KR101529107B1 - Describing Method of Face Mapping Drawing for Tunnel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터널 막장 매핑도 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널의 굴진면을 카메라와 레이저 마커를 이용하여 신속하고 정확하게 도면화하여 굴진면의 암질이나 불연속면 추이를 분석할 수 있도록 제공할 수 있는 터널 막장 매핑도 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a tunnel surface map, more particularly, to provide a method for quickly and precisely mapping a tunnel surface by using a camera and a laser marker to analyze the quality of a rock surface or a discontinuity surface And the mapping method of the tunnel surface is also related to the manufacturing method.
일반적으로 산악지형에 도로나 철도를 건설할 때에 필수적으로 터널을 굴착하는 공사를 수행한다. 터널을 굴착하는 공사의 경우 기본적으로 발파를 진행하고, 잔해를 제거하고 콘크리트를 타설하는 과정으로 이루어진다.In general, when constructing a road or a railroad on mountainous terrain, it is necessary to excavate the tunnel. In the tunnel excavation work, basically blasting is carried out, debris is removed and concrete is poured.
터널 공사에 있어서, 계속하여 굴착을 진행하기 위해서는 구조적인 안전성을 확인하기 위하여 발파된 단면인 막장(굴진면)의 암질과 불연속면의 정확한 위치를 확인하는 것이 중요하다. 나아가 굴진면의 확인은 굴착작업이 계속하여 진행되어야 하기 때문에, 빠른 시간내에 신속하고 정확하게 이루어져야 하는 것도 중요하다. 굴진면의 확인 및 분석작업이 늦어지면, 그 만큼 터널의 굴착공정도 지연된다.In tunnel construction, it is important to confirm the precise location of the rock quality and discontinuity of the blasted surface (paved surface) in order to confirm the structural safety in order to continue the excavation. Further, confirmation of the ground surface must be carried out quickly and accurately within a short period of time, since the drilling operation must be continued. If the confirmation and analysis of the excavated surface is delayed, the excavation process of the tunnel is delayed accordingly.
종래에는 터널의 굴진면(막장)의 상태를 확인하고 분석하기 위해서, 작업자가 현장에서 직접 수기로 굴진면을 살피면서 작성하는 방법을 사용하고 있다. 이 경우에는 굴진면상에 표출된 암질의 경계나 불연속면의 정확한 위치를 표기하는 것이 사실상 불가능하며, 대략적인 방향이나 경향만을 알 수 있을 정도로 작성이 이루어진다.Conventionally, in order to confirm and analyze the state of the tunneling surface (tunnel surface) of the tunnel, a method is used in which the operator creates the surface while manually observing the ground surface. In this case, it is practically impossible to express the exact position of the boundaries or discontinuities of the rocky matter exposed on the paved surface, and the composition is made so that only the approximate direction or trend can be known.
또한 수기식으로 굴진면의 매핑도를 작성하는 경우에는 작업자의 성향에 따라 표현하는 방법이 다양하여 굴진면의 정량적 분석에 한계를 보인다는 문제도 있다. 이를 보완하기 위해 굴진면 보고서에 몇장의 사진을 첨부하여 분석의 참고자료로 활용하고 있지만, 별도의 이미지 형태로 만들어진 형상을 병합하여 하나의 이미지화하는 작업은 기술적으로 어렵고, 시간이 많이 소요되어 효율성이 떨어진다는 문제점이 있다.In addition, there is also a problem that the method of expressing the map of the pushed surface by the numerical method has various limitations in the quantitative analysis of the pushed surface. In order to compensate for this problem, several pages of photographs have been attached to the Gyeonggi area report as reference materials for analysis. However, it is technically difficult to merge the images made in separate image form and make one image technically difficult, There is a problem that it falls.
그리고 수기로 막장의 매핑도를 작성하는 현장의 작업자가 숙련된 지질 전문가가 아닌 경우가 많으므로, 항상 작업 현장 주위에 전문가가 상주하여 시공한 현장을 일일이 둘러보면서 매핑도의 정확성 여부를 체크해야 하는데, 국내에는 숙련된 지질 전문가의 수가 공사 현장의 수에 비하여 절대적으로 부족하여 막장 매핑도의 정확성이 떨어진다는 문제가 있다. Since the worker who creates the mapping map of the map is not always a skilled geologist, he or she should always check the accuracy of the map while looking around the site where the specialist resides around the site. In Korea, there is a problem that the number of skilled geological experts is insufficient compared with the number of construction sites, and the accuracy of the mapping map is inferior.
따라서, 일부에서는 객관적 판단 기준에 의한 시공성과 안정성 확보를 위해 레이저 스캐너 등의 장비를 이용하여 막장의 상태를 분석하기 위한 방법을 개발하여 적용하고 있다.Therefore, in order to secure the workability and stability by objective criteria, some methods have been developed and applied to analyze the state of the closing surface by using a laser scanner or the like.
예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0044973호, 등록특허공보 제10-0933329호, 제10-1243885호 등에 레이저 스캐너를 이용한 터널 막장 매핑방법에 대한 기술이 공개되어 있다.For example, Korean Patent Laid-Open Nos. 10-2005-0044973, 10-0933329 and 10-1243885 disclose techniques for mapping a tunnel surface using a laser scanner.
종래 레이저 스캐너를 이용하는 경우에는 고가의 레이저 스캐너를 각 터널의 공사 현장마다 보유하여야 하고, 발파 등의 굴착작업이 진행되는 현장의 상황에서 먼지와 충격으로 고가의 레이저 스캐너를 보호하기 위해 수시로 장비를 설치하고 안전한 장소로 이동하는 과정을 반복하여야 하므로, 작업의 진행속도를 지연시키게 된다.In the case of using a conventional laser scanner, an expensive laser scanner should be held for each construction site of each tunnel. In order to protect expensive laser scanner from dust and impact in the field of excavation work such as blasting, And it is necessary to repeat the process of moving to a safe place, thereby delaying the progress speed of the work.
또한, 레이저 스캐너로 스캔한 데이터의 양이 많은 관계로, 이를 처리하여 분석하는 작업에도 많은 시간이 소요된다는 문제가 있다.In addition, since the amount of data scanned by the laser scanner is large, there is a problem that it takes much time to process and analyze the data.
본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 터널의 굴진면(막장)의 매핑도를 카메라와 레이저 마커를 이용하여 신속하고 정확하게 도면화하여 제공하므로 현장에서 빠른 시간내에 굴진면의 암질이나 불연속면 추이 등을 분석하여 안전하게 굴착공사를 효율적으로 진행하는 것이 가능한 터널 막장 매핑도 제작방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it provides quick and precise mapping of the tunneling surface of a tunnel using a camera and a laser marker, so that the rock quality or discontinuity The present invention also provides a method of producing a tunnel surface mapping method capable of safely performing an excavation work efficiently by analyzing trends and the like.
본 발명의 실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법은 전체 터널 현장의 구간별 표준 단면도를 중심을 원점으로 지정하여 각 현장의 번호와 함께 메인서버에 저장하고, 각 현장에서 단말기를 사용하여 메인서버에 접속하고 해당 현장의 표준 단면도를 불러와 화면에 표시하고, 촬영되는 영상의 중심과 단면도의 중심이 일치하도록 굴진면의 중앙에 단말기와 연결된 카메라를 설치하여 카메라의 화면 중심을 조정한 다음 촬영된 영상과 단면도의 경계가 일치하도록 카메라의 줌포커스를 조정하여 1차 촬영하고, 카메라를 벌브모드(bulb mode)로 설정한 상태에서 레이저 마커를 이용하여 현장 굴진면에 표출된 암질의 경계면을 따라 경계선을 그리고 2차 촬영을 행하고, 다시 카메라를 벌브모드(bulb mode)로 설정한 상태에서 레이저 마커를 이용하여 현장 굴진면에 표출된 암질의 절리선을 따라 선을 그리고 3차 촬영을 행하고, 2차 촬영된 사진의 레이저 마커에 의한 경계선을 분석하여 암질의 경계선을 추출하고, 3차 촬영된 사진의 레이저 마커에 의한 경계선을 분석하여 절리선을 추출하고, 1차 촬영된 영상에 추출된 암질의 경계선과 절리선 영상의 병합하여 단일 이미지를 생성하여 해당 굴진면의 매핑도로 저장하는 과정을 포함하여 이루어진다.A method for producing a tunnel surface mapping according to an embodiment of the present invention is to designate a standard cross-sectional view of each tunnel section as an origin point, store the same in the main server together with the number of each site, And a camera connected to the terminal is installed at the center of the pushed surface so that the center of the captured image matches with the center of the sectional view so that the center of the screen of the camera is adjusted, The camera is set to the bulb mode by adjusting the zoom focus of the camera so that the boundary between the image and the sectional view is adjusted. When the camera is set in the bulb mode, the boundary markers And the camera is set to the bulb mode again. Then, the camera is turned on the spot using the laser marker The boundary line of the second quality was photographed by analyzing the boundary line of the second photographed photograph to extract the boundary line of the rock quality. The third marker was photographed by the laser marker Extracting a joint line by analyzing the boundary line, merging the boundary line of the rock quality extracted in the first shot image and the joint line image to generate a single image, and storing the mapped image as a mapping of the excavated surface.
상기 암질의 경계선을 추출하는 단계에서는 2차 촬영된 영상에서 캐니에지추출알고리즘(Canny-edge detector algorithm)을 이용하여 레이저 마커의 성분을 추출하고, 더글러스퓨커알고리즘(Douglas-Peucker algorithm)을 이용하여 손떨림이나 쐐기 모양으로 노출된 암석에 의한 레이저 광선의 왜곡에 의한 불규칙적인 궤적을 단순화시키고, 생성된 폴리라인(polyline)의 양 끝점을 표준 단면도의 경계선과 교차하도록 직선으로 연장하여 교차시킨 다음 표준 단면도의 경계와 일치하는 암질의 경계선을 추출한다.In the step of extracting the boundary line of the rock quality, the components of the laser marker are extracted using a Canny-edge detector algorithm in the second captured image, and the shaking motion is detected using the Douglas-Peucker algorithm Or the wedge-shaped rocks, and by intersecting both end points of the generated polyline with a straight line so as to intersect the boundary line of the standard cross-section, Extract the boundaries of the rocks that match the boundary.
상기 절리선을 추출하는 단계에서는 3차 촬영된 영상에서 캐니에지추출알고리즘(Canny-edge detector algorithm)을 이용하여 레이저 마커의 성분을 추출하고, 추출된 폴리라인(polyline)의 양 끝점을 직선으로 연결하여 절리선을 추출한다.In the step of extracting the joint line, the components of the laser marker are extracted using a Canny-edge detector algorithm in the third captured image, and the two end points of the extracted polyline are connected by a straight line To extract the joint line.
상기에서 절리선을 추출한 경우에는 암질의 경계선과 구분하기 위하여 폴리라인의 양 끝점을 연결한 직선의 중심에 별도의 기호를 추가하는 것이 바람직하다.In the case of extracting the joint line, it is preferable to add another symbol to the center of the straight line connecting the end points of the polyline to distinguish it from the boundary line of the rock quality.
상기에서 단말기로 카메라가 내장된 단말기를 사용하는 경우에는 별도의 카메라를 휴대하지 않아도 되므로 간편하다.If a terminal having a built-in camera is used as the terminal, it is not necessary to carry a separate camera.
본 발명의 실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 의하면, 레이저 마커와 카메라가 내장된 단말기 등의 최소한의 장비만으로 굴진면(막장)에 대한 정확한 암질의 경계면과 절리선을 표시하는 것이 가능하다.According to the method of producing a tunnel surface mapping diagram according to the embodiment of the present invention, it is possible to display an accurate boundary surface and a joint line of a rock surface with a minimum equipment such as a laser marker and a terminal with a built-in camera .
또 본 발명의 실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 의하면, 현장에서 직접 관찰하면서 동시에 데이터 기록이 가능하므로, 종래 현장 촬영 이미지 및 대략적인 굴진면 조사 이미지를 분석실에서 후처리 방식으로 보정하는 것에 비하여 실효성이 높다. 나아가, 실제 현상의 스케일로 작업이 가능하므로, 작업 시간을 크게 단축시키는 것이 가능하다.In addition, according to the tunnel surface mapping method according to the embodiment of the present invention, since data can be recorded simultaneously while observing directly on the site, it is possible to correct the conventional on- It is highly effective. Furthermore, since it is possible to work with the scale of the actual phenomenon, it is possible to greatly shorten the working time.
예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 의하면, 현장에서 직접 관찰하면서 암질의 경계면과 절리선의 실제 정확한 위치를 표준 단면도와 일치시켜 작성하게 된다. 따라서 별도의 현장 사진과 비교 분석해야 하는 후처리 과정을 줄여 시공 현장 조사 시간을 크게 줄이는 것이 가능하다.For example, according to the method of manufacturing the tunnel surface mapping according to the embodiment of the present invention, the actual exact position of the boundary surface of the rocky body and the joint line is created in conformity with the standard sectional view while being directly observed in the field. Therefore, it is possible to greatly reduce the time required for the construction site inspection by reducing the number of post-processing steps required for comparative analysis with separate site photographs.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 의하면, 암질의 경계선이나 절리선은 기하좌표로 저장되므로, 이후 현장에 대한 정밀 조사 및 시뮬레이션을 위한 지층 경계 모델이나 절리면 연장선이 필요할 때에 곧바로 3차원 모델링 툴과 연동하여 쉽게 3차원 모델을 생성하는 것도 가능하다.According to the tunnel surface map mapping method according to the embodiment of the present invention, since boundary lines and joint lines of the rock quality are stored in the geometric coordinates, a ground boundary model or an extension line of the joint surface for the precise survey and simulation on the site can be directly It is also possible to easily create a three-dimensional model in cooperation with a three-dimensional modeling tool.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 있어서, 표준 단면도의 일예를 나타내는 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 있어서, 단말기에 로딩된 표준 단면도의 일예를 나타내는 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 있어서, 표준 단면도와 촬영되는 영상의 중심점과 경계를 일치시킨 상태에서 1차 촬영한 영상을 나타내는 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 있어서, 레이저 마커를 사용하여 암질의 상태를 표시하여 2차 촬영한 영상을 이미지이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 있어서, 캐니에지추출알고리즘을 이용하여 레이저마커의 성분을 추출한 영상의 일예를 나타내는 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 있어서, 더글러스퓨커알고리즘을 이용하여 레이저 광선의 왜곡에 의한 불규칙적인 궤적을 단순화시킨 영상의 일예를 나타내는 이미지이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 있어서, 생성된 폴리라인의 양 끝점을 표준 단면도의 경계선과 교차하도록 직선으로 연장한 영상의 일예를 나타내는 이미지이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 있어서, 표준 단면도의 경계와 일치하는 암질의 경계선을 추출한 영상의 일예를 나타내는 이미지이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 있어서, 해당 굴진면의 매핑도를 보고서에 삽입한 영상의 일예를 나타내는 이미지이다.FIG. 1 is a flowchart schematically illustrating a tunnel surface mapping method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a flowchart specifically illustrating a tunnel surface map mapping method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is an image showing an example of a standard cross-sectional view of a method of producing a tunnel surface mapping diagram according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an image showing an example of a standard sectional view loaded on a terminal in the tunnel surface map mapping method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a typical sectional view and an image representing a first image taken in a state in which a boundary between the center of the image and the boundary is matched, in the method of manufacturing the tunnel surface map according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an image of a second image taken by displaying a state of a rocky state using a laser marker in a method of producing a tunnel surface mapping diagram according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an image showing an example of an image obtained by extracting components of a laser marker using a canyon edge extraction algorithm in a method of producing a tunnel surface mapping diagram according to an embodiment of the present invention.
8 is an image showing an example of an image obtained by simplifying an irregular trajectory due to a distortion of a laser beam using a Douglas fuzzy algorithm in a tunnel surface mapping method according to an embodiment of the present invention.
9 is an image showing an example of an image obtained by straightly extending both end points of a generated polyline so as to intersect a boundary line of a standard cross section in a method of producing a tunnel surface mapping diagram according to an embodiment of the present invention.
10 is an image showing an example of an image obtained by extracting a boundary line of a rocky texture that matches the boundary of a standard cross-section in a method of producing a tunnel surface mapping diagram according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an image showing an example of an image in which a map of a paved surface is inserted into a report in a method of producing a tunnel surface mapping diagram according to an embodiment of the present invention.
다음으로 본 발명에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, preferred embodiments of a tunnel surface mapping method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.The present invention can be embodied in various forms and is not limited to the embodiments described below.
이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like numerals refer to like elements throughout.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법은, 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 표준 단면도를 저장하는 단계(S10)와, 표준 단면도를 로딩하는 단계(S20)와, 1차촬영단계(S30)와, 2차촬영단계(S50)와, 3차촬영단계(S60)와, 암질의 경계면을 추출하는 단계(S70)와, 절리선을 추출하는 단계(S80)와, 이미지를 병합하는 단계(S90)와, 병합된 이미지를 저장하는 단계(S98)를 포함하여 이루어진다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, a method for fabricating a tunnel surface mapping map according to an embodiment of the present invention includes storing a standard cross-sectional view (S10), loading a standard cross-sectional view (S20) A step S80 of extracting a joint line, a step S80 of extracting a joint line, a step S80 of taking a joint line, a step S60 of taking a joint line, (S90) merging the images, and storing the merged images (S98).
상기 표준 단면도를 저장하는 단계(S10)에서는 전체 터널 현장의 구간별 표준 단면도를 중심을 원점으로 지정하여 각 현장의 번호와 함께 메인서버에 저장하여 등록한다.In step S10 of storing the standard cross-sectional view, a standard sectional view of each section of the entire tunnel site is designated as the origin and stored in the main server together with the number of each site.
예를 들면, 각 터널의 이름 또는 기호와 해당 터널의 구간 번호를 하나의 기호로 표기하여 각 구간에서의 표준 단면도를 지정하여 저장한다.For example, the name or symbol of each tunnel and the interval number of the corresponding tunnel are indicated by one symbol, and a standard section in each section is designated and stored.
도 3에는 표준 단면도의 일예를 나타낸다.Figure 3 shows an example of a standard cross-section.
상기 표준 단면도를 로딩하는 단계(S20)에서는 각 현장에서 단말기를 사용하여 메인서버에 접속하고 해당 현장의 표준 단면도를 불러와 화면에 표시한다.In step S20 of loading the standard cross-sectional view, a terminal is connected to the main server at each site, and a standard cross-sectional view of the site is displayed and displayed on the screen.
도 4에는 단말기에 로딩되는 표준 단면도를 일예를 나타낸다.Fig. 4 shows an example of a standard sectional view loaded on a terminal.
상기에서 단말기로는 노트북이나 태블릿 피씨, 스마트폰 등의 다양한 휴대용 단말기를 사용하는 것이 가능하다.As the terminal, various portable terminals such as a notebook, a tablet PC, and a smart phone can be used.
상기 1차촬영단계(S30)는 카메라를 굴진면의 중앙에 설치하는 단계(S32)와, 1차 촬영을 행하는 단계(S34)로 이루어진다.The primary photographing step S30 includes a step S32 of setting the camera at the center of the pushed surface and a step S34 of performing the primary photographing.
상기 카메라를 굴진면의 중앙에 설치하는 단계(S32)에서는 카메라로 촬영되는 영상의 중심과 단면도의 중심이 일치하도록 굴진면의 중앙에 단말기와 연결된 카메라를 설치한다.In step S32, the camera connected to the terminal is installed at the center of the paved surface so that the center of the image captured by the camera and the center of the sectional view coincide with each other.
상기에서 단말기로 카메라가 내장된 단말기를 사용하는 경우에는 별도의 카메라를 휴대하지 않아도 되므로 간편하다. 예를 들면, 단말기로 스마트폰이나 태블릿 피씨 등을 사용하는 것도 가능하다.If a terminal having a built-in camera is used as the terminal, it is not necessary to carry a separate camera. For example, it is possible to use a smart phone or a tablet PC as a terminal.
상기에서 단말기의 위치를 용이하게 조정하기 위해서 상하좌우로 위치를 조정할 수 있는 지지대가 상부에 설치된 삼각대를 사용하는 것도 가능하다.In order to easily adjust the position of the terminal, it is also possible to use a tripod mounted on the upper part of the upper part to adjust the position of the terminal vertically and horizontally.
상기 1차 촬영을 행하는 단계(S34)에서는 카메라의 화면 중심을 조정한 다음 촬영되는 영상과 표준 단면도의 경계가 일치하도록 카메라의 줌포커스를 조정하여 1차 촬영을 행한다.In the step S34 of performing the primary photographing, the center of the screen of the camera is adjusted, and then the zoom focus of the camera is adjusted so that the boundary between the photographed image and the standard sectional view is adjusted to perform the primary photographing.
상기에서 표준 단면도의 스케일을 조정하여 카메라에 의해 촬영되는 영상과 경계가 일치하도록 조정하는 것도 가능하다.It is also possible to adjust the scale of the standard sectional view as described above so that the boundary between the image and the image taken by the camera coincides.
상기와 같이 표준 단면도의 중심과 카메라에 의해 촬영되는 영상의 중심이 일치한 상태에서는 경계가 완전히 일치하지 않는 경우에도 굴진면의 암질이나 불연속면의 위치를 표시하는 데에는 큰 영향을 미치지 않으므로 이를 무시하는 것도 가능하다.In the state where the center of the standard sectional view coincides with the center of the image taken by the camera as described above, even when the boundaries do not completely coincide with each other, there is no great influence on the display of the rock quality or the position of the discontinuity surface It is possible.
도 5에는 표준 단면도와 촬영되는 영상의 경계를 일치시켜 촬영된 이미지의 일예를 나타낸다.5 shows an example of a photographed image in which the standard cross-section is aligned with the boundary of the image to be photographed.
상기에서 카메라에 의해 촬영되는 실제 굴진면은 발파에 의해 형성된 것이므로, 촬영되는 영상은 표준 단면도의 경계와 완전히 일치할 수는 없다. 따라서, 표준 단면도의 경계와 카메라에 의해 촬영되는 영상의 경계는 대략적으로 형태가 일치하도록 조정한다.Since the actual pushed surface photographed by the camera is formed by blasting, the photographed image can not perfectly match the boundary of the standard sectional view. Therefore, the boundaries of the standard cross section and the boundaries of the images taken by the camera are roughly adjusted to coincide in shape.
상기 2차촬영단계(S50)에서는 카메라를 벌브모드(bulb mode)로 설정한 상태에서 레이저 마커를 이용하여 현장 굴진면에 표출된 암질의 경계면을 따라 경계선을 그리고 2차 촬영을 행한다.In the secondary photographing step S50, the camera is set to the bulb mode, and a boundary line is drawn along the boundary surface of the rocky body exposed on the surface of the field using the laser marker and the second photographing is performed.
예를 들면 상기 2차촬영단계(S50)에서는 카메라를 벌브모드로 설정하고(S40), 레이저 마커를 이용하여 현장 굴진면에 표출된 암질의 경계면을 따라 경계선을 그려 표시하고(S52), 카메라의 셔터를 작동시켜 2차 촬영을 행한다(S54).For example, in the secondary photographing step S50, the camera is set to the bulb mode (S40), a boundary line is drawn along the boundary surface of the rocky body exposed on the field-launched surface using the laser marker (S52) The shutter is operated to perform the secondary photographing (S54).
도 6에는 2차 촬영을 행한 영상 이미지를 나타낸다. 도 6의 영상 하단부에 가로방향으로 그어진 직선이 레이저 마커가 이동한 궤적이다.Fig. 6 shows a video image obtained by performing secondary photographing. A straight line drawn in the horizontal direction at the lower end portion of the image in Fig. 6 is the locus of movement of the laser marker.
상기와 같이 벌브모드인 상태에서 레이저 마커를 굴진면에 조사하면서 암질의 경계면을 따라 이동하면서 경계선을 그리게 되면, 레이저 마커의 빛이 그대로 카메라에 노출되므로, 2차 촬영을 행하는 경우 레이저 마커의 이동경로가 선으로 형성된 사진을 얻는 것이 가능하다.If the boundary mark is drawn while moving along the boundary surface of the dark matter while irradiating the laser marker on the pushed surface in the bulb mode as described above, the light of the laser marker is exposed to the camera as it is. Therefore, It is possible to obtain a picture formed by lines.
따라서, 현장에서 작업자가 실제 굴진면을 살펴 보면서 정확하게 암질의 경계면을 표시하는 것이 가능하다.Therefore, it is possible for the operator to accurately display the boundary surface of the rocky body while looking at the actually pushed surface in the field.
상기 레이저 마커로는 일반적으로 널리 사용되는 볼펜형태나 지시봉형태를 사용하는 것도 가능하므로, 작업자가 휴대하기가 용이하며 사용도 간편하다.As the laser marker, it is possible to use a ball pen type or a pointer type widely used in general, so that it is easy for a worker to carry and is easy to use.
나아가, 현장 조사 보고서를 단말기를 사용하여 작성하게 되면, 실제 굴진면을 그리면서 이에 대한 코멘트와 주석을 기재하는 것도 가능하고, 다양한 현장 정보를 제공하는 것이 가능하다.Furthermore, if the field survey report is created using the terminal, it is possible to describe the actual paved surface, write comments and annotations thereof, and provide various site information.
상기 암질의 경계면을 추출하는 단계(S70)에서는 2차 촬영된 사진의 레이저 마커에 의한 경계선을 분석하여 암질의 경계선을 추출한다.In the step S70 of extracting the boundary of the rocky matter, the boundaries of the secondary photographed photographs are analyzed by laser markers to extract the boundary lines of the rocky rocks.
예를 들면, 상기 암질의 경계선을 추출하는 단계(S70)에서는 2차 촬영된 영상에서 캐니에지추출알고리즘(Canny-edge detector algorithm)을 이용하여 레이저 마커의 성분을 추출하고(S72), 더글러스퓨커알고리즘(Douglas-Peucker algorithm)을 이용하여 손떨림이나 쐐기 모양으로 노출된 암석에 의한 레이저 광선의 왜곡에 의한 불규칙적인 궤적을 단순화시키고(S74), 생성된 폴리라인(polyline)의 양 끝점을 표준 단면도의 경계선과 교차하도록 직선으로 연장하여 교차시키고(S76), 표준 단면도의 경계와 일치하는 암질의 경계선을 추출한다(S78).For example, in step S70 of extracting the boundary line of the dark matter, the components of the laser marker are extracted using the Canny-edge detector algorithm in the second captured image (S72), and the Douglas fuzzy algorithm (S74) by using the Douglas-Peucker algorithm to simplify the irregular trajectory due to the distortion of the laser beam due to the rock exposed by hand or wedge-like shape, and to compare the end points of the generated polyline with the boundary line of the standard cross- (S76), and a boundary line of the rock mass that coincides with the boundary of the standard sectional view is extracted (S78).
도 7에는 캐니에지추출알고리즘을 이용하여 레이저 마커의 성분을 추출한 이미지의 일예를 나타낸다.FIG. 7 shows an example of an image obtained by extracting components of a laser marker using a Canny edge extraction algorithm.
도 8에는 더글러스퓨커알고리즘을 이용하여 레이저 광선의 왜곡에 의한 불규칙적인 궤적을 단순화시키는 과정을 나타낸다.FIG. 8 shows a process of simplifying an irregular trajectory due to distortion of a laser beam using the Douglas fighter algorithm.
도 9에는 생성된 폴리라인의 양 끝점을 표준 단면도의 경계선과 교차하도록 직선으로 연장한 이미지의 일예를 나타낸다.Fig. 9 shows an example of an image obtained by straightly extending both end points of the generated polyline so as to intersect the boundary line of the standard cross section.
도 10에는 표준 단면도의 경계와 일치하는 암질의 경계선을 추출한 이미지의 일예를 나타낸다.Fig. 10 shows an example of an image obtained by extracting a boundary line of a rocky texture that coincides with the boundary of the standard sectional view.
상기에서 암질의 경계선은 폴리라인과 양 끝점에서 표준 단면도의 경계까지 연장된 직선으로 이루어진다.In the above, the boundary line of the rock is composed of a straight line extending from the polyline and both end points to the boundary of the standard cross section.
상기 3차촬영단계(S60)에서는 카메라를 벌브모드(bulb mode)로 설정한 상태에서 레이저 마커를 이용하여 현장 굴진면에 표출된 암질의 절리선을 따라 선을 그리고 3차 촬영을 행한다.In the third photographing step S60, the camera is set in the bulb mode, and a line is drawn along the joint line of the rock color expressed on the surface of the scene using the laser marker, and the third photographing is performed.
예를 들면, 카메라를 벌브모드로 설정하고(S40), 레이저 마커를 이용하여 현장 굴진면에 표출된 암질의 절리선을 따라 선을 그려 표시하고(S62), 카메라의 셔터를 작동시켜 3차 촬영을 행한다(S64).For example, the camera is set to the bulb mode (S40), and a line is drawn along the joint line of the quality of the rock displayed on the surface of the field using the laser marker (S62) (S64).
상기 절리선을 추출하는 단계(S80)에서는 3차 촬영된 사진의 레이저 마커에 의한 경계선을 분석하여 절리선을 추출한다.In the step of extracting the joint line (S80), the joint line is extracted by analyzing the boundary line of the laser marker of the third photograph.
예를 들면, 상기 절리선을 추출하는 단계(S80)에서는 3차 촬영된 영상에서 캐니에지추출알고리즘(Canny-edge detector algorithm)을 이용하여 레이저 마커의 성분을 추출하고(S82), 추출된 폴리라인(polyline)의 양 끝점을 직선으로 연결하여 절리선을 추출한다(S84).For example, in step S80 of extracting the joint line, the components of the laser marker are extracted using the Canny-edge detector algorithm in the third captured image (S82), and the extracted polyline and the joints are connected by straight lines at both end points of the polyline (S84).
상기에서 절리선을 추출한 경우에는 암질의 경계선과 구분하기 위하여 폴리라인의 양 끝점을 연결한 직선의 중심에 별도의 기호를 추가하는 것이 바람직하다.In the case of extracting the joint line, it is preferable to add another symbol to the center of the straight line connecting the end points of the polyline to distinguish it from the boundary line of the rock quality.
상기 이미지를 병합하는 단계(S90)에서는 1차 촬영된 영상에 추출된 암질의 경계선과 절리선 영상의 병합하여 단일 이미지를 생성한다.In the step of merging the images (S90), a single image is generated by merging the boundary line of the rock quality extracted in the primary image and the joint line image.
상기 병합된 이미지를 저장하는 단계(S98)에서는 병합하여 생성된 단일 이미지를 해당 굴진면의 매핑도로 메인서버에 저장한다.In the step S98 of storing the merged image, a single image generated by merging is stored in the main server on the mapping path of the corresponding excavation surface.
도 11에는 병합된 이미지를 해당 굴진면의 매핑도로 보고서에 삽입된 형태로 저장한 일예를 나타낸다.11 shows an example in which the merged image is stored in a form embedded in the mapping road report of the corresponding paved surface.
상기와 같이 암질의 경계면과 절리선을 추출하는 과정은 현장의 단말기에서 곧바로 구현하도록 구성하는 것도 가능하고, 현장의 단말기에서 촬영된 1차 촬영 영상, 2차 촬영 영상, 3차 촬영 영상을 메인서버로 전송하여 메인서버에서 구현하도록 구성하는 것도 가능하다.As described above, the process of extracting the boundary surface and the joint line of the rock quality can be implemented immediately in the terminal of the field, and the first shot image, the second shot image, and the third shot image, To be implemented in the main server.
상기에서 메인서버에서 암질의 경계면과 절리선을 추출하는 작업을 행하는 경우에는 컴퓨터의 사양이 보다 높게 구성된 메인서버에서 프로그램을 구동하게 되므로, 훨씬 짧은 시간내에 추출 작업이 완료된다.In the above case, when the main server extracts the interface between the rock and the rock, the program is run on the main server having a higher specification of the computer, so that the extraction operation is completed in a much shorter time.
상기와 같이 메인서버에서 추출 작업과 이미지를 병합하는 작업을 완료한 다음 이를 저장하게 되면, 현장의 단말기에서는 병합된 이미지를 메인서버로부터 전송받아 용이하게 확인하는 것이 가능하다.As described above, when the main server completes the operation of merging the extraction operation and the image and then stores the merged image, it is possible to receive the merged image from the main server and easily confirm the merged image.
본 발명의 실시예에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법에 의하면, 작업자는 스마트폰이나 태블릿 피씨와 휴대용 레이저 마커만을 사용하게 되므로, 1인이 용이하게 설치 및 이동이 가능하며, 간편한 현장 조사가 이루어질 수 있다.According to the method of mapping the tunnel surface map according to the embodiment of the present invention, since the operator uses only a smart phone or a tablet PC and a portable laser marker, it is possible to easily install and move a single person, have.
상기에서는 본 발명에 따른 터널 막장 매핑도 제작방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.Although the preferred embodiments of the tunnel surface mapping method according to the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and can be variously modified and embodied within the scope of the claims, specification and accompanying drawings , Which are also within the scope of the present invention.
S10 - 표준 단면도를 저장하는 단계, S20 - 표준 단면도를 로딩하는 단계
S30 - 1차촬영단계, S50 - 2차촬영단계, S60 - 3차촬영단계
S70 - 암질의 경계면을 추출하는 단계, S80 - 절리선을 추출하는 단계
S90 - 이미지를 병합하는 단계, S98 - 병합된 이미지를 저장하는 단계Storing the S10 - standard section, loading the S20 - standard section
S30 - First shooting step, S50 - Second shooting step, S60 - Third shooting step
S70 - Extraction of boundary of rocky matter, S80 - Extraction of joints
S90 - Merge image, S98 - Save merged image
Claims (5)
상기 암질의 경계선을 추출하는 단계에서는 2차 및 3차 촬영된 영상에서 캐니에지추출알고리즘(Canny-edge detector algorithm)을 이용하여 레이저 마커의 성분을 추출하고, 더글러스퓨커알고리즘(Douglas-Peucker algorithm)을 이용하여 손떨림이나 쐐기 모양으로 노출된 암석에 의한 레이저 광선의 왜곡에 의한 불규칙적인 궤적을 단순화시키고, 생성된 폴리라인(polyline)의 양 끝점을 표준 단면도의 경계선과 교차하도록 직선으로 연장하여 교차시킨 다음 표준 단면도의 경계와 일치하는 암질의 경계선을 추출하고,
상기 절리선을 추출하는 단계에서는 3차 촬영된 영상에서 캐니에지추출알고리즘(Canny-edge detector algorithm)을 이용하여 레이저 마커의 성분을 추출하고, 추출된 폴리라인(polyline)의 양 끝점을 직선으로 연결하여 절리선을 추출하는 터널 막장 매핑도 제작방법.The standard cross section of the entire tunnel site is designated as the origin, and it is stored in the main server together with the number of each site, and the terminal is used to connect to the main server at each site, and a standard section view of the site is displayed A camera connected to the terminal is installed at the center of the pushed surface so that the center of the captured image matches the center of the sectional view, and then the camera's center of gravity is adjusted. Then, the focus of the camera is adjusted so that the boundary between the captured image and the cross- The camera is set in the bulb mode, and the boundary line is drawn along the boundary of the rock quality displayed on the surface of the scene using the laser marker, and the second photographing is performed. Then, the camera is moved to the bulb mode mode), use a laser marker to line the joints of the rocks exposed on the surface of the site, The boundaries of the rock quality are extracted by analyzing the boundary line by the laser markers of the second shot photographs. The boundary lines by the laser markers of the third shot photographs are analyzed to extract the joint lines. And generating a single image by merging the boundary line of the rock mass and the joint line image and storing the combined image as a mapping of the corresponding excursion plane,
In the step of extracting the boundary of the rock quality, the components of the laser marker are extracted using the Canny-edge detector algorithm in the second and third photographed images, and the Douglas-Peucker algorithm , The irregular trajectory due to the distortion of the laser beam by the rock exposed by hand or wedge is simplified and the ends of the generated polyline are intersected by extending straight line so as to intersect the boundary line of the standard cross section The boundary lines of the rock masses corresponding to the boundary of the standard section are extracted,
In the step of extracting the joint line, the components of the laser marker are extracted using a Canny-edge detector algorithm in the third captured image, and the two end points of the extracted polyline are connected by a straight line A mapping method of a tunnel surface map to extract a joint line.
상기 절리선을 추출한 경우에는 암질의 경계선과 구분하기 위하여 폴리라인의 양 끝점을 연결한 직선의 중심에 별도의 기호를 추가하는 터널 막장 매핑도 제작방법.The method according to claim 1,
When the joint line is extracted, a separate symbol is added to the center of the straight line connecting the end points of the polyline to distinguish it from the boundary line of the rock quality.
상기 단말기로 카메라가 내장된 단말기를 사용하는 터널 막장 매핑도 제작방법.The method according to claim 1,
Wherein a terminal having a camera is used as the terminal.
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