KR102189111B1 - 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지하시설물 탐지시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하시설물과 관련된 준공정보 및 관리정보에 대하여 지하시설물 별로 구분하여 정보DB를 구축하고, 정보나 정보DB를 저장 및 전송 가능하게 처리하는 통합운영서버, 상기 통합운영서버의 정보DB나 GPS신호를 송수신하고, 통합운영서버로부터 수신된 정보DB의 상세내용 및 영상을 생성시켜 화면출력 가능하게 구성하는 사용자단말기, 상기 사용자단말기 상에 실행 가능하게 설치되고, 통합운영서버로부터 수신된 정보DB를 토대로 현 위치기반의 지하시설물 정보를 가상현실 VR뷰 및 증강현실 AR뷰 형태로 영상을 출력하는 ICT프로그램 및 지하시설물이 준공된 현장마다 설치되어 지하시설물의 이상 유무를 감지하고, 상기 통합운영서버 및 사용자단말기에 감지신호를 실시간 전달 가능하게 구성하는 탐지센서부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 기설 지하시설물의 탐사 및 해석을 고도화하면서 안전사고를 방지하며 선제적 관리화할 수 있는 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 지하시설물 탐지시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하시설물 준공상황을 일괄적으로 탐지하여 지하시설물에 대한 시공 이후의 안전사고를 예방하면서 신규 지하시설물 매설작업시 효율적으로 시공하는 것이 가능한 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에 관한 것이다.
일반적으로 산업 및 생활, 문화 수준의 향상 등 도시화가 급속하게 진행되면서 지중에는 상하수도관이나 가스관, 전기 및 통신선로, 난방관, 송유관 등과 같은 수많은 지하시설물들이 급증하였으며, 지중에 매설되는 지하시설물의 관로 종류 또한 다양하게 설치되어 사용하고 있다.
이러한 지하시설물들은 도시의 미관과 안전을 이유로 지하에 매설되고 있는데, 다양한 유형을 갖는 지하시설물의 보수 및 관리를 위해서는 지하시설물의 위치정보가 정확히 확인되어야 하고 기록에 의해 유지 관리가 효율적으로 이루어질 필요가 있다.
그러나 지하시설물의 경우 국내 1970년대부터 주요 인프라가 집중적으로 공급되기 시작하여 현재 준공 후 30년 이상 경과한 시설들이 급증하고 있으며, 이와 같은 지하시설물의 노후화는 누수나 도로함몰 등 안전문제를 유발할 뿐만 아니라 지하시설물의 효율적인 측면에도 악영향을 미쳐 예산낭비로 이어진다는 문제가 있었다.
나아가, 지하시설물의 관로 매립작업에는 현장의 다양한 제반 여건상 설계도면과 동일한 위치에 정확히 시공하는 것이 불가능하며, 시공도면과의 불일치 및 지반변화로 인해 지하시설물의 정확한 위치파악이 어려워 신규 지하시설물의 신설로 인한 굴착 공사시 기존 지하시설물을 손상시켜 안전사고 발생하게 된다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제1185160호(2012.09.17.)에는 거리가 측정된 특정 위치마다 해당 거리의 정보를 포함하는 정보 인식 수단이 부착된 깊이 측정 막대와, 상기 깊이 측정 막대가 지하 매설물이 매설된 위치까지 안착되고 상기 깊이 측정 막대에 부착된 상기 정보 인식 수단을 스캔함으로써 상기 지하 매설물의 매설 깊이 정보를 독출하는 사용자 단말과, 상기 사용자 단말로부터 상기 독출된 지하 매설물의 깊이 정보와 상기 사용자 단말이 위치한 위치 정보를 수신하고 상기 수신된 위치 정보 및 깊이 정보를 매핑하여 데이터베이스에 저장하는 통합 관리 서버를 포함하여 구성됨에 따라 지하시설물을 종합적이고 효과적으로 관리할 수 있는 정보 인식 수단을 이용한 지하 매설물의 깊이 측정 시스템이 공지되어 있다.
그러나 종래기술은 지하시설물의 깊이 측정에 따른 위치정보 및 다수의 지표정보로부터 지하시설물에 대한 일련의 데이터정보만을 구축할 뿐이므로 실제위치와 오차를 보정한 정합영상 등이 없어 관련공사 수행에 활용하는데 한계가 있는 실정이다.
위의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대해 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지하시설물을 가시화할 수 있게 구성하므로 기설 지하시설물의 탐사 및 해석을 고도화하면서 안전사고를 방지하며 선제적 관리화하고, 신규 지하시설물의 설치를 위한 굴착작업시 토공 작업정보와 지하시설정보를 일괄적으로 안내할 수 있게 구성하므로 작업안정성 및 시공효율화를 제고할 수 있는 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 완충부를 이용하여 주변의 진동이나 충격으로부터 GPR수단이 지나치게 흔들리는 것을 방지할 수 있으므로 정확한 탐사가 가능한 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 지하시설물과 관련된 준공정보 및 관리정보에 대하여 지하시설물 별로 구분하여 정보DB를 구축하고, 정보나 정보DB를 저장 및 전송 가능하게 처리하는 통합운영서버; 상기 통합운영서버의 정보DB나 GPS신호를 송수신하고, 통합운영서버로부터 수신된 정보DB의 상세내용 및 영상을 생성시켜 화면출력 가능하게 구성하는 사용자단말기; 상기 사용자단말기 상에 실행 가능하게 설치되고, 통합운영서버로부터 수신된 정보DB를 토대로 현 위치기반의 지하시설물 정보를 가상현실 VR뷰 및 증강현실 AR뷰 형태로 영상을 출력하는 ICT프로그램; 및 지하시설물이 준공된 현장마다 설치되어 지하시설물의 이상 유무를 감지하고, 상기 통합운영서버 및 사용자단말기에 감지신호를 실시간 전달 가능하게 구성하는 탐지센서부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에서 상기 탐지센서부에는 침하감지센서, 누수감지센서 및 광섬유센서를 적용하여 구성하고, 상기 통합운영서버는 관리자 PC기기에 실행 가능하게 설치되고, 복수의 사용자단말기로부터 수신된 정보를 실시간으로 구분 출력하면서 기능별 선택적으로 실행 가능하게 처리하는 운영관리프로그램을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에서 상기 운영관리프로그램에서는 통합운영서버로부터 수신된 관리데이터와 함께 탐지센서부로부터 감지된 데이터를 실시간 또는 저장데이터를 토대로 모니터링 가능하되, 실시간 모니터링 기능에서부터 성능저하 진단기능, 3D도면 확인기능, 센서관리기능을 선택적으로 실행 가능하게 구성하고, 상기 운영관리프로그램에서는 지하시설물에 대해 지역 전체에서 특정 지역을 지정하여 집중적으로 모니터링할 수 있게 설정하되, 탐지센서부의 신호와 연동하여 탐지센서부의 감지신호에 따른 지하시설물의 위험요소로부터 취약지점을 자동 설정가능하며, 운영관리프로그램에서 설정입력한 해당 취약지점 및 탐지센서부의 감지신호로 자동 설정된 해당 취약지점에 대해 집중적인 정보만을 로딩하여 출력할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에서 상기 사용자단말기에는 지하시설물의 준공현장 위치 기반에서 지하에 전자기 펄스를 이용하여 지하시설물의 실제위치정보를 확인 가능하게 탐사하는 GPR수단을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에서 상기 ICT프로그램에서는 GPR수단의 탐사 정보가 입력되되 GPR수단의 탐사 정보DB에 대하여 다각도로 데이터의 특성을 분석하는 머신러닝 알고리즘을 포함하여 이루어지며, 상기 ICT프로그램에서는 통합운영서버로부터 수신된 준공도면과 GPR수단의 탐사자료로부터 획득한 분석정보를 토대로 3D 입체영상으로 컨버팅(converting)하도록 이루어지고, 상기 ICT프로그램에서는 머신러닝 알고리즘에 의하여 분석 전처리된 GPR수단의 탐사 정보DB로부터 현장 위치에 매설된 지하시설물의 형태 및 위치를 추정하고, 추정된 정보DB를 현 위치기반을 배경으로 증강현실 AR뷰 형태로 영상 구현 가능하게 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에서 상기 GPR수단은, 하부면에 다수의 바퀴가 설치되어 이동 가능하며 일측에 손잡이가 장착된 이동부; 이동부의 상부에 장착되는 고정브라켓; 고정브라켓의 상부에 탈착 가능하도록 삽입되는 회전탈착부; 및 회전탈착부의 상면에 장착되며 그 상부에 GPR수단이 결합되는 완충부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에서 상기 완충부는, GPR수단의 하면에 결합되는 완충상판; 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판; 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부; 를 포함하며, 상기 완충상판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부가 상부를 향해 돌출 연장되며, 상판연장부는 하판연장부보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부와 하판연장부가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성되고, 상판연장부와 하판연장부가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부가 삽입되어 완충상판과 완충하판에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에서 상기 회전탈착부는, 완충부의 하부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부; 및 탈착몸체부의 하부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부; 를 포함하며, 상기 탈착몸체부는, 완충하판의 하부에 결합되는 탈착상판; 탈착상판의 중앙부로부터 하부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축; 및 탈착회전축의 하단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부; 를 포함하고, 상기 탈착체결부는, 탈착상판의 하부에 결합되는 탈착하판; 탈착하판의 하부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축을 감싸도록 배치되는 탈착신축부; 탈착신축부의 양측에 형성되며 탁착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부; 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부; 및 탈착신축부의 하부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부; 를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에서 상기 회전제어부는, 탈착회전축의 하단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체; 회전제어몸체의 내측 일단에 결합되는 제1스프링; 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더; 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체; 회전제어몸체의 내측 타단에 결합되는 제2스프링; 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더; 및 제2슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체; 를 포함하고, 상기 제1슬라이더의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 장착되고, 제1슬라이더의 일측부와 마주보는 제2슬라이더의 일측부에는 자성체가 장착되며, 전자석부에 전류가 흐르면 제1슬라이더와 제2슬라이더가 접촉 고정되어 제1구체와 제2구체가 회전제어몸체의 외부에 노출된 상태에서 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템에서 상기 고정브라켓은, 회전탈착부의 탈착체결부가 삽입될 수 있도록 삽입공간이 형성된 고정몸체; 및 고정몸체의 내측 삽입공간의 하단에 배치되며 회전제어부가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부; 를 포함하며, 상기 삽입공간의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈이 함몰 형성되어 회전가이드부가 수용될 수 있고, 회전수용부의 내측면에는 다수의 걸림홈이 함몰 형성되어 제1구체와 제2구체가 수용될 수 있는 것이 바람직하다.
위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 지하시설물의 탐지에 따른 증강현실 및 가상현실 기술을 산업현장에 확대 적용하면서 빅데이터 기반 지하시설물 통합관리 플랫폼을 통한 선제적 유지관리 기술을 확보하므로 체계적인 지하공간의 관리와 지하시설물의 시각화를 통해 최적의 관리 및 부주의로 인한 사고발생을 감소시키며, 지하시설물의 탐사효율과 정확도를 향상시키면서 처리시간의 효율화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전자기 펄스를 이용한 GPR 고정밀 탐지기술을 구현하므로 지하시설물의 위치데이터 정보획득에 정확성을 향상시켜 굴착작업시 지하시설물의 파손 및 폭발로 인한 안전사고를 예방하며 국가적 예산절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 현장 작업에 따른 계획면과 작업면을 3차원 도면형태로 실시간 모니터링할 수 있게 검측 안내하므로 재시공 방지 및 품질확보, 비용절감, 생산성 향상을 도모하고, 준공도면작성 및 검측시간을 최소화하여 행정의 효율화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 완충부를 이용하여 주변의 진동이나 충격으로부터 GPR수단이 지나치게 흔들리는 것을 방지할 수 있으므로 정확한 탐사가 가능하여 작업의 정확성이 현저히 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템의 각 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 GPR수단에 의한 ICT프로그램의 영상 구현상황을 예시적으로 나타내는 이미지.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 GPR수단이 장착된 모습을 개략적으로 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부를 아래에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전제어부의 내부 모습을 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓의 모습을 도시한 종단면도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부가 작동되는 모습을 예시적으로 도시한 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동검측기의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동검측기의 영상구현상황을 예시적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템의 각 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 GPR수단에 의한 ICT프로그램의 영상 구현상황을 예시적으로 나타내는 이미지.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 GPR수단이 장착된 모습을 개략적으로 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부를 아래에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전제어부의 내부 모습을 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓의 모습을 도시한 종단면도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부가 작동되는 모습을 예시적으로 도시한 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동검측기의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동검측기의 영상구현상황을 예시적으로 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템의 각 구성을 도시한 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템은 통합운영서버(10), 사용자단말기(20) 및 ICT프로그램(30)을 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에는 지하시설물(5)이 준공된 현장마다 지하시설물(5)의 이상 유무를 감지 가능하게 설치되는 탐지센서부(40)를 구성하는 것도 가능하다. 상기 탐지센서부(40)는 통합운영서버(10) 및 사용자단말기(20)에 감지신호를 실시간으로 전달가능하게 구성한다.
상기 탐지센서부(40)는 지하시설물(5)의 노후화나 파손, 싱크홀, 누수 등을 감지하기 위한 것으로서, 침하감지센서나 누수감지센서, 광섬유센서 등 다양하게 적용하여 구성하는 것이 가능하다.
상기 통합운영서버(10)는 지하시설물(5)과 관련된 다양한 정보를 사용자단말기(20)로 접속하여 확인할 수 있게 운영되는 기능을 수행한다. 상기 통합운영서버(10)에는 전반적인 지하시설물(5)과 관련된 준공정보 및 관리정보에 대하여 지하시설물(5)별로 구분하여 데이터베이스화된 정보DB를 구축한다.
예를 들면, 상기 통합운영서버(10)에는 지하시설물(5)의 준공데이터(준공도면, 준공위치, 준공날짜 등) 및 지하시설물(5)의 관리데이터(관리 이력 등) 등 지하시설물(5)과 관련된 다양한 상세정보들을 각 지하시설물(5)별로 구분하여 문자데이터에 영상데이터를 포함하는 빅데이터 형태의 정보DB를 구축한다.
상기 통합운영서버(10)에서는 기설된 지하시설물(5)의 정보DB는 물론 신설 지하시설물(5)에 대한 정보를 저장하여 지속적으로 갱신시킬 수 있게 형성한다.
상기 통합운영서버(10)는 사용자단말기(20) 및 관리자 PC기기(7)에서 접속하여 지하시설물(5)과 관련된 새로운 정보를 저장하거나 저장된 정보를 송수신하게 전송 처리가능하다.
즉, 상기 통합운영서버(10)는 사용자단말기(20) 및 관리자 PC기기(7)로부터 온라인통신망을 통해 접속가능하게 구성하고, 지하시설물(5)과 관련된 정보를 서로 업로드할 수 있게 전송 처리한다. 여기에서 온라인통신망은 유선네트워크통신망은 물론 무선네트워크통신망, 위성통신망 및 와이파이(Wi-Fi)를 모두 포함하는 의미이다.
상기 통합운영서버(10)는 사용자단말기(20) 상에 프로그래밍된 ICT프로그램(30)과 함께 관리자 PC기기(7) 상에 설치되게 프로그래밍된 운영관리프로그램(15)에 의하여 실행가능하게 구성한다.
상기 운영관리프로그램(15)은 통합운영서버(10)에 접속하여 관리자 PC기기(7)를 통해 화면 출력하되, 복수의 사용자단말기(20)로부터 수신된 정보를 실시간으로 구분 출력한다.
상기 운영관리프로그램(15)에서는 통합운영서버(10)로부터 수신된 관리데이터와 함께 탐지센서부(40)로부터 감지된 데이터를 실시간 또는 저장데이터를 토대로 모니터링 가능하다.
상기 운영관리프로그램(15)에서는 지하시설물(5)에 대한 점검 이력이나 유지보수 이력을 관리하여 확인가능하게 출력한다.
상기 운영관리프로그램(15)에서는 관리자 PC기기(7) 상에 다양한 유형을 기능별로 실행하되, 관리자가 기능별 선택적으로 실행가능하게 처리한다. 즉, 상기 운영관리프로그램(15)에서는 실시간 모니터링 기능에서부터 성능저하 진단기능, 3D도면 확인기능, 센서관리기능 등을 선택적으로 실행가능하게 구성한다.
상기 운영관리프로그램(15)에서 지하시설물(5)에 대해 실시간 모니터링함에는 지역 전체에서 특정 지역을 지정하여 집중적으로 모니터링할 수 있게 설정하는 것이 가능하다. 즉, 상기 운영관리프로그램(15)에서 지하시설물(5) 중 취약지점을 지정하여 설정입력하면, 해당 취약지점에 대한 집중적인 정보만을 별도로 로딩하여 관리자 PC기기(7) 상에 출력한다.
상기 운영관리프로그램(15)에서 특정 지역의 취약지점을 설정함에는 탐지센서부(40)의 신호와 연동하여 탐지센서부(40)의 감지신호에 따른 지하시설물(5)의 위험요소로부터 취약지점을 자동으로 설정할 수 있게 구성한다.
상기 운영관리프로그램(15)에서는 특정 위험요소에 따른 해당 유관부서를 입력저장하므로, 지하시설물(5)에 위험요소가 발견된 경우 유관부서에 자동으로 전달할 수 있게 구성한다.
상기 운영관리프로그램(15)에서 지하시설물(5)의 성능저하를 진단함에는 통합운영서버(10)로부터 수신된 관리데이터와 함께 탐지센서부(40)로부터 감지된 데이터를 토대로 지하시설물(5)의 성능저하 여부를 판단하여 진단한다. 나아가, 상기 운영관리프로그램(15)에서는 지하시설물(5)의 성능저하를 진단한 데이터를 토대로 지하시설물(5)의 노후화순위를 자동으로 산정하도록 구성한다.
상기 운영관리프로그램(15)에서 지하시설물(5)의 3D도면을 확인함에는 3차원의 모델링 도면을 확인가능하게 생성시키며, 지하시설물(5)의 변위데이터에 따른 변위량을 확인가능하게 나타낸다.
상기 사용자단말기(20)는 현장에서 지하시설물(5)과 관련된 정보를 확인할 수 있는 기기로서, 현 위치에서 GPS신호를 송수신하여 위치정보를 획득가능하며, 상기 통합운영서버(10)의 정보DB를 송수신하여 지하시설물(5)의 준공정보 등을 확인가능하다.
상기 사용자단말기(20)는 통합운영서버(10)로부터 수신된 정보DB의 상세내용 및 영상을 생성시켜 화면출력가능하게 구성한다.
사용자단말기(20)는 온라인통신망을 이용하는 형태의 통신단말기(스마트폰, 태블릿PC 등)가 대표적인 예로 설명하지만, 이에 한정하는 의미가 아니며 온라인통신망에 연결가능하게 제작된 별도의 단말기를 적용하여 구성하는 것이 가능하다.
상기 ICT프로그램(30)은 사용자단말기(20)를 통해 현장에서 지하시설물(5)에 대한 상세정보를 확인할 수 있게 제공하는 기능을 수행한다.
상기 ICT프로그램(30)은 사용자단말기(20) 상에 실행가능하게 설치되는 프로그램으로서, 사용자단말기(20)의 저장매체에 설치가능한 애플리케이션 형태의 프로그램을 이룬다.
상기 ICT프로그램(30)은 사용자단말기(20)를 통해 통합운영서버(10)와 접속가능하고, 통합운영서버(10)로부터 수신된 정보DB를 토대로 현 위치기반의 지하시설물(5) 정보를 가상현실 VR뷰 및 증강현실 AR뷰 형태로 영상을 출력한다.
상기 ICT프로그램(30)에서는 사용자단말기(20)의 GPS신호로부터 해당 위치정보를 인식하고, 통합운영서버(10)로부터 해당 위치의 지하시설물(5) 상세정보를 불러와 디스플레이한다.
상기 ICT프로그램(30)에서는 사용자단말기(20)의 카메라모듈과 연동하여 증강현실 AR뷰를 나타내게 구성한다. 즉, 상기 사용자단말기(20)로부터 촬영한 화면을 배경으로 해당 위치의 지하시설물(5)을 3차원의 입체적인 증강현실로 디스플레이하는 구조로서, 사용자단말기(20)로 들어오는 실시간 이미지에 GPS신호 및 상기 사용자단말기(20)의 자이로 센서를 연동하여 해당 지하시설물(5) 정보를 실시간 렌더링하므로, 지하시설물(5)의 시각화를 구현한다.
상기 사용자단말기(20)에는 지하시설물(5)의 준공현장 위치 기반에서 지하에 전자기 펄스를 이용하여 지하시설물(5)의 실제위치정보를 확인가능하게 탐사하는 GPR수단(25)을 구성한다.
상기 GPR수단(25)은 지하시설물(5)이 매립된 지반을 현장에서 자체적으로 탐사하여 지하시설물(5)이 매설된 실제위치를 파악가능하게 구성한다.
상기 GPR수단(25)은 사용자단말기(20) 상에 일체로 내장된 구조를 갖는 일체형으로 구성하는 것도 가능하고, GPR수단(25)의 장비에 사용자단말기(20)를 설치하여 사용하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 ICT프로그램(30)에는 GPR수단(25)의 탐사 정보가 입력되고, ICT프로그램(30)에서는 GPR수단(25)의 해당 탐사 정보를 토대로 지하시설물(5)의 가상현실 VR뷰 및 증강현실 AR뷰 영상을 출력한다.
상기 ICT프로그램(30)에서는 통합운영서버(10)로부터 수신된 준공도면과 GPR수단(25)의 탐사자료로부터 획득한 분석정보를 토대로 3D 입체영상으로 컨버팅(converting)하도록 구성한다. 즉, 상기 ICT프로그램(30)은 준공도면이나 GPR수단(25)의 탐사자료에 따른 2D 형태의 분석정보를 3D 입체영상으로 컨버팅하여 출력한다.
상기 ICT프로그램(30)에는 인공지능을 활용한 탐사결과 해석기능을 갖도록 머신러닝(machine learning) 알고리즘을 구비한다. 상기 ICT프로그램(30)은 머신러닝 알고리즘에 의하여 GPR수단(25)의 탐사 정보DB에 대하여 다각도로 데이터의 특성을 분석한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 GPR수단에 의한 ICT프로그램의 영상 구현상황을 예시적으로 나타내는 이미지이다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 ICT프로그램(30)에서는 머신러닝 알고리즘에 의하여 분석 전처리된 GPR수단(25)의 탐사 정보DB로부터 현장 위치에 매설된 지하시설물(5)의 형태 및 위치를 추정한다.
또한, 도 3의 (b)에서처럼 추정된 정보DB를 현 위치기반을 배경으로 증강현실 AR뷰 형태로 영상구현가능하게 이루어지므로, 머신러닝 알고리즘을 토대로 인공지능을 활용한 지반탐사 정확도를 개선하는 것이 가능하다.
즉, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 지하시설물 탐지시스템에 의하면 지하시설물의 탐지에 따른 증강현실 및 가상현실 기술을 산업현장에 확대 적용하면서 빅데이터 기반 지하시설물 통합관리 플랫폼을 통한 선제적 유지관리 기술을 확보하므로, 체계적인 지하공간의 관리와 지하시설물의 시각화를 통해 최적의 관리 및 부주의로 인한 사고발생을 감소시키며, 지하시설물의 탐사효율과 정확도를 향상시키면서 처리시간의 효율화를 도모하는 것이 가능하다.
아울러, 본 발명은 지하시설물 탐지에 증강현실 및 가상현실 기술과 함께 전자기 펄스를 이용한 GPR 고정밀 탐지기술을 구현하므로, 지하시설물의 위치데이터 정보획득에 정확성을 향상시켜 굴착작업시 지하시설물의 파손 및 폭발로 인한 안전사고를 예방하며 국가적 예산절감을 도모하는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 GPR수단이 장착된 모습을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 전체적인 모습을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 GPR수단(25)은, 하부면에 다수의 바퀴(110)가 설치되어 이동 가능하며 일측에 손잡이(120)가 장착된 이동부(100), 이동부의 상부에 장착되는 고정브라켓, 고정브라켓의 상부에 탈착 가능하도록 삽입되는 회전탈착부 및 회전탈착부의 상면에 장착되며 그 상부에 GPR수단(25)이 결합되는 완충부를 더 포함한다. 상기 손잡이(120)의 상단에는 사용자단말기(20)가 결합될 수 있다.
상기 완충부(200)는, GPR수단(25)의 하부에 배치되는 완충상판(210), 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판(230) 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부(220)를 포함한다.
도시된 실시예에서 상기 완충상판(210)과 완충하판(230)은 사각 패널의 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 완충탄성부(220) 역시 코일스프링 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 완충탄성부(220)는 상하방향으로 탄성복원력을 제공하여 외부로부터 GPR수단(25)에 가해지는 충격이나 진동을 감쇠시켜 주고, 이에 따라 작업의 정확도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
아울러, 상기 완충상판(210)의 네 귀퉁이에는 'U'자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부(211)가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판(230)의 네 귀퉁이에는 'U'자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부(231)가 상부를 향해 돌출 연장된다.
즉, 상기 상판연장부(211)와 하판연장부(231)는 치아처럼 서로 마주보도록 돌출 형성되며, 상판연장부(211)가 하판연장부(231)보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부(211)와 하판연장부(231)가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성된다.
상기 상판연장부(211)와 하판연장부(231)가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부(240)가 삽입된다. 좌우탄성부(240)는 일측면이 상판연장부(211)의 'U'자형 홈에 접촉되고 타측면이 하판연장부(231)의 'U'자형 홈에 접촉되어 완충상판(210)과 완충하판(230)에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공한다.
다시 말하면, 상기 완충상판(210) 및 그 상부에 결합된 GPR수단(25)은 완충탄성부(220)에 의해 상하방향 진동이 감쇠되고, 동시에 좌우탄성부(240)에 의해 전후좌우 방향 진동이 감쇠된다.
한편, 도 5에 도시된 것처럼 4개의 상판연장부(211) 중 완충상판(210)의 일측부에 배치된 2개의 상판연장부(211), 4개의 상판연장부(211) 중 완충상판(210)의 타측부에 배치된 나머지 2개의 상판연장부(211) 사이는 각각 상판지지부(212)를 통해 연결된다.
이러한 상판지지부(212)와 완충하판(230) 사이는 높이고정부(250)를 통해 연결되고, 높이고정부(250)가 조절됨에 따라 완충상판(210)과 완충하판(230) 사이의 이격 거리가 가변될 수 있다.
즉, 사용자는 탐사 작업을 수행할 노면의 상태, 각 탐사 장치의 무게 등을 고려하여 높이고정부(250)를 조이거나 풀 수 있고, 이에 따라 완충상판(210)과 완충하판(230) 사이의 이격 거리가 가변되어 완충탄성부(220)의 강성이 조절될 수 있다.
이때, 상기 완충상판(210)의 하면과 하판연장부(231)의 최상단 사이의 간격은 좌우탄성부(240)의 길이보다 상대적으로 좁게 조절되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부의 전체적인 모습을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부를 아래에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 회전탈착부(300)는 완충부(200)의 하부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부(310) 및 탈착몸체부의 하부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부(320)를 포함한다.
상기 탈착몸체부(310)는 금속, 목재 등 상부에 결합된 완충부를 지탱하기에 충분한 강성을 지니는 경질 소재로 이루어지고, 탈착체결부(320)는 실리콘 등 탄성이 있는 유연한 소재로 이루어진다.
본 발명은 이와 같이 탈착몸체부(310)와 탈착체결부(320)를 상이한 소재로 구성함으로써 GPR수단(25)을 사용하지 않을 때에는 분리하여 보관하고, 사용할 때에는 부착하여 활용할 수 있도록 할 수 있다.
상기 탈착몸체부(310)는 완충하판(230)의 하부에 결합되는 탈착상판(311), 탈착상판의 중앙부로부터 하부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축(312) 및 탈착회전축의 하단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부(330)를 포함한다.
이와 같이 탈착몸체부(310)가 탈착회전축(312)을 기준으로 회전 가능하므로 GPR수단(25)의 각도를 자유롭게 조절할 수 있고 탐사 작업시 편의성이 크게 향상되는 효과가 있다.
상기 탈착체결부(320)는 탈착상판(311)의 하부에 결합되는 탈착하판(321), 탈착하판(321)의 하부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축(312)을 감싸도록 배치되는 탈착신축부(322), 탈착신축부의 양측에 형성되며 탁착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부(323), 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부(324) 및 탈착신축부의 하부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부(325)를 포함한다.
사용자는 탈착외력부(323)를 잡고 힘을 가하여 탈착외력부(323)가 탈착신축부(322) 안쪽으로 들어오도록 할 수 있고, 이때 돌출된 회전가이드부(324)도 함께 탈착신축부(322) 안쪽으로 들어오면서 탈착몸체부(310)를 후술되는 고정브라켓(400)으로부터 분리할 수 있다.
탈착몸체부(310)를 고정브라켓(400)에 삽입할 때에는 위 과정을 반대로 수행하여 회전가이드부(324)가 탈착신축부(322) 안쪽으로 들어오도록 힘을 가한 상태에서 고정브라켓(400)에 삽입하고, 탈착외력부(323)를 놓아 회전가이드부(324)가 돌출될 수 있도록 한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전제어부의 내부 모습을 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 회전제어부(330)는 탈착회전축(312)의 하단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체(331), 회전제어몸체의 내측 좌단에 결합되는 제1스프링(332), 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더(333), 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체(334), 회전제어몸체의 내측 우단에 결합되는 제2스프링(336), 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더(337) 및 제2슬라이더(337)의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체(338)를 포함한다.
상기 제1스프링(332)은 제1슬라이더(333)를 우측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제1구체(334)는 별다른 외력이 가해지지 않는 한 회전제어몸체(331) 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있다.
마찬가지로, 제2스프링(336)은 제2슬라이더(337)를 좌측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제2구체(338)는 별다른 외력이 가해지지 않는 한 회전제어몸체(331) 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있다.
한편, 상기 제1슬라이더(333)의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부(335)가 장착되고, 제1슬라이더(333)의 일측부와 마주보는 제2슬라이더(337)의 일측부에는 자성체(339)가 장착된다.
상기 전자석부(335)에 전류가 흐르면 제1슬라이더(333)와 제2슬라이더(337)가 접촉 고정되므로 제1구체(334)와 제2구체(338)는 회전제어몸체(331)의 외부에 노출된 상태에서 고정될 수 있다.
다시 말하면, 평상시 제1구체(334)와 제2구체(338)는 제1스프링(332) 및 제2스프링(336)에 의해 회전제어몸체(331) 내부에 수납 또는 외부로 노출된 상태를 자유롭게 오갈 수 있으나, 전자석부(335)에 전류가 흐르면 전자석부(335)와 자성체(339)가 붙은 상태에서 고정됨에 따라 제1슬라이더(333)와 제2슬라이더(337)가 하나의 막대처럼 단단해지고, 이에 따라 제1구체(334)와 제2구체(338)는 외부에 노출된 상태로 고정될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓의 모습을 도시한 종단면도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 고정브라켓(400)은 이동부(100)의 상부에 설치되며 회전탈착부(300)의 탈착체결부(320)가 삽입될 수 있도록 삽입공간(411)이 형성된 고정몸체(410) 및 고정몸체의 내측 삽입공간(411)의 하단에 배치되며 회전제어부(330)가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부(420)를 포함한다.
즉, 고정브라켓(400)에 회전탈착부(300)가 탈착 가능하면서 회전 가능하도록 체결되며, 회전탈착부(300)의 상부에 완충부(200)가 결합되고, 완충부(200) 상부에 GPR수단(25)이 결합된다.
상기 삽입공간(411)의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈(412)이 함몰 형성된다. 이러한 가이드홈(412)에는 전술한 회전가이드부(324)가 수용되고, 이에 따라 탈착몸체부(310)는 고정브라켓(400)으로부터 이탈되지 않으면서 일정한 궤도로 회전할 수 있다.
한편, 상기 회전수용부(420)의 내측면에는 그 둘레를 따라 다수의 걸림홈(421)이 함몰 형성된다. 이러한 걸림홈(421)에는 제1구체(334) 및 제2구체(338)가 수용되어 일정한 고정력을 지닐 수 있다.
다시 말하면, 탈착몸체부(310)가 회전함에 따라 탈착회전축(312)이 회전되고, 그 하단의 회전제어부(330) 역시 회전하게 되는데, 제1구체(334) 및 제2구체(338)가 걸림홈(421)에 수용되어 있을 때에는 일시적으로 약간의 고정력을 지니고, 제1구체(334) 및 제2구체(338)가 걸림홈(421)을 타고 넘어간 후 다시 다른 걸림홈(421)에 수용될 때에는 '딸깍'하는 느낌을 사용자에게 전달하여 사용자가 회전 여부를 명확하게 인지할 수 있다.
만약, GPR수단(25)의 각도 조절이 완료되어 더 이상 탈착몸체부(310)를 회전시킬 필요가 없으면, 전자석부(335)에 전류를 흘려 제1슬라이더(333)와 제2슬라이더(337)가 하나의 막대처럼 단단해지도록 하고, 이에 따라 제1구체(334) 및 제2구체(338)가 걸림홈(421)에 수용된 상태에서 고정되므로 탈착몸체부(310)는 더 이상 회전하지 않게 된다.
도시되어 있지는 않지만, 상기 전자석부(335)는 일반적인 배터리, 스위치 등과 전기적으로 연결되어 상황에 따라 전류가 흐르거나 또는 흐르지 않도록 작동할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부가 작동되는 모습을 예시적으로 도시한 단면도이다.
한편, 도 4에 도시된 것처럼 이동부(100)의 상부면 일측에는 바람막이부(500)가 설치되어 주변의 바람으로부터 GPR수단(25)이 지나치게 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로 상기 바람막이부(500)는 내부가 비어있으며 상단에 진입홀(531)이 천공된 바람케이스(530), 바람케이스에 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 상부바람몸체(510), 상부바람몸체의 전방면 하단에 돌출 형성되는 다수의 걸림턱(511), 상부바람몸체의 전방에 배치되며 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 하부바람몸체(520) 및 하부바람몸체의 후방면에 함몰 형성되며 다수의 걸림턱이 수용되는 다수의 레일(521)을 포함한다.
상기 상부바람몸체(510)의 단부는 바람회전모터(540)에 연결되어 상부 또는 하부를 향해 회전할 수 있으며, 다수의 걸림턱(511)은 다수의 레일(521)에 수용되어 상하로 슬라이딩 될 수 있다.
도시된 것처럼 다수의 걸림턱(511)은 'T'자 형태로 형성되어 레일(521)로부터 이탈되지 않으며, 걸림턱(511)이 레일(521)의 최상단에 위치한 상태에서 상부바람몸체(510)가 상부를 향해 더 이동되면 하부바람몸체(520)는 걸림턱(511)이 레일(521)에 걸린 채로 상부바람몸체(510)와 함께 상부를 향해 이동된다.
반대로, 상부바람몸체(510)가 하부를 향해 이동되면 하부바람몸체(520)도 자중에 의해 하부를 향해 이동되고, 걸림턱(511)이 레일(521)의 최하단에 위치한 상태에서 상부바람몸체(510)가 하부를 향해 더 이동되면 하부바람몸체(520)는 상부바람몸체(510)의 전방에 포개어 겹쳐진 상태로 수납된다.
본 발명은 이와 같이 상부바람몸체(510)와 하부바람몸체(520)를 나누어 구성하고, 상부바람몸체(510)의 상향 이동에 따라 하부바람몸체(520)도 상향 이동될 수 있도록 구성하여 적은 면적을 차지하면서도 동시에 바람 진입 방지 효과는 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 바람의 속도 등을 고려하여 상부바람몸체(510)와 하부바람몸체(520)가 펼쳐지는 정도를 자유자재로 조절할 수 있다.
한편, 상기 상부바람몸체(510)에는 다수의 통기공(512)이 횡방향으로 이격되어 배치되고, 다수의 통기공(512) 사이사이에 다수의 공기홈(513)이 이격 배치된다.
다수의 통기공(512)은 종방향으로 긴 타원형으로 형성되며, 일부 바람이 상부바람몸체(510)를 통과하여 후방으로 자연스럽게 흐를 수 있도록 함으로써, 강한 바람이 발생하였을 때 상부바람몸체(510)가 부러지거나 과한 진동이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.
다수의 공기홈(513)은 가운데 부분이 높고 양 단부가 낮은 'ㅅ'자 형태로 형성되며, 종방향으로 이격 배치된 4개의 공기홈(513)이 한 세트를 이룬다. 다수의 공기홈(513)은 상부바람몸체(510)에 부딪히는 바람을 통기공(512) 방향으로 유도하여 흐르도록 한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동검측기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동검측기의 영상구현상황을 예시적으로 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템은 통합운영서버(10)와 연동하여 정보를 송수신가능하되, 건설장비의 운전자에게 굴착작업을 위한 설계 계획면과 함께 작업면을 좌표값에 의해 3차원 도면화시켜 모니터링할 수 있게 검측 안내하는 자동검측기(50)를 더 포함하여 이루어진다.
상기 자동검측기(50)는 운전자가 굴착 작업진행과 관련된 정보를 모니터링할 수 있게 화면 및 음성을 출력가능한 구조로 구성한다.
상기 자동검측기(50)는 토공 작업에 따른 안내정보를 획득하기 위하여 통합운영서버(10)로부터 좌표데이터정보를 수신가능하며, 토공 작업을 진행한 후 준공데이터를 관리하기 위하여 통합운영서버(10)에 준공데이터정보를 송신가능하게 구성한다.
상기 자동검측기(50)에서는 토공 작업시 작업위치나 작업량 산출에 필요한 기본적인 작업정보를 취득할 수 있도록 지반의 토공 작업 위치지점에 따른 좌표데이터 값을 측량한다. 즉, 상기 자동검측기(50)는 도 14에 나타낸 바와 같이, 건설장비에 설치된 GPS수신기(51)와 함께 건설장비의 붐과 암 및 버켓이 서로 접하는 각 절점마다 설치되어 개개의 회전각도를 검출하는 경사센서(53)를 구비토록 구성하므로, 토공 작업에 따른 좌표데이터 값을 획득한다.
상기 자동검측기(50)에서는 좌표데이터를 토대로 입체적인 불규칙 삼각망을 생성시키는 변환과정을 통해 3차원 도면형태의 계획면 및 작업면을 생성시켜 출력한다.
상기 자동검측기(50)에도 도 15에 나타낸 바와 같이, ICT프로그램(30)의 구성을 실행가능하게 적용하여 계획면의 좌표데이터에 따른 터파기 작업라인 및 통합운영서버(10)로부터 수신된 정보DB에 따른 지장물(지하시설물)의 정보를 증강현실 AR뷰 형태로 영상을 출력하도록 구성한다.
즉, 전술한 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하면, 별도의 측량작업이 불필요하여 시공의 원가절감 및 장비 대기시간을 제로화하며, 시공착오로 인한 지하시설물공사의 재시공을 근절하여 원가절감 및 작업품질을 확보하고, 장비주변 작업자의 접근빈도를 낮춰 안전사고를 사전근절하면서 작업효율을 향상시키는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서도 전술한 구성 이외에는 본 발명의 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 나머지 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
5 : 지하시설물 7 : 관리자 PC기기 10 : 통합운영서버
15 : 운영관리프로그램 20 : 사용자단말기 25 : GPR수단
30 : ICT프로그램 40 : 탐지센서부 50 : 자동검측기
51 : GPS수신기 53 : 경사센서 100 : 이동부
110 : 바퀴 120 : 손잡이 200 : 완충부
210 : 완충상판 211 : 상판연장부 212 : 상판지지부
220 : 완충탄성부 230 : 완충하판 231 : 하판연장부
240 : 좌우탄성부 250 : 높이고정부 300 : 회전탈착부
310 : 탈착몸체부 311 : 탈착상판 312 : 탈착회전축
320 : 탈착체결부 321 : 탈착하판 322 : 탈착신축부
323 : 탈착외력부 324 : 회전가이드부 325 : 탈착천공부
330 : 회전제어부 331 : 회전제어몸체 332 : 제1스프링
333 : 제1슬라이더 334 : 제1구체 335 : 전자석부
336 : 제2스프링 337 : 제2슬라이더 338 : 제2구체
339 : 자성체 400 : 고정브라켓 410 : 고정몸체
411 : 삽입공간 412 : 가이드홈 420 : 회전수용부
421 : 걸림홈 500 : 바람막이부 510 : 상부바람몸체
511 : 걸림턱 512 : 통기공 513 : 공기홈
520 : 하부바람몸체 521 : 레일 530 : 바람케이스
531 : 진입홀 540 : 바람회전모터
15 : 운영관리프로그램 20 : 사용자단말기 25 : GPR수단
30 : ICT프로그램 40 : 탐지센서부 50 : 자동검측기
51 : GPS수신기 53 : 경사센서 100 : 이동부
110 : 바퀴 120 : 손잡이 200 : 완충부
210 : 완충상판 211 : 상판연장부 212 : 상판지지부
220 : 완충탄성부 230 : 완충하판 231 : 하판연장부
240 : 좌우탄성부 250 : 높이고정부 300 : 회전탈착부
310 : 탈착몸체부 311 : 탈착상판 312 : 탈착회전축
320 : 탈착체결부 321 : 탈착하판 322 : 탈착신축부
323 : 탈착외력부 324 : 회전가이드부 325 : 탈착천공부
330 : 회전제어부 331 : 회전제어몸체 332 : 제1스프링
333 : 제1슬라이더 334 : 제1구체 335 : 전자석부
336 : 제2스프링 337 : 제2슬라이더 338 : 제2구체
339 : 자성체 400 : 고정브라켓 410 : 고정몸체
411 : 삽입공간 412 : 가이드홈 420 : 회전수용부
421 : 걸림홈 500 : 바람막이부 510 : 상부바람몸체
511 : 걸림턱 512 : 통기공 513 : 공기홈
520 : 하부바람몸체 521 : 레일 530 : 바람케이스
531 : 진입홀 540 : 바람회전모터
Claims (1)
- 지하시설물과 관련된 준공정보 및 관리정보에 대하여 지하시설물 별로 구분하여 정보DB를 구축하고, 정보나 정보DB를 저장 및 전송 가능하게 처리하는 통합운영서버;
상기 통합운영서버의 정보DB나 GPS신호를 송수신하고, 통합운영서버로부터 수신된 정보DB의 상세내용 및 영상을 생성시켜 화면출력 가능하게 구성하는 사용자단말기;
상기 사용자단말기 상에 실행 가능하게 설치되고, 통합운영서버로부터 수신된 정보DB를 토대로 현 위치기반의 지하시설물 정보를 가상현실 VR뷰 및 증강현실 AR뷰 형태로 영상을 출력하는 ICT프로그램;
지하시설물이 준공된 현장마다 설치되어 지하시설물의 이상 유무를 감지하고, 상기 통합운영서버 및 사용자단말기에 감지신호를 실시간 전달 가능하게 구성하는 탐지센서부; 및
지하시설물의 준공현장 위치 기반에서 지하에 전자기 펄스를 이용하여 지하시설물의 실제위치정보를 확인 가능하게 탐사하는 GPR수단; 을 포함하되,
상기 탐지센서부에는 침하감지센서, 누수감지센서 및 광섬유센서를 적용하여 구성하고,
상기 통합운영서버는 관리자 PC기기에 실행 가능하게 설치되고, 복수의 사용자단말기로부터 수신된 정보를 실시간으로 구분 출력하면서 기능별 선택적으로 실행 가능하게 처리하는 운영관리프로그램을 포함하며,
상기 운영관리프로그램에서는 통합운영서버로부터 수신된 관리데이터와 함께 탐지센서부로부터 감지된 데이터를 실시간 또는 저장데이터를 토대로 모니터링 가능하되, 실시간 모니터링 기능에서부터 성능저하 진단기능, 3D도면 확인기능, 센서관리기능을 선택적으로 실행 가능하게 구성하고,
상기 운영관리프로그램에서는 지하시설물에 대해 지역 전체에서 특정 지역을 지정하여 집중적으로 모니터링할 수 있게 설정하되, 탐지센서부의 신호와 연동하여 탐지센서부의 감지신호에 따른 지하시설물의 위험요소로부터 취약지점을 자동 설정가능하며, 운영관리프로그램에서 설정입력한 해당 취약지점 및 탐지센서부의 감지신호로 자동 설정된 해당 취약지점에 대해 집중적인 정보만을 로딩하여 출력할 수 있게 구성하고,
상기 ICT프로그램에서는 GPR수단의 탐사 정보가 입력되되 GPR수단의 탐사 정보DB에 대하여 다각도로 데이터의 특성을 분석하는 머신러닝 알고리즘을 포함하여 이루어지며,
상기 ICT프로그램에서는 통합운영서버로부터 수신된 준공도면과 GPR수단의 탐사자료로부터 획득한 분석정보를 토대로 3D 입체영상으로 컨버팅(converting)하도록 이루어지고,
상기 ICT프로그램에서는 머신러닝 알고리즘에 의하여 분석 전처리된 GPR수단의 탐사 정보DB로부터 현장 위치에 매설된 지하시설물의 형태 및 위치를 추정하고, 추정된 정보DB를 현 위치기반을 배경으로 증강현실 AR뷰 형태로 영상 구현 가능하게 이루어지며,
하부면에 다수의 바퀴가 설치되어 이동 가능하며 일측에 손잡이가 장착된 이동부; 이동부의 상부에 장착되는 고정브라켓; 고정브라켓의 상부에 탈착 가능하도록 삽입되는 회전탈착부; 및 회전탈착부의 상면에 장착되며 그 상부에 GPR수단이 결합되는 완충부; 를 더 포함하며,
상기 사용자단말기는 손잡이의 단부에 결합되고, GPR수단은 완충부의 상부에 결합되며,
상기 완충부는,
GPR수단의 하면에 결합되는 완충상판; 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판; 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부; 를 포함하며,
상기 완충상판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부가 상부를 향해 돌출 연장되며, 상판연장부는 하판연장부보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부와 하판연장부가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성되고, 상판연장부와 하판연장부가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부가 삽입되어 완충상판과 완충하판에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공하며,
상기 회전탈착부는,
완충수단의 하부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부; 및 탈착몸체부의 하부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부; 를 포함하며,
상기 탈착몸체부는, 완충하판의 하부에 결합되는 탈착상판; 탈착상판의 중앙부로부터 하부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축; 및 탈착회전축의 하단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부; 를 포함하고,
상기 탈착체결부는, 탈착상판의 하부에 결합되는 탈착하판; 탈착하판의 하부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축을 감싸도록 배치되는 탈착신축부; 탈착신축부의 양측에 형성되며 탈착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부; 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부; 및 탈착신축부의 하부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부; 를 포함하며,
상기 회전제어부는,
탈착회전축의 하단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체; 회전제어몸체의 내측 일단에 결합되는 제1스프링; 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더; 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체; 회전제어몸체의 내측 타단에 결합되는 제2스프링; 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더; 및 제2슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체; 를 포함하고,
상기 제1슬라이더의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 장착되고, 제1슬라이더의 일측부와 마주보는 제2슬라이더의 일측부에는 자성체가 장착되며, 전자석부에 전류가 흐르면 제1슬라이더와 제2슬라이더가 접촉 고정되어 제1구체와 제2구체가 회전제어몸체의 외부에 노출된 상태에서 고정되고,
상기 고정브라켓은,
회전탈착부의 탈착체결부가 삽입될 수 있도록 삽입공간이 형성된 고정몸체; 및 고정몸체의 내측 삽입공간의 하단에 배치되며 회전제어부가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부; 를 포함하며,
상기 삽입공간의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈이 함몰 형성되어 회전가이드부가 수용될 수 있고, 회전수용부의 내측면에는 다수의 걸림홈이 함몰 형성되어 제1구체와 제2구체가 수용될 수 있는 것을 특징으로 하는 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200075449A KR102189111B1 (ko) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200075449A KR102189111B1 (ko) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102189111B1 true KR102189111B1 (ko) | 2020-12-09 |
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ID=73787410
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200075449A KR102189111B1 (ko) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 머신러닝, 증강현실 및 가상현실을 이용한 지하시설물 탐지시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102189111B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102366911B1 (ko) * | 2021-09-09 | 2022-02-25 | (주)조은공간정보 | 실시간 정보 제공을 위한 지하시설물의 정보 제공시스템 |
| KR20220151263A (ko) | 2021-05-06 | 2022-11-15 | 경상국립대학교산학협력단 | 스마트 휴대기기를 활용한 시설물 안전점검 시스템 및 그 방법 |
| KR20240070231A (ko) | 2022-11-14 | 2024-05-21 | 정성재 | 머신러닝을 이용한 마케팅 시스템 |
| CN118670792A (zh) * | 2024-08-23 | 2024-09-20 | 四川文茂建设工程检测有限公司 | 一种用于工程检测的钻芯取样装置 |
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| KR20100116857A (ko) * | 2009-04-23 | 2010-11-02 | 한국건설기술연구원 | 유비쿼터스 덕트를 이용한 지하시설물 관리 방법 |
| KR20200055542A (ko) * | 2018-11-13 | 2020-05-21 | 주식회사 한화 | 지하층 탐색 및 통신을 처리하는 기기를 제어하는 장치 및 그 방법 |
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2020
- 2020-06-22 KR KR1020200075449A patent/KR102189111B1/ko active IP Right Grant
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