KR101134413B1 - 하수관거 변형률 측정 장치 - Google Patents

하수관거 변형률 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101134413B1
KR101134413B1 KR1020090097967A KR20090097967A KR101134413B1 KR 101134413 B1 KR101134413 B1 KR 101134413B1 KR 1020090097967 A KR1020090097967 A KR 1020090097967A KR 20090097967 A KR20090097967 A KR 20090097967A KR 101134413 B1 KR101134413 B1 KR 101134413B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
strain
sewage pipe
measuring
sewage
unit
Prior art date
Application number
KR1020090097967A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110040998A (ko
Inventor
최혁렬
노세곤
문형필
이정섭
이동혁
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020090097967A priority Critical patent/KR101134413B1/ko
Publication of KR20110040998A publication Critical patent/KR20110040998A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101134413B1 publication Critical patent/KR101134413B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00—Testing foundations or foundation structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
    • G01M5/005—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
    • G01M5/0058—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
    • G01N2021/889—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques providing a bare video image, i.e. without visual measurement aids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Sewage (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

하수관거 내에서 이동하면서 하수관거의 변형률을 측정하여 사용자에게 제공하는 장치가 제공된다. 본 발명은 하수관거의 변형률을 측정하기 위한 장치로, 다수의 거리 측정 센서를 이용하여 하수관거의 벽면까지의 거리를 측정하고 상기 측정된 하수관거의 벽면까지의 거리를 기초로 하수관거의 형상을 추정한 후, 원래의 형상과의 차이를 나타내는 변형률을 측정함으로써, 하수관거의 변형에 대한 정보를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
하수관거, 변형률, PSD, 센서, 원 추정, circle fitting

Description

하수관거 변형률 측정 장치 {AN APPARATUS FOR MEASURING DEFORMATION OF A SEWER PIPE}
본 발명은 하수관거의 변형률을 측정하여 사용자에게 제공하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 하수관거는 지반 아래에 매설되어 하수, 우수, 오수 및 폐수 등의 유체의 이송을 담당한다. 그런데, 하수간거의 설치 작업 중 작업의 불량, 지반의 침하 및 과도한 상부 하중 등으로 인하여 하수관거에 부하가 발생되는 경우가 있다. 특히 하수관거는 PE관, PVC 이중벽관 또는 유리섬유관과 같이 연성이 강한 종류의 관로가 사용되는 경우가 많기 때문에, 이러한 부하에 의하여 관경이 타원형으로 일그러지는 등의 변형이 발생할 수 있다.
이러한 변형이 지속되는 경우에 하수관거의 파손이 진행되게 되고, 파손된 부위에서 이송되는 유체가 누수되어 주변의 환경을 오염시키거나 지반을 침하시키는 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 이와 같은 하수관거의 정확한 변형 정도를 파악하고 관로의 상태를 지속적으로 점검하는 일이 매우 중요하다.
그런데, 기존의 하수관거 검사 및 평가 작업은 일반적으로 자주차량에 탑재 된 CCTV 카메라를 이용하여 사용자가 외부에서 하수관거의 상태를 육안으로 검사함으로써 이루어졌다. 이와 같은 육안 검사 작업은 하수관거의 변형률 정도 평가 등 각종 상태의 평가가 전적으로 검사를 수행하는 검사관의 주관적인 판단에 의해 이루어지므로, 객관적인 평가가 불가능하고 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, CCTV 카메라로 촬영된 영상을 출력하여 모눈종이나 격자 형태에 대입하여 형상을 파악하고 변형을 측정하는 방법도 사용되었으나, 촬영된 사진의 오차 발생 분을 제대로 커버할 수 없기 때문에 그 정확도가 떨어지며, 변형률을 수치로 나타내는 것이 어려워 변형이 기준치 이상으로 이루어진 것인지 판단하기가 어려웠고, 촬영 후 이를 인쇄하여 대입해 보아야 하기 때문에, 실시간으로 하수관거의 변형율을 파악하는 것이 불가능하였다.
이에, 하수관거 내를 이동하면서 하수관거의 변형률을 실시간으로 수치로 나타내어 사용자에게 제공함으로써, 사용자가 하수관거의 변형이 기준치 이상으로 이루어졌는지를 용이하게 판단할 수 있도록 하는 장치가 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하수관거의 변형률을 수치로 제공함으로써, 변형 정도를 용이하게 파악할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 적은 비용으로 하수관거의 변형률을 신속하게 파악할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 하수관을 매설한 후에도 언제든지 하수관거의 변형률을 측정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치는 하수관거 내를 이동하며 상기 하수관거의 변형률을 계산하기 위한 데이터를 측정하는 측정부 및 상기 측정부를 제어하며, 상기 측정부로부터 상기 데이터를 수신하여 상기 하수관거의 변형률을 계산하는 제어부를 포함하고, 상기 측정부는 하수관거 내에서 상기 측정부가 이동이 가능하도록 하는 이송부, 다수의 거리 측정 센서가 동일한 각도로 균일한 간격을 두고 부착되는 원통형 센서 마운트, 상기 원통형 센서 마운트를 상기 이송부에 연결시키며, 상기 원통형 센서 마운트의 높낮이 또는 각도를 조정할 수 있도록 하는 연결부 및 상기 각각의 거리 측정 센서에서 측정한 상기 각 센서로부터 하수관거의 벽면까지의 거리 정보를 상기 제어부로 전송하는 데이터 전송부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 각 센서로부터 하수관 벽면까지의 거리 정보를 수신하고, 이를 기초로 상기 하수관거 벽면의 형상을 나타내는 원을 추정하여 추정된 원을 기초로 하수관거의 변형률을 연산하는 변형률 연산 모듈 및 사용자로부터 제어 명령을 수신하여 상기 측정부의 움직임을 제어하는 움직임 제어 모듈을 포함한다.
이 때, 상기 변형률 연산 모듈은 상기 각 센서로부터 하수관거 벽면까지의 거리 정보를 이용하여, 상기 각 센서에서 측정되는 하수관거 벽면의 각 지점을 상기 하수관거의 단면상에서의 2차원 좌표로 나타내고, 상기 각 지점의 2차원 좌표를 기초로 상기 하수관거 벽면의 형상을 나타내는 원을 추정할 수 있다.
이 때, 상기 변형률 연산 모듈은 상기 각 지점의 2차원 좌표를 기초로 [식 1]의 원형 모델에서 L을 최소화하는 A, B 및 C의 값을 추정하여 하수관거 벽면의 형상을 나타내는 원을 추정할 수 있다. [식 1]
L = ∑ (Xi 2 + Yi 2 + 2AXi + 2BYi + C)2
여기에서, Xi, Yi는 각각 i번째 지점의 2차원 좌표의 X좌표값 및 Y좌표값을 나타낸다.
이 때, 상기 거리 측정 센서의 개수는 적어도 3개 이상이어야 한다.
또한, 상기 변형률 연산 모듈은 상기 추정된 원의 중심으로부터 상기 각 지점까지의 거리 값을 기초로 상기 하수관거의 변형률을 연산하는 것일 수 있다.
이 때, 상기 변형률 연산 모듈은 상기 추정된 원의 중심으로부터 상기 각 지점까지의 거리 값과 추정된 원의 반경의 차이값에 대한 제곱 값을 각각 구하고 각 각의 지점에 대응되는 상기 제곱 값을 합산하여 상기 하수관거의 변형률을 연산할 수 있다.
또한, 상기 거리 측정 센서는 광원 및 위치검출용 PSD 소자로 구성되고, 상기 광원에서 조사한 빛이 상기 하수관거의 벽면에서 반사되어 돌아오는 것을 PSD 소자에서 측정하여 상기 하수관거의 벽면까지의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 측정부는 상기 하수관거를 촬상하기 위한 카메라 및 보조 광원이 부착되어 있는 하수관거 촬상부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 하수관거 촬상부에서 촬상된 영상 데이터를 상기 사용자에게 제공하는 디스플레이 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 원통형 센서 마운트는 케이블이 통과할 수 있도록 중앙이 비어있는 원통형 형상을 하고, 상기 거리 측정 센서는 투명한 방수재로 싸여져 있도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하수관거의 변형률을 수치로 제공함으로써, 변형 정도를 용이하게 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 적은 비용으로 하수관거의 변형률을 신속하게 파악할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하수관을 매설한 후에도 언제든지 하수관거의 변형률을 측정할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하에서, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명에 따른 하수관거 변형률 측정 장치는 하수관거 내를 이동할 수 있도록 구성된 장치로, 하수관거 내를 자유롭게 이동할 수 있는 크기로 구성되며, 이동이 가능하도록 하기 위하여 다수의 바퀴 등의 구동장치가 존재할 수 있다. 또한, 하수, 우수, 오수 및 폐수 등이 존재하는 하수관거 내에서 전자장비를 이용하여 작업을 수행해야 하기 때문에 전자장비에 수분이 들어가지 않도록 방수 처리를 하여 구성할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치의 사시도 및 정면도이다.
도면에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치는 하수관거 내에서 전방 또는 후방으로 이동이 가능하도록 바퀴 등의 장치가 부착되어 있는 이송부의 상측에 하수관거의 벽면까지의 거리를 측정할 수 있는 다수의 거리 측정 센서가 부착되는 원통형의 센서 마운트가 부가되도록 구성될 수 있다.
상기 원통형 센서 마운트는 상기 하수관거 변형률 측정 장치가 위치하는 곳에서의 하수관거 벽면의 형태를 측정하기 위하여, 다수의 방향으로 하수관거 벽면까지의 거리를 측정할 수 있으며, 하부에 위치하는 상기 이송부에 의하여 측정이 방해 받지 않도록, 이송부의 전방 또는 후방으로 돌출되어 있는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하수관거 변형률 측정 장치는 하수관거 내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 하기 위하여 정면도 상에서 표시되는 크기가 하수관거의 관경 이내에 모두 들어갈 수 있도록 구성될 수 있으며, 하수관거 내에서 하수 등이 침투하여 거리 측정 센서 등의 전자 장비에 오류가 발생하지 않도록 하기 위하여, 전체 혹은 전자 장비 부분에 방수재를 부가함으로써, 수분의 침투를 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치의 내부 구성을 도시하는 도면이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치(201)는 하수관거의 변형률을 측정하기 위한 장치로, 측정부(210) 및 제어부(220)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 측정부(210)는 이송부(211), 원통형 센서 마운트(212), 연결부(213), 데이터 전송부(214) 및 하수관거 촬상부(215)를 포함하며, 상기 제어부(220)는 변형률 연산 모듈(221), 움직임 제어 모듈(222) 및 디스플레이 모듈(223)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 구성요소들은 소프트웨어, 하드웨어 또는 소프트웨어 및 하드웨어가 결합된 형태로 구현될 수 있으며, 서로 물리적 또는 논리적으로 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있도록 구성될 수 있다.
측정부(210)는 하수관거 내를 이동하며 상기 하수관거의 변형률을 계산하기 위한 데이터를 측정한다. 측정부는 하수관거 내를 이동할 수 있도록 하수관거의 관경 이내에 포함될 수 있는 크기로 구성될 수 있으며, 제어부(220)로부터의 제어 신호를 수신하여 이동 및 측정을 수행할 수 있다. 또한, 하수관거 내에서의 하수 등의 수분 침투를 방지하기 위하여 방수재로 측정부(210) 전체 또는 측정부(210)의 내부가 커버되도록 구성될 수 있다.
제어부(220)는 상기 측정부(210)를 제어하며, 상기 측정부(210)로부터 상기 데이터를 수신하여 상기 하수관거의 변형률을 계산한다. 상기 측정부(210)를 제어하기 위하여 제어부(220)는 사용자로부터 전 후진 등의 이동 명령 및 측정 명령 등의 제어 명령을 수신할 수 있고, 상기 제어 명령에 기초하여 제어 신호를 상기 측정부(210)로 전송하여 상기 측정부(210)를 제어할 수 있다.
상기 측정부(210) 및 제어부(220)는 하나의 물리적인 장치 내에 존재하도록 구성될 수도 있고, 각각 별개의 장치로 구성되고 서로 데이터를 주고 받을 수 있도록 연결이 설정되는 형태로 구성될 수도 있다. 상기 연결은 유선 또는 무선으로 설정이 가능하다. 상기 연결을 통하여 상기 제어부(220)는 상기 측정부(210)를 제어하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있고, 상기 측정부(210)는 하수관거 벽면의 형태를 계산하기 위한 측정 데이터를 상기 제어부(220)로 전송할 수 있다. 나아가서, 제어부(220)가 각각 측정부(210)를 제어하기 위한 장치 및 측정부(210)로부터 수신되는 데이터를 기초로 하수관거의 변형률을 계산하여 사용자에게 제공하기 위한 장치로 구분될 수도 있다. 이와 같이 하나의 장치 내에 측정부(210) 및 제어부(220)가 모두 포함되거나 각각 별도의 장치로 구성되어 서로 연결되도록 하는 등의 구성에 의해서는 본 발명이 제한되지 아니한다.
상술한 바와 같이 상기 측정부(210)는 이송부(211), 원통형 센서 마운트(212), 연결부(213), 데이터 전송부(214) 및 하수관거 촬상부(215)를 포함하여 구성될 수 있다.
이송부(211)는 하수관거 내에서 상기 측정부(210)가 이동이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 하수관거 변형률 측정 장치는 하수관거의 전반적인 형태를 파악할 수 있어야 한다. 따라서 상기 하수관거 변형률 측정 장치는 하수관거를 따라서 이동이 가능해야 하는데, 이를 위하여 이송부(211)는 하수관거 내에서 이동이 가능하도록 바퀴 등이 부착되어 있는 형태로 구성될 수 있다.
상기 이송부(211)는 기본적으로 상기 측정부(210)가 하수관거 내에서 이동이 가능하도록 하면 족하므로, 단순히 전진 진행만이 가능하도록 설정될 수도 있고, 보다 용이한 측정을 위하여 전진 및 후진이 가능하도록 설정하거나, 좌 우로 회전이 가능하도록 할 수도 있다. 또한, 제어부(220)의 제어에 따라 이동 속도가 달라지도록 구성될 수도 있다. 이와 같은 측정부(210)의 이동을 위하여, 이송부(211)는 복수 개의 바퀴가 부착될 수 있고, 궤도 형태로 이송을 위한 장치가 부착될 수도 있다. 특히, 하수 등의 수분이 존재하는 하수관거 내에서 이동이 용이하도록 하기 위하여 방수 처리를 하거나, 미끄럼을 방지하기 위한 별도의 장치가 부가될 수도 있다. 그러나, 본 발명은 이와 같은 형태에 의하여 제한되지는 아니하고, 다만 측정부가 하수관거 내에서 이동할 수 있도록 하면 족하다.
또한, 이송부(211)는 상기 제어부(220)로부터 수신되는 제어 신호를 기초로 상기 측정부(210)를 이동시켜야 한다. 따라서, 이송부(211)에는 상기 제어부(220) 로부터 제어 신호를 수신하기 위한 제어 신호 수신 모듈이 부가될 수 있다.
원통형 센서 마운트(212)는 다수의 거리 측정 센서가 동일한 각도로 균일한 간격을 두고 부착된다. 측정부(210)에서 하수관거의 변형률을 측정하기 위한 데이터를 수신하기 위해서는 하수관거의 상태를 나타낼 수 있는 정보를 수신해야 하는데, 본 발명에서는 측정부(210)를 중심으로 각 방향으로 하수관거의 면까지의 거리 정보를 기초로 하수관거의 벽면의 형태를 측정하도록 한다. 따라서 측정부(210)로부터 각 방향으로 하수관거의 벽면까지의 거리를 측정하기 위한 센서가 여러 방향으로 측정이 가능하도록 원통형 센서 마운트(212)에 부착되어 설치될 수 있다.
상기 원통형 센서 마운트(212)는 다수의 거리 측정 센서가 동시에 각 방향으로 하수관거 벽면까지의 거리를 측정할 수 있기 때문에, 하나의 센서가 이동하면서 각 방향의 거리를 측정하는 것과 비교하여 매우 빠르고 효과적으로 각 벽면까지의 거리를 측정할 수 있는 효과가 있으며, 더욱이 하나의 센서를 이동시키기 위한 센서 이송부를 요구하지 않으므로, 센서부 구조의 단순화를 통한 생산 원가 절감, 고장 발생률 감소, 정비 용이성 확보 등의 부가적인 장점을 가지게 된다. 상기 거리 측정 센서는 보다 효과적인 측정을 위하여 동일한 각도를 이루면서 배치될 수 있고, 센서의 개수, 즉 측정 방향이 많아질수록, 보다 정확하게 하수관거 벽면의 형태를 추정할 수 있다. 이 때, 하수관거 벽면의 형태의 측정이 가능한 최소한의 센서의 개수는 3개가 될 수 있으며, 이는 아래의 하수관거 벽면 형태를 추정하는 방법에서 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
원통형 센서 마운트(212)는 상술한 바와 같이, 하수관거의 하측 벽면까지의 거리의 측정도 가능하도록, 상기 이송부(211)의 전방 또는 후방으로 돌출되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 하수관거 내에서의 수분으로 인한 오류를 방지하기 위하여, 상기 원통형 센서 마운트(212)는 상기 거리 측정 센서를 보호하기 위한 방수재로 둘러싸여 있을 수 있다. 상기 방수재는 상기 센서의 특징에 따라서 달라질 수 있는데, 빛을 이용하여 거리를 측정하는 센서의 경우에는 빛을 투과시킬 수 있는 투명 아크릴 등의 소재가 이용될 수 있다. 또한, 상기 원통형 센서 마운트(212)는 각 센서로부터 수신되는 데이터가 전송될 수 있도록 하는 케이블이 통과할 수 있도록 중앙이 비어있는 도넛과 같은 원통형 형상을 가질 수 있다.
원통형 센서 마운트(212)에 부착되는 다수의 거리 측정 센서는 접촉하지 않고도 상기 각 거리 측정 센서로부터 하수관거 벽면까지의 거리를 측정할 수 있는 센서라면 어떤 형태로도 적용이 가능하다. 다만, 보다 빠르고 정확한 거리의 측정을 위하여 본 발명의 실시예에서는 광원 및 위치검출용 PSD(Position Senstive Detector) 소자를 이용하여 상기 거리 측정 센서를 구성할 수 있다. 상기 광원은 레이저다이오드 또는 LED의 레이저 광원으로 구성될 수 있다. 상기 광원에서 빛을 벽면으로 투사하면, 상기 벽면까지의 거리에 따라서, 상기 PSD 소자에 맺히는 상(phase)이 달라지게 되고, 이에 따른 전류 변화를 아날로그 값으로 취하여 거리를 측정함으로써, 빠르고 정확하게 하수관거 벽면까지의 거리를 측정하여 하수관거 벽면의 형태를 추정할 수 있다.
연결부(213)는 상기 원통형 센서 마운트(212)를 상기 이송부(211)에 연결시키며, 상기 원통형 센서 마운트(212)의 높낮이 또는 각도를 조정할 수 있도록 한다. 측정부(210)에서 보다 용이하게 하수관거의 벽면의 형상을 구하기 위한 데이터를 측정하기 위해서는 원하는 위치에서의 데이터 측정이 가능해야 한다. 이를 위하여 데이터를 측정하는 거리 측정 센서가 부착된 원통형 센서 마운트(212)가 상기 이송부(211) 위에서 보다 용이하게 움직일 수 있도록 하기 위하여, 연결부(213)는 상기 원통형 센서 마운트(212)의 높낮이 또는 각도를 조절할 수 있도록 한다. 상기 높낮이 또는 각도는 상기 제어부(220)의 제어 신호에 따라 조절될 수 있는데, 이를 이용하여 사용자가 원하는 바에 따라서 하수관거의 변형률을 측정할 수 있다.
데이터 전송부(214)는 상기 각각의 거리 측정 센서에서 측정한 상기 각 센서로부터 하수관거의 벽면까지의 거리 정보를 상기 제어부(220)로 전송한다. 제어부(220)는 상기 각 센서로부터 하수관거의 벽면까지의 거리 정보를 이용하여 상기 하수관거의 변형률을 계산하므로, 상기 정보가 상기 제어부(220)로 전송되는 것이 필요하다. 이 때, 상술한 바와 같이, 상기 측정부(210) 및 제어부(220)는 유선 또는 무선 등 다양한 형태로 연결이 설정되어 있을 수 있기 때문에, 데이터 전송부(214)는 상기 설정된 연결을 이용하여 상기 거리 정보를 전송할 수 있다.
데이터 전송부(214)에서는 상기 제어부(220)의 요청에 따라서 측정된 데이터를 전송하도록 할 수 있으며, 각 센서가 측정한 데이터를 데이터 전송부(214) 또는 별도의 임시 저장 장치 등에 저장해 두면, 모든 센서로부터의 데이터가 수신되면 자동적으로 제어부(220)로 데이터를 전송하도록 할 수도 있다. 또한 필요에 따라서는 각각의 센서 별로 측정 데이터를 전송하도록 할 수도 있으며, 데이터 전송부(214)는 상기 제어부(220)와의 연결을 유지하고 데이터를 전송하는 역할을 수행하기만 한다면, 어떤 형태로 데이터가 전송되는지에 의하여 제한되지는 아니한다.
하수관거 촬상부(215)는 상기 하수관거를 촬상하기 위한 카메라 및 보조 광원이 부착되어 있을 수 있다. 본 발명에 따른 하수관거 변형률 측정 장치(201)는 사람이 직접 들어갈 수 없는 하수관거 내를 이동하면서 하수관거의 변형률을 측정해야 하기 때문에, 사용자가 상기 하수관거 변형률 측정 장치(201)의 측정부(210)의 이동 및 측정 등을 제어하기 위해서는 상기 측정부(210)가 하수관거 내에서 어떤 상태인지를 확인할 수 있어야 한다. 따라서, 하수관거 촬상부(215)는 하수관거 내에서 상기 측정부(210)의 현재 상태를 확인할 수 있도록 하수관거를 촬상할 수 있도록 한다. 또한, 어두운 하수관거 내에서 촬상이 가능하도록 보조 광원이 부가될 수 있다.
하수관거 촬상부(215)에서 촬상한 영상 데이터는 상기 데이터 전송부(214)를 통하여 상기 제어부(220)로 전송될 수 있다. 상기 영상 데이터는 보다 빠른 전송을 위하여 디지털로 디코딩되어 전송되는 것도 가능하며, 이와 같은 디코딩 또는 전송 방법에 의하여 제한되는 것은 아니다.
또한 하수관거 촬상부(215)는 상기 측정부(210)에 고정된 형태로 부착되어 상기 측정부(210)의 전면의 영상을 사용자에게 제공하도록 구성될 수도 있고, 제어부(220)의 제어 신호에 따라 다양한 각도로 조절되어 상하좌우 등 다양한 방면의 영상을 사용자에게 제공하도록 할 수도 있다. 상기 하수관거 촬상부(215)로 인하여, 사용자는 하수관거의 변형률을 수치로 확인할 수 있을 뿐 아니라, 직접 육안으 로 확인하여 변형이 심한 부분의 문제를 직접 파악할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다. 상기 하수관거 촬상부(215) 또한 방수재로 마감되어 있는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 상기 제어부(220)는 변형률 연산 모듈(221), 움직임 제어 모듈(222) 및 디스플레이 모듈(223)을 포함하여 구성될 수 있다.
변형률 연산 모듈(221)은 상기 각 센서로부터 하수관 벽면까지의 거리 정보를 수신하고, 이를 기초로 상기 하수관거 벽면의 형상을 나타내는 원을 추정하여 추정된 원을 기초로 하수관거의 변형률을 연산한다. 하수관거는 기본적으로 원통의 형상을 하고 있기 때문에, 측정부가 위치하는 곳에서의 단면은 원형을 가지게 된다. 정상적인 하수관거의 경우 정확한 원의 형상을 가지게 되고, 외부 압력 등에 의하여 그 형상이 변형되는 경우 타원형 등과 같이 그 형상이 변형되게 된다. 따라서, 변형률 연산 모듈(221)은 상기 하수관거 벽면의 형상을 타원을 포함하는 원으로 추정하고, 추정된 원이 원래의 원에 비하여 얼마나 왜곡되어 있는지를 수치로 나타낸다.
변형률 연산 모듈(221)은 이와 같이 원을 추정하기 위하여, 각 센서로부터 하수관거 벽면까지의 거리 정보를 이용하여 각 센서에서 측정되는 하수관거 벽면의 각 지점을 하수관거의 단면상의 2차원 좌표로 나타내고, 상기 2차원 좌표값들을 기초로 상기 하수관거 벽면의 형상을 나타내는 원을 추정할 수 있다. 원의 형상을 추정하여 그 변형률을 측정하기 위해서는 원을 2차원 좌표 상에서 나타낼 수 있도록 추정해야 한다. 상기 거리 측정 센서에서 각 방향으로 하수관거 벽면까지의 거 리를 측정하면, 상기 측정의 대상이 되는 지점을 이은 하수관거의 단면상에 각 측정이 대상이 되는 지점이 존재하게 된다. 따라서 상기 각 지점의 좌표를 구하고, 그를 통하여 상기 단면이 나타내는 원의 형상을 추정하도록 할 수 있다.
변형률 연산 모듈(221)에서 상기 각 지점을 나타내는 2차원 좌표를 구하기 위해서는 각 센서가 측정하는 각도 및 각 센서에서 측정되는 거리 정보를 이용할 수 있다. 즉, 상기 거리 측정 센서가 존재하는 원통형 센서 마운트(212)의 위치를 2차원 좌표에서 기준으로 삼고, 좌표상에서 각 센서가 측정하는 방향의 각도로, 측정된 거리 만큼 떨어진 위치의 좌표를 구하여 그 좌표를 각 센서가 측정하는 각 지점의 좌표로 사용하도록 할 수 있다. 이와 같은 측정을 통하여 상기 거리 측정 개수만큼의 지점의 좌표가 구해질 수 있다.
상기 2차원상의 각 좌표가 구해지면, 각 좌표를 이용하여 원을 추정하는데, 이 때, 원을 추정하기 위한 방법으로 최소 제곱법(Least Square)이 이용될 수 있다. 상기 최소 제곱법은 최소 3개 이상의 좌표 점을 기초로 원을 추정하는 방법으로, 원의 중심 및 반경을 추정해 낼 수 있다. 최소 제곱법은 아래 [식 1]의 원형 모델에서 L을 최소화하는 A, B 및 C의 값을 추정함으로써 원을 추정하도록 한다.
[식 1]
L = ∑ (Xi 2 + Yi 2 + 2AXi + 2BYi + C)2
이 때, Xi, Yi는 각각 i번째 지점의 2차원 좌표의 X좌표값 및 Y좌표값이다. 이 때, 식에서 A, B 및 C의 세 가지 변수의 값을 추정해야 하기 때문에, 2차원 좌표 값은 최소한 3개가 필요하다. 따라서, 상기 거리 측정 센서도 최소한 3개 이상이 반드시 필요하다.
상기 [식 1]에서 A, B 및 C의 값을 추정하기 위해서는 먼저 상기 식의 L을 A, B 및 C 변수에 대하여 각각 미분을 하여 아래 [식 2]를 얻는다.
[식 2]
∂L / ∂A = 2 ∑ 2Xi (Xi 2 + Yi 2 + AXi + BYi + C) = 0
∂L / ∂B = 2 ∑ 2Yi (Xi 2 + Yi 2 + AXi + BYi + C) = 0
∂L / ∂C = 2 ∑ (Xi 2 + Yi 2 + AXi + BYi + C) = 0
상기 [식 2]로부터 A, B, C의 추정을 위하여 선형 방정식 유도를 위해 PX=Q의 형태의 메트릭스로 변환을 하면 아래의 [식 3]과 같이 된다.
[식 3]
Figure 112009063078108-pat00001
이 때, N은 2차원 좌표의 개수, 즉 측정부(210)에서의 거리 측정 센서의 개수가 된다.
상기와 같이 원의 식을 추정하여 A, B 및 C를 구하게 되면 상기 식을 이용하 여 추정된 원의 중심 및 반경을 구할 수 있게 된다. 본 실시예에서의 원의 중심(X0, Y0) 및 반경(R)은 아래와 같다.
Figure 112009063078108-pat00002
변형률 연산 모듈(221)은 상기 추정된 원의 중심으로부터 상기 각 지점을 나타내는 2차원 좌표까지의 거리 값을 계산하고, 이를 이용하여 변형률을 측정할 수 있다. 상기 각 지점의 2차원 좌표들은 원이 변형되지 않은 경우 상기 추정된 원의 원주 상에 존재하며, 원이 변형된 경우, 원주 밖에 존재하게 된다. 따라서, 각 지점까지의 거리가 추정된 원의 반경과 일치하게 되면 하수관거가 변형되지 않았음을 알 수 있고, 그 거리가 달라지는 정도를 이용하여 하수관거의 변형률을 파악할 수 있다. 상기 좌표의 거리 값을 구하는 것은 일반적은 2차원 좌표 상에서의 두 점의 거리를 구하는 방법을 이용하여 구할 수 있다.
변형률 연산 모듈(221)에서는 상기 변형률을 수치로 나타내기 위하여, 상기 추정된 원의 중심으로부터 상기 각 지점을 나타내는 2차원 좌표까지의 거리와 상기 추정된 원의 반경의 차이를 구하고, 상기 차이 값의 제곱 값을 모두 합산함으로써 상기 하수관거의 변형률을 연산할 수 있다. 상술한 바와 같이, 추정된 반경과 상기 추정된 원의 중심으로부터 상기 각 지점을 나타내는 2차원 좌표까지의 거리가 동일한 경우 원의 변형이 없는 것인데 이 경우 둘의 차이가 없기 때문에, 상기 제곱 값을 합산한 값이 0이 되어 변형이 없음을 나타낼 수 있고, 상기 거리의 차이가 존재하는 경우, 하수관거 형태가 타원형 등으로 찌그러진 형태일 가능성이 높고, 그 차이가 클수록 변형의 정도가 심한 것이기 때문에, 상기 제곱 값들의 합이 클수록 상기 하수관거의 변형이 크다는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 하수관거의 변형률을 수치로 나타낼 수 있도록 함으로써, 사용자가 보다 객관적으로 하수관거의 상태를 파악할 수 있다.
움직임 제어 모듈(222)은 사용자로부터 제어 명령을 수신하여 상기 측정부(210)의 움직임을 제어한다. 상술한 바와 같이 상기 측정부(210)는 제어부(220)의 제어에 의하여 이동 또는 측정 등의 동작을 수행하게 된다. 따라서, 움직임 제어 모듈(222)은 사용자로부터 이동 명령, 측정 명령 또는 촬상 명령 등의 제어 명령을 수신하고 이에 따라 제어 신호를 상기 측정부(210)에 전송하여 상기 측정부를 제어한다. 보다 원활한 제어를 위하여 상기 움직임 제어 모듈(222)은 상기 측정부(210)이 하수관거 내에서 어떤 위치 또는 어떤 상태로 존재하는지 등을 나타내는 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 측정부(210)의 상태를 확인하면서 측정부를 제어할 수 있다.
디스플레이 모듈(223)은 상기 하수관거 촬상부(215)에서 촬상된 영상 데이터를 상기 사용자에게 제공한다. 상기 하수관거 촬상부(215)에서 촬상된 하수관거 내의 영상은 사용자가 측정부(210)의 상태를 확인하거나, 측정된 하수관거의 형태를 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위하여 사용자에게 제공되어야 한다. 따라서 제어부(220)에는 상기 영상 정보를 상기 사용자에게 제공할 수 있도록 하는 디스플레이 모듈(223)이 제공될 수 있다. 상기 디스플레이 모듈(223)은 상기 디스플레이되는 화면을 제어하기 위하여 상기 하수관거 촬상부(215)가 촬상하는 위치 또는 영 상의 밝기 등을 조절하기 위한 신호를 상기 측정부(210)의 하수관거 촬상부(215)로 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치의 거리 측정 센서 및 센서 마운트의 구성을 도시하는 도면이다.
도면에서는 총 8개의 거리 측정 센서가 부착되어 있는 센서 마운트의 형상을 도시하고 있는 것으로, 도면에 도시한 바와 같이, 센서 마운트는 원통형으로 구성이 되며, 케이블이 중앙으로 통과할 수 있도록 중앙이 비어있는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 원통의 옆면을 따라서 동일한 각도를 이루면서 센서가 위치하기 때문에, 상기 원통이 위치하는 곳에서의 하수관거의 단면의 형상을 용이하게 추정할 수 있다.
또한, 상기 센서 마운트는 상기 거리 측정 센서에서 수분으로 인한 오류가 발생되지 않도록 하기 위하여 투명한 아크릴 커버 등의 방수재로 덮여 있도록 할 수 있다. 만일 상기 거리 측정 센서가 상술한 바와 같이 광원 및 PSD 소자를 이용하는 센서가 아닌 경우에는 다른 형태의 방수재가 사용될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치(201)에서 변형률을 평가하는 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
이미 상술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하수관거 변형률 측정 장치(201)는 먼저 각 거리 측정 센서를 이용하여 하수관거의 벽면까지의 거리 값을 측정하고(S501), 상기 측정한 거리 값을 2차원 좌표로 변환하며(S502), 상기 변환된 좌표를 기반으로 원을 추정하여 상기 추정된 원의 중심 및 반경을 추정하고(S503), 상기 추정된 원의 중심으로부터 상기 좌표상의 각 지점까지의 거리 및 상기 추정된 반경을 비교하여(S504), 상기 비교된 값을 이용하여 하수관거의 변형 정도를 측정한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치에서 변형률을 수치로 나타내는 방법을 도시하는 도면이다.
도면은 총 8개의 거리 측정 센서를 이용하여 하수관거의 형태를 측정하는 경우의 실시예를 도시한 것이다. 도면에서 P1 ? P8은 각각 거리 측정 센서에서 측정한 하수관거의 벽면의 각 지점을 나타내는 점이고, 실선은 상기 각 지점의 2차원 좌표를 이용하여 추정한 원의 형태이며, 점선은 실제 하수관거의 형태를 나타낸 것이다.
도면에 도시한 바와 같이, 8개의 거리 측정 센서를 이용하여 측정된 8개의 좌표를 이용하면 실선으로 나타내어 지는 원을 추정할 수 있다. 만일, 상기 거리 측정 센서에서 측정한 각 지점을 나타내는 좌표가 상기 추정된 원의 원주 상에 존재한다면, 실제 측정된 하수관거의 형태가 정상적인 원의 형태를 가지고 있는 것이므로, 하수관거의 변형률이 없다고 볼 수 있다. 그러나, 도면에서와 같이, 추정된 원주의 위에 존재하는 것이 아니라, 추정된 원의 내 외부에 각 점이 위치하게 된다면, 실제 하수관거의 형태는 추정된 것과 같은 정상적인 원이 아니라 점선으로 나타난 것과 같은 타원의 형태를 가지는 것이 된다.
따라서, 추정된 원의 반경(r)과 추정된 원의 중심으로부터 n번째 좌표 점까지의 거리(dn)의 차이 값은 하수관거의 변형된 상태를 나타낼 수 있다. 따라서 8 개의 점 모두에 대한 차이 값을 모두 반영하기 위하여, 추정된 원의 중심으로부터 8개의 각 지점까지의 거리(dn)와 원의 반경(r)의 차이 값의 제곱 값을 모두 더한 값으로 하수관거의 변형률을 나타낼 수 있으며, 이 값을 식으로 나타내면 아래 [식 4]와 같다.
[식 4]
Figure 112009063078108-pat00003
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치(201)를 이용하여 하수관거의 변형률을 측정하는 실험 화면을 도시하는 도면이다.
도면에서는 측정부(210)와 제어부(220)가 유선으로 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있도록 구성된 실시예에서 측정부(210)가 하수관거 내를 측정하는 경우를 도시하는 도면이다. 도면에서와 달리 측정부(210)와 제어부(220)가 무선으로 연결되거나, 제어부(220)가 측정부(210)와 동일한 장치에 포함되어, 상기 측정 결과를 저장하여 두었다가, 하수관거에서 나온 이후 사용자에게 종합적으로 제공하는 형태로 구성될 수도 있으며, 이와 같은 변형 이외에도 다양한 변형이 가능할 수 있다.
도면에서와 같이, 하수관거 변형률 측정 장치(201)의 측정부(210)는 하수관거 내를 이동하면서 하수관거의 각 지점에서의 변형률을 측정하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치(201)를 이용한 실험 결과를 도시하는 도면이다.
도면에서 (a)는 변형이 5%정도 이루어진 하수관거에서 하수관거 변형률 측정 장치(201)를 이용하여 변형률을 측정한 경우의 측정 결과를 도시한 것이다. 도면에서 점으로 나타난 부분은 측정된 각 지점의 좌표를 나타내는 것이고, 원형은 추정된 원의 형태를 나타낸다. 도면에서와 같이, 각 지점의 좌표가 추정된 원의 원주상에 거의 존재하기 때문에, 실제로 변형률이 28로 매우 낮게 측정되었다.
도면에서 (b)는 20%정도의 변형이 이루어진 하수관거에서 변형률을 측정한 경우의 측정 결과이다. (a)의 경우와 비교하여 보면, 각 지점의 좌표들이 추정된 원의 원주 상에 존재하지 않고, 원의 내 외부에 존재하며, 실제로는 타원과 같은 형상을 나타내고 있음을 알 수 있다. 이처럼 추정된 원과 상기 각 지점의 좌표들의 위치가 상이하게 차이나는 경우, 하수관거의 변형이 많이 이루어진 것을 확인할 수 있다. 이 경우의 변형률의 값은 427로 상기 도면 (a)에서의 측정값과 큰 차이를 보였다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 하수관거의 변형률을 사용자가 주관적으로 판단하는 것이 아니라, 수치로 객관적으로 파악할 수 있도록 함으로써, 보다 빠르고 용이하게 하수관거의 변형 상태를 확인할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해 져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치의 사시도 및 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치의 내부 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치의 거리 측정 센서 및 센서 마운트의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치에서 변형률을 평가하는 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치에서 변형률을 수치로 나타내는 방법을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치를 이용하여 하수관거의 변형률을 측정하는 실험 화면을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하수관거 변형률 측정 장치를 이용한 실험 결과를 도시하는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
201: 하수관거 변형률 측정 장치
210: 측정부
220: 제어부
211: 이송부
212: 원통형 센서 마운트
213: 연결부
214: 데이터 전송부
215: 하수관거 촬상부
221: 변형률 연산 모듈
222: 움직임 제어 모듈
223: 디스플레이 모듈

Claims (9)

  1. 하수관거 내를 이동하며 상기 하수관거의 변형률을 계산하기 위한 데이터를 측정하는 측정부; 및
    상기 측정부를 제어하며, 상기 측정부로부터 상기 데이터를 수신하여 상기 하수관거의 변형률을 계산하는 제어부를 포함하고,
    상기 측정부는
    하수관거 내에서 상기 측정부가 이동이 가능하도록 하는 이송부;
    다수의 거리 측정 센서가 동일한 각도로 균일한 간격을 두고 부착되는 원통형 센서 마운트;
    상기 원통형 센서 마운트를 상기 이송부에 연결시키며, 상기 원통형 센서 마운트의 높낮이 또는 각도를 조정할 수 있도록 하는 연결부; 및
    상기 각각의 거리 측정 센서에서 측정한 상기 각 센서로부터 하수관거의 벽면까지의 거리 정보를 상기 제어부로 전송하는 데이터 전송부를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 각 센서로부터 하수관 벽면까지의 거리 정보를 수신하고, 이를 기초로 상기 하수관거 벽면의 형상을 나타내는 원을 추정하여 추정된 원을 기초로 하수관거의 변형률을 연산하는 변형률 연산 모듈; 및
    사용자로부터 제어 명령을 수신하여 상기 측정부의 움직임을 제어하는 움직임 제어 모듈을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 하수관거 변형률 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변형률 연산 모듈은
    상기 각 센서로부터 하수관거 벽면까지의 거리 정보를 이용하여, 상기 각 센서에서 측정되는 하수관거 벽면의 각 지점을 상기 하수관거의 단면상에서의 2차원 좌표로 나타내고,
    상기 각 지점의 2차원 좌표를 기초로 상기 하수관거 벽면의 형상을 나타내는 원을 추정하는 것
    을 특징으로 하는 하수관거 변형률 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변형률 연산 모듈은
    상기 각 지점의 2차원 좌표를 기초로 [식 1]의 원형 모델에서 L을 최소화하는 A, B 및 C의 값을 추정하여 하수관거 벽면의 형상을 나타내는 원을 추정하는 것
    을 특징으로 하는 하수관거 변형률 측정 장치.
    [식 1]
    L = ∑ (Xi 2 + Yi 2 + 2AXi + 2BYi + C)2
    이 때, Xi, Yi는 각각 i번째 지점의 2차원 좌표의 X좌표값 및 Y좌표값이다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 거리 측정 센서의 개수는 적어도 3개 이상인 것
    을 특징으로 하는 하수관거 변형률 측정 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 변형률 연산 모듈은
    상기 추정된 원의 중심으로부터 상기 각 지점까지의 거리 값을 기초로 상기 하수관거의 변형률을 연산하는 것
    을 특징으로 하는 하수관거 변형률 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 변형률 연산 모듈은
    상기 추정된 원의 중심으로부터 상기 각 지점까지의 거리 값과 상기 추정된 원의 반경의 차이값에 대한 제곱 값을 각각 구하고 각각의 지점에 대응되는 상기 제곱 값을 합산하여 상기 하수관거의 변형률을 연산하는 것
    을 특징으로 하는 하수관거 변형률 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 거리 측정 센서는
    광원 및 위치검출용 PSD 소자로 구성되고,
    상기 광원에서 조사한 빛이 상기 하수관거의 벽면에서 반사되어 돌아오는 것을 PSD 소자에서 측정하여 상기 하수관거의 벽면까지의 거리를 측정하는 것
    을 특징으로 하는 하수관거 변형률 측정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는
    상기 하수관거를 촬상하기 위한 카메라 및 보조 광원이 부착되어 있는 하수관거 촬상부를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 하수관거 촬상부에서 촬상된 영상 데이터를 상기 사용자에게 제공하는 디스플레이 모듈을 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 하수관거 변형률 측정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 원통형 센서 마운트는 케이블이 통과할 수 있도록 중앙이 비어있는 원통형 형상을 하고,
    상기 거리 측정 센서는 투명한 방수재로 싸여있는 것
    을 특징으로 하는 하수관거 변형률 측정 장치.
KR1020090097967A 2009-10-15 2009-10-15 하수관거 변형률 측정 장치 KR101134413B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090097967A KR101134413B1 (ko) 2009-10-15 2009-10-15 하수관거 변형률 측정 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090097967A KR101134413B1 (ko) 2009-10-15 2009-10-15 하수관거 변형률 측정 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110040998A KR20110040998A (ko) 2011-04-21
KR101134413B1 true KR101134413B1 (ko) 2012-07-09

Family

ID=44047040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090097967A KR101134413B1 (ko) 2009-10-15 2009-10-15 하수관거 변형률 측정 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101134413B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101400000B1 (ko) * 2012-06-29 2014-05-30 삼성중공업 주식회사 좌굴검출장치
KR101402810B1 (ko) * 2012-09-17 2014-06-03 한국전력공사 관로 내 케이블의 변형률을 산출하는 장치 및 그 방법
KR101700617B1 (ko) * 2016-05-25 2017-02-03 (주)리콘 근전도 센서를 이용한 지하송전선 관로의 원격 검사장치 및 그 제어방법
CN113884049A (zh) * 2021-10-08 2022-01-04 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种使用全站仪测量起重机水平弯曲的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100530858B1 (ko) 2003-06-27 2005-11-28 이철민 관로 탐사장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100530858B1 (ko) 2003-06-27 2005-11-28 이철민 관로 탐사장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110040998A (ko) 2011-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100850307B1 (ko) 하수관거 유지관리 모니터링 시스템
CA2561923A1 (en) Measuring apparatus and method in a distribution system
KR101134413B1 (ko) 하수관거 변형률 측정 장치
US20180036890A1 (en) Autonomous inspection system
JP2015197344A (ja) 構造物変位の常時監視方法及びその装置
US20130082866A1 (en) Sensor Fusion Framework Using Multiple Sensors to Assess Buried Structures
JP2007263926A5 (ko)
KR101604050B1 (ko) 도로터널 점검 장치
CN103940344B (zh) 一种高精度远程位移传感器
US8204275B2 (en) Optical positioning apparatus and positioning method thereof
CN112212935A (zh) 基于数字图像处理的水体水位测量方法
KR20150035359A (ko) 부유식교량 설치시스템
KR20100026004A (ko) 구조물의 절대변위측정 시스템
CN102997845A (zh) 货车车厢体积测量系统的校准方法
JP5565576B2 (ja) ダム堤体の変位測定装置および変位測定方法
JP5901051B2 (ja) 変位検出警報システム
KR101955213B1 (ko) 초음파 센서 및 영상 분석 겸용 수위 계측기
KR101428699B1 (ko) 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법
KR102240507B1 (ko) 맨홀 내부 조사 장치 및 이를 이용한 맨홀 조사 방법
KR100913165B1 (ko) 이동체의 위치 검출 장치 및 방법
KR101550855B1 (ko) 자기마커를 이용한 해저케이블 관리 시스템 및 그 방법
JP3819289B2 (ja) 監視装置
JP3723156B2 (ja) 河川観測装置及びこれを用いた河川管理システム
CN107367345B (zh) 一种检测输电线路应力状态的系统
KR100623416B1 (ko) 연성관의 변형량 측정장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160328

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee