KR101865258B1 - 굴착공 내면 촬영 시스템 및 이를 이용한 굴착공 내면을 촬영하는 방법 - Google Patents

굴착공 내면 촬영 시스템 및 이를 이용한 굴착공 내면을 촬영하는 방법 Download PDF

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조진우
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한국건설기술연구원
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Abstract

본 발명에 따르면 굴착공 내면(1)에 대한 영상정보(a)를 얻기 위한 촬영 시스템에 있어서, 상기 영상정보(a)를 취득하는 촬영부(100); 및 상기 촬영부(100)의 촬영 위치를 가이드하는 가이드부(200);를 포함하되, 상기 가이드부(200)는, 굴착공 저면(2)에 안착되는 안착부(210); 상기 안착부(210)를 상하방향으로 이동시키는 인양부(220); 및 상기 안착부(210)와 인양부(220)에 연결된 가이드선(230);을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면 굴착공 내면 촬영에 있어 카메라의 위치 변화 및 회전을 방지하여 굴착공 내면 영상정보를 취득할 수 있음과 아울러 굴착공 내부 탁수의 영향을 최소화하여 정확한 굴착공 내면 영상정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.

Description

굴착공 내면 촬영 시스템 및 이를 이용한 굴착공 내면을 촬영하는 방법{Camera System for Inside the Drill Hole}
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지층의 종류, 공동의 유무, 표면의 거칠기 등의 정보를 획득하기 위해 굴착된 굴착공의 내면의 영상 이미지를 정확하게 확보할 수 있는 굴착공 내면 촬영 시스템 및 이를 이용한 굴착공 내면을 촬영하는 방법에 관한 것이다.
암반 등과 같은 지반 내에 굴착공을 천공하고 굴착공 내에 콘크리트를 타설하여 현장타설말뚝을 시공함에 있어서, 현장타설말뚝의 주변마찰력을 예측할 필요가 있으며, 이를 위해서는 굴착공 내부의 벽면 즉, 내벽면이 어느 정도의 거칠기를 갖는지를 측정해야 한다.
또한, 굴착공 내부의 영상을 통해 지층의 종류, 공동의 유무 등의 지반 공사를 위한 유용한 정보를 획득할 수 있다.
종래에는 굴착공 내부의 영상 정보를 획득하기 위해 카메라와 같은 영상 촬영 장치를 이용하여 굴착공 내면을 촬영하는 방법과 레이저 등의 측정 장비를 이용하여 굴착공 내면을 센싱하여 정보를 취득하는 방법이 제시되어 왔다.
그러나 카메라를 이용하는 경우에는 굴착공 내면의 형상을 종방향으로 촬영하면서 정보를 수집하고 이를 연결하여야 하는 곤란함이 있어 양질의 정보를 획득하는 것이 어려웠다. 더하여 별도의 가이드 장비 없이 촬영된 영상은 흔들림이나 촬영 각도 변경 등의 이유로 전체 이미지를 생성하는 것이 곤란했다.
또한, 레이저 장비 등의 센싱 장비를 이용하는 경우에도 지하수 등이 존재하여 내부 탁도가 높은 경우 정확한 센싱이 어려웠다.
종래 특허기술 문헌 리스트는 이하와 같다.
- 대한민국 등록특허 10-0689760
- 대한민국 공개특허 10-2004-0050171
본 발명은 상술된 종래의 굴착공 촬영 기기 및 방법의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 카메라의 위치를 유지시키는 가이드부를 이용하여 카메라의 회전을 방지하고 위치를 고정하여 고품질의 굴착공 내면 영상정보를 취득할 수 있도록 한 굴착공 내면 촬영 시스템 및 이를 이용한 굴착공 내면을 촬영하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 굴착공 내부 탁수의 영향을 최소화할 수 있는 굴착공 내면 촬영 시스템 및 이를 이용한 굴착공 내면을 촬영하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 굴착공 내면(1)에 대한 영상정보(a)를 얻기 위한 촬영 시스템에 있어서, 상기 영상정보(a)를 취득하는 촬영부(100); 및 상기 촬영부(100)의 촬영 위치를 가이드하는 가이드부(200);를 포함하되, 상기 가이드부(200)는, 굴착공 저면(2)에 안착되는 안착부(210); 상기 안착부(210)를 상하방향으로 이동시키는 인양부(220); 및 상기 안착부(210)와 인양부(220)에 연결된 가이드선(230);을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템이 제공된다.
이 경우 상기 안착부(210)는, 안착부 본체(211); 상기 안착부 본체(211)를 지지하는 지지발(212); 및 상기 안착부 본체(211)와 굴착공 내면(1) 사이의 거리를 유지시키는 스페이서(213);를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템일 수 있다.
또한, 상기 스페이서(213)는 힌지 구동되며, 상기 안착부(210)는, 상기 지지발(212)이 굴착공 저면(2)에 안착된 경우 상기 스페이서(213)가 펼쳐지도록 상기 스페이서(213)에 하중을 가하는 제1 중량체(214);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템일 수 있다.
또한, 상기 제1 중량체(214)는 상기 스페이서(213)의 일단이 인입되는 함몰홈(b)이 형성된 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템일 수 있다.
또한, 상기 제1 중량체(214)는 상기 안착부 본체(211)에 수납되며, 상기 안착부 본체(211)에는 상기 제1 중량체(214)가 상부로 이탈되는 것을 방지하도록 상부 걸림부(c)가 형성되며, 상기 가이드선(230)은 상기 제1 중량체(214)와 연결된 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템일 수 있다.
또한, 상기 가이드선(230)의 횡단면(d)은 직사각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템일 수 있다.
또한, 상기 촬영부(100)는 상기 영상정보(a)를 생성하는 카메라(110); 및 상기 카메라(110)를 상기 가이드선(230)에 연결시키는 촬영부 본체(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템일 수 있다.
또한, 상기 촬영부(100)는, 상기 카메라(110)를 밀폐시키는 카메라 하우징(130);을 더 포함하되, 상기 카메라 하우징(130)은 투명 재질로 형성되며, 상기 카메라 하우징(130)은 상기 카메라(110)와 굴착공 내면(1) 사이 공간을 점유하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템일 수 있다.
또한, 상가 카메라 하우징(130)은 탄성 재질로 형성되며, 상기 촬영부(100)는, 상기 카메라 하우징(130)에 유체를 공급하는 유체 공급부(131);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면 굴착공 내면 촬영 시스템을 이용하여 굴착공의 내면을 촬영하는 방법에 있어서, 상기 인양부(220)를 이용하여 상기 안착부(210)를 하향 이동시켜 굴착공 하면(2)에 안착시키는 제1 단계(S100); 상기 촬영부(100)를 상기 가이드선(230)을 따라 하향 이동시키는 제2 단계(S200); 및 상기 촬영부(100)를 상기 가이드선(230)을 따라 상향 이동시킴과 아울러, 상기 카메라(110)를 이용하여 상기 영상정보(a)를 생성하는 제3 단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공의 내면을 촬영하는 방법이 제공된다.
이 경우 상기 제3 단계(S300)는, 상기 유체 공급부(131)를 통해 유체를 공급하여 상기 카메라 하우징(130)을 팽창시키는 단계(S310); 및 상기 카메라 하우징(130)이 상기 카메라(110)와 굴착공 내면(1) 사이 공간을 점유하도록 상기 유체를 공급하는 단계(S320);를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공의 내면을 촬영하는 방법일 수 있다.
본 발명에 따르면 굴착공 내면 촬영에 있어 카메라의 위치 변화 및 회전을 방지하여 굴착공 내면 영상정보를 취득할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 굴착공 내부 탁수의 영향을 최소화하여 정확한 굴착공 내면 영상정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인양부의 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인양부의 측면도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안착부가 하향 이동하여 굴착공 저면에 안착되는 과정을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안착부의 저면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴착공 내면 촬영 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에　따른 카메라 하우징이 적용된 굴착공 내면 촬영 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 하우징의 사시도.
도 11 내지 도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 굴착공 내면 촬영 시스템을 이용하여 굴착공의 내면을 촬영하는 방법을 나타낸 도면.
도 18은 본 발명에 따른 가이드선의 상세 형태를 나타낸 도면.
본 발명에 따른 굴착공 내면 촬영 시스템 및 이를 이용한 굴착공 내면을 촬영하는 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부된 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 발명은 지반 조사를 위해 천공된 굴착공 내면(1)의 영상정보(a)를 획득하기 위해 굴착공 내면 촬영 시스템에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 두 가지 실시예에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예(실시예 1)에 따른 굴착공 내면 촬영 시스템은 기본적으로 영상정보(a)를 취득하는 촬영부(100) 및 촬영부(100)의 촬영 위치를 가이드하는 가이드부(200)를 포함한다(도 7).
종래 카메라를 하향 또는 상향 이동시키면서 굴착공 내면(1)의 영상정보(a)를 획득하는 방법의 경우에는, 촬영 시 카메라를 촬영 대상인 굴착공 내면(1)과 일정한 간격을 유지시키는 것이 어려웠고, 상하방향 이동시 카메라가 회전되는 등의 문제로 일정한 영상정보(a)를 획득할 수 없는 문제가 있었다.
이에 따라 본 발명에서는 카메라의 위치가 일정하게 유지될 수 있도록 하고 카메라의 회전 등의 문제를 해결할 수 있도록 카메라의 이동을 제한하는 가이드부(200)를 구성으로 포함하고 있다.
구체적으로 가이드부(200)는 굴착공 저면(2)에 안착되는 안착부(210), 안착부(210)를 상하방향으로 이동시키는 인양부(220) 및 안착부(210)와 인양부(220)에 연결된 가이드선(230)을 포함한다(도 7).
안착부(210)는 굴착공 내부에서 카메라가 일정한 루트를 따라 이동할 수 있도록 가이드선(230)을 굴착공 저면(2)까지 인양하는 역할을 수행한다.
또한, 안착부(210)는 굴착공 저면(2)의 중심부에 안착하여 가이드선(230)의 형성 위치가 굴착공 내부의 심부에 위치도록 한다.
이를 위해 안착부(210)는 안착부 본체(211), 안착부 본체(211)를 지지하는 지지발(212) 및 안착부 본체(211)와 굴착공 내면(1) 사이의 거리를 유지시키는 스페이서(213)를 포함할 수 있다(도 3 내지 도 5).
스페이서(213)는 안착부 본체(211)에 힌지 결합되며, 4 방향의 거리를 유지할 수 있도록 3 개 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
안착부(210)가 굴착공 내부에서 하향 이동하는 동안에는 스페이서(213)가 접힌 상태에 있으며, 안착부 본체(211)의 하부에 형성된 지지발(212)이 굴착공 저면(2)에 접촉되면 스페이서(213)가 펼침 구동되어 굴착공 측벽에 접촉되므로써, 안착부 본체(211)가 굴착공 내부의 중심부에 위치되도록 한다.
상세하게는 지지발(212)이 굴착공 저면(2)에 접촉되면 안착부 본체(211)는 더 이상 하향 이동되지 않고 안착부 본체(211) 내부에 수납된 제1 중량체(214)가 하향 이동되어 스페이서(213)에 하중을 전달한다.
제1 중량체(214)에는 스페이서(213)의 일단이 인입되는 함몰홈(b)이 형성되어 있으므로 제1 중량체(214)가 하향 이동되는 경우 스페이서(213)의 일단이 제1 중량체(214)의 심부로 이동되고 결국 스페이서(213)는 소정의 각도로 펼쳐지는 펼침 구동이 수행될 수 있다.
지지발(212)이 굴착공 저면(2)에 접촉되지 않은 상태에서는 지지발(212)의 안착부 본체(211)에 대한 지지력이 발생되지 아니하므로 안착부 본체(211) 내부에 수납된 제1 중량체(214)가 하향 이동되지 않아 스페이서(213)가 접혀진 상태에 있게 된다.
이에 따라 안착부(210)가 굴착공 내부에서 하향 이동하는 경우에는 스페이서(213)가 접힌 상태에 있어 굴착공 내면에 대한 저항이 발생되지 않고, 안착부(210)가 굴착공 저면(2)에 도달되는 경우 스페이서(213)가 펼쳐지면서 안착부(210)가 굴착공 중심부에 위치될 수 있는 효과를 얻는다.
이 경우 가이드선(230)은 제1 중량체(214)와 연결되어 있으며, 안착부 본체(211)에는 제1 중량체(214)가 상부로 이탈되는 것을 방지하도록 상부 걸림부(c)가 형성되어 있으므로, 안착부 본체(211)의 상부 및 하부 이동시 제1 중량체(214)에 의한 지지가 이루어 질 수 있다.
가이드선(230)은 원형 단면이 아닌 직사각형의 단면을 갖는 것이 바람직하다(도 18).
원형 단면의 가이드선(230)의 경우 회전이나 꼬임 현상이 발생될 수 있어 카메라(110)의 회전을 방지하기 어렵다.
이에 따라 본 발명에서는 직사각형 단면의 가이드선(230)을 적용하여 카메라(110)가 이동하는 경우 회전 등의 위치 변화의 문제가 발생되는 것을 원천적으로 차단하였다.
더하여 안착부 본체(211)에는 가이드선(230)의 긴장을 유지하는 제2 중량체(215)가 수납될 수 있다.
촬영부(100)는 영상정보(a)를 생성하는 카메라(110) 및 카메라(110)를 가이드선(230)에 연결시키는 촬영부 본체(120)를 포함할 수 있다(도 8 내지 도 10).
카메라(110)는 정지 화상 또는 동적 화상을 획득할 수 있는 일반적인 장치를 포함하며, 특히 사방의 영상을 동시에 획득할 수 있는 4채널 카메라의 개념을 포함한다.
촬영부 본체(120)에는 촬영부 본체(120)에 지지력을 제공하는 지지선이 연결되는 연결부(121) 및 가이드선(230)이 관통되는 가이드홀(122)이 형성될 수 있다.
가이드홀(122)는 가이드선(230)의 단면의 형상에 대응되는 직사각형 형상의 단면을 갖는 것이 바람직하다(도 10).
본 발명의 다른 일 측면에 따르면 촬영부(100)는 카메라(110)를 밀폐시키는 카메라 하우징(130)을 더 포함할 수 있다(도 8 내지 도 10).
카메라 하우징(130)은 투명 재질로 형성되며, 카메라(110)와 굴착공 내면(1) 사이 공간을 점유하여 이물질이 카메라(110)와 굴착공 내면(1) 사이에 게재되는 것을 방지한다.
특히 굴착공 내부에 지하수 등의 탁수가 존재하는 경우 카메라(110)에 의한 촬영이 용이하지 아니하므로 카메라(110)와 굴착공 내면(1) 사이를 투명 재질의 카메라 하우징(130)으로 점유토록 함으로써 이물질에 의한 촬영 이미지 손상을 방지할 수 있다.
카메라 하우징(130)은 탄성 재질로 형성될 수 있으며, 카메라 하우징(130)에 유체를 공급하는 유체 공급부(131)를 통해 유체를 공급함으로써, 카메라 하우징(130)의 점유 공간을 유연하게 조절하는 것이 가능하다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 굴착공 내면 촬영 시스템을 이용하여 굴착공의 내면을 촬영하는 방법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 굴착공 내면을 촬영하는 방법은 인양부(220)를 이용하여 안착부(210)를 하향 이동시켜 굴착공 하면(2)에 안착시키는 제1 단계(S100), 촬영부(100)를 가이드선(230)을 따라 하향 이동시키는 제2 단계(S200) 및 촬영부(100)를 가이드선(230)을 따라 상향 이동시킴과 아울러 카메라(110)를 이용하여 영상정보(a)를 생성하는 제3 단계(S300)를 포함한다(도 11 내지 도 16).
이 경우 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 제3 단계(S300)는 유체 공급부(131)를 통해 유체를 공급하여 카메라 하우징(130)을 팽창시키는 단계(S310) 및 카메라 하우징(130)이 카메라(110)와 굴착공 내면(1) 사이 공간을 점유하도록 유체를 공급하는 단계(S320)를 포함할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
1 : 굴착공 내면
2 : 굴착공 저면
100 : 촬영부
200 : 가이드부

Claims (11)

  1. 굴착공 내면(1)에 대한 영상정보(a)를 얻기 위한 촬영 시스템에 있어서,
    상기 영상정보(a)를 취득하는 촬영부(100); 및
    상기 촬영부(100)의 촬영 위치를 가이드하는 가이드부(200);를 포함하되,
    상기 가이드부(200)는,
    굴착공 저면(2)에 안착되는 안착부(210);
    상기 안착부(210)를 상하방향으로 이동시키는 인양부(220); 및
    상기 안착부(210)와 인양부(220)에 연결된 가이드선(230);을 포함하며,
    상기 안착부(210)는,
    안착부 본체(211);
    상기 안착부 본체(211)를 지지하는 지지발(212); 및
    상기 안착부 본체(211)와 굴착공 내면(1) 사이의 거리를 유지시키는 스페이서(213);를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서(213)는 힌지 구동되며,
    상기 안착부(210)는,
    상기 지지발(212)이 굴착공 저면(2)에 안착된 경우 상기 스페이서(213)가 펼쳐지도록 상기 스페이서(213)에 하중을 가하는 제1 중량체(214);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 중량체(214)는 상기 스페이서(213)의 일단이 인입되는 함몰홈(b)이 형성된 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 중량체(214)는 상기 안착부 본체(211)에 수납되며,
    상기 안착부 본체(211)에는 상기 제1 중량체(214)가 상부로 이탈되는 것을 방지하도록 상부 걸림부(c)가 형성되며,
    상기 가이드선(230)은 상기 제1 중량체(214)와 연결된 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가이드선(230)의 횡단면(d)은 직사각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 촬영부(100)는
    상기 영상정보(a)를 생성하는 카메라(110); 및
    상기 카메라(110)를 상기 가이드선(230)에 연결시키는 촬영부 본체(120);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 촬영부(100)는,
    상기 카메라(110)를 밀폐시키는 카메라 하우징(130);을 더 포함하되,
    상기 카메라 하우징(130)은 투명 재질로 형성되며,
    상기 카메라 하우징(130)은 상기 카메라(110)와 굴착공 내면(1) 사이 공간을 점유하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상가 카메라 하우징(130)은 탄성 재질로 형성되며,
    상기 촬영부(100)는,
    상기 카메라 하우징(130)에 유체를 공급하는 유체 공급부(131);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공 내면 촬영 시스템.
  10. 제9항의 굴착공 내면 촬영 시스템을 이용하여 굴착공의 내면을 촬영하는 방법에 있어서,
    상기 인양부(220)를 이용하여 상기 안착부(210)를 하향 이동시켜 굴착공 하면(2)에 안착시키는 제1 단계(S100);
    상기 촬영부(100)를 상기 가이드선(230)을 따라 하향 이동시키는 제2 단계(S200); 및
    상기 촬영부(100)를 상기 가이드선(230)을 따라 상향 이동시킴과 아울러, 상기 카메라(110)를 이용하여 상기 영상정보(a)를 생성하는 제3 단계(S300);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공의 내면을 촬영하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3 단계(S300)는,
    상기 유체 공급부(131)를 통해 유체를 공급하여 상기 카메라 하우징(130)을 팽창시키는 단계(S310); 및
    상기 카메라 하우징(130)이 상기 카메라(110)와 굴착공 내면(1) 사이 공간을 점유하도록 상기 유체를 공급하는 단계(S320);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 굴착공의 내면을 촬영하는 방법.
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