KR102153489B1 - 3d 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3D 이지미 분석 기반의 다짐도 평가시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흙의 다짐도를 평가할 장소에 설치되어 3D 이미지 분석을 통해 흙의 다짐도를 평가하여 사용자단말기로 전송해주는 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 3D 이지미 분석 기반의 다짐도 평가시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흙의 다짐도를 평가할 장소에 설치되어 3D 이미지 분석을 통해 흙의 다짐도를 평가하여 사용자단말기로 전송해주는 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템에 관한 것이다.
도로 및 철도 분야 등에서는 노상, 노체, 노반의 상대 다짐도(relative compaction)를 평가하기 위한 방법 중 하나로 모래 치환법에 의한 흙의 밀도 시험 방법(KS F 2311)이 주로 사용된다.
종래의 방법에서는 시험 구멍에서 파낸 흙의 무게, 부피, 함수비를 측정하여 흙의 건조단위중량을 계산한다. 시험구멍에서 파낸 흙의 무게와 함수비는 저울, 건조로를 이용하여 측정하며, 시험 과정이 간단하여 작업자에 따른 시험 결과의 차이가 크지 않다. 그러나 채취한 흙의 부피는 측정을 위한 준비과정 및 실험 수행 과정이 복잡하여 작업자의 숙련도에 따라 결과가 크게 변할 가능성이 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 흙의 다짐도를 평가할 장소에 설치되어 3D 이미지 분석을 통해 흙의 다짐도를 평가하여 사용자단말기로 전송해주는 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템은 흙의 다짐도를 평가할 장소에 설치되어 3D 이미지 분석을 통해 흙의 다짐도를 산출하는 다짐도 산출장치(100); 및 상기 다짐도 산출장치(100)가 산출한 흙의 다짐도를 전송받는 사용자단말기(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 다짐도 산출장치(100)는, 흙의 다짐도를 평가할 장소에 고정 설치되어, 다짐도를 평가할 위치의 좌표정보, 흙의 채취 전의 표면 이미지 및 흙의 채취 후의 표면 이미지를 획득하는 입력장치부(110); 상기 채취된 흙의 무게, 함수비 및 최대건조단위중량이 입력되는 파라미터 입력부(120); 상기 입력장치부(110)가 획득한 좌표정보 및 이미지를 통해 흙의 부피를 산출하는 이미지 신호처리부(130); 상기 파라미터 입력부(120)에 입력된 흙의 무게, 함수비 및 최대건조단위중량과 상기 이미지 신호처리부(130)가 산출한 흙의 부피를 통해 흙의 다짐도를 산출하는 다짐도 산출부(140); 및 상기 좌표정보, 표면 이미지, 흙의 무게, 함수비, 최대건조단위중량, 흙의 부피 및 흙의 다짐도를 상기 사용자단말기(200)로 통신부(160)를 통해 전송해주는 제어부(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 이미지 신호처리부(130)는, 상기 입력장치부(110)가 획득한 흙의 채취 전의 표면 이미지의 픽셀과 흙의 채취 후의 표면 이미지의 각각의 픽셀에 동일한 2차원 평면 좌표(X, Y)를 할당하는 좌표할당부(131); 이미지 분석을 실시하여 상기 좌표할당부(131)가 할당한 두 이미지의 모든 좌표(X, Y)에 3차원 표고값을 획득하는 표고값획득부(132); 상기 표고값획득부(132)가 획득한 흙 채취 전의 표면 이미지의 표고값과 흙 채취 후의 표면 이미지의 표고값의 차를 통해 모든 좌표(X, Y)의 표고 변화를 계산하는 표고변화계산부(133); 및 상기 표고변화계산부(133)가 계산한 모든 좌표(X, Y)의 표고 변화에 미소면적을 곱하여 미소면적당 채취한 흙의 미소부피를 구한 뒤 상기 미소부피의 총합을 구해 흙의 부피를 계산하는 부피산출부(134)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 미소면적은, 좌표(X, Y)의 픽셀 간격 당 실제거리를 선형함수로 내삽(Interpolation)하여 결정한 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제어부(150)는, 상기 사용자단말기(200)로 상기 좌표정보, 표면 이미지, 흙의 무게, 함수비, 최대건조단위중량, 흙의 부피 및 흙의 다짐도를 전송해줌에 있어서, 상기 사용자단말기(200)의 저장용량이 부족할 경우 상기 표면 이미지는 제외하고 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템은 흙의 다짐도를 평가할 장소에 설치되어 3D 이미지 분석을 통해 흙의 다짐도를 평가하여 사용자단말기로 전송해주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 평가시스템의 블록구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 산출장치의 블록구성도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 신호처리부의 블록구성도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 평가시스템을 통한 흙의 다짐도 평가방법 순서도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 산출장치의 흙의 다짐도 산출방법 순서도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 신호처리부의 흙의 부피 산출방법 순서도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 산출장치의 블록구성도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 신호처리부의 블록구성도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 평가시스템을 통한 흙의 다짐도 평가방법 순서도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 산출장치의 흙의 다짐도 산출방법 순서도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 신호처리부의 흙의 부피 산출방법 순서도
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구성될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우만이 아니라, 다른 부분을 통해 “간접적으로 연결”되는 경우도 포함하여 어떤 부분이 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 평가시스템의 블록구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템은 흙의 다짐도를 평가할 장소에 설치되어 3D 이미지 분석을 통해 흙의 다짐도를 산출하는 다짐도 산출장치(100)와 상기 다짐도 산출장치(100)가 산출한 흙의 다짐도를 전송받는 사용자단말기(200)를 포함하여 구성된다.
상기 다짐도 산출장치(100)와 사용자단말기(200)의 통신은 바람직하게 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 개인 근거리 무선통신(Personal Area Network; PAN), 이동 통신망(mobile radio communication network) 또는 위성 통신망 등과 같은 모든 종류의 유무선 네트워크로 구현될 수 있다.
또한, 상기 사용자단말기(200)는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 테블릿 컴퓨터(tablet computer), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 단말기 일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 산출장치의 블록구성도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 신호처리부의 블록구성도이다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 다짐도 산출장치(100)는 흙의 다짐도를 평가할 장소에 고정 설치되어, 다짐도를 평가할 위치의 좌표정보, 흙의 채취 전의 표면 이미지 및 흙의 채취 후의 표면 이미지를 획득하는 입력장치부(110)와 상기 채취된 흙의 무게, 함수비 및 최대건조단위중량이 입력되는 파라미터 입력부(120)와 상기 입력장치부(110)가 획득한 좌표정보 및 이미지를 통해 흙의 부피를 산출하는 이미지 신호처리부(130)와 상기 파라미터 입력부(120)에 입력된 흙의 무게, 함수비 및 최대건조단위중량과 상기 이미지 신호처리부(130)가 산출한 흙의 부피를 통해 흙의 다짐도를 산출하는 다짐도 산출부(140) 및 상기 좌표정보, 표면 이미지, 흙의 무게, 함수비, 최대건조단위중량, 흙의 부피 및 흙의 다짐도를 상기 사용자단말기(200)로 통신부(160)를 통해 전송해주는 제어부(150)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 이미지 신호처리부(130)는 좌표할당부(131), 표고값획득부(132), 표고변화계산부9134) 및 부피산출부(134)를 더 포함한다.
상기 입력장치부(110)는 바람직하게 흙의 다짐도를 평가할 흙의 표면 이미지를 획득하기 위한 카메라센서와 흙의 다짐도를 평가할 위치의 좌표정보를 획득하기 위한 GPS센서를 포함할 수 있으며, 상기 좌표정보는 위도와 경도를 포함한다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템을 통한 흙의 다짐도 평가방법에 대해서 도 4 내지 6을 통해서 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 평가시스템을 통한 흙의 다짐도 평가방법 순서도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템을 통한 흙의 다짐도 평가방법은 다짐도 산출장치(100)가 흙의 다짐도를 평가할 장소에 설치되어 3D 이미지 분석을 통해 흙의 다짐도를 산출하는 단계(S100)와 사용자단말기(200)가 상기 다짐도 산출장치(100)가 산출한 흙의 다짐도를 전송받는 단계(S200)로 이루어진다.
상기 단계(S100)에 대해서 좀 더 자세하게 살펴보면, 도 5와 같다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다짐도 산출장치의 흙의 다짐도 산출방법 순서도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 단계(S100)는 입력장치부(110)가 흙의 다짐도를 평가할 장소에 고정 설치되어, 다짐도를 평가할 위치의 좌표정보, 흙의 채취 전의 표면 이미지 및 흙의 채취 후의 표면 이미지를 획득하는 단계(S110)를 포함한다.
다음으로 상기 단계(S100)는 파라미터 입력부(120)에 상기 채취된 흙의 무게, 함수비 및 최대건조단위중량이 입력되는 단계(S120)를 포함한다.
다음으로 상기 단계(S100)는 이미지 신호처리부(130)가 상기 입력장치부(110)가 획득한 좌표정보 및 이미지를 통해 흙의 부피를 산출하는 단계(S130)를 포함한다.
상기 단계(S130)는 흙의 부피 산출을 위한 하나 이상의 단계를 더 포함하는데, 상기 단계(S130)에 대해서 좀 더 자세하게 살펴보면, 도 6과 같다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 신호처리부의 흙의 부피 산출방법 순서도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 단계(S130)는 좌표할당부(131)가 상기 입력장치부(110)가 획득한 흙의 채취 전의 표면 이미지의 픽셀과 흙의 채취 후의 표면 이미지의 각각의 픽셀에 동일한 2차원 평면 좌표(X, Y)를 할당하는 단계(S131)와 표고값획득부(132)가 이미지 분석을 실시하여 상기 좌표할당부(131)가 할당한 두 이미지의 모든 좌표(X, Y)에 3차원 표고값을 획득하는 단계(S132)와 표고변화계산부(133)가 상기 표고값획득부(132)가 획득한 흙 채취 전의 표면 이미지의 표고값과 흙 채취 후의 표면 이미지의 표고값의 차를 통해 모든 좌표(X, Y)의 표고 변화를 계산하는 단계(S133)와 부피산출부(134)가 상기 표고변화계산부(133)가 계산한 모든 좌표(X, Y) 각각의 표고 변화에 미소면적을 곱하여 미소면적당 채취한 흙의 미소부피를 구한 뒤 상기 미소부피의 총합을 구해 흙의 부피를 계산하는 단계(S134)를 포함한다.
상기 단계(S134)에서 상기 미소면적은 좌표(X, Y)의 픽셀 간격 당 실제거리를 선형함수로 내삽(Interpolation)하여 결정한 값을 의미한다.
다음으로 상기 단계(S100)는 다짐도 산출부(140)가 상기 파라미터 입력부(120)에 입력된 흙의 무게, 함수비 및 최대건조단위중량과 상기 이미지 신호처리부(130)가 산출한 흙의 부피를 통해 흙의 다짐도를 산출하는 단계(S140)를 포함한다.
상기 단계(S140)에서 상기 다짐도 산출부(140)는 먼저 하기의 수학식 1을 통해서 흙의 건조단위중량을 구하고,
다음으로 하기의 수학식 2를 통해서 흙의 다짐도를 산출한다.
마지막으로 상기 단계(S100)는 제어부(150)가 상기 좌표정보, 표면 이미지, 흙의 무게, 함수비, 최대건조단위중량, 흙의 부피 및 흙의 다짐도를 상기 사용자단말기(200)로 통신부(160)를 통해 전송해주는 단계(S150)를 포함한다.
상기 단계(S150)에서 상기 제어부(150)는 상기 사용자단말기(200)로 상기 좌표정보, 표면 이미지, 흙의 무게, 함수비, 최대건조단위중량, 흙의 부피 및 흙의 다짐도를 전송해줌에 있어서, 상기 사용자단말기(200)의 저장용량이 부족할 경우 상기 표면 이미지는 제외하고 전송한다.
따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템을 통해서 사용자는 사용자단말기를 통해서 흙의 다짐도를 평가할 곳의 다짐도를 손쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시 예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 다짐도 산출장치
110 : 입력장치부
120 : 파라미터 입력부
130 : 이미지 신호처리부
131 : 좌표할당부
132 : 표고값획득부
133 : 표고변화계산부
134 : 부피산출부
140 : 다짐도 산출부
150 : 제어부
160 : 통신부
200 : 사용자단말기
110 : 입력장치부
120 : 파라미터 입력부
130 : 이미지 신호처리부
131 : 좌표할당부
132 : 표고값획득부
133 : 표고변화계산부
134 : 부피산출부
140 : 다짐도 산출부
150 : 제어부
160 : 통신부
200 : 사용자단말기
Claims (5)
- 흙의 다짐도를 평가할 장소에 설치되어 3D 이미지 분석을 통해 흙의 다짐도를 산출하는 다짐도 산출장치(100); 및
상기 다짐도 산출장치(100)가 산출한 흙의 다짐도를 전송받는 사용자단말기(200);
를 포함하되,
상기 다짐도 산출장치(100)는,
흙의 다짐도를 평가할 장소에 고정 설치되어, 다짐도를 평가할 위치의 좌표정보, 흙의 채취 전의 표면 이미지 및 흙의 채취 후의 표면 이미지를 획득하는 입력장치부(110);
상기 채취된 흙의 무게, 함수비 및 최대건조단위중량이 입력되는 파라미터 입력부(120);
상기 입력장치부(110)가 획득한 좌표정보 및 이미지를 통해 흙의 부피를 산출하는 이미지 신호처리부(130);
상기 파라미터 입력부(120)에 입력된 흙의 무게, 함수비 및 최대건조단위중량과 상기 이미지 신호처리부(130)가 산출한 흙의 부피를 통해 흙의 다짐도를 산출하는 다짐도 산출부(140); 및
상기 좌표정보, 표면 이미지, 흙의 무게, 함수비, 최대건조단위중량, 흙의 부피 및 흙의 다짐도를 상기 사용자단말기(200)로 통신부(160)를 통해 전송해주는 제어부(150);
를 포함하되,
상기 이미지 신호처리부(130)는,
상기 입력장치부(110)가 획득한 흙의 채취 전의 표면 이미지의 픽셀과 흙의 채취 후의 표면 이미지의 각각의 픽셀에 동일한 2차원 평면 좌표(X, Y)를 할당하는 좌표할당부(131);
이미지 분석을 실시하여 상기 좌표할당부(131)가 할당한 두 이미지의 모든 좌표(X, Y)에 3차원 표고값을 획득하는 표고값획득부(132);
상기 표고값획득부(132)가 획득한 흙 채취 전의 표면 이미지의 표고값과 흙 채취 후의 표면 이미지의 표고값의 차를 통해 모든 좌표(X, Y)의 표고 변화를 계산하는 표고변화계산부(133); 및
상기 표고변화계산부(133)가 계산한 모든 좌표(X, Y)의 표고 변화에 미소면적을 곱하여 미소면적당 채취한 흙의 미소부피를 구한 뒤 상기 미소부피의 총합을 구해 흙의 부피를 계산하는 부피산출부(134);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 미소면적은,
좌표(X, Y)의 픽셀 간격 당 실제거리를 선형함수로 내삽(Interpolation)하여 결정한 값인 것을 특징으로 하는 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부(150)는,
상기 사용자단말기(200)로 상기 좌표정보, 표면 이미지, 흙의 무게, 함수비, 최대건조단위중량, 흙의 부피 및 흙의 다짐도를 전송해줌에 있어서, 상기 사용자단말기(200)의 저장용량이 부족할 경우 상기 표면 이미지는 제외하고 전송하는 것을 특징으로 하는 3D 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템.
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KR1020190161179A KR102153489B1 (ko) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 3d 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템 |
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KR1020190161179A KR102153489B1 (ko) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 3d 이미지 분석 기반의 다짐도 평가시스템 |
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2019
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