KR102153522B1 - 매설물 심도를 측정하는 시스템 및 그에 대한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 기술된, 지표면으로부터 매설물의 심도를 측정하는 시스템은 매설물 검출부로부터 매설물 위치 정보 데이터를 획득한 매설물 정보 획득부와, 지표면 검출부로부터 지표면 위치 정보 데이터를 획득한 지표면 정보 획득부와, 그리고 매설물 위치 정보 데이터의 매설물 위치 좌표 및 지표면 위치 정보데이터의 지표면 위치 좌표를 기반으로 하여, 두 위치 좌표의 매설물 고도 및 지표면 고도의 차를 이용함으로써, 매설물의 심도를 산출하는 심도 산출부를 포함한다.

Description

매설물 심도를 측정하는 시스템 및 그에 대한 방법{System and Method for Measuring Buried material's Depth}
본 발명은 매설물 심도를 측정하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인텔리전트 피그(intelligent pig)와 같은 매설물 검출부를 이용하여, 매설 배관의 심도를 정확하게 측정할 수 있는 매설 배관 심도 측정 시스템 및 그에 대한 방법에 관한 것이다.
현재, 매설물, 예를 들어, 매설 배관 등의 경도, 위도, 고도는 매설 배관을 신규 건설하는 공사 시 정해놓은 여러 포인트를 측량하여 GIS(Geographic Information System, 지리 정보 체계)를 구축하고 있다. 예를 들면, 측량 포인트는 직관, 곡관, 분기관을 기준으로 정해지며, 직관의 연결이 긴 곳의 경우 비교적 측량 포인트를 길게 하고, 곡관 및 분기관 같은 경우에는 측량 포인트를 짧게 함으로써, GIS를 구축한다.
이러한 GIS 구축은 근래에 배관 공사 공정으로 편입되었고, 그 이전에는 측량 없이 매설되는 경우도 존재하여 GIS 구축을 위해 굴착공사를 진행하여 측량 후 GIS 데이터로 재구축시키고 있다.
상기와 같은 방식으로 GIS 구축한다 하더라도, GIS 데이터는 WGS-84(국제측지기준계 1984, World Geodetic System 1984) 타원체 기반으로 생성된 데이터로서 배관 건설 시 매설하는 공정 중에 직접 측량을 시행하여 기록하는 형태로 경도, 위도, 고도로만 획득될 뿐, 굴착공사 시 지표면에서 얼만큼 굴착해야 하는지에 대한 정확한 정보인 심도를 얻을 수 없고, 나아가 이러한 GIS 구축 역시 WGS-84 타원체를 기반으로 측량되기 때문에 굴착공사의 기준 시작점인 지표면과 차이를 보이고, 매설된 배관의 위치가 시간의 경과에 따라, 그리고 지표면 지하의 물리적 환경 요소들과 재해로 인해 변경되기 때문에, 상기 배관의 위치가 정확하게 파악되기 어렵다.
현재, 위성 및 센서 등을 이용하여 지하 배관의 위치를 측정하고, GNSS Pole의 길이 및 탐침부를 이용하여 지하 배관의 위치 및 깊이를 측정할 수 있는 방법이 한국공개특허공보 제10-2011-0105959호 및 한국공개특허공보 제10-2016-0141574호에 개시되고 있긴 하나, 이들 문헌에서 개시하고 있는 내용은 일반적으로 무선 통신이 가능한 깊이까지만 지하 배관의 깊이를 측정하는 것으로, 평균 해수면을 기준으로 한 표고에 관련된 심도를 측정하는 것은 아니며, 설사 상기와 같은 심도를 측정한다 하더라도, GNSS Pole 및 탐침부 등의 별도의 배관 깊이 측정 부재를 사용하기 때문에, 인력과 시간이 많이 든다는 문제점을 가진다.
또한, 국가기간시설의 모든 표시물이 현행 표시 방법에 따라 해수면 표고(또는 지표면 표고)로 이루어져 있기 때문에, 매설 배관도 이를 충족시킬 수 있도록 하는 GIS를 확보하여야 하며, 현장 굴착공사 시 요구되는 매설 배관의 위치 좌표도 경도, 위도, 심도를 요구함에 따라 평균 해수면을 기준으로 한, 즉 해수면을 영점으로 한 데이터로의 변환이 반드시 필요하다.
특허 문헌 1: 한국공개특허공보 제10-2011-0105959호, "지하 매설물의 위치 측정 및 관리 시스템" 특허 문헌 2: 한국공개특허공보 제10-2016-0141574호, "지하 매설물 경로 탐지 장치 및 지하 매설물의 위치정보를 제공하기 위한 서버"
본 발명의 목적은 상술된 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배관건전성관리제도(IMP, Integrity Management Program)에 따라 주기적으로 노후 배관을 관리, 예를 들면, 클리닝 및 결함 검출 등을 할 수 있는 인텔리전트 피그를 이용하여, 상기 피그로부터 얻은 데이터로부터 매설 배관의 심도를 정확하게 측정할 수 있는 매설 배관 심도 측정 시스템 및 그에 대한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 지표면으로부터 매설물의 심도를 측정하는 시스템은 매설물 검출부로부터 매설물 위치 정보 데이터를 획득한 매설물 정보 획득부와, 지표면 검출부로부터 지표면 위치 정보 데이터를 획득한 지표면 정보 획득부와, 그리고 매설물 위치 정보 데이터의 매설물 위치 좌표 및 지표면 위치 정보데이터의 지표면 위치 좌표를 기반으로 하여, 두 위치 좌표의 매설물 고도 및 지표면 고도의 차를 이용함으로써, 매설물의 심도를 산출하는 심도 산출부를 포함한다.
바람직하게는, 심도 산출부는, 매설물 위치 좌표 및 지표면 위치 좌표를 정합시키는 정합부와, 매설물 고도 및 지표면 고도를, 지오이드고 및 타원체고를 이용하여 매설물 표고 및 지표면 표고로 변환시키는 변환부와, 그리고 매설물 표고와 지표면 표고를 이용하여 표고 차를 얻어 표고 차를 매설물의 심도로 생성하는 심도 생성부를 포함한다.
바람직하게는, 매설물 검출부는 유무선 통신이 이루어지지 않는 지표면 아래에서 매설물의 상태를 검출하여 매설물 상태에 대한 데이터를 생성하고, 지표면 검출부는 외부 환경으로부터 지표면 측량 데이터를 수집하거나, 지표면 측량 기구로 측정함으로써, 지표면 위치 정보 데이터를 생성한다.
바람직하게는, 매설물 위치 정보 데이터는 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 생성하도록 하는 항법 알고리즘이 적용된 데이터이고, 지표면 위치 정보 데이터는 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 포함한다.
바람직하게는, 정합부는 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도와 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도를 정합시키고, 변환부는 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 고도와 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 고도를, 지오이드고 및 타원체고를 이용하여, 매설물 표고 및 지표면 표고로 변환시킨다.
바람직하게는, 매설물은 지표면 아래에서 임의의 매체가 존재하거나, 유동 또는 이동할 수 있는, 다양한 형상으로 구현된 공간을 포함하며, 매설물 검출부는 공간 내를 주행하여 매설물 위치 정보 데이터를 얻는다.
본 발명의 실시예에 따른 심도 측정 시스템이 지표면으로부터 매설물의 심도를 측정하는 방법은 가) 매설물 위치 정보 데이터를 획득하는 단계와, 나) 지표면 위치 정보 데이터를 획득하는 단계와, 다) 매설물 위치 정보 데이터의 매설물 위치 좌표 및 지표면 위치 정보 데이터의 지표면 위치 좌표를 기반으로 하여, 두 위치 좌표의 매설물 고도 및 지표면 고도의 차를 이용함으로써, 매설물의 심도를 산출하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 가) 단계는 매설물 위치 정보 데이터를 획득하기 위해, 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 생성하도록 하는 항법 알고리즘을 적용하는 단계를 더 포함하며, 지표면 위치 정보 데이터는 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 포함한다.
바람직하게는, 가) 단계는 나) 단계 이후에 또는 나) 단계와 동시에 수행된다.
바람직하게는, 다) 단계는 매설물 위치 좌표 및 지표면 위치 좌표를 정합시키는 단계와, 매설물 고도 및 지표면 고도를, 지오이드고 및 타원체고를 이용하여 매설물 표고 및 지표면 표고로 변환시키는 단계와, 그리고 매설물 표고와 지표면 표고를 이용하여 표고 차를 얻어 이 표고 차를 매설물의 심도로 생성하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 정합시키는 단계는 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도와 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도를 정합시키는 단계를 포함하고, 변환시키는 단계는 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 고도와 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 고도를, 지오이드고 및 타원체고를 이용하여, 매설물 표고 및 지표면 표고로 변환시키는 단계를 포함하며, 정합시키는 단계는 변환시키는 단계 이전 또는 이후에 일어난다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지표면과 매설배관 간의 심도를 바로 제공함으로써 굴착 공사 및 배관 관리의 효율성을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래에는 매설배관 GIS 구축이 측량을 통해 이루어져서 비용과 시간이 많이 필요했지만, 인텔리전트 피그와 같은 매설물 검출부를 이용함으로써, 현행 표시 방법에 따른 GIS 구축을 적은 비용으로 신속하게 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 굴착공사 현장에서 요구되는 정확한 심도 데이터를 제공함으로써 공사 현장에서의 안전성을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하 매설 배관의 심도를 측정할 수 있는 심도 측정 시스템에 대한 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 심도 측정 시스템의 심도 산출부의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 심도 측정 시스템이 매설 배관의 심도를 구하기 위해 지표면의 경위도 좌표 및 매설 배관의 경위도 좌표를 서로 동일하도록 정합시킨 예시 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 매설물 심도 측정 방법을 개념적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 매설물 심도 측정 방법 중 매설물의 심도를 산출하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하 매설 배관의 심도를 측정할 수 있는 심도 측정 시스템에 대한 블록도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 심도 측정 시스템(10)은 매설물 정보 획득부(100), 매설물 검출부(110), 지표면 정보 획득부(200), 지표면 검출부(210) 및 심도 산출부(300)를 포함한다.
매설물 정보 획득부(100)는 매설물 검출부(110)로부터 매설물 위치 정보 데이터를 획득하도록 구성되고, 지표면 정보 획득부(200)는 지표면 검출부(210)로부터 지표면 위치 정보 데이터를 획득하도록 구성되며, 심도 산출부(300)는 매설물 위치 정보 데이터의 매설물 위치 좌표 및 지표면 위치 정보 데이터의 지표면 위치 좌표를 기반으로 하여, 두 위치 좌표의 매설물 고도 및 지표면 고도의 차를 이용함으로써, 상기 매설물의 심도를 산출하도록 구성된다.
본 명세서에서 '매설물 검출부(110)'란 지하에 매설된 배관 또는 매설 배관과 같은 매설물을 검출하는 장치로서, 한 예로 인텔리전트 피그와 같은 장치이다. 인텔리전트 피그는 매설 배관의 상태를 검출하기 위해 매설 배관을 점검, 검사, 클리닝, 관리, 위치 추적 등을 수행하는 주행 장치로서, 매설물의 공간 내에서 주행하여 매설 배관의 상태에 대한 데이터를 상기 피그의 ILI(In-Line Inspection) 수행을 통해 획득된 데이터로서 생성하도록 구성된다. 또한, 상기에서 언급된 매설물은 상기와 같은 매설 배관을 포함하지만, 이에 제한되지 않고, 지표면 아래에서 임의의 매체가 존재하거나, 유동 또는 이동할 수 있는, 다양한 형상으로 구현된 공간을 포함한 구성을 의미한다. 예를 들면 상기 공간은 지하에서 전선 등과 같은 고체의 매체가 존재하거나, 물 등과 같은 액체, 가스 등과 같은 기체가 이동하도록, 다양한 형상을 가진 부분을 나타낸다.
구체적으로, 매설물 정보 획득부(100)는 인텔리전트 피그와 같은 매설물 검출부(110)로부터 매설물 위치 정보 데이터를 획득한다. 매설물 위치 정보 데이터는 상기와 같은 인텔리전트 피그가 배관 상태를 파악하기 위해 배관 주행을 완수한 후에 생성되는 매설 배관의 상태에 대한 데이터(즉, ILI 데이터)로부터 항법 알고리즘의 적용을 통해 매설 배관의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도, 고도로 생성된 데이터이다. 즉, 매설물 위치 정보 데이터에는 피그로부터 생성된 매설 배관의 상태에 대한 데이터(예를 들면, 매설 배관의 위치에 대한 데이터)에 항법 알고리즘이 적용된 것이다.
항법 알고리즘은 일반적으로 순수항법 알고리즘 및 복합항법 알고리즘으로 공지되어 있는데, 상기 순수항법 알고리즘은 관성측정장치인 IMU(Inertial Navigation Unit) 만을 이용하여 위치, 속도, 방위각(자세)에 대한 정보를 얻는 알고리즘으로, 지구의 위도, 경도에 따라 지구 회전 속도가 다르기 때문에 관성값을 측정하면 이동체의 위치와 속도, 방향(자세)에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 복합항법 알고리즘은 IMU 이외에 GPS와 기타 센서를 이용하여 위치, 속도, 방향(자세)에 대한 정보를 얻는 알고리즘으로, 이를 통해 IMU가 가진 오차를 보정할 수 있는 기능을 한다.
본 명세서에서는 인텔리전트 피그가 유무선 통신이 이루어지지 않는 지표면 아래에서, 예를 들면, 지하 깊은 곳에서 임무를 수행하기 때문에, GPS 대신에 IMU를 이용한 항법 알고리즘이 이용되며, 이와 같은 항법 알고리즘은 상술된 인텔리전트 피그의 ILI 데이터에 적용되어, 매설 배관의 WGS-84 타원체를 좌표 측정의 기준으로 한 경도, 위도, 고도를 포함한 데이터를 만들어 낸다.
상기 항법 알고리즘이 WGS-84 타원체의 좌표 측정을 만들어내는 이유는 매설 배관의 측량 및 공사로부터 얻어지는 GIS 구축 역시 WGS-84 타원체의 좌표 측정을 기반으로 하기 때문이다. 다시 말해, 상기와 같은 GIS 구축이 WGS-84 타원체를 기반으로 하여 매설 배관의 측량 및 공사를 통해 얻어지기 때문에, WGS-84 타원체에 관한 좌표 측정을 생성하는 알고리즘을 인텔리전트 피그의 ILI 데이터에 적용한 것이다.
이로써, IMU를 이용한 순수항법 알고리즘은 GIS를 구축하는데 있어 동일한 WGS-84 타원체를 기반으로 하기 때문에 매설 배관의 위치를 쉽고 빠르고 정확하게 알아낼 수 있는데 도움이 된다.
상술된 바와 같이 상기 매설물 정보 획득부(100)가 인텔리전트 피그로부터 WGS-84 타원체를 기준으로 한 경도, 위치 및 고도를 포함한 데이터를 획득한 반면, 상기 지표면 정보 획득부(200)는 외부 환경으로부터 지표면 측량 데이터를 수집하거나, 지표면 측량 기구로 측정하는 지표면 검출부(210)로부터, 지표면 위치 정보 데이터를 획득할 수 있다.
지표면 검출부(210)는 지표면을 검출하는 장치 또는 시스템, 예를 들면, 고정밀 지도를 구축하기 위해 MMS(mobile mapping system) 차량을 이용해 도로나 지형을 측정하는 지형 측정 기구로부터 얻은 지형 정보와, 수집된 지형 데이터 및 지형 시뮬레이션을 통해 얻은 지형 정보로부터 지표면을 검출해 내는 장치이다.
지표면 검출부(210)는 또한 상술된 지형 정보로부터, WGS-84 타원체 기반을 한 지표면의 경도, 위도 및 고도를 포함한 지표면 위치 정보 데이터를 생성하도록 구성된다. 예를 들면, 상기와 같은 지형 정보가 WGS-84 타원체 기반을 한 좌표 정보가 아닐 경우, 지표면 검출부는 지형 정보가 WGS-84 타원체의 좌표 정보를 나타낼 수 있도록 상기 지형 정보를 가공할 수 있다.
심도 산출부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 매설 배관의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 가진 위치 좌표 및 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 가진 위치 좌표를 정합시키는 정합부(310)와, 매설 배관 고도 및 지표면 고도를, 지오이드고 및 타원체고를 이용하여 매설 배관 표고 및 지표면 표고로 변환시키는 변환부(320)와, 그리고 상기 매설 배관 표고와 상기 지표면 표고를 이용하여 표고 차를 얻어 상기 표고 차를 매설 배관의 심도로 생성하는 심도 생성부(330)를 포함한다.
심도 산출부(300)가 원하는 장소에서 매설 배관의 심도를 측정하기 위해서는, 정합부(310)는 원하는 장소에 맞도록 매설 배관의 위치 좌표와 지표면의 위치 좌표를 정합시킬 수 있다. 예를 들면, 원하는 장소의 경도 및 위도가 128:54:33, 35:32:47인 경우, 심도 산출부(300)가 이 장소에서 매설 배관의 심도를 측정하기 위해서, 심도 산출부의 정합부(310)는 도 3에 도시된 바와 같이, 매설 배관의 위치 좌표와 지표면의 위치 좌표 중 경도(xp, xg'), 및 위도(yp, yg')를 128:54:33, 35:32:47로 동일하게 정합시킨다(즉, xp = xg' = 128:54:33, 및 yp = yg' = 35:32:47). 여기서 '정합'은 원하는 장소의 위치 좌표에 맞도록 매설 배관의 위치 좌표와 지표면의 위치 좌표를 동일하게 설정함을 의미한다.
한편, 매설 배관 위치 좌표의 경도 및 위도와 지표면 위치 좌표의 경도 및 위도가 원하는 장소에 맞도록 정합될지라도, 매설 배관이 지하, 즉 지표면 아래에 있기 때문에 매설 배관 위치 좌표 중 고도(zp) 및 지표면 위치 좌표 중 고도(zg')는 서로 다를 것임을 유의한다.
다시 말해, 매설 배관의 위치 좌표와 지표면의 위치 좌표 중 경도(xp, xg'), 및 위도(yp, yg') 각각이 128:54:33, 35:32:47인 상황에서, 매설 배관의 위치 좌표와 지표면의 위치 좌표 중 고도(zp, zg')는 서로 상이하여, 매설 배관의 위치 좌표의 고도를 지표면의 위치 좌표의 고도로부터 감산하면, 이 둘의 고도 차이를 알아낼 수 있다.
예를 들면, 매설 배관의 위치 좌표 중 고도(zp)가 177 m이고 지표면의 위치 좌표 중 고도(zg')가 315 m이면, 지표면 고도(zg') 315 m로부터 매설 배관 고도(zp) 177 m를 감산하면 고도 차이는 138 m임을 알 수 있을 것이다.
그러나, 이러한 고도 차이는 단지 WGS-84 타원체를 기준으로 한 고도 차일뿐, 해수면 표고를 기준으로 한 매설 배관의 정확한 심도가 될 수 없다. 상술된 바와 같이, 본 발명은 예를 들면 현행 표시 방법에 따른 매설 배관의 심도를 구하는 것이기 때문에, 평균 해수면을 기준으로 한 데이터로의 변환이 요구된다.
이를 위해, 심도 산출부의 변환부(320)는 상기와 같은 양 고도들을 지오이드고 및 타원체고를 이용하여, 해수면 표고와 관련된 매설 배관 표고(zp표고) 및 지표면 표고(zg표고')로 변환시킨다.
일반적으로 지오이드고는 원형 입체인 지구에서 중력 방향에 수직인 평면 중 평균 해수면과 일치하는 면의 높이로, 그리고 타원체고는 및 타원체면으로부터 지표면의 측점까지의 수직 거리로 정의되며, 타원체고로부터 지오이드고를 감산하면 바로 해수면 표고가 된다.
따라서, 상기 변환부(320)는 원하는 장소의 동일한 경위도 좌표에서, 매설 배관 고도(zp) 및 지표면 고도(zg') 각각을 매설 배관 표고(zp표고) 및 지표면 표고(zg'표고)로 변환시키기 위해 다음 식 1)을 이용할 수 있다.
식 1)
매설 배관 표고(zp표고) = 매설 배관 타원체고 - 매설 배관 지오이드고
지표면 표고(zg'표고) = 지표면 타원체고 - 지표면 지오이드고
그 이후에, 심도 산출부(300)는 심도 생성부(330)를 통해 상기와 같은 매설 배관 표고(zp표고) 및 지표면 표고(zg'표고)를 이용하여 표고 차를 얻어 상기 표고 차를 매설물의 심도(z심도 = zg'표고 - zp표고)로 생성한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 심도 측정 시스템(10)으로 매설물의 심도를 측정하는 방법을 개념적으로 나타내는 흐름도이다. 상기 심도 측정 시스템(10)은 매설물 정보 획득부(100), 매설물 검출부(110), 지표면 정보 획득부(200), 지표면 검출부(210) 및 심도 산출부(300)를 포함하는 것으로, 이들 구성은 상술된 바와 같으므로, 각 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 상기 방법은 매설물 정보 획득부가 매설물 검출부로부터 매설물 위치 정보 데이터를 획득하는 단계(S100)와, 지표면 정보 획득부가 지표면 검출부로부터 지표면 위치 정보 데이터를 획득하는 단계(S200)와, 그리고 심도 산출부가 매설물 위치 정보 데이터의 매설물 위치 좌표 및 지표면 위치 정보 데이터의 지표면 위치 좌표를 기반으로 하여, 두 위치 좌표의 매설물 고도 및 지표면 고도의 차를 이용함으로써, 상기 매설물의 심도를 산출하는 단계(S300)를 포함한다.
S100 단계는 매설물 위치 정보 데이터를 획득하기 위해, 매설물 검출부가 임무를 완수한 후에 생성되는 매설 배관의 상태에 대한 데이터에 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 생성하도록 하는 항법 알고리즘을 적용하는 단계(S110)를 포함한다. 이러한 항법 알고리즘의 적용되어 생성된 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도는 지표면 위치 정보 데이터에 포함된 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도와 비교된다.
또한, 상기에서는 S100 단계가 S200 단계 이전에 진행되는 것처럼 설명되었지만, 이러한 순서에 제한됨 없이, S100 단계는 S200 단계 이후에 또는 S200 단계와 동시에 진행될 수 있음은 물론이다.
이제, 도 5를 참조해보면, 상기 매설물의 심도를 산출하는 단계(S300)는 매설물 위치 좌표 및 지표면 위치 좌표를 정합시키는 단계(S310)와, 매설물 고도 및 지표면 고도를, 지오이드고 및 타원체고를 이용하여 매설물 표고 및 지표면 표고로 변환시키는 단계(S320)와, 매설물 표고와 지표면 표고를 이용하여 표고 차를 얻어 상기 표고 차를 매설물의 심도로 생성하는 단계(S330)를 포함한다.
상기 정합시키는 단계(S310)는 상술된 심도 산출부(300)의 정합부(310)로 하여금 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도와 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도를 정합시키도록 하는 단계를 포함하고, 상기 변환시키는 단계(S320)는 상술된 심도 산출부(300)의 변환부(320)로 하여금 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 고도와 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 고도를, 일반적으로 알려진 지오이드고 및 타원체고를 이용하여 매설물 표고 및 지표면 표고로 변환시키도록 하는 단계를 포함한다.
상기 정합시키는 단계(S310)는 상기 변환시키는 단계(S320) 이전 또는 이후에 수행될 수 있다. 다시 말해, 정합부(310)가 도 3과 관련하여 상술된 바와 같이, 매설 배관의 위치 좌표와 지표면의 위치 좌표 중 경도(xp, xg'), 및 위도(yp, yg')를 128:54:33, 35:32:47로 동일하게 정합시킨 이후에, 즉, xp = xg' = 128:54:33, 및 yp = yg' = 35:32:47로 동일하게 설정한 이후에, 변환부(320)가 매설 배관의 위치 좌표 중 고도(zp)와 지표면의 위치 좌표 중 고도(zg')를 지오이드고 및 타원체고를 이용하여, 해수면 표고와 관련된 매설 배관 표고(zp표고) 및 지표면 표고(zg'표고)로 변환시킬 수도 있지만, 변환부(320)가 매설 배관의 위치 좌표 중 고도(zp)와 지표면의 위치 좌표 중 고도(zg')를 지오이드고 및 타원체고를 이용하여, 해수면 표고와 관련된 매설 배관 표고(zp표고) 및 지표면 표고(zg'표고)로 변환시킨 이후에, 매설 배관의 원하는 위치(예를 들면, 경도가 128:54:33이고, 위도가 35:32:47인 지점)가 있다면 상기 매설 배관의 위치 좌표의 경위도 좌표(xp, yp)와 상기 지표면의 위치 좌표의 경위도 좌표(xg', yg')를 상기 원하는 위치로 맞추고(즉, xp = xg' = 128:54:33, 및 yp = yg' = 35:32:47), 변환된 지표면 표고(zg'표고)로부터 변환된 배관 표고(zp표고)를 감산하여 원하는 위치에서의 매설 배관의 심도(zg'표고 - zp표고 = z심도)를 알아낼 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 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: 매설물의 심도 측정 시스템
100: 매설물 정보 획득부
110: 매설물 검출부
200: 지표면 정보 획득부
210: 지표면 검출부
300: 심도 산출부
310: 정합부
320: 변환부
330: 심도 생성부

Claims (11)

  1. 지표면으로부터 매설물의 심도를 측정하는 시스템에 있어서,
    매설물 검출부로부터 매설물 위치 정보 데이터를 획득한 매설물 정보 획득부;
    지표면 검출부로부터 지표면 위치 정보 데이터를 획득한 지표면 정보 획득부; 및
    상기 매설물 위치 정보 데이터의 매설물 위치 좌표 및 상기 지표면 위치 정보데이터의 지표면 위치 좌표를 기반으로 하여, 두 위치 좌표의 매설물 고도 및 지표면 고도의 차를 이용함으로써, 상기 매설물의 심도를 산출하는 심도 산출부;를 포함하며,
    상기 심도 산출부는:
    상기 매설물 위치 좌표의 경도 및 위도와 상기 지표면 위치 좌표의 경도 및 위도를 서로 정합시키는 정합부;
    상기 매설물 고도 및 상기 지표면 고도를, 지오이드고 및 타원체고를 이용하여 매설물 표고 및 지표면 표고로 변환시키는 변환부; 및
    상기 매설물 표고와 상기 지표면 표고를 이용하여 표고 차를 얻어 상기 표고 차를 매설물의 심도로 생성하는 심도 생성부;를 포함하는, 심도 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 매설물 검출부는 유무선 통신이 이루어지지 않는 지표면 아래에서 상기 매설물의 상태를 검출하여 매설물 상태에 대한 데이터를 생성하고,
    상기 지표면 검출부는 외부 환경으로부터 지표면 측량 데이터를 수집하거나, 지표면 측량 기구로 측정함으로써, 상기 지표면 위치 정보 데이터를 생성하는, 심도 측정 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 매설물 위치 정보 데이터는 상기 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 생성하도록 하는 항법 알고리즘이 적용된 데이터이고,
    상기 지표면 위치 정보 데이터는 상기 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 포함하는, 심도 측정 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 정합부는 상기 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도와 상기 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도를 정합시키고,
    상기 변환부는 상기 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 고도와 상기 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 고도를, 상기 지오이드고 및 상기 타원체고를 이용하여, 상기 매설물 표고 및 상기 지표면 표고로 변환시키는, 심도 측정 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 매설물은 상기 지표면 아래에서 임의의 매체가 존재하거나, 유동 또는 이동할 수 있는, 다양한 형상으로 구현된 공간을 포함하며,
    상기 매설물 검출부는 상기 공간 내를 주행하여 상기 매설물 위치 정보 데이터를 얻는, 심도 측정 시스템.
  7. 청구항 1에 따른 심도 측정 시스템이 지표면으로부터 매설물의 심도를 측정하는 방법에 있어서,
    가) 매설물 위치 정보 데이터를 획득하는 단계;
    나) 지표면 위치 정보 데이터를 획득하는 단계; 및
    다) 상기 매설물 위치 정보 데이터의 매설물 위치 좌표 및 상기 지표면 위치 정보 데이터의 지표면 위치 좌표를 기반으로 하여, 두 위치 좌표의 매설물 고도 및 지표면 고도의 차를 이용함으로써, 상기 매설물의 심도를 산출하는 단계;를 포함하는, 심도 측정 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 가) 단계는 상기 매설물 위치 정보 데이터를 획득하기 위해, 상기 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 생성하도록 하는 항법 알고리즘을 적용하는 단계를 더 포함하며,
    상기 지표면 위치 정보 데이터는 상기 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도, 위도 및 고도를 포함하는, 심도 측정 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 가) 단계는 상기 나) 단계 이후에 또는 상기 나) 단계와 동시에 수행되는, 심도 측정 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 다) 단계는:
    상기 매설물 위치 좌표 및 상기 지표면 위치 좌표를 정합시키는 단계:
    상기 매설물 고도 및 지표면 고도를, 지오이드고 및 타원체고를 이용하여 매설물 표고 및 지표면 표고로 변환시키는 단계; 및
    상기 매설물 표고와 상기 지표면 표고를 이용하여 표고 차를 얻어 상기 표고 차를 매설물의 심도로 생성하는 단계;를 포함하는, 심도 측정 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 정합시키는 단계는 상기 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도와 상기 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 경도 및 위도를 정합시키는 단계를 포함하고,
    상기 변환시키는 단계는 상기 매설물의 WGS-84 타원체 기반의 고도와 상기 지표면의 WGS-84 타원체 기반의 고도를, 상기 지오이드고 및 상기 타원체고를 이용하여, 상기 매설물 표고 및 상기 지표면 표고로 변환시키는 단계를 포함하며,
    상기 정합시키는 단계는 상기 변환시키는 단계 이전 또는 이후에 일어나는, 심도 측정 방법.
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