되어 장애물을 타고 넘어 가게 된다.
다음, 카메라 어셈블리(40)가 관로(10)의 제1권역(a)에 도달되면, 본체(20)는 그 주행이 정지된다(도 4의 S20 단계). 여기서, 카메라 어셈블리(40)가 관로(10)의 입구로부터 제1권역(a)에 도달되는 이동거리는 윈치(19)에 감기는 와이어(17)의 권회 길이를 계측하여 산출해 낼 수 있다. 그러면, 각각의 메인 카메라(43)는 제1권역(a)의 내주면에 대해 지지부재(41)의 외주면에 90°간격으로 배치된 상태가 된다(도 3 참조).
이어서, 각각의 메인 카메라(43)는 제1권역(a)의 내주면을 90°로 4분할하여 촬영하게 된다(도 4의 S30 단계).
다음, 카메라 어셈블리(40)에 의해 촬영된 제1권역(a)의 단위 영상 각각을 수치영상 처리 및 정사보정하여 단위 정사영상을 취득한다(도 4의 S40 단계).
정사영상이란 일반적인 사진이나 영상이 취득되는 단계에서 발생하는 카메라 자체의 오차와 대상물의 원근, 원형관 등의 굴곡 등에 의하여 영상이 왜곡되는 현상을 기하학 또는 수학적인 방법에 의하여 원상태로 재현하는 것을 말한다.
상기 S40 단계는, 카메라 어셈블리(40)에 의해 촬영된 비디오 영상이 적합한지 판단한 다음, 비디오 영상을 사진 영상으로 취득한다.
취득된 영상을 카메라 어셈블리(40)에 부착되어 있는 각 카메라의 특성을 고려하고, 관로의 모양을 고려하여 영상을 취득하는 단계에서 발생하는 오차나 왜곡을 보정할 수 있는 카메라 보정계수 및 대상물 왜곡을 보정할 수 있는 다항식을 산출한다.
다음, 이와 같은 영상 보정계수 및 왜곡 보정계수를 카메라 어셈블리(40)에 의해 촬영된 비디오 영상에 적용하여 정사 보정함으로써 단위 정사영상을 취득한다. 이때의 정사영상은 관 전체가 아닌 카메라 어셈블리(40)의 각 방향 카메라가 촬영한 부분 적인 영상으로 전체의 영상을 구성하기 위해서는 영상을 조합하는 과정이 필요하다.
이어서, 상기 S40 단계에 의해 취득된 각각의 단위 정사영상을 모자이크 처리, 즉, 각각의 단위 정사영상을 조합하여 하나의 연속된 영상 정보를 생성한다(도 4의 S50 단계). 정사영상의 모자이크 과정은 단위 정사영상에 위치 요소를 결합하여 좌표계산에 의하여 영상을 모자이크 하는 방법을 적용한다. 단순한 영상의 접합이 아닌 영상내 화소의 좌표를 부여하여 좌표가 동일한 화소간의 결합을 구성하여 정밀하고 시각적으로 완전한 모자이크 영상을 제작할 수 있다.
다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1권역(a)에서의 촬영이 완료되면, 본체(20)는 와이어(17)에 의해 견인되어 관로(10)의 중심 방향을 따라 이동된다.
이러한 작업을 하는 동안, 카메라 어셈블리(40)가 관로(10)의 제2권역(b)으로 이동하는 과정에서 지속적인 비디오 영상을 취득하게 된다. 메인 카메라(43)는 제2권역(b)의 내주면을 90°로 분할하여 촬영하게 된다.
이어서, 전술한 바와 같은 S40 단계 및 S50 단계를 거친 후, 제2권역(b)에 대응되는 영상 정보를 생성한다.
다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제2권역(b)에서의 촬영이 완료되면, 본체(20)는 와이어(17)에 의해 견인되어 관로(10)의 중심 방향을 따라 이동된다.
이어서, 전술한 바와 같은 S40 단계 및 S50 단계를 거친 후, 제3권역(c)에 대응되는 영상 정보를 생성한다.
다음, 각각의 권역별 영상 정보와 위치 정보를 결합하여 관로(10) 전체의 영상 정보를 출력한다(도 4의 S60 단계). 이 과정에서 도출되는 영상 정보는 촬영된 전체 관로를 평면으로 전개한 형태의 영상으로 제작되며, 각 부분의 위치 정보와 결합된 입체적인 정보를 가지게 된다.
상술한 바와 같이, 출력된 관로 전체의 영상 정보는 데이터베이스로 구축될 수 있다. 구축된 관로 내부의 영상 정보 데이터는 관로 내부의 균열, 파손, 부식, 함몰, 관입, 타 관로의 통과, 매몰 등에 대한 정보를 판독, 분석, 정량 관측할 수 있는 정보를 다양하게 제공할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 이러한 영상 정보 데이터는 단순한 동영상으로 구성되는 하수관거 정보와 달리, 도면 및 지도 개념으로 거리에 따른 공간 영상 정보 데이터베이스로 구축되어 정부, 지방자치단체, 또는 정부투자기관 등에서 수행되고 있는 지리정보시스템(Ge0graphic Information System: GIS)과 연계되어 공간 데이터 레이어로 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 단면 구성도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치(200)는 전기 제1실시예와 달리, 관로(10)의 각 권역에 실질적으로 배치되는 복수개의 카메라 어셈블리(80)와, 각각의 카메라 어셈블리(80) 사이에 설치되는 실린더부재(90)를 구비한다.
상기 각각의 카메라 어셈블리(80)는 전기 제1실시예의 카메라 어셈블리와 같이, 본체(60)의 전방에 설치되는 제1 카메라 어셈블리(81)와, 제1 카메라 어셈블리(81)와 소정 간격 이격되는 제2 카메라 어셈블리(82)와, 제2 카메라 어셈블리(82)와 소정 간격 이격되는 제3 카메라 어셈블리(83)를 구비한다. 본 발명에 따른 각각의 카메라 어셈블리(80)는 상술한 바와 같이, 제1 내지 제3 카메라 어셈블리(81-83)를 구비하는 것에 한정되지 않고, 관로(10)의 길이 방향을 따라 그 이상의 카메라 어셈블리가 설치될 수도 있다. 그러나, 이하에서는 제1 내지 제3 카메라 어셈블리(81-83)가 관로(10)의 제1 내지 3권역(a-c: 도 8)을 촬영하는 예를 설명한다.
상기 제1 카메라 어셈블리(81)는 관로(10)의 제1권역(a: 도 8)에 실질적으로 배치되는 것으로, 그 중심이 관로(10)의 중심과 일치하도록 본체(60)에 설치되는 제1지지부재(84)와, 각 권역별 관로(10)의 내주면을 분할 촬영하기 위해 제1지지부재(84)의 외주면에 등간격으로 배치되는 적어도 두 개소 이상의 메인 카메라(87)와, 메인 카메라(87)의 촬영시 조명을 조사하기 위해 메인 카메라(87)에 인접되게 설치되는 다수의 조명등(89)를 구비한다.
상기 제2 카메라 어셈블리(82)는 관로(10)의 제2권역(b: 도 8)에 실질적으로 배치되는 것으로, 그 중심이 관로(10)의 중심과 일치하도록 제1지지부재(84)에 전,후진 가능하게 설치되는 제2지지부재(85)와, 각 권역별 관로(10)의 내주면을 분할 촬영하기 위해 제2지지부재(85)의 외주면에 등간격으로 배치되는 적어도 두 개소 이상의 메인 카메라(87)와, 메인 카메라(87)의 촬영시 조명을 조사하기 위해 메인 카메라(87)에 인접되게 설치되는 다수의 조명등(89)를 구비한다.
상기 제3 카메라 어셈블리(83)는 관로(10)의 제3권역(c: 도 8)에 배치되는 것으로, 그 중심이 관로(10)의 중심과 일치하도록 제2지지부재(85)에 전,후진 가능하게 설치되는 제3지지부재(86)와, 각 권역별 관로(10)의 내주면을 분할 촬영하기 위해 제3지지부재(86)의 외주면에 등간격으로 배치되는 적어도 두 개소 이상의 메인 카메라(87)와, 본체(60)의 주행 경로를 촬영하기 위해 제3지지부재(86)의 전방에 설치되는 보조 카메라(88)와, 메인 카메라(87) 및 보조 카메라(88)의 촬영시 조명을 조사하기 위해 메인 카메라(87) 및 보조 카메라(88)에 각각 인접되게 설치되는 다수의 조명등(89)을 구비한다.
상기 실린더부재(90)는 제1 내지 제3 카메라 어셈블리(81-83) 사이에 각각 설치되어 제2 및 제3 카메라 어셈블리(83)를 관로(10)의 중심 방향에 대해 전,후 방향으로 왕복 이동시키기 위한 것이다. 실린더부재(90)는 유압 또는 공압에 의해 실린더로드를 전,후진시킬 수 있는 통상적인 실린더를 구비한다. 따라서, 본체(60)를 관로(10) 내에 투입하여 제1 카메라 어셈블리(81)를 관로(10)의 제1권역(a: 도 8)에 위치시킨 상태에서 실린더부재(90)를 가동시키면, 제2 카메라 어셈블리(82)는 관로(10)의 제2권역(b: 도 8)에 위치되고, 제3 카메라 어셈블리(83)는 관로(10)의 제3권역(c: 도 8)에 위치된다. 아울러, 각각의 권역에 대응되는 제1 내지 제3 카메라 어셈블리(81-83) 간의 이격거리는 실린더부재(90)의 구동에 의해 선택적으로 조절된다. 따라서, 제1 내지 제3 카메라 어셈블리(81-83)에 각각 설치된 메인 카메라(87)는 각 권역별 관로(10)의 내주면을 촬영하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치의 동작을 설명하기 위한 단면 구성도이다.
도 8을 참조하면, 우선, 맨홀(15)을 통해 본 발명의 촬영장치(200)를 투입한 다음, 본체(60)에 와이어(17)를 연결한 후, 그 본체(60)를 관로(10)의 입구에 정위치시킨다. 이 때, 본체(60)에 설치된 바퀴(61)들은 관로(10)의 중심을 기준으로 180°방향에 상응되는 관로(10)의 입구측 내주면에 각각 밀착된다. 그러면, 본체(60)는 그 중심이 관로(10)의 중심과 일치된 상태를 유지하게 된다.
이어서, 맨홀(15)의 외부에 설치된 윈치(19)를 이용하여 와이어(17)를 화살표 방향으로 잡아 당긴다. 그러면, 본체(60)는 관로(10)의 중심 방향을 따라 이동된다.
이러한 작업을 하는 과정에서, 제1 카메라 어셈블리(81)가 관로(10)의 제1권역(a)에 도달되면, 본체(60)는 그 주행이 정지된다. 이 때, 각각의 메인 카메라(87)는 제1권역(a)의 내주면에 대해 제1지지부재(84)의 외주면에 90°간격으로 배치된 상태가 된다.
이어서, 제1 카메라 어셈블리(81)에 설치된 각각의 메인 카메라(87)는 제1권역(a)의 내주면을 90°로 분할하여 촬영하게 된다.
다음, 본체(60)가 그대로 정지된 상태에서 제2 카메라 어셈블리(82)는 실린더부재(90)의 가동에 의해 관로(10)의 중심 방향을 따라 전방으로 전진된다. 그러면, 제2 카메라 어셈블리(82)는 관로(10)의 제2권역(b)에 정위치된다. 이 때, 관로(10)의 제2권역(b)에 도달되는 제2 카메라 어셈블리(82)의 이동 거리는 실린더부재(90)에 의해 조절된다.
이어서, 제2 카메라 어셈블리(82)에 설치된 각각의 메인 카메라(87)는 제2권역(b)의 내주면을 90°로 분할하여 촬영하게 된다.
다음, 제3 카메라 어셈블리(83)는 실린더부재(90)의 가동에 의해 관로(10)의 중심 방향을 따라 전방으로 전진된다. 그러면, 제3 카메라 어셈블리(83)는 관로(10)의 제3권역(c)에 도달된다. 이 때, 관로(10)의 제3권역(c)에 도달되는 제3 카메라 어셈블리(83)의 이동 거리는 실린더부재(90)에 의해 조절된다.
이어서, 제3 카메라 어셈블리(83)에 설치된 각각의 메인 카메라(87)는 제3권역(c)의 내주면을 90°로 분할하여 촬영하게 된다.
한편, 관로(10)의 제4,5,6...권역(미도시)을 촬영하기 위해서는 와이어(17)를 이용하여 본체(60)를 관로(10)의 중심 방향으로 이동시킨 후, 전술한 바와 같은 동작에 의해 각 권역별 내주면을 촬영한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 촬영장치(200)는 제1 카메라 어셈블리(81)가 제1권역(a)을 촬영하고, 제2 카메라 어셈블리(82)가 전진되어 제2권역(b)을 촬영한 후, 제3 카메라 어셈블리(83)가 전진되어 제3권역(c)을 촬영하는 동작 순으로 설명되었으나, 이러한 순서는 시계차에 불과하다. 대안으로서, 본 발명의 촬영장치(200)는 제1 카메라 어셈블리(81)가 제1권역(a)에 정위치된 상태에서, 제2 카메라 어셈블리(82)가 전진되어 제2권역(b)에 정위치되고, 제3 카메라 어셈블리(83)가 전진되어 제3권역(c)에 정위치됨으로써 제1 내지 제3 카메라 어셈블리(81-83) 각각의 메인 카메라(87)가 각각의 권역별 내주면을 동시에 촬영할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법은 전기 제1실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
이상에서의 설명에서와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 관로의 내주면을 다중으로 분할하여 촬영할 수 있는 구조를 가지고 다중 분할 영상을 조합하여 카메라 렌즈의 왜곡 및 관로 내주면의 왜곡이 보정된 영상 정보를 출력할 수 있으므로, 실제 관로의 거리 및 위치와 정확히 일치하는 영상 정보를 얻을 수 있다.
둘째, 관로의 영상 정보에 위치 정보를 결합하여 관내 현황 및 공사 정보를 판독, 분류, 관측할 수 있는 자료로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 단면 구성도.
도 3은 도 1의 측면 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법을 설명하기 위한 플로우-챠트.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 이용한 관로 내부의 화상 인출방법을 설명하기 위한 단면 구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 단면 구성도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 관로용 다중 분할 촬영장치의 동작을 설명하기 위한 단면 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10... 관로 20,60... 본체
21,61... 바퀴 25... 완충부재
40,80... 카메라 어셈블리 41... 지지부재
43,87... 메인 카메라 45,88... 보조 카메라
47,89... 조명등 81... 제1 카메라 어셈블리
82... 제2 카메라 어셈블리 83... 제3 카메라 어셈블리
84... 제1지지부재 85... 제2지지부재
86... 제3지지부재 90... 실린더부재
Claims (8)
- 삭제
- 끝단에 설치된 바퀴가 관로의 내주면에 밀착되어 상기 내주면을 외측으로 바이어스시키고 상기 관로의 중심을 따라 주행하는 도중 상기 관로 내의 장애물에 걸리는 상기 바퀴를 바이어스시킬 수 있는 완충부재를 구비하여, 그 중심이 상기 관로의 중심과 일치되어 상기 관로의 중심 방향을 따라 주행하는 본체; 및상기 관로의 길이 방향에 대해 일정 간격으로 구획된 각 권역의 내주면을 상기 관로의 중심을 기준으로 다중 분할하여 촬영하기 위해, 그 중심이 상기 본체의 중심과 일치되도록 상기 본체에 설치된 지지부재의 외주면의 원주 방향을 따라 상기 관로의 내주면에 대응하도록 등간격으로 각각 배치된 적어도 두 개소 이상의 메인 카메라를 포함하는 카메라 어셈블리를 구비하는 것을 특징으로 하는 관로용 다중 분할 촬영장치.
- 제2항에 있어서,상기 바퀴는 상기 본체의 중심에 대해 서로 대칭되게 설치되는 것을 특징으로 하는 관로용 다중 분할 촬영장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 끝단에 설치된 바퀴가 관로의 내주면에 밀착되어 상기 내주면을 외측으로 바이어스시키고 상기 관로의 중심을 따라 주행하는 도중 상기 관로 내의 장애물에 걸리는 상기 바퀴를 바이어스시킬 수 있는 완충부재를 구비하여, 그 중심이 상기 관로의 중심과 일치되어 상기 관로의 중심 방향을 따라 주행하는 본체;상기 관로의 길이 방향에 대해 일정 간격으로 구획된 각 권역의 내주면을 상기 관로의 중심을 기준으로 다중 분할하여 촬영하기 위해, 상기 본체의 전방에 설치되고 상기 각 권역의 내주면과 대응되는 각 지지부재의 외주면의 원주 방향을 따라 등간격으로 각각 배치된 적어도 두 개소 이상의 메인 카메라를 포함하고, 상기 각각의 지지부재는 상기 각 권역의 내주면에 선택적으로 각각 대응되고 그 중심이 상기 본체의 중심과 일치되도록 상기 본체에 설치되는 카메라 어셈블리; 및상기 각 지지부재에 설치된 상기 카메라 어셈블리 사이의 간격을 선택적으로 조절하기 위해, 상기 각 지지부재 사이에 설치되는 실린더부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 관로용 다중 분할 촬영장치.
- 삭제
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