KR101683732B1 - 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(gps) 기반 측지측량 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(GPS) 기반 측지측량 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현장에서 도면과 작업자의 경험에 의해 추정되던 지하시설물 정보를 지하시설물에 대한 기본정보를 포함하는 표시자와 GPS를 통해 정확한 위치정보 및 시설물정보를 수집하고, 이를 활용하여 그래픽처리함으로써 관리 효율성을 증대시킨 지하설비 관측을 기초로 한 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(GPS) 기반 측지측량 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 지하시설물 기술분야 중 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(GPS) 기반 측지측량 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현장에서 도면과 작업자의 경험에 의해 추정되던 지하시설물 정보를 지하시설물에 대한 기본정보를 포함하는 표시자와 GPS를 통해 정확한 위치정보 및 시설물정보를 수집하고, 이를 활용하여 그래픽처리함으로써 관리 효율성을 증대시킨 지하설비 관측을 기초로 한 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(GPS) 기반 측지측량 시스템에 관한 것이다.
지리정보시스템(geographic information system, GIS)은 지리공간 데이터를 분석·가공하여 교통·통신 등과 같은 지형 관련 분야에 활용할 수 있는 지도 관리 시스템이다.
즉, 이러한 지리정보시스템은 과거 인쇄물 형태로 이용하던 지도 및 지리정보를 컴퓨터를 이용해 작성·관리하고, 여기서 얻은 지리정보를 기초로 데이터를 수집·분석·가공하여 지형과 관련되는 모든 분야에 적용하기 위해 설계된 종합 정보 시스템을 의미한다.
예를 들어, 지하에 매설된 광케이블, 상하수도관, 도시가스관, 송유관, 우수관 등과 같은 지하시설물의 점검 및 유지보수나 지하시설물의 사고시 긴급복구 등과 같이 지리정보를 기초로 하는 현장 업무의 경우에, 상술한 GIS를 활용하여 해당 현장의 지리정보, 즉, 지하시설물에 관한 정보를 얻어 업무를 진행하게 된다.
구체적으로, 컴퓨터나 노트북 등에 구비된 디스플레이를 통해 표시되는 해당 현장의 지하에 매설된 지하시설물의 위치와 정보 얻거나 도면으로 출력하여 육안에 의해 지하시설물의 위치를 파악하게 된다.
그러나, 상술한 바와 같은 방식에 따르면, 지하에 매설된 지하시설물의 특정위치에서의 점검 및 유지보수를 위해 특정위치를 굴삭함에 있어서, 정확한 위치를 파악하기 어려워 잘못된 위치를 굴삭하게 되어 잘못 굴삭된 위치를 매설하고 새롭게 파악한 위치를 다시 굴삭함에 따른 작업효율이 떨어지는 문제점이 있다.
특히, 정확한 위치를 파악하지 못하고 이뤄지는 굴삭작업으로 인하여 도시가스관을 파손한 경우에는 대형 인명사고나 막대한 경제적 손실을 초래하는 커다란 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 현장에서 도면과 작업자의 경험에 의해 추정되던 지하시설물 정보를 지하시설물에 대한 기본정보를 포함하는 표시자와 GPS를 통해 정확한 위치정보 및 시설물정보를 수집하고, 이를 활용하여 그래픽처리함으로써 관리 효율성을 증대시킨 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(GPS) 기반 측지측량 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 증강현실서버와 모바일 클라이언트를 포함한 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(GPS) 기반 측지측량 시스템으로서, 지형과 지하시설물의 3D정보가 분류저장되는 3D정보모듈, 상기 모바일 클라이언트의 소정 위치정보에 대한 3D정보요청을 수신하고 그에 상응하는 3D정보를 상기 모바일 클라이언트로 전송하는 3D정보제공모듈을 포함하는 증강현실서버; 및 GPS와 연동하여 위치정보를 제공하는 위치정보모듈, 상기 위치정보를 VRS서버로 전송하여 상기 위치정보에 대응하는 보정치를 상기 VRS서버로부터 수신하는 보정치수신모듈, 상기 보정치를 이용하여 상기 위치정보를 보정하여 보정위치정보를 생성하는 보정위치생성모듈, 상기 보정위치정보를 상기 증강현실서버로 전송하여 상기 보정위치정보에 대응하는 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 수신하는 3D정보수신모듈, 상기 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 적어도 높이맵 기법, 쿼드트리 기법, 절두체컬링 기법 중 하나가 적용된 3D엔진으로 모델링하여 지형 및 지하시설물에 대한 3D객체를 생성하는 3D객체생성모듈, IMU와 연동하여 자세정보를 제공하는 자세정보모듈, 카메라를 통해 실시간 영상정보를 획득하는 영상획득모듈, 상기 보정위치정보 및 상기 자세정보에 근거하여 상기 3D객체를 상기 영상정보에 중첩하여 정합시키는 정합모듈, 상기 정합된 3D객체와 영상정보를 디스플레이를 통해 그래픽적으로 표시하는 표시모듈을 포함하는 모바일 클라이언트;를 포함하고,
상기 지하시설물의 직상방 지표면상에 설치되고 GPS와 통신하여 자신의 위치정보를 수신하는 표시자(500)와, 상기 표시자(500)를 고정하는 지지판인 표시자베이스(600)를 더 포함하되, 상기 표시자(500)는 내부가 비어 있고 상부가 개방된 원통형상의 표시자하우징(510)과; 상기 표시자하우징(510)의 상단에는 둘레를 따라 안쪽 모서리 부분이 'ㄴ' 형상으로 절삭된 단차면(512)상에 안착되는 뚜껑체(520)와; 상기 표시자하우징(510)의 내부 바닥면에 설치된 축전지인 배터리(530) 및 컨트롤박스(540)와; 상기 표시자하우징(510)의 하부면 중앙에서 하방향으로 돌출된 고정돌기(550)와; 상기 고정돌기(550)의 하단면에 돌출 형성된 돔스위치 형태의 하우징접속단자(552)와; 상기 뚜껑체(520)의 상단면에 설치되고 상기 컨트롤박스(540)에 실장된 제어부와 연결된 GPS안테나(GPA) 및 표시자통신부(ANT)와; 지하시설물의 직상방 지표면에 설치된 사각판상의 표시자베이스(600)의 상면 중앙에서 돌출되고 사각홈을 갖는 사각고정구(610)와; 상기 사각고정구(610)의 바닥면에 설치되어 상기 하우징접속단자(552)와 접촉되는 돔형상의 베이스단자(612)와; 상기 표시자베이스(600)에 내장되고 상기 베이스단자(612)와 연결되어 정보 출력이 가능한 롬 형태의 제어기(614)와; 상기 표시자하우징(510)의 높이중간 외주면에 설치된 고정링(700)과; 상기 고정링(700)의 둘레를 따라 경첩(720)을 통해 접을 수 있게 설치된 다수의 부채꼴 형상을 갖는 접이편(710)과; 상기 접이편(710)의 표면에 설치되고 상기 배터리(530)와 연결되어 전기를 모으는 태양전지(730);를 포함하고, 상기 접이편(710)들은 서로 좌우 폭방향 일부가 중첩되게 배치된 것을 특징으로 하는 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(GPS) 기반 측지측량 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 현장에서 도면과 작업자의 경험에 의해 추정되던 지하시설물 정보를 지하시설물에 대한 기본정보를 포함하는 표시자와 GPS를 통해 정확한 위치정보 및 시설물정보를 수집하고, 이를 활용하여 그래픽처리함으로써 관리 효율성을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 구성을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 증강현실서버의 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모바일 클라이언트의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모바일 클라이언트의 하드웨어 구성을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 VRS서버의 구성을 도시한 블록도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 DEM을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 보정위치정보가 중심타일 내에서 변경된 경우를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 보정위치정보가 중심타일에서 외곽 타일로 변경된 경우를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 보정위치정보의 위치를 중심으로 일정 반경을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 3D 엔진에 사용되는 높이맵 기법을 설명하기 위한 등고선을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 3D 엔진에 사용되는 높이맵 기법을 설명하기 위한 높이맵의 예를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 3D 엔진에 사용되는 높이맵 기법을 설명하기 위해 높이맵으로 생성한 3D지형을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 모바일 클라이언트에 구비된 디스플레이에 지하시설물이 표시된 화면을 보여주는 사진.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 지하설비 관측을 기초로 한 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 모바일 클라이언트에 구비된 디스플레이에 지형이 표시된 화면을 보여주는 사진.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 3D정보의 제공 과정을 보여주는 흐름도.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 속성정보의 제공 과정을 보여주는 흐름도.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 보정위치에 따른 증강현실서버의 처리 과정을 보여주는 순서도.
도 18 내지 도 20은 본 발명에 따른 시스템을 구현하는 지피에스 연계형 표시자 및 표시자베이스의 예시도 및 요부 확대단면도.
도 21은
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 증강현실서버의 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모바일 클라이언트의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모바일 클라이언트의 하드웨어 구성을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 VRS서버의 구성을 도시한 블록도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 DEM을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 보정위치정보가 중심타일 내에서 변경된 경우를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 보정위치정보가 중심타일에서 외곽 타일로 변경된 경우를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 보정위치정보의 위치를 중심으로 일정 반경을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 3D 엔진에 사용되는 높이맵 기법을 설명하기 위한 등고선을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 3D 엔진에 사용되는 높이맵 기법을 설명하기 위한 높이맵의 예를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 3D 엔진에 사용되는 높이맵 기법을 설명하기 위해 높이맵으로 생성한 3D지형을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 모바일 클라이언트에 구비된 디스플레이에 지하시설물이 표시된 화면을 보여주는 사진.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 지하설비 관측을 기초로 한 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 모바일 클라이언트에 구비된 디스플레이에 지형이 표시된 화면을 보여주는 사진.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 3D정보의 제공 과정을 보여주는 흐름도.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 속성정보의 제공 과정을 보여주는 흐름도.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템의 보정위치에 따른 증강현실서버의 처리 과정을 보여주는 순서도.
도 18 내지 도 20은 본 발명에 따른 시스템을 구현하는 지피에스 연계형 표시자 및 표시자베이스의 예시도 및 요부 확대단면도.
도 21은
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 발명에 따른 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 증강현실서버(100), 모바일 클라이언트(200)를 포함하여 구성된다.
상기 증강현실서버(100)는, 지형의 3D정보, 지형의 속성정보, 지하시설물의 3D정보, 지하시설물의 속성정보 등이 분류저장되어 상기 모바일 클라이언트(200)와 정보를 주고 받는다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 증강현실서버(100)는 3D정보모듈(110), 3D정보제공모듈(130), 속성정보모듈(120), 속성정보제공모듈(140)을 포함하여 구성된다.
상기 3D정보모듈(110)은, 지형과 지하시설물의 3D정보가 분류저장되는 모듈로서, 상기 지형의 3D정보는 DEM, 항공사진, 지적선 등 지형에 대한 입체적인 정보를 갖는 자료가 포함될 수 있고, 상기 지하시설물의 3D정보는 3D맥스, 3D캐드 등과 같은 프로그램으로 생성한 모델링 데이터 등이 포함될 수 있다.
상기 DEM(Digital Elevation Models)은, 지리 정보 시스템 구축을 위해 사용되는 3차원 좌표로 나타낸 자료로서, 특히, 지형을 표현한 수치지형모델(DTM:Digital Terrain Model)이 있으며, 수치지형모델은 지표면에 일정 간격으로 분포된 지점의 높이 값을 수치로 기록한 것을 컴퓨터를 이용하여 처리한 것이다.
상기 DEM의 수집 방법으로는, 지상측량, 사진측정학적 방법, 수치지도, 레이더(rader, RAdio Detecting And Ranging), 라이다(lidar, Light Detection And Ranging), 소나(sonar, sound navigation and ranging) 등을 이용하여 취득할 수 있다.
상기 3D정보제공모듈(130)은, 상기 모바일 클라이언트(200)의 소정 위치정보에 대한 3D정보요청을 수신하고 그에 상응하는 3D정보를 상기 모바일 클라이언트(200)로 전송하는 모듈이다.
한편, 상기 증강현실서버(100)가 상기 모바일 클라이언트(200)로 전송하는 3D정보는, 도 6에 도시된 바와 같이, DEM을 일정 크기로 타일링한 모형타일 및/또는 지하시설물의 모델링 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 모바일 클라이언트(200)의 소정 위치정보는, 모바일 클라이언트(200)에 의해 생성되는 "보정위치정보"가 될 수 있으며, 3D정보와 보정위치정보에 대해서는 모바일 클라이언트(200)에 대한 설명시 상세하게 하도록 한다.
상기 속성정보모듈(120)은, 상기 지형과 지하시설물의 속성정보가 분류저장되는 모듈로서, 상기 지형의 속성정보는 지적정보, 토지정보, 면적정보 등이 포함될 수 있고, 상기 지하시설물의 속성정보는 지형지물부호, 관리번호, 관리기관, 설치일자, 구경, 깊이 등에 대한 정보가 포함될 수 있다.
상기 속성정보제공모듈(140)은, 상기 모바일 클라이언트(200)의 지형과 지하시설물에 대한 속성정보 요청을 수신하고 해당 지형과 지하시설물의 속성정보를 상기 모바일 클라이언트(200)로 전송하는 모듈이다.
한편, 상기 3D정보제공모듈(130)과 상기 속성정보제공모듈(140)은 별도로 구성되어 이뤄질 수도 있으나, 하나의 모듈로 구성되어 각 기능별로 나뉘어 작동할 수도 있음은 물론이다.
상기 모바일 클라이언트(200)는, 상기 증강현실서버(100)와 정보를 주고 받으며, 상기 증강현실서버(100)로부터 전송받은 3D정보와 속성정보를 이용하여 증강현실을 바탕으로 실세계에 3차원 가상의 이미지를 겹쳐보여 주게 된다.
이러한 모바일 클라이언트(200)는, 예를 들어, 무선통신 기능 및 컴퓨팅 기능을 구비한 스마트폰, UMPC(Ultra Mobile Personal Computer) 등을 통해 구현될 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모바일 클라이언트(200)는 위치정보모듈(210), 보정치수신모듈(215), 보정위치생성모듈(220), 3D정보수신모듈(225), 3D객체생성모듈(230), 자세정보모듈(235), 영상획득모듈(240), 정합모듈(245), 표시모듈(250), 속성정보수신모듈(255)을 포함하여 구성된다.
상기 위치정보모듈(210)은 GPS(도 4의 210a)와 연동하여 위치정보를 제공받는 모듈로서, 상기 GPS(210a)는, 예를 들어, 일반 GPS(Global Positioning System) 또는 DGPS(Differential Global Positioning System) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
상기 일반 GPS(Global Positioning System)는 인공위성을 이용하여 모바일 클라이언트(200)의 실시간 위치를 알 수 있게 하는 시스템으로서, 이러한 시스템은 위성 궤도 오차, 위성 시계 오차, 전리층 오차, 대류권 오차, 다중 경로 오차, 수신기 오차 등의 영향으로 대략 ±5M 내지 ±10M의 오차를 가진다.
상기 DGPS(Differential Global Positioning System)는 상술한 바와 같이 오차를 일으키는 요소들을 보정하고, 오차를 최대한 줄여서 더욱 정확한 위치를 얻기 위한 시스템으로서, 대략 ±0.7M 내지 ±1M의 오차를 가진다.
상기 보정치수신모듈(215)은, 상술한 바와 같은 일반 GPS, DGPS의 오차를 더욱 줄여서 더더욱 정확한 위치를 얻기 위한 모듈이다.
상술한 일반 GPS, DGPS의 오차는 지하시설물의 위치를 파악하는데 상당히 큰 오차로서, 지하시설물의 점검 및 유지보수나 지하시설물의 사고시 긴급복구 등과 같이 지리정보를 기초로 하는 현장 업무의 경우에, 지하시설물의 위치파악은 수 cm 이내로 정밀하게 이뤄져야 한다.
따라서, 상술한 바와 같은 일반 GPS, DGPS로부터 제공받은 위치정보를 VRS서버(300)로 통상의 무선 통신 방식(CDMA망, 3G망, Wibro망 등)을 통해 전송하여 상기 위치정보에 대응하는 보정치를 상기 VRS서버(300)로부터 통상의 무선 통신 방식을 통해 수신하여 후술하는 보정위치생성모듈(220)이 보다 정확한 위치정보를 생성하도록 하는 것이다.
여기서, VRS(Virtual Reference station)서버란, 일반 GPS, DGPS의 오차를 줄이기 위해 모바일 클라이언트(200)로부터 전송받은 위치정보에 대응하는 보정치를 산출하는 위치측정 서버이다.
이러한 VRS서버(300)는, 예를 들어, 국토지리정보원에서 운영하는 공지의 서버가 사용될 수도 있고, 별도의 VRS상시관측소 및 서버를 운영하는 방식으로 구성될 수도 있다.
상기 VRS서버(300)는, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상시관측소(310)를 이용하여 보정치를 산출하는데, 상기 상시관측소(310)는 전국에 걸쳐 여러 개소 분포되어 있으며, 정밀하게 측정된 기준위치에 설치되어 24시간 위성으로부터 위성위치신호를 수신하여 수신된 결과를 VRS서버(300)로 전송한다.
즉, 보정치수신모듈(215)은 GPS(210a)로부터 제공받은 위치정보를 상기 VRS서버(300)로 통상의 무선 통신 방식(CDMA망, 3G망, Wibro망 등)을 통해 전송하고, 상기 VRS서버(300)는 전송받은 위치정보와 기산출된 각 상시관측소(310)의 보정치를 바탕으로 상기 모바일 클라이언트(200)가 위치된 지점에 해당하는 보정치를 계산한 후 이를 다시 상기 보정치수신모듈(215)로 통상의 무선 통신 방식을 통해 전송하며, 상기 VRS서버(300)가 전송하는 보정치를 상기 보정치수신모듈(215)이 수신하게 된다.
상기 보정위치생성모듈(220)은 상기 VRS서버(300)로부터 전송받은 보정치를 이용하여 상기 위치정보를 보정하여 보정위치정보를 생성하는 모듈이다. 즉, VRS에서 전송하는 보정치를 이용하여 GPS(210a)로부터 제공받은 위치정보를 보정하여 보다 정확한 위치정보인 보정위치정보를 생성하는 것이다.
상술한 바와 같이, VRS서버(300)를 이용하여 최종적으로 얻어진 보정위치정보의 정확도는 ±1 내지 ±2cm의 오차범위로서, 이렇게 얻은 위치정보는 일반 GPS, DGPS보다 훨씬 정확한 이점이 있다.
상기 3D정보수신모듈(225)은, 상기 보정위치생성모듈(220)에 의해 생성된 보정위치정보를 상기 증강현실서버(100)로 전송하여 상기 보정위치정보에 대응하는 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 수신하는 모듈이다.
이때, 상기 모바일 클라이언트(200)가 상기 증강현실서버(100)로부터 수신하는 3D정보는, 도 7에 도시된 바와 같이, DEM을 일정 크기로 타일링한 다수의 모형타일 중 상기 보정위치정보에 대응하는 중앙타일, 상기 중앙타일을 둘러싼 외곽타일 및 상기 보정위치정보를 중심으로 일정 반경에 대응하는 지하시설물의 모델링 데이터를 포함한다.
즉, 증강현실서버(100)는 일정크기로 분할되어 타일링된 다수의 DEM 모형타일을 가지고 있으며, 상기 모바일 클라이언트(200)로부터 전송받은 보정위치정보에 대응하는 중앙타일과, 상기 중앙타일을 둘러싼 8개의 외곽타일을 포함하여 총 9개의 모형타일을 상기 모바일 클라이언트(200)로 전송한다.
또한, 상기 증강현실서버(100)는 상기 모형타일과 함께 상기 보정위치정보를 중심으로 일정 반경에 대응하는 지하시설물의 모델링 데이터, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 반경 128M 내에 위치한 지하시설물의 3D맥스, 3D캐드 등의 프로그램으로 모델링한 데이터를 상기 모바일 클라이언트(200)로 전송한다.
상기 3D객체생성모듈(230)은, 상기 증강현실서버(100)로부터 전송받은 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 적어도 높이맵 기법, 쿼드트리 기법, 절두체컬링 기법 중 하나가 적용된 3D엔진(도 4의 230a)으로 모델링하여 지형 및 지하시설물에 대한 3D객체를 생성하는 모듈이다.
구체적으로, 상기 3D객체생성모듈(230)의 3D엔진(230a)은, 상기 모형타일을 높이맵(Heightmap) 기법으로 높이맵을 생성하고, 상기 높이맵을 쿼드트리(Quad tree) 기법으로 분할하여 단위노드를 생성하며, 상기 단위노드를 절두체컬링(frustum culling) 기법으로 컬링하여 모델링하여 3D객체를 생성한다.
상기 높이맵 기법은, 등고선의 원리를 실시간 3차원 그래픽에 응용한 것으로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 등고선에서는 높이값을 등고선의 색깔 값으로 나타냈으나, 높이맵은 높이 값을 0~255 사이의 명암 값으로 나타낸 것이라 할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 만들고자 하는 3차원 지형을 2차원 높이 정보만을 가진 높이맵으로 만들고, 도 12에 도시된 바와 같이, 높이맵 정보를 사용하여 3차원 지형으로 재구축하는 것을 의미한다.
상기 쿼드트리는, 자료 구조의 하나인 트리의 일종으로 공간을 4개의 자식 노드로 재귀적으로 분할하는 방법을 이용하는 것과 같이 자식 노드가 4개인 트리를 의미한다. 이러한 쿼드트리를 사용하는 가장 큰 이유는 거대한 지형을 빠르게 검색할 수 있기 때문이다. 따라서 큰 덩어리 단위로 필요 없는 데이터를 제거함으로써, 3D엔진(230a)이 처리해야 할 데이터량을 빠르게 줄일 수 있다.
상기 절두체컬링은, 시야 절두체를 이용하여 화면에 보이는지 안보이는지 판단을 내려서 보이는 부분만 선별해 렌더링하기 위한 기법으로서, 수많은 폴리곤과 오브젝트들 중에서 실제로 카메라(도 4의 240a)의 시야 범위에 포함되는 것들만 렌더링하고, 나머지 것들은 렌더링하지 않는 기법을 의미한다.
상기 자세정보모듈(235)은 모바일 클라이언트(200)에 고정되어 설치된 IMU(235a, inertial measurement unit, 관성측정장치)와 연동하여 자세정보를 제공하는 모듈로서, 상기 IMU(235a)는 자북과 자북을 기준으로 한 yaw, pitch, roll의 오일러 각을 산출하여 모바일 클라이언트(200)의 자세정보를 제공하게 된다.
상기 영상획득모듈(240)은 모바일 클라이언트(200)에 고정되어 설치된 카메라(240a)를 통해 실시간 영상정보를 획득하는 모듈이다.
상기 정합모듈(245)은 상기 보정위치생성모듈(220)에 의해 생성된 보정위치정보 및 자세정보모듈(235)에 의해 제공된 자세정보에 근거하여 상기 3D객체생성모듈(230)에 의해 생성된 3D객체를 상기 카메라(240a)의 실시간 영상정보에 중첩하여 정합시키는 모듈이다.
즉, 상기 보정위치정보에 근거하여 3D객체의 위치와 모바일 클라이언트의 위치가 상호 매칭되도록 함과 동시에 상기 3D객체의 자세 및 방향과 상기 카메라(240a)의 자세 및 방향이 상호 매칭되도록 하여 3D객체와 카메라의 실시간 영상정보가 중첩되도록 하여 정합시키는 것이다.
상기 표시모듈(250)은 상술한 바와 같이 상호 정합된 3D객체와 영상정보를 디스플레이(250a)를 통해 그래픽적으로 표시하는 모듈이다. 이러한 표시모듈(250)을 통해 현장에서 작업하는 작업자가 상기 디스플레이(250a)를 통해 지하시설물의 매설위치를 시각적으로 확인할 수 있게 된다.
상기 속성정보수신모듈(255)은 상기 디스플레이(250a)에 표시된 3D객체에 대한 속성정보를 상기 증강현실서버(100)에 요청 및 수신하여 상기 디스플레이(250a)에 표시하는 모듈로서, 상기 디스플레이(250a)에 표시된 지형과 지하시설물의 속성정보를 증강현실서버(100)에 요청하여 증강현실서버(100)의 속성정보모듈(120)에 저장된 지형과 지하시설물의 속성정보를 속성정보제공모듈(140)로부터 제공받는다.
도 15를 참조하여, 상술한 바와 같이 구성된 증강현실서버(100), 모바일 클라이언트(200)를 이용한 지하시설물의 실시간 정보제공 방법에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 모바일 클라이언트(200)가, GPS(210a)로부터 제공된 위치정보를 VRS서버(300)로 전송하여 상기 위치정보에 대응하는 보정치를 상기 VRS서버(300)로부터 수신하고, 수신한 보정치를 이용하여 상기 위치정보를 보정하여 보정위치정보를 생성한다.
즉, ±5M 내지 ±10M의 오차범위 갖는 일반 GPS(Global Positioning System) 또는 ±0.7M 내지 ±1M의 오차범위를 갖는 DGPS(Differential Global Positioning System)로부터 위치정보를 제공받은 모바일 클라이언트(200)는 현재위치의 정보를 VRS서버(300)로 전송하고, VRS서버(300)는 모바일 클라이언트(200)의 위치에 대응하는 보정치를 모바일 클라이언트(200)로 전송하며, 모바일 클라이언트(200)는 현재위치의 정보와 VRS서버(300)로부터 전송받은 보정치를 연산하여 정확한 위치정보인 보정위치정보를 생성하는 것이다.
다음으로, 모바일 클라이언트(200)가, 상기 보정위치정보를 상기 증강현실서버(100)로 통상의 무선 통신 방식을 통해 전송하여 상기 보정위치정보에 대응하는 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 요청한다.
즉, 모바일 클라이언트(200)가 ±1cm의 오차범위를 갖는 보정위치정보를 상기 증강현실서버(100)로 전송하여, 모바일 클라이언트(200)의 비교적 정확한 위치를 기준으로 한 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보 증강현실서버(100)에 요청한다.
다음으로, 증강현실서버(100)가, 요청된 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 상기 모바일 클라이언트(200)로 통상의 무선 통신 방식을 통해 전송한다.
한편, 상기 증강현실서버(100)는 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 분류저장하고 있으며, 상기 지형의 3D정보는 DEM, 항공사진, 지적선 등 지형에 대한 입체적인 정보를 갖는 자료가 포함될 수 있고, 상기 지하시설물의 3D정보는 3D맥스, 3D캐드 등과 같은 프로그램으로 생성한 모델링 데이터 등이 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 증강현실서버(100)에 DEM이 분류저장된 경우에, 상기 DEM은, 도 6에 도시된 바와 같이, 일정크기로 분할되어 타일링된 모형타일의 형태로 저장될 수 있다.
따라서, 상기 증강현실서버(100)가 상기 모바일 클라이언트(200)로 전송하는 지형의 3D정보는 DEM의 모형타일이 될 수 있고, 상세하게는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 모바일 클라이언트(200)로부터 전송받은 보정위치정보에 대응하는 중앙타일과, 상기 중앙타일을 둘러싼 8개의 외곽타일을 포함하여 총 9개의 모형타일을 상기 모바일 클라이언트(200)로 전송한다.
또한, 상기 증강현실서버(100)는 상기 모형타일과 함께 상기 보정위치정보를 중심으로 일정 반경에 대응하는 지하시설물의 모델링 데이터, 예를 들어, 3D맥스, 3D캐드 등의 프로그램으로 모델링한 데이터를 상기 모바일 클라이언트(200)로 전송한다.
다음으로, 모바일 클라이언트(200)가, 전송받은 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 적어도 높이맵 기법, 쿼드트리 기법, 절두체컬링 기법 중 하나가 적용된 3D엔진(230a)으로 모델링하여 지형 및 지하시설물에 대한 3D객체를 생성한다.
구체적으로, 상기 3D엔진(230a)은, 상기 모형타일을 높이맵(Heightmap) 기법으로 높이맵을 생성하고, 상기 높이맵을 쿼드트리(Quad tree) 기법으로 분할하여 단위노드를 생성하며, 상기 단위노드를 절두체컬링(frustum culling) 기법으로 컬링하여 모델링하여 3D객체를 생성할 수 있다.
다음으로, 모바일 클라이언트(200)가, 상기 보정위치정보 및 IMU(235a)로부터 제공된 자세정보에 근거하여 상기 3D객체를 카메라(240a)를 통해 획득한 실시간 영상에 정합하여 디스플레이(250a)를 통해 그래픽적으로 표시한다.
즉, 상기 보정위치정보에 근거하여 3D객체의 위치와 모바일 클라이언트의 위치가 상호 매칭되도록 함과 동시에 상기 3D객체의 자세 및 방향과 상기 카메라(240a)의 자세 및 방향이 상호 매칭되도록 하여 3D객체와 카메라의 실시간 영상정보가 중첩되도록 하여 정합시킨 후 상호 정합된 3D객체와 실시간 영상정보를 디스플레이(250a)를 통해 그래픽적으로 표시하는 것이다.
상술한 바와 같이, 모바일 클라이언트(200)가 GPS(210a)의 위치정보와 VRS의 보정치를 연산하여 보정위치정보를 생성하고 이러한 보정위치정보를 증강현실서버(100)로 전송하여 지형과 지하시설물에 대한 3D정보를 요청하여 전송받는다.
증강현실서버(100)는 수치표고모형(DEM, Digital Elevation Model)을 일정 크기로 타일링한 다수의 모형타일 중 상기 보정위치정보에 대응하는 중앙타일, 상기 중앙타일을 둘러싼 외곽타일 및 상기 보정위치정보를 중심으로 일정 반경에 대응하는 지하시설물의 모델링 데이터를 모바일 클라이언트(200)로 전송한다.
모바일 클라이언트(200)는 전송받은 3D정보를 3D객체로 생성하여 실시간 영상과 정합하여 디스플레이(250a)를 통해 그래픽적으로 표시하는 방식을 통해 작업자가 디스플레이(250a)를 통해 지하시설물을 시각적으로 확인할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 실시간 영상과 3D정보를 정합하여 디스플레이(250a)를 통해 그래픽적으로 표시함에 있어서, 상기 디스플레이(250a)에 표시되는 3D객체를 실시간 영상과 함께 트래킹 기반으로 구현하기 위해서, 모바일 클라이언트(200)가 GPS(210a)로부터 제공된 위치정보를 VRS서버(300)로 전송하여 상기 위치정보에 대응하는 보정치를 상기 VRS서버(300)로부터 수신하고, 수신한 보정치를 이용하여 상기 위치정보를 보정하여 보정위치정보를 생성하는 것을 반복하여 실행한다.
즉, 증강현실서버(100)는 모바일 클라이언트(200)가 반복실행하여 생성한 보정위치정보를 주기적으로 수신하며, 도 17에 도시된 바와 같이, 주기적으로 수신한 보정위치정보가 중앙타일 내에 유지되는 범위 내에서 변경되는지 확인하게 된다.
이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 보정위치정보가 상기 중앙타일 내에 유지되는 범위 내에서 변경된 경우에, 상기 증강현실서버(100)는 상기 보정위치정보를 중심으로 일정 반경에 대응하는 지하시설물의 모델링 데이터 중 바로전 전송한 모델링 데이터와 중복되지 아니한 모델링 데이터를 상기 모바일 클라이언트로 전송하여, 이후의 단계가 이뤄진다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 보정위치정보가 상기 중앙타일에서 어느 하나의 외곽타일로 변경된 경우에, 상기 증강현실서버(100)는 해당 외곽타일을 새로운 중앙타일로 인식하고, 상기 보정위치정보의 변경방향에 대응하는 새로운 외곽타일 및 상기 보정위치정보를 중심으로 일정 반경에 대응하는 지하시설물의 모델링 데이터 중 바로전 전송한 모델링 데이터와 중복되지 아니한 모델링 데이터를 상기 모바일 클라이언트로 전송하여, 이후의 단계가 이뤄진다.
한편, 이전 중앙타일은 새로운 중앙타일의 외곽에 위치하게 되므로 외곽타일로 새롭게 인식하게 된다.
또한, 모바일 클라이언트(200)는 증강현실서버(100)로부터 새롭게 전송받은 3개의 새로운 외곽타일에 대응하여, 상기 보정위치정보의 변경방향에 반대되는 3개의 이전 외곽타일을 삭제하여 모바일 클라이언트(200)의 부하를 방지하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 모바일 클라이언트(200)의 디스플레이(250a)를 통해 3D객체와 실시간 영상을 정합하여 디스플레이(250a)를 통해 그래픽적으로 표시하며, 지속적인 보정위치정보를 생성하여 트래킹 기반으로 구현될 수 있도록 반복 실행하는 중에, 추가로 모바일 클라이언트(200)의 디스플레이(250a)를 통해 3D객체의 속성정보 확인을 위해 아래의 단계가 추가로 실행될 수 있으며, 도 16을 참조하여 설명하도록 한다.
먼저, 모바일 클라이언트(200)가, 상기 디스플레이(250a)에 표시된 3D객체에 대한 속성정보를 상기 증강현실서버(100)에 요청한다.
이때, 상기 요청은 사용자에 의해 이뤄질 수 있으며, 예를 들어, 3D객체에 대한 속성정보를 확인하기 위해 모바일 클라이언트(200)에 구비된 입력장치(미도시)를 통한 사용자의 요청 입력으로 상기 모바일 클라이언트(200)가 증강현실서버(100)에 속성정보를 요청하게 될 수 있다.
다음으로, 증강현실서버(100)가, 요청된 해당 3D객체에 대한 속성정보를 상기 모바일 클라이언트(200)로 전송한다.
이때, 상기 증강현실서버(100)가 모바일 클라이언트로 전송하는 3D객체에 대한 속성정보는, 도 13에 도시된 바와 같이, OBJECTID, DEP, AVR_DEPTH, SHAPE_LEN 등이 포함될 수 있다.
여기서, 상기 OBJECTID는 3D객체의 고유 ID이고, DEP는 지하시설물의 매설 깊이이며, AVR_DEPTH는 지하시설물의 평균 매설 깊이이고, SHAPE_LEN는 지하시설물의 길이이다.
다음으로, 모바일 클라이언트(200)가, 전송받은 속성정보를 상기 디스플레이(250a)를 통해 그래픽적으로 표시한다.
즉, 도 13에 도시된 바와 같이, OBJECTID, DEP, AVR_DEPTH, SHAPE_LEN에 대한 정보가 디스플레이(250a)를 통해 그래픽적으로 표시되도록 한다.
한편, 상술한 바와 같이, VRS서버를 이용하여 지하시설물의 위치를 트래킹 기반으로 구현하고, 해당 지하시설물의 속성정보를 제공함에 따라, 예를 들어, 도시 중심가 지하에 매설된 도시가스관의 매설 상태와 속성정보를 디스플레이를 통해 시각적으로 볼 수 있어, 작업하고자 하는 도시가스관을 빠르게 확인할 수 있고, 작업하고자 하는 도시가스관의 특정위치를 디스플레이를 통해 빠른 시간 내에 찾아갈 수 있어 작업능률을 높일 수 있음과 더불어 정확도를 높일 수 있다.
미설명한 도 14는 모바일 클라이언트에 구비된 디스플레이에 지형이 표시된 화면을 보여주는 사진이다.
덧붙여, 본 발명은 도 18 내지 도 20에서와 같이, 상기 상시관측소(310)와 통신하면서 지하시설물의 위치(좌표 정보), 매설 깊이, 지하시설물의 종류 등의 정보를 기록하고 송신하여 지도제작에 필요한 정확한 정보를 제공하고, 이를 기반으로 3차원 입체 지도를 구현할 수 있도록 통신 기능을 갖춘 표시자(500)와, 상기 표시자(500)의 고정설치를 위한 지지판인 표시자베이스(600)를 더 포함한다.
이때, 상기 표시자(500)는 내부가 비어 있고 상부가 개방된 원통형상의 표시자하우징(510)을 포함한다.
그리고, 상기 표시자하우징(510)의 상단에는 둘레를 따라 안쪽 모서리 부분이 'ㄴ' 형상으로 절삭되어 단차면(512)이 형성되고, 상기 단차면(512)에는 뚜껑체(520)가 안정적으로 안착된다.
아울러, 상기 표시자하우징(510)의 내부 바닥면에는 배터리(530)와 컨트롤박스(540)가 더 설치되며, 상기 표시자하우징(510)의 하부면 중앙에는 하방향으로 고정돌기(550)가 돌출되는데, 상기 고정돌기(550)의 하단면에는 하우징접속단자(552)가 돔스위치 형태로 돌출되게 구비된다.
이때, 상기 하우징접속단자(552)는 상기 컨트롤박스(540)와 연결되어 제어되며, 컨트롤박스(540)의 구동전류는 상기 배터리(530)를 통해 얻는다.
아울러, 상기 뚜껑체(520)의 상단면에는 서로 간격을 두고 GPS안테나(GPA)와, 표시자통신부(ANT)가 설치되며, 이들은 상기 컨트롤박스(540)와 전기적으로 연결된다.
그리고, 상기 GPS안테나(GPA)는 위성과 통신하여 표시자(500)의 위치정보(좌표정보)를 수신하여 컨트롤박스(540)에 탑재된 제어부(미도시)가 위치를 확인할 수 있도록 동작하며, 상기 표시자통신부(ANT)는 상기 제어부의 제어신호에 따라 상시관측소(310)와 무선통신하여 필요 정보를 송수신할 수 있도록 구성된다.
한편, 지하시설물의 직상방에는 사각판상의 표시자베이스(600)가 표면만 노출된 상태로 매립된다.
그리고, 상기 표시자베이스(600)의 상면 중앙에는 사각홈을 갖는 사각고정구(610)가 돌출되고, 상기 사각고정구(610)의 바닥면에는 돔형상의 베이스단자(612)가 설치되며, 상기 사각고정구(610)에는 사각단면을 갖는 상기 고정돌기(550)가 삽입된다.
여기에서, 상기 베이스단자(612)는 상기 표시자베이스(600)에 내장된 제어기(614)와 연결되는데, 상기 제어기(614)는 매립된 지하시설물(10)의 종류, 깊이, 좌표, 매립년월일 등에 대한 정보를 포함하고 있으며, 이들 정보는 표시자베이스(600) 설치시 외부에서 입력된 후 상기 제어기(614) 구성시에는 칩 상태로 실장되하도록 하는 방식이 바람직하다. 즉, 일종의 롬(ROM)과 같은 것이다.
또한, 상기 표시자베이스(600)의 하단면은 유실방지와이어(WW)에 의해 지하시설물과 결속되는데, 이를 통해 지각 변동에 의해 표시자베이스(600)가 유실되지 않도록 하여 지하시설물에 관한 정보를 안전하게 확보하도록 하기 위함이다.
이와 같이, 본 발명은 필요에 따라 표시자(500) 만을 교체 사용하거나 회수, 재설치 등이 자유롭고, 표시자하우징(510)을 표시자베이스(600)에 꽂게 되면 하우징접속단자(552)가 베이스단자(612)와 접속되면서 표시자베이스(600)이 가지고 있던 지하시설물(2)에 대한 정보를 자동으로 전송시켜 표시자하우징(510) 상의 정보를 업데이트시키게 된다.
때문에, 표시자하우징(510)이 신품으로 제작되어 새로 설치되더라도 설치되는 순간 지하시설물에 대한 정확한 정보를 자동으로 인식할 수 있게 되어 측량시 이를 제공할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 표시자하우징(510)은 자체적으로 GPS안테나(GPA)를 통해 표시자하우징(510)의 좌표정보를 수신하여 인식하고, 표시자베이스(600)에 장착되었을 때 표시자베이스(600)로부터 로딩된 제어기(614)의 정보와, GPS안테나(GPA)가 수신한 좌표정보를 상호 비교하여 차이가 나는지를 확인하고 그 차이에 대한 사항을 컨트롤박스(540)가 정보로 저장하도록 구성된다.
이렇게 하면, 지도제작시 지하시설물에 대한 특별한 정보를 갖추고 있지 않더라도 혹은 신규 매설에 따라 지형이 변하더라도 각 지하시설물에 대한 정보는 항상 정확하게 유지되기 때문에 그에 맞는 지도제작을 정확하게 할 수 있고, 특히 얻어지는 정보를 통해 매설된 지하시설물의 종류를 알 수 있기 때문에 3차원 입체형태로 지도를 제작할 수 있어 시각적으로 보는 순간 직관적으로 이해되기 때문에 관리 유지가 매우 편리해진다.
이에 더하여, 상기 표시자하우징(510)과 뚜껑체(520)는 외기에 노출된 상태이므로 내부식성과 오염방지성이 우수해야 장수명화를 달성할 수 있다.
때문에, 상기 표시자하우징(510)과 뚜껑체(520)의 외표면은 기능성 도포제로 스프레이하여 방오성을 증대시킴이 좋은데, 바람직한 기능성 도포제로는 폴리에틸렌수지 100중량부에 대해, 알루미나 분말 2중량부, CZ(N-cyclohexybenzothiazole-2-sulfenamide) 8중량부, Ds(Dichlorodimethylsilane) 10중량부, 프로피온산 4중량부, 메틸렌비스스테아릴아미드 4중량부로 이루어진다.
이때, 상기 폴리에틸렌 수지는 접착성을 위한 기본성분이고, 상기 알루미나는 알루미늄과 산소의 화합물로서 도막의 강도 향상을 위해 첨가되며, 상기 CZ(N-cyclohexybenzothiazole-2-sulfenamide)는 표면 슬립성을 증대시켜 이물 부착성을 억제하기 위해 첨가되고, 상기 Ds(Dichlorodimethylsilane)는 강한 소수성을 가진 물질로서 방오기능 향상을 위해 첨가되며, 프로피온산은 염해저항 및 염석 석출 억제를 위해 첨가되고, 메틸렌비스스테아릴아미드는 윤활성과 분산성 증대를 위해 첨가된다.
아울러, 상기 기능성 도포제를 0.1mm의 두께로 스프레이한 상태에서 고압수로 24시간 분사하여 박리여부를 체크한 결과 박리되지도 않았고, 먼지 등 이물부착정도를 확인한 결과 방오 특성도 우수하였다.
뿐만 아니라, 도 18의 "가" 부분을 확대한 도 19를 참조하면, 단차면(512)의 일부에는 배수구멍(514)이 형성되고, 뚜껑체(520)의 둘레 일부에는 상하로 관통된 설치구멍(562)이 형성되며, 상기 설치구멍(562)에는 축핀(564)에 의해 회전가능한 고정로드(566)가 설치되는데, 상기 고정로드(566)의 하단은 후크(568)가 형성되어 있어 표시자하우징(510)의 상단부 내벽면중 일부에 형성된 후크홈(HOM)에 끼워져 걸릴 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 고정로드(566)의 하단부는 탄발스프링(SPR)에 의해 탄성지지된다.
따라서, 상기 뚜껑체(520)가 닫힐 때에는 후크(568)가 후크홈(HOM) 받대편으로 살짝 제껴지도록 고정로드(566)의 상단을 제낀 상태로 뚜껑체(520)를 닫고 놓으면 후크(568)가 후크홈(HOM)에 끼워지면서 뚜껑체(520)가 열리지 않도록 고정되게 된다.
반대로, 열 때는 고정로드(566)를 다시 제낀 후 들어 올리면 후크(568)가 후크홈(HOM)에서 분리되므로 쉽게 열 수 있다.
아울러, 상기 고정로드(566)가 설치된 지점과 대향되는 쪽에는 도 18의 "나" 부분을 확대한 도 20과 같이, 힌지부(570)가 뚜껑체(520)의 일부로부터 연장 형성되고, 상기 힌지부(570)는 표시자하우징(510)의 단차면(512)에서 돌출된 한 쌍의 지지벽(572) 사이로 끼워진 다음 힌지핀(574)에 의해 축 고정됨으로써 이 힌지핀(574)을 축으로 하여 회동될 수 있게 구성된다.
이때, 상세히 도시하지는 않았지만 상기 힌지핀(574)에 토션스프링을 설치하여 상기 뚜껑체(520)의 힌지부(570) 반대쪽이 걸려있지 않을 경우에는 토션스프링의 탄성력에 의해 뚜껑체(520)가 어느 정도 열릴 수 있도록 구성되면 더욱 좋다.
다시 말해, 후크(568)가 해제되면 토션스프링의 탄성력에 의해 후크(568)가 설치된 쪽 뚜껑체(520)가 살짝 들려 올려지므로 벌려서 열기 쉽게 된다.
이와 같이 구성하게 되면 내장품의 교체 사용시 편리성이 더욱 더 증대된다.
또한, 도 21에 예시된 바와 같이, 상기 표시자하우징(510)의 높이중간 외주면에는 고정링(700)이 설치되고, 상기 고정링(700)에는 다수의 부채꼴 형상을 갖는 접이편(710)의 일단이 경첩(720)을 통해 접을 수 있게 설치되되, 상기 접이편(710)들은 서로 좌우 폭방향 일부가 중첩되게 배치되며, 상기 접이편(710)의 표면에는 태양전지(730)가 설치된다.
다시 말해, 상기 고정링(700)의 둘레를 따라 경첩(720)을 통해 접을 수 있게 설치된 다수의 부채꼴 형상을 갖는 접이편(710)을 포함한다. 뿐만 아니라, 상기 태양전지(730)는 상기 배터리(530)와 연결되어 전기를 모으도록 기능한다.
때문에, 이러한 구성을 갖출 경우에는 상기 배터리(530)는 축전지가 되어야 한다.
특히, 상기 태양전지(730) 하측, 경첩(720) 양측에는 배수공(740)이 형성되어 우천시 빗물이 흘러나갈 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
아울러, 상기 접이편(710)은 내식성 물질로 코팅되면 더욱 좋은데, 내식성 물질로는 물 100중량부에 대해 디-라우릴 설파이드 8중량부, 중질탄산칼슘 2중량부, 수용성 라텍스 10중량부, 글리옥살 4중량부, 티타늄 0.5중량부, 몰리브덴 0.5중량부로 조성할 수 있다.
이때, 디-라우릴 설파이드는 산화방지 기능을 수행함으로써 내부식성을 억제하고, 중질탄산칼슘은 백색도를 유지하며, 수용성 라텍스는 접착성을 높이게 되고, 글리옥살은 내수화 기능을 수행하여 내식성을 강화시키게 된다. 그리고, 티타늄과 몰리브덴은 대표적인 내식성 물질이다.
100:증강현실서버 110:3D정보모듈
120:속성정보모듈 130:3D정보제공모듈
140:속성정보제공모듈 200:모바일 클라이언트
210:위치정보모듈 220:보정위치생성모듈
230:3D객체생성모듈 240:영상획득모듈
250:표시모듈 300:VRS서버
310:상시관측소
120:속성정보모듈 130:3D정보제공모듈
140:속성정보제공모듈 200:모바일 클라이언트
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230:3D객체생성모듈 240:영상획득모듈
250:표시모듈 300:VRS서버
310:상시관측소
Claims (1)
- 증강현실서버와 모바일 클라이언트를 포함한 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(GPS) 기반 측지측량 시스템으로서, 지형과 지하시설물의 3D정보가 분류저장되는 3D정보모듈, 상기 모바일 클라이언트의 소정 위치정보에 대한 3D정보요청을 수신하고 그에 상응하는 3D정보를 상기 모바일 클라이언트로 전송하는 3D정보제공모듈을 포함하는 증강현실서버; 및 GPS와 연동하여 위치정보를 제공하는 위치정보모듈, 상기 위치정보를 VRS서버로 전송하여 상기 위치정보에 대응하는 보정치를 상기 VRS서버로부터 수신하는 보정치수신모듈, 상기 보정치를 이용하여 상기 위치정보를 보정하여 보정위치정보를 생성하는 보정위치생성모듈, 상기 보정위치정보를 상기 증강현실서버로 전송하여 상기 보정위치정보에 대응하는 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 수신하는 3D정보수신모듈, 상기 지형 및 지하시설물에 대한 3D정보를 적어도 높이맵 기법, 쿼드트리 기법, 절두체컬링 기법 중 하나가 적용된 3D엔진으로 모델링하여 지형 및 지하시설물에 대한 3D객체를 생성하는 3D객체생성모듈, IMU와 연동하여 자세정보를 제공하는 자세정보모듈, 카메라를 통해 실시간 영상정보를 획득하는 영상획득모듈, 상기 보정위치정보 및 상기 자세정보에 근거하여 상기 3D객체를 상기 영상정보에 중첩하여 정합시키는 정합모듈, 상기 정합된 3D객체와 영상정보를 디스플레이를 통해 그래픽적으로 표시하는 표시모듈을 포함하는 모바일 클라이언트;를 포함하고,
상기 지하시설물의 직상방 지표면상에 설치되고 GPS와 통신하여 자신의 위치정보를 수신하는 표시자(500)와, 상기 표시자(500)를 고정하는 지지판인 표시자베이스(600)를 더 포함하되, 상기 표시자(500)는 내부가 비어 있고 상부가 개방된 원통형상의 표시자하우징(510)과; 상기 표시자하우징(510)의 상단에는 둘레를 따라 안쪽 모서리 부분이 'ㄴ' 형상으로 절삭된 단차면(512)상에 안착되는 뚜껑체(520)와; 상기 표시자하우징(510)의 내부 바닥면에 설치된 축전지인 배터리(530) 및 컨트롤박스(540)와; 상기 표시자하우징(510)의 하부면 중앙에서 하방향으로 돌출된 고정돌기(550)와; 상기 고정돌기(550)의 하단면에 돌출 형성된 돔스위치 형태의 하우징접속단자(552)와; 상기 뚜껑체(520)의 상단면에 설치되고 상기 컨트롤박스(540)에 실장된 제어부와 연결된 GPS안테나(GPA) 및 표시자통신부(ANT)와; 지하시설물의 직상방 지표면에 설치된 사각판상의 표시자베이스(600)의 상면 중앙에서 돌출되고 사각홈을 갖는 사각고정구(610)와; 상기 사각고정구(610)의 바닥면에 설치되어 상기 하우징접속단자(552)와 접촉되는 돔형상의 베이스단자(612)와; 상기 표시자베이스(600)에 내장되고 상기 베이스단자(612)와 연결되어 정보 출력이 가능한 롬 형태의 제어기(614)와; 상기 표시자하우징(510)의 높이중간 외주면에 설치된 고정링(700)과; 상기 고정링(700)의 둘레를 따라 경첩(720)을 통해 접을 수 있게 설치된 다수의 부채꼴 형상을 갖는 접이편(710)과; 상기 접이편(710)의 표면에 설치되고 상기 배터리(530)와 연결되어 전기를 모으는 태양전지(730);를 포함하고, 상기 접이편(710)들은 서로 좌우 폭방향 일부가 중첩되게 배치된 것을 특징으로 하는 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(GPS) 기반 측지측량 시스템.
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| KR1020160088724A KR101683732B1 (ko) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(gps) 기반 측지측량 시스템 |
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| KR1020160088724A KR101683732B1 (ko) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | 지하시설물의 지도제작을 위한 지피에스(gps) 기반 측지측량 시스템 |
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