KR102059444B1 - 실시간 원격 막장면 관측 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격 카메라(예로, CCTV 등)를 이용하여 장대 터널 공사를 위한 막장면을 실시간으로 원격 관측하도록 구현한 실시간 원격 막장면 관측 시스템 및 방법에 관한 것으로, 막장현장장치가 막장 관측 제어에 따라 막장 관측 영상 또는 이미지를 촬영하고 막장 관측 자료를 입력받아 막장 관측 데이터로 실시간으로 전송하며; 막장원격장치가 막장현장장치로부터 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아, 막장을 원격으로 모니터링하고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 저장시켜 주고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 3D 데이터로 변환시켜 주고, 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 막장 관측 보고서를 작성하며; 막장관리장치가 막장원격장치로부터 막장 관측 영상 또는 이미지, 3D 데이터, 막장 관측 보고서를 전달받아 데이터베이스에 등록하고 통합 관리한다.

Description

실시간 원격 막장면 관측 시스템 및 방법{Real time remote system and method for observing tunnel working face}

본 발명의 기술 분야는 실시간 원격 막장면 관측 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 원격 카메라(예로, CCTV 등)를 이용하여 장대 터널 공사를 위한 막장면을 실시간으로 원격 관측하도록 구현한 실시간 원격 막장면 관측 시스템 및 방법에 관한 것이다.

기존 막장면 관측의 경우에는, 굴착면(즉, 막장면)으로 이동하여 관측담당자, 공사담당자, 감독관 등이 굴착면을 관찰 조사한 후에 사무실로 이동하여 RMR 보고서를 작성하고 등급을 보고하고 판정하며, 또한 막장면 관측 보고서를 작성하여 수기 기록 정보를 보관 및 관리하며, 이를 통해 막장면 암반 등급을 확인하고 설계에 반영한 다음에 천공 및 기타 굴착 관련 시공 계획을 수립해서 반영하도록 한다. 그리고 기존 NATM 기법의 굴착 시공 공정은, 천공 후 장약을 넣고 발파하고, 발파 후에 환기를 수행하고, 버럭을 처리하며, 그런 다음에 막장 관찰, 지보 및 굴착 패턴을 결정하게 되며, 해당 결정된 정보에 따라 지보재(예로, 락볼트(Rock Bolt), 쇼트크리트(Shotcrete), 강지보 등)를 설치한 후에 계측 및 판정을 수행하는 과정으로 이루어지고 있다.

터널 공사에 요구되는 기본 사항은 국토교통부 제정 '터널표준시방서'의 규정 내용을 우선 적용하고 있으며, 터널 굴착 중에 설계 시 조사된 지반조건과 일치하는지를 확인하고 전방의 지질 변화를 예측하여 지보 패턴의 적합성을 파악하기 위하여 매 구축 단면에 대해서 막장면(즉, 굴착면) 관찰 조사를 실시하여야 한다고 정의하고 있다. 그러나 기존 설계 자료를 기준으로 현장 조건에 적합하도록 공사 계획을 수립함에 있어 장대 터널과 문화유산 등이 포함된 터널은 시추 조사의 정보로는 한계가 있다. 또한, 터널 굴착 중에 설계 시 조사된 지반 조건과 일치하는지를 확인하고 전방의 지질 변화를 예측하여 지보 패턴의 적합성을 파악하기 위하여 매 구축 단면에 대해서 막장면 관측 조사를 실시하여야 하며, 막장면 관측 조사는 막장 관찰도와 측면 전개를 작성하고, 막장면 사진을 첨부하여 관리해야 한다. 이때, 막장면 관찰자는 지반공학 및 지질 관련분야 전공자 또는 동등 이상의 자격이나 경험을 구비한 자로 관찰 결과를 바탕으로 암반 분류를 실시하고 터널 지질도를 작성하고, 터널공사에 필요한 정보를 제공해야 한다. 그러나 다수의 관찰자의 검토, 내용의 공유 등이 실시간, 현장에서 이루어지기 어려운 상황이며, 관찰자의 의존성, 주관적인 정보 등이 발생할 수 있는 문제가 존재한다.

한국등록특허 제10-0933329호(2009.12.14 등록)는 터널 매핑 자동화 장치 및 방법에 관하여 개시되어 있는데, 터널 현장에 설치된 3D 레이저 스캐너로 스캐닝한 자료와 디지털 카메라부로 영상 촬영한 자료 및 현장 측정 자료를 원격지의 매핑분석제어부로 보내고, 그 매핑분석제어부에서 암석의 물리적 특성과 절리 분포를 자동 분석하여 터널 막장 매핑도를 구성하고, 암반을 규정에 따라 등급화하여 암반등급판정 시트를 자동으로 작성하며, 해당 등급에 적용할 보강패턴을 선정한 후, 이를 원격지의 터널 시공 현장의 휴대용 단말기로 전송시켜, 작업자로 하여금 보다 빠르고, 정확한 시공을 할 수 있도록 자동 제어하는 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 레이저 스캐너와 디지털 카메라부를 차량에 탑재한 후 이동시키면서 측정함으로서, 터널 시공 현장의 위험요소로부터 안전하게 보호할 수 있고, 또한 터널 굴착 중 반복하여 새롭게 나타난 터널 막장의 레이저스캐닝과 디지털 카메라 영상촬영 정보를 해당 현장별로 축적하여 관리하며 이를 종합하여 터널 막장 전방의 절리분포를 예측할 수 있도록 데이터베이스화함으로서, 추후 터널 시공 작업에 따른 암반의 균열 예측 자료 및 막장전방 예측 자료로서 이용할 수 있다.

한국등록특허 제10-1104466호(2012.01.12 등록)는 터널의 안정적이며 경제적인 시공을 위한 자동화된 조사 기법을 개발하고 이를 시공 과정에 적용함으로써, 붕괴사고의 요인을 예측하여 시공기간 및 사고로 인한 불필요한 장비의 가동기간을 줄일 수 있으며, 이를 통해 경제적이고 안전한 시공을 위한 기초를 마련하기 위한 디지털 이미지를 이용한 터널 조사 시스템 및 방법에 관하여 개시되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 터널의 막장을 촬영한 입체 사진을 이용하여 막장에 분포하는 암반의 불연속면의 3차원 배열 구조를 측정하는 측정부; 측정된 불연속면의 3차원 배열 구조를 터널의 벽면에 투영하여 불연속면의 궤적을 추정하는 추정부; 추정된 궤적에 기초하여 벽면과 막장에 대응하는 터널 이미지에 다각형의 위상 구조를 제작하고, 제작된 다각형의 위상 구조를 이용하여 불연속면의 3차원 블록을 인식하는 인식부; 및 인식된 3차원 블록을 블록이론을 이용해 분석하여 불안정 블록을 추출하고, 추출된 불안정 블록을 3차원 도면으로 도식화하는 추출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 종래 기술에서는 막장면(즉, 굴착면) 조사 및 관측 시에 현장 수기 또는 사진 촬영 후 사무실에서 별도의 페이스 매핑 및 암 판정 작업을 수행하거나, 디지털 사진 촬영, 레이저 스캐닝 등을 이용한 막장면 조사 및 관측 시에도 주로 현장에서 수행하거나 전문 엔지니어가 직접 조작하고, 데이터를 제작하는 방법으로 획득한 디지털 자료를 취합하여 이를 전송하고 관측하였다. 이에 따라, 장대 터널의 굴착면(즉, 막장면)을 관측하기 위한 이동 및 투입 인력이 증가하는 단점이 있으며, 굴착면 관측 시에 관측자 개인의 의존이 크고 추가 자료 검토 및 공유를 위한 전산 자료가 관리되지 않는 경우가 많고 이에 정보가 부족한 단점도 있으며, 또한 관찰자가 사무실에서 별도의 작업을 수행하여 진행하는 방식으로 인해 현장 작업과 동시에 의사 결정 및 등급화가 필요한 경우에도 이를 수행하지 못하는 단점을 가지고 있다. 그리고 막장 관찰 시 실시간 현장에 대한 영상을 공유하고 막장 관찰 기법 및 분석 방법을 추가하여 기존 방법에 대한 부실함에 기여할 필요가 있으며, 또한 전산화된 막장 관측과 유지 관리를 위한 기초 마련을 위한 시스템 개발이 필요한 실정이다.

한국등록특허 제10-0933329호 한국등록특허 제10-1104466호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 단점 내지는 필요성을 해결하기 위한 것으로, 원격 카메라(예로, CCTV 등)를 이용하여 장대 터널 공사를 위한 막장면을 실시간으로 원격 관측하도록 구현한 실시간 원격 막장면 관측 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하는 수단으로는, 본 발명의 한 특징에 따르면, 막장 관측 제어에 따라 막장 관측 영상 또는 이미지를 촬영하고 막장 관측 자료를 입력받아 막장 관측 데이터로 실시간으로 전송하는 막장현장장치; 상기 막장현장장치로부터 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아, 막장을 원격으로 모니터링하고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 저장시켜 주고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 3D 데이터로 변환시켜 주고, 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 막장 관측 보고서를 작성하는 막장원격장치; 및 상기 막장원격장치로부터 막장 관측 영상 또는 이미지, 3D 데이터, 막장 관측 보고서를 전달받아 데이터베이스에 등록하고 통합 관리하는 막장관리장치를 포함하는 실시간 원격 막장면 관측 시스템을 제공한다.

일 실시 예에서, 상기 막장현장장치는, 상기 막장원격장치로부터 수신되는 제어명령에 따라 현장에서의 막장을 관측하는 장치들의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 막장현장장치는, 유선 또는 무선 통신망을 통해 상기 막장원격장치와의 유선 또는 무선 데이터 통신을 수행하는 통신기부: 제어에 따라 막장 관측 영상 또는 이미지를 촬영하여 전달하는 영상기부; 상기 영상기부에 대해서 영상 또는 이미지, 조명, 포커스 측정의 제어를 수행하는 관측컨트롤러부; 막장 관측 자료를 입력받아 전달하는 관측입력기부; 및 상기 영상기부로부터 막장 관측 영상 또는 이미지를 전달받고 상기 관측입력기부로부터 막장 관측 자료를 전달받아 상기 막장원격장치로 전송하기 위한 막장 관측 데이터로 변환시켜 상기 통신기부를 통해 전송하는 전송기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 통신기부는, 상기 전송기부에서 변환시킨 막장 관측 데이터를 상기 막장원격장치로 전송하고, 상기 막장원격장치로부터 수신되는 제어명령을 상기 관측컨트롤러부로 전달하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 통신기부는, 유선 또는 무선 중계기, 무선랜 WIFI 중거리 브리지, 중계기와 중거리 브리지 간의 연결 광케이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 통신기부는, 터널현장의 입구에서 막장면까지 일정 간격으로 광케이블 방식으로 설치하며, 와이파이 무선 송수신기를 구축하여 작업자 단말기와 중계기와의 통신을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 통신기부는, 막장면으로부터 150M~300M 후방에 설치하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 통신기부는, 터널 밖 구간에 무선중계통신기 또는 유선 광케이블를 설치하며, 터널 내부 구간에 광케이블을 포설하고 광전송장치를 구축하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 이동형 영상촬영 및 무선영상전송의 차량을 구비하여 막장을 촬영한 영상정보를 상기 전송기부로 실시간으로 전달하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 공사 현황을 보기 위한 CCTV를 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 굴착 진행에 따라 전진 이동 가능한 차량과, 차량에 설치되어 있는 무선중계기 및 촬영장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 무선중계기는, 상기 통신기부의 중거리 브리지와의 무선 송수신하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 막장면 조명을 위한 LED조명기, 촬영 거리 및 적정 위치 파악용 타깃을 설치해 주기 위한 포커스 레이저, 확인용 노트북, 전원공급장치, 인터폰장비를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 슬라이더 형식의 단독 카메라 방식을 구축할 경우, 상하좌우 제어의 따라 상하좌우로 움직여 영상 획득하기 위한 PTZ카메라와, 차량의 상부면에 고정 설치되어 PTZ카메라를 이동시켜 포커싱하여 영상 획득하도록 하기 위한 포커스 슬라이더와, 상기 PTZ카메라를 상기 포커스 슬라이더에서 이동 가능하도록 설치해 주기 위한 알루미늄 하우징을 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 고정형의 복수 카메라 방식을 구축할 경우, 복수 개의 PTZ카메라와, PTZ카메라 각각을 차량의 상부면에 고정 설치해 주기 위한 알루미늄 하우징을 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 디지털 이미지 매핑을 통해 3D 데이터 변환이 가능하도록 포커스를 다르게 하여 이미지를 촬영하여 막장면의 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 슬라이더 형식의 단독 카메라 방식일 때, PTZ카메라를 이용하여 상하 또는 좌우로 움직이면서 촬영하며, 포커스 슬라이더를 이용하여 PTZ카메라를 슬라이딩시킨 후에 상하 또는 좌우로 움직이면서 촬영하여, 막장면의 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 고정형의 복수 카메라 방식일 때, 서로 다른 위치에 고정되어 있는 복수 개의 PTZ카메라를 이용하여 상하 또는 좌우로 각각 움직이면서 각각 촬영하여, 막장면의 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 차량의 상부면에 고정된 두 개의 레이저 포인트를 이용하여 막장면까지의 거리를 측정하며, 측정한 거리를 이용하여 기 설정해 둔 영상 촬영 범위를 확인하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 두 레이저 포인트가 모이는 지점까지의 거리를 영상 촬영 범위로 정하며, 상기 레이저 포인트를 이동형 차량에 고정되어 있는 PTZ카메라의 위치 또는 방향과 동일하게 설치하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상기부는, 막장면까지의 거리 측정 시에, 삼각측량방법을 이용하여 두 레이저 포인트 지점까지의 거리와 내각을 조정하여 요구하는 측정 거리로 구하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 막장현장장치는, 방송장치, 인터폰, 와이파이 단말기, 유해가스 측정기, 비상벨, 전광판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 막장원격장치는, 현장에서의 막장을 관측하는 장치들에 대해서 막장 관측을 위한 제어명령을 생성시켜 상기 막장현장장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 막장원격장치는, 상기 막장현장장치로부터 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 막장을 원격으로 모니터링하는 원격모니터부; 상기 막장현장장치로부터 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 막장 관측 영상 또는 이미지를 상기 막장관리장치로 전달하는 영상저장기부; 상기 막장현장장치로부터 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 3D 데이터로 변환시켜 막장 관측 영상 또는 이미지를 상기 막장관리장치로 전달하는 영상변환기부; 상기 막장현장장치로부터 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 그 결과를 전달하는 비교검토기부; 및 상기 비교검토기부로부터 막장 관측 비교 및 검토 결과를 전달받아 막장 관측 보고서를 작성하여 상기 막장관리장치로 전달하는 보고서작성기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 원격모니터부는, 상기 막장현장장치로부터 수신받은 막장 관측 데이터 중 막장 관측 영상을 이용하여 실시간으로 현장 상황을 확인하도록 하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 원격모니터부는, 통합관제모니터링화면을 통해 통합관제모니터링해 주며, CCTV/막장영상화면을 통해 CCTV를 통한 영상과 PTZ카메라를 통한 막장영상을 모니터링해 주며, 막장전용영상화면을 통해 막장영상만을 모니터링해 주는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상저장기부는, 상기 막장현장장치로부터 수신받은 막장 관측 데이터 중에서 터널의 막장면을 촬영한 복수 개의 영상을 이용하여 3D입체데이터로 변환이 가능한 정지 영상 이미지로 저장시켜 주는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상저장기부는, 상기 막장현장장치로부터 수신받은 막장 관측 데이터 중에서 터널의 막장면을 촬영한 복수 개의 영상을 기 설정해 둔 간격 또는 다각도의 중첩된 정지 영상 이미지로 저장시켜 주는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상변환기부는, 상기 영상저장기부에서 저장시킨 기 설정해 둔 간격 또는 다각도의 중첩된 정지 영상 이미지의 자료를 통해 3D 데이터로 변환시켜 주는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 영상변환기부는, 사진의 투영법을 이용하여 3차원의 위치를 결정하는 방식으로 연속으로 중복 촬영된 2장 이상의 이미지를 이용해서 3D 데이터로 변환시켜 주는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 비교검토기부는, 상기 막장현장장치로부터 수신받은 막장 관측 데이터를 바탕으로 막장면에 대한 페이스 매핑을 수행하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 비교검토기부는, 상기 막장현장장치로부터 수신받은 막장 관측 데이터를 디지털페이스매핑장치에 매칭시켜 디지털 페이스 매핑을 수행하여 디지털 페이스 매핑 자료를 얻는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 비교검토기부는, 막장면의 방향성 및 절리면 분석 시에, 상기 영상변환기부에서 변환시킨 3D 데이터를 이용하여 일정 크기의 암반 절계면을 기준으로 방향성을 체크하여 절계 및 절리면을 파악하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 비교검토기부는, 막장면의 방향성 분석 시에, 다각형의 위상 구조를 이용하여 불연속면의 3차원 블록을 인식하여 이를 통해 불연속면을 파악하고, 암반면에 대한 방향성을 분석하여 예측 데이터로 활용하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 보고서작성기부는, 상기 비교검토기부에서 얻은 디지털 페이스 매핑 자료에 암질, 암종, 절리, 지하수 용출 등록을 기입하여 보고서를 작성하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 막장원격장치는, 상기 영상변환기부에서 변환시킨 3D 데이터를 이용하여 도면으로 도식화하는 추출기부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 추출기부는, 도면 도식화의 경우에, 막장면에 대한 위치와 길이, 거리를 계산하여 상기 막장관리장치에 적용시켜 주며, 면적, 체적의 물량 산출과 콘타라인(등고선)을 추출하여 시공 설계에 반영하기 위한 데이터로 적용하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 추출기부는, 상기 영상변환기부에서 변환시킨 3D 데이터를 바탕으로 3D뷰어 또는 3D PDF로 변환시켜 저장하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 막장관리장치는, 상기 막장원격장치로부터 전달되는 3D 데이터 변환 자료를 데이터베이스에 저장하여 관리서버로 이동시켜 주는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제를 해결하는 수단으로는, 본 발명의 다른 한 특징에 따르면, 막장현장장치가 막장 관측 제어에 따라 막장 관측 영상 또는 이미지를 촬영하고 막장 관측 자료를 입력받아 막장 관측 데이터로 실시간으로 전송하는 단계; 막장원격장치가 상기 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아, 막장을 원격으로 모니터링하고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 저장시켜 주고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 3D 데이터로 변환시켜 주고, 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 막장 관측 보고서를 작성하는 단계; 및 막장관리장치가 상기 막장 관측 영상 또는 이미지, 상기 3D 데이터, 상기 막장 관측 보고서를 전달받아 데이터베이스에 등록하고 통합 관리하는 단계를 포함하는 실시간 원격 막장면 관측 방법을 제공한다.

본 발명의 효과로는, 원격 카메라(예로, CCTV 등)를 이용하여 장대 터널 공사를 위한 막장면을 실시간으로 원격 관측하도록 구현한 실시간 원격 막장면 관측 시스템 및 방법을 제공함으로써, 장대 터널의 굴착면(즉, 막장면)을 관측하기 위한 이동 및 투입 인력을 감소시켜 주며, 굴착면 관측 시에 관측자 개인의 의존이 크지 않고 추가 자료 검토 및 공유를 위한 전산 자료의 관리가 쉬워 많은 정보를 확보할 수 있으며, 또한 현장 작업과 동시에 의사 결정 및 등급화가 필요한 경우에도 바로 수행할 수 있다는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 원격 막장면 관측 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 영상기부에서 슬라이더 형식의 단독 카메라 방식일 때의 막장면 정보 획득을 예로 설명하는 도면이이다.
도 3은 도 1에 있는 영상기부에서 고정형의 복수 카메라 방식일 때의 막장면 정보 획득을 예로 설명하는 도면이이다.
도 4는 도 1에 있는 원격모니터부에서 제공하는 통합관제모니터링화면을 예로 설명하는 도면이이다.
도 5는 도 1에 있는 원격모니터부에서 제공하는 CCTV/막장영상화면을 예로 설명하는 도면이이다.
도 6은 도 1에 있는 원격모니터부에서 제공하는 막장전용영상화면을 예로 설명하는 도면이이다.
도 7은 도 1에 있는 영상변환기부의 3D 데이터 변환을 예로 설명하는 도면이이다.
도 8은 도 1에 있는 비교검토기부에서의 디지털 페이스 매핑을 예로 설명하는 도면이이다.
도 9는 도 1에 있는 보고서작성기부에서 작성한 막장 관측 보고서를 예로 설명하는 도면이이다.
도 10은 도 1에 있는 추출기부의 도면 도식화를 예로 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 원격 막장면 관측 방법을 설명하는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 원격 막장면 관측 시스템 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 원격 막장면 관측 시스템을 설명하는 도면이며, 도 2는 도 1에 있는 영상기부에서 슬라이더 형식의 단독 카메라 방식일 때의 막장면 정보 획득을 예로 설명하는 도면이며, 도 3은 도 1에 있는 영상기부에서 고정형의 복수 카메라 방식일 때의 막장면 정보 획득을 예로 설명하는 도면이며, 도 4는 도 1에 있는 원격모니터부에서 제공하는 통합관제모니터링화면을 예로 설명하는 도면이며, 도 5는 도 1에 있는 원격모니터부에서 제공하는 CCTV/막장영상화면을 예로 설명하는 도면이며, 도 6은 도 1에 있는 원격모니터부에서 제공하는 막장전용영상화면을 예로 설명하는 도면이며, 도 7은 도 1에 있는 영상변환기부의 3D 데이터 변환을 예로 설명하는 도면이며, 도 8은 도 1에 있는 비교검토기부에서의 디지털 페이스 매핑을 예로 설명하는 도면이며, 도 9는 도 1에 있는 보고서작성기부에서 작성한 막장 관측 보고서를 예로 설명하는 도면이며, 도 10은 도 1에 있는 추출기부의 도면 도식화를 예로 설명하는 도면이다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 실시간 원격 막장면 관측 시스템(100)은, 막장현장장치(110), 막장원격장치(120), 막장관리장치(130)를 포함한다.

막장현장장치(110)는, 현장에서의 막장을 관측하는 장치들로서, 막장 관측 제어에 따라 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 촬영하고 막장 관측 자료를 입력받아 막장 관측 데이터로 유선 또는 무선 통신망을 통해 막장원격장치(120)로 실시간으로 전송해 준다.

일 실시 예에서, 막장현장장치(110)는, 막장원격장치(120)로부터 전송되는 제어명령에 따라 현장에서의 막장을 관측하는 장치들의 동작을 제어할 수도 있다.

일 실시 예에서, 막장현장장치(110)는, 통신기부(111), 영상기부(112), 관측컨트롤러부(113), 관측입력기부(114), 전송기부(115)를 포함할 수 있다.

통신기부(111)는, 유선 또는 무선 통신망을 통해 막장원격장치(120)와의 유선 또는 무선 데이터 통신을 수행해 준다.

일 실시 예에서, 통신기부(111)는, 전송기부(115)에서 변환시킨 막장 관측 데이터를 막장원격장치(120)로 전송해 줄 수 있으며, 막장원격장치(120)로부터 전송되는 제어명령을 수신받아 관측컨트롤러부(113)로 전달할 수도 있다.

일 실시 예에서, 통신기부(111)는, 유선 또는 무선 중계기, 무선랜 WIFI 중거리 브리지(Bridge), 중계기와 중거리 브리지 간의 연결 광케이블 등을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 통신기부(111)는, 스마트 공사(시공)와 관련한 통신망을 설치할 수 있는데, 이때 작업자 위치 및 안전관리, 전화통화, 공사현장의 CCTV 영상물 취득을 위해서, 공사현장 일정 간격(즉, 터널현장의 입구에서 막장면(즉, 굴착면)까지의 소정의 간격)으로 광케이블 등의 유선 케이블 방식으로 설치할 수 있으며, 또한 터널 막장(굴착)의 경우 작업자 위치 확인 및 전화가 가능하도록 와이파이 무선 송수신기를 구축하여, 작업자 단말기와 중계기와의 통신을 통해 작업자 위치, 알림, 와이파이 전화 용도의 통신망을 구축할 수 있다.

일 실시 예에서, 통신기부(111)는, 천공, 발파 등을 고려하여 막장면으로부터 150M~300M 후방에 설치할 수 있다.

일 실시 예에서, 통신기부(111)는, 터널 밖 구간에 무선중계통신기(또는, 유선 광케이블)를 설치해 줄 수 있으며, 터널 내부 구간에 광케이블을 포설하고 광전송장치를 구축해 줄 수 있다.

영상기부(112)는, 관측컨트롤러부(113)의 제어에 따라 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 촬영하여 해당 촬영된 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 전송기부(115)로 전달해 준다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 이동형 영상촬영 및 무선영상전송 시스템으로서, 이동형 영상촬영 차량에서 막장을 촬영한 영상정보를 전송기부(115)로 실시간으로 전달해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 공사 현황을 보기 위한 CCTV 등일 수 있는데, 이때 유선 또는 무선 통신망을 통해 막장(굴착)면 공사 현황, 안전관리를 수행하기 위한 고정형 CCTV를 설치할 수 있다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 굴착 진행에 따라 전진 이동 가능한 차량과, 차량에 설치되어 있는 무선중계기, 촬영장치 등을 포함할 수 있다. 또한 무선중계기는 통신기부(111)(즉, 중거리 브리지)와의 무선 송수신하도록 이루어질 수 있다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 막장면 조명을 위한 LED조명기, 촬영 거리 및 적정 위치 파악용 타깃을 설치해 주기 위한 포커스 레이저(focus laser), 확인용 노트북, 전원공급장치, 인터폰장비 등을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 슬라이더 형식의 단독 카메라 방식을 구축할 수 있는데, 이때 상하좌우 제어의 따라 상하좌우로 움직여 영상 획득하기 위한 PTZ카메라를 구축해 줄 수 있으며, 차량의 상부면에 고정 설치되어 PTZ카메라를 이동시켜 포커싱하여 영상 획득하도록 하기 위한 포커스 슬라이더를 구축해 줄 수 있으며, PTZ카메라를 포커스 슬라이더에서 이동 가능하도록 설치해 주기 위한 경량 알루미늄 하우징을 구축해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 고정형의 복수 카메라 방식을 구축할 수 있는데, 이때 복수 개의 PTZ카메라와, PTZ카메라 각각을 차량의 상부면에 고정 설치해 주기 위한 경량 알루미늄 하우징을 구축해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 막장면(즉, 굴착면)의 정보를 획득하기 위해서, 단순 정각 화면을 획득하는 것이 아니라, 디지털 이미지 매핑(즉, 사진 측량)을 통해 3D 데이터 변환이 가능하도록 포커스를 다르게 하여 이미지를 촬영하여 획득할 수 있다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 슬라이더 형식의 단독 카메라 방식일 때, 도 2에 도시된 바와 같이, PTZ카메라를 이용하여 상하(또는, 좌우)로 움직이면서 촬영하며, 또한 포커스 슬라이더를 이용하여 PTZ카메라를 슬라이딩시킨 후에 상하(또는, 좌우)로 움직이면서 촬영하여, 막장면(즉, 굴착면)의 정보를 보다 정밀하고 자세하게 획득할 수 있다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 고정형의 복수 카메라 방식일 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 다른 위치에 고정되어 있는 복수 개의 PTZ카메라를 이용하여 상하(또는, 좌우)로 각각 움직이면서 각각 촬영하여, 막장면(즉, 굴착면)의 정보를 보다 정밀하고 자세하게 획득할 수 있다.

일 실시 예에서, 영상기부(112)는, 차량에서 원하는 위치까지 도달하고 위치를 가늠하기 위해서, 차량의 상부면(또는, 포커스 슬라이더의 양 끝단)에 고정된 두 개의 레이저 포인트를 이용하여 막장면까지의 거리를 측정할 수 있으며, 또한 해당 측정한 거리를 이용하여 고품질의 영상 획득과 3D 데이터 변환 자료를 구축하기 위해 최소한의 영상 촬영 범위(즉, 기 설정해 둔 영상 촬영 범위)를 사전 확인할 수 있다. 이때, 두 레이저 포인트가 모이는 지점까지의 거리를 영상 촬영 범위로 정할 수 있다. 레이저 포인트는 이동형 차량에 고정되어 있는 PTZ카메라의 위치(또는, 방향)와 동일하게 설치할 수 있다. 또한 막장면까지의 거리 측정은 삼각측량방법을 이용하여 두 레이저 포인트 지점까지의 거리와 내각을 조정하여 요구하는 측정 거리로 구할 수 있다.

관측컨트롤러부(113)는, 영상기부(112)에 대해서 영상(또는, 이미지), 조명, 포커스 측정 등과 같은 제어를 수행해 준다.

관측입력기부(114)는, 막장 관측 자료를 입력받아 해당 입력받은 막장 관측 자료를 전송기부(115)로 전달해 준다.

일 실시 예에서, 관측입력기부(114)는, 스마트폰 등과 같은 이동통신단말기 등을 포함할 수 있다.

전송기부(115)는, 영상기부(112)로부터 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 전달받고 관측입력기부(114)로부터 막장 관측 자료를 전달받아 막장원격장치(120)로 전송하기 위한 막장 관측 데이터로 변환시켜 통신기부(111)를 통해 막장원격장치(120)로 전송해 준다.

일 실시 예에서, 막장현장장치(110)는, 방송장치, 인터폰, 와이파이 단말기, 유해가스 측정기, 비상벨, 전광판 등(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.

막장원격장치(120)는, 원격지에서의 막장을 관측하는 장치들로서, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아, 막장을 원격으로 모니터링하고, 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 저장시켜 주고, 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 3D 데이터로 변환시켜 주고, 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 막장 관측 보고서를 작성해 준다.

일 실시 예에서, 막장원격장치(120)는, 현장에서의 막장을 관측하는 장치들에 대해서 막장 관측을 위한 제어명령을 생성시켜 막장현장장치(110)로 전송해 줄 수도 있다.

일 실시 예에서, 막장원격장치(120)는, 원격모니터부(121), 영상저장기부(122), 영상변환기부(123), 비교검토기부(124), 보고서작성기부(125)를 포함할 수 있다.

원격모니터부(121)는, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 막장을 원격으로 모니터링해 준다.

일 실시 예에서, 원격모니터부(121)는, 현장 사무실, 감독실 등에 설치되어 있는 스트리밍 서버, 업무용 PC, 대형티브이모니터, NVR 녹화 서버 등을 포함할 수 있으며, 또한 스마트폰 등과 같은 이동통신단말기, 본사, 발주처 등에 설치되어 있는 웹 연동 업무용 PC 등도 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 원격모니터부(121)는, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 해당 수신받은 막장 관측 데이터 중 막장 관측 영상을 이용하여 실시간으로 현장 상황을 확인하도록 해 줄 수 있는데, 이때 도 4에 도시된 바와 같은 통합관제모니터링화면을 통해 통합관제모니터링을 해 줄 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같은 CCTV/막장영상화면을 통해 CCTV를 통한 영상과 PTZ카메라를 통한 막장영상을 모니터링해 줄 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같은 막장전용영상화면을 통해 막장영상만을 모니터링해 줄 수도 있다.

영상저장기부(122)는, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 막장관리장치(130)로 전달해 준다.

일 실시 예에서, 영상저장기부(122)는, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 해당 수신받은 막장 관측 데이터 중에서 터널의 막장면(즉, 굴착면)을 촬영한 복수 개의 영상을 이용하여 3D입체데이터로 변환이 가능한 정지 영상 이미지로 저장시켜 줄 수 있는데, 이때 기 설정해 둔 간격 또는 다각도의 중첩된 정지 영상 이미지로 저장시켜 줄 수 있다.

영상변환기부(123)는, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 3D 데이터로 변환시켜 막장관리장치(130)로 전달해 준다.

일 실시 예에서, 영상변환기부(123)는, 영상저장기부(122)에서 저장시킨 기 설정해 둔 간격 또는 다각도의 중첩된 정지 영상 이미지의 자료를 통해 3D 데이터로 변환시켜 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 영상변환기부(123)는, 사진계측, 사진측량, 이미지 매핑의 경우에, 도 7에 도시된 바와 같이, 사진의 투영법을 이용하여 3차원(x, y, z)의 위치를 결정하는 방식으로 연속으로 중복 촬영된 2장 이상의 이미지를 이용해서 3D 데이터로 변환시켜 줄 수 있다.

비교검토기부(124)는, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 해당 수행한 결과(즉, 막장 관측 비교 및 검토 결과)를 보고서작성기부(125)에 전달해 준다.

일 실시 예에서, 비교검토기부(124)는, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 바탕으로 막장면에 대한 페이스 매핑(예로, 암판정)을 수행하는데, 이때 막장현장장치(110)로부터 원격 전송되는 실시간 막장 관측 데이터를 디지털페이스매핑장치에 매칭시켜 디지털 페이스 매핑을 수행하여 도 8에 도시된 바와 같은 디지털 페이스 매핑 자료를 얻을 수 있다. 여기서, 디지털 페이스 매핑은 모바일 기반의 디지털페이스매핑장치와 PC 기반의 디지털페이스매핑관리장치로 구분할 수 있다.

일 실시 예에서, 비교검토기부(124)는, 막장면의 방향성 및 절리면 분석 시에, 영상변환기부(123)에서 변환시킨 3D 데이터를 이용하여 일정 크기의 암반 절계면을 기준으로 방향성을 체크하여 절계 및 절리면을 파악할 수 있다.

일 실시 예에서, 비교검토기부(124)는, 막장면의 방향성 분석 시에, 다각형의 위상 구조를 이용하여 불연속면의 3차원 블록을 인식하고, 이를 통해 불연속면을 파악하고, 암반면에 대한 방향성을 분석하여 예측 데이터로 활용하도록 할 수 있다.

보고서작성기부(125)는, 비교검토기부(124)로부터 막장 관측 비교 및 검토 결과를 전달받아 도 9에 도시된 바와 같은 막장 관측 보고서(예로, 굴착면 보고서, 암판정등급 보고서(또는, RMR보고서) 등)를 작성하여 막장관리장치(130)로 전달해 준다.

일 실시 예에서, 보고서작성기부(125)는, 비교검토기부(124)에서 얻은 디지털 페이스 매핑 자료에 암질, 암종, 절리, 지하수 용출 등록 등을 기입하여 보고서를 작성하도록 할 수 있으며, 이때 RMR 암반 등급표로 정리할 수 있어 이어지는 설계에 반영되도록 사용할 수 있다.

일 실시 예에서, 막장원격장치(120)는, 추출기부(126)를 더 포함할 수 있으며, 해당 추출기부(126)는 영상변환기부(123)에서 변환시킨 3D 데이터를 이용하여 도 10에 도시된 바와 같이 도면으로 도식화할 수 있으며, 이에 2D이미지를 이용한 디지털페이스매핑장치에서 적용하기 힘든 불연속명, 방향성 등의 추가 활용 가능한 데이터로 제작할 수도 있으며. 또한 기존 디지털페이스매핑장치에서 추출 및 파악이 어려운 막장면의 정보를 획득할 수 있고 별도의 3차원 스캐닝 작업이 필요한 사항을 없앨 수 있다. 이때, 도면 도식화의 경우에는, 막장면에 대한 위치와 길이, 거리 등을 계산하여 막장관리장치(130)에 적용시켜 줄 수 있으며, 면적, 체적 등의 물량 산출과 콘타라인(등고선) 등을 추출하여 시공 설계에 반영하기 위한 데이터로 적용해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 추출기부(126)는, 영상변환기부(123)에서 변환시킨 3D 데이터를 바탕으로 작업자, 감독관 등의 정보 공유를 위해 3D뷰어 또는 3D PDF로 변환시켜 저장해 줄 수 있다.

막장관리장치(130)는, 데이터베이스를 구축하고 막장 관측 데이터를 저장 및 출력하고 통합 관리하는 장치들로서, 막장원격장치(120)로부터 전달되는 막장 관측 영상(또는, 이미지), 3D 데이터, 막장 관측 보고서를 데이터베이스에 등록해 주고 통합 관리해 준다.

일 실시 예에서, 막장관리장치(130)는, 막장원격장치(120)로부터 전달되는 3D 데이터 변환 자료를 데이터베이스에 저장하여 관리서버로 이동시켜 줄 수 있으며, 이에 현장에 투입하지 않은 감독관, 관리자 등도 파일을 열어 확인할 수 있고, 3차원 뷰어를 통해 실제 현장에 참여하여 보는 것과 같이 정보를 공유하는데 사용하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 실시간 원격 막장면 관측 시스템(100)은, 원격 카메라(예로, CCTV 등)를 이용하여 장대 터널 공사를 위한 막장면을 실시간으로 원격 관측하도록 구현함으로써, 장대 터널의 굴착면(즉, 막장면)을 관측하기 위한 이동 및 투입 인력을 감소시켜 주며, 굴착면 관측 시에 관측자 개인의 의존이 크지 않고 추가 자료 검토 및 공유를 위한 전산 자료의 관리가 쉬워 많은 정보를 확보할 수 있으며, 또한 현장 작업과 동시에 의사 결정 및 등급화가 필요한 경우에도 바로 수행할 수 있다.

상술한 구성을 가진 실시간 원격 막장면 관측 시스템(100)은, 터널 공사현장의 작업자 안전관리를 위한 장치를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 실시간 원격 막장면 관측 시스템(100)은, 장대 터널 공사에 있어 큰 비중을 차지하고 있는 굴착과정에서 보다 신속하고 정확하게 막장면(즉, 굴착면)을 조사 및 관측을 위해서, 사진촬영 등으로 막장면에 대한 디지털 이미지를 촬영 및 저장하게 되며, 페이스 매핑, 막장면 관찰 보고서, 이미지 데이터 등을 전산화하여 데이터베이스에 저장하고, 이후 추가 암반 등급과 지보 패턴 등의 적합성을 파악하도록 구현할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 실시간 원격 막장면 관측 시스템(100)은, 차량을 이용한 장대 터널의 이동 및 유무선 통신을 통한 실시간 전송으로 막장 관측에 따른 공기 단축이 가능하며, 실시간으로 원격 CCTV를 통한 막장 관측 및 실시간 3차원 데이터 제공으로 각 막장별 투입 인력을 감소시키고 막장면 관측에 대한 객관적인 정보를 확인할 수 있으며, 이를 통해 전문 감독관이 직접 확인할 필요가 있거나 현장에서 누락으로 표기되지 못했던 사항을, 현장에서 직접 관측하는 것과 같이 할 수 있으며, 또한 전산 데이터베이스화를 통해 기존 설계자료 기반 현황 정보를 제공할 수 있으며, 또한 실시간 영상 확인과 더불어 필요한 이미지를 저장하여 디지털 페이스 매핑 자료를 위한 기초 자료로 사용할 수 있으며, 복수 개의 이미지를 통해 사진 측량 기법을 이용한 3차원 데이터 제작을 수행하여 2D이미지로 확인할 수 없었던 불연속면, 방향성 등의 추가 분석 자료로 사용하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 실시간 원격 막장면 관측 시스템(100)은, 무선 방식의 막장 관측용 실시간 원격 CCTV와 조명 장치, 영상 포커스를 위한 거리 측정 장치, 디지털 이미지 매핑 기술(사진측량)을 적용해 줌으로써, 현장 사무실, 감독 사무실 등에서도 실시간 모니터링하여 막장면(즉, 굴착면)을 관측하도록 할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 원격 막장면 관측 방법을 설명하는 도면이다.

도 11을 참조하면, 현장에서의 막장을 관측하는 장치들을 포함하는 막장현장장치(110)에서는, 막장 관측 제어에 따라 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 촬영하고 막장 관측 자료를 입력받아 막장 관측 데이터로, 유선 또는 무선 통신망을 통해, 원격지에서의 막장을 관측하는 장치들을 포함하는 막장원격장치(120)로 실시간으로 전송해 주게 된다(S111).

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송함에 있어서, 막장원격장치(120)에서는 현장에서의 막장을 관측하는 장치들에 대해서 막장 관측을 위한 제어명령을 생성시켜 막장현장장치(110)로 전송해 줄 수도 있으며, 이에 막장현장장치(110)는 막장원격장치(120)로부터 전송되는 제어명령에 따라 현장에서의 막장을 관측하는 장치들의 동작을 제어할 수도 있다.

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송함에 있어서, 막장현장장치(110)에 구비된 통신기부(111)에서는, 유선 또는 무선 통신망을 통해 막장원격장치(120)와의 유선 또는 무선 데이터 통신을 수행해 줄 수 있다.

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송함에 있어서, 통신기부(111)는 막장원격장치(120)로부터 전송되는 제어명령을 수신받아 막장현장장치(110)에 구비된 관측컨트롤러부(113)로 전달해 줄 수 있다. 이에, 관측컨트롤러부(113)는 통신기부(111)를 통해 전달되는 제어명령에 따라 막장현장장치(110)에 구비된 영상기부(112)에 대해서 영상(또는, 이미지), 조명, 포커스 측정 등과 같은 제어를 수행해 줄 수 있다. 그러면, 영상기부(112)는 관측컨트롤러부(113)의 제어에 따라 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 촬영하여 해당 촬영된 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 막장현장장치(110)에 구비된 전송기부(115)로 전달해 줄 수 있다. 이와 동시에, 막장현장장치(110)에 구비된 관측입력기부(114)에서는 막장 관측 자료를 입력받아 해당 입력받은 막장 관측 자료를 전송기부(115)로 전달해 줄 수도 있다. 이에 따라, 전송기부(115)는 영상기부(112)로부터 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 전달받고 관측입력기부(114)로부터 막장 관측 자료를 전달받아, 해당 전달받은 막장 관측 영상(또는, 이미지) 또는 막장 관측 자료를 막장원격장치(120)로 전송하기 위한 막장 관측 데이터로 변환시켜 통신기부(111)를 통해 막장원격장치(120)로 전송해 줄 수 있다. 이때, 통신기부(111)는 전송기부(115)에서 변환시킨 막장 관측 데이터를 막장원격장치(120)로 전송시켜 줄 수 있다.

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송함에 있어서, 영상기부(112)는, 이동형 영상촬영 및 무선영상전송 시스템의 경우에, 이동형 영상촬영 차량에서 막장을 촬영한 영상정보를 전송기부(115)로 실시간으로 전달해 줄 수 있다.

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송함에 있어서, 영상기부(112)는, 공사 현황을 보기 위한 CCTV 등인 경우에, 유선 또는 무선 통신망을 통해 막장(굴착)면 공사 현황, 안전관리를 수행하기 위한 영상을 취득하여 전송기부(115)로 실시간으로 전달해 줄 수 있다.

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송함에 있어서, 영상기부(112)는, 막장면(즉, 굴착면)의 정보를 획득하기 위해서, 단순 정각 화면을 획득하는 것이 아니라, 디지털 이미지 매핑(즉, 사진 측량)을 통해 3D 데이터 변환이 가능하도록 포커스를 다르게 하여 이미지를 촬영하여 획득할 수 있다.

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송함에 있어서, 영상기부(112)는, 차량에서 원하는 위치까지 도달하고 위치를 가늠하기 위해서, 차량의 상부면(또는, 포커스 슬라이더의 양 끝단)에 고정된 두 개의 레이저 포인트를 이용하여 막장면까지의 거리를 측정할 수 있으며, 또한 해당 측정한 거리를 이용하여 고품질의 영상 획득과 3D 데이터 변환 자료를 구축하기 위해 최소한의 영상 촬영 범위(즉, 기 설정해 둔 영상 촬영 범위)를 사전 확인할 수 있다. 이때, 두 레이저 포인트가 모이는 지점까지의 거리를 영상 촬영 범위로 정할 수 있으며, 또한 레이저 포인트는 이동형 차량에 고정되어 있는 PTZ카메라의 위치(또는, 방향)와 동일하게 설치하여, 막장면까지의 거리 측정은 삼각측량방법을 이용하여 두 레이저 포인트 지점까지의 거리와 내각을 조정하여 요구하는 측정 거리로 구할 수 있다.

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송함에 있어서, 영상기부(112)는, 슬라이더 형식의 단독 카메라 방식일 경우에, PTZ카메라를 이용하여 상하(또는, 좌우)로 움직이면서 촬영할 수 있으며, 또한 포커스 슬라이더를 이용하여 PTZ카메라를 슬라이딩시킨 후에 상하(또는, 좌우)로 움직이면서 촬영하여, 막장면(즉, 굴착면)의 정보를 보다 정밀하고 자세하게 획득할 수 있다.

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송함에 있어서, 영상기부(112)는, 고정형의 복수 카메라 방식일 경우에, 서로 다른 위치에 고정되어 있는 복수 개의 PTZ카메라를 이용하여 상하(또는, 좌우)로 각각 움직이면서 각각 촬영하여, 막장면(즉, 굴착면)의 정보를 보다 정밀하고 자세하게 획득할 수 있다.

상술한 단계 S111에서 막장 관측 데이터를 전송하게 되면, 막장원격장치(120)에서는, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아, 막장을 원격으로 모니터링함과 동시에, 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 저장시켜 주고, 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 3D 데이터로 변환시켜 주고, 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 막장 관측 보고서를 작성해 주게 된다(S112).

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 막장원격장치(120)에 구비된 원격모니터부(121)에서는, 현장 사무실, 감독실 등에 설치되어 있는 스트리밍 서버, 업무용 PC, 대형티브이모니터, NVR 녹화 서버 등을 포함할 수 있으며, 또한 스마트폰 등과 같은 이동통신단말기, 본사, 발주처 등에 설치되어 있는 웹 연동 업무용 PC 등도 포함하여, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아 막장을 원격으로 모니터링해 줄 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받는 경우에, 원격모니터부(121)는, 해당 수신받은 막장 관측 데이터 중 막장 관측 영상을 이용하여 실시간으로 현장 상황을 확인하도록 해 줄 수 있는데, 이때 도 4에 도시된 바와 같은 통합관제모니터링화면을 통해 통합관제모니터링을 해 줄 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같은 CCTV/막장영상화면을 통해 CCTV를 통한 영상과 PTZ카메라를 통한 막장영상을 모니터링해 줄 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같은 막장전용영상화면을 통해 막장영상만을 모니터링해 줄 수도 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받는 경우에, 막장원격장치(120)에 구비된 영상저장기부(122)는, 해당 수신받은 막장 관측 데이터 중 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 막장관리장치(130)로 전달해 데이터베이스에 등록시켜 줄 수도 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받는 경우에, 영상저장기부(122)는, 해당 수신받은 막장 관측 데이터 중에서 터널의 막장면(즉, 굴착면)을 촬영한 복수 개의 영상을 이용하여 3D입체데이터로 변환이 가능한 정지 영상 이미지로 저장시켜 줄 수 있는데, 이때 기 설정해 둔 간격 또는 다각도의 중첩된 정지 영상 이미지로 저장시켜 줄 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받는 경우에, 막장원격장치(120)에 구비된 영상변환기부(123)는, 해당 수신받은 막장 관측 영상(또는, 이미지)을 3D 데이터로 변환시켜 막장관리장치(130)로 전달해 줄 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 영상변환기부(123)는, 영상저장기부(122)에서 저장시킨 기 설정해 둔 간격 또는 다각도의 중첩된 정지 영상 이미지의 자료를 통해 3D 데이터로 변환시켜 줄 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 영상변환기부(123)는, 사진계측, 사진측량, 이미지 매핑의 경우에, 도 7에 도시된 바와 같이, 사진의 투영법을 이용하여 3차원(x, y, z)의 위치를 결정하는 방식으로 연속으로 중복 촬영된 2장 이상의 이미지를 이용해서 3D 데이터로 변환시켜 줄 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받는 경우에, 막장원격장치(120)에 구비된 비교검토기부(124)는, 해당 수신받은 막장 관측 데이터에 대해서 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 해당 수행한 결과(즉, 막장 관측 비교 및 검토 결과)를, 막장원격장치(120)에 구비된 보고서작성기부(125)에 전달해 줄 수 있다. 이에, 보고서작성기부(125)는, 비교검토기부(124)로부터 막장 관측 비교 및 검토 결과를 전달받아 도 9에 도시된 바와 같은 막장 관측 보고서(예로, 굴착면 보고서, 암판정등급 보고서(또는, RMR보고서) 등)를 작성하여 막장관리장치(130)로 전달해 줄 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 막장현장장치(110)로부터 전송되는 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받는 경우에, 비교검토기부(124)는, 해당 수신받은 막장 관측 데이터를 바탕으로 막장면에 대한 페이스 매핑(예로, 암판정)을 수행하는데, 이때 막장현장장치(110)로부터 원격 전송되는 실시간 막장 관측 데이터를 디지털페이스매핑장치에 매칭시켜 디지털 페이스 매핑을 수행하여 도 8에 도시된 바와 같은 디지털 페이스 매핑 자료를 얻을 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 비교검토기부(124)는, 막장면의 방향성 및 절리면 분석 시에, 영상변환기부(123)에서 변환시킨 3D 데이터를 이용하여 일정 크기의 암반 절계면을 기준으로 방향성을 체크하여 절계 및 절리면을 파악할 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 비교검토기부(124)는, 막장면의 방향성 분석 시에, 다각형의 위상 구조를 이용하여 불연속면의 3차원 블록을 인식하고, 이를 통해 불연속면을 파악하고, 암반면에 대한 방향성을 분석하여 예측 데이터로 활용하도록 할 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 보고서작성기부(125)는, 비교검토기부(124)에서 얻은 디지털 페이스 매핑 자료에 암질, 암종, 절리, 지하수 용출 등록 등을 기입하여 보고서를 작성하도록 할 수 있으며, 이때 RMR 암반 등급표로 정리할 수 있어 이어지는 설계에 반영되도록 사용할 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 막장원격장치(120)에 구비된 추출기부(126)에서는, 영상변환기부(123)에서 변환시킨 3D 데이터를 이용하여 도 10에 도시된 바와 같이 도면으로 도식화할 수 있으며, 이에 2D이미지를 이용한 디지털페이스매핑장치에서 적용하기 힘든 불연속명, 방향성 등의 추가 활용 가능한 데이터로 제작할 수도 있으며. 또한 기존 디지털페이스매핑장치에서 추출 및 파악이 어려운 막장면의 정보를 획득할 수 있고 별도의 3차원 스캐닝 작업이 필요한 사항을 없앨 수 있다. 이때, 도면 도식화의 경우에는, 막장면에 대한 위치와 길이, 거리 등을 계산하여 막장관리장치(130)에 적용시켜 줄 수 있으며, 면적, 체적 등의 물량 산출과 콘타라인 등을 추출하여 시공 설계에 반영하기 위한 데이터로 적용해 줄 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행함에 있어서, 추출기부(126)는, 영상변환기부(123)에서 변환시킨 3D 데이터를 바탕으로 작업자, 감독관 등의 정보 공유를 위해 3D뷰어 또는 3D PDF로 변환시켜 저장해 줄 수 있다.

상술한 단계 S112에서 막장 관측 영상(또는, 이미지) 저장, 3D 데이터로의 변환, 막장 관측 보고서 작성을 수행한 다음에, 막장원격장치(120)에서는, 해당 막장 관측 영상(또는, 이미지), 3D 데이터, 막장 관측 보고서를, 데이터베이스를 구축하고 막장 관측 데이터를 저장 및 출력하고 통합 관리하는 장치들을 포함하는 막장관리장치(130)로 전달하게 된다. 이에, 막장관리장치(130)에서는 막장원격장치(120)로부터 전달되는 막장 관측 영상(또는, 이미지), 3D 데이터, 막장 관측 보고서를 데이터베이스에 등록해 주고 통합 관리하게 된다(S113).

상술한 단계 S113에서 막장 관측 영상(또는, 이미지), 3D 데이터, 막장 관측 보고서를 등록하고 통합 관리함에 있어서, 막장관리장치(130)는, 막장원격장치(120)로부터 전달되는 3D 데이터 변환 자료를 데이터베이스에 저장하여 관리서버로 이동시켜 줄 수 있으며, 이에 현장에 투입하지 않은 감독관, 관리자 등도 파일을 열어 확인할 수 있고, 3차원 뷰어를 통해 실제 현장에 참여하여 보는 것과 같이 정보를 공유하는데 사용하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 실시간 원격 막장면 관측 방법은, 터널 시공 중 막장 관측에 대한 부분으로 원격에서 실시간으로 막장면을 관측할 수 있도록 하는 방법으로, 무선으로 이동 가능한 촬영장치를 개발하여 원격에서 막장면을 모니터링할 수 있으며, 필요한 막장면을 이미지로의 저장과 3D 변환을 통해 막장면의 추가 정보를 추출하도록 할 수 있으며, 구축 자료의 저장 및 통합 관리를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 실시간 원격 막장면 관측 방법은, 막장현장장치(110)를 구현함에 있어서, 무선 가능한 통신망을 구축하고, 통신망을 통한 무선 통신을 수행하면서 막장면을 관측 가능한 이동 차량을 형성시켜, 터널 굴착에 있어 막장면 관측(또는, 조사) 업무를 기존 관측자가 혼자 현장에서 관측하고 정보를 기입하는 업무를 대신하도록 해 줌으로써, 보다 편리하게 원격에서 실시간으로 막장면을 모니터링하도록 하여 현장 관측자 이외에 현장 담당자, 감독관 등이 정보를 공유하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 실시간 원격 막장면 관측 방법은, 막장원격장치(120)에 있어서, 원격의 현장에서 보내온 실시간 영상정보를 바탕으로 막장면에 대한 페이스 매핑(암판정) 내용과 비교 검토를 통해 누락 및 추가 정보를 확인하도록 할 수 있으며, 필요한 이미지 정보를 저장하여 디지털페이스매핑장치에 입력하여 암판정 등급(RMR보고서) 등 작성에 사용하도록 할 수 있으며, 또한 저장된 복수개의 이미지를 활용하여 3D 데이터로 변환시켜 추가 암반의 방향성, 불연속면 등을 파악하는 자료로 사용하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 실시간 원격 막장면 관측 방법은, 막장관리장치(130)에 있어서, 구축 자료에 대한 정보를 파일의 형식이나, 특징별로 구분하여 통합 관리하도록 할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 실시간 원격 막장면 관측 시스템
110: 막장현장장치
111: 통신기부
112: 영상기부
113: 관측컨트롤러부
114: 관측입력기부
115: 전송기부
120: 막장원격장치
121: 원격모니터부
122: 영상저장기부
123: 영상변환기부
124: 비교검토기부
125: 보고서작성기부
126: 추출기부
130: 막장관리장치

Claims (5)

1. 막장 관측 제어에 따라 막장 관측 영상 또는 이미지를 촬영하고 막장 관측 자료를 입력받아 막장 관측 데이터로 실시간으로 전송하는 막장현장장치; 상기 막장현장장치로부터 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아, 막장을 원격으로 모니터링하고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 저장시켜 주고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 3D 데이터로 변환시켜 주고, 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 막장 관측 보고서를 작성하는 막장원격장치; 및 상기 막장원격장치로부터 막장 관측 영상 또는 이미지, 3D 데이터, 막장 관측 보고서를 전달받아 데이터베이스에 등록하고 통합 관리하는 막장관리장치를 포함하되;
   상기 막장현장장치는, 유선 또는 무선 통신망을 통해 상기 막장원격장치와의 유선 또는 무선 데이터 통신을 수행하는 통신기부: 제어에 따라 막장 관측 영상 또는 이미지를 촬영하여 전달하는 영상기부; 상기 영상기부에 대해서 영상 또는 이미지, 조명, 포커스 측정의 제어를 수행하는 관측컨트롤러부; 막장 관측 자료를 입력받아 전달하는 관측입력기부; 및 상기 영상기부로부터 막장 관측 영상 또는 이미지를 전달받고 상기 관측입력기부로부터 막장 관측 자료를 전달받아, 막장 관측 영상 또는 이미지와 막장 관측 자료를 상기 막장원격장치로 전송하기 위한 막장 관측 데이터로 변환시켜 상기 통신기부를 통해 전송하는 전송기부를 포함하며;
   상기 영상기부는, 굴착 진행에 따라 전진 이동 가능한 차량과, 슬라이더 형식의 단독 카메라 방식을 구축할 경우, 상하좌우 제어의 따라 상하좌우로 움직여 영상 획득하기 위한 PTZ카메라와, 상기 차량의 상부면에 고정 설치되어 PTZ카메라를 이동시켜 포커싱하여 영상 획득하도록 하기 위한 포커스 슬라이더와, 상기 PTZ카메라를 상기 포커스 슬라이더에서 이동 가능하도록 설치해 주기 위한 알루미늄 하우징을 구비하며; 상기 포커스 슬라이더를 이용하여 상기 PTZ카메라를 슬라이딩시킨 후에 상하좌우로 움직이면서 촬영하며; 차량의 상부면에 고정된 두 개의 레이저 포인트를 이용하여 막장면까지의 거리를 측정하여 차량에서 원하는 위치까지 도달하고 위치를 가늠하며; 상기 레이저 포인트가 모이는 지점까지의 거리를 영상 촬영 범위로 정하며, 상기 레이저 포인트를 상기 PTZ카메라의 위치 또는 방향과 동일하게 설치하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 실시간 원격 막장면 관측 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 통신기부는,
   상기 전송기부에서 변환시킨 막장 관측 데이터를 상기 막장원격장치로 전송하고, 상기 막장원격장치로부터 수신되는 제어명령을 상기 관측컨트롤러부로 전달하는 것을 특징으로 하는 실시간 원격 막장면 관측 시스템.
   
5. 막장현장장치가 막장 관측 제어에 따라 막장 관측 영상 또는 이미지를 촬영하고 막장 관측 자료를 입력받아 막장 관측 데이터로 실시간으로 전송하는 단계; 막장원격장치가 상기 막장 관측 데이터를 실시간으로 수신받아, 막장을 원격으로 모니터링하고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 저장시켜 주고, 막장 관측 영상 또는 이미지를 3D 데이터로 변환시켜 주고, 막장 관측 비교 및 검토를 수행하여 막장 관측 보고서를 작성하는 단계; 및 막장관리장치가 상기 막장 관측 영상 또는 이미지, 상기 3D 데이터, 상기 막장 관측 보고서를 전달받아 데이터베이스에 등록하고 통합 관리하는 단계를 포함하되;
   상기 막장현장장치는, 유선 또는 무선 통신망을 통해 상기 막장원격장치와의 유선 또는 무선 데이터 통신을 수행하는 통신기부: 제어에 따라 막장 관측 영상 또는 이미지를 촬영하여 전달하는 영상기부; 상기 영상기부에 대해서 영상 또는 이미지, 조명, 포커스 측정의 제어를 수행하는 관측컨트롤러부; 막장 관측 자료를 입력받아 전달하는 관측입력기부; 및 상기 영상기부로부터 막장 관측 영상 또는 이미지를 전달받고 상기 관측입력기부로부터 막장 관측 자료를 전달받아, 막장 관측 영상 또는 이미지와 막장 관측 자료를 상기 막장원격장치로 전송하기 위한 막장 관측 데이터로 변환시켜 상기 통신기부를 통해 전송하는 전송기부를 포함하며;
   상기 영상기부는, 굴착 진행에 따라 전진 이동 가능한 차량과, 슬라이더 형식의 단독 카메라 방식을 구축할 경우, 상하좌우 제어의 따라 상하좌우로 움직여 영상 획득하기 위한 PTZ카메라와, 상기 차량의 상부면에 고정 설치되어 PTZ카메라를 이동시켜 포커싱하여 영상 획득하도록 하기 위한 포커스 슬라이더와, 상기 PTZ카메라를 상기 포커스 슬라이더에서 이동 가능하도록 설치해 주기 위한 알루미늄 하우징을 구비하며; 상기 포커스 슬라이더를 이용하여 상기 PTZ카메라를 슬라이딩시킨 후에 상하좌우로 움직이면서 촬영하며; 차량의 상부면에 고정된 두 개의 레이저 포인트를 이용하여 막장면까지의 거리를 측정하여 차량에서 원하는 위치까지 도달하고 위치를 가늠하며; 상기 레이저 포인트가 모이는 지점까지의 거리를 영상 촬영 범위로 정하며, 상기 레이저 포인트를 상기 PTZ카메라의 위치 또는 방향과 동일하게 설치하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 실시간 원격 막장면 관측 방법.

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