KR101224619B1

KR101224619B1 - 지표면의 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인 시스템

Info

Publication number: KR101224619B1
Application number: KR1020120124071A
Authority: KR
Inventors: 최영수
Original assignee: (주)지에스엠솔루션
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2013-01-22

Abstract

본 발명은 지표면의 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인 시스템에 관한 것이다.
본 발명 기준점의 위치확인용 수준측량 확인 시스템의 구성에 따르면, 변화가 있는 지역에 대한 지형 및 지상구조물의 변화를 지상에서 실시간으로 측정해서 수치지도 등의 갱신에 반영할 수 있고, 특히 지상구조물에 기준점을 설치할 때 정확하게 수평상태를 유지하도록 하여 측정오차를 최소화시켜 보다 정확한 수치지도를 제작할 수 있게 된다.

Description

지표면의 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인 시스템{GEODETIC SURVEY INFORMATION CONFIRMING SYSTEM WITH MEASUREMENT SURVEY DISTANCE OF BETWEEN GROUND SURFACE AND TOPOGRAPHY}

본 발명은 지표면의 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변화가 있는 지역에 대한 지형 및 지상구조물의 변화를 지상에서 실시간으로 측정해서 수치지도 등의 갱신에 반영할 수 있고, 특히 지상구조물에 기준점을 설치할 때 정확하게 수평상태를 유지하도록 하여 측정오차를 최소화시킨 지표면의 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인 시스템에 관한 것이다.

수치지도 등을 제작할 때는 임의로 지정된 측량지점의 기준점을 기준으로 다양한 시설물의 좌표를 산출하며 이를 바탕으로 데이터화하는 것이 일반적이다.

이러한 수치지도는 실사 이미지인 항공 또는 위성 촬영이미지(이하, '항공촬영이미지')를 기반으로 제작되므로, 토지의 소재(所在), 지번(地番), 지목(地目), 경계(境界) 등을 정확히 표시해야 하는 지적도 등의 배경은 물론 안내 지도, 정보 지도 및 각종 지도의 배경이미지로 널리 활용된다.

이 경우 기준점이 잘못 설정되면, 수치지도 전체의 데이터에 오류가 발생될 수 있으므로 수치지도의 제작시 기준점으로 선정된 지점의 위치를 실측하여 오차가 있을 때 신속하게 오차를 보정할 수 있도록 하는 계측시스템이 필요하게 되었다.

이에 더하여 정부의 국토개발 사업과, 민간업체 등의 건축사업 등은 실제 지형의 빈번한 변화를 가져오고 이러한 변화는 상기 실제 지형 대비 기존 수치지도의 오차를 야기해 해당 수치지도의 주기적인 갱신 및 수정을 요구하였다.

그런데, 수치지도의 배경이 되는 항공촬영이미지를 수집하기 위해서는 고가의 항공촬영이 반드시 요구되었고, 항공촬영 이후에는 촬영된 항공촬영이미지를 국가정보원 등의 국가기관에 일일이 검수를 받아야하는 등, 비용적으로나 절차적으로 부담스러운 작업을 반드시 거쳐야 하는 곤란함이 있었다.

한편, 고층건물이 밀집된 도심지의 경우엔 해상도가 높은 카메라로 지상을 촬영하더라도 번잡한 지상 모습과 카메라 렌즈의 곡률 및 촬영 각도 등의 광학적 한계로 인해서 완벽한 평면 모습이 촬영될 수 없다. 즉, 촬영 이후에는 왜곡된 항공촬영이미지의 편집이 불가피하고, 이 작업 역시 적지 않은 시간이 요구되었다.

결국, 항공촬영을 이용한 수치지도 등의 수정 갱신은 수치지도의 사실감 있는 배경을 제공한다는 장점만 있을 뿐, 효율성과 정확성에 있어선 절대로 유리한 것이 아니었고, 이러한 문제를 해소하면서 보다 정밀하고 정확한 수치지도를 제작할 수 있는 정보 수집 및 측지측량 기술이 요구되었다.

이를 개선하기 위한 종래기술로 등록특허 제1115602호(2012.02.06.)"3차원 기준점이 위치한 지상구조물의 위치 확인용 수준측량 확인시스템"이 개시된 바 있다.

종래기술에 의한 등록특허에서 제1,2쿠션에 형성된 다수의 단순 홈 만으로는 흡착력을 기대할 수 없어 흡착력이 떨어지고, 특히 철판 등의 경우는 물론 부착면이 균일하지 못할 경우 쉽게 탈거되는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 변화가 있는 지역에 대한 지형 및 지상구조물의 변화를 지상에서 실시간으로 측정해서 수치지도 등의 갱신에 반영할 수 있으면서 설치 위치에 안정적이고 정확하게 부착될 수 있도록 개량된 지표면의 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 동작신호를 수신해서 일정 세기의 교차로 출력신호와 교차로 식별코드를 일정주기로 출력하되, 상기 교차로 식별코드는 교차로 발신노드(300)임을 안내하기 위한 식별번호와, 교차로(C)의 위치를 안내하기 위한 지정번호와, 해당 교차로(C)의 배치 위치를 안내하기 위한 구분번호로 구성된 통신모듈(310); 통신모듈(310)의 구동을 위해 전력을 공급하는 배터리(320);로 구성되어서, 교차로(C)의 코너에 각각 설치되는 다수 개의 교차로 발신노드(300): 안테나(211)를 통해 동작신호를 수신해서 일정 세기의 지상구조물 출력신호와 지상구조물 식별코드를 안테나(211)를 통해 일정주기로 출력하되, 상기 지상구조물 식별코드는 지상구조물 발신노드(200)임을 안내하기 위한 식별번호와, 지상구조물(B)의 위치를 안내하기 위한 지정번호와, 해당 지상구조물(B)의 배치 위치를 안내하기 위한 구분번호로 구성된 통신모듈(210); 통신모듈(210)의 구동을 위해 전력을 공급하는 배터리(220); 중공을 갖는 판 형상으로 되고 통신모듈(210)과 배터리(220)가 상기 중공에 각각 삽입돼 수용되며 외면에는 각각 고정쇠(231b, 232b)가 형성된 제1,2패널(231, 232)과, 제1,2패널(231, 232)을 접철 가능하게 연결하고 안테나(211)를 수용할 수 있도록 관 형상의 힌지축(233a)을 갖는 힌지(233)와, 제1,2패널(231, 232)이 힌지(233)를 중심으로 접힐 경우 서로 접하면서 가압할 수 있도록 제1,2패널(231, 232)의 일면에 각각 배치되는 한 쌍의 압전소자(234, 234')로 된 하우징(230); 지상구조물(B)과 마주하는 제1,2패널(231, 232)의 외면에 각각 배치되고, 지상구조물(B)과 접하는 면은 지상구조물(B)에 흡착되도록 다수의 홈(241)이 형성된 탄성 및 가요성 재질의 제1,2쿠션(240, 240'); 제1,2패널(231, 232)이 서로 접힌 상태를 유지하도록 하우징(230)을 감싸며 탄발 지지하는 'U'형상의 탄발프레임(250, 250'); 하우징(230)의 양단에 각각 고정되는 브래킷(261, 261')과, 브래킷(261, 261')의 종축으로 회전가능하게 고정되는 다각기둥 형상을 이루고 외면이 점성 재질로 된 롤러(262, 262')와, 롤러(262, 262')를 일방향으로 회전시키는 태엽스프링(263, 263')으로 된 제1,2지지체(260, 260'); 가스를 충진하고 압전소자(234, 234')가 생성한 전기를 감지해서 자동 개구되는 개폐밸브(271a)를 갖춘 가스통(271)과, 가스통(271)으로부터 배출된 상기 가스가 이동할 수 있도록 가스통(271)과 연통하고 제1,2패널(231, 232)에 각각 설치되는 배관(272)과, 개폐밸브(271a)의 개폐 여부에 상관없이 가스통(271)으로부터 배출된 상기 가스가 배관(272)을 따라 이동하지 못하도록 배관(272)에 설치되는 차단밸브(273)와, 배관(272)의 말단에 연통하도록 설치되어서 배관(272)을 따라 흐르는 상기 가스에 의해 팽창하는 풍선(274)으로 된 충격보호대(270); 하우징(230)의 하단에 설치되고, 현재 고도를 계측해 수준정보를 생성시키는 고도계(280); 고도계(280) 저면에 배치된 축대(291a)에 회전축(291b)이 회전가능하게 맞물리면서 고정되며 태엽스프링에 의해 일방향으로 지지되되 회전축(291b)에는 타격편(291c)이 돌출 형성된 회전차(291)와, 회전차(291)에 권취되는 줄(292)과, 줄(292)의 말단에 고정되는 무게추(293)와, 회전축(291b)이 줄(292)의 권출 방향으로 회전시 타격편(291c)의 타격을 받아 감지신호를 생성하는 제1압력센서(294)와, 회전축(291b)이 줄(292)의 권취방향으로 회전시 타격편(291c)의 타격을 받아 감지신호를 생성하는 제2압력센서(295)와, 제1압력센서(294)의 감지신호는 가감하고 제2압력센서(295)의 감지신호는 차감해서 최종 카운트 수에 상응하는 높이값을 확인하고 고도계(280)의 상기 수준정보에서 상기 높이값을 차감해서 보정된 수준정보를 연산하며 상기 보정된 수준정보가 상기 출력신호에 포함되도록 통신모듈(210)에 전달하는 연산모듈(296)과, '0'으로 초기화설정이 가능한 7세그먼트 방식의 숫자를 출력하되 제1압력센서(294)의 감지신호 수신시 '1'씩 가산출력하고 제2압력센서(295)의 감지신호 수신시 '1'씩 감산출력하는 출력모듈(297)로 된 보정계(290);로 구성되어서, 지상구조물(B)의 외면 모서리에 각각 설치되는 다수 개의 지상구조물발신노드(200, 200'): 인공위성(A)과 통신하면서 위치를 확인하는 지피에스(110); 상기 동작신호를 일정주기로 무작위 발신하는 발신모듈(130); 교차로 발신노드(300)의 교차로 식별코드 및 교차로 출력신호와, 지상구조물 발신노드(200)의 지상구조물 식별코드 및 지상구조물 출력신호를 각각 수신하고, 상기 교차로 출력신호와 지상구조물 출력신호로부터 RSSI 및 상기 보정된 수준정보를 확인하는 수신모듈(140);로 구성되어서, 수집차량(V)에 설치되는 측량장치(100): 서로 이웃하는 지상구조물 발신노드(200, 200') 중 하나에 설치되되, 제1,2패널(231, 232)에 형성된 고정쇠(231b, 232b)에 삽탈 가능하게 삽입되며, 수평하게 레이저광을 조사하는 레이저(400), 및 상기 서로 이웃하는 지상구조물 발신노드(200, 200') 중 남은 하나에 설치되고, 제1,2패널(231, 232)에 형성된 고정쇠(231b, 232b)에 삽탈 가능하게 삽입되며, 상기 레이저광을 수광하는 곡면형태의 수광센서(510)와, 수광센서(510)의 수광시 발광하는 발광램프(520)를 갖춘 수광기(500):로 이루어지고, 상기 제1,2쿠션(240,240')의 홈(241) 반대면에는 영구자석(820)이 접착제(860)를 통해 접착고정되며; 상기 홈(241)의 중심과 상기 영구자석(820)은 서로 관통되어 연통구멍(830)이 형성되고; 상기 홈(241)의 내주면에는 실리콘코팅면(840)이 형성되며; 상기 영구자석(820)의 배면에는 상기 연통구멍(830)을 통과한 실리콘 수지가 쐐기 형태로 고착되어 영구자석(820)과 제1,2쿠션(240,240')을 각각 결속시키는 실리콘앵커(850)가 형성되고; 상기 제1,2패널(231,232)은 밀폐된 내부 중공체로 이루어지되, 상기 영구자석(820)이 고정된 상태로 연통구멍(830)과 되게 구멍이 형성되어 상기 홈(241)과 연통되게 구성되고; 상기 제1,2패널(231,232)의 밀폐된 상단에는 공기배출구멍(800)이 형성되되, 상기 공기배출구멍(800)에는 체크밸브(810)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 지표면의 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 흡착력이 증대되어 비균일 표면에서도 안정적인 부착성을 얻을 수 있으며, 건물 또는 다리 등과 같은 지상구조물에 설치된 발신노드의 위치신호를 감지해서 상기 지상구조물의 형상을 확인하고, 이를 평면이미지로 도화해서 수치지도의 배경이미지로 생성시킬 수 있도록 함으로써, 항공촬영이미지를 활용하지 않아도 정확하면서도 구체적인 수치지도를 수정 갱신할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발신노드가 설치된 지상구조물 근방을 통행하는 수집차량의 주행모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 수준측량 확인시스템의 모습을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 도화모듈이 도화이미지를 도화하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 발신노드의 모습을 분해 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 발신노드에 탄발프레임이 설치되는 모습을 도시한 평면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 발신노드의 설치모습을 도시한 평면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 발신노드의 모습을 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 충격보호대의 동작모습을 도시한 평면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 수준측량 확인시스템에 의해 제작된 수치지도에 촬영이미지가 출력된 모습을 보인 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 고도계 및 보정계의 모습을 도시한 사시도이고,
도 11은 상기 보정계의 회전축을 중심으로 타격편이 제1,2압력센서를 타격하는 모습을 개략적으로 도시한 연산모듈에 대한 측단면도이고,
도 12는 본 발명에 따른 지상구조물 발신노드에 구성된 고도계 및 보정계의 구성을 도시한 블록도이고,
도 13은 본 발명에 따른 지상구조물 발신노드의 설치모습을 도시한 평면도이고,
도 14는 본 발명에 따라 개선된 제1,2쿠션의 설치예를 보인 부분 확대 요부 단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 후술되는 선등록특허 제1115602호를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제1115602호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제1115602호에 개시된 구성들 중 제1,2쿠션 설치시 설치면과 상관없이 항상 균일하고 안정적인 부착상태를 유지하도록 개선한 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제1115602호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수준측량 확인시스템은 수집차량(V)에 설치되는 측량장치(100)와, 지상구조물(B)의 외벽에 설치되는 지상구조물 발신노드(200a 내지 200d, 이하 '200')와, 교차로(C)의 코너에 설치되는 교차로 발신노드(300a 내지 300d, 이하 '300')와, 레이저(400)와, 수광기(500)로 구성된다.

수집차량(V)은 도심지의 도로를 주행할 수 있는 통상적인 차량으로서, 측량장치(100)를 운반할 수 있는 출력을 가지면서 상기 도로에서의 원활한 주행에 문제가 없는 차량이라면 무엇이든지 그 적용이 가능할 것이다.

측량장치(100)는 인공위성(A)과 통신하면서 현재 위치를 확인하는 지피에스(110)와, 발신노드(200, 300)의 위치를 확인하고 이를 통해 지상구조물 및 교차로의 위치와 형상 등을 파악해 도화하는 도화모듈(120)과, 수집차량(V)을 중심으로 일정 반경 내의 발신노드(200, 300)가 동작하도록 동작신호를 발신하는 발신모듈(130)과, 발신노드(200, 300)로부터 RSSI(Received signal strength indication) 신호와 식별코드와 수준정보를 수신하되 상기 수준정보는 발신노드(200, 300)가 설치된 지상구조물의 설치 고도에 대한 정보를 포함하는 수신모듈(140)과, 상기 RSSI신호와 식별코드 및 수준정보는 물론 도화모듈(120)이 도화한 도화이미지를 저장하는 메모리(150)와, 지상구조물(B) 및/또는 교차로(C) 등을 촬영하고 해당 지상구조물(B) 및 교차로(C)와 링크되도록 해당 촬영이미지를 메모리(150)에 저장하는 카메라(160)로 구성된다. 여기서, 도화모듈(120)은 지상구조물(B)과 교차로(C)의 도화를 개별적으로 완성하면 해당 지상구조물(B) 및 교차로(C)를 개별적으로 식별할 수 있도록 코드를 설정하고, 카메라(160)에 의해 촬영이미지가 생성되면 해당 코드별로 상기 촬영이미지를 링크해서, 도 9(본 발명에 따른 수준측량 확인시스템에 의해 제작된 수치지도에 촬영이미지가 출력된 모습을 보인 도면)에 도시한 바와 같이 수치지도에 출력된 지상구조물(B) 또는 교차로(C) 중 하나를 선택하면, 해당 지상구조물(B) 또는 교차로(C)에 링크된 촬영이미지(I)가 메모리(150)에서 검색돼 출력될 수 있도록 한다. 결국, 본 발명에 따른 측량장치(100)는 지상구조물에 대한 수평 위치정보와 고도 위치정보를 실시간으로 수집해서 지형에 대한 3차원 측지측량을 신속하면서도 정확히 수행할 수 있고, 이를 통해 보다 정밀한 수치지도 제작을 위한 기초를 마련할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수준측량 확인시스템에 구성된 지상구조물 발신노드(200)를 활용해서 특정 지상구조물의 GPS 수평좌표 및 수준측량을 통해 3차원 수치좌표를 정확히 측정할 수 있고, 이를 통해 상기 지상구조물을 기준점으로 활용할 수 있도록 하므로, 사용자가 시각적으로 정확히 기준점을 인지해 활용할 수 있는 효과가 있다.

발신노드(200, 300)는 발신모듈(130)의 동작신호에 반응해서 자신의 식별코드와 일정한 출력신호를 송출하는 통신모듈(210)과, 통신모듈(210)의 동작을 위한 전력을 제공하는 배터리(220)로 구성된다. 한편, 지상구조물 발신노드(200)는 통신모듈(210) 및 배터리(220)와 더불어, 통신모듈(210)과 배터리(220)를 탑재하는 하우징(230;도 3 참조)과, 지상구조물(B)의 외벽에 밀착돼 고정되면서 상기 외벽의 형상에 따라 성형되는 제1,2쿠션(240,240'; 도 3 참조)과, 접철식 하우징(230)을 탄발 지지하는 탄발프레임(250, 250')과, 하우징(230)의 양단에 각각 배치되고 지상구조물(B)의 외벽에 밀착되어 지상구조물 발신노드(200)가 지상구조물(B)의 코너에 밀착되도록 지지하는 제1,2지지체(260, 260')와, 현재 고도를 계측하는 고도계(280)와, 고도계(280)가 지상으로부터 이격된 높이를 확인해서 고도계(280)가 계측한 고도를 보정하는 보정계(290)로 구성된다.

측량장치(100)는 이동가능한 수집차량(V)에 설치되어서 발신노드(200, 300)가 송출하는 해당 식별코드와 출력신호를 수신해 수집한다. 이를 위한 지피에스(110)는 인공위성(A)과 통신하면서 측량장치(100)의 절대적인 현재 위치를 확인한다. 인공위성(A)과 지피에스(110) 간 통신에 의한 현 위치 확인 기술은 공지,공용의 기술로서, 여기서는 현 위치 확인을 위해 필요한 장치와 적용기술 및 확인 방법에 관한 구체적인 설명은 생략한다.

발신모듈(130)은 평상시 OFF 상태를 유지하는 발신노드(200, 300)를 ON시켜서 상기 식별코드 및 출력신호를 송출할 수 있도록 해당 동작신호를 출력하는 것으로서, 발신노드(200, 300)의 통신모듈(210, 310)이 수신해 인지할 수 있는 주파수대의 RF신호가 적용될 수 있다. 상기 동작신호는 발신노드(200, 300)와 약속된 고유 주파수대를 가지며, 발신모듈(130)에 의해 일정주기로 발신이 이루어질 수 있다. 상기 동작신호는 복잡한 도심지에서 최소한의 간섭으로 원거리 송출이 효과적으로 이루어져야 하므로, 송신주파수 대역은 낮은 것이 바람직할 것이다.

수신모듈(140)은 발신노드(200, 300)로부터 송출된 식별코드 및 출력신호를 수신해서 식별코드와 출력신호를 확인하고, 확인된 식별코드 및 출력신호를 데이터화해서 도화모듈(120)로 전송한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 발신노드(200, 300)로부터 송출된 무선신호를 분석해서 식별코드 및 출력신호를 확인하고, 특히 출력신호는 그 세기인 RSSI와 수준정보를 각각 검출한다. 발신노드(200, 300)에서 최초 발신되는 출력신호는 그 세기가 모두 일정하므로, 수신된 출력신호의 RSSI 확인을 통해 발신노드(200, 300)와 측량장치(100) 간의 거리를 연산할 수 있다. 이에 대한 거리 연산 및 위치 확인은 도화모듈(120)이 수행하는데, 이에 대한 설명은 도화모듈(120)을 설명하면서 상세히 한다.

참고로, RSSI(Received Signal Strength Indication; 수신 신호강도 표시)란, 수신기의 측정회로로 인해 생성된 수신기 입력에서의 평균 신호강도 지수를 의미하는 것으로서, 통상적으로 수신기와 발신기 간의 거리를 확인하는데 활용된다.

한편, 수준정보는 앞서 언급한 바와 같이 발신노드(200, 300)가 위치한 지점의 고도에 대한 정보를 포함하는 것으로서, 본 발명에 따른 실시 예에서는 지상구조물 발신노드(200)에 설치된 고도계(280) 및 보정계(290)로부터 전송되는 것으로 한다.

도화모듈(120)은 수신모듈(140)로부터 전송된 식별코드 및 출력신호에 따라 수집차량(V)이 현재 주행하고 있는 주변 지형을 도화하는 것으로서, 도면을 참조해 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 도화모듈이 도화이미지를 도화하는 모습을 개략적으로 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 수집차량(V)은 도심지의 도로를 따라 이동하고, 측량장치(100)의 지피에스(110)는 인공위성(A)과 통신하면서 현재의 절대 위치를 실시간으로 확인한다. 한편, 발신모듈(130)은 일정주기로 동작신호를 발신한다.

수집차량(V)에 인접한 발신노드(200, 300)의 통신모듈(210)은 상기 동작신호를 수신하고, 이에 대응해서 자신의 식별코드 및 출력신호를 송출한다. 여기서, 상기 출력신호는 앞서 언급한 바와 같이 모든 발신노드(200, 300)가 약속된 일정 세기를 갖는다.

한편, 상기 식별코드는 발신노드(200, 300) 별로 고유한 코드를 가지며, 동일 지상구조물(B) 및 교차로(C)에 설치되는 한 세트의 경우에는 이를 구분하기 위한 코드 구조를 갖는다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 식별코드는 그 형식이 "B-012042-1" 또는 "C-002457-3" 등으로 이루어질 수 있다. 여기서, "B" 또는 "C"는 지상구조물 발신노드(200)의 식별코드인지, 교차로 발신노드(300)의 식별코드인지를 확인하기 위한 식별번호이고, "012042" 또는 "002457"은 해당 지상구조물(B) 또는 교차로(C)의 지정번호이며, "1" 또는 "3"은 해당 지상구조물(B) 또는 교차로(C)에 설치된 몇 번째 발신노드(200, 300) 인지를 구분하기 위한 구분번호이다.

한편, 지상구조물(B) 또는 교차로(C)에 설치되는 발신노드(200, 300)는 다수 개인데, 발신노드(200, 300)는 구분번호에 따라 통일된 위치에 배치되도록 된다. 즉, 구분번호가 동일하다면 모든 발신노드(200, 300)는 동일한 위치에 배치되도록 되는 것이다.

일 예를 들어 설명하면, 4개의 지상구조물 발신노드(200)인 '200a', '200b', '200c', '200d'가 좌에서 우, 상에서 하로 순차 배치되도록 되고, 이때의 지상구조물 발신노드(200)가 갖는 해당 식별코드 내 구분번호는 '200a', '200b', '200c', '200d' 순으로, "1", "2", "3", "4"가 된다. 해당 지상구조물 발신노드(200)의 이러한 배치 순서는 다른 지상구조물 발신노드의 배치 순서에도 동일하게 적용되므로, 식별코드를 수신한 도화모듈(120)은 해당 출력신호의 RSSI 신호와 더불어 분석해서 모든 지상구조물 발신노드(200)의 위치를 추적할 수 있다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 구분번호가 일괄적으로 동일한 위치의 지상구조물 발신노드(200)에 적용되므로, 도 3의 측량장치(100)가 수신한 제1 내지 제4발신노드(200a 내지 200d)의 지상구조물 출력신호 중 제2발신노드(200b)와 제4발신노드(200d)가 제1발신노드(200a) 및 제3발신노드(200c) 보다 RSSI가 크게 인지되면, 해당 지상구조물(B)은 도로를 기준으로 좌측에 위치한 것임을 알 수 있고, 이를 통해 제1 내지 제4발신노드(200a 내지 200d)의 모든 위치를 추적해서 해당 지상구조물(B)의 외형을 추정할 수 있다.

동일한 방식으로 교차로 발신노드(300)의 위치를 추적할 수 있고, 이를 통해 교차로의 형태 또한 파악할 수 있다.

일 예를 들어 설명하면, 제1교차로의 경우 제1 내지 제4발신노드(300a 내지 300d)의 모든 교차로 식별코드와 교차로 출력신호가 수신되면서, 상기 제1교차로가 십자형태의 교차로임을 확인한다. 그러나, 제2교차로의 경우 제2발신노드(300b')와 제4발신노드(300d')의 교차로 식별코드와 교차로 출력신호만이 수신되면서, 상기 제2교차로가 T 형태의 교차로임을 확인하고, 아울러 교차로의 형상이 상하 및 우측으로 개방된 모습임을 확인할 수 있다.

이상의 설명에 따라 수집차량(V)은 도로를 따라 이동하고, 해당 수집차량(V)의 측량장치(100)는 제2지상구조물(B')에 설치된 지상구조물 발신노드(200b', 200c', 200d')의 지상구조물 식별코드와 지상구조물 출력신호를 수신한다.

한편, 도화모듈(120)은 지상구조물 식별코드와 지상구조물 출력신호를 미수신했으나, 다른 지상구조물 발신노드(200b', 200c', 200d')의 지상구조물 식별코드와 지상구조물 출력신호에 의해 확인된 해당 지상구조물 발신노드(200b', 200c', 200d')의 위치를 토대로 미수신된 지상구조물 발신노드(200a')의 위치를 추정할 수 있고, 이렇게 추정된 위치에 대해서는 점선으로 도화해 구분 도시할 수 있다. 또한, 수집차량(V)이 아직 미도달해서 다음 교차로의 교차로 발신노드의 교차로 식별코드와 교차로 출력신호를 수신하지 못했더라도 도로에 대한 추정 점선을 도시할 수 있다. 물론, 점선으로 임시 도시된 선들은 미수신된 해당 발신노드의 교차로 식별코드와 교차로 출력신호가 수신돼 확인되면, 실선으로 확정돼 도시되거나 다른 방향으로 수정돼 새롭게 도시될 수 있을 것이다.

발신노드(200, 300)의 식별코드 및 출력신호의 모든 수신으로 지상구조물(B)과 교차로(C)가 확정되면, 해당 지상구조물(B)과 교차로(C)의 식별을 위한 코드가 설정되어서 사용자가 이를 지정할 수 있도록 된다. 결국, 사용자는 도 9에 도시한 바와 같이 수치지도를 보면서 특정 지상구조물(B) 또는 교차로(C)를 선택할 수 있다. 통상적으로 상기 선택은 공지,공용의 터치스크린 방식으로 이루어질 수 있다.

도화모듈(120)은 RSSI를 통해 LQI(Link Quality Indicator)를 연산해서 도심지역의 각종 방해물에 의한 출력신호의 간섭을 보상하고, 이를 통해 수집차량(V)으로부터 발신노드(200, 300) 간의 정확한 거리를 추적, 확인할 수 있도록 한다.

도화모듈(120)은 완성된 도화이미지에 지피에스(110)에서 수집한 위치정보를 결합시켜서 수치지도의 배경을 완성한다. 참고로, 지피에스 위치정보의 기준점은 교차로(C)로 해서, 수집차량(C)이 교차로(C)를 통과할 때 지피에스(110)를 통해 해당 위치정보를 확인하고, 이렇게 확인된 위치정보를 기준점으로 해서 도화이미지에 결합한다. 통상적으로 위치정보는 기준점을 중심으로 네트 형상으로 제작한 후 도화이미지에 결합하는데, 도화이미지와 지피에스 위치정보의 결합 과정 및 결합기기 등은 공지,공용의 기술이므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

도화모듈(120)은 기존에 완성된 수치지도 등의 도화이미지와, 현재 확인된 정보를 비교해서 현재 확인된 정보로 기존 도화이미지를 수정 갱신할 수 있는데, 이러한 수정 갱신은 현장에서 실시간으로 수정할 수도 있고, 신규 도화이미지가 완성되면 기존 도화이미지와 비교해서 변화된 부분을 부분적으로 사후 수정할 수도 있을 것이다.

카메라(160)는 지상구조물(B) 및/또는 교차로(C)를 직접 촬영하고 해당 촬영이미지([0045] I; 도 9 참조)를 지상구조물(B) 및/또는 교차로(C)의 해당 코드에 링크되도록 메모리(150)에 저장한다.

메모리(150)는 기존 도화이미지를 저장하고, 신규 도화이미지를 제작과 동시에 저장하며, 카메라(160)가 촬영한 촬영이미지를 저장하는 것으로서, USB메모리와 같이 측량장치(100)에 탈부착 방식으로 적용되는 것이 바람직할 것이다.

발신노드(200, 300)는 지상구조물 발신노드(200)와 교차로 발신노드(300)로 구분될 수 있다. 교차로 발신노드(300)의 경우 교차로(C)의 코너에 배치되면 족할 것이므로, 측량장치(100)와의 원활한 통신을 위한 함체에 통신모듈(310)과 배터리(320)가 탑재되면 된다.

지상구조물 발신노드(200)는 지상구조물(B)의 외형을 지상구조물 발신노드(200)가 측량장치(100)로 전달해야 하므로, 지상구조물(B) 외벽에 밀착 고정될 수 있는 구조로 되고, 이를 위해 다음과 같은 구조를 이루는데, 이는 도면을 참조해 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 발신노드의 모습을 분해 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 발신노드에 탄발프레임이 설치되는 모습을 도시한 평면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 지상구조물 발신노드(200)는 통신모듈(210)과 배터리(220)를 수용 탑재하는 하우징(230)과, 지상구조물(B)의 외벽에 밀착되며 하우징(230)의 표면에 고정되는 제1,2쿠션(240, 240')과, 접철되는 하우징(230)이 접힌 상태를 유지하도록 지지하는 탄발프레임(250, 250')과, 하우징(230)의 양단에 각각 배치되어서 하우징(230)이 지상구조물(B)을 감싼 상태로 지지하도록 물리력을 가하는 제1,2지지체(260, 260')를 더 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 지상구조물 발신노드(200)는 하우징(230)의 하단에 설치되는 고도계(280)와, 고도계(280)의 저면에 배치되어서 지상을 향해 낙하하도록 고정된 무게추(293)를 구비한 보정계(290)를 더 포함한다.

하우징(230)은 통신모듈(210)과 배터리(220)를 수용할 수 있는 중공을 갖춘 판 형상을 한 한 쌍의 제1,2패널(231, 232)과, 제1,2패널(231, 232)을 회동 가능하게 연결하는 힌지(233)와, 제1,2패널(231, 232) 내에 힌지(233) 측 일면에 각각 배치된 한 쌍의 압전소자(234, 234')로 구성된다. 하우징(230)은 힌지(233)를 중심으로 제1,2패널(231, 232)이 접철되는 구조를 이루므로, 좌우의 무게가 균형을 이루는 것이 바람직하다. 따라서 제1,2패널(231, 232)의 중공으로 통신모듈(210)과 배터리(220)가 균일하게 분포되는 것이 바람직하고, 지상구조물(B)과의 안정된 결합을 위해 무게 중심을 낮추는 것이 유리하므로 통신모듈(210)과 배터리(220)는 제1,2패널(231, 232)의 하부에 위치되도록 배치된다. 한편, 제1,2패널(231, 232)의 외면에는 고정쇠(231b, 232b)가 형성된다. 고정쇠(231b, 232b)로는 레이저(400)와 수광기(500)가 삽탈되면서, 지상구조물(B)에 설치되는 다수 개의 지상구조물 발신노드(200, 200'; 도 13 참고)가 동일한 높이 선상에 배치될 수 있도록 한다. 이에 대한 설명은 도 13을 참고해 아래에서 상세히 한다. 고정쇠(231b, 232b)는 레이저(400)와 수광기(500)에 각각 형성된 삽입패널(401, 501)의 가장자리가 맞물리도록 고리 형태를 이루고, 서로 대향하게 배치되어서 삽입패널(401,501)을 고정 지지할 수 있도록 된다.

레이저(400) 또는 수광기(500)는 지상구조물 발신노드(200, 200')를 지상구조물(B)에 설치할 때 일시적으로 필요한 구성이므로, 제1,2패널(231, 232)과의 탈부착이 가능한 구조를 이루는 것이 바람직하다. 따라서, 제시된 실시 예에 한정됨 없이 레이저(400) 또는 수광기(500)를 지상구조물 발신노드(200, 200')와 탈부착 가능하도록 하는 구조는 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있을 것이다.

한편, 힌지(233)는 회동을 위한 중심축인 힌지축(233a)이 구성되는데, 힌지축(233a)은 중공을 갖는 관 형상으로 된다. 이는 통신모듈(210)의 발수신을 위한 안테나(211)가 힌지축(233a)에 수용될 수 있도록 하기 위함이다.

참고로, 안테나(211)는 다수 개의 관이 일렬로 연결돼 연장 및 수축되는 방식으로 되어서, 지상구조물 발신노드(200)가 지상구조물(B)에 설치된 후 힌지(233)로부터 안테나(211)를 인출시켜서 측량장치(100)의 발신모듈(130) 및 수신모듈(140)가 원활히 통신할 수 있도록 한다.

미설명된 도면부호 "231a" 및 "232a"는 제1,2패널(231, 232)의 개구된 중공을 폐구하는 '커버'를 인출한 부호로, 제1,2패널(231, 232)에 삽입된 통신모듈(210)과 배터리(220)가 외부로 노출되는 것을 방지한다.

압전소자(234, 234')는 제1,2패널(231, 232)이 힌지(233)를 중심으로 최대로 접힐 경우 서로 접하면서 상호 가압하는 위치에 배치되어서, 제1,2패널(231, 232)이 접혔는지 펼쳐져 있는지 여부를 감지하는 센서의 기능을 수 행한다.

압전소자(234, 234')는 충격보호대(270)의 가스통(271)과 전기적으로 연결되어서, 압전소자(234, 234')의 전기 발생에 따라 가스통(271)의 개폐밸브(271a)가 개구돼 가스가 배출되도록 된다. 이에 대한 설명은 충격보호대(270)를 설명하면서 보다 상세히 한다.

제1,2쿠션(240, 240')은 지상구조물(B)과 접하는 제1,2패널(231, 232)의 일면에 부착되어서, 지상구조물(B)의 표면에 밀착 고정될 수 있도록 하는 것으로서, 표면에는 다수의 홈(241)이 형성되고, 표면은 편평도가 우수한 매끈한 면으로 되며, 재질은 탄성을 갖는 가요성 재질로 된다. 따라서, 제1,2쿠션(240, 240')이 지상구조물(B)의 매끈한 표면에 강한 압력으로 밀착되면, 홈(241) 내에 공기가 배출된 후 탄력에 의해 원형으로 복원되더라도 홈(241)으로 공기가 재유입되지 못해 홈(241) 내 기압이 낮아지고, 이로 인해 제1,2쿠션(240, 240')은 지상구조물(B)의 표면에 흡착된다.

탄발프레임(250, 250')은 지상구조물(B)의 외면을 감싼 하우징(230)이 지상구조물(B)에 악력을 가하도록 하우징(230)을 조이는 것으로서, 지상구조물 발신노드(200)가 지상구조물(B)에 설치되면 탄발프레임(250, 250')의 조임력에 의해 제1,2패널(231, 232)은 지상구조물(B)의 외면에 밀착되도록 힘을 받는다.

탄발프레임(250, 250')은 도시한 바와 같이, 'U' 형상으로 되어서 다수 개가 하우징(230)을 감싸도록 구성될 수 있고, 그 설치 위치는 지상구조물(B)과 접하는 내면 또는 상기 내면에 대향하는 외면 중 선택된 하나 이상일 수 있다. 탄발프레임(250, 250')은 탄성을 지녀야 하므로 금속재질이 적용될 것이다.

제1,2지지체(260, 260')는 제1,2패널(231, 232)에 각각 설치되는 브래킷(261, 261')과, 브래킷(261, 261')에 종축으로 회전가능하게 고정되는 롤러(262, 262')와, 롤러(262, 262')를 일방으로 회전시키는 태엽스프링(263,263')으로 구성된다.

브래킷(261, 261')은 롤러(262, 262')의 상,하단을 각각 회전가능하게 고정하며 제1,2패널(231, 232)에 고정된다.

롤러(262, 262')는 다각 기둥 형상을 이루고 둘레면은 지상구조물(B)과의 접촉시 충분한 마찰력을 확보하기 위해 점성이 높은 재질로 제작된다. 일반적으로 롤러(262, 262')의 표면에는 지상구조물 발신노드(200)의 설치 전에 끈적끈적한 수지가 도포될 수 있을 것이다. 결국, 롤러(262, 262')가 지상구조물(B)의 외면에 접촉하면 지상구조물(B)과 롤러(262, 262')는 상호 긴밀히 접착돼 고정되고, 제1,2쿠션(240, 240')은 지상구조물 발신노드(200)를 지상구조물(B) 쪽으로 끌어당기는 방향으로 회전하면서 지상구조물 발신노드(200)와 지상구조물(B)간의 접촉력을 높인다.

참고로, 지상구조물 발신노드(200)를 지상구조물(B)에 고정하기 전 롤러(262, 262')를 회전시켜서 태엽스프링(263, 263')이 롤러(262, 262')를 강제 회전시킬 수 있도록 준비한 후, 롤러(262, 262')의 일측면이 지상구조물(B)에 밀착되도록 해서 도 6(본 발명에 따른 발신노드의 설치모습을 도시한 평면도)에 도시한 바와 같이 지상구조물 발신노드(200)가 지상구조물(B)의 모서리에 고정될 수 있도록 한다.

이를 위해 태엽스프링(263, 263')은 롤러(262, 262')의 회전축(미도시됨)과 연결된 코일 형상을 이룰 수 있을 것이다.

도 10은 본 발명에 따른 고도계 및 보정계의 모습을 도시한 사시도이고, 도 11은 상기 보정계의 회전축을 중심으로 타격편이 제1,2압력센서를 타격하는 모습을 개략적으로 도시한 연산모듈에 대한 측단면도이고, 도 12는 본 발명에 따른 지상구조물 발신노드에 구성된 고도계 및 보정계의 구성을 도시한 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.

고도계(280)는 힌지(233)의 하단에 고정 배치되며, 기압 및 공기의 밀도를 계측하기 위한 원활한 통기가 이루어지도록 하는 통공(281)이 케이스에 다수 형성될 수 있다. 한편, 고도계(280)의 상면에는 힌지(233)와의 맞물림을 위한 돌기(282)가 형성되어서, 힌지(233)와의 결속이 견고히 이루어질 수 있도록 할 수도 있다. 고도계(280)는 지상과 가장 인접한 하우징(230)의 하단에 배치된다면 고정방식과 고정형태는 다양한 수단이 적용될 수 있을 것이므로, 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

고도계(280)는 크게 대기압으로 재는 기압고도계와 대기중의 물체에서 발사한 전파의 펄스가 땅까지 갔다오는데 걸린 시간으로 측정하는 전파고도계로 크게 나눌 수 있는데, 본 발명에 따른 고도계는 기압고도계의 원리가 적용된다. 참고로, 기압고도계는 진공상태에 놓인 얇은 금속재질의 벨로스가 압력의 변화에 따라 팽창 및 수축하는 원리를 응용한 것으로서, 기후변화에 따라 벨로스의 팽창 및 수축비율에 차이가 발생하므로 조정이 요구된다. 이러한 원리를 응용한 고도계(280)는 전자시계 등과 같이 휴대용으로 널리 활용되고 있고, 그 구조 또한 공지,공용의 기술이므로, 여기서는 고도계(280)의 내부 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.

보정계(290)는 고도계(280)의 저면에 배치되어서, 고도계(280)가 설치된 높이에 따른 직하방의 지면 고도를 연산할 수 있도록 하는 것으로서, 축대(291a)를 매개로 고도계(280)에 회전가능하게 고정되는 회전차(291)와, 회전차(291)에 권취되는 줄(292)과, 줄(292)의 말단에 고정돼 하중을 발생시키는 무게추(293)와, 회전차(291)의 회전축(291b)에 돌출 형성된 타격편(291c)에 타격돼 압력을 감지하는 제1,2압력센서(294, 295)와, 제1,2압력센서(294, 295)의 압력 감지 횟수를 카운팅해서 줄(292)의 권출 길이를 확인하고 고도계(280)에서 계측한 고도에서 상기 권출 길이를 차감 연산해 최종 수준정보를 도출하는 연산모듈(296)을 포함하고, 사용자가 무게추(293)의 인출 정도를 조정해 확인할 수 있도록 회전축(291b)의 회전 수 및 회전시점을 표시하는 출력모듈(297)을 더 포함할 수 있다.

회전차(291)는 축대(291a)를 매개로 고도계(280)의 저면에 회전가능하게 고정되는데, 태엽스프링에 의해 일방향으로 탄발고정되어서 권취된 줄(292)이 장력을 상실하면 항상 권취될 수 있도록 한다.

줄(292)은 회전차(291)에 감겨 고정된 것이다.

무게추(293)는 줄(292)의 말단에 고정되어서, 줄(292)이 장력을 받아 회전차(291)가 회전할 수 있도록 하는 것이다. 결국 무게추(293)가 자유 낙하하면, 줄(292)은 장력을 받게 되고, 상기 장력은 회전차(291)를 지지하는 태엽스프링의 탄력을 극복하면서 회전차(291)를 회전시킨다. 따라서 무게추(293)의 무게는 상기 태엽스프링의 탄력을 초과하도록 되어야 함은 당연할 것이다.

제1압력센서(294)는 줄(292)이 권출할 때 회전하는 회전차(291)의 타격편(291c)의 타격을 감지하는 것으로서, 1회 감지시마다 감지신호를 연산모듈(296)로 전송한다.

도 10에 도시한 바와 같이 회전차(291)는 한 쌍의 축대(291a)에 의해 고도계(280)의 저면에 고정된다. 이때 회전차(291)는 도 11(a)에 도시한 바와 같이 회전축(291b)을 중심으로 축대(291a)와 고정된다. 따라서 축대(291a)를 중심으로 회전차(291)에 대향하게 배치된 연산모듈(296)로 회전축(291b)이 돌출되고, 돌출된 회전축(291b)의 단부에는 타격편(291c)이 돌출형성된다. 한편, 타격편(291c)이 회전축(291b)의 회전을 따라 1회 회전을 하면 제1,2압력센서(294, 295)를 타격할 수 있도록 하되, 상기 타격은 가압대(291d)를 매개로 이루어질 수 있다. 가압대(291d)는 중앙부가 회동가능하게 고정된 막대 형상으로서, 일단이 타격편(291c)의 타격을 받으면 타단이 제1,2압력센서(294, 295)를 타격해서 가압할 수 있도록 한다. 그러나, 본 실시 예와는 달리 타격편(291c)이 직접 제1,2압력센서(294, 295)를 타격하도록 할 수도 있음은 물론이다.

제2압력센서(295)는 줄(292)이 권취할 때 회전하는 회전차(291)의 타격편(291c)의 타격을 감지하는 것으로서, 1회 감지시마다 감지신호를 연산모듈(296)로 전송한다.

출력모듈(297)은 제1,2압력센서(294, 295)의 타격 횟수를 사용자가 확인해서, 줄(292)의 권출 정도를 초기위치로 조정할 수 있도록 하는 것이다. 따라서 사용자는 줄(292)의 권출 정도를 인위적으로 조정한 후 출력모듈(297)의 표시상태를 '0'으로 초기화시켜서, 줄(292)이 권출되면 그때부터 카운트가 시작되도록 할 수 있을 것이다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 출력모듈(297)은 7세그먼트와 같은 출력방식이 적용될 수 있고, 초기화버튼을 누르는 것만으로 '0'이 표기되도록 할 수 있다. 한편, 출력모듈(297)은 제1압력센서(294)의 감지신호 수신시 '1'씩 가산해 출력하도록 세팅되고, 제2압력센서(295)의 감지신호 수신시 '1'씩 감산해 출력하도록 세팅될 수 있다. 결국, 사용자는 출력모듈(297)에서 출력되는 숫자를 통해 회전차(291)의 회전횟수를 확인할 수 있고, 이를 통해 지상구조물 발신노드(200)의 설치 높이를 추정할 수 있다.

사용자가 본 발명에 따른 지상구조물 발신노드(200)를 지상구조물에 설치할 때 지상구조물 발신노드(200)에 설치된 고도계(280)가 현재 지상 고도를 정확히 확인할 수 있도록 해당 지상구조물 발신노드(200)를 지면에 설치하는 것이 이상적일 것이나, 지상구조물 발신노드(200)가 지면에 위치하면 통신모듈(210)로부터 발신되는 식별코드 및 출력신호가 측량장치(100)에 효과적으로 전송되지 못하게 된다.

따라서 지상구조물 발신노드(200)는 지상구조물에서 가급적 높은 위치에 설치되는 것이 바람직한데, 이럴 경우 지상 고도를 정확히 측정할 수 없으므로 고도계(280)가 계측한 수준정보를 보정할 보정계(290)가 요구된다.

본 발명에 따른 보정계(290)는 다음과 같이 동작한다.

우선, 지상구조물 발신노드(200)를 지상구조물에 설치하고, 보정계(290)에 구비된 줄(292)을 회전차(291)에 완전히 권취시킨 후, 출력모듈(297)를 초기화한다.

출력모듈(297)이 초기화되면 보정계(290)의 무게추(293)를 자유낙하시키고, 출력모듈(297)에서 카운트되는 회전차(291)의 회전수를 확인한다.

무게추(293)가 지면과의 충돌시 반발력에 의해 튀어오를 수 있고, 관성에 의해 회전차(291)는 더 회전할 수 있다. 이 경우 타격편(291c)은 제1,2압력센서(294, 295)을 교대로 타격하는데, 제1,2압력센서(294, 295)는 상기 타격을 감지해 카운트하면서 그 횟수를 가감 또는 차감하고, 무게추(293)가 안정적으로 지면에 안착될 때까지 카운트를 지속한다.

무게추(293)가 지면에 안착되면 출력모듈(297)은 카운트 수를 최종 출력하고, 연산모듈(296)은 상기 카운트 수에 상응하는 길이인 높이값을 연산한다.

한편, 고도계(280)는 현재 고도를 계측한 수준정보를 연산모듈(296)로 전송하고, 연산모듈(296)은 상기 수준정보에서 상기 높이값을 차감해서 해당 지면의 보정된 수준정보를 연산한다. 물론, 상기 보정된 수준정보는 통신모듈(210)로 전달돼 전송된다.

도 7은 본 발명에 따른 발신노드의 모습을 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 충격보호대의 동작모습을 도시한 평면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

충격보호대(270)는 지상구조물 발신노드(200)가 예상치 못한 이유로 지상구조물(B)로부터 이탈할 경우, 지면과의 충돌에 의한 충격으로부터 통신모듈(210)과 배터리(220) 등의 전자 장비 등을 보호하기 위한 것으로서, 가스통(271)과, 가스통(271)과 연통하는 배관(272)과, 배관(272)을 강제로 폐구하는 차단밸브(273)와, 배관(272)의 말단에 연통하도록 배치 고정되는 풍선(274)으로 구성된다.

가스통(271)에는 불연성 가스인 헬륨 또는 이산화탄소 등의 기체가 높은 압력으로 압축돼 충진되고, 개폐밸브(271a)에 의해 상기 가스의 배출을 제어할 수 있도록 된다. 여기서 개폐밸브(271a)는 전기모터(미도시됨)에 의해 자동으로 개폐되는 통상적인 밸브 구조를 이루고, 상기 전기모터의 동작은 압력을 받은 압전소자(234, 234')의 생성 전기에 의해 이루어진다.

결국, 지상구조물 발신노드(200)가 지상구조물(B)로부터 이탈하면 탄발프레임(250, 250')에 의해 제1,2패널(231, 232)은 힌지(233)를 중심으로 접히게 되고, 압전소자(234, 234')는 제1,2패널(231, 232)의 접힘에 의해 압력을 받아 전기를 생성하며, 이렇게 생성된 전기는 개폐밸브(271a)로 전달되어서 개폐밸브(271a)가 가스통(271)을 열어 해당 가스가 배출될 수 있도록 한다.

배관(272)은 가스통(271)과 연통하도록 제1,2패널(231, 232)에 설치되고, 도시한 바와 같이 다수 개의 말단이 제1,2패널(231, 232)의 각 코너에 위치되도록 된다. 따라서, 가스통(271)으로부터 배출된 가스는 배관(272)을 따라 이동한다.

차단밸브(273)는 개폐밸브(271a)가 열리더라도 가스통(271)으로부터 배출되는 가스가 배관(272)을 타고 이동하지 못하도록 배관(272)을 폐구하는 것으로서, 지상구조물 발신노드(200)를 지상구조물(B)에 설치하지 않은 상태에서는 차단밸브(273)를 닫아서 압전소자(234, 234')로부터 순간적으로 전기가 생성되더라도 개구된 개폐밸브(271a)를 통해 배출된 가스가 배관(272)을 타고 이동하지 못하도록 한다. 한편, 지상구조물 발신노드(200)를 지상구조물(B)에 설치한 경우엔 차단밸브(273)를 열어서 유사시 가스통(271)으로부터 배출되는 가스가 배관(272)을 따라 이동할 수 있도록 한다. 이를 위한 차단밸브(273)는 배관(272)의 단면을 열고 닫을 수 있도록 된통상적인 밸브 구조를 이룬다.

풍선(274)은 배관(272)의 말단에 연통하도록 고정되어서, 배관(272)을 따라 이동한 가스에 의해 팽창할 수 있도록 된다. 즉, 지상구조물 발신노드(200)가 지상구조물(B)로부터 이탈하면, 풍선(274)은 가스에 의해 급격히 팽창하면서 부풀어 오르고, 이렇게 부풀어 오른 풍선은 지상구조물 발신노드(200)가 지면과 충돌하더라도 그 충격을 완화시켜서 상기 충격에 의한 파손이 최소화되도록 한다.

도 13은 본 발명에 따른 지상구조물 발신노드의 설치모습을 도시한 평면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 지상구조물 발신노드(200, 200')는 하나의 지상구조물(B)에 다수 개가 설치된다. 이때 지상구조물 발신노드(200, 200')에서 발신되는 출력신호에는 높이값에 해당하는 수준정보를 포함하므로, 상기 수준정보의 신뢰도를 높이기 위해 동일한 지상구조물(B)에 설치된 지상구조물 발신노드(200, 200')는 가능한 동일한 높이 선상에 설치되는 것이 바람직할 것이다. 이를 위해 지상구조물 발신노드(200)의 제1,2패널(231, 232)에 레이저(400)를 설치하고, 이웃하는 다른 지상구조물 발신노드(200')의 제1,2패널(231, 232)에는 수광기(500)를 설치해서, 수광기(500)가 레이저(400)에서 조사하는 레이저광을 수광한 지점에 해당 지상구조물 발신노드(200')를 배치할 수 있도록 한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 레이저(400)를 지상구조물 발신노드(200)의 제1,2패널(231, 232)에 형성된 고정쇠(231b, 232b)에 삽입하고 해당 레이저(400) 로부터 조사되는 레이저광은 수평하게 조사한다. 한편, 상기 지상구조물 발신노드(200)와 이웃하는 다른 지상구조물 발신노드(200')의 하우징에 형성된 고정쇠에 수광기(500)를 삽입하고, 해당 지상구조물 발신노드(200')의 위치를 상,하로 조정하면서 상기 레이저광의 수광 여부를 파악한다. 즉, 상기 레이저광은 수평하면서 곧게 조사되므로, 지상구조물 발신노드(200')를 상,하로 조정할 경우 상기 레이저광이 수광하는 위치가 곧 서로 이웃하는 지상구조물 발신노드(200, 200')가 동일한 높이 선상에 위치하는 것이 되는 것이다.

수광기(500)는 수광센서(510)와 발광램프(520)를 포함한다. 여기서 수광센서(510)는 곡면형태로 형성되어서 레이저광의 수광효율을 높이고, 발광램프(520)는 수광센서(510)의 수광신호를 받아 발광해서 사용자가 레이저광의 수광 여부를 손쉽게 인지할 수 있도록 한다.

서로 이웃하는 지상구조물 발신노드(200, 200') 간의 위치가 조정되면, 레이저(400)와 수광기(500)를 분리하고, 다른 지상구조물 발신노드의 설치를 위해 활용할 수 있을 것이다.

본 발명은 상술한 구성을 그대로 포함하면서 이에 더하여, 측지측량시 설치면에 부착되는 제1,2쿠션(240,240')이 설치면의 종류와 표면 균일정도에 상관없이 안정적으로 부착될 수 있도록 하여 고정 안정성을 제공하도록 한 구성이 더 부가된다.

이를 위해 도 14에서와 같이, 본 발명은 진공 흡착기능을 강화시키도록 제1,2쿠션(240,240')의 구조를 개선한다.

다만, 이하 설명에서는 제1쿠션(240) 만을 예시적으로 설명하기로 하는데, 이는 제1,2쿠션(240,240')이 동일한 구조를 갖고 있기 때문에 설명의 편의상 어느 하나만 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 추가 실시예는 도 14에서와 같이, 제1쿠션(240)의 부착면 상에 다수의 홈(241)이 형성된다.

이 구조는 앞서 설명한 실시예에서와 동일하며, 상기 홈(241)은 사실상 설치면, 즉 부착면에서의 흡착력을 유발하기 위한 것으로 부착시 순간적인 진공상태를유도하여 흡착되도록 구성된다.

그리고, 상기 제1쿠션(240)과 제1패널(231) 사이에는 영구자석(820)이 개재된다.

상기 영구자석(820)은 자력을 발하는 것으로, 이를 테면 설치면이 철과 같은 자성체일 경우, 자력에 의해 쉽고 빠르며 견실 안정적으로 부착될 수 있도록 하기 위함이다.

아울러, 상기 영구자석(820)에는 다수의 구멍이 형성된다.

이와 같이, 본 발명에서는 다수의 구멍을 갖는 영구자석(820)을 더 포함하기 때문에 확대 도시된 바와 같이, 영구자석(820)을 마련한 다음 제1쿠션(240)을 영구자석(820)의 일측면에 접착제(860)로 견고히 고정하고, 이어 드릴과 같은 천공기를 이용하여 연통구멍(830)을 형성한 구조를 갖는다.

이렇게 하면, 상기 연통구멍(830)은 상기 제1쿠션(240)의 홈(241)과 영구자석(820)의 반대편 공간을 서로 연통시켜 공기의 유출입을 가능하게 한다.

뿐만 아니라, 상기 제1쿠션(240)의 홈(241)은 약하기 때문에 흡착력을 높이면서 내구성을 증진시키고, 동시에 영구자석(820)과의 고정성도 높일 수 있도록 상기와 같이 연통구멍(830)이 뚫린 상태에서 실리콘 수지에 담궈 실리콘 수지가 코팅되게 함으로써 홈(241) 내주면에는 실리콘코팅면(840)을 형성하게 하고, 영구자석(820) 쪽에는 실리콘앵커(850)가 형성되게 하여 쉽게 분리되지 않도록 구성된다.

여기에서, 상기 실리콘앵커(850)를 구성하는 방법은 실리콘수지에 담근 후 경화시키고, 실리콘 수지에 의해 막힌 연통구멍(830)를 다시 뚫어 주게 되면 도시와 같은 형태로 실리콘앵커(850)가 자연스럽게 형성되게 된다.

또한, 상기 제1패널(231)은 상술한 실시예와 달리, 내부가 밀폐된 중공체로 형성되며, 그 일측면에는 상기 영구자석(820)이 부착고정되고, 상기 연통구멍(830)과 대응되게 구멍이 뚫린 구조를 갖는다.

그리고, 상기 제1패널(231)의 상단에는 공기배출구멍(800)이 형성되고, 상기 공기배출구멍(800)에는 일방향으로만 공기의 유출 또는 유입을 허용하는 체크밸브(810)가 설치된다.

이에 따라, 제1쿠션(240)을 부착면에 대고 가압하게 되면, 홈(241) 속에 잔류되어 있던 공기를 빠져 나가지 못하므로, 결국 연통구멍(830)을 통해 제1패널(231)의 중공부로 유입된다.

그러나, 중공부로 유입된 공기의 유동은 다시 중공부 내부압을 상승시키므로 종국적으로는 유입된 공기가 공기배출구멍(800)과 체크밸브(810)를 통해 외부로 배출되게 된다.

이와 동시에, 중공부를 포함한 홈(241) 내부에서는 음압이 발생되고, 이것은 순간적인 진공압을 유도하여 제1쿠션(240)의 부착력을 증대시키게 된다.

뿐만 아니라, 상기 홈(241) 내면에는 실리콘코팅면(840)이 형성되어 있으므로 흡착력, 즉 부착력이 더욱 더 배가되게 된다.

반면, 부착을 해제하고자 할 경우에는 다수개의 홈(241) 중 어느 하나를 살짝들어 올려 외부 공기가 유입되도록 하면 쉽게 분리 해체할 수 있게 된다.

100; 측량장치 110; 지피에스 120; 도화모듈
130; 발신모듈 140; 수신모듈 150; 메모리
200; 지상구조물 발신모듈 210; 통신모듈 220; 배터리
230; 하우징 231,232; 제1,2패널 233; 힌지
240,240'; 제1,2쿠션 250,250'; 탄발프레임 260,260'; 제1,2지지체

Claims

동작신호를 수신해서 일정 세기의 교차로 출력신호와 교차로 식별코드를 일정주기로 출력하되, 상기 교차로 식별코드는 교차로 발신노드(300)임을 안내하기 위한 식별번호와, 교차로(C)의 위치를 안내하기 위한 지정번호와, 해당 교차로(C)의 배치 위치를 안내하기 위한 구분번호로 구성된 통신모듈(310); 통신모듈(310)의 구동을 위해 전력을 공급하는 배터리(320);로 구성되어서, 교차로(C)의 코너에 각각 설치되는 다수 개의 교차로 발신노드(300):
안테나(211)를 통해 동작신호를 수신해서 일정 세기의 지상구조물 출력신호와 지상구조물 식별코드를 안테나(211)를 통해 일정주기로 출력하되, 상기 지상구조물 식별코드는 지상구조물 발신노드(200)임을 안내하기 위한 식별번호와, 지상구조물(B)의 위치를 안내하기 위한 지정번호와, 해당 지상구조물(B)의 배치 위치를 안내하기 위한 구분번호로 구성된 통신모듈(210); 통신모듈(210)의 구동을 위해 전력을 공급하는 배터리(220); 중공을 갖는 판 형상으로 되고 통신모듈(210)과 배터리(220)가 상기 중공에 각각 삽입돼 수용되며 외면에는 각각 고정쇠(231b, 232b)가 형성된 제1,2패널(231, 232)과, 제1,2패널(231, 232)을 접철 가능하게 연결하고 안테나(211)를 수용할 수 있도록 관 형상의 힌지축(233a)을 갖는 힌지(233)와, 제1,2패널(231, 232)이 힌지(233)를 중심으로 접힐 경우 서로 접하면서 가압할 수 있도록 제1,2패널(231, 232)의 일면에 각각 배치되는 한 쌍의 압전소자(234, 234')로 된 하우징(230); 지상구조물(B)과 마주하는 제1,2패널(231, 232)의 외면에 각각 배치되고, 지상구조물(B)과 접하는 면은 지상구조물(B)에 흡착되도록 다수의 홈(241)이 형성된 탄성 및 가요성 재질의 제1,2쿠션(240, 240'); 제1,2패널(231, 232)이 서로 접힌 상태를 유지하도록 하우징(230)을 감싸며 탄발 지지하는 'U'형상의 탄발프레임(250, 250'); 하우징(230)의 양단에 각각 고정되는 브래킷(261, 261')과, 브래킷(261, 261')의 종축으로 회전가능하게 고정되는 다각기둥 형상을 이루고 외면이 점성 재질로 된 롤러(262, 262')와, 롤러(262, 262')를 일방향으로 회전시키는 태엽스프링(263, 263')으로 된 제1,2지지체(260, 260'); 가스를 충진하고 압전소자(234, 234')가 생성한 전기를 감지해서 자동 개구되는 개폐밸브(271a)를 갖춘 가스통(271)과, 가스통(271)으로부터 배출된 상기 가스가 이동할 수 있도록 가스통(271)과 연통하고 제1,2패널(231, 232)에 각각 설치되는 배관(272)과, 개폐밸브(271a)의 개폐 여부에 상관없이 가스통(271)으로부터 배출된 상기 가스가 배관(272)을 따라 이동하지 못하도록 배관(272)에 설치되는 차단밸브(273)와, 배관(272)의 말단에 연통하도록 설치되어서 배관(272)을 따라 흐르는 상기 가스에 의해 팽창하는 풍선(274)으로 된 충격보호대(270); 하우징(230)의 하단에 설치되고, 현재 고도를 계측해 수준정보를 생성시키는 고도계(280); 고도계(280) 저면에 배치된 축대(291a)에 회전축(291b)이 회전가능하게 맞물리면서 고정되며 태엽스프링에 의해 일방향으로 지지되되 회전축(291b)에는 타격편(291c)이 돌출 형성된 회전차(291)와, 회전차(291)에 권취되는 줄(292)과, 줄(292)의 말단에 고정되는 무게추(293)와, 회전축(291b)이 줄(292)의 권출 방향으로 회전시 타격편(291c)의 타격을 받아 감지신호를 생성하는 제1압력센서(294)와, 회전축(291b)이 줄(292)의 권취방향으로 회전시 타격편(291c)의 타격을 받아 감지신호를 생성하는 제2압력센서(295)와, 제1압력센서(294)의 감지신호는 가감하고 제2압력센서(295)의 감지신호는 차감해서 최종 카운트 수에 상응하는 높이값을 확인하고 고도계(280)의 상기 수준정보에서 상기 높이값을 차감해서 보정된 수준정보를 연산하며 상기 보정된 수준정보가 상기 출력신호에 포함되도록 통신모듈(210)에 전달하는 연산모듈(296)과, '0'으로 초기화설정이 가능한 7세그먼트 방식의 숫자를 출력하되 제1압력센서(294)의 감지신호 수신시 '1'씩 가산출력하고 제2압력센서(295)의 감지신호 수신시 '1'씩 감산출력하는 출력모듈(297)로 된 보정계(290);로 구성되어서, 지상구조물(B)의 외면 모서리에 각각 설치되는 다수 개의 지상구조물발신노드(200, 200'):
인공위성(A)과 통신하면서 위치를 확인하는 지피에스(110); 상기 동작신호를 일정주기로 무작위 발신하는 발신모듈(130); 교차로 발신노드(300)의 교차로 식별코드 및 교차로 출력신호와, 지상구조물 발신노드(200)의 지상구조물 식별코드 및 지상구조물 출력신호를 각각 수신하고, 상기 교차로 출력신호와 지상구조물 출력신호로부터 RSSI 및 상기 보정된 수준정보를 확인하는 수신모듈(140);로 구성되어서, 수집차량(V)에 설치되는 측량장치(100):
서로 이웃하는 지상구조물 발신노드(200, 200') 중 하나에 설치되되, 제1,2패널(231, 232)에 형성된 고정쇠(231b, 232b)에 삽탈 가능하게 삽입되며, 수평하게 레이저광을 조사하는 레이저(400), 및 상기 서로 이웃하는 지상구조물 발신노드(200, 200') 중 남은 하나에 설치되고, 제1,2패널(231, 232)에 형성된 고정쇠(231b, 232b)에 삽탈 가능하게 삽입되며, 상기 레이저광을 수광하는 곡면형태의 수광센서(510)와, 수광센서(510)의 수광시 발광하는 발광램프(520)를 갖춘 수광기(500):로 이루어지고,
상기 제1,2쿠션(240,240')의 홈(241) 반대면에는 영구자석(820)이 접착제(860)를 통해 접착고정되며; 상기 홈(241)의 중심과 상기 영구자석(820)은 서로 관통되어 연통구멍(830)이 형성되고; 상기 홈(241)의 내주면에는 실리콘코팅면(840)이 형성되며; 상기 영구자석(820)의 배면에는 상기 연통구멍(830)을 통과한 실리콘 수지가 쐐기 형태로 고착되어 영구자석(820)과 제1,2쿠션(240,240')을 각각 결속시키는 실리콘앵커(850)가 형성되고; 상기 제1,2패널(231,232)은 밀폐된 내부 중공체로 이루어지되 내부 중공체는 상기 영구자석(820)이 고정된 상태에서 연통구멍(830)과 연통되게 형성된 구멍으로 상기 홈(241)과 연통되게 설치되고; 상기 제1,2패널(231,232)의 밀폐된 상단에는 공기배출구멍(800)이 형성되되, 상기 공기배출구멍(800)에는 체크밸브(810)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 지표면의 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인 시스템.