KR101007984B1 - Apparatus and method for measuring horizontal and vertical vibration and deflection of transmission line - Google Patents

Apparatus and method for measuring horizontal and vertical vibration and deflection of transmission line Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A system and a method for measuring horizontal and vertical vibration and deflection of a transmission line are provided to prevent the suspension of power supply and a forest fire by monitoring horizontal and vertical vibration and deflection of a transmission in real time. CONSTITUTION: A system for measuring horizontal and vertical vibration and deflection of a transmission line comprises a target(10), a camera unit(20), a control box(30), a power supply unit(40) and a total station(50). The target comprises a reflective sheet(16) reflecting lightwave projected by the total station. The camera unit takes an image of the target to recognize a mark of the target. The control box calculates the three-dimensional position of the target using a camera lens(21) and measures horizontal and vertical vibration and deflection of a transmission line. The power supply unit supplies power to the control box. The total station measures the location of the target through cable or wireless communication with the control box.

Description

송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템 및 그 방법{Apparatus and method for measuring horizontal and vertical vibration and deflection of transmission line}Horizontal and vertical vibration and deflection measuring system and method of transmission line {Apparatus and method for measuring horizontal and vertical vibration and deflection of transmission line}

본 발명은 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정에 관한 것으로, 특히 송전선로의 갤로핑 현상으로 인한 수직 및 수평 진동량과 처짐 및 변위량를 정밀하게 측정하고, 이를 무선통신을 이용하여 전송하며, 전송된 측정치를 해석하여 송전선로의 안전성을 실시간으로 모니터링하기에 적당하도록 한 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to the measurement of horizontal and vertical vibration amount and deflection amount of a transmission line, and in particular, to accurately measure the vertical and horizontal vibration amount and deflection and displacement amount due to the galloping phenomenon of the transmission line, and to transmit them using wireless communication, The present invention relates to a horizontal and vertical vibration and deflection measurement system and method for transmitting transmission line suitable for monitoring the safety of transmission line in real time.

한국전력에서 관리하고 있는 고압 송전선로는 154KV, 345KV 및 765KV로서 전국에 전력망으로 구성되어 전력을 공급하고 있다. 이들 고압 송전선로가 통과하는 지역은 주로 산악지인데 경사가 급하고, 산림이 우거진 경우에는 풍압과 자체하중 등의 하중으로 인한 송전선로의 처짐현상이 발생하고, 강풍과 설하중으로 인하여 갤로핑(Galloping) 현상이 발생한다.The high-voltage transmission lines managed by KEPCO are 154KV, 345KV and 765KV, which are composed of power grids nationwide. The areas where these high-voltage transmission lines pass are mainly mountainous areas, but when the slope is steep, and forests are heavy, deflection of transmission lines due to wind pressure and self load occurs, and galloping is caused by strong winds and snow loads. Phenomenon occurs.

도 1은 일반적인 송전선로에서의 갤로핑의 진동형태를 보인 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a vibration form of galloping in a general transmission line.

갤로핑현상은 바람으로 인하여 전력선이 횡진과 출렁임이 발생하는 현상을 말한다.Galloping is a phenomenon in which power lines are ragged and rocked due to wind.

초고압송전선로는 온도가 70~100℃까지 발생하고 있어 갤로핑 현상이 급격해지거나 풍하중과 설하중과 같은 외부하중으로 인하여 과도한 처짐이 발생하게 되는데, 이 경우에 송전탑의 균형이 깨져 편심하중이 발생하게 되므로 송전탑이 기울어지거나 심한 경우에는 붕괴되는 사고가 발생하기도 한다.Ultra-high voltage transmission line temperature is up to 70 ~ 100 ℃ due to the rapid galloping phenomenon or excessive deflection due to external loads such as wind load and snow load, in which case the transmission tower is unbalanced, eccentric load occurs As the transmission tower is tilted or in severe cases, it may collapse.

또한 과도한 갤로핑 현상으로 인하여 단선이 되거나 근접한 전력선과 접촉되어 불꽃이 발생하고, 이것이 산림과 혼촉하게 되면 산불을 일으키는 원인이 되고 있다.In addition, excessive galloping causes disconnection or contact with adjacent power lines, causing sparks, and when mixed with forests, causes fires.

이러한 송전선로의 갤로핑 현상은 수직과 수평방향의 진동이 동시에 발생하는 것으로 알려져 있다. 송전선로는 도체간의 수직거리가 최소 3.8m이고, 수평거리는 6.4m로 건설되는데, 수평간의 혼촉으로 인한 회선단락은 많이 발생하지 않지만 혼촉으로 인한 불꽃발생이 주로 발생하고, 수직진동으로 인해서는 상간 단락이 주로 발생한다.The galloping phenomenon of the transmission line is known to occur in the vertical and horizontal vibration at the same time. Transmission line has a minimum vertical distance between conductors of 3.8m and a horizontal distance of 6.4m.The short circuit does not occur due to horizontal mixing but the sparking occurs mainly due to mixing. This happens mainly.

이러한 갤로핑 현상이나 외부하중으로 인한 송전선로의 처짐량이나 수평 및 수직 방향의 진동을 측정할 수 있는 센서는 현재까지 개발되어 있지 않아 송전선로의 처짐과 수평 및 수직방향의 진동량을 실시간 또는 주기적으로 모니터링하는 것이 어려운 실정이다.
The sensor that can measure the deflection of the transmission line and the vibration in the horizontal and vertical directions due to the galloping phenomenon or the external load has not been developed until now, so the deflection of the transmission line and the vibration in the horizontal and vertical directions can be measured in real time or periodically. It is difficult to monitor.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 송전선로의 갤로핑 현상으로 인한 수직 및 수평 진동량과 처짐 및 변위량를 정밀하게 측정하고, 이를 무선통신을 이용하여 전송하며, 전송된 측정치를 해석하여 송전선로의 안전성을 실시간으로 모니터링할 수 있는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to precisely measure the amount of vertical and horizontal vibration, deflection and displacement due to the galloping phenomenon of a transmission line, and wireless communication The present invention provides a horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring system and method for transmitting line, which analyzes the transmitted measurement and monitors the safety of the transmission line in real time.

또한 강풍과 설하중으로 인하여 발생하는 고압 송전선로의 갤로핑 현상으로 인한 송전선로의 처짐현상, 송전선로간의 혼촉에 따른 스파크로 인한 산불발생과 송전탑의 기울어지거나 붕괴사고를 발생시키는 문제점을 해결하기 위하여는 송전선로의 처짐이나 진동량을 지속적으로 모니터링하여 사전 예측과 보수보강을 함으로써 재난을 예방하는 것이 필요한데, 송전선로의 처짐량이나 수평 및 수직 방향의 진동을 측정할 수 있는 센서가 현재까지 개발되어 있지 않아 송전선로의 지속적인 모니터링이 어려운 실정이므로, 본 발명은 송전선로의 지속적인 모니터링을 실시하여 송전선로의 문제점을 사전에 분석할 수 있도록 하여 재난사고를 최소화하는 데에 목적이 있다.
In addition, to solve the problems of sagging of transmission lines due to galloping of high-voltage transmission lines caused by strong winds and snow loads, wildfires caused by sparks caused by mixing of transmission lines, and tilting or collapse of transmission towers. It is necessary to prevent the disaster by continuously monitoring the deflection or vibration of the transmission line to make predictions and reinforcement, and there are no sensors to measure the deflection of the transmission line or the vibration in the horizontal and vertical directions. Since the continuous monitoring of the transmission line is difficult, the present invention has an object to minimize the accident by performing a continuous monitoring of the transmission line to analyze the problems of the transmission line in advance.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템의 블록구성도이다. 도 3은 도 2를 적용하여 송전선로의 갤로핑 현상으로 인한 수평수직방향의 진동량과 처짐 및 변위량을 실시간으로 측정하여 모니터링하기 위한 개념도이다.2 is a block diagram of a horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring system of a transmission line according to an embodiment of the present invention. 3 is a conceptual diagram for measuring and monitoring in real time the amount of vibration and deflection and displacement in the horizontal and vertical direction due to the galloping phenomenon of the transmission line by applying FIG.

이에 도시된 바와 같이, 송전선에 설치되어 토탈 스테이션(40)에서 발사한 광파를 반사시키는 반사시트(16)를 구비한 타깃(10)과; 송전탑에 설치되어 상기 타깃(10)의 영상을 촬영하여 상기 타깃(10)에서 표시한 표식을 인식하도록 촬영하는 촬영부(20)와; 상기 촬영부(20)에서 촬영한 영상을 전달받아 카메라 렌즈(21)의 초점에서 3차원 절대 위치와 자세를 계산하여 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량을 측정하는 제어박스(30)와; 상기 제어박스(30)에 전원을 공급하는 전력공급부(40)와; 상기 타깃(10)으로 광파를 발사하고, 상기 제어박스(30)와 유선 또는 무선 통신을 수행하여 상기 타깃(10)의 위치를 측정하도록 하는 토탈 스테이션(50);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.As shown therein, a target 10 having a reflection sheet 16 installed on the power transmission line for reflecting light waves emitted from the total station 40; A photographing unit 20 installed in a transmission tower to photograph an image of the target 10 to photograph a mark displayed by the target 10; A control box 30 which receives the image photographed by the photographing unit 20 and calculates a three-dimensional absolute position and attitude at the focal point of the camera lens 21 to measure horizontal and vertical vibration amounts and deflection amounts of the transmission line; A power supply unit 40 for supplying power to the control box 30; And a total station 50 which emits light waves to the target 10 and performs wired or wireless communication with the control box 30 to measure the position of the target 10. .

상기 타깃(10)은, 상기 타깃(10)에 전원을 공급하는 태양 전지(11)와; 상기 타깃(10)에서 빛의 밝기를 감지하여 상기 타깃(10)의 자동 점멸 또는 밝기 조절이 수행되도록 하는 조도 센서(12)와; 상기 타깃(10)의 동작을 제어하는 콘트롤러(13)와; 상기 타깃(10)에서 충전에 의해 전기를 저장하도록 하는 축전지(14)와; 상기 타깃(10)에서 자동 점멸되는 LED 소자(15)와; 상기 토탈 스테이션(40)에서 발사한 광파를 반사시키도록 상기 타깃(10)에 설치된 반사시트(16);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The target 10 includes a solar cell 11 for supplying power to the target 10; An illuminance sensor 12 which senses the brightness of the light at the target 10 so as to automatically flash or adjust the brightness of the target 10; A controller 13 for controlling the operation of the target 10; A storage battery (14) for storing electricity by charging in the target (10); An LED element 15 which is automatically flashed on the target 10; And a reflection sheet 16 installed on the target 10 to reflect the light waves emitted from the total station 40.

상기 타깃(10)은, 상기 타깃(10)의 전면 중앙부에 상기 반사시트(16)를 부착하고, 상기 타깃(10)의 상, 하, 좌, 및 우측에 상기 LED 소자(15)를 부착한 것을 특징으로 한다.The target 10 has the reflective sheet 16 attached to the front center portion of the target 10 and the LED element 15 attached to the upper, lower, left, and right sides of the target 10. It is characterized by.

상기 촬영부(20)는, 상기 타깃(10)을 촬영하여 초점에 의해 상기 타깃(10)의 절대 위치와 자세를 계산하도록 하는 카메라 렌즈(21)와; 상기 촬영부(20)에서 빛의 밝기를 감지하여 상기 촬영부(20)의 자동 점멸 또는 밝기 조절이 수행되도록 하는 조도 센서(22);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The photographing unit 20 includes: a camera lens 21 for photographing the target 10 and calculating an absolute position and posture of the target 10 by focus; And an illuminance sensor 22 which detects the brightness of the light in the photographing unit 20 so as to automatically flash or adjust the brightness of the photographing unit 20.

상기 제어박스(30)는, 상기 제어박스에 내장되어 컴퓨터 동작이 이루어지도록 하는 임베디드(Embedded) PC(31)와; 상기 제어박스(30)와 상기 토탈 스테이션(40) 사이의 무선통신을 처리하는 무선통신 모듈(32)과; 상기 촬영부(20)에서 촬영한 영상을 해석하는 영상해석 모듈(33)과; 상기 촬영부(20)를 제어하여 사진측량이 수행되도록 하는 사진측량 엔진(34);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The control box 30 includes an embedded PC (31) embedded in the control box for computer operation; A wireless communication module 32 for processing wireless communication between the control box 30 and the total station 40; An image analysis module 33 for analyzing the image photographed by the photographing unit 20; And a photogrammetry engine 34 which controls the photographing unit 20 to perform photogrammetry.

상기 전력공급부(40)는, 태양광 충전 장치 또는 소형 풍력 발전기로 구성된 것을 특징으로 한다.The power supply unit 40 is characterized in that consisting of a solar charging device or a small wind generator.

상기 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템은, 상기 촬영부(20), 상기 제어박스(30), 상기 전력공급부(40)를 시건장치에 의해 하우징하여 구성된 것을 특징으로 한다.The horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring system of the transmission line is characterized in that the photographing unit 20, the control box 30, the power supply unit 40 is configured by housing the device.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정방법을 보인 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring method of a transmission line according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 송전선로에 타깃(10)을 부착하여 상기 타깃(10)의 위치를 토탈 스테이션(50)으로 측정하고, 송전탑의 촬영부(20)에서 상기 타깃(10)을 촬영하여 상기 촬영부(20)에 부착된 카메라 렌즈(21)의 초점에서 상기 타깃(10)의 3차원 절대 위치와 자세를 계산하는 제 1 단계(ST1)와; 상기 제 1 단계 후 실시간으로 송전선로의 수직 및 수평 이동량과 처짐량을 측정하는 제 2 단계(ST2)와; 상기 제 2 단계 후 유선 또는 무선통신으로 송신 및 모니터링을 수행하는 제 3 단계(ST3);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.As shown in the drawing, the target 10 is attached to a transmission line to measure the position of the target 10 with the total station 50, and the photographing unit 20 of the transmission tower photographs the target 10. A first step (ST1) of calculating a three-dimensional absolute position and attitude of the target 10 at the focus of the camera lens 21 attached to the photographing unit 20; A second step ST2 of measuring vertical and horizontal movement amounts and deflection amounts of the transmission line in real time after the first step; And a third step (ST3) of performing transmission and monitoring by wire or wireless communication after the second step.

상기 제 1 단계는, 송전선로의 케이블에 장착된 상기 타깃(10)을 촬영하는 제 11 단계(ST11)와; 상기 타깃(10)의 자동 인식 및 영상좌표를 추출하는 제 12 단계(ST12)와; 상기 타깃(10)에 대한 단 사진을 해석하고 실측좌표를 계산하는 제 13 단계(ST13)와; 상기 제 13 단계에서 계산한 값과 상기 타깃(10)의 초기 위치값을 비교하여 변위를 계산하는 제 14 단계(ST14);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.The first step includes an eleventh step (ST11) of photographing the target (10) mounted on the cable of the transmission line; A twelfth step ST12 of automatically recognizing the target 10 and extracting image coordinates; A thirteenth step (ST13) of interpreting a short photograph of the target (10) and calculating measured coordinates; And a fourteenth step (ST14) of calculating a displacement by comparing the value calculated in the thirteenth step with an initial position value of the target 10.

상기 제 1 단계는, 영상좌표 (x, y)와 3차원 절대좌표(X, Y, Z) 사이의 관계를 다음과 같은 공선조건식으로 구하고, In the first step, the relationship between the image coordinate (x, y) and the three-dimensional absolute coordinates (X, Y, Z) is obtained by the following collinear condition equation,

Figure 112010081594888-pat00001
Figure 112010081594888-pat00001

여기서, here,

(

Figure 112010081594888-pat00002
): 사진 중심점의 영상좌표(카메라 캘리브레이션으로 미리 결정함)(
Figure 112010081594888-pat00002
): Video coordinates of the photo center point (predetermined by camera calibration)

f : 카메라 렌즈의 초점거리(카메라 캘리브레이션으로 미리 결정함)f: Focal length of the camera lens (predetermined by camera calibration)

mij : 절대좌표계를 기준으로 사진좌표계의 3차원 회전량을 나타내는 회전행렬요소m ij : Rotation matrix element representing the three-dimensional rotation of the photo coordinate system with respect to the world coordinate system

Figure 112010081594888-pat00003
,
Figure 112010081594888-pat00003
,

Figure 112010081594888-pat00004
Figure 112010081594888-pat00004

(XL, YL, ZL) : 사진 중심점의 3차원 절대좌표(X L , Y L , Z L ): Three-dimensional absolute coordinates of the center of the picture

인 것을 특징으로 한다.
It is characterized by that.

본 발명에 의한 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템 및 그 방법은 송전선로의 갤로핑 현상으로 인한 수직 및 수평 진동량과 처짐 및 변위량를 정밀하게 측정하고, 이를 무선통신을 이용하여 전송하며, 전송된 측정치를 해석하여 송전선로의 안전성을 실시간으로 모니터링할 수 있는 효과가 있게 된다.The horizontal and vertical vibration amount and deflection measurement system and method thereof of the transmission line according to the present invention accurately measure the vertical and horizontal vibration amount and deflection and displacement amount due to the galloping phenomenon of the transmission line, and transmit them by wireless communication. In addition, it is possible to monitor the safety of the transmission line in real time by interpreting the measured measurements.

또한 본 발명은 송전선로에 작용하는 풍압이나 설하중 같은 외부 하중과 풍압으로 인하여 발생하는 갤로핑 현상으로 인한 송전선의 단절과 송전탑의 붕괴 및 파손현상을 예방하고, 송전선간의 혼촉으로 인하여 발생하는 스파크 현상에 따른 산불발생을 억제할 수 있도록 사전에 송전선로의 수직수평 진동량 및 처짐량을 측정하여 실시간으로 모니터링함으로써 단전과 산불을 예방하여 재난을 방지하는 효과가 있다.
In addition, the present invention prevents the breakage of the transmission line and the collapse and breakage of the transmission tower due to the galloping phenomenon caused by the wind pressure and snow load, such as wind pressure or snow load acting on the transmission line, and the spark phenomenon caused by the inter-transmission of the transmission line In order to prevent the occurrence of forest fires in advance, the vertical horizontal vibration and deflection of the transmission line is measured in advance and monitored in real time, thereby preventing disasters by preventing power failure and forest fires.

도 1은 일반적인 송전선로에서의 갤로핑의 진동형태를 보인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템의 블록구성도이다.
도 3은 도 2를 적용하여 송전선로의 갤로핑 현상으로 인한 수평수직방향의 진동량과 처짐 및 변위량을 실시간으로 측정하여 모니터링하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명에서 송전선로에 타깃을 설치하고 타깃의 정밀 위치와 카메라의 3차원 위치와 자세를 측정하는 예를 보인 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정방법을 보인 흐름도이다.
도 6은 본 발명에서 타깃의 제작예를 보인 개념도이다.
도 7은 본 발명에서 숫자를 나타내는 독특한 무늬를 형상화하고, 타깃 중심점에 토탈 스테이션용 반사 타깃을 부착한 예를 보인 개념도이다.
도 8은 본 발명에서 단 사진에 의한 측정을 위한 공선조건식의 개념도이다.
도 9는 본 발명에서 송전선의 변위 특성상 해석 대상 위치 좌표의 차원이 2차원으로 줄어들게 되는 원인을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명에서 단사진을 해석하여 타깃의 3차원 변위를 정밀하게 계산하는 동작을 보인 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a vibration form of galloping in a general transmission line.
2 is a block diagram of a horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring system of a transmission line according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram for measuring and monitoring in real time the amount of vibration and deflection and displacement in the horizontal and vertical direction due to the galloping phenomenon of the transmission line by applying FIG.
4 is a conceptual view illustrating an example in which a target is installed on a transmission line in the present invention and the precision position of the target and the three-dimensional position and posture of the camera are measured.
5 is a flowchart illustrating a horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring method of a transmission line according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram showing an example of the production of the target in the present invention.
FIG. 7 is a conceptual view illustrating an example in which a unique pattern representing a number is shaped in the present invention and a reflection station for a total station is attached to a target center point.
8 is a conceptual diagram of a collinear condition equation for measurement by a single photograph in the present invention.
9 is a conceptual diagram for explaining the cause of the dimension of the analysis target position coordinates are reduced to two dimensions due to the displacement characteristics of the transmission line in the present invention.
FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating an operation of accurately calculating a three-dimensional displacement of a target by analyzing a single photograph in the present invention.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템 및 그 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.A preferred embodiment of the horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring system and method thereof of the transmission line according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. It is to be understood that the following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention of the user, the operator, or the precedent, and the meaning of each term should be interpreted based on the contents will be.

먼저 본 발명은 송전선로의 갤로핑 현상으로 인한 수직 및 수평 진동량과 처짐 및 변위량를 정밀하게 측정하고, 이를 무선통신을 이용하여 전송하며, 전송된 측정치를 해석하여 송전선로의 안전성을 실시간으로 모니터링하고자 한 것이다.First of all, the present invention precisely measures the amount of vertical and horizontal vibration, deflection and displacement due to galloping of transmission line, transmits it by using wireless communication, and analyzes the transmitted measurement to monitor the safety of transmission line in real time. It is.

이러한 본 발명은 사진측량학 기술을 기반으로 새롭게 개발한 기술이다. 사진측량기술은 일반적으로 2대의 카메라를 설치하고, 카메라간의 거리(기선)를 정확하게 결정한 후에 일정부분을 중첩시켜 찰영한 후에 두 사진의 중첩된 부분을 사용하여 실체모델 (Stereo model)을 형성하여 대상체의 위치를 측정하는 기술이다. 그러나 본 기술에서는 2대의 카메라를 사용하지 않고서 1대의 고해상도 디지털 카메라와 특별히 제작한 타깃, 전력공급부 및 처짐과 이동량을 측정할 수 있는 소프트웨어 등을 개발한 것이다. 또한, 실시간으로 측정된 이동량, 처짐 및 변위량들은 유선 또는 무선 통신을 통하여 현황실로 전송되고, 갤로핑 현상으로 인하여 송전선의 진동량이 커지거나, 처짐과 변위량이 허용치를 넘어서는 경우에는 자동으로 이상 지점을 모니터에 출력시키고, 상황을 실시간으로 모니터링을 할 수 있도록 개발한 기술이다.The present invention is a newly developed technology based on photogrammetry technology. Photogrammetry is generally installed two cameras, precisely determine the distance (baseline) between the cameras, and then overlapping a portion of the image to be examined, and then formed a stereo model using the overlapped portions of the two photographs It is a technique to measure the position of. However, this technology has developed one high-resolution digital camera, a specially designed target, a power supply, and software for measuring deflection and movement without using two cameras. In addition, the amount of movement, deflection and displacement measured in real time is transmitted to the monitoring room through wired or wireless communication, and the abnormal point is automatically monitored when the amount of vibration of the transmission line increases due to the galloping phenomenon or the amount of deflection and displacement exceeds the allowable value. It is a technology developed so that it can be displayed on the screen and monitored in real time.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템의 블록구성도이다. 도 3은 도 2를 적용하여 송전선로의 갤로핑 현상으로 인한 수평수직방향의 진동량과 처짐 및 변위량을 실시간으로 측정하여 모니터링하기 위한 개념도이다.2 is a block diagram of a horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring system of a transmission line according to an embodiment of the present invention. 3 is a conceptual diagram for measuring and monitoring in real time the amount of vibration and deflection and displacement in the horizontal and vertical direction due to the galloping phenomenon of the transmission line by applying FIG.

그래서 타깃(10)은 송전선에 설치되어 토탈 스테이션(40)에서 발사한 광파를 반사시키는 반사시트(16)를 구비한다. 타깃(10)에는 태양 전지(11), 조도 센서(12), 콘트롤러(13), 축전지(14), LED 소자(15), 반사시트(16)가 포함될 수 있다.Thus, the target 10 includes a reflection sheet 16 installed on the power transmission line to reflect the light waves emitted from the total station 40. The target 10 may include a solar cell 11, an illuminance sensor 12, a controller 13, a storage battery 14, an LED element 15, and a reflective sheet 16.

또한 촬영부(20)는 송전탑에 설치되어 타깃(10)의 영상을 촬영하여 타깃(10)에서 표시한 표식을 인식하도록 촬영하는 것이다. 이러한 촬영부(20)는 카메라 렌즈(21)와 조도 센서(22)가 포함될 수 있다.In addition, the photographing unit 20 is installed in the transmission tower to shoot the image of the target 10 to shoot to recognize the mark displayed on the target 10. The photographing unit 20 may include a camera lens 21 and an illumination sensor 22.

제어박스(30)는 촬영부(20)에서 촬영한 영상을 전달받아 카메라 렌즈(21)의 초점에서 3차원 절대 위치와 자세를 계산하여 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량을 측정한다. 이러한 제어박스(30)는 임베디드(Embedded) PC(31), 무선통신 모듈(32), 영상해석 모듈(33), 사진측량 엔진(34)이 포함될 수 있다.The control box 30 receives the image photographed by the photographing unit 20, calculates a three-dimensional absolute position and posture at the focus of the camera lens 21, and measures horizontal and vertical vibration and deflection of the transmission line. The control box 30 may include an embedded PC 31, a wireless communication module 32, an image analysis module 33, and a photogrammetry engine 34.

전력공급부(40)는 제어박스(30)에 전원을 공급한다. 이러한 전력공급부(40)는 태양광 충전 장치 또는 소형 풍력 발전기 등으로 구성할 수 있다.The power supply unit 40 supplies power to the control box 30. The power supply unit 40 may be configured as a solar charging device or a small wind generator.

토탈 스테이션(50)은 타깃(10)으로 광파를 발사하고, 제어박스(30)와 유선 또는 무선 통신을 수행하여 타깃(10)의 위치를 측정하도록 한다. 여기서 토탈 스테이션(50)이란 전자식 세오돌라이트(electronic theodolite)와 광파측거기(electro-optical instruments)가 하나의 기기로 통합되어 있어 측정한 자료를 빠른 시간 안에 처리하고, 결과를 출력하는 전자식 측거 및 측각기이다. 정확하고 재빠른 측정이 가능하며, 작고 가벼워 사용이 간편한 것이 특징이다. 토탈 스테이션(50)의 구조는 망원경의 상하 이동으로 생기는 연직각을 측정하는 연직각 검출부와 본체의 좌우 회전으로 생기는 수평각을 측정하는 수평각 검출부, 본체의 중심부에서 프리즘까지의 거리를 측정하는 거리 측정부, 본체의 수평을 측정하고 보정하는 틸팅 센서의 4가지 구조로 되어 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 토탈 스테이션(50)의 종류로는 광파측거기에 측각 기능을 부가한 광파측거기 주체형과 광학식 세오돌라이트에 광파측거기를 부착한 광학식 세오돌라이트 주체형, 전자식 세오돌라이트에 광파측거기를 부착한 전자식 세오돌라이트 주체형 등이 있다. The total station 50 emits light waves to the target 10 and performs wired or wireless communication with the control box 30 to measure the position of the target 10. Here, the total station 50 is an electronic theodolite and an electro-optical instrument integrated into one device, so that the measured data can be processed quickly and the results are output. to be. Accurate and quick measurement is possible, and it is small and light and easy to use. The structure of the total station 50 includes a vertical angle detector for measuring vertical angles caused by vertical movement of the telescope, a horizontal angle detector for measuring horizontal angles caused by horizontal rotation of the main body, a distance measuring unit for measuring the distance from the center of the body to the prism, and the main body. There are four structures of tilting sensors that measure and correct the horizontal. The total station 50 that can be used in the present invention includes a conventional wave main body type having an angle measuring function and an optical theodolite main body type and an electronic theodolite having an optical wave side filter attached to the optical theodolite. Electronic theodolite main body type with a wave side filter.

또한 촬영부(20), 제어박스(30), 전력공급부(40)를 시건장치에 의해 하우징하여 구성할 수 있다.In addition, the photographing unit 20, the control box 30, the power supply unit 40 may be configured by housing by the lock device.

그래서 각각의 송전선로에 타깃을 고정하여 부착하고, 송전탑에 도 3의 ②와 ③에 표시한 것과 같이 카메라와 렌즈, 전력공급장치, 무선통신모듈 및 소형컴퓨터 등이 장착된 제어박스(Control Box)를 설치한다. 타깃(10)과 카메라의 위치를 직접 측정할 수 있는 지상에 3차원 위치를 측정할 수 있는 토탈 스테이션(50)을 설치하여 카메라와 타깃의 위치와 자세를 정밀하게 측정한다. 이 때 타깃(10)의 3차원 절대위치를 결정하는 것은 송전선로의 처짐량과 수평수직 진동량의 증감을 측정하기 위한 기준값으로 사용하고, 렌즈 중심점의 위치와 자세는 단 사진 해석을 통한 타깃 좌표의 실시간 해석작업에 사용한다.Thus, a target box is fixed to each transmission line and attached to the transmission line, and a control box equipped with a camera, a lens, a power supply, a wireless communication module, a small computer, and the like as shown in ② and ③ of FIG. 3. Install it. By installing a total station 50 capable of measuring a three-dimensional position on the ground to directly measure the position of the target 10 and the camera to accurately measure the position and posture of the camera and the target. At this time, determining the three-dimensional absolute position of the target 10 is used as a reference value for measuring the increase and decrease of the amount of deflection of the transmission line and the horizontal and vertical vibration amount, the position and attitude of the lens center point of the target coordinates Used for real-time analysis work.

또한 송전선로에 특별히 고안한 타깃(10)을 부착하고, 그 위치를 토탈 스테이션(50)으로 측정하고 부착된 카메라 렌즈 초점(중심)의 3차원 절대위치와 자세(attitude)를 계산하고, 송전탑에 초고배율 줌랜즈와 고해상도 CCD 카메라를 부착하고, 전력공급부(40)와 무선통신 모듈(32)을 설치하며, 영상해석 모듈(33)과 사진측량 엔진(34)을 개발하여 실시간으로 수직수평이동량과 처짐량을 측정하고, 실시간으로 수직수평이동량과 처짐량을 유무선통신으로 송신하고, 모니터링하게 된다.In addition, a specially designed target 10 is attached to the transmission line, the position thereof is measured by the total station 50, the three-dimensional absolute position and attitude of the attached camera lens focal point (center) is calculated, and the transmission tower is A high magnification zoom lens and a high resolution CCD camera are attached, a power supply unit 40 and a wireless communication module 32 are installed, and an image analysis module 33 and a photogrammetry engine 34 are developed. The amount of deflection is measured, and the vertical horizontal displacement and the amount of deflection are transmitted and wired through wireless communication in real time.

도 4는 본 발명에서 송전선로에 타깃을 설치하고 타깃의 정밀 위치와 카메라의 3차원 위치와 자세를 측정하는 예를 보인 개념도이다.4 is a conceptual view illustrating an example in which a target is installed on a transmission line in the present invention and the precision position of the target and the three-dimensional position and posture of the camera are measured.

그래서 타깃(10)의 규격과 표시의 형태 및 토탈 스테이션(50)으로 측정할 수 있는 반사시트(16)를 타깃(10)에 부착하여 3차원 위치(X,Y,Z)를 측정할 수 있도록 하는 한다.Thus, the target sheet 10 is attached to the target 10 with a reflection sheet 16 that can be measured by the shape and form of the target 10 and the total station 50 so that the three-dimensional position (X, Y, Z) can be measured. Shall.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정방법을 보인 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring method of a transmission line according to an embodiment of the present invention.

먼저 송전선로에 타깃(10)을 부착하여 타깃(10)의 위치를 토탈 스테이션(50)으로 측정하고, 송전탑의 촬영부(20)에서 타깃(10)을 촬영하여 촬영부(20)에 부착된 카메라 렌즈(21)의 초점에서 타깃(10)의 3차원 절대 위치와 자세를 계산한다(ST1).First, the target 10 is attached to the transmission line to measure the position of the target 10 with the total station 50, and the target 10 is photographed by the photographing unit 20 of the transmission tower and attached to the photographing unit 20. The three-dimensional absolute position and attitude of the target 10 are calculated at the focus of the camera lens 21 (ST1).

그리고 실시간으로 송전선로의 수직 및 수평 이동량과 처짐량을 측정한다(ST2).Then, the amount of vertical and horizontal movement and deflection of the transmission line is measured in real time (ST2).

또한 유선 또는 무선통신으로 송신 및 모니터링을 수행한다(ST3).In addition, transmission and monitoring are performed by wire or wireless communication (ST3).

도 6은 본 발명에서 타깃의 제작예를 보인 개념도이고, 도 7은 본 발명에서 숫자를 나타내는 독특한 무늬를 형상화하고, 타깃 중심점에 토탈 스테이션용 반사 타깃을 부착한 예를 보인 개념도이다.FIG. 6 is a conceptual view showing an example of manufacturing a target in the present invention, and FIG. 7 is a conceptual view showing an example in which a unique pattern representing a number is formed in the present invention and a reflection station for a total station is attached to a target center point.

타깃(10)의 제작은 태양 전지(11), 조도 센서(12), 콘트롤러(13), 축전지(14), LED 소자(15)와 토탈 스테이션(50)에서 발사하는 광파의 반사시트(16)로 구성되는데, 타깃(10)의 전면 중앙부에 반사시트(16)를 부착하고, 상하좌우에 LED 소자(15)를 부착하며, 촬영부(20)의 카메라로 인식할 수 있도록 도 7에 표시한 바와 같은 표시로 구성한다. 도 6의 측면도에 표시한 바와 같이 태양 전지(11), 조도 센서(12), 콘트롤러(13) 및 축전지(14)를 장착한다. The target 10 is manufactured by the solar cell 11, the illuminance sensor 12, the controller 13, the storage battery 14, the LED element 15, and the reflection sheet 16 of light waves emitted from the total station 50. The reflective sheet 16 is attached to the front center portion of the target 10, the LED elements 15 are attached to the top, bottom, left and right sides, and can be recognized by the camera of the photographing unit 20 as shown in FIG. 7. It consists of indication as follows. As shown in the side view of FIG. 6, the solar cell 11, the illuminance sensor 12, the controller 13, and the storage battery 14 are mounted.

도 8은 본 발명에서 단 사진에 의한 측정을 위한 공선조건식의 개념도이다.8 is a conceptual diagram of a collinear condition equation for measurement by a single photograph in the present invention.

그래서 촬영부(20)의 디지털 카메라로 측정한 단 사진상의 영상에서 타깃(10)의 위치 변화량을 결정할 수 있는 영상해석 모듈(33)과 사진측량 엔진(34)을 개발하여 실시간으로 수직수평이동량과 처짐량을 측정하는 개념을 도 8을 참조하여 수학적으로 설명하면 다음과 같다.Therefore, the image analysis module 33 and the photogrammetry engine 34 capable of determining the position change amount of the target 10 in the single photographic image measured by the digital camera of the photographing unit 20 are developed in real time. The concept of measuring the amount of deflection is mathematically explained with reference to FIG. 8 as follows.

먼저 영상좌표 (x, y)와 3차원 절대좌표(X, Y, Z) 사이의 관계를 다음과 같은 공선조건식으로 구한다.First, the relationship between the image coordinates (x, y) and the three-dimensional absolute coordinates (X, Y, Z) is obtained by the following collinear condition equation.

Figure 112010081594888-pat00005
Figure 112010081594888-pat00005

여기서,here,

(

Figure 112010081594888-pat00006
) : 사진 중심점의 영상좌표(카메라 캘리브레이션으로 미리 결정함)(
Figure 112010081594888-pat00006
): Image coordinate of photo center point (predetermined by camera calibration)

f : 카메라 렌즈의 초점거리(카메라 캘리브레이션으로 미리 결정함)f: Focal length of the camera lens (predetermined by camera calibration)

mij : 절대좌표계를 기준으로 사진좌표계의 3차원 회전량을 나타내는 회전행렬요소m ij : Rotation matrix element representing the three-dimensional rotation of the photo coordinate system with respect to the world coordinate system

Figure 112010081594888-pat00007
Figure 112010081594888-pat00007

Figure 112010081594888-pat00008
Figure 112010081594888-pat00008

(XL, YL, ZL) : 사진 중심점의 3차원 절대좌표(X L , Y L , Z L ): Three-dimensional absolute coordinates of the center of the picture

이때 초기에 (XL, YL, ZL)와 mij는 미리 결정하므로 수학식 1에서 타깃의 3차원 변위해석을 위해 결정해야 하는 미지수는 (X, Y, Z)의 3개로 된다.At this time, since (X L , Y L , Z L ) and m ij are determined in advance, the unknowns to be determined for the three-dimensional displacement analysis of the target in Equation 1 become three of (X, Y, Z).

도 9는 본 발명에서 송전선의 변위 특성상 해석 대상 위치 좌표의 차원이 2차원으로 줄어들게 되는 원인을 설명하기 위한 개념도이다.9 is a conceptual diagram for explaining the cause of the dimension of the analysis target position coordinates are reduced to two dimensions due to the displacement characteristics of the transmission line in the present invention.

도 9와 같이 송전선에 부착된 타깃의 변위가 ③의 방향으로 거의 일어나지 않는다고 가정하면, 즉 타깃의 변위가 송전선과 연직한 평면상에서 움직인다고 가정하면 수학식 1의 (X, Y, Z)의 미지수 중에서 1개의 미지수를 기지값으로 전환할 수 있다. 도 9로부터 송전선의 변위 특성상 해석 대상 위치좌표의 차원이 ③방향의 변위가 매우 작기 때문에 2차원으로 줄어들게 되는 원인임을 알 수 있다.Assuming that the displacement of the target attached to the power transmission line hardly occurs in the direction of ③ as shown in FIG. 9, that is, if the displacement of the target is moved on a plane perpendicular to the power transmission line, among the unknowns of (X, Y, Z) of Equation 1 One unknown can be converted to a known value. It can be seen from FIG. 9 that the dimension of the analysis target position coordinate is the cause of reduction in two dimensions due to the very small displacement in the ③ direction due to the displacement characteristics of the transmission line.

결과적으로 1개 영상에서 타깃 중심의 영상좌표를 자동으로 획득하면 수학식 1에 표시한 2 개의 식을 형성할 수 있고, 미지수가 (X, Y, Z) 중에서 2개이므로 두 식을 해석하여 3차원 절대변위량을 계산할 수 있다. 일반적인 사진측량에서는 타깃을 2대의 카메라로 중복 촬영하여 2개의 영상좌표와 2개의 수학식 1, 즉 4개의 식을 형성하는 방법으로 3개의 미지수를 결정하지만, 본 발명에서처럼 변위가 발생하는 차원을 2개로 한정시키면 단 사진 해석만으로도 정확한 변위 측정이 가능하다. 세부적인 절차는 도 10에 표시한 바와 같다.As a result, if the image coordinates of the target center are automatically acquired from one image, two equations shown in Equation 1 can be formed, and since two unknowns are two of (X, Y, Z), the two equations are interpreted to be 3 You can calculate the dimensional absolute displacement. In the general photogrammetry, three unknowns are determined by overlapping a target with two cameras and forming two image coordinates and two equations 1, that is, four equations. When limited to a dog, accurate displacement measurements can be made using only a photographic analysis. The detailed procedure is as shown in FIG.

도 10은 본 발명에서 단사진을 해석하여 타깃의 3차원 변위를 정밀하게 계산하는 동작을 보인 개념도이다.FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating an operation of accurately calculating a three-dimensional displacement of a target by analyzing a single photograph in the present invention.

그래서 송전선로에 장착된 타깃을 3Hz이상의 빈도로 카메라로써 촬영하고(ST11), 촬영된 영상에서 타깃을 자동 인식하여 영상좌표를 추출한다(ST12). 이어서 초기에 토탈스테이션으로 측정하여 둔 위치값과 비교하여 변위량을 계산하고(ST13), 단 사진해석 및 실측좌표를 계산한다(ST14).Thus, the target mounted on the transmission line is photographed with a camera at a frequency of 3 Hz or more (ST11), and the image coordinates are extracted by automatically recognizing the target from the photographed image (ST12). Subsequently, the displacement amount is calculated by comparing with the position value initially measured by the total station (ST13), and the photographic analysis and the actual coordinate are calculated (ST14).

이처럼 본 발명은 송전선로의 갤로핑 현상으로 인한 수직 및 수평 진동량과 처짐 및 변위량를 정밀하게 측정하고, 이를 무선통신을 이용하여 전송하며, 전송된 측정치를 해석하여 송전선로의 안전성을 실시간으로 모니터링하게 되는 것이다.As such, the present invention precisely measures the amount of vertical and horizontal vibration, deflection and displacement due to galloping of the transmission line, transmits it using wireless communication, and analyzes the transmitted measurement to monitor the safety of the transmission line in real time. Will be.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Although the present invention has been described in more detail with reference to the examples, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 타깃
11 : 태양 전지
12 : 조도 센서
13 : 콘트롤러
14 : 축전지
15 : LED 소자
16 : 반사시트
20 : 촬영부
21 : 카메라 렌즈
22 : 조도 센서
30 : 제어박스
31 : 임베디드 PC
32 : 무선통신 모듈
33 : 영상해석 모듈
34 : 사진측량 엔진
40 : 전력공급부
50 : 토탈 스테이션Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: target
11: solar cell
12: illuminance sensor
13: controller
14: storage battery
15: LED element
16: reflective sheet
20: shooting unit
21: camera lens
22: Ambient Light Sensor
30: control box
31: Embedded PC
32: wireless communication module
33: Video interpretation module
34: Photogrammetry Engine
40: power supply unit
50: total station

Claims (10)

송전선에 설치되어 토탈 스테이션(40)에서 발사한 광파를 반사시키는 반사시트(16)를 구비한 타깃(10)과;
송전탑에 설치되어 상기 타깃(10)의 영상을 촬영하여 상기 타깃(10)에서 표시한 표식을 인식하도록 촬영하는 촬영부(20)와;
상기 촬영부(20)에서 촬영한 영상을 전달받아 카메라 렌즈(21)의 초점에서 3차원 절대 위치와 자세를 계산하여 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량을 측정하는 제어박스(30)와;
상기 제어박스(30)에 전원을 공급하는 전력공급부(40)와;
상기 타깃(10)으로 광파를 발사하고, 상기 제어박스(30)와 유선 또는 무선 통신을 수행하여 상기 타깃(10)의 위치를 측정하도록 하는 토탈 스테이션(50);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템.
A target 10 installed on the power transmission line and having a reflection sheet 16 for reflecting light waves emitted from the total station 40;
A photographing unit 20 installed in a transmission tower to photograph an image of the target 10 to photograph a mark displayed by the target 10;
A control box 30 which receives the image photographed by the photographing unit 20 and calculates a three-dimensional absolute position and attitude at the focal point of the camera lens 21 to measure horizontal and vertical vibration amounts and deflection amounts of the transmission line;
A power supply unit 40 for supplying power to the control box 30;
A total station 50 which emits light waves to the target 10 and performs a wired or wireless communication with the control box 30 to measure the position of the target 10;
Horizontal and vertical vibration and deflection measurement system of the transmission line, characterized in that configured to include.
청구항 1에 있어서,
상기 타깃(10)은,
상기 타깃(10)에 전원을 공급하는 태양 전지(11)와;
상기 타깃(10)에서 빛의 밝기를 감지하여 상기 타깃(10)의 자동 점멸 또는 밝기 조절이 수행되도록 하는 조도 센서(12)와;
상기 타깃(10)의 동작을 제어하는 콘트롤러(13)와;
상기 타깃(10)에서 충전에 의해 전기를 저장하도록 하는 축전지(14)와;
상기 타깃(10)에서 자동 점멸되는 LED 소자(15)와;
상기 토탈 스테이션(50)에서 발사한 광파를 반사시키도록 상기 타깃(10)에 설치된 반사시트(16);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템.
The method according to claim 1,
The target 10,
A solar cell 11 for supplying power to the target 10;
An illuminance sensor 12 which senses the brightness of the light at the target 10 so as to automatically flash or adjust the brightness of the target 10;
A controller 13 for controlling the operation of the target 10;
A storage battery (14) for storing electricity by charging in the target (10);
An LED element 15 which is automatically flashed on the target 10;
A reflection sheet 16 installed on the target 10 to reflect light waves emitted from the total station 50;
Horizontal and vertical vibration and deflection measurement system of the transmission line, characterized in that configured to include.
청구항 2에 있어서,
상기 타깃(10)은,
상기 타깃(10)의 전면 중앙부에 상기 반사시트(16)를 부착하고, 상기 타깃(10)의 상, 하, 좌, 및 우측에 상기 LED 소자(15)를 부착한 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템.
The method according to claim 2,
The target 10,
The reflective sheet 16 is attached to the front center portion of the target 10, and the LED element 15 is attached to the upper, lower, left and right sides of the target 10. Horizontal and vertical vibration and deflection measuring system.
청구항 1에 있어서,
상기 촬영부(20)는,
상기 타깃(10)을 촬영하여 초점에 의해 상기 타깃(10)의 절대 위치와 자세를 계산하도록 하는 카메라 렌즈(21)와;
상기 촬영부(20)에서 빛의 밝기를 감지하여 상기 촬영부(20)의 자동 점멸 또는 밝기 조절이 수행되도록 하는 조도 센서(22);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템.
The method according to claim 1,
The photographing unit 20,
A camera lens (21) for photographing the target (10) to calculate an absolute position and attitude of the target (10) by focus;
An illuminance sensor 22 which detects the brightness of the light in the photographing unit 20 so as to automatically flash or adjust the brightness of the photographing unit 20;
Horizontal and vertical vibration and deflection measurement system of the transmission line, characterized in that configured to include.
청구항 1에 있어서,
상기 제어박스(30)는,
상기 제어박스에 내장되어 컴퓨터 동작이 이루어지도록 하는 임베디드 PC(31)와;
상기 제어박스(30)와 상기 토탈 스테이션(50) 사이의 무선통신을 처리하는 무선통신 모듈(32)과;
상기 촬영부(20)에서 촬영한 영상을 해석하는 영상해석 모듈(33)과;
상기 촬영부(20)를 제어하여 사진측량이 수행되도록 하는 사진측량 엔진(34);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템.
The method according to claim 1,
The control box 30,
An embedded PC (31) embedded in the control box to allow computer operation;
A wireless communication module 32 for processing wireless communication between the control box 30 and the total station 50;
An image analysis module 33 for analyzing the image photographed by the photographing unit 20;
Photogrammetry engine 34 for controlling the photographing unit 20 to perform a photogrammetry;
Horizontal and vertical vibration and deflection measurement system of the transmission line, characterized in that configured to include.
청구항 1에 있어서,
상기 전력공급부(40)는,
태양광 충전 장치 또는 소형 풍력 발전기로 구성된 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템.
The method according to claim 1,
The power supply unit 40,
Horizontal and vertical vibration and deflection measurement system of a transmission line, characterized in that the solar charging device or a small wind generator.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템은,
상기 촬영부(20), 상기 제어박스(30), 상기 전력공급부(40)를 시건장치에 의해 하우징하여 구성된 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정시스템.
The method according to any one of claims 1 to 6,
Horizontal and vertical vibration and deflection measuring system of the transmission line,
Horizontal and vertical vibration and deflection measuring system of the power transmission line, characterized in that the housing 20, the control box 30, the power supply unit 40 by housing the housing device.
송전선로에 타깃(10)을 부착하여 상기 타깃(10)의 위치를 토탈 스테이션(50)으로 측정하고, 송전탑의 촬영부(20)에서 상기 타깃(10)을 촬영하여 상기 촬영부(20)에 부착된 카메라 렌즈(21)의 초점에서 상기 타깃(10)의 3차원 절대 위치와 자세를 계산하는 제 1 단계(ST1)와;
상기 제 1 단계 후 실시간으로 송전선로의 수직 및 수평 이동량과 처짐량을 측정하는 제 2 단계(ST2)와;
상기 제 2 단계 후 유선 또는 무선통신으로 송신 및 모니터링을 수행하는 제 3 단계(ST3);
를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정방법.
The target 10 is attached to a transmission line to measure the position of the target 10 with the total station 50, and the photographing unit 20 of the transmission tower photographs the target 10 to the imaging unit 20. A first step (ST1) of calculating a three-dimensional absolute position and attitude of the target 10 at the focal point of the attached camera lens 21;
A second step ST2 of measuring vertical and horizontal movement amounts and deflection amounts of the transmission line in real time after the first step;
A third step (ST3) of performing transmission and monitoring by wire or wireless communication after the second step;
Horizontal and vertical vibration and deflection measuring method of the transmission line, characterized in that performed.
청구항 8에 있어서,
상기 제 1 단계는,
송전선로의 케이블에 장착된 상기 타깃(10)을 촬영하는 제 11 단계(ST11)와;
상기 타깃(10)의 자동 인식 및 영상좌표를 추출하는 제 12 단계(ST12)와;
상기 타깃(10)에 대한 단 사진을 해석하고 실측좌표를 계산하는 제 13 단계(ST13)와;
상기 제 13 단계에서 계산한 값과 상기 타깃(10)의 초기 위치값을 비교하여 변위를 계산하는 제 14 단계(ST14);
를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정방법.
The method according to claim 8,
The first step,
An eleventh step ST11 of photographing the target 10 mounted on a cable of a transmission line;
A twelfth step ST12 of automatically recognizing the target 10 and extracting image coordinates;
A thirteenth step (ST13) of interpreting a short photograph of the target (10) and calculating measured coordinates;
A fourteenth step (ST14) for calculating a displacement by comparing the value calculated in the thirteenth step with an initial position value of the target (10);
Horizontal and vertical vibration and deflection measuring method of the transmission line, characterized in that performed.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 제 1 단계는,
영상좌표 (x, y)와 3차원 절대좌표(X, Y, Z) 사이의 관계를 다음과 같은 공선조건식으로 구하고,
Figure 112010081594888-pat00009

여기서,
(
Figure 112010081594888-pat00010
) : 사진 중심점의 영상좌표(카메라 캘리브레이션으로 미리 결정함)
f : 카메라 렌즈의 초점거리(카메라 캘리브레이션으로 미리 결정함)
mij : 절대좌표계를 기준으로 사진좌표계의 3차원 회전량을 나타내는 회전행렬요소
Figure 112010081594888-pat00011
,
Figure 112010081594888-pat00012

(XL, YL, ZL) : 사진 중심점의 3차원 절대좌표
인 것을 특징으로 하는 송전선로의 수평 및 수직 진동량과 처짐량 측정방법.The method according to claim 8 or 9,
The first step,
The relationship between the image coordinates (x, y) and the three-dimensional world coordinates (X, Y, Z) is obtained by the following collinear condition equation,
Figure 112010081594888-pat00009

here,
(
Figure 112010081594888-pat00010
): Image coordinate of photo center point (predetermined by camera calibration)
f: Focal length of the camera lens (predetermined by camera calibration)
m ij : Rotation matrix element representing the three-dimensional rotation of the photo coordinate system with respect to the world coordinate system
Figure 112010081594888-pat00011
,
Figure 112010081594888-pat00012

(X L , Y L , Z L ): Three-dimensional absolute coordinates of the center of the picture
Horizontal and vertical vibration amount and deflection amount measuring method of the transmission line, characterized in that.
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