KR101921959B1 - 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비, 자율주행 다짐방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비, 자율주행 다짐방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 이를 위하여 본체의 하단에 구성되고, 롤러의 형태로 구성되어 지면에 다짐을 수행하며 주행하는 다짐부; 본체의 적어도 일측부에 구비되고, 본체와 본체의 측방에 위치되는 파이프라인과의 거리를 측정하여 파이프라인 이격거리 정보를 출력하는 파이프라인 감지 모듈; 및 파이프라인 감지 모듈에서 파이프라인 이격거리 정보를 수신하고, 수신된 파이프라인 이격거리 정보가 기설정된 특정 이격거리를 유지하도록 다짐부의 주행방향 및 주행속도 중 적어도 하나를 제어하는 주행제어부;가 제공될 수 있다. 이에 따르면, 다짐장비가 자율 다짐 기능으로 파이프라인 매설 다짐 구역에서의 이동경로를 스스로 탐색하고 주행하여, 적합한 다짐 압력과 적합한 다짐 횟수로 현장에서 요구되는 다짐작업을 효과적이고 안전적으로 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비, 자율주행 다짐방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
연약지반의 경우 침하 문제가 발생될 수 있다. 압축성이 큰 연약지반 위에 구조물, 제방 축조, 성토 등을 시공하게 되면, 하중에 의한 장기간의 압밀 현상으로 많은 침하가 발생된다. 연약지반에서의 침하는 그 양이 많고, 오랜 기간에 걸쳐 부등변위를 유발하게 된다.
따라서, 연약지반을 개량하게 되는데, 이러한 개량 공법은 개량 목적과 적용 지반에 따라 보강(복토공법, 표층피복 공법), 경량화(EPS), 하중 균형(압성토 공법), 하중 분산(침상 공법, Sand Mat), 치환 공법(굴착치환, 강제치환, 폭파치환), 압밀 배수(Preloading, Sand Drain, Well Point, 진공압밀, 표층배수, 쇄석 말뚝), 다짐(Sand Compaction Pile, Rod Compaction, Vibroflotation, 동압밀 공법), 고결 열처리(혼합처리, 약액주입, 소결, 동결) 등으로 구분될 수 있다.
이 중 다짐 공법은 흙의 입자와 입자 사이를 더 근접시키는 것을 말하며, 다짐시 흙의 단위중량, 강도, 지지력이 증가되고, 투수성 감소, 침하 방지, 동상(frost heave)이나 수축 등 바람직하지 않은 부피변화를 억제하게 되는 효과가 발생된다. 도 1, 2, 3에 도시된 다짐 곡선에 따르면, 함수비가 증가함에 따라 건조 단위 중량은 증가하다가 어느 함수비(OMC) 이상이 되면 떨어지며, 흙이 가장 잘 다져지는 함수비가 존재하게 된다. 이를 최적 함수비(optimum water content, wopt)라고 하며, 최적 함수비를 중심으로 함수비가 작은 쪽을 건조측, 큰 쪽을 습윤측이라고 한다.
다짐 공법을 위한 다짐장비는 롤러(roller), 진동식 다짐 기계(vibration type compaction), 충격식 다짐 기계(impact type compaction)로 분류될 수 있다. 다짐장비의 선정에 있어서 가장 중요한 요소는 흙의 종류, 초기 함수비, 입도분포, 공사 종류 등이다. 이 중 롤러에는 도 4, 5, 6에 도시된 바와 같은 강륜 롤러(Smooth-wheel roller, Road roller), 양족 롤러(Sheepsfoot roller, Tamping Roller), 공기 타이어 롤러(Rubber-tired roller), 진동 롤러(Vibration roller) 등이 있다.
하지만, 기존에는 다짐작업의 영향이 큰 파이프라인 매설 공사에서, 불균형한 다짐작업으로 인하여 침하가 발생되고, 파이프라인 손상이 발생되었다. 특히, 파이프라인 매설 공사에서와 같이 다짐이 필요한 영역이 좁은 경우, 매설물의 손상 가능성이 있는 다짐 작업의 경우에 이러한 문제가 부각되고 있다.
파이프라인 다짐 작업에는 균일성과 높은 정확도를 요구하기에, 인력으로 수행하기에는 많은 품질편차를 발생시킨다. 이러한 다짐작업의 어려움은 균일한 품질 확보를 위한 추가 예산 투입 및 공기 지연을 야기하고 있었다. BOMAG, Hired Group, Roadway에서는 Remote control trench roller라는 명칭으로 시동, 전후진과 같은 작동을 리모트로 하고 좌우 조향부를 리모트로 조작할 수 있는 다짐장비를 제공하고 있다. 하지만, 이는 여전히 인력을 필요로 하고, 운행자의 주관에 따라 다짐 정도의 편차가 여전히 발생되기 쉬운 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 상기 제시된 문제점을 개선하기 위하여 창안되었다.
본 발명의 목적은, 다짐작업의 영향이 큰 파이프라인 매설 공사에서, 다짐장비가 지정된 영역에서 입력된 다짐 횟수로 다짐 작업을 수행하면서도 매설된 파이프라인의 손상을 방지할 수 있는 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비, 자율주행 다짐방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는데에 있다.
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.
본 발명의 목적은, 본체; 상기 본체의 하단에 구성되고, 롤러의 형태로 구성되어 지면에 다짐을 수행하며 주행하는 다짐부; 상기 본체의 적어도 일측부에 구비되고, 상기 본체와 상기 본체의 측방에 위치되는 파이프라인과의 거리를 측정하여 파이프라인 이격거리 정보를 출력하는 파이프라인 감지 모듈; 및 상기 파이프라인 감지 모듈에서 상기 파이프라인 이격거리 정보를 수신하고, 수신된 상기 파이프라인 이격거리 정보가 기설정된 특정 이격거리를 유지하도록 상기 다짐부의 주행방향 및 주행속도 중 적어도 하나를 제어하는 주행제어부;를 포함하고, 상기 특정 이격거리는, 상기 주행제어부에 입력되거나, 상기 주행제어부와 유무선 네트워크로 연결된 서버에서 수신되거나, 상기 주행제어부와 유무선 네트워크로 연결된 작업자 클라이언트에서 수신되며,파이프라인과의 상기 특정 이격거리를 유지하면서 자율주행하는 것을 특징으로 하는 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비에 의해 달성될 수 있다.
또한, 다짐 수행 시 발생되는 변위 정보를 측정하여 다짐 정도 정보를 생성하고, 상기 주행제어부, 상기 서버 또는 상기 작업자 클라이언트에 상기 다짐 정도 정보를 송신하는 다짐 정도 판별부;를 더 포함하고, 상기 주행제어부, 상기 서버 또는 상기 작업자 클라이언트는 상기 다짐 정도 정보를 토대로 상기 특정 이격거리를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 본체의 위치 정보를 생성하고, 상기 주행제어부, 상기 서버 또는 상기 클라이언트에 상기 위치 정보를 송신하는 위치 판별 모듈;을 더 포함하고, 상기 주행제어부, 상기 서버 또는 상기 클라이언트는 상기 위치 정보를 토대로 상기 특정 이격거리를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 파이프라인 감지 모듈은, 2차원의 원, 2차원의 타원 또는 3차원의 원통형태로 구성되는 파이프라인 피팅 정보를 생성하고, 상기 파이프라인 피팅 정보를 토대로 파이프라인 경계 정보를 생성하며, 상기 파이프라인 경계 정보를 토대로 상기 파이프라인과의 이격거리를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 자율주행 다짐장비의 일구성인 본체의 적어도 일측부에 구비되는 파이프라인 감지 모듈이, 상기 본체와 상기 본체의 측방에 위치되는 파이프라인과의 거리를 측정하여 파이프라인 이격거리 정보를 출력하는 파이프라인 이격거리 측정 단계; 상기 파이프라인 감지 모듈에서 상기 파이프라인 이격거리 정보를 수신한 주행제어부가, 기설정된 특정 이격거리와 상기 파이프라인 이격거리 정보를 비교하여 이격거리 비교 정보를 생성하는 이격거리 비교 단계; 및 상기 주행제어부가, 상기 이격거리 비교 정보를 토대로 상기 본체 하단에 롤러 형태로 구성되어 지면에 다짐을 수행하며 주행하는 다짐부의 주행방향 및 주행속도 중 적어도 하나를 제어하는 주행제어 단계;를 포함하고, 상기 특정 이격거리는, 상기 주행제어부에 입력되거나, 상기 주행제어부와 유무선 네트워크로 연결된 서버에서 수신되거나, 상기 주행제어부와 유무선 네트워크로 연결된 작업자 클라이언트에서 수신되며, 상기 자율주행 다짐장비가, 파이프라인과의 상기 특정 이격거리를 유지하면서 자율주행하는 것을 특징으로 하는 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐방법을 제공하여 달성될 수 있다.
또한, 상기 이격거리 비교 단계 이전에, 상기 자율주행 다짐장비의 일구성인 다짐 정도 판별부가, 다짐 수행 시 발생되는 변위 정보를 측정하여 다짐 정도 정보를 생성하고, 상기 주행제어부에 상기 다짐 정도 정보를 송신하는 다짐정보 판별단계; 및 상기 주행제어부가, 수신된 상기 다짐 정도 정보를 토대로 상기 특정 이격거리를 결정하는 이격거리 결정단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이격거리 비교 단계 이전에, 상기 자율주행 다짐장비의 일구성인 위치 판별 모듈이, 상기 자율주행 다짐장비의 위치 정보를 생성하고, 상기 주행제어부에 상기 위치 정보를 송신하는 위치 판별단계; 및 상기 주행제어부가, 수신된 상기 위치 정보를 토대로 상기 특정 이격거리를 결정하는 이격거리 결정단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 파이프라인 이격거리 측정 단계는, 상기 파이프라인 감지 모듈이, 랜덤한 각도로 측방으로의 거리 정보를 통해 복수개의 포인트를 수집하는 랜덤 샘플링 단계; 상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 복수개의 포인트를 기초로 지면에 대해서는 직선 또는 평면으로 피팅하여 지면 피팅 정보를 생성하고, 파이프라인에 대해서는 2차원의 원, 2차원의 타원 또는 3차원의 원통으로 피팅하여 파이프라인 피팅 정보를 생성하는 지면 및 파이프라인 피팅 단계; 상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 지면 피팅 정보와 상기 파이프라인 감지 모듈의 위치를 기초로 평면 또는 직선의 형태의 상기 자율주행 다짐장비의 경계인 상기 자율주행 다짐장비 경계 정보를 생성하는 자율주행 다짐장비 경계 추출 단계; 상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 파이프라인 피팅 정보에서 상기 자율주행 다짐장비 경계 정보와 가장 가까운 포인트인 최근접 포인트를 추출한 뒤, 상기 파이프라인 피팅 정보 상에서 상기 최근접 포인트에 접하는 평면 또는 직선을 추출하여 상기 파이프라인의 경계인 파이프라인 경계 정보를 생성하는 파이프라인 경계 추출 단계; 및 상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 자율주행 다짐장비 경계 정보와 상기 파이프라인 경계 정보의 사이 직선거리를 이격거리로 판정하는 이격거리 판정 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이격거리 비교 단계 이전에, 상기 자율주행 다짐장비의 일구성인 다짐 정도 판별부가, 다짐 수행 시 발생되는 변위 정보를 측정하여 다짐 정도 정보를 생성하고, 상기 주행제어부에 상기 다짐 정도 정보를 송신하는 다짐정보 판별단계; 및 상기 주행제어부가, 수신된 상기 다짐 정도 정보를 토대로 상기 특정 이격거리를 결정하는 이격거리 결정단계;를 더 포함하고, 상기 다짐정보 판별단계는, 상기 파이프라인 감지 모듈이, 랜덤한 각도로 측방으로의 거리 정보를 통해 복수개의 포인트를 수집하는 랜덤 샘플링 단계; 상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 복수개의 포인트를 기초로 지면에 대해서는 직선 또는 평면으로 피팅하여 지면 피팅 정보를 생성하고, 파이프라인에 대해서는 2차원의 원, 2차원의 타원 또는 3차원의 원통으로 피팅하여 파이프라인 피팅 정보를 생성하는 지면 및 파이프라인 피팅 단계;상기 다짐 정도 판별부가, 동일한 위치에서의 상기 지면 피팅 정보 및 상기 파이프라인 피팅 정보를 토대로, 다짐 작업에 따른 지면 변위 비교를 수행하여 지면 변위 정보를 생성하는 지면 변위 비교단계; 및 상기 다짐 정도 판별부가, 상기 지면 변위 정보를 토대로 다짐정도를 판정하는 다짐정도 판정 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 자율주행 다짐장비의 일구성인 본체의 적어도 일측부에 구비되는 파이프라인 감지 모듈이, 상기 본체와 상기 본체의 측방에 위치되는 파이프라인과의 거리를 측정하여 파이프라인 이격거리 정보를 출력하는 파이프라인 이격거리 측정 단계; 상기 파이프라인 감지 모듈에서 상기 파이프라인 이격거리 정보를 수신한 주행제어부가, 기설정된 특정 이격거리와 상기 파이프라인 이격거리 정보를 비교하여 이격거리 비교 정보를 생성하는 이격거리 비교 단계; 및 상기 주행제어부가, 상기 이격거리 비교 정보를 토대로 상기 본체 하단에 롤러 형태로 구성되어 지면에 다짐을 수행하며 주행하는 다짐부의 주행방향 및 주행속도 중 적어도 하나를 제어하는 주행제어 단계;를 포함하고, 상기 특정 이격거리는, 상기 주행제어부에 입력되거나, 상기 주행제어부와 유무선 네트워크로 연결된 서버에서 수신되거나, 상기 주행제어부와 유무선 네트워크로 연결된 작업자 클라이언트에서 수신되며, 상기 자율주행 다짐장비가 파이프라인과의 상기 특정 이격거리를 유지하면서 자율주행하는 것을 특징으로 하는 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐방법을 컴퓨터상에서 수행하는 기록매체에 저장된 프로그램을 제공하여 달성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 다짐장비가 자율 다짐 기능으로 파이프라인 매설 다짐 구역에서의 이동경로를 스스로 탐색하고 주행하여, 적합한 다짐 압력과 적합한 다짐 횟수로 현장에서 요구되는 다짐작업을 효과적이고 안전적으로 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.
둘째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 과거 작업자의 주관적인 판단으로 직접 다짐작업을 수행하며 발생하였던 구간별 다짐 횟수의 편차, 과다짐 등의 부실공사 문제 등을 해결할 수 있으며, 인건비 절감과 공기를 단축하는 효과가 발생될 수 있다.
셋째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 파이프라인 매설 다짐 구역에서 자동으로 이동경로를 스스로 탐색하고 주행하면서도, 매설된 파이프라인의 변형을 방지할 수 있는 효과가 발생된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1, 2, 3은 다짐 곡선을 도시한 그래프,
도 4, 5, 6은 다짐장비 롤러의 예를 도시한 그래프,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐 시스템의 구성을 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비의 구성을 도시한 블럭도,
도 9, 10, 11, 12는 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인 감지 모듈 사용예를 도시한 모식도,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 다짐 정도 정보를 매핑한 개념도,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 DB(3)에 저장된 다짐 정도 정보의 테이블의 일 예,
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행 다짐장비(10)를 도시한 블럭도,
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 전방 주행 모드를 도시한 흐름도,
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 다짐 영역 전환 모드를 도시한 흐름도,
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 다짐 영역 전환 모드를 도시한 개념도,
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 적용 예를 도시한 개념도,
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 단계도,
도 21은 본 발명의 다른 실시에에 따른 자율주행 다짐장비의 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 이격거리 판정방법을 도시한 모식도,
도 22는 본 발명의 다른 실시에에 따른 자율주행 다짐장비의 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 다짐정도 판정방법을 도시한 모식도이다.
도 1, 2, 3은 다짐 곡선을 도시한 그래프,
도 4, 5, 6은 다짐장비 롤러의 예를 도시한 그래프,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐 시스템의 구성을 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비의 구성을 도시한 블럭도,
도 9, 10, 11, 12는 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인 감지 모듈 사용예를 도시한 모식도,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 다짐 정도 정보를 매핑한 개념도,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 DB(3)에 저장된 다짐 정도 정보의 테이블의 일 예,
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행 다짐장비(10)를 도시한 블럭도,
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 전방 주행 모드를 도시한 흐름도,
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 다짐 영역 전환 모드를 도시한 흐름도,
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 다짐 영역 전환 모드를 도시한 개념도,
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 적용 예를 도시한 개념도,
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 단계도,
도 21은 본 발명의 다른 실시에에 따른 자율주행 다짐장비의 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 이격거리 판정방법을 도시한 모식도,
도 22는 본 발명의 다른 실시에에 따른 자율주행 다짐장비의 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 다짐정도 판정방법을 도시한 모식도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 특정 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 특정 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐 시스템(1)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐 시스템(1)은 파이프라인(11), 방지막(12), 자율주행 다짐장비(10), 서버(2), DB(3), 작업자 클라이언트(4)를 포함할 수 있다.
파이프라인(11)은 다짐 작업이 요구되는 영역에 시공되는 파이프라인(11)을 의미한다.
방지막(12)은 해당 파이프라인(11)의 시작점과 끝점, 또는 다짐 작업의 시작점과 끝점에 설치되는 장막을 의미한다.
자율주행 다짐장비(10)는 기본적인 제어는 작업자 클라이언트(4)에 의해 수행되는 다짐장비이지만, 파이프라인(11)과의 이격거리를 특정 거리로 유지하면서 다짐 횟수를 특정 수만큼 가져가도록 자율적으로 주행되는 다짐장비를 의미하고, 구체적인 설명은 이하에 기재된다.
서버(2)는 자율주행 다짐장비(10) 및 작업자 클라이언트(4)와 유무선으로 연결되어 자율주행 다짐장비(10)와 작업자 클라이언트(4) 사이의 네트워크 서비스를 제공하는 구성이다. 본 서버(2)에는 DB(3)가 연결되어 각종 데이터가 입출력될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 DB(3)에 저장될 수 있는 정보는, 맵 정보, 파이프라인(11) 정보(규격, 재질 등), 자율주행 다짐장비(10) 정보(폭, 길이, 중량 등)를 포함할 수 있다. DB(3)의 정보들은 자율주행 다짐장비(10)의 정보와 통합되어 작업자 클라이언트(4) 또는 자율주행 다짐장비(10)에 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, DB(3)의 맵 정보에 다짐 정도 정보 또는 주행 정보가 오버랩되어 다짐 정도 또는 다짐 횟수가 포함된 맵 정보가 작업자 클라이언트(4)에 출력될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비(10)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐장비(10)는 본체, 파이프라인 감지 모듈(102), 방지막 감지 모듈(103), 이격거리 제어부(101), 주행 제어부(100), 동력부(105), 송수신부(106), 위치 판별 모듈(107), 다짐 정도 판별 모듈(104)을 포함할 수 있다.
파이프라인 감지 모듈(102)은 자율주행 다짐장비(10)의 본체 양측부 또는 일측부에 구비되어 자율주행 다짐장비(10)와 파이프라인(11) 사이의 거리를 측정하여 파이프라인 이격거리 정보를 출력하는 구성이다. 파이프라인 감지 모듈은 초음파 센서, RF 센서, IR 센서, 레이저 센서, RADAR, LIDAR 등을 포함할 수 있다. 파이프라인 감지 모듈에 초음파 센서가 이용되는 경우, 초음파 출력부와 초음파 센서가 구성될 수 있다. 파이프라인 감지 모듈에 RADAR가 이용되는 경우 전자파 출력부와 전자파 수신부가 구성될 수 있다. 파이프라인 감지 모듈은 파이프라인(11)과 자율주행 다짐장비(10)의 사이 거리를 측정하여 생성된 파이프라인 이격거리 정보를 주행 제어부에 송신한다.
방지막 감지 모듈(103)은 매설된 파이프라인(11)의 다짐 시작점과 끝점에 설치된 방지막(12)을 인식하도록 자율주행 다짐장비(10)의 전방부 및 후방부에 구비되는 구성이고, 방지막 이격거리 정보를 출력할 수 있다. 방지막 감지 모듈은 초음파 센서, RF 센서, IR 센서, 레이저 센서, RADAR, LIDAR 등을 포함할 수 있다. 방지막 감지 모듈에 초음파 센서가 이용되는 경우, 초음파 출력부와 초음파 센서가 구성될 수 있다. 방지막 감지 모듈에 RADAR가 이용되는 경우 전자파 출력부와 전자파 수신부가 구성될 수 있다. 방지막 감지 모듈은 방지막(12)과 자율주행 다짐장비(10)의 사이 거리를 측정하여 생성된 방지막 이격거리 정보를 주행 제어부에 송신한다.
파이프라인 감지 모듈(102)과 방지막 감지 모듈(103)의 거리 측정 방법과 관련하여, IR 센서를 이용하는 경우 저렴하게 모듈을 구현할 수 있는 장점이 있지만, 태양광에 의해 S/N ratio가 낮게 나오는 단점이 발생된다. RF를 이용하는 경우, 초음파에 비해 정확도가 낮지만, 초음파에 단점인 직진성이 없다는 장점이 있다. 하지만, RF신호는 벽이나 창문 등에 반사와 굴절로 인한 반향파로 인한 간섭을 많이 받는 단점이 있다. 초음파는 RF 신호에 비해 상대적으로 속도가 느리기 때문에 생기는 시간차이로 TOA방식과 TDOA방식을 사용하여 계산한다. 이런 초음파 시스템은 실내에서 거리 측정이 용이하다는 장점이 있다. 게다가, 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐장비(10)에서는 파이프라인(11)과의 이격거리를 정확하게 측정해야 하므로, 직진성이 좋은 초음파가 오히려 더 유리할 수 있다.
파이프라인 감지 모듈(102)과 방지막 감지 모듈(103)의 센서로서 초음파 센서를 이용하는 경우, 이하의 수학식을 이용할 수 있다.
위 수학식 1에서 L은 파이프라인 이격거리 또는 방지막 이격거리, Δt는 발진신호와 에코 수신신호의 시간 차이, V는 특정 매질에서의 음파 속도를 의미한다.
이격거리 제어부(101)는 자율주행 다짐장비(10)가 유지해야 하는 파이프라인 이격거리 정보과 방지막 이격거리 정보에 대해 결정하는 구성이다. 이격거리 제어부는 자율주행 다짐장비(10)에 구비되거나, 자율주행 다짐장비(10)와 유무선 네트워크로 연결되는 컴퓨팅 장치(예를 들면, 작업자 클라이언트(4) 또는 서버)에 구비될 수도 있다. 파이프라인 이격거리의 결정은 기저장된 구역별 다짐 정도 정보에 의해 자동 또는 수동으로 결정될 수 있다. 방지막 이격거리의 결정은 작업자가 이격거리 제어부에 입력하는 방법 또는 자율주행 다짐장비(10)의 속도, 자율주행 다짐장비(10)의 회전반경 등을 이용하여 컴퓨팅하는 방법 등이 가능하다.
도 9, 10, 11, 12는 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인 감지 모듈 사용예를 도시한 모식도이다. 도 9, 10, 11, 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐장비(10)는 파이프라인 감지 모듈에 의해 파이프라인과 일정 이격거리를 유지하며 주행하게 된다. 도 9, 10, 11, 12에 도시된 바와 같이, 파이프라인 이격거리에 따라 다짐영역이 구분될 수 있다. 자율주행 다짐장비(10)의 롤러의 폭이 1.5m라고 가정할 때, 다짐영역 A, B의 폭은 1.5m로 설정될 수 있고, 다짐영역 A의 파이프라인 이격거리는 1.75m, 다짐영역 B의 파이프라인 이격거리는 0.25m로 설정될 수 있다.
위치 판별 모듈(107)은 GPS 모듈에 의해 자율주행 다짐장비(10)의 현재 위치 정보를 생성하여 주행 제어부에 송신할 수 있다. 주행 제어부에서는 자율주행 다짐장비(10)의 위치 정보를 토대로 주행 제어부에 연결된 파이프라인 맵 DB에 저장되어 있는 파이프라인의 맵와 매칭하여 네이게이션 역할을 수행할 수 있다. 또한, 주행 제어부에 연결된 파이프라인 맵 DB에 기저장되어 있는 다짐 시작점과 끝점(또는 방지막의 위치)과 가까워진 경우 방지막 감지 모듈을 실행시키거나, 방향 전환 모드를 수행할 수 있다. 또한, 파이프라인이 매설된 이후에도 파이프라인의 위치를 정확히 파악할 수 있는 효과가 있다. 파이프라인이 매설된 이후의 지나친 다짐 작업은 매설된 파이프라인의 손상을 야기하기 때문에, 정확도 높은 위치 판별 모듈(107)의 존재는 파이프라인의 손상을 방지하게 되는 효과가 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 판별 모듈(107)은 방지막(12)에 설치되어 있는 Wi-Fi AP(Access Point)들에서 나오는 Wi-Fi 신호를 수신하고, 신호의 크기(RSSI value), 신호지연정보(lateration)와 방향에 따라 삼변측량에 의해 자율주행 다짐장비(10)의 상대적인 위치를 추정하는 방식으로 구성될 수도 있다(보통 2-4m의 정확도를 나타냄).
주행 제어부(100)는 위치 정보, 파이프라인 이격거리 정보, 방지막 이격거리 정보 등을 이용하여 자율주행 다짐장비(10)의 주행방향, 주행속도, 주행경로 등을 컴퓨팅하여 동력부를 제어하는 구성이다. 주행 제어부는 자율주행 다짐장비(10)의 전방 주행모드, 다짐 영역 전환 모드의 주행 모드를 설정할 수 있다. 주행 제어부는 자율주행 다짐장비(10)가 파이프라인과 특정 이격거리를 유지하면서 다짐을 수행하도록 동력부를 제어한다. 이때, 다짐 영역 전환 모드에서 이격거리 제어부는 어떤 다짐 영역을 다짐 작업할 것인지 결정할 수 있고, 이는 다짐 정도 정보를 토대로 진행될 수 있다.
동력부(105)는 다짐 롤러, 모터 혹은 엔진, 조향부, 진동부 등을 포함할 수 있고, 주행 제어부에 의해 제어될 수 있다.
다짐 정도 판별 모듈(104)은 자이로 센서 및 가속 센서로 구성되어 다짐 수행 시 발생되는 변위 정보를 측정하여 다짐 정도 정보를 생성하는 구성이다. 다짐 정도 판별 모듈은 주행 제어부와 연동되어 다짐 횟수를 결정할 수 있다. 가속 센서에 의해 측정되는 가속도 값을 2번 적분하면 변위 정보가 도출될 수 있다. 수차례 다짐 작업이 반복되므로, 각각의 다짐 작업별로 발생되는 변위 정보가 도출될 수 있고, 각 다짐 작업 간의 변위 차이를 비교하면 다짐 정도 정보를 추정할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 다짐 정도 정보를 매핑한 개념도이다. 다짐 정도 판별 모듈에 의해 판정된 다짐 정도 정보는 작업자 클라이언트(4)에서 도 13과 같이 디스플레이될 수 있고, 다짐이 부족한 영역에 대해 재차 다짐을 수행할 수 있는 효과가 발생된다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 DB(3)에 저장된 다짐 정도 정보의 테이블의 일 예를 도시한 것이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 테이블 제목(20)이 각 다짐 영역으로 구성될 수 있고, 속성(21)으로 이격거리, 시작점으로부터의 거리, 변위, 다짐 정도 분류값(더미 변수로 구성될 수 있음), 다짐 횟수, 위경도 좌표값 등이 포함될 수 있다. 시작점으로부터의 거리 또는 위경도 좌표값에 따라 다짐 정도 등의 속성값(22)이 분류되어 저장될 수 있다.
송수신부(106)는 유무선 네트워크를 통해 서버(2)와 연결되고 서버(2)와 연결된 DB(3)에 위치 정보, 파이프라인 이격거리 정보, 방지막 이격거리 정보, 다짐 정도 정보 등을 저장할 수 있다. 또한, 작업자의 클라이언트에서 전송되는 주행방향, 주행속도, 주행경로 등을 서버(2)를 통해 수신받을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예와 관련하여, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행 다짐장비(10)를 도시한 블럭도이다. 도 15에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행 다짐장비(10)는 송수신부를 포함할 수 있고, 주행 제어부와 이격거리 제어부가 서버(2)와 같은 외부 컴퓨팅 장치에 구비될 수 있으며, 자율주행 다짐장비(10)의 송수신부와 주행 제어부 및 이격거리 제어부는 유무선 네트워크로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 자율주행 다짐장비(10)는 위치 정보, 파이프라인 이격거리 정보, 방지막 이격거리 정보, 다짐 정도 정보 등을 송수신부를 통해 주행 제어부 및 이격거리 제어부로 송신할 수 있다. 또한, 주행 제어부는 송수신부를 통해 주행방향, 주행속도, 주행경로 등을 자율주행 다짐장비(10)에 송신할 수 있고, 전방 주행 모드 및 방향 전환 모드 등의 주행모드를 설정할 수 있다. 이격거리 제어부는 다짐 정도 정보에 따라 파이프라인과의 이격거리를 결정하여 자율주행 다짐장비(10)에 송신할 수 있다. 또한, 맵 생성 모듈(109)을 더 구비할 수 있다. 맵 생성 모듈(109)은 자율주행 다짐장비(10)에서 도출되는 정보를 토대로, 맵을 생성하여 작업자 클라이언트(4)에 제공하거나 현재 자율주행 다짐장비(10)의 위치를 용이하게 플로팅 하기 위해 제공될 수 있다.
파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐방법
파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐방법과 관련하여, 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 전방 주행 모드를 도시한 흐름도이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법은 전방 주행 모드에서 파이프라인 이격거리 측정 단계, 이격거리 비교 단계, 주행 조정 단계를 포함할 수 있다.
파이프라인 이격거리 측정 단계(S10)는 파이프라인 감지 모듈이 파이프라인 이격거리 정보를 생성하고, 이를 이격거리 제어부에 송신하는 단계이다.
이격거리 비교 단계(S11)는 이격거리 제어부에서 기설정되거나, 기계산된 이격거리와 파이프라인 감지 모듈에서 측정된 이격거리 정보를 비교하고, 비교 정보를 주행 제어부에 송신하는 단계이다.
주행 조정 단계(S12)는 주행 제어부가 이격거리 정보가 비교된 비교 정보를 토대로 주행 방향 및 주행 속도 중 적어도 하나를 조정하는 단계이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 다짐 영역 전환 모드를 도시한 흐름도이다. 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 다짐 영역 전환 모드를 도시한 개념도이다. 도 17, 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법은 다짐 영역 전환 모드에서 방지막 이격거리 측정 단계, 이격거리 비교 단계, 다짐 영역 선택 단계, 주행 조정 단계를 포함할 수 있다.
방지막 이격거리 측정 단계(S20)는 방지막 감지 모듈이 방지막 이격거리 정보를 생성하고, 이를 이격거리 제어부에 송신하는 단계이다.
이격거리 비교 단계(S21)는 이격거리 제어부에서 기설정되거나, 자율주행 다짐장비(10)의 속도 및 제동 마찰계수 등으로 기계산된 이격거리와 방지막 감지 모듈에서 측정된 이격거리 정보를 비교하고, 방향 전환을 수행해야 하는 특정 이격거리에의 도달 여부를 출력하는 단계이다.
다짐 영역 선택 단계(S22)는 S21에서 방향 전환을 수행해야 하는 특정 이격거리에 도달하였을 경우, 이격거리 제어부에서 다짐 정도 정보를 토대로 다짐 작업을 수행할 다음 영역을 선택하는 단계이다. 선택된 다짐 영역에 대한 정보는 주행 제어부로 송신된다.
주행 조정 단계(S23)는 S22에서 선택된 다짐 영역에 대한 정보를 주행 제어부가 수신받고, 해당 다짐 영역으로의 다짐영역 전환을 위한 주행 조정을 수행하는 단계를 의미한다.
적용 예와 관련하여, 도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 적용 예를 도시한 개념도이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법은 다양한 형태의 트렌치(trench)에 적용될 수 있다. 도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법의 단계도이다. 도 20에 도시된 바와 같이 다짐 작업 후 매설 단계가 반복적으로 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행 다짐장비(10)의 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 이격거리 판정방법과 관련하여, 도 21은 본 발명의 다른 실시에에 따른 자율주행 다짐장비(10)의 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 이격거리 판정방법을 도시한 모식도이다. 도 21에 도시된 바와 같이, 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 이격거리 판정방법은 랜덤 샘플링 단계, 지면 및 파이프라인 피팅 단계, 자율주행 다짐장비(10) 경계 추출 단계, 파이프라인 경계 추출 단계, 이격거리 판정 단계를 포함할 수 있다. 본 방법에서의 컴퓨팅은 이격거리 제어부, 서버(2) 또는 작업자 클라이언트(4)에서 수행될 수 있다.
랜덤 샘플링 단계(S30)는, 파이프라인 감지 모듈에서 랜덤한 각도로 측방으로의 거리 정보를 통해 복수개의 포인트(30)를 수집하는 단계이다.
지면 및 파이프라인 피팅 단계(S31)는, 평면상에서 수집된 포인트(30)들을 기초로 지면에 대해서는 Linear한 함수를 이용하여 피팅하여 지면 피팅 정보(31)를 생성하고, 파이프라인에 대해서는 원 내지 타원 함수 또는 3차원의 원통 형태를 이용하여 피팅하는 단계이다. 본 단계에서는 지면 피팅 정보(31) 및 파이프라인 피팅 정보(32)를 생성한다.
자율주행 다짐장비 경계 추출 단계(S32)는, 지면 피팅 정보(31)와 파이프라인 감지 모듈의 위치를 기초로 평면 또는 직선형태의 자율주행 다짐장비의 경계에 대한 정보인 자율주행 다짐장비 경계 정보(33)를 생성하는 단계이다.
파이프라인 경계 추출 단계(S32)는, 파이프라인 피팅 정보(32)에서 자율주행 다짐장비 경계 정보(33)와 가장 가까운 포인트(30)를 추출한 뒤, 해당 포인트(30)에 접하는 평면 혹은 직선을 추출하여 파이프라인의 경계인 파이프라인 경계 정보(34)를 생성하는 단계이다.
이격거리 판정 단계(S33)는, 자율주행 다짐장비 경계 정보(33)와 파이프라인 경계 정보(34)의 사이 직선거리를 이격거리로 판정하는 단계이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 이격거리를 판정하게 되면, 파이프라인 감지 모듈, 특히 예를 들어 초음파 센서 또는 초음파원의 위치와 파이프라인의 높이에 따라 이격거리가 다르게 판정되는 것을 방지할 수 있는 효과가 발생된다. 또한, 다짐 작업이 어느 정도 수행이 되어, 파이프라인이 묻혀있게 되는 경우에도, 지면 아래의 파이프라인의 경계선을 명확하게 파악할 수 있게 되는 효과가 발생된다. 지면아래에 파이프라인이 존재하는데도 불구하고 다짐작업을 동일하게 적용한다면 파이프라인 손상을 야기할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행 다짐장비(10)의 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 다짐정도 판정방법과 관련하여, 도 22는 본 발명의 다른 실시에에 따른 자율주행 다짐장비(10)의 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 다짐정도 판정방법을 도시한 모식도이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 파이프라인 감지 모듈에 의해 수행되는 다짐정도 판정방법은 랜덤 샘플링 단계, 지면 및 파이프라인 피팅 단계, 지면높이 비교 단계, 다짐정도 판정 단계를 포함할 수 있다. 본 방법에서의 컴퓨팅은 이격거리 제어부, 서버(2) 또는 작업자 클라이언트(4)에서 수행될 수 있다.
랜덤 샘플링 단계(S40)는, 파이프라인 감지 모듈에서 랜덤한 각도로 측방으로의 거리 정보를 수집하는 단계이다.
지면 및 파이프라인 피팅 단계(S41)는, 평면상에서 수집된 포인트(30)들을 기초로 지면에 대해서는 Linear한 함수를 이용하여 피팅하여 지면 피팅 정보(31)를 생성하고, 파이프라인에 대해서는 원 내지 타원 함수를 이용하여 피팅하는 단계이다. 본 단계에서는 지면 피팅 정보(31) 및 파이프라인 피팅 정보(32)를 생성한다.
지면 변위 비교단계(S42)는, 동일한 위치에서 다짐 작업을 수행했을 때의 지면 피팅 정보(지난 다짐작업 지면 피팅 정보, 35) 및 파이프라인 피팅 정보(32)를 토대로, 다짐 작업에 따른 지면 변위 비교를 수행하는 단계이다. 본 단계에서는 지면의 높이가 각각의 다짐 작업 사이에 얼마나 변화했는지를 계산하게 되고, 지면 변위 정보를 생성하게 된다.
다짐정도 판정 단계(S43)는, 지면 변위 정보를 토대로, 다짐정도를 판정하는 단계이다. 각각의 다짐 작업 사이의 지면의 변위가 특정 수준 이하로 저감되었다면, 다짐정도가 충분한 것으로 판정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 다짐 정도를 판정하게 되면, 보다 정밀한 방법으로 다짐 정도를 판정할 수 있고, 가속센서나 자이로 센서, 압력센서 등의 별도의 센서를 부가하지 않아도 되는 장점이 있다.
컴퓨터 프로그램과 관련하여, 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 다짐방법은 USB와 같은 기록매체에 저장되어 컴퓨팅 디바이스가 자율주행 다짐방법을 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램으로 보호될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 자율주행 다짐 시스템
2: 서버
3: DB
4: 작업자 클라이언트
10: 자율주행 다짐장비
11: 파이프라인
12: 방지막
20: 테이블 제목
21: 속성
22: 속성값
30: 포인트
31: 지면 피팅 정보
32: 파이프라인 피팅 정보
33: 자율주행 다짐장비 경계 정보
34: 파이프라인 경계 정보
35: 지난 다짐작업 지면 피팅 정보
100: 주행 제어부
101: 이격거리 제어부
102: 파이프라인 감지 모듈
103: 방지막 감지 모듈
104: 다짐 정도 판별 모듈
105: 동력부
106: 송수신부
107: 위치 판별 모듈
109: 맵 생성 모듈
2: 서버
3: DB
4: 작업자 클라이언트
10: 자율주행 다짐장비
11: 파이프라인
12: 방지막
20: 테이블 제목
21: 속성
22: 속성값
30: 포인트
31: 지면 피팅 정보
32: 파이프라인 피팅 정보
33: 자율주행 다짐장비 경계 정보
34: 파이프라인 경계 정보
35: 지난 다짐작업 지면 피팅 정보
100: 주행 제어부
101: 이격거리 제어부
102: 파이프라인 감지 모듈
103: 방지막 감지 모듈
104: 다짐 정도 판별 모듈
105: 동력부
106: 송수신부
107: 위치 판별 모듈
109: 맵 생성 모듈
Claims (10)
- 본체;
상기 본체의 하단에 구성되고, 롤러의 형태로 구성되어 지면에 다짐을 수행하며 주행하는 다짐부;
상기 본체의 적어도 일측부에 구비되고, 상기 본체와 상기 본체의 측방에 위치되는 파이프라인과의 이격거리를 측정하여 파이프라인 이격거리 정보를 출력하는 파이프라인 감지 모듈;
상기 파이프라인 감지 모듈에서 상기 파이프라인 이격거리 정보를 수신하고, 수신된 상기 파이프라인 이격거리 정보가 특정 이격거리를 갖는 특정 다짐 구역을 유지하도록 상기 다짐부의 주행방향 및 주행속도 중 적어도 하나를 제어하는 주행제어부; 및
상기 특정 다짐 구역의 다짐 작업 수행 시 발생되는 이전 다짐 작업과의 연직 변위에 대한 정보인 연직 변위 정보를 측정하여 상기 특정 다짐 구역에 대한 다짐 정도 정보를 생성하고, 상기 주행제어부에 상기 다짐 정도 정보를 송신하는 다짐 정도 판별부;
를 포함하고,
상기 주행제어부는 상기 파이프라인 이격거리 정보 및 상기 다짐 정도 정보를 토대로 다짐 작업을 수행할 이후의 다짐 구역을 결정하고, 결정된 상기 이후의 다짐 구역을 유지하면서 자율주행하여 상기 파이프라인이 매설된 구역의 과다짐을 방지하는 것을 특징으로 하는,
파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비.
- 제1항에 있어서,
상기 파이프라인 감지 모듈은, 2차원의 원, 2차원의 타원 또는 3차원의 원통형태로 구성되는 파이프라인 피팅 정보를 생성하고, 상기 파이프라인 피팅 정보를 토대로 파이프라인 경계 정보를 생성하며, 상기 파이프라인 경계 정보를 토대로 상기 파이프라인과의 이격거리를 측정하는 것을 특징으로 하는,
파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비.
- 자율주행 다짐장비의 일구성인 본체의 적어도 일측부에 구비되는 파이프라인 감지 모듈이, 상기 본체와 상기 본체의 측방에 위치되는 파이프라인과의 거리를 측정하여 파이프라인 이격거리 정보를 출력하는 파이프라인 이격거리 측정 단계;
상기 자율주행 다짐장비의 일구성인 다짐 정도 판별부가, 특정 다짐 구역의 다짐 작업 수행 시 발생되는 이전 다짐 작업과의 연직 변위에 대한 정보인 연직 변위 정보를 측정하여 상기 특정 다짐 구역에 대한 다짐 정도 정보를 생성하고, 상기 자율주행 다짐장비의 일구성인 주행제어부에 상기 다짐 정도 정보를 송신하는 다짐정보 판별단계;
상기 주행제어부가, 수신된 상기 다짐 정도 정보를 토대로 특정 이격거리를 결정하는 이격거리 결정단계; 및
상기 주행제어부가, 상기 파이프라인 감지 모듈에서 상기 파이프라인 이격거리 정보를 수신하고, 수신된 상기 파이프라인 이격거리 정보가 상기 특정 다짐 구역을 유지하도록 상기 본체 하단에 롤러 형태로 구성되어 지면에 다짐을 수행하며 주행하는 다짐부의 주행방향 및 주행속도 중 적어도 하나를 제어하는 주행제어 단계;
를 포함하고,
상기 주행제어부는 상기 파이프라인 이격거리 정보 및 상기 다짐 정도 정보를 토대로 다짐 작업을 수행할 이후의 다짐 구역을 결정하고, 결정된 상기 이후의 다짐 구역을 유지하면서 자율주행하여 상기 파이프라인이 매설된 구역의 과다짐을 방지하는 것을 특징으로 하는,
파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐방법.
- 제3항에 있어서,
상기 파이프라인 이격거리 측정 단계는,
상기 파이프라인 감지 모듈이, 랜덤한 각도로 측방으로의 거리 정보를 통해 복수개의 포인트를 수집하는 랜덤 샘플링 단계;
상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 복수개의 포인트를 기초로 지면에 대해서는 직선 또는 평면으로 피팅하여 지면 피팅 정보를 생성하고, 파이프라인에 대해서는 2차원의 원, 2차원의 타원 또는 3차원의 원통으로 피팅하여 파이프라인 피팅 정보를 생성하는 지면 및 파이프라인 피팅 단계;
상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 지면 피팅 정보와 상기 파이프라인 감지 모듈의 위치를 기초로 평면 또는 직선의 형태의 상기 자율주행 다짐장비의 경계인 상기 자율주행 다짐장비 경계 정보를 생성하는 자율주행 다짐장비 경계 추출 단계;
상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 파이프라인 피팅 정보에서 상기 자율주행 다짐장비 경계 정보와 가장 가까운 포인트인 최근접 포인트를 추출한 뒤, 상기 파이프라인 피팅 정보 상에서 상기 최근접 포인트에 접하는 평면 또는 직선을 추출하여 상기 파이프라인의 경계인 파이프라인 경계 정보를 생성하는 파이프라인 경계 추출 단계; 및
상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 자율주행 다짐장비 경계 정보와 상기 파이프라인 경계 정보의 사이 직선거리를 이격거리로 판정하는 이격거리 판정 단계;
를 포함하는,
파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐방법.
- 제3항에 있어서,
상기 다짐정보 판별단계는,
상기 파이프라인 감지 모듈이, 랜덤한 각도로 측방으로의 거리 정보를 통해 복수개의 포인트를 수집하는 랜덤 샘플링 단계;
상기 파이프라인 감지 모듈이, 상기 복수개의 포인트를 기초로 지면에 대해서는 직선 또는 평면으로 피팅하여 지면 피팅 정보를 생성하고, 파이프라인에 대해서는 2차원의 원, 2차원의 타원 또는 3차원의 원통으로 피팅하여 파이프라인 피팅 정보를 생성하는 지면 및 파이프라인 피팅 단계;
상기 다짐 정도 판별부가, 동일한 위치에서의 상기 지면 피팅 정보 및 상기 파이프라인 피팅 정보를 토대로, 다짐 작업에 따른 지면 변위 비교를 수행하여 지면 변위 정보를 생성하는 지면 변위 비교단계; 및
상기 다짐 정도 판별부가, 상기 지면 변위 정보를 토대로 다짐정도를 판정하는 다짐정도 판정 단계;
를 포함하는,
파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐방법.
- 자율주행 다짐장비의 일구성인 본체의 적어도 일측부에 구비되는 파이프라인 감지 모듈이, 상기 본체와 상기 본체의 측방에 위치되는 파이프라인과의 거리를 측정하여 파이프라인 이격거리 정보를 출력하는 파이프라인 이격거리 측정 단계;
상기 자율주행 다짐장비의 일구성인 다짐 정도 판별부가, 특정 다짐 구역의 다짐 작업 수행 시 발생되는 이전 다짐 작업과의 연직 변위에 대한 정보인 연직 변위 정보를 측정하여 상기 특정 다짐 구역에 대한 다짐 정도 정보를 생성하고, 상기 자율주행 다짐장비의 일구성인 주행제어부에 상기 다짐 정도 정보를 송신하는 다짐정보 판별단계;
상기 주행제어부가, 수신된 상기 다짐 정도 정보를 토대로 특정 이격거리를 결정하는 이격거리 결정단계; 및
상기 주행제어부가, 상기 파이프라인 감지 모듈에서 상기 파이프라인 이격거리 정보를 수신하고, 수신된 상기 파이프라인 이격거리 정보가 상기 특정 다짐 구역을 유지하도록 상기 본체 하단에 롤러 형태로 구성되어 지면에 다짐을 수행하며 주행하는 다짐부의 주행방향 및 주행속도 중 적어도 하나를 제어하는 주행제어 단계;
를 포함하고,
상기 주행제어부는 상기 파이프라인 이격거리 정보 및 상기 다짐 정도 정보를 토대로 다짐 작업을 수행할 이후의 다짐 구역을 결정하고, 결정된 상기 이후의 다짐 구역을 유지하면서 자율주행하여 상기 파이프라인이 매설된 구역의 과다짐을 방지하는 것을 특징으로 하는 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐방법을 컴퓨터상에서 수행하는 기록매체에 저장된 프로그램.
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| KR1020160148419A KR101921959B1 (ko) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비, 자율주행 다짐방법 및 컴퓨터 프로그램 |
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| KR1020160148419A KR101921959B1 (ko) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비, 자율주행 다짐방법 및 컴퓨터 프로그램 |
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| KR1020160148419A KR101921959B1 (ko) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | 파이프라인 주변 다짐 품질 향상을 위한 자율주행 다짐장비, 자율주행 다짐방법 및 컴퓨터 프로그램 |
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