KR101233720B1 - 지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 제작시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 제작시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 지역에 대한 자연적 또는 인공적 변화에 따라 내비게이션에 출력되는 지도이미지를 수정해서 현재의 지역 모습과 유사한 지도이미지를 출력시킬 수 있고, 조석간만의 차를 확인해서 해안선의 변화를 지도이미지에 실시간으로 반영할 수 있으며, 이를 더 확대해서 우기 또는 건기시 하안선의 변화를 지도에 반영할 수 있고, 이를 통해 사용자는 해안선 인접 도로를 통행할 때 지도이미지에 포함된 조석간만에 의한 해안선의 위치가 내비게이션에 그대로 반영돼 출력되게 함으로써 사용자는 자신이 이동하고 있는 지형을 손쉽게 이해하고 판단할 수 있도록 한 지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 제작시스템에 관한 것이다.

Description

지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 제작시스템{GLOBAL POSITIONING MAP MAKING SYSTEM BEING THE COORDINATING SYNTHESIZE TYPE}

본 발명은 지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 제작시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 지역에 대한 자연적 또는 인공적 변화에 따라 내비게이션에 출력되는 지도이미지를 수정해서 현재의 지역 모습과 유사한 지도이미지를 출력시킬 수 있고, 조석간만의 차를 확인해서 해안선의 변화를 지도이미지에 실시간으로 반영할 수 있으며, 이를 더 확대해서 우기 또는 건기시 하안선의 변화를 지도에 반영할 수 있고, 이를 통해 사용자는 해안선 인접 도로를 통행할 때 지도이미지에 포함된 조석간만에 의한 해안선의 위치가 내비게이션에 그대로 반영돼 출력되게 함으로써 사용자는 자신이 이동하고 있는 지형을 손쉽게 이해하고 판단할 수 있도록 한 지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 제작시스템에 관한 것이다.

내비게이션 등에 널리 활용되는 지피에스(GPS) 기술 및 수치지도 제작기술은 비약적인 발전을 거듭하면서 인간의 일상 생활에 필수품으로 자리매김하고 있다.

더불어, 내비게이션의 지도이미지는 2차원의 단순 도화이미지를 벗어나, 항공촬영이미지와 같은 실사 이미지로 발전하였고, 더 나아가 3차원의 입체 영상이미지로도 개량 발전하고 있다.

그런데, 상기 지도이미지는 일단 제작이 완료되면 지도이미지가 갱신되지 않는 이상 그 이미지를 그대로 유지할 수밖에 없다.

즉, 자연의 흐름 또는 인공적인 변화 등과는 상관없이 고정된 지도이미지가 내비게이션 장치에 그대로 출력되므로, 사용자는 늘 동일한 지도이미지를 볼 수밖에 없는 것이다.

물론, 이러한 동일성은 반복적으로 통행하는 지역에 대한 지도이미지의 구분을 사용자가 용이하게 할 수 있다는 장점을 주지만, 내비게이션은 사용자가 낯선 지역에서 자신의 이동경로를 확인하기 위해 활용되는 수단인만큼, 상기 낯선 지역의 변화가 내비게이션의 지도이미지에 반영되는 것이 바람직하다.

즉, 사용자가 상기 낯선 지역을 통과할 때는 상기 낯선 지역의 변화가 내비게이션의 지도이미지에 실시간으로 반영되어서, 현재 통과하고 있는 낯선 지역의 실제 모습과 유사한 지도이미지가 내비게이션을 통해 출력되도록 하고, 이를 통해 사용자는 지도이미지와 실제 모습을 비교해 자신의 위치를 보다 용이하게 이해할 수 있는 것이다.

하지만, 이러한 기술은 전술한 장점에 불구하고 이를 실현할 수 있는 기반기술이 전혀 제시되거나 개발되어 있지 않았다.

이를 개선하기 위해 등록특허 제1012099호(2011.01.25.) "지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 운영시스템"이 개시된 바 있다.

그런데, 상기 등록특허는 해저에 설치된다는 특성 때문에 수밀성이 매우 중요함에도 불구하고, 지지관과 함체 간의 연결구조상 수밀성이 취약하다는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 특정 지역에 대한 자연적 또는 인공적 변화에 따라 내비게이션에 출력되는 지도이미지를 수정해서, 현재의 상기 지역 모습과 유사한 지도이미지를 출력시킬 수 있도록 하면서 지지관과 함체 간의 결합시 수밀성을 극대화시켜 누수 문제를 유발시키지 않도록 한 지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 제작시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 광신호를 수평 조사하고, 주파수 신호를 발신하는 발신기(300): 해저면에 삽입되는 핀(261)으로 이루어진 앵커(260); 상방 개구된 수용공간(271)이 형성되고, 앵커(260)의 상단이 고정되는 함체(270); 수용공간(271)에 수용되고 회전횟수감지센서에 의해 회전축대(211a)의 회전횟수가 감지되는 구동모터(211)와, 회전축대(211a)와 맞물려 회전하고 둘레면에 나사산이 형성되며 상면에는 축구멍(212b)이 형성된 스크류(212)와, 스크류(212)와 맞물리는 암나사산(213a)이 형성된 관 형상을 이루고 내면에는 길이방향을 따라 안내홈(213b)이 형성되며 외면에는 길이방향을 따라 가이드라인(213c)이 형성된 승강대(213)와, 함체(270) 상에 입설 고정되고 승강대(213)를 감싸는 관 형상을 이루며 내면에 가이드라인(213c)과 이동가능하게 맞물리는 레일(214a)이 돌출 형성된 지지관(214)으로 이루어진 승강장치(210); 하방 돌출되어 축구멍(212b)에 삽입돼 회전가능하게 고정되는 회전축(241a)을 구성하고 상면 개구된 중공(241b)과 측방 돌출된 안내돌기(241c)가 각각 형성된 연결대(241)와, 내부에 공간(S)이 형성된 부유체(242)와, 중공(241b)에 내설되어 부유체(242)와 연결된 와이어(W)를 자동 권취하되 부유체(242)가 부력을 받아 부유할 경우 와이어(W)를 권출하고 회전각센서에 의해 회전각이 감지되는 활차(243)와, 중공(241b)의 입구에서 한 쌍이 서로 나란하게 배치되어 그 사이로 와이어(W)가 통과하도록 회전가능하게 설치되는 가이드롤(244)로 이루어진 수위감지장치(240); 승강대(213)의 둘레면에 고정되며 상기 주파수 신호를 수신하는 수신망(221)과, 수신망(221)의 상단에 배치되며 상기 광신호를 수신하는 수광수단(222)을 포함하고, 발신기(300)로부터 동시에 발신된 상기 광신호와 주파수 신호의 수신 시차를 확인해 발신기(300)까지의 거리 L과 방위를 포함한 위치정보를 측정하고, 수광수단(222)이 상기 광신호를 수신하기 위해 승강한 승강대(213)의 높이 d를 상기 회전횟수감지센서가 감지한 회전횟수를 확인해 측정하며, 상기 회전각센서가 감지한 회전각을 확인해서 해수면의 높이를 측정한 후 해수면이 육지와 닿는 경계라인과 발신기(300) 간의 거리 B를 포함한 수위정보를 연산하는 감지장치(220); 수광수단(222)이 상기 광신호를 수광하도록 승강장치(210)의 승,하강을 제어하고, 수광수단(222)의 수광시 발성하는 제어장치(230); 감지장치(220)가 측정한 상기 위치정보 및 수위정보로 구성된 지리정보를 받아 전송하며, 부유체(242)에 탑재되는 통신장치(250);로 구성된 정보발생부(200): 및 지도이미지를 저장하는 맵DB(110); 인공위성(AS)으로부터 현 위치의 좌표값을 수신하는 지피에스(120); 상기 좌표값에 대응하는 지도이미지를 맵DB(110)에서 검색하고 이를 합성해서 수치지도로 완성하는 도화모듈(130); 정보발생부(200)로부터 상기 지리정보를 수신하는 수신모듈(140); 상기 지리정보에 따른 상기 경계라인을 상기 지도이미지에 적용해서 상기 수치지도를 편집 수정하는 수정모듈(150); 및 수정된 상기 수치지도를 출력하는 출력모듈(160);로 구성된 지도작성부(100):를 포함하되, 상기 함체(270)의 내주면 상단부에는 씰링턱(500)이 돌출되고, 상기 씰링턱(500)의 상단에는 함체(270) 내주면을 향해 요입된 씰링홈(510)이 형성되며, 상기 씰링홈(510)에는 실리콘으로 된 사각테 형상의 씰링재(520)가 끼워지고, 상기 함체(270)의 상단면에는 둘레 방향으로 지수재삽입홈(530)이 요입형성되며, 상기 지수재삽입홈(530)에는 수팽창지수재(540)가 삽입되고, 상기 함체(270)의 상단 외주면에는 상단과 간격을 두고 함체플랜지(550)가 돌출되며, 상기 지지관(214)의 하단에는 '∩' 형상의 씰링브라켓(560)이 일체로 형성되고, 상기 씰링브라켓(560)의 내측단은 상기 씰링재(520)의 상면에 안착되는 형태로 밀착되며, 상기 씰링브라켓(560)의 외측단에는 상기 함체플랜지(550)와 면접된 상태로 볼트고정되는 지지관플랜지(570)가 형성되고, 상기 씰링브라켓(560)의 하부 공간에는 상기 수팽창지수재(540)가 삽입된 상태에서 압착되어 이중 씰링구조를 이룬 것을 특징으로 하는 지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 제작시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 조석간만의 차를 확인해서 해안선의 변화를 지도이미지에 실시간으로 반영할 수 있고, 이를 더 확대해서 우기 또는 건기 시 하안선의 변화를 지도에 반영할 수 있으며, 지지관과 함체 간의 수밀성이 극대화되어 누수에 의한 작동 불능의 문제를 해소하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 사용자는 해안선 인접 도로를 통행할 때 지도이미지에 포함된 조석간만에 의한 해안선의 위치가 내비게이션에 그대로 반영돼 출력됨으로써 사용자는 자신이 이동하고 있는 지형을 손쉽게 이해해 판단할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제작시스템의 모습을 도시한 블록도이고,
도 2는 본 발명에 따른 정보발생부의 모습을 분해 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 수위감지장치의 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 4는 상기 정보발생부의 동작모습을 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 정보발생부의 활용모습을 도시한 측면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 정보발생부의 활용모습을 도시한 평면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 정보발생부의 동작모습을 도시한 측면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 제작시스템에 의해 수치지도의 수정된 지도이미지 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 제작시스템의 수밀성 강화구조를 보인 예시도이다.

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 제1012099호를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제1012099호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제1012099호에 개시된 구성들 중 지지관과 함체 간의 연결구조를 개선하여 수밀성을 극대화시킨 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제1012099호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 차량에 설치되어 내비게이션의 기능을 수행하는 지도작성부(100)와, 특정 지점을 기준점으로 해서 설치되는 정보발생부(200)와, 정보발생부(200)로 주파수 신호를 발신하는 발신기(300; 도 5 참조)로 구성된다.

지도작성부(100)는, 지도이미지를 저장하는 맵DB(110)와, 공지의 GPS 전용 인공위성(AS)과 통신하면서 지도작성부(100)가 현재 위치한 지점에 대한 좌표값을 확인하는 지피에스(120)와, 지피에스(120)에서 확인한 좌표값에 따라 맵DB(110)에서 해당하는 지도이미지를 검색하고 수치지도로 완성하는 도화모듈(130)과, 정보발생부(200)로부터 지리정보를 수신하는 수신모듈(140)과, 도화모듈(130)에서 완성한 수치지도와 수신모듈(140)에서 수신한 지리정보를 병합해서 상기 수치지도를 수정하는 수정모듈(150)과, 수정모듈(150)이 수정해 완성한 수치지도를 출력하는 출력모듈(160)를 포함한다.

본 발명에 따른 지도작성부(100)의 맵DB(110), 지피에스(120), 도화모듈(130) 및 출력모듈(160)은 공지,공용의 내비게이션에 구성된 해당 기능을 갖는 장치와 각각 동일하고, 이를 위한 설계 구조 및 상호 간 연동 구조가 동일하므로, 이에 대한 하드웨어적인 구성과 소프트웨어적인 구성에 대한 상세한 추가 설명은 생략한다.

그러나, 이하에서 본 발명의 기술적 사상을 이루는 새로운 구성과 연관되는 부분에 대해서는 구체적으로 기술한다.

수신모듈(140)은 정보발생부(200)로부터 전송되는 지리정보를 수신하는 것으로, 지리정보의 내용을 포함한 주파수대역의 아날로그신호를 무선 수신한 후 이를 필터링 및 증폭하고, A/D변환을 통해 최종 디지털데이터를 추출하는 통상적인 무선데이터 처리기술이 적용된다.

수정모듈(150)은 상기 디지털데이터 형식의 지리정보를 확인해서 도화모듈(130)이 완성한 수치지도를 수정한다.

상기 지리정보는 해안선을 따라 일렬로 결정된 기준점의 위치정보와, 현재의 수위정보로 구성된다.

따라서, 수정모듈(150)은 상기 수위정보를 토대로 해수와 도로 간의 거리를 연산하고, 연산한 지점을 일렬로 연결해 이미지화한 후 이를 상기 수치지도에 적용해 수정한다.

이에 대한 보다 구체적인 설명은 아래에서 상세히 한다.

정보발생부(200)는 해저면의 정해진 기준점에 설치되는 것으로서, 다수 개가 해안선을 따라 일렬로 배치된다.

이러한 정보발생부(200)는 기준점의 위치를 측정하기 위해 활용되는 승강장치(210)와, 기준점의 위치를 측정하기 위해 발신기(300)의 주파수 신호를 수신 감지하는 감지장치(220)와, 정보발생부(200)의 구동을 제어하는 제어장치(230)와, 수위정보를 측정하는 수위감지장치(240)와, 정보발생부(200)가 수집한 지리정보를 지도작성부(100)로 전송하는 통신장치(250)를 포함하고, 승강장치(210)와 감지장치(220)와 제어장치(230)와 수위감지장치(240) 및 통신장치(250) 등을 상기 기준점에 고정하면서 그 기능이 발휘되도록 기계적으로 구성되는 앵커(260)와 함체(270)를 더 포함한다.

앵커(260)는 정보발생부(200)를 해저면에 단단히 고정해서, 파력에 의해 휩쓸리지 않도록 하는 것으로, 암나사(261a)가 형성되어 해저면에 깊이 박히는 핀(261)과, 암나사(261a)에 맞물리는 수나사(262a)가 형성되고 상단에 고정체(262b)가 형성된 링커(262)로 구성된다.

따라서, 링커(262)의 회전방향에 따라 링커(262)와 핀(261)은 서로 결합하거나 분리될 것이다. 여기서, 고정체(262b)의 상면에는 홈이 형성되어서, 나사를 조이거나 풀기 위

해 통상적으로 활용되는 드라이버와 같은 기구를 이용해 링커(262)를 회전시킬 수 있도록 한다.

그러나, 앵커(260)의 핀(261)은 링커(262)를 매개하지 않고 함체(270)와 일체로 이루어질 수도 있으며, 핀(261)과 함체(270)가 분리 구성되되 현장에서 용접 등과 같은 주지,관용의 연결수단을 통해 상호 결합되어 이루어질 수도 있다.

함체(270)는 감지장치(220)와 제어장치(230)를 외력으로부터 보호하고 방수되도록 수용하는 수용공간(271)을 형성하고, 저면에는 링커(262)의 고정체(262b)가 회전가능하게 맞물리는 고정홈(272)이 형성된다.

이때, 고정홈(272)으로 고정체(262b)가 회전가능하게 맞물리도록 한다.

이는 해저면에 핀(261)을 박아넣은 후 고정체(262b)를 고정홈(272)에 맞물려 끼운 후 링커(262)를 회전시켜서, 암나사(261a)와 수나사(262a)가 자연스럽게 나사산 결합하면서 앵커(260)와 함체(270)가 체결되도록 하기 위함이다.

링커(262)가 핀(261)에 충분히 결합되면, 덮개(273)를 씌워서 고정체(262b)의 노출을 차단함과 더불어 방수 효율을 높일 수 있다.

계속해서, 수용공간(271)에는 제어장치(230)와 감지장치(220)가 삽입되며, 제어장치(230)와 감지장치(220)에 관한 설명은 아래에서 상세히 한다.

승강장치(210)는 제어장치(230)의 제어를 받아 구동하는 구동모터(211)와, 구동모터(211)의 회전력을 전달받아회전하는 스크류(212)와, 스크류(212)를 감싸도록 맞물리는 관 형상을 이루면서 스크류(212)의 회전을 따라 상하로 승,하강하는 승강대(213)와, 승강대(213)를 감싸도록 맞물리는 관 형상을 이루면서 승강대(213)의 승,하강을 안내하는 지지관(214)을 포함한다.

구동모터(211)는 제어장치(230)의 제어를 받아 동작하며, 수용공간(271)에 설치된다. 구동모터(211)는 일반적인 회전력을 발생시키고, 상기 회전력은 회전축대(211a)로 전달된다. 상기 회전축대(211a)는 효과적인 회전력 전달을 위해 십자형태를 이룰 수 있다.

아울러, 구동모터(211)는 회전축대(211a)의 회전횟수를 확인하는 회전횟수감지센서(미도시함)가 구성되어서, 회전횟수감지센서가 확인한 회전횟수는 감지장치(220)로 전달된다.

여기서 구동모터(211)의 회전횟수는 승강대(213)의 승,하강 길이에 대응하는 것으로서, 이는 스크류(212)와 승강대(213)의 피치 간격에 따라 달라질 수 있다. 구동모터(211)의 회전횟수와 승강대(213)의 승,하강 길이 간의 연관성은 다수의 실험을 통해 확정될 것이다.

스크류(212)는 둘레면에 나사산이 형성된 원기둥 형상을 이루고, 하단에는 회전축대(211a)와 맞물리는 맞물림홈(212a)이 형성되어서, 구동모터(211)의 회전력을 전달받아 회전하도록 된다.

한편, 상단면에는 축구멍(212b)이 형성되는데, 상기 축구멍(212b)으로는 수위감지장치(240)의 연결대(241)가 결합한다.

승강대(213)는 암나사산(213a)이 형성된 관 형상으로, 스크류(212a)가 삽입되도록 형성되면서 상호 나사산 결합하도록 해서, 스크류(212)의 회전 방향을 따라 승,하강하도록 된다.

이때, 승강대(213)의 내면에는 길이방향을 따라 안내홈(213b)이 형성되며, 외면에도 길이방향을 따라 가이드라인(213c)이 형성된다.

안내홈(213b)은 연결대(241)의 안내돌기(241c)와 맞물려서 연결대(241)가 스크류(212)의 회전을 따라 회전하는 것을 방지하는 것이고, 가이드라인(213c)은 지지관(214)의 레일(214a)과 맞물려서 승강대(213)가 스크류(212)의 회전을 따라 회전하는 것을 방지하는 것이다.

지지관(214)은 함체(270)의 상면에 고정돼 입설되면서, 스크류(212)와 승강대(213)를 수용하는 것으로, 내면에

는 레일(214a)이 형성되어서 전술한 바와 같이 승강대(213)가 회전하지 않으면서 상하로 이동하도록 지지한다.

수위감지장치(240)는 스크류(212)의 상단에 유동가능하게 설치되는 연결대(241)와, 와이어(W)를 매개로 연결되는 부유체(242)와, 와이어(W)를 권취하면서 회전각을 측정하는 활차(243)와, 활차(243)로부터 인출되는 와이어(W)를 안내하는 가이드롤(244)을 포함한다.

연결대(241)는 스크류(212)의 축구멍(212b)으로 유동가능하게 삽입되는 회전축(241a)을 포함하고, 측면에는 승강대(213)의 안내홈(213b)과 맞물리는 안내돌기(241c)가 형성되며, 상면 개구된 중공(241b)이 형성된다.

이러한 기계적 특성으로 인해 스크류(212)가 회전하더라도 연결대(241)는 회전하지 않고 현 위치를 고수하게 된다.

부유체(242)는 내측에 공간(S)이 형성된 것으로, 상기 공간(S)으로는 헬륨, 수소 등과 같이 밀도가 낮은 기체를

주입해서, 부유체(242)가 해수면으로 쉽게 부양할 수 있도록 한다.

활차(243)는 연결대(241)의 중공(241b)에 설치되며 와이어(W)를 자동 권취하는 것으로, 회전각센서(미도시함)가 연결되어서 와이어(W)가 풀릴 때 회전하는 활차(243)의 회전각을 확인해 와이어(W)의 권출 길이를 측정한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 와이어(W)가 감겨진 활차(243)의 둘레길이는 와이어(W)의 길이에 상응하므로, 활차(243)의 회전각 확인을 통해 권출된 와이어(W)의 길이를 알 수 있다.

활차(243)에 연결되는 회전각센서의 구조는 공지,공용의 기술이므로, 상기 회전각센서의 회로구조 및 동작 원리등에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

참고로, 활차(243)가 갖는 자동 권취력은 부유체(242)의 부력보다 약하

도록 되어서, 부유체(242)가 부력을 받아 부상하면 상기 부력에 의해 와이어(W)를 권출하도록 된다. 물론, 와

이어(W)의 권출 길이는 부유체(242)가 부유한 높이에 상응할 것이다.

가이드롤(244)은 중공(241b)의 입구에서 한 쌍이 서로 나란하게 배치되며, 그 사이로 와이어(W)가 통과하도록 회전가능하게 설치되어서, 활차(243)로부터 권출되는 와이어(W)의 이동을 안내한다.

한편, 가이드롤(244)을 경유해 인출되는 와이어(W)는 부유체(242)가 해수의 유력으로 이동하면서 경사지게 위치될 수 있고, 이는 정확한 수위 측정에 오류를 일으킬 수 있다.

물론, 유력이 상대적으로 약한 상태이므로 상기 오류는 크지 않을 것이나, 보다 정확하고 신뢰할 수 있는 수위 측정을 위해서는 이를 보완할 필요가 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해 가이드롤(244)의 회전축에 전후 방향으로의 압력을 감지하는 압력감지센서(미도시)를 연동시켜서, 압력감지센서가 감지한 상기 압력으로 부유체(242)가 받는 해수의 유력 추정할 수 있도록 한다.

여기서, 부유체(242)는 해수의 유력 방향으로 이동하므로, 현실적으로 부유체(242)는 해저면에 설치된 정보발생부(200)의 본체 직상방에 위치할 수는 없다.

물론, 이렇게 되면 앞서 언급한 바와 같이, 부유체(242)와 상기 본체 간의 길이가 대각방향으로 더욱 길어지게 되므로, 해저면으로부터 해수면까지의 수직길이인 수위가 정확히 측정되지 못하는 문제가 있다.

따라서, 상기 압력감지센서는 부유체(242)가 해수의 유력으로 이동하면 서 와이어(W)가 가이드롤(244)에 가하는 압력을 감지하고, 감지된 압력의 세기에 대한 와이어(W)의 기울어진 정도를 확인해서 실제 수위를 가늠할 수 있도록 한다.

참고로, 해수의 유력이 커질수록 와이어(W)가 가이드롤(244)의 회전축에 가하는 압력이 증가할 것이고, 이로 인한 와이어(W)의 기울기 정도도 비례해 증가할 것이다.

따라서, 부유체(242)가 받는 유력 대비 가이드롤(244)이 받는 압력과, 상기 압력 대비 와이어(W)의 경사각 등의 내용을 다수의 실험으로 확인해 데이터로 확보하고, 상기 데이터를 기준으로 실제 수위를 정확히 측정해낼 수 있도록 한다.

감지장치(220)는 상기 데이터를 저장하면서, 상기 압력감지센서로부터 압력에 관한 정보가 전달되면 이를 확인해 현상태의 실제 수위를 연산한다. 참고로, 한 쌍의 가이드롤(244)을 중심으로 한 종선을 기준으로 해서 와이어(W)의 기울어진 각도를 'θ'라고 할 때, 실제 수위는 '권출된 와이어의 길이'와 'cosθ'를 곱한 값이 될 것이다.

상기 압력감지센서는 통상적인 압전소자를 활용한 공지,공용의 기기이고, 회전축을 중심으로 회전하는 가이드롤(244)이 받는 압력을 감지할 수 있는 연결구조라면 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있을 것이다.

통신장치(250)는 제어장치(230)로부터 전송된 지리정보를 지도작성부(100)로 전송하는 것으로, 부유체(242)에 내설되고, 전송효율을 높이기 위해 부유체(242)의 상방으로 인출되는 안테나(A)를 포함할 수 있다.

참고로, 지도작성부(100)로의 전송을 위해 제어장치(230)로부터 최종적으로 전달되는 지리정보는 스크류(212)와 연결대(241)를 관통한 후 통신장치(250)와 연결되는 라인(미도시함)을 통해 통신장치(250)로 전달된다.

연결대(241)에는 이를 위한 통로(R)가 형성될 수 있다.

도 4는 상기 정보발생부의 동작모습을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 정보발생부의 활용모습을 도시한 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 정보발생부의 활용모습을 도시한 평면도인 바, 이를 참조해서 앞서 설명한 내용을 기반으로 본 발명에 따른 정보발생부(200)의 동작모습을 설명한다.

본 발명에 따른 정보발생부(200)는 승강장치(210)가 동작하면서, 도 4(a)(b)에 각각 도시한 바와 같이 승강대(213)를 승,하강시킨다.

한편, 승강대(213)의 외면에는 수신망(221)과 수광수단(222)이 설치되어서, 발신기(300)로부터 발신되는 주파수 신호와 광신호를 수신한다.

여기서, 수신망(221)은 감지장치(220)에 구성되는 것으로, 통상적인 레이더(RADAR) 기술을 활용해 상기 주파수 신호를 감지장치(220)로 전송해서 감지장치(220)가 이를 분석 및 처리할 수 있도록 하고, 수광수단(222)은 발신기(300)로부터 발신된 광을 수광하도록 한다.

감지장치(220)는 기준점에 대한 정확한 위치 확인 없이 정보발생부(200)를 우선 설치한 후에 상기 기준점의 위치를 확인하기 위한 것으로, 조석간만의 차가 큰 지역에서 간조시에 다수의 정보발생부(200)를 해안선을 따라 일렬로 설치하고, 발신기(300)와 감지장치(220)를 이용해 정보발생부(200)의 정확한 위치를 확인한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 발신기(300)는 주파수 신호와 광신호를 동일한 시간에 발신하고, 감지장치(220)의 수신망(221) 및 수광수단(222)은 상기 주파수 신호와 광신호를 각각 시차를 두고 수신한다.

이는 주파수 신호와 광신호의 속도차에 의한 것으로서, 상기 시차는 발신기(300)와 정보발생부(200) 간의 거리가 멀수록 증가한다.

감지장치(220)는 이러한 시차를 이용해 발신기(300)와 정보발생부(200) 간의 거리를 측정한다.

수광수단(222)은 수신망(221)의 상단에 배치되고, 발신기(300)는 광신호를 수평으로 조사한다.

이때 광신호는 레이저 광과 같이 직진성이 뚜렷한 빛이 될 것이다. 제어장치(230)는 승강장치(210)를 반복적으로 승,하강시키면서 수광수단(222)으로부터 광신호 수신에 대한 정보가 입력되면 승강장치(210)의 동작을 정지시킨다.

이때, 상기 회전횟수감지센서는 구동모터(211)의 회전횟수를 확인해서 감지장치(220)로 전달하고, 감지장치(220)는 전달된 상기 회전횟수 정보를 통해 승강대(213)의 승강 높이(d)를 확인할 수 있다.

참고로, 승강장치(210)의 동작이 정지되었음을 측정자가 인식해야 하므로, 제어장치(230)는 발성(發聲) 기능을 포함할 수 있다.

따라서, 측정자는 제어장치(230)의 대기소리를 듣고 정보발생부(200)의 대기 완료를 인식할 수 있다.

계속해서, 수신망(221)은 도시한 바와 같이 곡면형태를 이루면서 주파수 신호를 수신하므로, 감지장치(220)는 주파수 신호를 수신한 수신망(221)의 위치를 확인해서 상기 주파수 신호의 발신지를 추적할 수 있고, 이를 통해 발신기(300)를 기준으로 정보발생부(200)가 위치한 기준점의 위치를 확인할 수 있다.

참고로, 발신기(300)는 미리 정한 위치에 설치되고, 상기 위치에 대한 정보는 감지장치(220)에 이미 입력된 상태이므로, 발신기(300)로부터 발신된 주파수 신호 및 광신호를 수신하는 하나 이상의 정보발생부(200, 200', 200")는 자신의 위치정보를 최종 확인할 수 있게 된다.

발신기(300)가 설치되는 정한 위치는 차량이 통행하는 도로의 가장자리 또는 도로의 경계 등이 될 것이다.

상기 기준점의 위치에는 발신기(300)와 정보발생부(200) 간 거리(L)이 포함된다.

이상 설명한 절차에 따라 정보발생부(200)의 위치정보가 확인되면, 제어장치(230)는 승강장치(210)를 제어해서 도 4(a)와 같이 승강대(213)를 지지관(214)에 삽입한다.

도 7은 본 발명에 따른 정보발생부의 동작모습을 도시한 측면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 운영시스템에 의해 수치지도의 수정된 지도이미지 모습을 개략적으로 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

도 7(a)에 도시한 바와 같이, 간조에서 만조가 시작되면 해수가 육지 쪽으로 밀려오고, 부유체(242)는 부력에

의해 해수면으로 부양한다. 이때, 부유체(242)의 부양으로 인해 활차(243)로부터 와이어(W)가 권출되고, 전술한 회전각센서는 와이어(W)의 권출 길이를 측정할 수 있도록 감지정보를 감지장치(220)로 전송한다.

또한, 가이드롤(244)의 압력감지센서는 와이어(W)가 가하는 압력정보를 감지장치(220)로 전송한다.

감지장치(220)는 상기 감지정보 및 입력정보를 통해 해저면에 설치된 정보발생부(200)의 본체로부터 부유체(242) 간의 거리 d'을 확인할 수 있고, 이렇게 확인된 상기 거리 d'을 활용해 해수면이 육지와 닿는 경계라인으로부터 정보발생부(200) 본체까지의 거리인 L'을 확인할 수 있다.

이는 도 5의 d 및 L을 변의 길이로 하는 직각삼각형이 도 7(a)의 직각삼각형과 닮은 꼴이고, 이러한 상기 직각삼각형의 닮은 꼴 비율을 활용함으로서 상기 L'의 연산이 가능해지는 것이다.

아울러, 감지장치(220)는 이렇게 연산된 상기 L'을 활용해서 도로의 경계와 해수면의 경계라인 간의 거리 B를 연산한다. 상기 B는 L에서 L'을 제한 길이이므로, 이 또한 용이하게 확인된다.

도 7(b)는 만조가 더욱 진행되어서 d" 및 L"의 길이가 d' 및 L'의 길이보다 길어지고, 상대적으로 B'는 짧아진 모습을 보인 것이다.

B 및 B'에 관한 정보를 포함한 수위정보는 통신장치(250)를 통해 실시간으로 전송되고, 지도작성부(100)의 수정모듈(150)은 수신모듈(140)을 통해 상기 B 및 B'를 수신해서, 기존 지도이미지의 도로 경계로부터 B 및 B'에 상응하는 B1 내지 B4를 활용해 해수면 경계라인(C)을 도시하고 이를 수치지도로 완성해 출력한다.

이에 더하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 지지관(214)과 함체(270)는 이중 씰링구조를 갖고 조립되어 수중에서 해수의 유입을 완벽하게 차단하도록 구성된다.

이를 위해, 상기 함체(270)의 상단부 내주면에는 씰링턱(500)이 돌출된다.

이때, 상기 씰링턱(500)이 돌출높이는 구동모터(211)를 넣고 뺄 때 간섭되지 않을 정도의 범위면 충분하며, 씰링턱(500)의 주된 용도는 후술되는 씰링재(520)가 낙하되지 않고 정확하게 씰링지점에 위치되도록 안내하기 위한 수단이다.

그리고, 상기 씰링턱(500)의 상단에는 상기 함체(270)의 내주면에서 요입되게 씰링홈(510)이 형성된다.

상기 씰링홈(510)은 사각형상이 바람직하나, 반드시 이 형상으로 국한될 필요는 없고 원형도 가능한다.

아울러, 상기 씰링홈(510)에는 씰링재(520)가 끼워진다.

상기 씰링재(520)는 실리콘으로 형성되는 일종의 가스켓으로 사각테 형태이며, 상기 함체(270)의 내부 보다 약간 크게, 즉 상기 씰링홈(510)의 크기에 맞게 형성된다.

때문에, 상기 씰링재(520)는 씰링홈(510)에 정확하게 일치되어 씰링성을 구현하는데, 함체(270)의 내주면 쪽으로 약간 튀어 나오게 배치된다.

또한, 상기 함체(270)의 상단면에는 둘레를 따라 지수재삽입홈(530)이 요입형성되고, 상기 지수재삽입홈(530)에는 수팽창지수재(540)가 안착된다.

이 경우, 상기 수팽창지수재(540)는 수분과 접촉하게 되면 팽창되면서 체적이 수십배 커져 수밀성을 증대시키기 위해 사용되는 재료이며, 바람직한 예로는 소디움 벤토나이트가 될 수 있다.

특히, 상기 소디움 벤토나이트는 압축성형하여 그 사면을 그물망사(직포)로 부착한 후 일정치수로 가공하게 되면 물과 접촉했을 때 체적의 16배로 팽창되기 때문에 완벽한 수밀성을 확보할 수 있게 된다.

그리고, 상기 함체(270)의 상단 외주면에는 상단과 간격을 두고 돌출된 함체플랜지(550)가 형성되는데, 상기 함체플랜지(550)는 상기 지지관(214)을 조립할 때 지지관(214)의 하단에 마련된 지지관플랜지(570)와 밀착시킨 상태에서 고정볼트(580)로 고정하기 위한 일종의 브라켓이다.

한편, 상기 지지관(214)의 하단에는 대략 '∩' 형상을 갖는 씰링브라켓(560)이 상기 지지관(214)과 일체로 성형되어 형성되는데, 이때 씰링브라켓(560)의 비어 있는 하부 공간에는 상기 수팽창지수재(540)가 삽입되면서 압착된다.

아울러, 상기 지지관(214) 조립시 상기 씰링브라켓(560)의 내측단은 상기 씰링재(520)를 누르면서 맞물리도록 구비되고, 상기 씰링브라켓(560)의 외측단에는 외측방향으로 수직하게 절곡 연장되어 일체로 형성되는 지지관플랜지(570)가 형성된다.

그리하여, 지지관플랜지(570)와 함체플랜지(550)를 맞댄 상태에서 고정볼트(580)로 상하 관통 체결시키면 수팽창지수재(540)가 씰링브라켓(560) 내부에서 압착되면서 견고히 밀착되게 되고, 씰링브라켓(560)의 내측단은 씰링재(520)와 긴밀하게 밀착되므로 이중 씰링 구조를 달성하게 된다.

특히, 거의 그런 경우가 발생하지 않겠지만, 미세한 해수의 유입이 있을 경우, 수팽창지수재(540)는 순식간에 급격히 팽창하게 되므로 완벽한 씰링 이루어져 해수 침입 자체가 완벽하게 차단된다.

따라서, 함체(270)에 내장되는 구동모터(211)는 해수와 접촉하지 않게 되므로 구동불량이나 단선, 단락의 문제가 생기지 않아 해저에서도 안전하고 원활하게 동작할 수 있게 된다.

100; 지도작성부 110; 맵DB 120; 지피에스
130; 도화모듈 140; 수신모듈 150; 수정모듈
160; 출력모듈 200; 정보발생부 210; 승강장치
220; 감지장치 230; 제어장치 240; 수위감지장치
250; 통신장치 260; 앵커 270; 함체
300; 발신기 500; 씰링턱 510; 씰링홈
520; 씰링재 530; 지수재삽입홈 540; 수팽창지수재
550; 함체플랜지 560; 씰링브라켓 570; 지지관플랜지

Claims (1)

1. 광신호를 수평 조사하고, 주파수 신호를 발신하는 발신기(300): 해저면에 삽입되는 핀(261)으로 이루어진 앵커(260); 상방 개구된 수용공간(271)이 형성되고, 앵커(260)의 상단이 고정되는 함체(270); 수용공간(271)에 수용되고 회전횟수감지센서에 의해 회전축대(211a)의 회전횟수가 감지되는 구동모터(211)와, 회전축대(211a)와 맞물려 회전하고 둘레면에 나사산이 형성되며 상면에는 축구멍(212b)이 형성된 스크류(212)와, 스크류(212)와 맞물리는 암나사산(213a)이 형성된 관 형상을 이루고 내면에는 길이방향을 따라 안내홈(213b)이 형성되며 외면에는 길이방향을 따라 가이드라인(213c)이 형성된 승강대(213)와, 함체(270) 상에 입설 고정되고 승강대(213)를 감싸는 관 형상을 이루며 내면에 가이드라인(213c)과 이동가능하게 맞물리는 레일(214a)이 돌출 형성된 지지관(214)으로 이루어진 승강장치(210); 하방 돌출되어 축구멍(212b)에 삽입돼 회전가능하게 고정되는 회전축(241a)을 구성하고 상면 개구된 중공(241b)과 측방 돌출된 안내돌기(241c)가 각각 형성된 연결대(241)와, 내부에 공간(S)이 형성된 부유체(242)와, 중공(241b)에 내설되어 부유체(242)와 연결된 와이어(W)를 자동 권취하되 부유체(242)가 부력을 받아 부유할 경우 와이어(W)를 권출하고 회전각센서에 의해 회전각이 감지되는 활차(243)와, 중공(241b)의 입구에서 한 쌍이 서로 나란하게 배치되어 그 사이로 와이어(W)가 통과하도록 회전가능하게 설치되는 가이드롤(244)로 이루어진 수위감지장치(240); 승강대(213)의 둘레면에 고정되며 상기 주파수 신호를 수신하는 수신망(221)과, 수신망(221)의 상단에 배치되며 상기 광신호를 수신하는 수광수단(222)을 포함하고, 발신기(300)로부터 동시에 발신된 상기 광신호와 주파수 신호의 수신 시차를 확인해 발신기(300)까지의 거리 L과 방위를 포함한 위치정보를 측정하고, 수광수단(222)이 상기 광신호를 수신하기 위해 승강한 승강대(213)의 높이 d를 상기 회전횟수감지센서가 감지한 회전횟수를 확인해 측정하며, 상기 회전각센서가 감지한 회전각을 확인해서 해수면의 높이를 측정한 후 해수면이 육지와 닿는 경계라인과 발신기(300) 간의 거리 B를 포함한 수위정보를 연산하는 감지장치(220); 수광수단(222)이 상기 광신호를 수광하도록 승강장치(210)의 승,하강을 제어하고, 수광수단(222)의 수광시 발성하는 제어장치(230); 감지장치(220)가 측정한 상기 위치정보 및 수위정보로 구성된 지리정보를 받아 전송하며, 부유체(242)에 탑재되는 통신장치(250);로 구성된 정보발생부(200): 및 지도이미지를 저장하는 맵DB(110); 인공위성(AS)으로부터 현 위치의 좌표값을 수신하는 지피에스(120); 상기 좌표값에 대응하는 지도이미지를 맵DB(110)에서 검색하고 이를 합성해서 수치지도로 완성하는 도화모듈(130); 정보발생부(200)로부터 상기 지리정보를 수신하는 수신모듈(140); 상기 지리정보에 따른 상기 경계라인을 상기 지도이미지에 적용해서 상기 수치지도를 편집 수정하는 수정모듈(150); 및 수정된 상기 수치지도를 출력하는 출력모듈(160);로 구성된 지도작성부(100):를 포함하되,
   상기 함체(270)의 내주면 상단부에는 씰링턱(500)이 돌출되고, 상기 씰링턱(500)의 상단에는 함체(270) 내주면을 향해 요입된 씰링홈(510)이 형성되며, 상기 씰링홈(510)에는 실리콘으로 된 사각테 형상의 씰링재(520)가 끼워지고, 상기 함체(270)의 상단면에는 둘레 방향으로 지수재삽입홈(530)이 요입형성되며, 상기 지수재삽입홈(530)에는 수팽창지수재(540)가 삽입되고, 상기 함체(270)의 상단 외주면에는 상단과 간격을 두고 함체플랜지(550)가 돌출되며, 상기 지지관(214)의 하단에는 '∩' 형상의 씰링브라켓(560)이 일체로 형성되고, 상기 씰링브라켓(560)의 내측단은 상기 씰링재(520)의 상면에 안착되는 형태로 밀착되며, 상기 씰링브라켓(560)의 외측단에는 상기 함체플랜지(550)와 면접된 상태로 볼트고정되는 지지관플랜지(570)가 형성되고, 상기 씰링브라켓(560)의 하부 공간에는 상기 수팽창지수재(540)가 삽입된 상태에서 압착되어 이중 씰링구조를 이룬 것을 특징으로 하는 지형 기준점 설정에 따른 지피에스 좌표 합성 타입의 수치지도 제작시스템.

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