KR102135847B1 - 멀티 카메라를 장착한 점검 보트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 현장에서 진단 기술자가 육안으로 직접 조사하기 어려운 잔교식 항만구조물의 하부를 멀티 카메라를 장착한 점검 보트를 이용하여 손쉽게 촬영하고, 수집된 데이터를 정사영상으로 처리함으로써 구조물의 손상 상태를 도해적으로 나타내는 외관조사망도를 용이하게 작성할 수 있는 멀티 카메라를 장착한 점검 보트를 제공한다.
본 발명에 따른 멀티 카메라를 장착한 점검 보트는, 잔교식 항만구조물 하부를 촬영하기 위한 점검 보트에 있어서, 상기 점검 보트 내 소정 위치에 설치되는 촬영석; 상기 촬영석 전면에 설치되는 모니터; 상기 점검 보트 중앙부 바닥면에 고정된 베이스 플레이트에 고정 결합되는 복수의 짐벌; 상기 짐벌에 착탈 가능하게 결합되는 멀티 카메라; 상기 점검 보트의 선미측에 설치되는 복수의 자이로 스태빌라이저; 상기 점검 보트의 측방에 설치되는 LED 조명부; 및 상기 점검 보트의 좌우 뱃전 외부에 착탈 가능하게 결합되는 알루미늄 재질의 부력 보조 부재를 포함한다.

Description

멀티 카메라를 장착한 점검 보트{INSPECTION BOAT EQUIPPED WITH MULTI-CAMERAS}
본 발명은 잔교식 항만 구조물의 안전 점검 및 진단에 관한 기술로, 더욱 상세하게는 멀티 카메라를 장착한 점검보트를 이용하여 잔교식 항만구조물의 영상 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 정사영상으로 처리함으로써 구조물의 손상 상태를 도해적으로 나타내는 외관조사망도를 용이하게 작성할 수 있는 멀티 카메라를 장착한 점검 보트에 관한 것이다.
삼풍백화점, 성수대교 붕괴사고와 같이 건물, 교량, 댐 및 항만구조물 등과 같은 사회 기반 시설물은 사용연한의 경과와 하중 증가로 인해 균열과 열화가 발생되고, 손상이 더 진행되는 경우에는 시설물의 변형이나 붕괴를 가져올 수 있다.
이와 같은 사회 기반 시설물의 변형이나 붕괴를 방지하기 위해서는 손상의 발생 여부와 상태 등을 주기적으로 점검하고 진행성 여부를 지속적으로 모니터링 할 필요가 있다.
“시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법”에 따라 사회 기반 시설물은 주기적으로 안전점검 및 정밀안전진단이 시행되고 있으며, 정밀점검 및 정밀안전진단 시에 시설물의 외관상태를 정밀하게 관측하여 이를 외관조사망도에 작성토록 되어 있다.
현재 잔교식 항만구조물은 우리나라에 190여 개소가 공용 중에 있고, 점검 및 진단 비용으로 매 년 수백억원의 예산이 투입되고 있으며, 환경적 특성상 염해에 의해 손상이 빠르게 진행되어 보수 보강 또한 빈번하게 이루어지고 있다.
지금까지 잔교식 항만구조물에 대한 외관조사는 보트나 폰툰(pontoon)을 이용하여 전문가가 육안으로 관측한 결과를 야장에 기록하고, 내업을 통해 외관조사망도를 캐드프로그램으로 작성하여 보고하는 방법으로 이루어져 왔다.
그러나 종래의 방법에 따른 외관조사는 전문가의 주관적 판단에 의존해야 한다는 점과 진단 기술자의 안전사고 우려가 있다는 점, 조사해야할 시설물이 방대하다는 점 그리고 시간과 비용이 많이 소요된다는 점 등에서 보다 안전하고 간편하며 정확하게 조사할 수 있는 획기적인 방법이 필요한 실정이다.
특히 잔교식 항만구조물의 외관조사를 수행하기 위해 조사자가 보트나 폰툰 등을 이용할 때 파랑으로 인한 집중력 저하로 인해 야장 조사 결과의 정확도가 떨어지기 때문에 영상 데이터의 수집을 통한 객관적인 데이터의 축적이 반드시 필요하다.
한국 특허등록번호 제10-2052203호(2019. 11. 28. 등록) 한국 특허등록번호 제10-1843923호(2018. 03. 26. 등록) 한국 특허등록번호 제10-1456565호(2014. 10. 31. 등록) 한국 특허등록번호 제10-1526191호(2015. 06. 01. 등록)
본 발명은 현장에서 진단 기술자가 육안으로 직접 조사하기 어려운 잔교식 항만구조물의 하부를 멀티 카메라를 장착한 점검 보트를 이용하여 손쉽게 촬영하고, 수집된 데이터를 정사영상으로 처리함으로써 구조물의 손상 상태를 도해적으로 나타내는 외관조사망도를 용이하게 작성할 수 있는 멀티 카메라를 장착한 점검 보트를 제공함에 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 고성능의 동요억제장치가 장착된 점검 보트와 자이로스코프 원리를 이용하여 멀티 카메라의 흔들림이 방지되어야 한다. 다음으로 잔교식 항만구조물의 외관조사 주행 경로를 따라 구조물 하부의 전후면과 좌우측면 및 상면을 정확하고 선명하게 촬영할 수 있는 멀티 카메라의 배치 구조가 제시되어야 한다. 마지막으로 촬영된 영상 데이터를 점검보트에 장착된 화면을 통해 확인하고, 수집된 데이터를 외관조사망도로 작성하기 편리하도록 정사영상으로 편집할 수 있어야 한다.
본 발명에 따른 멀티 카메라를 장착한 점검 보트는, 잔교식 항만구조물 하부를 촬영하기 위한 점검 보트에 있어서, 상기 점검 보트 내 소정 위치에 설치되는 촬영석; 상기 촬영석 전면에 설치되는 모니터; 상기 점검 보트 중앙부 바닥면에 고정된 베이스 플레이트에 고정 결합되는 복수의 짐벌; 상기 짐벌에 착탈 가능하게 결합되는 멀티 카메라; 상기 점검 보트의 선미측에 설치되는 복수의 자이로 스태빌라이저; 상기 점검 보트의 측방에 설치되는 LED 조명부; 및 상기 점검 보트의 좌우 뱃전 외부에 착탈 가능하게 결합되는 알루미늄 재질의 부력 보조 부재를 포함한다.
바람직하게는, 상기 복수의 자이로 스태빌라이저는, 상기 점검 보트의 전방 진행방향을 기준으로 좌우방향으로 이어지는 피치축의 동요를 감쇠시키는 피칭용 스태빌라이저; 상기 점검 보트의 수평면을 기준으로 상하 방향으로 이어진 요축의 동요를 감쇠시키는 요잉용 스태빌라이저; 및 상기 점검 보트의 전방 진행방향을 기준으로 전후방향으로 이어진 롤축의 동요를 감쇠시키는 롤링용 스태빌라이저를 포함한다.
바람직하게는, 상기 복수의 짐벌은 적어도 5개 이상의 3축 짐벌을 포함한다.
바람직하게는, 상기 멀티 카메라는, 상기 베이스 플레이트 상부면 중앙에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 상면 촬영용 카메라; 상기 베이스 플레이트 상부면 전방에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 전면 촬영용 카메라; 상기 베이스 플레이트 상부면 후방에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 후면 촬영용 카메라; 상기 베이스 플레이트 상부면 좌측방에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 좌측면 촬영용 카메라; 및 상기 베이스 플레이트 상부면 우측방에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 우측면 촬영용 카메라를 포함한다.
바람직하게는, 소정 거리에 위치하는 복수의 시설물과의 거리를 측정하기 위한 거리측정부를 더 포함하고, 상기 거리측정부는 제1 내지 제4 거리측정기를 포함하고, 상기 제1 내지 제4 거리측정기는 상면 촬영용 카메라가 고정되는 3축 짐벌의 축으로부터 동일 거리에, 상이한 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 내지 제4 거리측정기는 각각 시설물과의 거리를 측정한 제1 내지 4 거리측정신호를 출력하며, 제어부는 상기 제1 내지 제4 거리측정신호의 편차가 소정 값 이하이면 촬영가능신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 멀티 카메라로부터 출력되는 영상 데이터를 정사영상 데이터로 변환할 수 있다.
본 발명에 따르면, 잔교식 항만 구조물 등과 같은 대형 콘크리트 구조물의 정밀점검 또는 정밀안전진단 시에 진단 기술자가 보트를 타고 육안으로 관측한 결과를 야장에 직접 스케치하는 종래의 진단 방법 대신 멀티 짐벌 카메라를 장착한 안정적인 점검 보트를 이용하여 촬영된 영상 데이터의 분석을 통해 외관조사망도를 작성함으로써 기존 진단 방법의 부정확성과 주관성을 배제할 수 있다.
본 발명에 따르면, 잔교식 항만 구조물의 외관조사에 전문지식을 갖춘 기술 인력을 투입하지 않고도 보트 조종과 촬영 기술을 습득한 기능 인력만으로도 진단업무를 충분히 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장시간에 걸친 점검자의 상부 관찰로 인한 부담을 경감시켜 주고 인력조사의 2배 정도의 속도로 조사가 가능함으로써 점검의 효율화에 따른 사회적 비용의 절감 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 따르면, 잔교식 항만 구조물의 객관적인 영상 데이터를 축적하여 데이터베이스화 할 수 있는 시스템을 제공함으로써 관리주체의 담당자가 교체되어도 정량적으로 열화상태를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, “기반시설관리법”에 따라 시행되는 사회간접자본 시설의 점검 및 유지관리에 기술적 관점과 경제적 관점에서 큰 기여를 할 수 있다.
도 1은 일반적인 잔교식 항만구조물을 나타내는 도면,
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 카메라를 장착한 점검보트 평면도,
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 카메라를 장착한 점검보트 측면도,
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 짐벌과 결합된 멀티 카메라부 평면도,
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 짐벌과 결합된 멀티 카메라부 측면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 잔교식 항만구조물의 평면도 상 점검보트의 진행 경로를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 카메라의 촬영 방향과 범위를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 거리측정부 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 5개면을 촬영한 영상 데이터를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 복수 지점의 데이터를 정사영상으로 처리한 결과를 나타낸 도면,
도 9a는 본 발명의 일실시예에 따른 잔교식 항만구조물의 전경 사진,
도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 잔교식 항만구조물의 하부 사진,
도 9c는 본 발명의 일실시예에 따른 잔교식 항만구조물의 손상 상태 사진, 및
도 9d는 본 발명의 일실시예에 따른 짐벌 카메라 사진이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에" 또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함한다.
이와 같은 방법을 제공하기 위해서는 먼저 고성능의 동요억제장치가 장착된 점검용 보트의 제작 방법과 자이로스코프 원리를 이용한 흔들림 방지용 멀티 카메라의 부착 방법에 대한 과제를 해결해야 한다. 다음으로 잔교식 항만구조물의 외관조사 주행 경로를 따라 구조물 하부의 전후면과 좌우측면 및 상면을 정확하고 선명하게 촬영할 수 있는 멀티 카메라의 배치 구조를 발명함이 필요하다. 마지막으로 촬영된 영상 데이터를 점검보트에 장착된 화면을 통해 확인하고, 수집된 데이터를 외관조사망도로 작성하기 편리하도록 정사영상으로 편집할 수 있는 시스템을 마련하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 멀티 카메라 장착 보트를 이용한 잔교식 항만구조물의 영상데이터 수집 및 외관조사망도 작성에는 고성능의 동요억제장치에 의해 점검보트의 흔들림을 억제할 수 있도록 특수 제작된 2인용 점검 보트(boat), 잔교 하부의 전후면과 좌우측 및 상면을 촬영할 수 있는 멀티 짐벌(Gimbal) 카메라 및 수집된 데이터를 외관조사망도로 작성하기 편리하도록 정사영상 변환 기술이 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따른 외관조사를 위한 점검 보트는 조사자의 집중력 향상과 고품질의 영상 촬영을 위해 바닷물의 출렁임과 바람의 영향으로 인한 흔들림을 완화시키도록 자이로 스태빌라이저(gyro-satbilizer)를 장착할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 점검 보트에 장착되는 자이로 스태빌라이저는 원형상의 구 안에 무거운 무게추를 고속으로 회전시켜 원심력을 얻고 점검보트의 자세가 불안정해지면 센서가 구의 위치를 조정해서 회전으로 생기는 원심력의 토크를 이용해 점검보트의 흔들림을 제어하는 원리를 이용한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 멀티 카메라를 장착한 점검 보트 및 이를 이용한 잔교식 항만구조물의 영상 데이터 수집 및 외관조사망도 작성 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 잔교식 항만구조물을 나타내는 도면으로서, 잔교식 항만구조물(10)은 선박을 접안할 수 있도록 항만에 직각에 가깝게 만들어 놓은 교량처럼 생긴 구조물이다. 잔교식 항만구조물(10)은 해상에 파일을 박고, 그 위에 콘크리트 재질의 상부시설을 설치하여 만들어지며, 콘크리트 바닥판(110), 가로보(120), 세로보(130) 및 강관말뚝(140)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 점검 보트(20)를 이용하여 콘크리트 바닥판(110)의 저면과 가로보(120), 세로보(130) 및 수중 위로 노출된 강관파일(140)이 촬영대상이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 카메라를 장착한 점검보트 평면도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 카메라를 장착한 점검보트 측면도이다.
본 발명에 따른 점검 보트(20)에 설치되는 자이로 스태빌라이저(70)는 피칭(pitching)용 스태빌라이저(71), 요잉(yawing)용 스태빌라이저(73), 및 롤링(rolling)용 스태빌라이저(75)를 포함한다.
피칭(pitching)용 스태빌라이저(71)는 점검 보트(20)의 전방 진행방향을 기준으로 좌우방향으로 이어지는 피치축의 동요를 운항 또는 정지 중에 감쇠시킬 수 있다.
요잉(yawing)용 스태빌라이저(73)는 점검 보트(20)의 수평면을 기준으로 상하 방향으로 이어진 요축의 동요를 운항 또는 정지 중에 감쇠시킬 수 있다.
롤링(rolling)용 스태빌라이저(75)는 점검 보트(20)의 전방 진행방향을 기준으로 전후방향으로 이어진 롤축의 동요를 운항 또는 정지 중에 감쇠시킬 수 있다.
한편, 피칭(pitching)용 스태빌라이저(71), 요잉(yawing)용 스태빌라이저(73), 및 롤링(rolling)용 스태빌라이저(75)는 각각 선체의 고정되는 베이스 블록 상에 설치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 점검 보트(20)는 알루미늄 재질로 제작되어 경량화될 수 있고, 좌우 뱃전 외부에 부력보조부재(90)를 고정하여 발생하는 부력을 이용함과 아울러 파도에 의한 점검 보트(20)의 동요를 감쇠할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 부력보조부재(90)의 형상은 원통형상 또는 수평면상 직경이 수직면상 직경보다 긴 타원형상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 점검 보트(20)는 적어도 2개 이상의 좌석을 확보할 수 있도록 설계되며, 좌측은 조종석(40), 우측은 촬영석(30)으로 구성될 수 있다. 그리고 촬영석(30)의 전면에는 촬상 이미지를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 모니터(50)가 배치된다. 또한 본 발명의 일실시예에 따른 점검 보트(20)는 전후면부와 좌우측면부 및 상면을 향하여 조사할 수 있는 최소 5개 이상의 LED 조명부(80)가 배치될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 짐벌과 결합된 멀티 카메라부 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 짐벌과 결합된 멀티 카메라부 측면도이다.
잔교식 항만구조물(10)의 하부를 점검 보트(20)의 주행경로를 따라 촬영하기 위한 멀티 카메라(60)를 수평으로 안정적으로 유지함으로써 영상의 흔들림이나 기울임을 물리적으로 해소하기 위하여 관절로 이루어진 금속막대의 짐벌 장치가 필요하다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 3개의 회전축으로 구성된 3축 짐벌(100, 3-Axis gimbal)은 베이스 플레이트(66) 위에 볼트 결합되거나 용접 결합될 수 있고, 멀티 카메라(60: 61, 62, 63, 64, 65)가 3축 짐벌(100, 3-Axis gimbal)의 상면에 볼트 결합 또는 끼움 결합될 수 있다. 베이스 플레이트(66)는 선체의 바닥면 상에 볼트 결합되거나 용접 결합될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 멀티 카메라(60: 61, 62, 63, 64, 65)는 점검 보트(20)의 진행방향을 기준으로 5개면을 촬영할 수 있다. 예컨대, 멀티 카메라(60)는 상면 촬영용 카메라(61), 전면 촬영용 카메라(62), 후면 촬영용 카메라(63), 좌측면 촬영용 카메라(64), 및 우측면 촬영용 카메라(65)를 포함할 수 있고, 잔교식 항만 구조물(10) 하부의 전후면과 좌우측면 및 상면을 촬영할 수 있다.
여기서, 상면 촬영용 카메라(61)는 다른 4개의 카메라에 비해 상대적으로 높은 위치에 배치된다. 즉, 상면 촬영용 카메라(61)가 고정된 짐벌(100)의 높이가 다른 4개의 카메라가 고정된 짐벌(100)의 높이보다 상대적으로 높다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 촬영용 카메라는 고성능 DSLR방식의 디지털 카메라를 채택하며, 초점거리가 표준화각(50mm)에 비해 상대적으로 짧은 광각렌즈(28mm)를 장착함으로써 촬영거리에 비해 넓은 면적을 촬영할 수 있다. 이 때 이미지 중앙에서 바깥쪽으로 가면서 휘며 코너가 압축되는 현상인 베럴 디스토션(Barrel Distotion)은 정사영상 처리를 통해 보정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 멀티 카메라가 장착된 점검 보트에 의해 촬영된 잔교식 항만구조물의 영상 데이터는 외관조사망도를 작성하기 쉽도록 단면별로 정사영상으로 처리한다. 피사체의 형상에 따라 발생하는 사진 상의 왜곡을 보정하여 동일 축적이 되도록 하는 정사영상의 처리는 상용 프로그램(예: 포토스캔, FIX4D, 벤틀리)을 이용하며, 영상 정합과 색상보정 등의 이미지 보정 처리를 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 잔교식 항만구조물(10)의 평면도 상 점검 보트(20)의 진행 경로를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 잔교식 항만구조물(10)의 간조위 시간에 맞추어 진입한 점검 보트(20)는 지점 1의 전후면과 좌우측면 및 상면의 5개 단면을 촬영한 후에 지점 2로 이동하여 동일한 방식으로 5개 단면을 촬영하고 지점 3, 지점 4, 지점 5, 지점 6, 지점 7, 지점 8까지 반복 수행한다. 이후 구조물을 벗어나 지점 16으로 재진입후에 같은 방법으로 마지막 지점까지 촬영 업무를 수행한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 카메라의 촬영 방향과 범위를 나타낸 도면이다.
촬영석(30)에 위치한 촬영자는 유선 또는 무선의 촬영 버튼으로 각 단면을 촬영하게 되며, 촬상 이미지 데이터는 모니터(50)에 디스플레이된다. 멀티 카메라(60)는 고성능 DSLR 방식의 디지털 카메라이며, 초점거리가 표준화각(50mm)에 비해 짧은 광각랜즈(28mm)를 사용하여 촬영거리에 비해 상대적으로 넓은 면적을 촬영할 수 있다. 이 때 이미지 중앙에서 바깥쪽으로 가면서 휘며 코너가 압축되는 현상인 베럴 디스토션(Barrel Distotion)은 정사영상 처리 단계에서 보정할 수 있다.
한편, 점검 보트(20) 상에서 각 단면을 촬영할 때, 점검 보트(20)를 지점 내의 정중앙에 위치시킨 상태에서 각 단면을 촬영함으로써 단면 이미지의 왜곡을 최소화할 필요가 있다. 이를 위하여 도 6과 같은 거리측정부(85)가 점검 보트(20)에 설치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 거리측정부 모식도이다.
본 발명에 따르면, 점검 보트(20)의 거리측정부(85)가 상면 촬영용 카메라(61) 고정용 짐벌 축 상에 고정될 수 있고, 거리측정부(85)는 제1 내지 제4 거리측정기(85-1, 85-2, 85-3, 85-4)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 내지 제4 거리측정기(85-1, 85-2, 85-3, 85-4)는 각각 전방 우측 강관 파일, 전방 좌측 강관 파일, 후방 좌측 강관 파일, 그리고 후방 우측 강관 파일과의 거리를 측정할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 거리측정기(85-1, 85-2, 85-3, 85-4)는 상면 촬영용 카메라(61) 고정용 짐벌 축이 고정 결합된 베이스 플레이트의 네 모서리에 고정될 수 있다.
제어부(미도시)는 제1 내지 제4 거리측정기(85-1, 85-2, 85-3, 85-4)로부터 출력되는 제1 내지 제4 거리측정신호의 편차가 소정 값 이하이면 촬영가능신호를 모니터(50)에 디스플레이 한다. 촬영가능신호가 모니터(50)에 디스플레이 되면, 촬영자는 멀티 카메라(60)를 조작하여 각 단면을 촬영한다. 여기서, 거리측정기로 레이저 거리 측정기가 사용될 수 있다.
제어부(미도시)는 제1 내지 제4 거리측정기(85-1, 85-2, 85-3, 85-4)의 방향을 자동 또는 수동으로 개별적으로 전환할 수 있다. 예컨대, 잔교식 항만구조물(10)의 각 지점이 정사각형상 또는 직사각형상일 수 있고, 직사각형상이라 하더라도 종횡비가 다를 수 있는데, 이 때에는 제1 내지 제4 거리측정기(85-1, 85-2, 85-3, 85-4)의 방향이 전환되어야 한다. 이를 위하여 제1 내지 제4 거리측정기(85-1, 85-2, 85-3, 85-4)가 전방 우측 강관 파일, 전방 좌측 강관 파일, 후방 좌측 강관 파일, 그리고 후방 우측 강관 파일을 추적하도록 제어부가 제어할 수 있거나 촬영자가 인터페이스를 조작하여 제1 내지 제4 거리측정기(85-1, 85-2, 85-3, 85-4)의 방향을 전환할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 5개면 영상 데이터를 나타낸 도면이다.
도 7a의 상면 촬영 데이터는 콘크리트 바닥판(110)의 하면을 촬영하는 경우의 영상 데이터이고, 도 7b와 도 7c의 전면 및 후면 촬영 데이터는 가로보(120)와 강관파일(140)을 촬영하는 경우의 영상 데이터이고, 도 7d와 도 7e의 좌측면 및 우측면 촬영 데이터는 세로보(130)와 강관파일(14)을 촬영하는 경우의 영상 데이터이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 복수 지점의 데이터를 정사영상으로 처리한 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 지점 1로부터 지점 8까지의 데이터를 정사영상으로 처리한 결과를 나타낸 도면이다. 점검 보트(20)에 장착된 멀티 카메라(60)가 촬영한 잔교식 항만구조물(10)의 영상 데이터는 외관조사망도의 작성을 용이하게 하기 위해서 각각의 단면별로 정사영상으로 처리될 수 있다. 피사체의 형상에 따라 발생하는 사진 상의 왜곡을 보정하여 동일 축적이 되도록 하는 정사영상의 처리는 상용 프로그램(예: 포토스캔, FIX4D, 벤틀리)을 이용하며, 영상 정합과 색상보정 등의 이미지 보정 처리를 수행할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 일실시예에 따른 잔교식 항만구조물의 전경 사진이고, 도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 잔교식 항만구조물의 하부 사진이고, 도 9c는 본 발명의 일실시예에 따른 잔교식 항만구조물의 손상 상태 사진이고, 및 도 9d는 본 발명의 일실시예에 따른 짐벌 카메라 사진이다.
도 9에서 보는 바와 같이 잔교식 항만구조물은 콘크리트 바닥판(110), 가로보(120), 세로보(130) 및 강관파일(140) 등으로 구성되며, 환경적 특성 상 바닷물과 접하기 때문에 염해에 의해 비교적 열화가 빠르게 진행되는 경우가 많다. 따라서 본 발명에 따른 영상 데이터의 수집을 통한 객관적인 데이터의 축적은 종래 방법의 단점을 크게 보완할 수 있다. 결론적으로 본 발명은 현장에서 진단 기술자가 육안으로 직접 조사하기 어려운 잔교식 항만구조물의 하부를 멀티 카메라를 장착한 보트를 이용하여 손쉽게 촬영하고, 수집된 영상 데이터를 정사영상으로 제작하여 보다 합리적으로 안전진단을 수행할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 잔교식 항만구조물 20 : 점검보트
30 : 촬영석 40 : 조종석
50 : 모니터 60 : 멀티 카메라
61 : 상면 촬영용 카메라 62 : 전면 촬영용 카메라
63 : 후면 촬영용 카메라 64 : 좌측면 촬영용 카메라
65 : 우측면 촬영용 카메라 66 : 베이스 플레이트
70 : 자이로 스태빌라이저 80 : LED 조명
85: 거리측정부 90 : 부력 보조 부재
100 : 3축 짐벌(3-Axis gimbal)
110 : 콘크리트 바닥판 120 : 가로보
130 : 세로보 140 : 강관파일

Claims (7)

  1. 잔교식 항만구조물 하부를 촬영하기 위한 점검 보트에 있어서,
    상기 점검 보트 내 소정 위치에 설치되는 촬영석; 상기 촬영석 전면에 설치되는 모니터; 상기 점검 보트 중앙부 바닥면에 고정된 베이스 플레이트에 고정 결합되는 복수의 짐벌; 상기 짐벌에 착탈 가능하게 결합되는 멀티 카메라; 상기 점검 보트의 선미측에 설치되는 복수의 자이로 스태빌라이저; 상기 점검 보트의 측방에 설치되는 LED 조명부; 상기 점검 보트의 좌우 뱃전 외부에 착탈 가능하게 결합되는 알루미늄 재질의 부력 보조 부재; 및 소정 거리에 위치하는 복수의 시설물과의 거리를 측정하기 위한 거리측정부를 포함하고,
    상기 복수의 자이로 스태빌라이저는, 상기 점검 보트의 전방 진행방향을 기준으로 좌우방향으로 이어지는 피치축의 동요를 감쇠시키는 피칭용 스태빌라이저; 상기 점검 보트의 수평면을 기준으로 상하 방향으로 이어진 요축의 동요를 감쇠시키는 요잉용 스태빌라이저; 및 상기 점검 보트의 전방 진행방향을 기준으로 전후방향으로 이어진 롤축의 동요를 감쇠시키는 롤링용 스태빌라이저를 포함하고,
    상기 복수의 짐벌은 적어도 5개 이상의 3축 짐벌을 포함하고,
    상기 거리측정부는 제1 내지 제4 거리측정기를 포함하고, 상기 제1 내지 제4 거리측정기는 상면 촬영용 카메라가 고정되는 3축 짐벌의 축으로부터 동일 거리에, 상이한 방향을 향하도록 배치되는 것
    는 것을 특징으로 하는 멀티 카메라를 장착한 점검 보트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 멀티 카메라는,
    상기 베이스 플레이트 상부면 중앙에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 상면 촬영용 카메라;
    상기 베이스 플레이트 상부면 전방에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 전면 촬영용 카메라;
    상기 베이스 플레이트 상부면 후방에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 후면 촬영용 카메라;
    상기 베이스 플레이트 상부면 좌측방에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 좌측면 촬영용 카메라; 및
    상기 베이스 플레이트 상부면 우측방에 고정되는 3축 짐벌에 고정되는 우측면 촬영용 카메라
    를 포함하는 멀티 카메라를 장착한 점검 보트.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 거리측정기는 각각 시설물과의 거리를 측정한 제1 내지 4 거리측정신호를 출력하며,
    제어부는 상기 제1 내지 제4 거리측정신호의 편차가 소정 값 이하이면 촬영가능신호를 출력하는 것
    을 특징으로 하는 멀티 카메라를 장착한 점검 보트.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 상기 멀티 카메라로부터 출력되는 영상 데이터를 정사영상 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 멀티 카메라를 장착한 점검 보트.
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