KR102164374B1 - 터널 복공면 조사 시스템 및 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량 - Google Patents
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Abstract
터널 내를 차량이 주행 중에, 해당 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해서, 터널 복공면의 표면의 3차원 형상을 계측하고, 박리 탈락으로 이어질 우려가 있는 균열인지 어떤지를 정확하게 판단할 수 있는 터널 복공면 조사 시스템 및 그것에 이용하는 차량을 제공한다. 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단이 제1 계측 위치에 고정된 상태에서, 계측된 터널 복공면 중 한쪽의 편측 측면의 3차원 형상 계측 결과와, 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단이 제2 계측 위치에 고정된 상태에서, 계측된 터널 복공면 중 다른 쪽의 편측 측면의 3차원 형상 계측 결과를 이용하여, 터널 복공면을 조사하기 위한 조사 대상 화상으로 가공한다.
Description
본 발명은 터널 복공면 조사 시스템 및 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량에 관한 것으로서, 특히 터널 복공면의 높이 정보를 포함하는 3차원 형상을 나타내는 화상을 얻어 터널의 건전도(열화도)를 조사하기 위한 시스템 및 차량에 관한 것이다.
본 출원인은 이미 특허문헌 1에 나타나는 바와 같이, 차량이 주행 중에 해당 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해 주행 노면의 표면의 3차원 형상(횡단 방향, 종단 방향, 높이)을 계측하는 주행 노면 조사 시스템을 제안하고 있다.
이 특허문헌 1에서 제안된 발명에 의하면, 1대의 차량을 주행시키면서 주행 노면의 3차원 형상을 나타내는 화상을 취득할 수 있고, 그 화상을 이용하여 주행 노면에 생긴 바퀴 자국 등의 요철을 정확하게 확인할 수 있으며, 이로써 주행 노면의 건전도(열화도)를 조사할 수 있다.
터널 복공면은 높이 정보가 없는 2차원적인 정보만의 가시화 화상만으로는 가령 그곳에 균열이 촬영되고 있었다고 해도, 그것이 박리 탈락으로 이어질 우려가 있는 균열인지 어떤지를 판단할 수 없다.
본 발명은 이러한 실정을 감안해서 이루어진 것이며, 터널 내를 차량이 주행중에, 해당 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해 터널 복공면의 표면의 3차원 형상을 계측하여 박리 탈락으로 이어질 우려가 있는 균열인지 어떤지를 정확하게 판단할 수 있는 터널 복공면 조사 시스템 및 그것에 이용하는 차량을 제공하는 것을 해결 과제로 한다.
제1 발명은 터널 내를 차량이 주행 중에, 해당 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해서, 터널 복공면의 표면의 3차원형상을 계측하고, 터널 복공면을 조사하기 위한 조사 대상 화상으로 가공하는 터널 복공면 조사 시스템으로서, 터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면에 대응하는 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면을 갖고, 상기 차량에 탑재되는 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단으로서, 터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면의 둘레 방향을 따른 각 영역을 향해, 터널 복공면의 둘레 방향을 따라 긴 슬릿 레이저광을 각각 투광하는 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단이 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라 배치되는 동시에, 터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면의 둘레 방향을 따른 각 영역을, 상기 복수의 슬릿 레이저광의 투광 방향과는 다른 방향으로부터 각각 촬영하는 복수의 촬영 수단이 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단에 각각 대응하여, 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라, 슬릿 레이저광 투광 수단의 설치 개소에서, 차량 진행 방향으로 소정 거리 이간해서 배치된 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단, 상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 터널 복공면의 양 측면 중 한쪽의 편측 측면의 3차원 형상을 계측 가능한 제1 계측 위치에 고정시키는 동시에, 상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 연직 중심축주위에 180도 반전시켜, 터널 복공면의 양 측면 중 다른 쪽의 편측 측면의 3차원 형상을 계측 가능한 제2 계측 위치에 고정시키는 고정·반전 수단, 상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단이 상기 제1 계측 위치에 고정된 상태에서, 계측된 터널 복공면 중 한쪽의 편측 측면의 3차원 형상 계측 결과와, 상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단이 상기 제2 계측 위치에 고정된 상태에서, 계측된 터널 복공면 중 다른 쪽의 편측 측면의 3차원 형상 계측 결과를 이용하여, 터널 복공면을 조사하기 위한 조사 대상 화상으로 가공하는 화상 가공 수단을 구비한 터널 복공면 조사 시스템인 것을 특징으로 한다.
제2 발명은 제1 발명에서, 터널 내를 차량이 주행 중에, 해당 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해서, 터널 복공면의 표면의 3차원 형상을 계측하고, 터널 복공면을 조사하기 위한 조사 대상 화상으로 가공하는 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량으로서, 터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면에 대응하는 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면을 갖고, 상기 차량에 탑재되는 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단으로서, 터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면의 둘레 방향을 따른 각 영역을 향해, 터널 복공면의 둘레 방향을 따라 긴 슬릿 레이저광을 각각 투광하는 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단이 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라 배치되는 동시에, 터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면의 둘레 방향을 따른 각 영역을, 상기 복수의 슬릿 레이저광의 투광 방향과는 다른 방향으로부터 각각 촬영하는 복수의 촬영 수단이 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단에 각각 대응하여, 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라, 슬릿 레이저광 투광 수단의 설치 개소에서, 차량 진행 방향으로 소정 거리 이간해서 배치된 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단과, 상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 터널 복공면의 양 측면 중 한쪽의 편측 측면의 3차원 형상을 계측 가능한 제1 계측 위치에 고정시키는 동시에, 상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 연직 중심축 주위에 180도 반전시켜, 터널 복공면의 양 측면 중 다른 쪽의 편측 측면의 3차원 형상을 계측 가능한 제2 계측 위치에 고정시키는 고정·반전 수단을 구비한 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량인 것을 특징으로 한다.
제3 발명은 제1 발명에서, 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단과 복수의 촬영 수단은 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라, 지그재그형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
제4 발명은 제2 발명에서, 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단과 복수의 촬영 수단은 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라, 지그재그형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 터널 내를 차량이 주행 중에, 해당 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해서, 높이 정보를 포함하는 터널 복공면의 표면의 3차원 형상을 계측하여, 박리 탈락으로 이어질 우려가 있는 균열인지 어떤지를 정확하게 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량의 좌측면을 나타내는 도면이다.
도 2는 차량이 터널 내의 좌측의 주행 차선을 주행하고 있는 상태를 나타내는 단면도이며, 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해서, 터널 복공면의 표면의 3차원 형상을 계측하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 사시도를 나타내는 도면이다.
도 4는 슬릿 레이저광 투광 수단으로부터 투광되는 슬릿 레이저광의 투광 방향과 촬영 수단의 촬영 방향(시준선)의 관계를 나타내는 도면으로서, 도 4의 (a)는 도 3의 화살표 A 방향, 즉 차량의 우측면에서 본 도면이고, 도 4의 (b)는 사시도로 나타낸 도면이다.
도 5는 차량이 터널 내의 우측의 주행 차선을 주행하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 실시 예의 터널 복공면 조사 시스템에서 실행되는 처리의 수순을 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)는 터널 복공면의 이어박기 지점에 형성된 균열과 이어박기 지점 이외에 형성된 균열을 나타내는 도면이고, 도 7의 (b)는 터널 복공면의 이어박기 지점에 형성된 균열의 확대도이며, 도 7의 (c)는 터널 복공면의 이어박기 지점 이외에 형성된 균열의 확대도이다.
도 8은 퍼스널 컴퓨터에서 실행되는 화상 가공 처리 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 차량이 터널 내의 좌측의 주행 차선을 주행하고 있는 상태를 나타내는 단면도이며, 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해서, 터널 복공면의 표면의 3차원 형상을 계측하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 사시도를 나타내는 도면이다.
도 4는 슬릿 레이저광 투광 수단으로부터 투광되는 슬릿 레이저광의 투광 방향과 촬영 수단의 촬영 방향(시준선)의 관계를 나타내는 도면으로서, 도 4의 (a)는 도 3의 화살표 A 방향, 즉 차량의 우측면에서 본 도면이고, 도 4의 (b)는 사시도로 나타낸 도면이다.
도 5는 차량이 터널 내의 우측의 주행 차선을 주행하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 실시 예의 터널 복공면 조사 시스템에서 실행되는 처리의 수순을 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)는 터널 복공면의 이어박기 지점에 형성된 균열과 이어박기 지점 이외에 형성된 균열을 나타내는 도면이고, 도 7의 (b)는 터널 복공면의 이어박기 지점에 형성된 균열의 확대도이며, 도 7의 (c)는 터널 복공면의 이어박기 지점 이외에 형성된 균열의 확대도이다.
도 8은 퍼스널 컴퓨터에서 실행되는 화상 가공 처리 예를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 터널 복공면 조사 시스템 및 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량의 실시형태에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량(1)의 좌측면을 나타낸다.
차량(1)은 예를 들면 도로 유지 작업에 이용되는 작업용 트럭을 베이스로 하는 작업 차량이다.
차량(1)의 짐받이 부분은 컨테이너형상으로 되어 있고, 컨테이너의 한쪽의 측면(도 1에서는 좌측면)의 문과 컨테이너의 천정의 문이 개폐 자유롭게 되어 있다. 도 1에서는 문이 열린 상태를 나타내고 있다.
촬영 수단(10)((10a, 10b, 10c, 10d, 10f)) 및 레이저광 투광 수단(20)((20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f))은 차량(1)의 상기 문이 열렸을 때에, 터널의 복공면을 촬영할 수 있고, 조명할 수 있도록, 차량(1)의 짐받이에 마련되어 있다. 촬영 수단(10) 및 레이저광 투광 수단(20)은 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)에 설치되어 있다. 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)은 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면(31)을 구비하고 있다. 복수(6대)의 슬릿 레이저광 투광 수단(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f)과 복수(6대)의 촬영 수단(10a, 10b, 10c, 10d, 10f)은 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면(31)의 둘레 방향을 따라, 지그재그형상으로 배치되어 있다. 화상 처리부(50)는 촬영 수단(10)에서 촬영된 화상 데이터를 수취하고, 터널 복공면의 3차원 화상을 생성하는 화상 처리를 실행한다.
도 2는 차량(1)이 터널 내의 좌측의 주행 차선(150L)을 주행하고 있는 상태를 나타내는 단면도이고, 차량(1)에 탑재한 촬영 수단(10) 및 슬릿 레이저광 투광 수단(20)을 이용한 광 절단법에 의해서, 터널 복공면(100)의 표면의 3차원 형상을 계측하고 있는 상태를 나타내고 있다. 또한, 설명의 편의상, 터널의 센터 라인 TC의 도면 중 좌측의 노면을 좌측의 주행 차선(150L)으로 하고, 터널의 센터 라인 TC의 도면 중 우측의 노면을 우측의 추월 차선(150R)으로 한다. 또, 터널의 복공면(100) 중 터널의 센터 라인 TC로 구획된 좌측을 좌측 측면(101L)으로 하고, 터널의 복공면(100) 중 터널의 센터 라인 TC로 구획된 우측을 우측 측면(101R)으로 한다.
조명 수단(20)은 터널 복공면(100)의 양 측면 중 편측 측면인 좌측 측면(101L)의 둘레 방향을 따른 각 영역(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F)를 향해, 터널 복공면(100)의 둘레 방향을 따라 긴 슬릿 레이저광 L을 각각 투광하는 복수(실시 예에서는 6대)의 슬릿 레이저광 투광 수단(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f)을 포함해서 구성되어 있다. 또한, 6대의 슬릿 레이저광 투광 수단(20a∼20f)을 대표시킬 때에는 슬릿 레이저광 투광 수단(20)으로 하기로 한다.
촬영 수단(10)(도 2에서는 도시하지 않음, 도 1 참조)은 영역 카메라이며, 터널 복공면(100)의 양 측면 중 편측 측면인 좌측 측면(101L)의 둘레 방향을 따른 각 영역(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F)를, 슬릿 레이저광 L의 투광 방향과는 다른 방향으로부터 각각 촬영하는 복수(실시 예에서는 6대)의 촬영 수단(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)을 포함해서 구성되어 있다. 또한, 이하에서는 6대의 촬영 수단(10a∼10f)을 대표시킬 때에는 촬영 수단(10)으로 하기로 한다.
슬릿 레이저광 투광 수단(20) 및 촬영 수단(10)은 터널 복공면(100)의 양 측면(101L, 101R) 중 편측 측면에 대응하는 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면(31)을 갖는 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)에 설치되어 있다.
도 3은 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)을 사시도로 나타내고 있다.
6대의 촬영 수단(10a∼10f)은 6대의 슬릿 레이저광 투광 수단(20a∼20f)에 각각 대응하여, 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면(31)의 둘레 방향을 따라, 슬릿 레이저광 투광 수단(20)의 설치 개소에서, 차량 진행 방향으로 소정 거리 d만큼 이간해서 배치되어 있다.
즉, 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)은 터널 복공면(100)의 둘레 방향에 평행한 단면, 즉 차량(1)의 진행 방향에 수직인 단면이 부채형상으로 형성된 부재(32)를 포함해서 구성되어 있고, 부채형상 부재(32)의 원호면 혹은 대략 원호면에 상당하는 설치면(31)에 1대의 슬릿 레이저광 투광 수단(20) 및 촬영 수단(10)이 둘레 방향을 따라 등간격으로 혹은 대략 등간격으로 배열되어 있다.
여기서, 복수(6대)의 슬릿 레이저광 투광 수단(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f)과 복수(6대)의 촬영 수단(10a, 10b, 10c, 10d, 10f)은 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면(31)의 둘레 방향을 따라 지그재그형상으로 배치되어 있다.
따라서, 각 슬릿 레이저광 투광 수단(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f)으로부터 투광되고, 각 영역(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F)에 조사되는 슬릿 레이저광 L이 각각 서로 인접하는 것끼리 서로 중첩되어 버리는 것을 회피할 수 있다(도 2 참조). 이 때문에 기기를 세팅할 때에 슬릿 레이저광 L의 간섭을 고려할 필요가 없어지고, 기기의 세팅을 용이하게 실행할 수 있다.
고정·반전 수단(40)은 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)의 연직 중심의 축 C인 구동축(41)과, 스테이지(42)를 포함해서 구성되어 있다. 스테이지(42)는 차량(1)의 프레임에 고정되어 있다. 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)을, 터널 복공면(100)의 양 측면(101L, 101R) 중 한쪽의 편측 측면인 좌측 측면(101L)의 3차원 형상을 계측 가능한 제1 계측 위치에 고정시키는 동시에, 구동축(41)을 모터 등에 의해서, 스테이지(42)에 대해 상대적으로 회전 구동시켜, 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)을 연직 중심축 C 주위에 180도 반전시켜, 터널 복공면(100)의 양 측면(101L, 101R) 중 다른 쪽의 편측 측면인 우측 측면(101R)의 3차원 형상을 계측 가능한 제2 계측 위치에 고정시킨다.
도 2, 도 3은 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)이 제1 계측 위치에 고정된 상태를 나타내고 있다.
도 4는 슬릿 레이저광 투광 수단(20)으로부터 투광되는 슬릿 레이저광 L의 투광 방향과, 촬영 수단(10)의 촬영 방향(시준선(11a))의 관계를 나타내는 도면으로서, 도 4의 (a)는 도 3의 화살표 A방향, 즉 차량(1)의 우측면에서 본 도면이고, 도 4의 (b)는 사시도로 나타낸 것이다.
슬릿 레이저광 투광 수단(20)으로부터는 터널 복공면(100)의 표면에 대해 수직인 방향을 향해 슬릿 레이저광 L이 투광되고, 터널 복공면(100)의 둘레 방향, 즉 차량(1)의 진행 방향에 대해 수직인 방향을 따라 긴 슬릿 레이저광 L이 조사된다. 촬영 수단(10)은 터널 복공면(100)의 표면에 대해 경사진 시준선(11a)을 갖고, 터널 복공면(100)의 표면에 조사된 슬릿 레이저광 L을 경사 방향으로부터 촬영한다.
터널 복공면(100)의 표면이 평면인 경우에는 해당 표면에 조사된 슬릿 레이저광 L이 직선으로서 촬영된다. 그러나 터널 복공면(100)의 표면에 요철 등의 왜곡이 있는 경우에는 해당 표면에 조사된 슬릿 레이저광 L이 왜곡되어 촬영된다. 이 왜곡을 프로파일화하는 것에 의해, 분해능이 0.5mm 이하에서 터널 복공면(100)의 표면의 형상 변화를 계측할 수 있다.
도 5는 차량(1)이 터널 내의 우측의 추월 차선(150R)을 주행하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다. 고정·반전 수단(40)에 의해서, 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)이 제1 촬영 위치로부터 연직 중심축 C 주위로 180도 반전되고, 제2 계측 위치에 고정된 상태를 나타내고 있다.
슬릿 레이저광 투광 수단(20f, 20e, 20d, 20c, 20b, 20a)은 터널 복공면(100)의 양 측면 중 다른 쪽의 편측 측면인 우측 측면(101R)의 둘레 방향을 따른 각 영역(100G, 100H, 100I, 100J, 100K, 100L)를 향해, 터널 복공면(100)의 둘레 방향을 따라 긴 슬릿 레이저광 L을 각각 투광한다.
촬영 수단(10f, 10e, 10d, 10c, 10b, 10a)(도 2에서는 도시하지 않음)은 터널 복공면(100)의 양 측면 중 다른 쪽의 편측 측면인 우측 측면(101R)의 둘레 방향을 따른 각 영역(100G, 100H, 100I, 100J, 100K, 100L)를 슬릿 레이저광 L의 투광 방향과는 다른 방향으로부터 각각 촬영한다.
여기서, 전술한 바와 같이, 복수(6대)의 슬릿 레이저광 투광 수단(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f)과 복수(6대)의 촬영 수단(10a, 10b, 10c, 10d, 10f)은 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면(31)의 둘레 방향을 따라 지그재그형상으로 배치되어 있다(도 3 참조).
따라서, 각 슬릿 레이저광 투광 수단(20f, 20e, 20d, 20c, 20b, 20a)로부터 투광되고, 각 영역(100G, 100H, 100I, 100J, 100K, 100L)에 조사되는 슬릿 레이저광 L이 각각 서로 인접하는 것끼리 서로 중첩되어 버리는 것을 회피할 수 있다.
도 6은 실시 예의 터널 복공면 조사 시스템에서 실행되는 처리의 수순을 나타내고 있다.
우선, 촬영 수단(10) 및 슬릿 레이저광 투광 수단(20)이 제1 계측 위치에 고정된 상태에서, 차량(1)을 좌측의 주행 차선(150L)을 따라 주행시킨다. 차량(1)을 주행시키면서, 6대의 촬영 수단(10a∼10f) 및 슬릿 레이저광 투광 수단(20a∼20f)을 동작시킨다. 이것에 의해, 터널 복공면(100)의 좌측 측면(101L)의 각 영역(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F)에 조사된 슬릿 레이저광 L이 각각, 6대의 촬영 수단(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)에 의해서 차량(1)의 진행에 수반하여 순차 촬영된다. 각 촬영 수단(10a∼10f)에 의해서 촬영된 터널 복공면(100)의 좌측 측면(101L)의 각 영역(100A∼100F)의 화상 데이터는 화상 처리부(50)에 취입된다(도 2 참조;스텝 201).
다음에, 고정·반전 수단(40)에 의해서 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단(30)을 연직 중심축 C 주위에 180도 반전시켜, 촬영 수단(10a∼10f) 및 슬릿 레이저광 투광 수단(20a∼20f)을 제2 계측 위치에 고정시킨다(스텝 202).
촬영 수단(10a∼10f) 및 슬릿 레이저광 투광 수단(20a∼20f)이 제2 계측 위치에 고정된 상태에서, 차량(1)을 우측의 추월 차선(150R)을 따라 주행시킨다.
차량(1)을 주행시키면서, 6대의 촬영 수단(10a∼10f) 및 슬릿 레이저광 투광 수단(20a∼20f)을 동작시킨다. 이것에 의해, 터널 복공면(100)의 우측 측면(101R)의 각 영역(100G, 100H, 100I, 100J, 100K, 100L)에 조사된 슬릿 레이저광이 각각, 6대의 촬영 수단(10f, 10e, 10d, 10c, 10b, 10a)에 의해서 차량(1)의 진행에 수반하여 순차 촬영된다. 각 촬영 수단(10f∼10a)에 의해서 촬영된 터널 복공면(100)의 우측 측면(101R)의 각 영역(100L∼100G)의 화상 데이터는 화상 처리부(50)에 취입된다(도 5 참조;스텝 203).
화상 처리부(50)에 취입된 터널 복공면(100)의 좌측 측면(101L)의 각 영역(100A∼100F)의 화상 데이터 및 우측 측면(101R)의 각 영역(100G∼100L)의 화상 데이터는 화상 가공 처리를 위해, 예를 들면 외부의 퍼스널 컴퓨터에 취입된다(스텝 204).
도 7의 (a)는 터널 복공면(100)의 이어박기 지점에 형성된 균열(301)의 부위와 이어박기 지점 이외에 형성된 균열(302)의 부위를 나타내고 있다.
도 7의 (b)는 터널 복공면(100)의 이어박기 지점에 형성된 균열(301)의 확대도이고, 도 7의 (c)는 터널 복공면(100)의 이어박기 지점 이외에 형성된 균열(302)의 확대도이다. 모두, 균열(301, 302)은 표면에 1mm 정도의 부상(浮上)이 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
이어박기 지점은 강도적으로 약한 부분이며, 균열이 생기기 쉽다. 터널 복공면(100)에 형성된 균열은 단순한 가시 화상만으로는 그것이 박리 탈락으로 이어지는 1mm이상의 부상을 수반하는 것인지 어떤지를 판정할 수 없다.
본 실시 예에서는 터널 복공면(100)의 3차원 형상 화상을 얻어, 박리 탈락으로 이어지는 1mm 이상의 부상을 수반하는 균열인지 어떤지를 판별할 수 있다.
도 8은 퍼스널 컴퓨터에서 실행되는 화상 가공 처리 예를 나타내고 있다.
터널 복공면(100)의 좌측 측면(101L)의 각 영역(100A∼100F)의 화상 데이터 및 터널 복공면(100)의 우측 측면(101R)의 각 영역(100L∼100G)의 화상 데이터를 이어 맞춤으로써, 터널 복공면(100)의 전체 둘레(좌우 양 측면(101L, 101R))에 대해, 차량(1)이 진행한 구간에서의 터널 복공면(100)의 3차원 화상(120)이 얻어진다. 도 8에서, '111'은 터널 복공면(100)의 각 스팬을 구획하는 메지를 나타내고 있다.
3차원 화상(120)은 터널 복공면(100)의 둘레 방향, 차량(1)의 진행 방향의 각 2차원 위치마다 터널 복공면(100)의 높이가 나타난 높이 화상이다. 예를 들면, 높이가 높은 부위일수록 밝은 색으로 변화하고, 높이가 낮은 부위일수록 어두운 색으로 변화한다.
예를 들면, 3차원 화상(120)에 나타나는 균열(303)이 옅게 표시되고, 균열(304)이 진하게 표시되어 있는 경우에는 균열(304)이 부상이 크고, 박리 탈락의 위험이 높다는 것을 판별할 수 있다. 여기서, 높이 정보를 포함하지 않는 통상의 가시 화상에서는 터널 복공면(100)에 형성된 색 얼룩이나 더러움을 균열로 오판정할 가능성을 배제할 수 없었지만, 본 실시 예에 의하면, 터널 복공면(100)의 전체 둘레에 걸쳐, 박리 탈락으로 이어질 우려가 있는 균열인지 어떤지를 정확하게 판단할 수 있다.
터널 복공면(100)의 3차원 화상(120)을 화상 가공 처리로 함에서, 본 출원인의 선원이고 이미 특허 등록된(일본 특허 제5140892호) 적외선 열 화상 해석 장치의 기술을 적용하여, 더욱 정밀도가 높은 해석을 실행하도록 해도 좋다.
이 적외선 열 화상 해석 장치의 기술은 적외선 화상에 중첩된 온도 구배의 정보를 제거하여, 건전부와 손상부의 차이가 더욱 명확하게 되는 화상을 표시한다고 하는 것이다.
적외선 열 화상 해석 장치의 기술을, 터널 복공면(100)의 3차원 화상(120)에 적용하여 화상 가공 처리를 실행하는 것에 의해, 터널 복공면(100)에서, 건전한 평탄한 부위와, 박리 탈락으로 이어질 우려가 있는 1mm 이상의 부상이 있는 부위(304a)의 차이가 더욱 명확하게 되는 화상이 얻어진다. 따라서, 한층, 터널 복공면(100)의 전체 둘레에 걸쳐, 박리 탈락으로 이어질 우려가 있는 균열인지 어떤지를 정확하게 판단할 수 있다.
1; 차량
10(10a∼10f); 촬영 수단
20(20a∼20f); 슬릿 레이저광 투광 수단
30; 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단
31; 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면
40; 고정·반전 수단
41; 구동축
100; 터널 복공면
100A∼100L 각 영역
10(10a∼10f); 촬영 수단
20(20a∼20f); 슬릿 레이저광 투광 수단
30; 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단
31; 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면
40; 고정·반전 수단
41; 구동축
100; 터널 복공면
100A∼100L 각 영역
Claims (4)
- 터널 내를 차량이 주행 중에, 해당 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해서, 터널 복공면의 표면의 3차원 형상을 계측하고, 터널 복공면을 조사하기 위한 조사 대상 화상으로 가공하는 터널 복공면 조사 시스템으로서,
터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면에 대응하는 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면을 갖고, 상기 차량에 탑재되는 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단으로서,
터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면의 둘레 방향을 따른 각 영역을 향해, 터널 복공면의 둘레 방향을 따라 긴 슬릿 레이저광을 각각 투광하는 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단이 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라 배치되는 동시에, 터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면의 둘레 방향을 따른 각 영역을, 상기 복수의 슬릿 레이저광의 투광 방향과는 다른 방향으로부터 각각 촬영하는 복수의 촬영 수단이 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단에 각각 대응하여, 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라, 슬릿 레이저광 투광 수단의 설치 개소에서 차량 진행 방향으로 소정 거리 이간해서 배치된 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단,
상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 터널 복공면의 양 측면 중 한쪽의 편측 측면의 3차원 형상을 계측 가능한 제1 계측 위치에 고정시키는 동시에, 상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 연직 중심축 주위에 180도 반전시켜, 터널 복공면의 양 측면 중 다른 쪽의 편측 측면의 3차원 형상을 계측 가능한 제2 계측 위치에 고정시키는 고정·반전 수단,
상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단이 상기 제1 계측 위치에 고정된 상태에서, 계측된 터널 복공면 중 한쪽의 편측 측면의 3차원 형상 계측 결과와, 상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단이 상기 제2 계측 위치에 고정된 상태에서, 계측된 터널 복공면 중 다른 쪽의 편측 측면의 3차원 형상 계측 결과를 이용하여, 터널 복공면을 조사하기 위한 조사 대상 화상으로 가공하는 화상 가공 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 터널 복공면 조사 시스템. - 터널 내를 차량이 주행 중에, 해당 차량에 탑재한 촬영 수단 및 슬릿 레이저광 투광 수단을 이용한 광 절단법에 의해서, 터널 복공면의 표면의 3차원 형상을 계측하고, 터널 복공면을 조사하기 위한 조사 대상 화상으로 가공하는 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량으로서,
터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면에 대응하는 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면을 갖고, 상기 차량에 탑재되는 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단으로서,
터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면의 둘레 방향을 따른 각 영역을 향해, 터널 복공면의 둘레 방향을 따라 긴 슬릿 레이저광을 각각 투광하는 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단이 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라 배치되는 동시에, 터널 복공면의 양 측면 중 편측 측면의 둘레 방향을 따른 각 영역을, 상기 복수의 슬릿 레이저광의 투광 방향과는 다른 방향으로부터 각각 촬영하는 복수의 촬영 수단이 복수의 슬릿 레이저광 투광 수단에 각각 대응하여, 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라, 슬릿 레이저광 투광 수단의 설치 개소에서, 차량 진행 방향으로 소정 거리 이간해서 배치된 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단,
상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 터널 복공면의 양 측면 중 한쪽의 편측 측면의 3차원 형상을 계측 가능한 제1 계측 위치에 고정시키는 동시에, 상기 촬영 수단/슬릿 레이저광 투광 수단 설치 수단을 연직 중심축 주위에 180도 반전시켜, 터널 복공면의 양 측면 중 다른 쪽의 편측 측면의 3차원 형상을 계측 가능한 제2 계측 위치에 고정시키는 고정·반전 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량. - 제1항에서,
복수의 슬릿 레이저광 투광 수단과 복수의 촬영 수단은 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라, 지그재그형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 터널 복공면 조사 시스템. - 제2항에서,
복수의 슬릿 레이저광 투광 수단과 복수의 촬영 수단은 상기 원호면 형상 혹은 대략 원호면 형상의 설치면의 둘레 방향을 따라, 지그재그형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 터널 복공면 조사 시스템에 이용하는 차량.
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