KR101737547B1 - 도로 지반 안전진단용 탐사장치 - Google Patents

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주식회사 장민이엔씨
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Abstract

본 발명은 사용이 용이하면서도 신속하면서도 정확하게 지반을 탐사할 수 있는 지반 안전진단용 탐사장치를 위하여, 프레임과, 상기 프레임에 장착되어 지표로부터 이격된 상태에서 전자기파를 지표를 향해 방사할 수 있는 송신안테나와, 상기 프레임에 장착되어 지표로부터 이격된 상태에서 상기 송신안테나에서 방사된 후 목표물로부터 반사된 전자기파를 수신할 수 있는 수신안테나와, 상기 프레임에 회전가능하도록 결합된 메인휠들과, 상기 프레임의 선단부에 배치되어 프레임의 선단부를 차량에 고정할 수 있도록 하는 견인부와, 상기 프레임에 장착되어 주변 환경에 대한 이미지데이터를 확보할 수 있는 촬상소자를 구비하는, 지반 안전진단용 탐사장치를 제공한다.

Description

도로 지반 안전진단용 탐사장치{Investigating apparatus for safety test of structure of ground of road}
본 발명의 실시예들은 지반 안전진단용 탐사장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 사용이 용이하면서도 신속하면서도 정확하게 지반을 탐사할 수 있는 지반 안전진단용 탐사장치에 관한 것이다.
시설물의 노후화, 강우빈도 증가, 지하수 유출 내지 관로 누수 등에 따라 싱크홀 내지 도로함몰이 발생하고 있으며, 이로 인한 재해 발생 가능성이 증대되고 있다. 특히, 지반 하부구조의 손상은 도로함몰의 주원인 중 하나이다. 따라서 도로의 예방적 유지관리를 위한 대책 마련이 절실히 필요하다.
그러나 종래의 지반 안전진단용 탐사장치의 경우, 도로를 따라 지반을 탐사하는 속도가 매우 느리거나, 탐사장치의 불가변성으로 인하여 지반을 깊이별로 탐사할 수 있는 주파수별 안테나의 장착이 불가능하고 이로 인하여 탐사목적 깊이에 따라 정확하게 지반을 탐사할 수 없으며, 유지보수가 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 사용이 용이하면서도 신속하면서도 탐사목적 깊이별로 정확하게 지반을 탐사할 수 있는 지반 안전진단용 탐사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 프레임과, 상기 프레임에 장착되어 지표로부터 이격된 상태에서 전자기파를 지표를 향해 방사할 수 있는 송신안테나와, 상기 프레임에 장착되어 지표로부터 이격된 상태에서 상기 송신안테나에서 방사된 후 목표물로부터 반사된 전자기파를 수신할 수 있는 수신안테나와, 상기 프레임에 회전가능하도록 결합된 메인휠들과, 상기 프레임의 선단부에 배치되어 프레임의 선단부를 차량에 고정할 수 있도록 하는 견인부와, 상기 프레임에 장착되어 주변 환경에 대한 이미지데이터를 확보할 수 있는 촬상소자를 구비하는, 지반 안전진단용 탐사장치가 제공된다.
상기 촬상소자는, 상기 메인휠들의 회전축과 평행하며 상기 송신안테나와 상기 수신안테나의 사이를 통과하는 축 방향의 주변 환경에 대한 이미지데이터를 확보할 수 있다.
상기 프레임에 회전가능하도록 결합되어, 지면에 접촉하여 회전함으로써 회전횟수에 기초하여 이동거리에 대한 거리데이터를 생성하는 보조휠을 더 구비할 수 있다. 나아가, 상기 보조휠을 하방으로 가압하는 탄성부를 더 구비할 수 있다.
상기 송신안테나는, 상기 보조휠이 회전하는 동안에만 전자기파를 지표를 향해 방사할 수 있다.
상기 수신안테나로부터 획득한 지반데이터와, 상기 보조휠로부터 획득한 거리데이터와, 상기 촬상소자로부터 획득한 이미지데이터를 저장할 수 있는 저장매체를 더 구비하며, 사용자로부터의 신호가 있을 시, 상기 촬상소자로부터 획득한 이미지데이터를 상기 보조휠로부터 획득한 거리데이터와 연동하여 상기 저장매체에 저장할 수 있다.
상기 수신안테나로부터 획득한 지반데이터와, 상기 보조휠로부터 획득한 거리데이터와, 상기 촬상소자로부터 획득한 이미지데이터를 저장할 수 있는 저장매체를 더 구비하며, 상기 보조휠이 회전하는 동안, 상기 수신안테나로부터 획득하는 지반데이터와 상기 보조휠로부터 획득하는 거리데이터를 계속해서 상기 저장매체에 저장하고, 사용자로부터의 신호가 있을 시, 상기 촬상소자로부터 획득한 이미지데이터를 상기 보조휠로부터 획득한 거리데이터와 연동하여 상기 저장매체에 저장할 수 있다.
상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나를 상기 프레임에 고정시킬 수 있는 브라켓을 더 구비하며, 상기 브라켓은, 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나에 면접촉하는 제1지지판과 제2지지판과, 일단이 상기 제1지지판에 연결되며 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나로부터 멀어지는 방향으로 연장된 제1연장판와, 상기 제1연장판의 타단에 일단이 연결되며 상기 제1지지판에 평행한 제1평행판과, 일단이 상기 제1평행판의 타단에 연결되며 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나로부터 멀어지는 방향으로 연장된 제2연장판와, 상기 제2연장판의 타단에 일단이 연결되며 상기 제1지지판에 평행한 제2평행판과, 일단이 상기 제2평행판의 타단에 연결되고 타단이 상기 제2지지판에 연결되는 제3연장판을 구비할 수 있다.
이때, 상기 제1평행판의 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나 방향의 면과 상기 제1지지판의 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나 방향의 면 사이의 높이는, 프레임의 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나가 부착되는 부분의 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나 방향으로의 두께와 같을 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용이 용이하면서도 신속하면서도 정확하게 지반을 탐사할 수 있는 지반 안전진단용 탐사장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안전진단용 탐사장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 2는 도 1의 지반 안전진단용 탐사장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 지반 안전진단용 탐사장치의 일 구성요소를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 4는 도 2의 지반 안전진단용 탐사장치를 이용해 획득한 지반데이터를 개략적으로 보여주는 사진이다.
도 5는 도 2의 지반 안전진단용 탐사장치의 다른 일 구성요소를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안전진단용 탐사장치를 개략적으로 도시하는 측면도이고, 도 2는 도 1의 지반 안전진단용 탐사장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 지반 안전진단용 탐사장치는 프레임(10), 송신안테나(20), 수신안테나(30), 메인휠(40)들, 견인부(50) 및 촬상소자(60)를 구비한다.
프레임(10)은 다양한 구성요소들이 장착되는 뼈대를 이루며, 메인휠(40)들은 이러한 프레임(10)에 회전가능하도록 결합되고, 견인부(50)는 프레임(10)의 선단부에 배치되어 프레임(10)의 -y 방향 선단부를 차량에 고정할 수 있도록 한다. 이에 따라 견인부(50)를 차량에 연결하고 차량으로 지반 안전진단용 탐사장치를 끌어, 도로를 따라 도로 지반 안전진단용 탐사장치를 이동시킬 수 있다. 물론 지반 안전진단용 탐사장치를 단순히 이동시키는 것에 그치지 않고, 후술하는 것과 같이 지반 안전진단용 탐사장치를 이동시키면서 지반 탐사가 이루어지도록 할 수 있다. 이러한 프레임(10)에는 후술하는 것과 같이 탐사목적 깊이에 따라 다양한 주파수의 안테나를 장착할 수 있으며, 또한 지면으로부터 장착된 안테나까지의 높이가 조절되도록 할 수 있다.
프레임(10)은 메인프레임(11)과, 이에 착탈가능하도록 고정된 가로프레임(12), 그리고 가로프레임(12)에 역시 착탈가능하도록 고정된 보조프레임(13)을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 가로프레임(12)은 지반 안전진단용 탐사장치가 차량에 의해 이동되는 방향(-y 방향)에 대략 수직인 상태로 메인프레임(11)에 고정된다. 보조프레임(13)은 지반 안전진단용 탐사장치가 차량에 의해 이동되는 방향(-y 방향)으로 연장된 형상을 갖도록, 즉 가로프레임(12)에 대략 수직인 상태로 가로프레임(12)에 고정된다.
구체적으로, 프레임(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 복수개, 예컨대 2개의 가로프레임(12)들을 갖고, 보조프레임(13)이 복수개의 가로프레임(12)들에 고정되도록 함으로써, 보조프레임(13)과 복수개의 가로프레임(12)들의 결합이 견고해지도록 할 수 있다. 도 2에서는 3개의 보조프레임(13)들 각각이 2개의 가로프레임(12)들에 결합되는 것으로 도시하고 있다. 물론 각 가로프레임(12)은 복수개의 지점들, 예컨대 2군데의 지점들에서 메인프레임(11)에 고정되도록 함으로써, 각 가로프레임(12)과 메인프레임(11)의 결합이 견고해지도록 할 수 있다.
각 보조프레임(13)에는 송신안테나(20)와 수신안테나(30)가 고정된다. 송신안테나(20)와 수신안테나(30) 각각은 브라켓(130)에 의해 보조프레임(13)에 착탈가능하도록 결합된다. 즉, 송신안테나(20)와 수신안테나(30) 각각에는 브라켓(130)이 체결되고, 이 브라켓(130)이 보조프레임(13)에 결합되도록 함으로써, 결과적으로 송신안테나(20)와 수신안테나(30)가 프레임(10)에 장착되도록 할 수 있다.
브라켓(130)은 도 3에 도시된 것과 같이 복수회 절곡된 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 브라켓(130)은 제1지지판(131), 제1연장판(132), 제1평행판(133), 제2연장판(134), 제2평행판(135), 제3연장판(136) 및 제2지지판(137)을 갖는다.
제1지지판(131)과 제2지지판(137)은 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)의 상면에 면접촉할 수 있다. 이러한 제1지지판(131)과 제2지지판(137)은 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)의 상면에 예컨대 나사결합될 수 있다. 제1연장판(132)은 일단이 제1지지판(131)에 연결되며 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)로부터 멀어지는 방향(+z 방향)으로 연장된 형상을 가져, 제1지지판(131)과 함께 절곡부를 형성한다. 제1평행판(133)은 제1연장판(132)의 타단에 일단이 연결되며, 제1지지판(131)에 대략 평행한 방향으로 연장된다. 이에 따라 제1평행판(133)은 제1연장판(132)과 함께 절곡부를 형성하게 된다. 제2연장판(134)은 일단이 제1평행판(133)의 타단에 연결되며, 제1연장판(132)과 마찬가지로 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)로부터 멀어지는 방향으로 연장되어, 제1평행판(133)과 함께 절곡부를 형성한다. 제2연장판(134)의 일단에는 도 3에 도시된 것과 같이 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30) 방향으로 연장된 보조판(134a)이 연결될 수 있다. 제2평행판(135)은 일단이 제2연장판(134)의 타단에 연결되며, 제1지지판(131)에 대략 평행한 방향으로 연장되어 제2연장판(134)과 함께 절곡부를 형성한다. 그리고 마지막으로 제3연장판(136)은 일단이 제2평행판(135)의 타단에 연결되고 타단이 제2지지판(137)에 연결된다.
이와 같이 복수회 절곡된 형상을 갖는 브라켓(130)은 제2연장판(134), 제2평행판(135) 및 제3연장판(136)에 의해 형성되는 제1수용부와, 제1연장판(132), 제1평행판(133) 및 보조판(134a)에 의해 형성되는 제2수용부를 갖는다. 제1수용부는, 브라켓(130)이 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)에 체결된 상태에서 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)를 운반하거나 보조프레임(13)에 브라켓(130)을 체결할 시 사용할 수 있는 손잡이 역할을 할 수 있다. 제2수용부는 브라켓(130)과 보조프레임(13)을 결합할 시 보조프레임(13)을 수용하는 역할을 할 수 있다.
특히 제1평행판(133)의 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30) 방향의 면과 제1지지판(131)의 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30) 방향의 면 사이의 높이(h1)가, 보조프레임(13)의 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)가 부착되는 부분에서의 제1두께, 즉 보조프레임(13)의 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30) 방향으로의 제1두께와 갖게 함으로써, 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)가 보조프레임(13)에 유격 없이 정확하게 장착되도록 할 수 있다. 물론 나아가 제1연장판(132)과 보조판(134a)의 상호 마주보는 면들 사이의 거리(d)가, 보조프레임(13)의 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)가 부착되는 부분에서 제1두께의 방향(z축 방향)과 교차하는 방향(x축 방향)의 제2두께와 갖게 함으로써, 브라켓(130)과 보조프레임(13)이 유격 없이 정확하게 결합되도록 할 수 있다. 물론 필요에 따라 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)와 브라켓(130)을 나사로 추가적으로 결합할 수도 있다.
송신안테나(20)는 보조프레임(13)에 장착되어 지표(ES)로부터 이격된 상태에서, 전자기파를 지표(ES)를 향해 방사할 수 있다. 그리고 수신안테나(30) 역시 보조프레임(13)에 장착되어 지표(ES)로부터 이격된 상태에서, 송신안테나(20)에서 방사된 후 목표물로부터 반사된 전자기파를 수신할 수 있다.
송신안테나(20)가 수 MHz∼GHz 범위의 전자기파를 지표(ES)나 구조물의 노출면에서 내부로 방사시키면, 수신안테나(30)는 전자기적 물성이 다른 매질을 만나 반사되어 돌아온 신호를 받고 이를 기록한다. 이러한 과정을 사전설정된 탐사선을 따라 송신안테나(20)와 수신안테나(30)를 수평으로 이동시키면서 계속하여 신호를 기록하면, 해당 탐사선을 가로축으로 하고 기록된 신호를 세로축으로 하는 그래프를 얻을 수 있다. 도 4는 이와 같은 원리로 도 2의 지반 안전진단용 탐사장치를 이용해 획득한 지반데이터를 개략적으로 보여주는 사진이다.
송신안테나(20)에서 펄스 형태로 방출된 전자파는 방사상으로 하부로 진행하다가, 서로 다른 두 매질의 경계면에서 에너지의 일부는 반사되고 나머지는 투과하여 진행한다. 수신안테나(30)에서는 반사파를 수신하게 되는데, 반사파의 강도는 반사계수에 비례하며, 반사계수는 두 매질의 유전상수의 제곱근의 차이에 비례한다. 수학식 1과 수학식 2는 두 매질의 유전상수로부터 반사계수와 투과계수를 계산하는 식이다.
[수학식 1]
Figure 112017006237910-pat00001
[수학식 2]
T = 1 - R
여기서, R은 반사계수, T는 투과계수, e1 및 e2는 두 매질의 유전상수이다. 수학식 1의 반사계수는 총 에너지에 대한 반사 에너지의 강도 비율을 의미하고, 수학식 2의 투과계수는 표면으로 되돌아오지 않고 매질 내부로 전달 및/또는 소산되는 파의 에너지의 강도 비율을 의미한다.
이와 같은 관계로부터 유전상수의 대비가 큰 물질은 뚜렷한 반사 신호를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 지하에 존재하는 강관이나 공동, 물 등은 유전상수의 대비가 크기에, 잘 탐지될 수 있다. 참고로 아스팔트의 유전상수는 대략 2~3이고, 콘크리트의 유전상수는 대략 6~12이며, 점토의 유전상수는 대략 9~25이고, 모래의 유전상수는 대략 4이다. 이에 비해 철근의 유전상수는 대략 200 이상이고, 공기의 유전상수는 1, 물의 유전상수는 81이다. 따라서 아스팔트, 콘크리트, 점토 및/또는 모래 등을 포함하는 지반 하부의 강관, 공동(내 공기) 및/또는 물 등의 유전상수가 지반의 구성요소들의 유전상수와 차이가 크기에, 강관, 공동 및/또는 물 등을 효과적으로 탐지할 수 있음을 알 수 있다.
전술한 것과 같이 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)는 브라켓(130)과 결합될 수 있으며, 브라켓(130)의 제1수용부를 이용함으로써 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)를 용이하게 핸들링할 수 있다. 그리고 보조프레임(13)이 브라켓(130)의 제2수용부를 통과하도록 함으로써, 송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)가 보조프레임(13)에 견고하면서도 용이하게 결합되도록 할 수 있다.
송신안테나(20) 또는 수신안테나(30)가 결합된 보조프레임(13)은, 가로프레임(12)이 메인프레임(11)에 결합될 시, 또는 가로프레임(12)이 메인프레임(11)에 결합된 후에, 가로프레임(12)에 결합된다. 도 2에서는 세 개의 보조프레임(13)들이 각각 두 개의 가로프레임(12)들에 결합되는 것으로 도시하고 있는바, 예컨대 중앙에 위치한 보조프레임(13)은 가로프레임(12)이 메인프레임(11)에 결합되는 과정에서 가로프레임(12)에 결합될 수 있다. 이때 보조프레임(13)은 가로프레임(12)이 통과할 수 있는 개구(13a)를 가져, 가로프레임(12)에 결합되도록 할 수 있다. 세 개의 보조프레임(13)들 중 +x 방향의 보조프레임(13)과 -x 방향의 보조프레임(13)은, 가로프레임(12)이 메인프레임(11)에 결합된 후에 가로프레임(12)에 결합될 수 있다.
보조프레임(13)과 가로프레임(12)이 결합된 후에는, 개구(13a)의 상판과 가로프레임(12) 사이의 거리를 개구(13a)의 상판을 관통하는 나사들을 통해 조절함으로써, 보조프레임(13)이 가로프레임(12)에 견고하게 고정되도록 할 수 있다. 참고로 메인프레임(11)은 하나의 가로프레임(12)이 통과할 2개의 개구(11a)를 가질 수 있다. 그리고 해당 개구(11a)의 상판과 가로프레임(12) 사이의 거리를 상판을 관통하는 나사들을 통해 조절함으로써, 가로프레임(12)이 메인프레임(11)에 견고하게 고정되도록 할 수 있다.
한편, 촬상소자(60)는 지반 안전진단용 탐사장치는 프레임(10)에 장착되어 주변 환경에 대한 이미지데이터를 확보할 수 있다. 구체적으로, 촬상소자(60)는 메인휠(40)들의 회전축(x축)과 평행하며 송신안테나(20)와 수신안테나(30)의 사이를 통과하는 축 방향의 주변 환경에 대한 이미지데이터를 확보할 수 있다. 송신안테나(20)와 수신안테나(30)를 이용해 지반에 대한 지반데이터를 확보했다 하더라도, 해당 지반데이터가 어디에서 획득한 것인지를 확인할 수 없다면 그 지반데이터는 의미가 없는 데이터가 된다. 하지만 본 실시예에 따른 지반 안전진단용 탐사장치의 경우, 촬상소자(60)가 메인휠(40)들의 회전축(x축)과 평행하며 송신안테나(20)와 수신안테나(30)의 사이를 통과하는 축 방향의 주변 환경에 대한 이미지데이터를 확보함으로써, 송신안테나(20)와 수신안테나(30)를 이용해 획득한 지반데이터가 어디에서 획득한 것인지를 정확하게 파악하도록 할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 지반 안전진단용 탐사장치는 보조휠(70)을 더 구비할 수 있다. 이 보조휠(70)은 메인휠(40)들과 마찬가지로 프레임(10)에 회전가능하도록 결합된다. 도 2에서는 메인프레임(11)에서 돌출된 돌출프레임(11b)에 보조휠(70)이 결합된 것으로 도시하고 있다. 하지만 메인휠(40)들이 프레임(10)에 대해 회전가능하도록 결합되어 프레임(10) 등을 지지하면서 이송하는 역할을 하는 반면, 이 보조휠(70)은 거리데이터를 생성하는 역할을 한다. 즉, 보조휠(70)은 지면(ES)에 접촉하여 회전함으로써, 회전수에 기초하여 이동거리에 대한 거리데이터를 생성한다. 보조휠(70)의 둘레의 길이는 정해져 있기에, 보조휠(70)의 회전수만 확인하면 회전수와 보조휠(70)의 둘레의 길이의 곱에 의해, 지반 안전진단용 탐사장치의 이동거리에 대한 거리데이터를 획득할 수 있다.
보조휠(70)에서 생성되는 이동거리에 대한 거리데이터의 신뢰성을 확보하기 위해, 보조휠(70)이 언제나 지면(ES)에 접촉하도록 할 필요가 있다. 만일 보조휠(70)이 지면(ES)에 접촉하지 않은 상태로 지반 안전진단용 탐사장치가 이동하게 되면, 보조휠(70)은 지반 안전진단용 탐사장치가 이동하지 않은 것으로 거리데이터를 생성하게 될 것이기 때문이다. 따라서 도 5에 도시된 것과 같이, 보조휠(70)을 하방(-z 방향)으로 가압하는 탄성부(74d)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 보조휠(70)은 로드(74)에 회전가능하도록 로드(74)의 제1축(74a)에 결합되며, 로드(74)의 제2축(74b)은 회전가능하도록 메인프레임(11)에서 돌출된 돌출프레임(11b)에 결합된다. 그리고 스프링 등과 같은 탄성부(74d)는 돌출프레임(11b)으로부터 로드(74)를 밀어내는 압력을 가하되, 로드(74)에 있어서 해당 압력을 받는 부분이 로드(74)의 제2축(74b)보다 상부에 위치하도록 한다. 이에 따라 탄성부(74d)에 의한 압력에 의해 보조휠(70)이 언제나 지면(ES)에 접촉하도록 하여, 보조휠(70)이 이동거리에 대한 정확한 거리데이터를 생성하도록 할 수 있다.
참고로 로드(74)에 데이터생성부(74c)가 부착되도록 할 수 있는데, 이 데이터생성부(74c)는 보조휠(70)의 회전수에 대한 데이터를 생성하도록 할 수 있다. 예컨대 데이터생성부(74c)나 그 근방에 압력 등을 감지할 수 있는 센서가 부착되도록 하고, 해당 센서가 보조휠(70)이 회전함에 따라 보조휠(70)이 1회전 할 때마다 보조휠(70)에서 돌출된 1개의 돌출부에 컨택하도록 함으로써, 보조휠(70)의 회전수에 대한 데이터를 생성하도록 할 수 있다. 보조휠(70)의 회전수에 대한 데이터는 곧 이동거리에 대한 거리데이터로 이해될 수 있다.
이와 같은 보조휠(70)이 생성하는 거리데이터는, 촬상소자(60)가 획득한 이미지데이터와 함께 송신안테나(20)와 수신안테나(30)를 이용해 획득한 지반데이터가 어디서 획득한 지반데이터인지를 특정하는데 사용될 수 있다. 예컨대 사전설정된 탐사라인을 따라 탐사를 시작할 시, 탐사 시작 시점에 촬상소자(60)가 주변 환경에 대한 이미지데이터를 획득하도록 할 수 있다. 그리고 탐사라인을 따라 탐사가 진행되는 동안에는 송신안테나(20)와 수신안테나(30)를 이용해 획득한 지반데이터와 보조휠(70)이 생성하는 거리데이터를 계속해서 저장매체에 저장할 수 있다. 이는 송신안테나(20)에 연결된 케이블(22) 및/또는 수신안테나(30)에 연결된 케이블(32)에 의해 이루어질 수 있다. 물론 앞서 촬상소자(60)가 획득한 이미지데이터 역시 저장매체에 저장될 수 있다. 이는 촬상소자(60)에 연결된 케이블(62)에 의해 이루어질 수 있다. 그리고 탐사라인을 따라 탐사가 종료되는 지점에서 다시 촬상소자(60)가 주변환경에 대한 이미지데이터를 확보하도록 하여, 이 역시 저장매체에 저장할 수 있다.
이를 통해 획득한 지반데이터 획득의 시작시점의 위치와 종료시점의 위치들을 이미지데이터들을 통해 정확하게 확인할 수 있으며, 시작시점과 종료시점 사이의 구간에서는 보조휠(70)이 생성한 거리데이터를 통해 어느 지점에서 획득한 지반데이터인지 정확하게 확인할 수 있다. 물론 시작시점과 종료시점 사이에서도 사용자로부터의 신호가 있을 시, 촬상소자(60)로부터 획득한 이미지데이터를 보조휠(70)로부터 획득한 거리데이터와 연동하여 저장매체에 저장할 수 있다. 참고로 보조휠(70)로부터 획득한 거리데이터는 케이블(72)을 통해 저장매체로 전달될 수 있다. 이와 같이 중간 시점에 획득한 이미지데이터는 보조휠(70)에서 획득한 거리데이터에 오차가 있을 시 추후 이를 보정하는데 사용될 수 있다.
한편, 보조휠(70)이 회전하지 않는다면 이는 지반 안전진단용 탐사장치가 이동하지 않는 것을 의미한다. 예컨대 도로의 사전설정된 탐사라인을 따라 차량을 이용해 지반 안전진단용 탐사장치를 이동시키며 송신안테나(20)와 수신안테나(30)를 이용해 지반데이터를 획득하다가, 지상의 장애물 등을 이유로 지반 안전진단용 탐사장치의 이동을 잠시 멈출 수 있다. 이 경우 보조휠(70)은 회전하지 않게 된다. 이와 같이 지반 안전진단용 탐사장치가 정지한 상태일 경우, 송신안테나(20)와 수신안테나(30)를 이용해 지반데이터를 획득할 필요가 없게 된다. 따라서 송신안테나(20)가 보조휠(70)이 회전하는 동안에만 전자기파를 지표(ES)를 향해 방사하도록 할 수 있으며, 수신안테나(30)는 보조휠(70)이 회전하는 동안에만 전자기파를 수신하도록 할 수 있다. 이를 통해 불필요하게 전력을 낭비하지 않으면서도 정확한 지반데이터를 획득할 수 있다. 물론 보조휠(70)이 회전하지 않는 동안에도 송신안테나(20)는 전자기파를 계속 방사하도록 할 수도 있다. 이 경우 단지 수신안테나(30)가 전자기파를 수신하지 않도록 설정하거나, 수신안테나(30)가 수신한 지반데이터를 저장매체 등에 저장하지 않으면 족하다.
도 4는 본 실시예에 따른 지반 안전진단용 탐사장치를 이용하여 획득한 데이터를 보여주는 사진이다. 도 4에서 가로축은 보조휠(70)에서 획득한 거리데이터에 기반한 위치를 의미하며 세로축은 송신안테나(20)와 수신안테나(30)에서 획득한 지반데이터를 의미한다. 도 4에서 알 수 있듯이, 위치에 관계없이 지반데이터가 대략 일정하게 나타나다가, 데이터가 크게 흔들리는 부분(SH)을 확연히 확인할 수 있다. 그러한 흔들리는 부분(SH)은 바로 싱크홀과 같은 공동이 존재하는 것을 높은 확률로 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
참고로 도 4에서 SFU라고 표시한 부분은, 지반데이터 획득의 시작시점의 위치와 종료시점의 위치가 아니라 그 사이에 사용자로부터의 신호가 있었던 지점을 의미한다. 따라서 SFU라고 표시된 부분의 지반데이터를 획득한 지점을 촬상소자(60)가 획득한 이미지를 통해 정확하게 확인할 수 있다. 그리고 도 4에서 확인할 수 있는 SFU라고 표시된 부분부터 싱크홀과 같은 공동이 존재하는 것으로 예상되는 부분(SH) 사이의 실제 탐사라인 상에서의 거리를 보조휠(70)로부터 획득한 거리데이터를 이용해 확인할 수 있다. 이에 따라, 촬상소자(60)가 획득한 이미지를 통해 SFU라고 표시된 부분의 지반데이터를 획득한 실제 장소를 특정하고, 그 특정된 실제 장소로부터 싱크홀과 같은 공동이 존재하는 것으로 예상되는 지점까지의 실제 거리를 보조휠(70)로부터 획득한 거리데이터를 이용해 계산함으로써, 싱크홀과 같은 공동이 존재하는 것으로 예상되는 문제 지점을 매우 정확하게 특정할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 프레임 11: 메인프레임
12: 가로프레임 13: 보조프레임
20: 송신안테나 30: 수신안테나
40: 메인휠 50: 견인부
60: 촬상소자 70: 보조휠
130: 브라켓 131: 제1지지판
132: 제1연장판 133: 제1평행판
134a: 보조판 134: 제2연장판
135: 제2평행판 136: 제3연장판
137: 제2지지판

Claims (5)

  1. 프레임;
    상기 프레임에 장착되어 지표로부터 이격된 상태에서, 전자기파를 지표를 향해 방사할 수 있는, 송신안테나;
    상기 프레임에 장착되어 지표로부터 이격된 상태에서, 상기 송신안테나에서 방사된 후 목표물로부터 반사된 전자기파를 수신할 수 있는, 수신안테나;
    상기 프레임에 회전가능하도록 결합된 메인휠들;
    상기 프레임의 선단부에 배치되어 프레임의 선단부를 차량에 고정할 수 있도록 하는 견인부;
    상기 프레임에 장착되어, 상기 메인휠들의 회전축과 평행하며 상기 송신안테나와 상기 수신안테나의 사이를 통과하는 축 방향의 주변 환경에 대한 이미지데이터를 확보할 수 있는, 촬상소자;
    상기 프레임에 회전가능하도록 결합되어, 지면에 접촉하여 회전함으로써 회전횟수에 기초하여 이동거리에 대한 거리데이터를 생성하는 보조휠; 및
    상기 수신안테나로부터 획득한 지반데이터와, 상기 보조휠로부터 획득한 거리데이터와, 상기 촬상소자로부터 획득한 이미지데이터를 저장할 수 있는 저장매체;
    를 구비하며,
    상기 보조휠이 회전하는 동안, 상기 수신안테나로부터 획득하는 지반데이터와 상기 보조휠로부터 획득하는 거리데이터를 계속해서 상기 저장매체에 저장하고,
    사용자로부터의 신호가 있을 시, 상기 촬상소자로부터 획득한 이미지데이터를 상기 보조휠로부터 획득한 거리데이터와 연동하여 상기 저장매체에 저장하는, 도로 지반 안전진단용 탐사장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신안테나는, 상기 보조휠이 회전하는 동안에만 전자기파를 지표를 향해 방사하는, 도로 지반 안전진단용 탐사장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나를 상기 프레임에 고정시킬 수 있는 브라켓을 더 구비하며,
    상기 브라켓은,
    상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나에 면접촉하는 제1지지판과 제2지지판;
    일단이 상기 제1지지판에 연결되며 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나로부터 멀어지는 방향으로 연장된 제1연장판;
    상기 제1연장판의 타단에 일단이 연결되며 상기 제1지지판에 평행한 제1평행판;
    일단이 상기 제1평행판의 타단에 연결되며 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나로부터 멀어지는 방향으로 연장된 제2연장판;
    상기 제2연장판의 타단에 일단이 연결되며 상기 제1지지판에 평행한 제2평행판; 및
    일단이 상기 제2평행판의 타단에 연결되고 타단이 상기 제2지지판에 연결되는 제3연장판;
    를 구비하는, 도로 지반 안전진단용 탐사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1평행판의 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나 방향의 면과 상기 제1지지판의 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나 방향의 면 사이의 높이는, 프레임의 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나가 부착되는 부분의 상기 송신안테나 또는 상기 수신안테나 방향으로의 두께와 같은, 도로 지반 안전진단용 탐사장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108956652A (zh) * 2018-04-04 2018-12-07 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 一种电动耐张线夹和接续管压接质量探查装置
KR20190043006A (ko) 2017-10-17 2019-04-25 유에이치에스(주) 싱크홀 탐지 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000018938A (ja) 1998-06-30 2000-01-21 Atlas Auto:Kk 車載型距離測定装置
KR101416753B1 (ko) 2013-05-07 2014-07-09 한국시설안전공단 Ｇｐｒ 탐사 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000018938A (ja) 1998-06-30 2000-01-21 Atlas Auto:Kk 車載型距離測定装置
KR101416753B1 (ko) 2013-05-07 2014-07-09 한국시설안전공단 Ｇｐｒ 탐사 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190043006A (ko) 2017-10-17 2019-04-25 유에이치에스(주) 싱크홀 탐지 장치
CN108956652A (zh) * 2018-04-04 2018-12-07 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 一种电动耐张线夹和接续管压接质量探查装置
CN108956652B (zh) * 2018-04-04 2023-12-12 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 一种电动耐张线夹和接续管压接质量探查装置

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