KR102203525B1 - 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템 - Google Patents

고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지하시설물 측량시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원격지에 설치되는 지하시설물관리서버, 지하시설물관리서버와 무선통신하여 지하시설물에 대한 정보를 수신하여 증강현실을 구현하는 스마트단말기 및 지하시설물을 탐사하여 지하시설물에 대한 정보를 지하시설물관리서버에 제공하는 탐지장치를 포함하는 것을 특징으로 하여, 데이터베이스에 공간좌표 형태로 저장되어 있는 지하시설물의 종류, 관로의 특징을 카메라를 통해 실사화면 구현방식인 증강현실로 볼 수 있는 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에 관한 것이다.

Description

고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템{UNDERGROUND FACILITIES DETECTION SYSTEM USING HIGH PRECISION GPS}
본 발명은 지하시설물 측량시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에 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 지금까지 매설된 수많은 상하수도, 전력, 통신, 가스 등의 지하시설물들은 그 위치와 심도가 부정확할 뿐만 아니라 관리주체가 다양하고 분산 관리되어 효율적인 관리에 걸림돌이 되고 있다.
또한, 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.
따라서, 지하탐사 및 측량장비는 지하시설물에 의한 안전사고의 예방 및 효율적 관리를 위해 국가 차원의 지하시설물 측량을 정밀하게 행하고, 나아가 3차원 지하시설물의 지리정보시스템(GIS;Geographic Information System) 구축을 통해 풍요롭고 안전하며 쾌적한 안전 사회를 구현하고자 하는 기술 분야이다.
나아가, 지하시설물 측량을 정밀하게 수행한다고 하더라도 이를 효과있게 활용하기 위해서는 작업자가 휴대하고 있는 스마트단말기, 이를 테면 스마트폰이나 혹은 스마트 태블릿과 같은 단말기기와 연계한 정보제공 방법이 개시되어야 하지만, 아직까지 이 분야의 정보제공 방법은 미진한 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, 데이터베이스에 공간좌표 형태로 저장되어 있는 지하시설물의 종류, 관로의 특징을 카메라를 통해 실사화면 구현방식인 증강현실로 볼 수 있는 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 지하시설물의 매설 현황을 작업자가 스마트폰 혹은 태블릿 등의 스마트단말기를 들고 접근하였을 때 지하시설물을 투시하여 볼 수 있는 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템을 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, 원격지에 설치되는 지하시설물관리서버; 지하시설물관리서버와 무선통신하여 지하시설물에 대한 정보를 수신하여 증강현실을 구현하는 스마트단말기; 및 지하시설물을 탐사하여 지하시설물에 대한 정보를 지하시설물관리서버에 제공하는 탐지장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 지하시설물관리서버는, 주제어기인 MCU(Main Control Unit); 공간좌표를 포함하는 3D 지도 형태의 정보를 저장하는 지도DB; 탐지장치로부터 제공되는 지하시설물에 대한 정보가 저장되는 지하시설물정보DB; 지도DB에 저장된 특정 공간좌표상의 지도 정보와 대응되는 공간좌표 상의 지하시설물 정보를 맵핑하는 좌표맵핑부; 및 좌표맵핑부의 처리시 필요한 정보를 저장, 갱신, 삭제하는 프로세스메모리; 를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 스마트단말기는, 컨트롤기능을 수행하는 단말기제어부; 단말기제어부의 제어신호에 따라 지하시설물 확인용 증강현실을 구현하는 어플리케이션인 앱(App)을 구동하는 앱 구동부; 단말기제어부의 제어신호에 따라 스마트단말기에 탑재된 카메라를 구동시키는 카메라구동부; 및 스마트단말기의 현재 위치를 확인하도록 단말기제어부의 제어신호에 따라 구동되는 GPS모듈; 을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 탐지장치는, 하부면에 다수의 바퀴가 설치되어 이동 가능하며 일측에 손잡이가 장착된 이동부; 이동부의 상부에 장착되는 고정브라켓; 고정브라켓의 상부에 탈착 가능하도록 삽입되는 회전탈착부; 회전탈착부의 상부에 장착되는 완충부; 및 완충부의 상부에 장착되는 탐사부; 를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 완충부는, 탐사부의 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 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 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 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 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 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 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, 데이터베이스(DB)에 공간좌표 형태로 저장되어 있는 지하시설물의 종류, 관로의 특징(재질, 구경 등)을 카메라를 통해 볼 수 있는 실사화면 구현방식인 증강현실을 응용하여 지하시설물의 매설 현황을 작업자가 스마트폰 혹은 태블릿 등의 스마트단말기를 들고 접근하였을 때 지하시설물을 투시하여 보는 효과를 제공함으로써 지하시설물 관리 효율을 더욱 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 완충부를 이용하여 주변의 진동이나 충격으로부터 탐사부가 지나치게 흔들리는 것을 방지할 수 있으므로 정확한 탐사가 가능하여 작업의 정확성이 현저히 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물관리서버의 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트단말기의 구성을 도시한 블록도.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 탐지장치의 모습을 개략적으로 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부를 아래에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전제어부의 내부 모습을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓의 모습을 도시한 종단면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부가 작동되는 모습을 예시적으로 도시한 단면도.
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 지하시설물관리서버의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량시스템은 지하시설물관리서버(100), 지하시설물관리서버와 무선통신하여 지하시설물에 대한 정보를 수신하여 증강현실을 구현하는 스마트단말기(200) 및 지하시설물을 탐사하여 지하시설물에 대한 정보를 지하시설물관리서버에 제공하는 탐지장치(300)를 포함한다.
상기 지하시설물관리서버(100)는 원격지에 구비되며, 대단위 설비 형태로서 다수의 칩 보드가 서버랙에 장착되고, 서버랙을 랙 하우징에 실장하는 형태로 이루어진다.
그리고, 상기 지하시설물관리서버(100)는 주제어기인 MCU(Main Control Unit)(110)을 포함한다.
아울러, 상기 MCU(110)에는 지도DB(120), 지하시설물정보DB(130), 좌표맵핑부(140), 프로세스메모리(150) 및 무선통신모듈(160)이 연결된다.
물론, 입출력부를 더 포함하지만, 이것은 일반적인 구성으로서 본 발명에서는 설명의 편의상 생략하였다.
여기에서, 상기 지도DB(120)는 GIS에 기반한 공간좌표를 포함하는 3D 지도 형태의 정보이며, 바람직하기로는 국립지리원의 지도 정보를 활용할 수 있다.
또한, 상기 지하시설물정보DB(130)는 탐지장치(300)로부터 제공되는 지하시설물에 대한 정보가 저장되는 데이터베이스로서, 이를 테면 지하시설물의 종류, 관로의 특징(재질, 구경 등), 매설년월일, 매설깊이, 매설좌표, 관리회사 등의 기본정보는 물론 지하시설물과 동일한 실사화면을 포함한다.
아울러, 상기 좌표맵핑부(140)는 상기 지도DB(120)에 저장된 특정 공간좌표상의 지도 정보와, 대응되는 공간좌표 상의 지하시설물 정보를 맵핑하여 지도 상에 지하시설물 정보가 포함되도록 코딩하는 코딩정보를 생성하는 수단이다.
뿐만 아니라, 상기 프로세스메모리(150)는 좌표맵핑부(140)가 처리할 때 필요한 정보들을 가져다가 저장, 갱신, 삭제하는 공간이며, MCU(110)의 제어하에 처리된다.
그리고, 상기 무선통신모듈(160)은 코딩정보를 무선송수신하기 위한 통신수단으로서, 무선인터넷은 물론 근거리무선통신 혹은 기지국을 이용한 휴대폰 통신 등 다양한 방식으로 MCU(110)의 제어하에 무선통신할 수 있도록 하는 모듈이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트단말기의 구성을 도시한 블록도이다.
스마트단말기(200)는 무선통신이 가능한 단말기이며, 컨트롤기능을 수행하는 단말기제어부(210)와, 상기 단말기제어부(210)의 제어신호에 따라 지하시설물 확인용 증강현실을 구현하는 어플리케이션인 앱(App)을 구동하는 앱 구동부(220)와, 상기 단말기제어부(210)의 제어신호에 따라 스마트단말기(200)에 탑재된 카메라를 구동시키는 카메라구동부(230)와, 현재 스마트단말기(200)의 위치를 적어도 3개 바람직하게는 4개의 위성을 이용하여 고정밀하게 확인하도록 단말기제어부(210)의 제어신호에 따라 구동되는 GPS모듈(240)을 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 따라, 작업자가 스마트단말기(200)를 들고 작업현장에 도착하여 앱 구동부(220)를 통해 증강현실 기능을 구동시킨다.
그러면, 단말기제어부(210)는 GPS모듈(240)을 통해 스마트단말기(200)의 현재 위치정보를 확인하고, 현재 위치정보를 기준으로 지하시설물 확인요청 신호를 지하시설물관리서버(100)로 전송한다.
지하시설물 확인요청 신호를 수신한 지하시설물관리서버(100)의 MCU(110)는 해당 위치정보에 대응되는 지도정보와 지하시설물 정보를 지도DB(120) 및 지하시설물정보DB(130)로부터 불러와 프로세스메모리(150)에 분류하여 저정하고, 좌표매핑부(140)를 구동시켜 지도정보와 지하시설물 정보를 맵핑시킨 다음 지도상에 지하시설물 정보가 표시되도록 코딩한다.
이렇게 하여, 코딩된 정보는 무선통신모듈(160)을 통해 단말기제어부(210)로 송신되고, 이를 수신한 단말기제어부(210)는 카메라구동부(230)를 통해 카메라를 구동시키고, 카메라가 구동되어 스마트단말기(200)가 주변 지형을 스캔하면 이때 지하시설물이 있을 경우 해당 지점에 해당 지하시설물의 실사화면이 투사되면서 지하시설물을 확인할 수 있고, 동시에 스마트단말기(200)의 화면상에 해당 지하시설물과 관련된 서지적 정보가 함께 표시됨으로써 작업자는 지하시설물에 대한 정확한 정보를 즉시 알 수 있어 작업효율이 향상된다.
물론, 이러한 정보제공은 작업자에게 한정되지 않으며, 인증된 사용자가 앱을 설치하면 누구나 사용할 수 있을 것이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 탐지장치의 모습을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 전체적인 모습을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 탐지장치(300)는 하부면에 다수의 바퀴(320)가 설치되어 이동 가능하며 일측에 손잡이(330)가 장착된 이동부(310), 이동부의 상부에 장착되는 고정브라켓(600), 고정브라켓의 상부에 탈착 가능하도록 삽입되는 회전탈착부(500), 회전탈착부의 상부에 장착되는 완충부(400) 및 완충부의 상부에 장착되는 탐사부(340)를 포함한다.
상기 손잡이(330)의 상단에는 스마트단말기(200)가 결합되어 편리하게 사용할 수 있다. 상기 탐사부(340)는 지하시설물이 매립된 지반을 현장에서 탐사하여 지하시설물이 매설된 위치, 지하시설물의 종류, 관로의 특징 등을 파악한다.
상기 완충부(400)는, 탐사부(340)의 하부에 배치되는 완충상판(410), 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판(430) 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부(420)를 포함한다.
도시된 실시예에서 상기 완충상판(410)과 완충하판(430)은 사각 패널의 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 완충탄성부(420) 역시 코일스프링 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 완충탄성부(420)는 상하방향으로 탄성복원력을 제공하여 외부로부터 탐사부(340)에 가해지는 충격이나 진동을 감쇠시켜 주고, 이에 따라 작업의 정확도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
아울러, 상기 완충상판(410)의 네 귀퉁이에는 'U'자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부(411)가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판(430)의 네 귀퉁이에는 'U'자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부(431)가 상부를 향해 돌출 연장된다.
즉, 상기 상판연장부(411)와 하판연장부(431)는 치아처럼 서로 마주보도록 돌출 형성되며, 상판연장부(411)가 하판연장부(431)보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부(411)와 하판연장부(431)가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성된다.
상기 상판연장부(411)와 하판연장부(431)가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부(440)가 삽입된다. 좌우탄성부(440)는 일측면이 상판연장부(411)의 'U'자형 홈에 접촉되고 타측면이 하판연장부(431)의 'U'자형 홈에 접촉되어 완충상판(410)과 완충하판(430)에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공한다.
다시 말하면, 상기 완충상판(410) 및 그 상부에 결합된 탐사부(340)는 완충탄성부(420)에 의해 상하방향 진동이 감쇠되고, 동시에 좌우탄성부(440)에 의해 전후좌우 방향 진동이 감쇠된다.
한편, 4개의 상판연장부(411) 중 완충상판(410)의 일측부에 배치된 2개의 상판연장부(411), 4개의 상판연장부(411) 중 완충상판(410)의 타측부에 배치된 나머지 2개의 상판연장부(411) 사이는 각각 상판지지부(412)를 통해 연결된다.
이러한 상판지지부(412)와 완충하판(430) 사이는 높이고정부(450)를 통해 연결되고, 높이고정부(450)가 조절됨에 따라 완충상판(410)과 완충하판(430) 사이의 이격 거리가 가변될 수 있다.
즉, 사용자는 탐사 작업을 수행할 노면의 상태, 각 탐사 장치의 무게 등을 고려하여 높이고정부(450)를 조이거나 풀 수 있고, 이에 따라 완충상판(410)과 완충하판(430) 사이의 이격 거리가 가변되어 완충탄성부(420)의 강성이 조절될 수 있다.
이때, 상기 완충상판(410)의 하면과 하판연장부(431)의 최상단 사이의 간격은 좌우탄성부(440)의 길이보다 상대적으로 좁게 조절되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부의 전체적인 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부를 아래에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 회전탈착부(500)는 완충부(400)의 하부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부(510) 및 탈착몸체부의 하부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부(520)를 포함한다.
상기 탈착몸체부(510)는 금속, 목재 등 상부에 결합된 완충부를 지탱하기에 충분한 강성을 지니는 경질 소재로 이루어지고, 탈착체결부(520)는 실리콘 등 탄성이 있는 유연한 소재로 이루어진다.
본 발명은 이와 같이 탈착몸체부(510)와 탈착체결부(520)를 상이한 소재로 구성함으로써 탐사부(340)를 사용하지 않을 때에는 분리하여 보관하고, 사용할 때에는 부착하여 활용할 수 있도록 할 수 있다.
상기 탈착몸체부(510)는 완충하판(430)의 하부에 결합되는 탈착상판(511), 탈착상판의 중앙부로부터 하부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축(512) 및 탈착회전축의 하단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부(530)를 포함한다.
이와 같이 탈착몸체부(510)가 탈착회전축(512)을 기준으로 회전 가능하므로 탐사부(340)의 각도를 자유롭게 조절할 수 있고 탐사 작업시 편의성이 크게 향상되는 효과가 있다.
상기 탈착체결부(520)는 탈착상판(511)의 하부에 결합되는 탈착하판(521), 탈착하판(521)의 하부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축(512)을 감싸도록 배치되는 탈착신축부(522), 탈착신축부의 양측에 형성되며 탁착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부(523), 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부(524) 및 탈착신축부의 하부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부(525)를 포함한다.
사용자는 탄성이 있는 유연한 소재로 이루어진 탈착외력부(523)를 잡고 탈착신축부의 중심방향을 향하여 힘을 가하여 탈착외력부(523)가 탈착신축부(522)의 외주면보다 상대적으로 중심방향을 향해 더 안쪽으로 들어오도록 할 수 있고, 이때 탈착외력부의 측부에 돌출된 회전가이드부(524)도 탈착외력부와 함께 탈착신축부(522)의 외주면보다 상대적으로 중심방향을 향해 더 안쪽으로 들어오면서 탈착몸체부(510)를 후술되는 고정브라켓(600)으로부터 분리할 수 있다.
탈착몸체부(510)를 고정브라켓(600)에 삽입할 때에는 위 과정을 반대로 수행하여 회전가이드부(524)가 탈착신축부(522) 안쪽으로 들어오도록 힘을 가한 상태에서 고정브라켓(600)에 삽입하고, 탈착외력부(523)를 놓아 회전가이드부(524)가 돌출될 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전제어부의 내부 모습을 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 회전제어부(530)는 탈착회전축(512)의 하단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체(531), 회전제어몸체의 내측 좌단에 결합되는 제1스프링(532), 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더(533), 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체(534), 회전제어몸체의 내측 우단에 결합되는 제2스프링(536), 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더(537) 및 제2슬라이더(537)의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체(538)를 포함한다.
상기 제1스프링(532)은 제1슬라이더(533)를 우측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제1구체(534)는 별다른 외력이 가해지지 않는 한 회전제어몸체(531) 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있다.
마찬가지로, 제2스프링(536)은 제2슬라이더(537)를 좌측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제2구체(538)는 별다른 외력이 가해지지 않는 한 회전제어몸체(531) 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있다.
한편, 상기 제1슬라이더(533)의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부(535)가 장착되고, 제1슬라이더(533)의 일측부와 마주보는 제2슬라이더(537)의 일측부에는 자성체(539)가 장착된다.
상기 전자석부(535)에 전류가 흐르면 제1슬라이더(533)와 제2슬라이더(537)가 접촉 고정되므로 제1구체(534)와 제2구체(538)는 회전제어몸체(531)의 외부에 노출된 상태에서 고정될 수 있다.
다시 말하면, 평상시 제1구체(534)와 제2구체(538)는 제1스프링(532) 및 제2스프링(536)에 의해 회전제어몸체(531) 내부에 수납 또는 외부로 노출된 상태를 자유롭게 오갈 수 있으나, 전자석부(535)에 전류가 흐르면 전자석부(535)와 자성체(539)가 붙은 상태에서 고정됨에 따라 제1슬라이더(533)와 제2슬라이더(537)가 하나의 막대처럼 단단해지고, 이에 따라 제1구체(534)와 제2구체(538)는 외부에 노출된 상태로 고정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓의 모습을 도시한 종단면도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 고정브라켓(600)은 이동부(310)의 상부에 설치되며 회전탈착부(500)의 탈착체결부(520)가 삽입될 수 있도록 삽입공간(611)이 형성된 고정몸체(610) 및 고정몸체의 내측 삽입공간(611)의 하단에 배치되며 회전제어부(530)가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부(620)를 포함한다.
즉, 고정브라켓(600)에 회전탈착부(500)가 탈착 가능하면서 회전 가능하도록 체결되며, 회전탈착부(500)의 상부에 완충부(400)가 결합되고, 완충부(400) 상부에 탐사부(340)가 결합된다.
상기 삽입공간(611)의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈(612)이 함몰 형성된다. 이러한 가이드홈(612)에는 전술한 회전가이드부(524)가 수용되고, 이에 따라 탈착몸체부(510)는 고정브라켓(600)으로부터 이탈되지 않으면서 일정한 궤도로 회전할 수 있다.
한편, 상기 회전수용부(620)의 내측면에는 그 둘레를 따라 다수의 걸림홈(621)이 함몰 형성된다. 이러한 걸림홈(621)에는 제1구체(534) 및 제2구체(538)가 수용되어 일정한 고정력을 지닐 수 있다.
다시 말하면, 탈착몸체부(510)가 회전함에 따라 탈착회전축(512)이 회전되고, 그 하단의 회전제어부(530) 역시 회전하게 되는데, 제1구체(534) 및 제2구체(538)가 걸림홈(621)에 수용되어 있을 때에는 일시적으로 약간의 고정력을 지니고, 제1구체(534) 및 제2구체(538)가 걸림홈(621)을 타고 넘어간 후 다시 다른 걸림홈(621)에 수용될 때에는 '딸깍'하는 느낌을 사용자에게 전달하여 사용자가 회전 여부를 명확하게 인지할 수 있다.
만약, 탐사부(340)의 각도 조절이 완료되어 더 이상 탈착몸체부(510)를 회전시킬 필요가 없으면, 전자석부(535)에 전류를 흘려 제1슬라이더(533)와 제2슬라이더(537)가 하나의 막대처럼 단단해지도록 하고, 이에 따라 제1구체(534) 및 제2구체(538)가 걸림홈(621)에 수용된 상태에서 고정되므로 탈착몸체부(510)는 더 이상 회전하지 않게 된다.
도시되어 있지는 않지만, 상기 전자석부(535)는 일반적인 배터리, 스위치 등과 전기적으로 연결되어 상황에 따라 전류가 흐르거나 또는 흐르지 않도록 작동할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부가 작동되는 모습을 예시적으로 도시한 단면도이다.
한편, 도 3에 도시된 것처럼 이동부(310)의 상부면 일측에는 바람막이부(700)가 설치되어 주변의 바람으로부터 탐사부(340)가 지나치게 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로 상기 바람막이부(700)는 내부가 비어있으며 상단에 진입홀(731)이 천공된 바람케이스(730), 바람케이스에 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 상부바람몸체(710), 상부바람몸체의 전방면 하단에 돌출 형성되는 다수의 걸림턱(711), 상부바람몸체의 전방에 배치되며 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 하부바람몸체(720) 및 하부바람몸체의 후방면에 함몰 형성되며 다수의 걸림턱이 수용되는 다수의 레일(721)을 포함한다.
상기 상부바람몸체(710)의 단부는 바람회전모터(740)에 연결되어 상부 또는 하부를 향해 회전할 수 있으며, 다수의 걸림턱(711)은 다수의 레일(721)에 수용되어 상하로 슬라이딩 될 수 있다.
도시된 것처럼 다수의 걸림턱(711)은 'T'자 형태로 형성되어 레일(721)로부터 이탈되지 않으며, 걸림턱(711)이 레일(721)의 최상단에 위치한 상태에서 상부바람몸체(710)가 상부를 향해 더 이동되면 하부바람몸체(720)는 걸림턱(711)이 레일(721)에 걸린 채로 상부바람몸체(710)와 함께 상부를 향해 이동된다.
반대로, 상부바람몸체(710)가 하부를 향해 이동되면 하부바람몸체(720)도 자중에 의해 하부를 향해 이동되고, 걸림턱(711)이 레일(721)의 최하단에 위치한 상태에서 상부바람몸체(710)가 하부를 향해 더 이동되면 하부바람몸체(720)는 상부바람몸체(710)의 전방에 포개어 겹쳐진 상태로 수납된다.
본 발명은 이와 같이 상부바람몸체(710)와 하부바람몸체(720)를 나누어 구성하고, 상부바람몸체(710)의 상향 이동에 따라 하부바람몸체(720)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(710)와 하부바람몸체(720)가 펼쳐지는 정도를 자유자재로 조절할 수 있다.
한편, 상기 상부바람몸체(710)에는 다수의 통기공(712)이 횡방향으로 이격되어 배치되고, 다수의 통기공(712) 사이사이에 다수의 공기홈(713)이 이격 배치된다.
다수의 통기공(712)은 종방향으로 긴 타원형으로 형성되며, 일부 바람이 상부바람몸체(710)를 통과하여 후방으로 자연스럽게 흐를 수 있도록 함으로써, 강한 바람이 발생하였을 때 상부바람몸체(710)가 부러지거나 과한 진동이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.
다수의 공기홈(713)은 가운데 부분이 높고 양 단부가 낮은 'ㅅ'자 형태로 형성되며, 종방향으로 이격 배치된 4개의 공기홈(713)이 한 세트를 이룬다. 다수의 공기홈(713)은 상부바람몸체(710)에 부딪히는 바람을 통기공(712) 방향으로 유도하여 흐르도록 한다.
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.
100 : 지하시설물관리서버 110 : MCU
120 : 지도DB 130 : 지하시설물정보DB
140 : 좌표맵핑부 150 : 프로세스메모리
160 : 무선통신모듈 200 : 스마트단말기
210 : 단말기제어부 220 : 앱구동부
230 : 카메라구동부 240 : GPS모듈
300 : 탐지장치 310 : 이동부
320 : 바퀴 330 : 손잡이
340 : 탐사부 400 : 완충부
410 : 완충상판 420 : 완충탄성부
430 : 완충하판 440 : 좌우탄성부
450 : 높이고정부 500 : 회전탈착부
510 : 탈착몸체부 520 : 탈착체결부
530 : 회전제어부 600 : 고정브라켓
610 : 고정몸체 620 : 회전수용부
700 : 바람막이부 710 : 상부바람몸체
720 : 하부바람몸체 730 : 바람케이스
740 : 바람회전모터

Claims (1)

  1. 원격지에 설치되는 지하시설물관리서버; 지하시설물관리서버와 무선통신하여 지하시설물에 대한 정보를 수신하여 증강현실을 구현하는 스마트단말기; 및 지하시설물을 탐사하여 지하시설물에 대한 정보를 지하시설물관리서버에 제공하는 탐지장치; 를 포함하되,
    상기 지하시설물관리서버는,
    주제어기인 MCU(Main Control Unit); 공간좌표를 포함하는 3D 지도 형태의 정보를 저장하는 지도DB; 탐지장치로부터 제공되는 지하시설물에 대한 정보가 저장되는 지하시설물정보DB; 지도DB에 저장된 특정 공간좌표상의 지도 정보와 대응되는 공간좌표 상의 지하시설물 정보를 맵핑하는 좌표맵핑부; 및 좌표맵핑부의 처리시 필요한 정보를 저장, 갱신, 삭제하는 프로세스메모리; 를 포함하고,
    상기 스마트단말기는,
    컨트롤기능을 수행하는 단말기제어부; 단말기제어부의 제어신호에 따라 지하시설물 확인용 증강현실을 구현하는 어플리케이션인 앱(App)을 구동하는 앱 구동부; 단말기제어부의 제어신호에 따라 스마트단말기에 탑재된 카메라를 구동시키는 카메라구동부; 및 스마트단말기의 현재 위치를 확인하도록 단말기제어부의 제어신호에 따라 구동되는 GPS모듈; 을 포함하며,
    상기 탐지장치는,
    하부면에 다수의 바퀴가 설치되어 이동 가능하며 일측에 손잡이가 장착된 이동부; 이동부의 상부에 장착되는 고정브라켓; 고정브라켓의 상부에 탈착 가능하도록 삽입되는 회전탈착부; 회전탈착부의 상부에 장착되는 완충부; 및 완충부의 상부에 장착되는 탐사부; 를 포함하고,
    상기 완충부는,
    탐사부의 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 고정밀 지피에스 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템.
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