KR101934010B1 - 거리 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 거리 측정 장치는, 제1 지점까지의 제1 거리를 측정하는 제1 원격 거리 측정부, 제2 지점까지의 제2 거리를 측정하는 제2 원격 거리 측정부, 제1 원격 거리 측정부의 조준 방향과 제2 원격 거리 측정부의 조준 방향이 이루는 제1 각도를 측정하는 각도 측정부, 그리고 제1 거리, 제2 거리 및 제1 각도를 이용하여 제1 지점과 제2 지점 사이의 거리를 계산하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따른 거리 측정 장치는 스탠드 또는 전동 스태빌라이저에 부착될 수 있다. 본 발명에 의하면 원격에 위치한 양 지점 사이의 거리를 측정할 수 있다. 특히 2개의 원격 거리 측정기 중에서 하나를 양 지점 중에서 하나를 조준한 상태로 고정시키면서, 다른 원격 거리 측정기를 회전시켜서 다른 지점을 조준하게 할 수 있기 때문에 정확하고 편리하게 거리 측정을 할 수 있다.

Description

거리 측정 장치{DISTANCE MEASURING APPARATUS}
본 발명은 거리 측정 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 원격에 위치한 양 지점 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 산업 현장, 건축 현장, 실내 인테리어와 같은 산업 전반이나 일상 생활에서 거리를 측정하기 위해 줄자가 많이 사용된다.
이러한 줄자는 큰 부피의 물건 또는 장소나, 높은 크기의 물건 또는 장소는 혼자 측정이 어려워 2명이 필요하고, 줄자 재질의 특성상 쉽게 휘어지기 때문에 측정시 휨이 발생하여 정확한 거리 측정이 어려우며, 특히 측정 거리를 반드시 선형으로 연결해야 되는 문제점이 있다.
따라서 초음파나 레이저를 목표물에 조사하여 반사되어 돌아올 때까지의 시간을 계산해서 목표물까지의 거리를 측정하는 원격 거리 측정기가 개발되었다.
그런데 종래의 원격 거리 측정기는 원격 거리 측정기와 목표물까지의 거리를 구할 수 있을 뿐이고, 사용자로부터 원격에 위치한 양 지점 사이의 거리를 측정하는 것은 불가능하였다.
미국등록특허 제7,230,683호
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 원격에 위치한 양 지점 사이의 거리를 측정할 수 있는 거리 측정 장치를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치는, 제1 지점까지의 제1 거리를 측정하는 제1 원격 거리 측정부, 제2 지점까지의 제2 거리를 측정하는 제2 원격 거리 측정부, 상기 제1 원격 거리 측정부의 조준 방향과 상기 제2 원격 거리 측정부의 조준 방향이 이루는 제1 각도를 측정하는 각도 측정부, 그리고 상기 제1 거리, 상기 제2 거리 및 상기 제1 각도를 이용하여 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 거리를 계산하는 제어부를 포함한다.
상기 거리 측정 장치는 스탠드 또는 전동 스태빌라이저와 결합 가능한 결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 원격 거리 측정부와 상기 제1 원격 거리 측정부는 제1 축을 기준으로 상대적으로 회전 가능할 수 있다.
상기 제1 원격 거리 측정부의 상부에 상기 제2 원격 거리 측정부를 수용할 수 있는 오목부가 형성될 수 있다.
상기 오목부는 상기 제1 원격 거리 측정부와 상기 제2 원격 거리 측정부가 동일 지점을 조준하도록 정렬되어 있는지 확인할 수 있는 표식을 구비할 수 있다.
상기 거리 측정 장치는 상기 결합부가 하부에 형성되어 있는 베이스부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 원격 거리 측정부는 상기 베이스부에 제2 축을 기준으로 회전 가능할 수 있다.
상기 제1 축, 상기 제2 축 및 상기 제1 원격 거리 측정부의 조준 방향은 서로 수직이 될 수 있다.
상기 거리 측정 장치는 상기 제1 원격 거리 측정부를 상기 제2 축을 기준으로 회전시키는 제1 모터 및 상기 제2 원격 거리 측정부를 상기 제1 축을 기준으로 회전시키는 제2 모터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스부는, 상기 결합부가 하부에 형성되어 있는 제1 베이스, 그리고 상기 제1 원격 거리 측정부와 결합되는 제2 베이스를 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스는, 상기 제1 원격 거리 측정부의 조준 방향과 평행한 제3 축을 기준으로 상대적으로 회전 가능할 수 있다.
상기 제1 원격 거리 측정부와 상기 제2 원격 거리 측정부는, 상기 제1 축을 기준으로 상대적으로 회전함에 따라 제4 각도를 형성하거나 나란하게 배치될 수 있다.
상기 제1 원격 거리 측정부는 제1 원격 측정 센서를 구비하고, 상기 제2 원격 거리 측정부는 제2 원격 측정 센서를 구비하며, 상기 제1 원격 측정 센서는 조준 방향이 상기 제1 원격 거리 측정부의 길이 방향과 제2 각도를 이루도록 배치되고, 상기 제2 원격 측정 센서는 조준 방향이 상기 제2 원격 거리 측정부의 길이 방향과 제3 각도를 이루도록 배치될 수 있다.
상기 제1 각도는 상기 제2 각도, 상기 제3 각도 및 상기 제4 각도를 합한 값으로 구해질 수 있다.
상기 제1 원격 거리 측정부와 상기 제2 원격 거리 측정부는, 상기 제1 축을 기준으로 상대적으로 회전함에 따라 상기 제1 각도를 형성하거나 나란하게 배치될 수 있다.
상기 제1 원격 거리 측정부는 제1 원격 측정 센서를 구비하고, 상기 제2 원격 거리 측정부는 제2 원격 측정 센서를 구비하며, 상기 제1 원격 측정 센서는 조준 방향이 상기 제1 원격 거리 측정부의 길이 방향과 평행하게 배치되고, 상기 제2 원격 측정 센서는 조준 방향이 상기 제2 원격 거리 측정부의 길이 방향과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 거리 측정 장치는 상기 제1 원격 거리 측정부와 상기 제2 원격 거리 측정부를 상기 제1 축을 기준으로 상대적으로 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스부와 상기 구동부는 제2 축을 기준으로 상대적으로 회전 가능할 수 있다.
상기 스탠드는 상기 베이스부를 정해진 위치에 정해진 자세로 고정시킬 수 있다.
상기 전동 스태빌라이저는 외란이 인가되더라도 상기 거리 측정 장치를 흔들림없이 정해진 자세로 유지시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 원격에 위치한 양 지점 사이의 거리를 측정할 수 있다. 특히 2개의 원격 거리 측정기 중에서 하나를 양 지점 중에서 하나를 조준한 상태로 고정시키면서, 다른 원격 거리 측정기를 회전시켜서 다른 지점을 조준하게 할 수 있기 때문에 정확하고 편리하게 거리 측정을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치와 스탠드를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치를 나타낸 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치의 전자적 구성 요소를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치와 스태빌라이저를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치가 부착된 스태빌라이저를 사용자가 손에 쥐고 사용하는 것을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치의 측정 상태를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치의 측정 상태를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치와 스탠드를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 거리 측정 장치(100)는 베이스부(110), 제1 원격 거리 측정부(120), 제2 원격 거리 측정부(130), 제1 모터(121) 및 제2 모터(131)를 포함할 수 있다.
제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130)는 원격에 위치한 지점까지의 거리를 비접촉 방식으로 측정할 수 있다.
제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130)는 레이저(L1, L2)를 측정 대상 지점에 조사하여 반사되어 돌아올 때까지 시간을 측정하고, 이를 기초로 거리를 측정할 수 있는 레이저 거리 측정기로 구현될 수 있다. 물론 레이저 대신에 적외선 또는 초음파 등을 이용하는 적외선 거리 측정기나 초음파 거리 측정기를 이용하는 것도 가능하다.
제1 원격 거리 측정부(120)는 상부에 오목부가 형성되어, 제2 원격 거리 측정부(130)를 수용할 수 있다.
제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130)는 제1 축(1)을 기준으로 상대적으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
제2 원격 거리 측정부(130)는 평소에는 제1 원격 거리 측정부(120)에 형성된 오목부에 수용될 수 있다. 그리고 거리 측정이 필요할 때, 제2 원격 거리 측정부(130)는 제1 축(1)을 기준으로 회전하여 앞 부분이 오목부 밖으로 노출될 수 있다.
제2 원격 거리 측정부(130)가 제1 원격 거리 측정부(120)에 수용되면, 제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130)가 동일한 지점을 조준하게 구성할 수 있다.
베이스부(110)와 제1 원격 거리 측정부(120)는 제2 축(2)을 기준으로 상대적으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 그리고 베이스부(110)는 하부에 형성된 결합부(111)를 통해 스탠드(200)에 결합될 수 있다.
결합부(111)는 스탠드(200)의 상부에 형성된 나사와 결합되는 나사홈 구조를 가질 수 있다. 물론 결합부(111)는 스탠드(200)는 나사 결합 구조 외에도 다양한 형태의 결합 구조를 가지도록 구현할 수 있다.
스탠드(200)는 베이스부(110)를 정해진 위치에 정해진 자세로 고정시킬 수 있다. 그리고 스탠드(200)는 거리 측정 장치(100)를 부착한 상태에서 높낮이를 조절할 수 있는 구조를 가질 수도 있다. 도 1에서는 스탠드(200)로 삼각 스탠드를 이용한 경우를 예시하였으며, 그 외에도 다양한 형태의 스탠드가 이용될 수 있다.
제1 모터(121)는 제1 원격 거리 측정부(120)를 제2 축(2)을 기준으로 베이스부(110)에 대해 상대적으로 회전시키는 기능을 수행한다.
제2 모터(131)는 제2 원격 거리 측정부(130)를 제1 축(1)을 기준으로 제1 원격 거리 측정부(120)에 대해 상대적으로 회전시키는 기능을 수행한다.
실시예에 따라서 제1 모터(121)와 제2 모터(131)를 구비하지 않고, 사용자가 제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130)를 축(1, 2)을 기준으로 회전시키면, 그 상태를 유지하는데 필요한 구조를 가지도록 하는 것도 가능하다.
도 1에서 설명한 거리 측정 장치(100)와 스탠드(200)를 이용하면, 제1 원격 거리 측정부(120)가 제1 지점을 조준한 상태를 유지시키면서, 제2 원격 거리 측정부(130)를 제2 지점을 정확하게 조준하게 조작할 수 있다.
거리 측정 장치(100)가 부착된 스탠드(200)를 지면에 안정되게 세운 다음, 필요한 경우 제1 모터(121)를 이용하여 제1 원격 거리 측정부(120)의 조준 방향을 상하로 조정할 수 있다. 다음으로 제1 원격 거리 측정부(120)가 제1 지점을 조준한 상태에서, 제2 모터(131)를 이용하여 제2 원격 거리 측정부(130)의 조준 방향을 좌우로 조정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치를 나타낸 상면도이다.
도 2를 참고하여 본 발명에 따른 거리 측정 장치(100)가 벽면에 위치한 양 지점(P1, P2) 사이의 거리를 구하는 방법에 대해 설명한다. P3는 도 1에서 제1 축(1) 상에 위치할 수 있으며, 레이저(L1)와 레이저(L2)의 조사 방향을 반대로 연장할 때 만나는 점으로 정의할 수 있다.
그러면 P1, P2, P3 사이의 거리와 각도(θ)는 아래 수학식1이 성립한다.
[수학식 1]
c2 = a2 + b2 - 2ab*cosθ
여기서 a는 P1과 P3 사이의 거리, b는 P2와 P3 사이의 거리, c는 양 지점(P1,P2) 사이의 거리, θ는 제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130) 사이의 각도이고, 보다 정확하게는 제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130)의 조준 방향이 이루는 각도이다.
따라서 제1 원격 거리 측정부(120)에서 구한 제1 지점(P1)까지의 거리(a), 제2 원격 거리 측정부(130)에서 구한 제2 지점(P2)까지의 거리(b), 그리고 제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130) 사이의 각도(θ)를 구하면, 양 지점(P1,P2) 사이의 거리(c)를 구할 수 있다.
양 지점(P1,P2) 사이의 정확한 거리를 구하기 위해서, 거리 측정 장치(100)는 제1 원격 거리 측정부(120)에서 측정되는 거리를 P1과 P3 사이의 거리로 보정하거나, 제2 원격 거리 측정부(130)에서 측정되는 거리를 P2와 P3 사이의 거리로 보정한 다음 이용할 수 있다. 즉 점(P3)를 제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130)의 측정 기준점으로 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치의 전자적 구성 요소를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참고하면, 거리 측정 장치(100)는 제1 원격 거리 측정부(120), 제2 원격 거리 측정부(130), 각도 측정부(140), 제1 모터(121), 제2 모터(131), 저장부(150), 입출력부(160), 통신부(170), 전원부(180) 및 제어부(190)를 포함할 수 있다.
각도 측정부(140)는 제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130)가 이루는 각도(θ)를 측정하는 기능을 수행한다. 예를 들어 각도 측정부(140)는 기준점으로부터 제1 모터(121)의 회전량을 측정할 수 있는 회전각 센서 등으로 구현할 수 있다.
저장부(150)는 거리 측정 장치(100)의 동작과 관련된 각종 정보, 데이터 및 프로그램을 기록하고, 제어부(190)의 요청에 따라 제공할 수 있다.
입출력부(160)는 표시부(161), 버튼부(163), 스피커부(165) 및 마이크부(167)를 모두 포함하거나 일부를 포함할 수 있다.
표시부(161)는 거리 측정 장치(100)의 동작과 관련된 정보를 시각적으로 표시하는 기능을 수행하며, 이를 위해 LED, LCD 또는 OLED 등의 디스플레이 모듈로 구현될 수 있다. 구체적으로 표시부(161)는 거리 측정 장치(100)에서 측정된 거리를 표시할 수 있다. 그리고 각종 메뉴를 표시할 수 있다.
버튼부(163)는 사용자로부터 거리 측정 장치(100)의 동작과 관련된 명령을 입력받는 기능을 수행한다. 버튼부(163)는 기계적 구조로 구현되는 것 외에 터치 패드 등과 같이 사용자가 해당 부위를 손가락 등으로 접촉하는 것을 감지할 수 있는 방식으로 구현하는 것도 가능하다. 버튼부(163)의 개수나 배치 위치 등은 실시예에 따라 다양하게 변경 가능하다.
스피커부(165)는 거리 측정 장치(100)의 동작과 관련된 정보를 소리로 출력하는 기능을 수행한다. 구체적으로 스피커부(165)는 거리 측정 장치(100)에서 측정된 측정 길이나, 측정 시작, 측정 종료 등에 대한 안내를 음성이나 신호음 등으로 출력할 수 있다.
마이크부(167)는 사용자로부터 거리 측정 장치(100)의 동작과 관련된 각종 명령이나 정보를 음성으로 입력받는 기능을 수행할 수 있다.
통신부(170)는 거리 측정 장치(100)가 외부 장치와 유선 또는 무선 통신 방식으로 각종 정보 및 데이터를 교환할 수 있도록 지원한다.
전원부(180)는 거리 측정 장치(100)의 각 구성 요소의 동작에 필요한 전원을 공급하는 기능을 수행하며, 배터리로 구현될 수 있다. 전원부(180)는 외부 전원을 공급받아 배터리를 충전하는 기능을 포함할 수도 있다.
제어부(190)는 거리 측정 장치(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(190)는 제1 원격 거리 측정부(120)에서 구한 제1 지점(P1)까지의 거리(a), 제2 원격 거리 측정부(130)에서 구한 제2 지점(P2)까지의 거리(b), 그리고 제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130) 사이의 각도(θ)를 구하면, 양 지점(P1,P2) 사이의 거리(c)를 구할 수 있다.
제어부(190)는 사용자 명령에 따라 제1 모터(121)를 구동하여 제1 원격 거리 측정부(120)를 베이스부(110)에 대해 회전시킬 수 있다. 이에 의해 제1 원격 거리 측정부(120)가 조준하는 지점의 높이를 조정할 수 있다.
제어부(190)는 사용자 명령에 따라 제2 모터(131)를 구동하여 제2 원격 거리 측정부(130)를 제1 원격 거리 측정부(120)에 대해 회전시킬 수 있다. 이에 의해 제2 원격 거리 측정부(120)가 조준하는 지점을 제1 원격 거리 측정부(120)를 기준으로 좌우로 조정할 수 있다.
제어부(190)는 양 지점(P1,P2) 사이의 거리(c)에 사용자로부터 입력된 음성 정보를 태그(tag)로 달아 저장부(150)에 저장할 수 있다. 또한 제어부(790)는 음성 문자 인식 프로그램을 이용하여 사용자로부터 음성으로 입력된 태그 정보를 자동으로 문자로 변환할 수도 있다.
제어부(190)는 측정 거리와 태그 정보를 함께 외부 장치, 예컨대 스마트폰으로 전송할 수 있다. 물론 태그 정보를 음성으로 저장하고, 외부 장치에서 문자로 변환하도록 구현하는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치와 스태빌라이저를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4를 참고하면, 도 1에서 설명한 거리 측정 장치(100)를 스태빌라이저(300)에 부착하여 사용하는 것도 가능하다. 도 1에서와 마찬가지로 결합부(111)를 스태빌라이저(300)에 형성된 나사에 결합하는 방식으로 거리 측정 장치(100)를 스태빌라이저(300)에 부착할 수 있다.
스태빌라이저(300)는 외란이 인가되도 부착물을 일정한 자세를 유지하게 해주는 휴대형 전동 스태빌라이저를 이용하여 구현할 수 있다. 예를 들어 카메라나 스마트폰 등을 부착된 자세로 흔들림없이 유지하도록 팬(Pan), 틸트(Tilt), 롤(Roll) 등 3축을 전자 제어할 수 있는 휴대형 3축 전동 스태빌라이저가 이용될 수 있다. 전동 짐벌 또는 전동 스태빌라이저로 불리우는 휴대형 자세 안정 기구는 이미 공지되어 있으므로 여기서 그 구성 및 동작 방식에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치가 부착된 스태빌라이저를 사용자가 손에 쥐고 사용하는 것을 예시한 도면이다.
거리 측정 장치(100)를 스태빌라이저(300)에 부착하고 미리 정해진 시간(예컨대 2초)동안 일정한 자세로 고정시키고 손을 떼면, 스태빌라이저(300)를 들고 있는 손에 흔들림이 있더라도, 거리 측정 장치(100)는 스태빌라이저(300)에 의해 일정한 자세를 유지하게 된다. 이 상태에서 제1 원격 거리 측정부(120)를 제1 모터(121)를 이용하여 상하로 회전시키지 않는 한, 제1 원격 거리 측정부(120)는 제1 지점을 안정되게 조준할 수 있다. 그리고 다음으로 제2 원격 거리 측정부(130)를 제2 지점을 조준하도록 제2 모터(131)로 회전시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6을 참고하면, 도 1에서와 달리 베이스부(110)는 제1 베이스(110a), 제2 베이스(110b) 및 회전축(110c)을 포함할 수 있다.
제1 베이스(110a)와 제2 베이스(110b)는 회전축(110c)을 기준으로 회전가능 하게 결합될 수 있다. 이에 의해 제1 지점과 제2 지점이 지면으로부터 높이가 다를 경우에도 양 지점 사이의 거리 측정이 가능하다.
먼저 제1 원격 거리 측정부(120)를 제1 지점을 조준하게 한다. 그리고 제1 지점과 제2 지점을 연결한 가상의 선이 지면과 이루는 각도만큼 제2 베이스(110b)를 회전시킨다. 다음으로 제2 원격 거리 측정부(130)를 제2 모터(131)를 이용하여 회전시켜 제2 지점을 조준하게 할 수 있다.
한편 실시예에 따라 거리 측정 장치(100)는 베이스부(110)와 제1 모터(121)를 포함하지 않을 수도 있다. 그리고 앞서 설명한 결합부(111)는 제1 원격 거리 측정부(120)의 하부에 형성되게 할 수도 있다. 이 경우 제1 원격 거리 측정부(120)의 조준점 높이 조정을 위해서, 스탠드(200)는 높낮이가 조절 가능한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 물론 스태빌라이저(300)를 이용하는 경우 거리 측정 장치(100)를 부착하는 자세를 조정함으로써 제1 원격 거리 측정부(120)의 조준점 높이 조절이 가능하다.
한편 도 5에 예시한 것과 같이, 제1 원격 거리 측정부(120)의 오목부에 일정한 표식(125)을 할 수 있다. 제2 원격 거리 측정부(130)를 제1 원격 거리 측정부(120)에 형성된 오목부 내로 수용되게 한 상태에서, 제2 원격 거리 측정부(130)에서 조사되는 레이저가 표식(125)을 조준하는지 확인할 수 있다. 제2 원격 거리 측정부(130)에서 조사되는 레이저가 표식(125)을 조준하면, 제1 원격 거리 측정부(120)와 제2 원격 거리 측정부(130)는 동일한 지점을 조준하도록 정렬되어 있는 것으로 판단할 수 있다.
제2 원격 거리 측정부(130)가 표식(125)을 조준한 상태에서 사용자가 초기화를 선택하면, 제어부(190)는 각도(θ)를 '0'으로 리셋할 수 있다. 거리 측정 장치(100)를 반복하여 사용하는 도중에 각도(θ) 측정에 오류가 생기는 경우 초기화 모드를 수행하여 보정 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치(1100)는 베이스부(1110), 제1 원격 거리 측정부(1120), 제2 원격 거리 측정부(1130), 그리고 구동부(1140)를 포함할 수 있다.
제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)는 각각 레이저(L1', L2')를 측정 대상 지점으로 조사하여 반사되어 돌아올 때까지 시간을 측정하고, 이를 기초로 거리를 측정할 수 있는 레이저 거리 측정기로 구현될 수 있다. 물론 레이저 대신에 적외선 또는 초음파 등을 이용하는 적외선 거리 측정기나 초음파 거리 측정기를 이용하는 것도 가능하다.
제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)는 축(1')이 지나는 끝부분 모서리를 측정 기준점으로 설정하여 거리를 측정할 수 있다.
제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)는 나란하게 배치될 수 있다. 그리고 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)는 축(1')을 기준으로 상대적으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
도 7에 예시한 것과 같이 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)는 구동부(1140)에 나란하게 배치될 수 있다. 한편 도 7에서는 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)가 구동부(1140)의 상부에 배치된 것으로 예시하였으나, 구동부(1140)의 하부에 배치하는 것도 가능하다. 또한 실시예에 따라서 구동부(1140)의 전면부에 배치하는 것도 가능하다.
구동부(1140)는 제1 모터(1141)와 제2 모터(1143)를 포함할 수 있다.
제1 모터(1141)는 축(2')을 모터축으로 가질 수 있으며, 제2 모터(1143)는 축(1')을 모터축으로 가질 수 있다.
제1 원격 거리 측정부(1120)는 구동부(1140)에 부착되어 고정될 수 있다. 제2 원격 거리 측정부(1130)는 제2 모터(1143)의 회전에 따라 축(1')을 기준으로 회전할 수 있다. 따라서 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)가 나란한 상태에서 제2 모터(1143)를 회전시키면, 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)는 일정 각도를 형성하도록 펼쳐질 수 있다. 그리고 반대로 제2 모터(1143)를 회전시키면, 다시 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130) 사이에 형성된 각도가 줄어들게 된다.
한편 구동부(1140)는 베이스부(1110)와 축(2')을 기준으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 그리고 도 7에서 도시하지 않았으나, 베이스부(1110)는 하부에 스탠드(200) 또는 스태빌라이저(300) 등에 결합될 수 있는 결합부를 구비할 수 있다.
베이스부(1110)를 스탠드(200) 또는 스태빌라이저(300)에 결합시킨 상태에서, 제1 모터(1141)를 회전시켜서 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)의 조준 방향을 상하로 조정할 수 있다.
실시예에 따라서 거리 측정 장치(1100)를 제1 모터(1141)와 제2 모터(1143)를 구비하지 않을 수도 있다. 이 경우 사용자가 제2 원격 거리 측정부(1130)를 축(1')을 기준으로 회전시키거나, 구동부(1140)를 축(2')을 기준으로 회전시키면 그 상태를 유지하는데 필요한 구조를 가지도록 하는 것도 가능하다.
한편 실시예에 따라 거리 측정 장치(1100)는 베이스부(1110)와 제1 모터(1141)를 포함하지 않도록 구현할 수도 있다. 이 경우 스탠드(200) 또는 스태빌라이저(300)에 거리 측정 장치(1100)를 결합시키기 위한 결합부는 구동부(1140)의 하부에 형성될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치의 측정 상태를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 8은 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)를 나란하게 접어놓은 상태에서 거리를 측정하는 모드(이하 제1 측정 모드라 함)를 나타내고, 도 9는 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)를 일정 각도를 형성하도록 펼쳐놓은 상태에서 거리를 측정하는 모드(이하 제2 측정 모드라 함)를 나타낸다.
제1 원격 거리 측정부(1120)는 제1 하우징(1121)과 제1 원격 측정 센서(1122)를 포함할 수 있다. 그리고 제2 원격 거리 측정부(1130)는 제2 하우징(1131)과 제2 원격 측정 센서(1132)를 포함할 수 있다.
제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)는 레이저, 적외선 또는 초음파 등의 측정 신호를 조준된 지점을 향해 발사하여 반사되는 신호를 수신할 수 있다.
제1 원격 측정 센서(1122)는 조준 방향이 제1 원격 거리 측정부(1120)의 길이 방향과 제2 각도(θ2)를 형성하게 제1 하우징(1121)에 배치될 수 있다.
마찬가지로 제2 원격 측정 센서(1132)는 조준 방향이 제2 원격 거리 측정부(1130)의 길이 방향과 제3 각도(θ3)를 형성하게 제2 하우징(1131)에 배치될 수 있다.
제2 각도(θ2)와 제3 각도(θ3)의 크기는 동일한 것이 바람직하다. 그러나 반드시 동일한 각도일 필요는 없으며, 각도의 크기만 미리 알 수 있으면 된다.
제1 측정 모드에서 벽면에 위치한 양 지점(P1, P2) 사이의 거리는 다음과 같이 측정할 수 있다.
제1 측정 모드에서 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)의 조준 방향이 이루는 제1 각도(θ1)는 제2 각도(θ2)와 제3 각도(θ3)의 합으로 고정된 값을 가진다. 제1 각도(θ1)가 고정되더라도 거리 측정 장치(1100)와 벽면 사이의 거리를 조정하면, 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)에 의한 레이저 조사점 사이의 거리를 조정할 수 있다. 즉 양 지점(P1, P2) 사이의 거리가 짧으면 거리 측정 장치(1100)를 벽면에 가깝게 이동시키고, 반대로 거리가 길면 거리 측정 장치(1100)를 벽면에서 멀게 이동시킴으로써, 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)의 양 조사점을 벽면에 위치한 양 지점(P1, P2)에 놓이도록 할 수 있다. 벽면에 위치한 양 지점(P1, P2)의 지면으로부터 높이가 다른 경우는 거리 측정 장치(1100)를 기울여서 경사를 맞출 수 있다.
이와 같이 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)의 레이저 조사점을 양 지점(P1, P2)에 맞추면, 제1 측정 모드에서도 앞서 설명한 수학식 1의 관계를 이용하여 양 지점(P1, P2) 사이의 거리를 구할 수 있다.
한편 제1 측정 모드에서는 장소적 제약으로 인해 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)의 레이저 조사점을 양 지점(P1, P2)에 맞출 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 제2 측정 모드를 통해 거리를 측정할 수 있다.
다시 도 9를 참고하면, 먼저 제1 원격 거리 측정부(1120)를 제1 지점(P1)을 조준하게 한다. 그리고 제2 원격 거리 측정부(1130)를 제1 원격 거리 측정부(1120)에 대해서 각도(θ4)만큼 회전시켜 제2 지점(P2)을 조준하게 한다. 그러면 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)의 조준 방향이 이루는 각도(θ1)는 제2 각도(θ2), 제3 각도(θ3) 및 제4 각도(θ4)의 크기를 합한 값이 된다.
제2 측정 모드에서는 제4 각도(θ4)를 조정하여 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)의 레이저 조사점을 양 지점(P1, P2)에 맞출 수 있으며, 이에 의해 앞서 설명한 수학식 1의 관계를 이용하여 양 지점(P1, P2) 사이의 거리를 구할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치는 도 7에 예시한 거리 측정 장치와 구성 요소는 대부분 동일하게 구성할 수 있다. 다만 도 7에서는 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)가 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)의 길이 방향과 일정 각도를 형성하게 배치되었던데 반하여, 도 10에서는 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)가 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)의 길이 방향과 평행하게 배치된 점에서 차이가 있다.
도 10에 예시한 거리 측정 장치(1110)는 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)의 끝부분을 측정 기준점으로 설정하여 거리를 측정할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치의 측정 상태를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 11을 참고하면, 제1 하우징(1121)과 제2 하우징(1131)의 끝부분을 측정 기준점으로 설정하면, 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)는 제1 원격 측정 센서(1122)와 제2 원격 측정 센서(1132)에서 측정된 지점(P1)과 지점(P2)까지의 거리는 D1, D2가 된다.
그런데 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)가 일정 각도(θ1)를 형성하도록 펼쳐진 상태에서 측정된 거리(D1, D2)를 바로 수학식 1에 적용할 수 없다.
도 12를 참고하면, 양 지점(P1, P2) 사이의 거리(c)는 아래 수학식 3을 만족한다.
[수학식 2]
c = c' + w/2
여기서 w는 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)의 폭의 길이이다.
삼각형(P1'P2P3')은 아래 수학식 3을 만족시킨다. 따라서 수학식3에 의해 양 지점(P1', P2)의 거리(c')를 구할 수 있다.
[수학식 3]
c'2 = (D1+D1')2 + (D2+D2')2 - 2(D1+D1')(D2+D2')*cosθ1
여기서, D1'은 w/(2*sinθ1)이고, D2'는 w/(2*tanθ1)이며, D1과 D2는 각각 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)에서 측정된 거리이고, θ1은 제1 원격 거리 측정부(1120)와 제2 원격 거리 측정부(1130)에 형성된 각도이다.
따라서 거리 측정 장치(1100)에서 D1, D2, θ1을 측정하면, 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여 양 지점(P1, P2) 사이의 거리(c)를 구할 수 있다.
물론 여기서 설명한 것 외에도 다양한 방법으로 w, D1, D2, θ1 의 관계를 이용하여 양 지점 사이의 거리(c)를 구할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 지점까지의 제1 거리를 측정하는 제1 원격 거리 측정부,
    제2 지점까지의 제2 거리를 측정하는 제2 원격 거리 측정부,
    상기 제1 원격 거리 측정부의 조준 방향과 상기 제2 원격 거리 측정부의 조준 방향이 이루는 제1 각도를 측정하는 각도 측정부,
    상기 제1 거리, 상기 제2 거리 및 상기 제1 각도를 이용하여 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 거리를 계산하는 제어부, 그리고
    스탠드 또는 전동 스태빌라이저와 결합 가능한 결합부
    를 포함하고,
    상기 제2 원격 거리 측정부와 상기 제1 원격 거리 측정부는 제1 축을 기준으로 상대적으로 회전 가능하며,
    상기 제1 원격 거리 측정부의 상부에 상기 제2 원격 거리 측정부를 수용할 수 있는 오목부가 형성되고,
    상기 오목부는 상기 제1 원격 거리 측정부와 상기 제2 원격 거리 측정부가 동일 지점을 조준하도록 정렬되어 있는지 확인할 수 있는 표식을 구비하며,
    상기 제어부는 상기 제2 원격 거리 측정부가 상기 표식을 조준한 상태에서 사용자가 초기화를 선택하면, 상기 제1 각도를 리셋하는 거리 측정 장치.
  5. 제 4 항에서,
    상기 결합부가 하부에 형성되어 있는 베이스부,
    를 더 포함하고,
    상기 제1 원격 거리 측정부는 상기 베이스부에 제2 축을 기준으로 회전 가능한 거리 측정 장치.
  6. 제 5 항에서,
    상기 제1 축, 상기 제2 축 및 상기 제1 원격 거리 측정부의 조준 방향은 서로 수직이 되는 거리 측정 장치.
  7. 제 5 항에서,
    상기 제1 원격 거리 측정부를 상기 제2 축을 기준으로 회전시키는 제1 모터, 및 상기 제2 원격 거리 측정부를 상기 제1 축을 기준으로 회전시키는 제2 모터 중 적어도 하나를 더 포함하는 거리 측정 장치.
  8. 제 5 항에서,
    상기 베이스부는,
    상기 결합부가 하부에 형성되어 있는 제1 베이스, 그리고
    상기 제1 원격 거리 측정부와 결합되는 제2 베이스
    를 포함하고,
    상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스는,
    상기 제1 원격 거리 측정부의 조준 방향과 평행한 제3 축을 기준으로 상대적으로 회전 가능한 거리 측정 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에서,
    상기 스탠드는 상기 베이스부를 정해진 위치에 정해진 자세로 고정시키는 거리 측정 장치.
  15. 제 4 항에서,
    상기 전동 스태빌라이저는 외란이 인가되더라도 상기 거리 측정 장치를 흔들림없이 정해진 자세로 유지시키는 거리 측정 장치.
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