KR100937982B1 - 지형의 수위정보와 변위정보가 적용된 측지측량 방식을 통한 수치지도 작성시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지형의 수위정보와 변위정보가 적용된 측지측량 방식을 통한 수치지도 작성시스템에 관한 것으로, 상단에 구형 홀(11)이 형성된 막대 형상의 포트(10); 중공을 갖는 케이스(21)와, 케이스(21)의 저면에 돌출되어서 구형 홀(11)에 회동가능하게 고정되는 볼(22)과, 구형 홀(11)에서 볼(22)을 수평회전시키는 회전구동모듈(24)을 구비한 바디부(20); 케이스(21)의 일 측면에 고정되는 브래킷(34)과, 기어(31a)가 형성된 상단이 브래킷(34)에 회전가능하게 고정되고 길이방향을 따라 안내홈(31b)이 형성된 가이드(31)와, 안내홈(31b)과 이동가능하게 맞물리는 돌기(32a)를 갖추고 가이드(31)의 길이방향을 따라 인입출되는 인출대(32) 및 인출대(32)의 말단에 고정되는 추(33)을 구비하면서, 한 쌍이 기어(31a)를 매개로 상호 대향하게 연동하는 제1,2암(30, 30'); 반구 형상을 이루며 표면에는 다수 개의 수광센서(41a)가 정렬 배치되고 케이스(21) 상에 안착되는 수광센서부(41)와, 수광센서부(41)의 상면을 감싸는 투명재질의 필터형 보호캡(42)과, 수광센서부(41)의 구중심에서 발열 또는 일정주파수의 신호를 발생시키는 발열모듈(43)을 구비한 헤드부(40); 발열모듈(43)의 발열 또는 신호를 감지하면서 회전구동모듈(24)의 구동을 제어하는 열감지모듈(52)과, 열감지모듈(52)이 감지한 발열모듈(43)을 향해 조준하도록 상하 회동을 안내하는 힌지(51)를 매개로 케이스(21)에 고정된 하기 발광기(50)를 회동시키는 구동모듈(53)를 구비하면서, 직진성을 갖는 광을 조사하는 발광기(50); 및 GPS좌표를 수신하는 GPS수신모듈(64)과, 자체 식별코드와 발광 기(50)가 조사하는 광의 세팅정보와 GPS좌표를 각각 데이터 처리하는 데이터통신모듈(62)과, 발광기(50)의 광 조사를 제어하고 식별코드ㆍ세팅정보ㆍGPS좌표를 발신하는 발신모듈(63)과, 수광센서(41a)가 수신한 광 정보와 다른 현장 측정장치의 세팅정보의 일치 여부를 확인하고 광을 수신한 수광센서(41a)의 위치 각을 확인하며 다른 현장 측정장치의 GPS좌표를 수신해서 이웃하는 현장 측정장치의 위치를 연산해 도화정보를 완성하는 발신위치연산모듈(61)과, 상기 도화정보를 저장하는 데이터저장모듈(65)과, 작업자의 조작에 따라 발신위치연산모듈(61)ㆍ데이터통신모듈(62)ㆍ발신모듈(63)ㆍGPS수신모듈(64)을 제어하는 제어모듈(66)을 구비하고, 케이스(21)에 탑재되는 데이터수집부(60)로 이루어진 현장 측정장치, 다수의 현장 측정장치로부터 전송된 도화정보를 수신해 분류하는 데이터분류모듈(71); 항공촬영이미지를 기초로 도화정보에 따라 각 지점의 고도를 3차원으로 도화하는 도화모듈(72); 도화모듈(72)의 도화로 완성된 도화이미지에 GPS좌표를 합성해서 수치지도이미지를 완성하는 GPS합성모듈(73)과, 수치지도이미지를 저장하는 수치지도저장모듈(75) 및 GPS합성모듈(73)에서 완성된 수치지도이미지에 따라 수치지도저장모듈(75)을 갱신하는 갱신모듈(74)로 이루어진 통합처리기(70), 및 포트(10)에 끼워져 고정되고 플랜지(81a)가 돌출 형성된 고정관(81)과, 고정관(81)에 배치되는 경고등(82)과, 플랜지(81a)의 저면에 고정되고 일정 압력이상이 감지되면 경고등(82)을 제어해 점등시키는 압력센서(83)와, 상단이 압력센서(83)에 밀착 고정되고 포트(10)의 길이방향을 따라 현수되는 스프링(84)과, 스프링(84)의 하단에 고정되어 지면과 접하는 링(85)으로 이루어진 압입감지대(80)를 포함하는 것이다.

Description

지형의 수위정보와 변위정보가 적용된 측지측량 방식을 통한 수치지도 작성시스템{Making system for Numerical value map by land surveying and measurement}

본 발명은 지형의 수위정보와 변위정보가 적용된 측지측량 방식을 통한 수치지도 작성시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 수치지도는 확보된 항공촬영이미지를 기초로 도화 작업을 진행한 후, 상기 도화 작업으로 완성된 도화이미지에 GPS정보를 합성함으로서 이루어진다.

이때, 항공촬영이미지는 항공기에서 촬영된 지상의 평면이미지이므로, 이를 기초로 완성되는 수치지도는 2차원 이미지일 수밖에 없다.

그런데, 수치지도의 이용은 지상에서 이루어지므로, 굴곡이 있는 실제 지상모습과 수치지도의 평면이미지는 큰 차이가 있을 수밖에 없고, 이러한 차이는 수치지도의 실생활 적용을 어렵게 하는 문제가 있었다. 물론, 실사용자도 이러한 문제 때문에 많은 불편을 호소하고 있다.

상기 문제를 해소하기 위해 3차원 이미지의 지도가 요구되었다.

3차원 이미지의 지도를 제작하기 위해서는 수평 길이와 높이 정보가 필요하다. 하지만, 상기 높이 정보의 구체적이고 신뢰할 수 있는 데이터는 항공촬영 및 GPS정보로부터 얻는데 한계가 있었다. 따라서, 이를 보완하기 위해 현장에서 GPS측정 및 다른 지점과 현 지점 간의 거리측정 등과 같은 데이터 수집을 진행할 수 있는 토털스테이션이 제시되었다.

그러나, 종래 토털스테이션은 일정한 면적을 갖는 평면에서만 안정되게 입설될 수 있는 트라이포트 구조로 되어서, 상기 조건(평면 지점)을 충족하는 지점에 대한 측정만이 가능했고, 비탈면이나 경사면 및 계곡 등과 같이 비교적 험준한 지형의 지점에서는 그 이용이 불가능했다.

한편, 지형의 고도 변위정보 및 수위정보에 대한 고도차 확인은 통상적인 고도계 및 수심계와 같이 정확도가 낮은 장비가 이용되거나, 레이저 거리측정기와 같이 정확도는 담보되나 고가의 장비를 이용할 수밖에 없는 불합리함이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 수위 또는 고도 변위정보와 같은 지형의 높낮이 측정을 지형의 제한 없이 정밀하게 수행할 수 있고, 최소 두 개 이상을 설치해 상호 간의 상대적인 높낮이를 정확히 측정해서 다원화된 항공영상이미지를 신뢰도 높게 합성할 수 있는 지형의 수위정보와 변위정보가 적용된 측지측량 방식을 통한 수치지도 작성시스템의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

상단에 구형 홀(11)이 형성된 막대 형상의 포트(10); 중공을 갖는 케이스(21)와, 케이스(21)의 저면에 돌출되어서 구형 홀(11)에 회동가능하게 고정되는 볼(22)과, 구형 홀(11)에서 볼(22)을 수평회전시키는 회전구동모듈(24)을 구비한 바디부(20); 케이스(21)의 일 측면에 고정되는 브래킷(34)과, 기어(31a)가 형성된 상단이 브래킷(34)에 회전가능하게 고정되고 길이방향을 따라 안내홈(31b)이 형성된 가이드(31)와, 안내홈(31b)과 이동가능하게 맞물리는 돌기(32a)를 갖추고 가이드(31)의 길이방향을 따라 인입출되는 인출대(32) 및 인출대(32)의 말단에 고정되는 추(33)을 구비하면서, 한 쌍이 기어(31a)를 매개로 상호 대향하게 연동하는 제1,2암(30, 30'); 반구 형상을 이루며 표면에는 다수 개의 수광센서(41a)가 정렬 배치되고 케이스(21) 상에 안착되는 수광센서부(41)와, 수광센서부(41)의 상면을 감 싸는 투명재질의 필터형 보호캡(42)과, 수광센서부(41)의 구중심에서 발열 또는 일정주파수의 신호를 발생시키는 발열모듈(43)을 구비한 헤드부(40); 발열모듈(43)의 발열 또는 신호를 감지하면서 회전구동모듈(24)의 구동을 제어하는 열감지모듈(52)과, 열감지모듈(52)이 감지한 발열모듈(43)을 향해 조준하도록 상하 회동을 안내하는 힌지(51)를 매개로 케이스(21)에 고정된 하기 발광기(50)를 회동시키는 구동모듈(53)를 구비하면서, 직진성을 갖는 광을 조사하는 발광기(50); 및 GPS좌표를 수신하는 GPS수신모듈(64)과, 자체 식별코드와 발광기(50)가 조사하는 광의 세팅정보와 GPS좌표를 각각 데이터 처리하는 데이터통신모듈(62)과, 발광기(50)의 광 조사를 제어하고 식별코드ㆍ세팅정보ㆍGPS좌표를 발신하는 발신모듈(63)과, 수광센서(41a)가 수신한 광 정보와 다른 현장 측정장치의 세팅정보의 일치 여부를 확인하고 광을 수신한 수광센서(41a)의 위치 각을 확인하며 다른 현장 측정장치의 GPS좌표를 수신해서 이웃하는 현장 측정장치의 위치를 연산해 도화정보를 완성하는 발신위치연산모듈(61)과, 상기 도화정보를 저장하는 데이터저장모듈(65)과, 작업자의 조작에 따라 발신위치연산모듈(61)ㆍ데이터통신모듈(62)ㆍ발신모듈(63)ㆍGPS수신모듈(64)을 제어하는 제어모듈(66)을 구비하고, 케이스(21)에 탑재되는 데이터수집부(60)로 이루어진 현장 측정장치,

다수의 현장 측정장치로부터 전송된 도화정보를 수신해 분류하는 데이터분류모듈(71); 항공촬영이미지를 기초로 도화정보에 따라 각 지점의 고도를 3차원으로 도화하는 도화모듈(72); 도화모듈(72)의 도화로 완성된 도화이미지에 GPS좌표를 합성해서 수치지도이미지를 완성하는 GPS합성모듈(73)과, 수치지도이미지를 저장하는 수치지도저장모듈(75) 및 GPS합성모듈(73)에서 완성된 수치지도이미지에 따라 수치지도저장모듈(75)을 갱신하는 갱신모듈(74)로 이루어진 통합처리기(70), 및

포트(10)에 끼워져 고정되고 플랜지(81a)가 돌출 형성된 고정관(81)과, 고정관(81)에 배치되는 경고등(82)과, 플랜지(81a)의 저면에 고정되고 일정 압력이상이 감지되면 경고등(82)을 제어해 점등시키는 압력센서(83)와, 상단이 압력센서(83)에 밀착 고정되고 포트(10)의 길이방향을 따라 현수되는 스프링(84)과, 스프링(84)의 하단에 고정되어 지면과 접하는 링(85)으로 이루어진 압입감지대(80)

를 포함하는 지형의 수위정보와 변위정보가 적용된 측지측량 방식을 통한 수치지도 작성시스템이다.

상기의 본 발명은, 무게중심을 회동점 보다 낮게 배치해서 하나의 포트로도 현장 측정장치의 수평도 및 안정성을 유지할 수 있고, 작업자의 설치 및 해체 작업 또한 용이하며, 지면에 대한 정확한 경사각 확인을 통해 상대적인 고도를 측정할 수 있으므로, 3차원의 정밀 수치지도 제작이 가능하고, 지형변화에 따른 갱신 또한 신뢰도 있게 처리할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 작성시스템의 현장 측정장치를 분해 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제1,2암의 동작 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 현장 측정장치의 구동상태를 도시한 도면인 바, 이를 참조 해 설명한다.

본 발명에 따른 작성시스템은 둘 이상의 현장 측정장치(M, M')와, 상기 현장 측정장치(M, M')로부터 수신된 데이터를 처리하는 통합처리기(70; 도 4 참조)를 포함한다.

현장 측정장치(M, M')는 지면에 박혀 고정되는 포트(10)와, 포트(10)의 상단에 회동가능하게 고정되는 바디부(20)와, 바디부(20)의 일측면에 회동가능하게 고정되는 한 쌍의 제1,2암(30, 30')과, 바디부(20)에 안착 고정되는 헤드부(40)와, 레이저와 같이 직진성을 갖는 광을 발생 및 조사하는 발광기(50)와, GPS좌표와 이웃하는 현장 측정장치(M, M') 간의 거리 및 고도차를 확인해 처리하는 데이터수집부(60) 및 포트(10)의 매설깊이를 확인하는 압입감지대(80)를 포함한다.

포트(10)는 하나의 막대 형상을 이루고, 상단에는 바디부(20)의 고정을 위한 구형 홀(11)이 형성된다. 이때, 구형 홀(11)에는 케이스(21)의 저면에 인출 형성된 볼(22)이 피봇 구조와 같이 회전가능하게 맞물리므로, 케이스(21)는 포트(10)와 회동가능하게 된다. 결국, 도 3에 도시한 바와 같이, 포트(10)는 바디부(20)를 회동가능하게 지지하면서 지형에 따라 입설 방향이 다양하게 조정될 수 있고, 바디부(20) 및 헤드부(40)는 포트(10)의 입설 방향에 상관없이 수평상태를 유지하도록 조정할 수 있다.

바디부(20)는 데이터수집부(60) 등을 탑재하면서 포트(10)에 고정되는 것으로, 중공을 갖는 케이스(21)와, 케이스(21)의 저면에 인출되는 볼(22)을 포함한다. 여기서, 상기 볼(22)은 포트(10)의 구형 홀(11)에 삽입돼 회전가능하게 고정되므 로, 바디부(20)는 볼(22)의 회전범위 내에서 제한 없이 다양한 회동이 가능하게 된다. 물론, 구형 홀(11)의 내면과 볼(22) 사이에는 마찰률을 낮추기 위한 윤활유를 도포할 수 있다. 아울러, 상기 볼(22)은 수평방향으로의 회전이 가능하도록 되어서, 포트(10)를 중심으로 바디부(20)가 수평회전할 수 있도록 된다. 즉, 도 7(본 발명에 따른 현장 측정장치의 조준모습을 개략적으로 도시한 평면도)에 도시한 바와 같이, 구형 홀(11)에 삽입돼 맞물린 볼(22)에 모터의 일종인 회전구동모듈(24)이 수평 회전에 대한 동력을 가하면, 볼(22)은 회전구동모듈(24)로부터 회전력을 받아 회전하고, 이 회전력은 구형 홀(11)의 내면에 상대적으로 반발력을 가하면서 바디부(20)를 볼(22)의 회전방향에 역방향으로 회전시키는 것이다. 물론, 회전구동모듈(24)은 열감지모듈(52)의 추적신호에 따라 일시적으로 구동하면서 발광기(50)의 조사 광이 발열모듈(43)을 정확히 조준할 수 있도록 하므로, 바디부(20)가 구형 홀(11) 및 볼(22)을 중심으로 회전하는 것은 아니다.

참고로, 본 발명에 따른 발광기(50)는 힌지(51)를 매개로 상하로만 회동하도록 되고, 좌우회동은 전술한 회전구동모듈(24)을 통해 이루어지도록 한다. 이는 발광기(50)가 상하회동은 물론 좌우로 회동하면서 발열모듈(43)을 조준하게 되면, 다수 개의 현장 측정장치(M, M')를 일렬 배치할 경우 이웃하는 현장 측정장치를 조준하고 있는 발광기(50)의 회동 각도를 정확히 측정해야 해당 현장 측정장치(M, M')의 위치를 확인할 수 있기 때문이다. 따라서, 발광기(50)의 힌지(51)는 발광기(50)를 상하로만 회동시키고, 좌우회동은 회전구동모듈(24)에 의한 볼(22)의 회전으로 그 동력을 전달받는 것이 바람직하다.

제1,2암(30, 30')은 바디부(20)의 수평 상태를 유지하면서 포트(10)와는 독립된 위치상태를 유지하기 위한 것으로, 상단이 케이스(21)에 회전가능하게 고정되는 가이드(31)와, 가이드(31)와 맞물려 길이방향을 따라 이동가능하게 고정되는 인출대(32)와, 인출대(32)의 말단에 고정되는 추(33)를 포함한다. 이때, 가이드(31)의 상단에는 둘레면에 기어(31a)가 형성되어서, 서로 이웃하는 제1,2암(30, 30')이 도 2에 도시한 바와 같이 상호 연동할 수 있도록 된다.

즉, 도 2(b)와 같이 작업자가 제1,2암(30, 30') 중 하나만 조작해도, 다른 하나는 동일한 각으로 역방향 회동하면서 제1,2암(30, 30') 간의 수평상태를 항시 유지할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 말단에 추(33)가 고정된 인출대(32)는 가이드(31)의 길이방향을 따라 인입 및 인출되면서 무게중심을 낮추는 한편 수평상태를 각각 조정할 수 있도록 된다. 주지된 바와 같이, 무게중심이 회동점 보다 낮으면 포트(10)의 입설 방향에 상관없이 회동점을 기준으로 바디부(20)는 항시 안정된 상태를 유지하는 물리적 특성이 있는데, 본 발명에 따른 현장 측정장치(M, M')는 이러한 물리적 특성을 응용한 것이다.

따라서, 제1,2암(30, 30')은 케이스(21)의 측면에 배치된다. 이때, 상기 측면과 연결되는 브래킷(34)을 매개로 제1,2암(30, 30')과 케이스(21)는 상호 연동가능하게 고정될 것이다. 참고로, 데이터수집부(60)를 내장하는 바디부(20)와, 바디부(20) 상에 안착되는 헤드부(40) 및 발광기(50)는 비교적 자중이 크므로, 케이스(21)의 측면에 배치되는 제1,2암(30, 30')이 상기 자중에 대응해 수평을 맞추기 위해서는 도시한 바와 같이 경사지게 배치되는 것이 유리할 것이다.

한편, 제1,2암(30, 30')은 가이드(31)를 따라 길이방향으로 이동가능하게 고정되는 인출대(32)를 포함하면서, 작업자가 현장에서 인출대(32)의 인출정도를 조정해 상황에 따른 수평 맞추기를 진행할 수도 있을 것이다. 물론, 제1,2암(30, 30') 각각에 고정된 인출대(32)는 독립적으로 개별 조정이 가능하므로, 구형 홀(11) 및 볼(22)을 중심으로 한 바디부(20) 및 헤드부(40)에 대한 사방으로의 수평을 효과적으로 조정할 수 있다.

참고로, 제1,2암(30, 30')은 케이스(21)의 일측면에 직접 고정될 수도 있을 것이나, 현장 측정장치(M, M')의 조립 및 해체가 용이하도록 해서 운반 및 보관이 유리하게 하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 케이스(21)의 일측면에 삽탈홈(21a)을 형성시키고, 이 삽탈홈(21a)으로 탈부착 가능하게 삽탈되면서 제1,2암(30, 30')의 가이드(31) 상단을 각각 고정할 수 있는 브래킷(34)을 더 포함할 수도 있다. 또한, 가이드(31)는 길이방향을 따라 절개된 안내홈(31b)이 형성될 수 있고, 인출대(32)의 상단에는 안내홈(31b)과 맞물리는 돌기(32a)가 형성되어서, 가이드(31)를 기준으로 한 인출대(32)의 인입출이 안정적으로 안내될 수 있을 것이다.

헤드부(40)는 반구의 돔 형상을 이루는 수광센서부(41)와, 수광센서부(41)의 외면을 덮어 보호하면서 상측에 위치한 현장 측정장치(M)로부터 조사되는 광을 필터링하는 투명재질의 필터형 보호캡(42)을 포함한다.

수광센서부(41)의 표면에는 정렬하게 배치된 다수 개의 수광센서(41a; 도 4 참조)가 실장되면서, 조사 광의 발원인 상측에 위치한 현장 측정장치(M)의 위치를 정확히 추적할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 아래에서 하도록 한다.

발광기(50)는 레이저와 같이 직진성을 갖는 광을 조사하는 기기로, 힌지(51)를 매개로 케이스(21)에 회동가능하게 고정된다. 따라서, 상측에 위치한 현장 측정장치(M)는 하측에 위치한 현장 측정장치(M')를 조준해 광을 정확히 조사할 수 있다. 이 또한 아래에서 상세히 설명한다.

압입감지대(80)는 포트(10)를 감싸 고정하면서 지면에 압입되는 포트(10)의 깊이를 작업자가 쉽게 인지할 수 있도록 하는 것으로, 포트(10)의 둘레면에 고정되는 고정관(81)과, 고정관(81)의 플랜지(81a) 저면에 고정되는 압력센서(83)와, 상단이 압력센서(83)에 밀착되고 포트(10)를 따라 현수되는 스프링(84)과, 스프링(84)의 하단에 고정되는 링(85)을 포함한다. 이때, 상기 압력센서(83)는 일정 압 이상이 감지되면 해당 신호를 고정관(81)에 설치된 경고등(82)으로 전달해서, 작업자가 포트(10)를 충분히 압입 하였음을 인식할 수 있도록 한다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 스프링(84)은 포트(10)가 지면에 압입될수록 지면과 접하는 스프링(84)의 하단이 눌리고, 이를 통해 압축된다. 물론, 이러한 압축은 스프링(84)의 반발력을 발생시키고, 이 반발력은 압력센서(83)로 전달되므로, 작업자는 압력센서(83)가 감지하는 압력의 세기를 통해 포트(10)가 지면에 얼만큼 압입되었는지를 가늠할 수 있고, 이를 통해 일렬로 배치되는 다수 개의 현장 측정장치(M, M')를 일정깊이로 배치할 수 있다. 즉, 지면의 고도차 측정시 포트(10)의 압입 깊이가 불규칙적으로 이루어지면서, 측지측량의 오차가 발생할 가능 성을 최소화할 수 있는 것이다.

참고로, 경고등(82)은 압력센서(83)와 연결되어서, 설정치 이상의 압력을 압력센서(83)가 감지하면 경고등(82)에 신호를 보내고, 경고등(82)은 상기 신호를 받아 점등하면서 작업자에게 시각적인 경고를 진행한다. 물론, 작업자는 당해 포트(10)의 현 압입 작업을 중단해서, 포트(10)가 더 이상 압입되지 않도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 작성시스템의 모습을 도시한 블록도이고, 도 5는 본 발명에 따른 헤드부의 위치별 수신세기 모습을 보인 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 작성시스템을 통해 지형의 모습을 연산하는 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

헤드부(40)는 반구 형상인 수광센서부(41)의 구 중심에 위치하는 발열모듈(43)을 더 포함하고, 이에 상응해서 발광기(50)는 발열모듈(43)의 발열을 감지하는 열감지모듈(52)과, 열감지모듈(52)의 열감지 방향으로 발광기(50)의 조준방향을 조정하는 구동모듈(53)을 더 포함할 수 있다.

두 개의 현장 측정장치(M, M')는 서로 원격지에 배치되므로, 상측에 위치한 현장 측정장치(M)가 하측에 위치한 현장 측정장치(M')에 광을 정확히 조사하도록 수작업으로 발광기(50)의 조사방향을 맞추는 것은 쉽지 않다. 따라서, 현장 측정장치(M, M')가 다른 현장 측정장치(M, M')로 광을 정확히 조준할 수 있는 구성이 요구된다.

이를 위한 발열모듈(43)은 반구 형상의 구 중심에 위치하고, 일정온도 이상 또는 일정 주파수대의 신호를 방출시키는 구성이다.

열감지모듈(52)은 해당 온도 또는 주파수의 신호를 감지하고, 발광기(50)가 상기 발열모듈(43)을 정확히 조준할 수 있도록 구동모듈(53)을 동작시키는 구성이다.

구동모듈(53)은 힌지(51)를 매개로 케이스(21)에 고정된 발광기(50)의 고정축에 회전력을 가해서 열감지모듈(52)이 감지하는 방향으로 발광기(50)의 조사위치를 조정하는 것으로, 힌지(51) 및 구동모듈(53)의 연동구조는 다양한 공지,공용의 종래 기술이 적용될 수 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

데이터수집부(60)는 수광센서(41a)의 수광 정보를 확인해서 광원의 위치를 추적 연산하는 발신위치연산모듈(61)과, 현장 측정장치(M, M')를 구분할 수 있는 식별코드 및 광의 세팅정보 통신을 위해 데이터 처리하는 데이터통신모듈(62)과, 데이터통신모듈(62)의 신호를 받아 식별코드 및 광의 세팅정보를 발신하고 발광기(50)의 광 조사를 제어하는 발신모듈(63)과, 현장 측정장치(M, M')의 GPS좌표를 수신하는 GPS수신모듈(64)과, 작업자의 조작에 따라 발신위치연산모듈(61)ㆍ데이터통신모듈(62)ㆍ발신모듈(63)ㆍGPS수신모듈(64)의 동작을 제어하는 제어모듈(66)과, 수집 및 확인된 데이터를 저장하는 데이터저장모듈(65)을 포함한다.

통합처리기(70)는 현장 측정장치(M, M')로부터 전송된 데이터를 확인해 위치별로 합성 및 처리하는 데이터분류모듈(71)과, 합성 및 처리된 데이터를 토대로 도화를 진행하는 도화모듈(72)과, 도화모듈(72)이 도화한 해당 지점의 GPS정보를 도화이미지에 합성 적용하는 GPS합성모듈(73)과, 수치지도이미지를 저장하는 수치지 도저장모듈(75)과, 도화 및 GPS합성된 해당 지점의 수치지도이미지를 갱신하는 갱신모듈(74)을 포함한다.

이상 설명한 본 발명에 따른 작성시스템의 구성을 기본으로 해서, 그 동작에 대한 설명을 순차 설명한다.

1)

지형의 변화가 발생한 경사지점의 위치정보를 측정하기 위해, 둘 이상의 현장 측정장치(M, M')를 준비하고, 상기 경사지점의 상측 및 하측에 각각 입설한다.

현장 측정장치(M, M')의 입설은 전술한 바와 같이 포트(10)를 지면에 강제로 박아 넣고, 헤드부(40) 및 발광기(50)가 고정된 바디부(20)를 포트(10)의 상단에 끼워 고정하는 것이다. 물론, 포트(10)의 상단에는 구형 홀(11)이 구비되고, 바디부(20)의 저면에는 볼(22)이 돌출 형성되므로, 구형 홀(11)과 볼(22)을 매개로, 포트(10)와 바디부(20)는 피봇 구조로서 상호 회동가능하게 고정된다.

한편, 포트(10)의 압입 깊이가 일정하게 되도록, 압입감지대(80)를 적용할 수 있다. 이를 위해, 작업자는 도 8(본 발명에 따른 현장 측정장치의 포트 설치모습을 순차 도시한 도면)에 도시한 바와 같이, 포트(10)를 지면에 압입하면서 압입감지대(80)의 경고등(82)을 주시하고, 경고등(82)이 점등하면 포트(10)의 압입을 중단한다.

2)

계속해서, 바디부(20) 및 헤드부(40)의 수평상태를 맞추기 위해 제1,2암(30, 30')을 서로 벌리거나 인출대(32)의 인출길이를 조정한다.

3)

현장 측정장치(M, M')의 입설이 완료되면, 상,하측에 각각 위치한 현장 측정장치(M, M')를 ON한다. 이때, 발광기(50) 및 데이터수집부(60)는 물론 발열모듈(43) 또한 동작을 시작한다.

상측에 위치한 현장 측정장치(M)의 열감지모듈(52)은 하측에 위치한 현장 측정장치(M')의 발열모듈(43) 위치를 확인하고, 구동모듈(53)을 조작해서 발광기(50)가 하측에 위치한 현장 측정장치(M')의 헤드부(40)를 향해 광을 정확히 조사하도록 한다.

여기서, 열감지모듈(52)의 제어를 받는 구동모듈(53)은 발광기(50)의 상하회동을 안내하는 힌지(51)에 동력을 가해 발광기(50)가 하측에 위치한 현장 측정장치(M')의 발열모듈(43)을 조준토록 하고, 아울러 회전구동모듈(24)은 바디부(20)의 수평회전을 안내하는 볼(22)에 동력을 가해 발광기(50)의 수평 조준을 조정한다.

4)

상,하측에 각각 위치한 현장 측정장치(M, M')의 데이터통신모듈(62)은 발신모듈(63)을 통해 자신의 식별코드를 광의 조사와 더불어 현장 측정장치(M, M')로 발신한다. 이는 광의 발,수신을 진행하는 현장 측정장치(M, M')의 상호 간 식별을 위한 것이다. 아울러, 식별코드에는 해당하는 현장 측정장치(M)의 GPS정보와 현재 발광기(50)로부터 조사되는 광에 대한 파장 및 광도 등에 대한 세팅정보가 포함되어서, 광을 수신하는 현장 측정장치(M')의 발신위치연산모듈(61)은 수광센서(41a)가 감지한 광의 정보가 세팅정보와 일치하지 않으면, 이를 무시해 혼선의 가능성을 최소화한다.

5)

전술한 바와 같이, 수광센서부(41)는 다수 개의 수광센서(41a)가 정렬되어서, 다른 현장 측정장치(M)로부터 조사되는 광을 수광센서(41a)의 일부만이 수광하도록 한다. 또한, 수광센서부(41)는 반구 형상을 이루고, 그 표면을 따라 다수 개의 수광센서(41a)가 실장되므로, 상측에서 조사되는 광의 수광정도는 도 5에 도시한 바와 같이 그 위치에 따라 수광차가 분명해진다.

게다가, 수광센서부(41)를 감싸는 반구 형상의 필터형 보호캡(42)은 연직방향으로 입사되는 광 이외에 측방으로 들어오는 광을 굴절 및 반사시켜 광도를 낮추므로, 연직방향으로 수광한 수광센서(41a) 이외의 주변 수광센서는 광에 대한 감지율이 현저히 떨어진다. 결국, 연직방향으로 입사된 광을 수광한 수광센서(41a)는 이웃하는 다른 수광센서에 비해 상대적으로 높은 광도를 수광하므로, 상기 광을 조사한 현장 측정장치(M)의 위치를 정확히 추적할 수 있다.

6)

수광센서부(41)의 수광센서(41a)는 각각의 배치위치가 지정돼 정확히 구분되므로, 발신위치연산모듈(61)은 수광센서(41a)의 수광신호를 받으면 수광한 광의 광도를 데이터통신모듈(62)에서 수신한 현장 측정장치(M)의 식별코드 및 세팅정보와 비교해 처리 여부를 결정하고, 처리가 결정되면 해당 수광센서(41a)의 위치정보를 확인해서 상기 현장 측정장치(M)의 위치를 추적한다.

즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 수평경로와 광 경로의 끼인 각인 'θ'는, 수광센서부(41)에 위치한 수광센서(41a)의 위치 각과 일치하므로, 발신위치연산모듈(61)은 해당 수광센서(41a)의 위치정보를 통해 현장 측정장치(M, M') 간의 경사도를 확인할 수 있는 것이다. 또한, 발신위치연산모듈(61)은 상측에 위치한 현장 측정장치(M)의 GPS좌표(x, y)를 식별코드와 더불어 수신하므로, 하측에 위치한 현장 측정장치(M')의 GPS좌표(x', y')와 비교해서 현장 측정장치(M, M') 간의 수평거리(D1)를 확인하고, 상기 끼인 각 'θ'를 이용해 고도차(H)와 현장 측정장치(M, M') 간 거리(D2)를 연산할 수 있다.

7)

현장 측정장치(M, M') 각각의 위치가 확인되면, 이 도화정보는 데이터저장모듈(65)에 저장되고, 아울러 통합처리기(70)로 전송될 수 있다.

통합처리기(70)의 데이터분류모듈(71)은 하나 이상의 현장 측정장치(M, M')로부터 전송된 도화정보를 수신해서 서로 인접한 GPS좌표 내의 정보로 분류한다.

도화모듈(72)은 다양한 방향으로 촬영 및 합성된 2차원의 항공촬영이미지를 기초로 해서 상기 도화정보를 적용하고, 이를 통해 각 지점에 대한 높이를 확인해서 3차원 지형으로 도화하며, GPS합성모듈(73)은 이렇게 완성된 도화이미지에 GPS좌표를 재설정해서 3차원의 수치지도이미지를 완성한다.

갱신모듈(74)은 수치지도저장모듈(75)에 기저장된 해당 지점에 대한 수치지도이미지를 새롭게 완성한 상기 수치지도이미지로 대체해서 지형변화에 따른 정보 갱신을 진행한다.

도 1은 본 발명에 따른 작성시스템의 현장 측정장치를 분해 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 제1,2암의 동작 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 현장 측정장치의 구동상태를 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 작성시스템의 모습을 도시한 블록도이고,

도 5는 본 발명에 따른 헤드부의 위치별 수신세기 모습을 보인 그래프이고,

도 6은 본 발명에 따른 작성시스템을 통해 지형의 모습을 연산하는 도면이고,

도 7은 본 발명에 따른 현장 측정장치의 조준모습을 개략적으로 도시한 평면도이고,

도 8은 본 발명에 따른 현장 측정장치의 포트 설치모습을 순차 도시한 도면이다.

- 첨부도면의 주요부분에 대한 용어설명 -

10; 포트 20; 바디부 30, 30'; 제1,2암

40; 헤드부 50; 발광기 60; 데이터수집부

70; 통합처리기

Claims (1)

1. 상단에 구형 홀(11)이 형성된 막대 형상의 포트(10); 중공을 갖는 케이스(21)와, 케이스(21)의 저면에 돌출되어서 구형 홀(11)에 회동가능하게 고정되는 볼(22)과, 구형 홀(11)에서 볼(22)을 수평회전시키는 회전구동모듈(24)을 구비한 바디부(20); 케이스(21)의 일 측면에 고정되는 브래킷(34)과, 기어(31a)가 형성된 상단이 브래킷(34)에 회전가능하게 고정되고 길이방향을 따라 안내홈(31b)이 형성된 가이드(31)와, 안내홈(31b)과 이동가능하게 맞물리는 돌기(32a)를 갖추고 가이드(31)의 길이방향을 따라 인입출되는 인출대(32) 및 인출대(32)의 말단에 고정되는 추(33)을 구비하면서, 한 쌍이 기어(31a)를 매개로 상호 대향하게 연동하는 제1,2암(30, 30'); 반구 형상을 이루며 표면에는 다수 개의 수광센서(41a)가 정렬 배치되고 케이스(21) 상에 안착되는 수광센서부(41)와, 수광센서부(41)의 상면을 감싸는 투명재질의 필터형 보호캡(42)과, 수광센서부(41)의 구중심에서 발열 또는 일정주파수의 신호를 발생시키는 발열모듈(43)을 구비한 헤드부(40); 발열모듈(43)의 발열 또는 신호를 감지해서 하기 발광기(50)가 발열모듈(43)을 조준하도록 볼(22)을 수평회전시키는 회전구동모듈(24)의 구동을 제어해 케이스(21)를 회전시키는 열감지모듈(52)과, 열감지모듈(52)이 감지한 발열모듈(43)을 향해 조준하도록 상하 회동을 안내하는 힌지(51)를 매개로 케이스(21)에 고정된 하기 발광기(50)를 회동시키는 구동모듈(53)를 구비하면서, 직진성을 갖는 광을 조사하는 발광기(50); 및 GPS좌표를 수신하는 GPS수신모듈(64)과, 자체 식별코드와 발광기(50)가 조사하는 광의 세팅정보와 GPS좌표를 각각 데이터 처리하는 데이터통신모듈(62)과, 발광기(50)의 광 조사를 제어하고 식별코드ㆍ세팅정보ㆍGPS좌표를 발신하는 발신모듈(63)과, 수광센서(41a)가 수신한 광 정보와 다른 현장 측정장치의 세팅정보의 일치 여부를 확인하고 광을 수신한 수광센서(41a)의 위치 각을 확인하며 다른 현장 측정장치의 GPS좌표를 수신해서 이웃하는 현장 측정장치의 위치를 연산해 도화정보를 완성하는 발신위치연산모듈(61)과, 상기 도화정보를 저장하는 데이터저장모듈(65)과, 작업자의 조작에 따라 발신위치연산모듈(61)ㆍ데이터통신모듈(62)ㆍ발신모듈(63)ㆍGPS수신모듈(64)을 제어하는 제어모듈(66)을 구비하고, 케이스(21)에 탑재되는 데이터수집부(60)로 이루어진 현장 측정장치,

   2대의 현장 측정장치로부터 전송된 도화정보를 수신해 분류하는 데이터분류모듈(71); 항공촬영이미지를 기초로 도화정보에 따라 각 지점의 고도를 3차원으로 도화하는 도화모듈(72); 도화모듈(72)의 도화로 완성된 도화이미지에 GPS좌표를 합성해서 수치지도이미지를 완성하는 GPS합성모듈(73)과, 수치지도이미지를 저장하는 수치지도저장모듈(75) 및 GPS합성모듈(73)에서 완성된 수치지도이미지에 따라 수치지도저장모듈(75)을 갱신하는 갱신모듈(74)로 이루어진 통합처리기(70), 및

   포트(10)에 끼워져 고정되고 플랜지(81a)가 돌출 형성된 고정관(81)과, 고정관(81)에 배치되는 경고등(82)과, 플랜지(81a)의 저면에 고정되고 일정 압력이상이 감지되면 경고등(82)을 제어해 점등시키는 압력센서(83)와, 상단이 압력센서(83)에 밀착 고정되고 포트(10)의 길이방향을 따라 현수되는 스프링(84)과, 스프링(84)의 하단에 고정되어 지면과 접하는 링(85)으로 이루어진 압입감지대(80)

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 지형의 수위정보와 변위정보가 적용된 측지측량 방식을 통한 수치지도 작성시스템.

Images