KR102279760B1

KR102279760B1 - Uav 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템

Info

Publication number: KR102279760B1
Application number: KR1020210024386A
Authority: KR
Inventors: 서동철
Original assignee: 주식회사 제이시스
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2041-02-23

Abstract

본 발명은 지하시설물 측량시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하시설물의 설치구역을 촬영하여 촬영이미지를 생성하는 촬영부, 촬영부의 비행을 조정할 수 있는 무선제어기, 촬영부로부터 촬영이미지 데이터를 수신하여 영상화 처리를 수행하는 이미지부 및 이미지부와 통신하여 지하시설물에 대한 정보를 수신하여 증강현실을 구현하는 스마트단말기를 포함하는 것을 특징으로 하여, 최소의 작업자와 작업 시간만으로도 대규모 개발 대상 지역에서 신설되는 지하시설물의 위치정보를 신속히 수집 및 측정할 수 있는 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에 관한 것이다.

Description

UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템{UNDERGROUND FACILITIES DETECTION SYSTEM USING AUGMENTED REALITY BASED ON GROUND CONTROL POINT THROUGH UAV PHOTOGRAGHY}

본 발명은 지하시설물 측량시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 UAV 촬영을 통한 지상기준점 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.

하지만, 종래에는 지하시설물의 위치나 깊이에 대한 정보가 잘 갖추어져 있지 않으며, 지하시설물은 지하에 매설되어서 시각적으로는 그 위치 확인 등이 사실상 어려움이 있으므로 기존 지하시설물의 유지관리는 물론 신규 시설물의 신설에도 많은 어려움이 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위해서 종래에는 기존에 이미 설치된 지하시설물의 매설 위치와 깊이, 방향 등을 탐지하기 위한 전기 탐사법, 전자 탐사법, 지표투과 레이더 탐사법, 자기 마커를 이용한 위치탐지법 등이 제안되었다.

또한, 지하시설물을 신설할 경우에는 현장에서 직접 둘 이상의 작업자가 표척과 기타 토탈스테이션 등의 GPS 위치 확인 장비 등을 기반으로 해당 지하시설물의 매설깊이와 배치 위치를 탐지해 정보를 수집하고, 해당 지하시설물에 표식을 하는 방법 등이 제안되었다.

그러나 지하시설물을 신설할 경우에는 둘 이상의 작업자가 지하시설물의 매설 공정을 비교적 장시간 대기하면서 해당 지하시설물의 각 부위별 위치를 측정해야 하는 비효율적인 수고가 필요하고, 측정 중에는 지하시설물의 후속 설치 공정을 중단해야 하는 한편, 다수의 지하시설물을 다양한 방향에서 동시에 설치할 경우에는 작업자가 다수의 지하시설물을 일일이 방문해서 위치를 측정해야 하므로, 적지 않은 확인 시간과 노고가 요구되는 불합리함이 있었다.

한편, 지하시설물의 매설 깊이와 배선 또는 배관 위치 등을 좌표화해서 지도로 제작하기 위해서는, 해당 지하시설물의 GPS좌표 등의 위치정보 측량이 선행되어야 하고, 이를 다른 배경이미지 등과 연관해서 위치 관계 등을 절대 표정으로 완성해야 한다. 이러한 작업 공정을 수행하기 위해서는 지하시설물의 위치 기준이 될 수 있는 지상기준점을 선점하고 해당 지상기준점의 위치좌표를 측량해야 한다.

지하시설물이 신설되는 대상 지역으로는, 기존 시가화 구역과 도심지 등은 물론이고, 부존재했던 도시 또는 산업단지 등의 개발 대상 지역일 수도 있다. 그런데, 망실의 우려가 없는 구조물이 지상에 다수 설치된 기존 시가화 구역 또는 도심지 등과는 달리 개발 대상 지역은 지하시설물을 우선적으로 설치하므로, 지하시설물을 설치하는 과정에서 지하시설물의 인근에는 지상기준점으로 선점할 수 있는 대상이 사실상 전무한 실정이었다.

결국, 종래에는 대규모 개발 대상 지역에 설치되는 지하시설물에 대한 위치정보 등을 수집하기 위해서, 드론 등과 같은 UAV(Unmanned aerial vehicle)를 이용한 항공촬영방식이 아닌, 지상에서 직접 지하시설물의 위치를 일일이 측량해서 수집하는 번거로움과 불편이 불가피했다.

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, 최소의 작업자와 작업 시간만으로도 대규모 개발 대상 지역에서 신설되는 지하시설물의 위치정보를 신속히 수집 및 측정할 수 있는 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 지하시설물 정보를 데이터베이스화하여 신뢰도 있는 지하시설물도를 구축할 수 있는 UAV 촬영을 통한 지상기준점 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, 지하시설물의 설치구역을 촬영하여 촬영이미지를 생성하는 촬영부; 촬영부의 비행을 조정할 수 있는 무선제어기; 촬영부로부터 촬영이미지 데이터를 수신하여 영상화 처리를 수행하는 이미지부; 및 이미지부와 통신하여 지하시설물에 대한 정보를 수신하여 증강현실을 구현하는 스마트단말기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 촬영부는, 촬영부의 프로펠러에 회전력을 가하는 구동모터; 촬영부의 고도를 측정하는 고도계; 지하시설물 설치구역을 촬영하는 촬영카메라; 촬영된 촬영이미지 데이터를 저장하는 기억장치; 구동모터의 회전 기어를 조정해서 촬영부의 항로를 조정하는 조향기; 무선제어기와의 통신을 위한 무선통신기; 및 구동모터와 조향기를 제어할 수 있는 제어모듈; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 무선제어기는, 촬영부와의 통신을 위한 무선통신기; 촬영부의 비행상태를 출력하는 입출력기; 및 입출력기의 입력신호를 무선통신기를 통해 촬영부로 발신하고, 촬영부로부터 수신한 출력신호를 무선통신기로부터 전달받아 처리 후 입출력기를 통해 출력시키는 제어모듈; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 UAV 촬영을 통한 지상기준점 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 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 촬영부는, 촬영본체의 하부에 탈착부가 결합되고, 탈착부의 하부에 감쇠부가 결합되며, 감쇠부의 삽입공간에 유체완충부가 장착되고, 유체완충부의 하부에 승강부가 결합되며, 승강부의 하부에 회전부가 결합되고, 회전부의 하부에 촬영카메라가 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 탈착부는, 촬영본체의 저면에 결합되며 내부에 탈착공간이 형성되는 탈착베이스; 탈착베이스의 탈착공간 일측에 회동 가능하도록 결합되는 탈착커버; 및 탈착공간에 안착될 수 있으며 탈착베이스로부터 분리 가능한 탈착본체; 를 포함하고, 상기 탈착베이스는, 탈착공간의 길이방향을 따라 양측에 함몰 형성되는 한 쌍의 가이드홈; 탈착공간의 후단에 함몰 형성되는 연장홈; 탈착공간의 하단 후방에 형성되며 내측으로 돌출되어 탈착본체가 이탈되는 것을 방지하는 한 쌍의 이탈방지부; 및 한 쌍의 가이드홈의 후단에 각각 함몰 형성되는 한 쌍의 위치규제홈; 를 포함하며, 상기 탈착본체는, 탈착본체의 길이방향을 따라 양측에 돌출 형성되어 한 쌍의 가이드홈에서 활주 가능한 한 쌍의 가이드부; 탈착본체의 후단에 돌출 형성되어 연장홈에 수용될 수 있는 탈착연장부; 탈착본체의 하부면에 돌출 형성되며 한 쌍의 이탈방지부 사이의 폭과 동일한 폭을 가지는 돌출스토퍼; 및 한 쌍의 가이드부의 후단에 각각 돌출 형성되어 한 쌍의 위치규제홈에 삽입될 수 있는 한 쌍의 위치규제부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 유체완충부는, 승강부의 상부에 결합되며 내부에 유체가 수용될 수 있도록 공간이 형성되는 유체수용부; 유체수용부의 상부에 결합되며 일측에 하판관통홀이 형성되는 유체하판; 유체하판의 상부에 회전 가능하도록 결합되며 일측에 회전관통홀이 형성되고 중앙 부분에 중공이 형성된 링 형태의 유체회전판; 유체회전판의 상부에 결합되며 일측에 상판관통홀이 형성되는 유체상판; 유체상판의 상부에 결합되며 내부에 유체가 수용될 수 있도록 공간이 형성되는 유체공급부; 유체하판의 상부에 결합되며 유체회전판의 중공 내부에 배치되어 유체회전판을 회전시키는 유체회전부; 및 유체수용부와 유체공급부 사이를 연결하며 일방향밸브를 구비하는 유체연결부; 를 포함하며, 상기 유체하판의 상면에는 하판관통홀과 연통되는 링 형태의 하판연통홈이 함몰 형성되고, 유체회전판의 상면에는 회전관통홀과 연통되는 링 형태의 회전연통홈이 함몰 형성되고, 유체회전판이 회전함에 따라 유체공급부로부터 상판관통홀을 통해 유입된 유체는 회전연통홈, 회전관통홀, 하판연통홈 및 하판관통홀을 순차적으로 통과하여 유체수용부에 수용될 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 승강부는, 유체완충부의 하부에 결합되며 내부에 유체가 수용될 수 있도록 공간이 형성되는 승강케이스; 상단이 승강케이스의 내부에 배치되며 상하로 승강 가능한 승강로드; 승강로드에 삽입되어 승강로드의 외측면과 승강케이스의 내측면 사이에 배치되며 상하로 이동 가능한 링 형태의 상하이동판; 승강로드의 측부에 돌출 형성되며 상하이동판을 기준으로 상부에 배치되는 상부스토퍼; 승강로드의 측부에 돌출 형성되며 상하이동판을 기준으로 하부에 배치되는 하부스토퍼; 상부스토퍼의 하면과 상하이동판의 상면 사이에 배치되는 상부탄성부; 하부스토퍼의 상면과 상하이동판의 하면 사이에 배치되는 하부탄성부; 승강로드의 내부를 관통하여 유체가 통과할 수 있도록 하는 로드관통홀; 및 승강케이스와 연결되어 승강케이스 내부의 유체에 압력을 가할 수 있는 유압펌프; 를 포함하고, 상기 로드관통홀은, 승강로드를 횡방향으로 관통하며 상부스토퍼의 하부에 배치되는 제1횡관통홀; 승강로드를 횡방향으로 관통하며 하부스토퍼의 상부에 배치되며 제1횡관통홀보다 상대적으로 하부에 배치되는 제2횡관통홀; 및 승강로드를 종방향으로 관통하며 제1횡관통홀와 제2횡관통홀 사이를 연결하는 종관통홀; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템에서 상기 회전부는, 승강부의 하부에 결합되며 내부에 구형 회전홀이 형성된 회전본체; 및 회전홀에 회전 가능하게 삽입될 수 있도록 내부가 비어있는 구 형태로 형성되는 회전삽입부; 를 포함하고, 상기 회전본체의 회전홀 상단에는 링 형태로 회전삽입홈이 함몰 형성되며, 회전삽입부의 상단에는 회전삽입홈에 삽입될 수 있도록 링 형태로 회전돌출부가 외측으로 돌출 연장되고, 회전삽입부의 측면에는 다수의 절개홈이 전후방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 최소의 작업자와 작업 시간만으로도 대규모 개발 대상 지역에서 신설되는 지하시설물의 위치정보를 UAV 촬영을 통해 신속히 수집 및 측정할 수 있고, 해당 지하시설물 정보를 데이터베이스화해서 신뢰도 있는 지하시설물도를 구축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템의 전체적인 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트단말기의 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 작동방법을 도시한 순서도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비행촬영정보와 관련한 촬영부의 비행 및 촬영 모습을 개략적으로 도시한 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지상에 설정된 가상기지국을 개략적으로 도시한 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가상기준점의 위치 구간을 개략적으로 도시한 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 정사영상의 모습을 보인 이미지.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 작동방법을 도시한 순서도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 사후 촬영구간의 정사영상을 편집해 생성한 배관망도를 보인 이미지.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템에서 구축한 지하시설물의 정위치 편집 배관망도를 보인 이미지.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템에서 지상기준점을 기준으로 가상기준점의 오차를 수정하는 모습을 개략적으로 도시한 예시도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 지하시설물도의 모습을 보인 이미지.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 촬영부의 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 탈착부의 모습을 도시한 분해사시도.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 탈착베이스의 단면 모습을 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 회전부의 부분 단면 모습을 도시한 도면.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 감쇠부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 감쇠부의 종단면을 도시한 도면.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 유체완충부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 승강부의 단면 모습을 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 촬영카메라(160) 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템의 전체적인 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트단말기의 구성을 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 작동방법을 도시한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비행촬영정보와 관련한 촬영부의 비행 및 촬영 모습을 개략적으로 도시한 예시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지하시설물 측량시스템은 지하시설물의 설치구역을 촬영하여 촬영이미지를 생성하는 촬영부(100), 촬영부의 비행을 조정할 수 있는 무선제어기(200), 촬영부로부터 촬영이미지 데이터를 수신하여 영상화 처리를 수행하는 이미지부(300) 및 이미지부와 통신하여 지하시설물에 대한 정보를 수신하여 증강현실을 구현하는 스마트단말기(400)를 포함하여 이루어진다.

상기 촬영부(100)는, 촬영부의 프로펠러에 회전력을 가하는 구동모터(110), 촬영부의 고도를 측정하는 고도계(120), 지하시설물 설치구역을 촬영하는 촬영카메라(160), 촬영된 촬영이미지 데이터를 저장하는 기억장치(150), 구동모터의 회전 기어를 조정해서 촬영부의 항로를 조정하는 조향기(170), 무선제어기와의 통신을 위한 무선통신기(180) 및 구동모터와 조향기를 제어할 수 있는 제어모듈(190)을 포함한다.

상기 무선제어기(200)는, 촬영부와의 통신을 위한 무선통신기(210), 촬영부의 비행상태를 출력하는 입출력기(230) 및 입출력기의 입력신호를 무선통신기를 통해 촬영부로 발신하고, 촬영부로부터 수신한 출력신호를 무선통신기로부터 전달받아 처리 후 입출력기를 통해 출력시키는 제어모듈(220)을 포함한다.

상기 스마트단말기(400)는, 컨트롤기능을 수행하는 단말기제어부(410), 단말기제어부의 제어신호에 따라 지하시설물 확인용 증강현실을 구현하는 어플리케이션인 앱(App)을 구동하는 앱 구동부(420), 단말기제어부의 제어신호에 따라 스마트단말기에 탑재된 카메라를 구동시키는 카메라구동부(430) 및 스마트단말기의 현재 위치를 확인하도록 단말기제어부의 제어신호에 따라 구동되는 GPS모듈(440)을 포함한다.

이러한 구성에 따라, 작업자가 스마트단말기(400)를 들고 작업현장에 도착하여 앱 구동부(420)를 통해 증강현실 기능을 구동시킨다. 그러면, 단말기제어부(410)는 GPS모듈(440)을 통해 스마트단말기(400)의 현재 위치정보를 확인하고, 현재 위치정보를 기준으로 지하시설물 확인요청 신호를 이미지부(300)로 전송한다.

단말기제어부(410)는 카메라구동부(430)를 통해 카메라를 구동시키고, 카메라가 구동되어 스마트단말기(400)가 주변 지형을 스캔하면 이때 지하시설물이 있을 경우 해당 지점에 해당 지하시설물의 실사화면이 투사되면서 지하시설물을 확인할 수 있고, 동시에 스마트단말기(400)의 화면상에 해당 지하시설물과 관련된 서지적 정보가 함께 표시됨으로써 작업자는 지하시설물에 대한 정확한 정보를 즉시 알 수 있어 작업효율이 향상된다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 지하시설물 측량시스템의 작동방법은, 촬영구간에 관한 비행촬영정보가 촬영부(100)의 제어모듈(190)에 셋업되는 제1단계; 상기 촬영구간에 가상기지국을 설치하고 위치좌표를 측량하는 제2단계; 상기 비행촬영정보에 따라 촬영부(100)가 상기 촬영구간인 지하시설물의 설치구역을 비행하면서, 촬영부(100)의 촬영카메라(160)가 상기 촬영구간을 촬영하며 촬영이미지를 생성하는 제3단계; 이미지부(300)가 상기 촬영이미지 내에 가상기준점의 측정성과를 이용하여, 상기 촬영이미지에 구성된 포인트들의 위치좌표 각각을 사진기준점 측량을 통해 절대좌표로 환산하는 제4단계; 이미지부(300)가 촬영이미지를 영상화 및 접합해서 영상이미지로 생성하고, 상기 영상이미지에 상기 가상기준점을 마킹하는 제5단계; 상기 영상이미지에 마킹된 상기 가상기준점을 상호 연산해서, 상기 영상이미지에 대한 DEM과 DSM과 정사영상 중 선택된 하나 이상의 제1측량정보를 생성하는 제6단계;를 포함한다.

S05; 촬영계획 수립 단계

본 실시에서 작업자는 촬영지역에 대한 지도정보를 수집해서 배경지도로 선정하고, 상기 배경지도를 바탕으로 지하시설물의 설치 예정지를 파악하며, 이에 대응한 촬영구간의 범위를 결정한다. 일반적으로 상기 지도정보는 일반 포털사이트의 지도메뉴로부터 다운로드하여 수집할 수 있다. 참고로 상기 촬영구간의 범위라 함은 지하시설물 건설 현장에 해당하는 실제 거리일 수 있고, 본 실시에서는 건설 현장의 가로 폭(W)과 세로 폭(H)으로 구성된다.

상기 촬영구간의 범위가 확정되면, 촬영부(100)의 촬영카메라(160)가 상기 촬영구간의 범위를 촬영하기 위한 촬영부(100)의 촬영고도를 결정한다. 계속해서 상기 촬영구간의 범위와 촬영고도가 확정되면, 촬영카메라(160)를 구성한 촬영부(100)의 제원에 맞춰서 횡중복도와 종중복도와 비행속도를 결정한다. 여기서 상기 횡중복도와 종중복도 등의 중복도는, 도 3에서 보인 대로 서로 이웃하는 촬영구간A와 촬영구간B가 중첩하는 중복구간이 촬영구간A 또는 촬영구간B와 대비한 비율을 의미한다.

본 실시에서 촬영부(100)의 제어모듈(190)은, 상기 횡중복도와 촬영구간 범위를 변수로 하는 비행노선간격 연산식과, 상기 촬영구간 범위와 비행노선간격을 변수로 하는 비행노선수 연산식과, 상기 촬영구간 범위와 종중복도를 변수로 하는 촬영기선 연산식과, 상기 촬영구간 범위와 비행속도와 비행노선당 사진매수를 변수로 하는 셔터간격 연삭식에 관한 솔루션을 구성하므로, 촬영계획 수립 과정에서 촬영구간의 범위와 횡중복도와 종중복도와 비행속도와 촬영고도를 결정하는 촬영계획을 수립한다.

참고로, 상기 비행노선간격 연산식은 [수학식 1]과 같으며, 촬영구간 범위의 가로 폭(W)과 횡중복도를 변수로 삽입하면, 제어모듈(190)은 비행노선간격(SP)을 설정해서 구동모터(110)와 조향기(170)를 제어할 수 있다. 여기서, 구동모터(110)는 촬영부(100)의 비행을 위해서 프로펠러에 회전력을 가하는 장치이고, 조향기(170)는 제어모듈(190)의 제어에 따라 구동모터(110)의 회전 기어를 조정해서 촬영부(100)의 항로를 조정하는 장치이다.

[수학식 1]

또한, 상기 비행노선수 연산식은 [수학식 2]와 같으며, 상기 촬영구간 범위의 가로 폭(W)과 비행노선간격(SP)을 변수로 삽입하면, 제어모듈(190)은 비행노선수(NFL)를 설정해서 구동모터(110)와 조향기(170)를 제어할 수 있다.

[수학식 2]

또한 상기 촬영기선 연산식은 [수학식 3]과 같으며, 상기 촬영구간 범위의 세로 폭(H)과 종중복도를 변수로 삽입하면, 제어모듈(190)은 연속하는 촬영이미지의 촬영점의 거리인 촬영기선(B)을 확인할 수 있다.

[수학식 3]

또한 상기 셔터간격 연삭식은 [수학식 4]와 같으며, 상기 촬영구간 범위의 세로 폭(H)과 비행속도와 비행노선당 사진매수(NIM)를 변수로 삽입하면, 제어모듈(190)은 촬영카메라(160)의 셔터간격(SI)을 설정해서 촬영카메라(160)를 제어할 수 있다. 여기서 상기 비행노선당 사진매수(NIM)에 관한 연산식은 [수학식 5]와 같으며, 상기 촬영구간 범위의 세로 폭(H)과 촬영기선(B)을 변수로 삽입하면, 제어모듈(190)은 상기 비행노선당 사진매수(NIM)를 확인할 수 있다.

[수학식 4]

[수학식 5]

한편, 촬영부(100)와 촬영카메라(160)의 제원에 따라 지상표본거리(GSD; Ground Sample Distance)를 확인할 수 있으며, 제어모듈(190)은 [수학식 6]에 촬영고도를 변수로 삽입해서 지상표본거리(GSD)를 확인할 수 있다.

[수학식 6]

본 실시는 촬영부(100)의 촬영고도가 30m이므로, [수학식 6]에 따라 지상표본거리(GSD)는 12.96mm이다.

한편, 본 실시에서 촬영부(100)의 촬영카메라(160)는, 초점거리(f)가 3.61 mm이고, 렌즈제원은 폭 픽셀이 4000 pixel, 높이 픽셀이 3000 pixel이며, 픽셀크기는 0.00156 mm/pixel이다.

또한 본 실시에서 종중복은 80 %이고, 횡중복은 50 % 이상의 중복도로 해서, 비행노선간격(SP)과 촬영기선(B)을 도출한다. 또한 촬영부(100)의 속도는 5 m/s로 해서 셔터간격(SI)을 도출한다.

이상 설명한 촬영계획에서 촬영부의 속도와 셔터속도의 상관관계는 여러 형태의 시뮬레이션을 통한 경험치로서, 일반적으로 촬영부(100)가 고속으로 비행하면 계획한 종중복도 보다 낮은 중복도의 영상을 촬영카메라(160)에 의해 촬영되며, 매우 저속으로 비행하면 과도한 중복도의 영상을 촬영카메라(160)에 의해 촬영된다. 이 경우 모두는 계획된 품질과 실행비에 영향을 주므로, 적절한 비행속도가 요구된다.

참고로, 낮은 중복도의 영상은 양질의 입체시를 만들 수 없고, 과도한 중복도의 영상은 이미지 프로세싱 시간을 너무 초과하므로, 작업준공 타이밍에 적절히 대처하여 자료처리에 과부하가 걸리지 않게 최적의 중복도로 촬영하는 것이 바람직하다.

S10; 촬영구간에 대한 비행촬영정보 셋업 단계

촬영계획 수립이 모두 완료하면, 촬영부(100)의 항공 촬영을 위한 비행촬영정보를 제어모듈(190)에 셋업한다.

전술한 바와 같이, 상기 비행촬영정보는 촬영구간의 범위와 횡중복도와 종중복도와 비행속도와 촬영고도에 관한 데이터를 포함하고, 제어모듈(190)은 상기 연산식들에 의한 프로세싱을 통해 촬영부(100)의 비행노선간격과 비행노선수와 촬영기선과 셔터간격 등을 산출한다.

제어모듈(190)은 지정된 프로세스에 따라 산출한 데이터에 따라 촬영부(100)의 비행과 촬영카메라(160)의 동작을 제어하며, 이를 위해서 촬영부(100)는 현재 비행고도를 측정하기 위한 고도계(120)와 INS(140)와 GPS인식기(130) 등을 구성할 수 있다.

참고로 본 실시의 촬영부(100)는 제어모듈(190)에 자동항법기능을 구성시켜서 작업자가 설정한 비행촬영정보에 따라 촬영부(100)가 자동 운항하도록 할 수도 있으나, 이외에도 작업자가 무선제어기(200)를 활용하여 촬영부(100)의 비행을 직접 조정할 수도 있다. 이를 위해 촬영부(100)는 무선제어기(200)와의 통신을 위한 무선통신기(180)를 더 포함할 수 있다.

이에 대응해서 무선제어기(200)는 촬영부(100)와의 통신을 위한 무선통신기(210)와, 작업자가 직접 레버 또는 핸들을 조작하고 촬영부(100)의 비행상태 등을 출력하는 입출력기(230)와, 입출력기(230)의 입력신호를 무선통신기(210)를 통해 촬영부(100)로 발신하고, 촬영부(100)로부터 수신한 출력신호를 무선통신기(210)로부터 전달받아 처리 후 입출력기(230)를 통해 출력시키는 제어모듈(220)로 구성될 수 있다. 촬영부(100) 제어를 위한 무선제어기(200)의 구성과 프로세스는 이미 공지의 기술이므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지상에 설정된 가상기지국을 개략적으로 도시한 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가상기준점의 위치 구간을 개략적으로 도시한 예시도이다.

S20; 촬영구간에 가상기지국을 설치하고 위치좌표를 측량하는 단계

지하시설물은 시가화 구역 내의 관로를 갱신 또는 신설하기 위한 실시간 제1공공측량과, 지방상하수도 신규관로 매설에 따른 실시간 제2공공측량과, 도시개발 또는 산업단지 등 대규모 단지 개발에 따른 신설배관 매설에 따른 실시간 제3공공측량으로 크게 구분될 수 있다.

본 실시는 제3공공측량에 관한 기술이므로, 촬영 이전에 가상기지국(VRS; Virtual Reference Stations)을 우선 설치한다. 여기서 가상기지국(VRS)은 위치 기반 서비스를 하기 위해 GPS 위성 수신 방식과 GPS 기지국으로부터 얻은 정보를 통합하여 임의의 지점에서 단말기 또는 휴대폰으로 그 지점에서 정보를 얻기 위한 것이다.

본 실시는 작업자가 임의로 지하시설물과 근접한 위치에 GPS수신기와 표식판으로 구성된 가상기지국(VRS)를 설치해서, 해당 위치의 GPS좌표를 측량한다. 상기 가상기지국(VRS)의 GPS좌표가 측량되면 GPS수신기를 철거하고 상기 표식판은 제 위치에 그대로 유지시켜서, 촬영 시 상기 표식판이 촬영되도록 한다.

결국, 도 6과 같이 촬영을 하면, 해당 촬영이미지에는 상기 표식판이 확인되고, 이를 통해 상기 표식판의 중점을 가상기준점(PP)으로 확정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 정사영상의 모습을 보인 이미지이다.

S30; 비행 중인 촬영부의 촬영카메라가 촬영구간을 촬영하는 단계

해당 설치구역의 촬영 사례에 대한 정보와 현황도는 이번 촬영계획도의 기본도로 활용이 되며, 촬영구간별 위치 및 구간별 간격, 횡중복도, 종중복도와 촬영이미지 매수 등이 촬영계획대로 설계되어 코스별 검사표가 작성된다.

연장 50m 이하의 연속적인 도시개발 및 산업단지 등의 실시간 지하시설물도의 위치를 촬영부(100)로 촬영하는 경우 자동항법기능이 있는 촬영부(100)라 하더라도 기준 목표방향이 대부분 없는 관계로 활용성이 떨어진다. 본 실시에 촬영부(100)는 중국 DJI에서 제조한 PHANTOM4로, 자동항법기능으로 탭 플라이(TAP Fly) 기능이 있으나, 예상경로와 실제 비행경로 사이에 편차가 있고, 목표방향으로 선택할 수 있는 범위가 스크린 상에서 제한이 되어 있다.

본 실시는 작업자가 현장에서 거리측정기 등으로 촬영 셔터 간격에 맞춰 마커용 흰분필로 촬영구간의 도상에 표식을 하고, 촬영카메라(160)로 해당 촬영구간을 연속 촬영해서 촬영이미지 내에 표식과 촬영이미지의 매수와 중복도 등으로 고려해 프로세싱한다. 이러한 프로세싱을 통해 촬영이미지의 각 지점에 대한 위치좌표와 영상이미지 접합 등을 수행할 수 있다.

참고로, 촬영구간으로 지정되는 설치구역은 광활한 지역이기 때문에 바람의 불규칙한 풍속도를 고려하여 동일한 고도 유지 촬영을 신중하게 응하여야 하고, 수회 반복 촬영으로 고도변화와 항로 변화에 따른 오차에 대처할 수 있다.

이상 설명한 촬영 과정을 고려해서 촬영부(100)의 비행을 제어하고, 제어모듈(190)은 셋업된 비행촬영정보에 따른 촬영카메라(160)의 구동을 제어한다. 촬영카메라(160)은 제어모듈(190)의 제어에 따라 지정된 촬영구간을 일정 단위로 촬영해서 촬영이미지를 생성하고, 촬영부(100)의 기억장치(150)에 상기 촬영이미지 데이터를 저장한다.

참고로, 기억장치(150)는 작업자가 촬영부(100) 본체에서 손쉽게 탈착할 수 있는 USB 또는 램모듈 등의 이동식 저장매체일 수 있다.

S40; 촬영이미지의 포인트를 사진기준점 측량을 통해 절대좌표로 환산하는 단계

촬영 작업이 모두 완료하면, 상기 촬영이미지에 구성된 무수한 점들의 좌표(X, Y, Z; X, Y; X, Y, Px, Py)를 측정한 다음, 앞서 측량한 소수의 가상기준점(PP)의 측정성과를 이용하여 상기 무수한 점들의 좌표를 전자계산기, 블록 조정기 및 도해적 방법에 의하여 절대 혹은 절대좌표로 환산한다.

전술한 사진기준점 측량 공정은 공지의 사진기준점측량(AT; Aerial Triangulation) 기술이므로, 여기서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 실시에서 사진기준점 측량 공정은 이미지부(300)에서 이루어지고, 본 실시의 이미지부(300)는 'Agis soft'에서 제작한 'Photoscan PRO' 이미지 프로세싱 프로그램을 활용한다. 그러나 지도 제작을 위한 장비라면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

참고로, 이미지부(300)가 촬영부(100)의 기억장치(150)로부터 해당 촬영이미지 데이터를 수신해서 상기 촬영이미지를 각각 영상화 처리를 한다. 촬영부(100)의 기억장치(150)와 이미지부(300) 간에 통신은 전술한 바와 같이 탈착식 기억장치(150)를 이미지부(300)에 접속하는 방식으로 이루어질 수도 있고, 비행 중인 촬영부(100)가 이미지부(300)와 무선통신하는 방식으로 이루어질 수도 있다.

S50; 영상이미지에 가상기준점 마킹 단계

이미지부(300)는 상기 영상이미지 또는 다수의 촬영이미지를 상호 결합하여 영상이미지를 완성하며, 이를 위해서 이미지부(300)는 촬영이미지 검색 및 출력, 다수의 촬영이미지 정렬 및 접합, 이미지 내에 대상 구간의 Dense Cloud 편집, 대상 구간의 Mesh 편집, 대상 구간의 Texture 편집, 지상기준점 마킹, 지상기준점이 마킹된 영상이미지 정렬을 순차로 수행한다.

지상기준점이 마킹된 영상이미지를 정렬한 후에 지상기준점에 대한 에러가 확인되면, 에러가 확인된 지상기준점을 수정하거나 삭제할 수 있다.

상기의 과정을 수회 반복해서 다수의 촬영이미지의 영상화 처리를 완료하고, 영상이미지 내에 각 지점의 위치좌표를 파악한다.

S60; 제1측량정보 생성 단계

상기 촬영이미지들의 접합을 통한 영상이미지가 완성되면, 영상이미지에 마킹된 지상기준점의 위치좌표와 사진기준점 및 픽셀 분석 등을 기반으로 도 6과 같은 정사영상과 수치표고모형(DEM; Digital Elevation Model)과 수치표면모형(DSM: Digital Surface Model) 등의 제1측량정보를 생성하고, 'Geo Referencing'된 영상들에 관한 공간정보 DB를 구축한다.

상기 수치표고모형과 수치표면모형과 정사영상 등의 생성 공정은 공지의 기술이므로, 여기서는 상기 모형 및 영상 생성을 위한 구체적인 기술 설명은 생략한다.

참고로, 'Geo Referencing'은 영상과 지도 투영계를 연결시켜 영상의 개별 픽셀에 지도좌표를 부여하는 계산과정으로, 상기 지도좌표는 지상기준점을 이용하여 영상과 지도좌표와의 관계를 다항식으로 구성함으로써 계산된다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 작동방법을 도시한 순서도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 사후 촬영구간의 정사영상을 편집해 생성한 배관망도를 보인 이미지이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템에서 구축한 지하시설물의 정위치 편집 배관망도를 보인 이미지이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템에서 지상기준점을 기준으로 가상기준점의 오차를 수정하는 모습을 개략적으로 도시한 예시도이며, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 지하시설물도의 모습을 보인 이미지이다.

S70; 사후 설치구역에 대한 지상기준점 선점과 위치좌표 측량 단계

지하시설물이 매설되어 도로 포장 등의 작업이 완공하면, 해당 설치구역은 신설 도로 또는 추가 시설물 등이 망실의 우려가 없으므로, 촬영부(100)를 이용한 사후의 설치구역을 재촬영하기 이전에 작업자가 상기 설치구역을 사전답사해서 촬영부(100)의 촬영구간에서 위치가 변하거나 망실하지 않는 다수의 지점을 각각 지상기준점(GCP)으로 선정하고, 상기 지점의 GPS 위치좌표를 측량한다. 따라서 해당 지상기준점(GCP)의 위치좌표는 촬영부(100)를 이용한 촬영 이전에 확정한다.

본 실시는 설치구역에 해당되는 공공기준점의 성과고시 현황을 사전에 조사하여 공공측량성과와 측량기록의 사본 교부를 측량시행자(발주처)에 신청하여 교부받고, 교부된 공공기준점 성과표에 따라 사전에 답사하여 망실 여부를 조사한다.

그리고 기존 2, 4급 지상기준점도 사전조사를 통해 중복설치되지 않도록 최대한 활용한다.

그리고 지하시설물의 효율적인 관리 및 유지보수와 자료 활용도를 높이기 위해 발주처에서 설치한 2급 지상기준점과 연계된 4급 기준점을 설치하므로, 그 위치는 망실 및 훼손의 우려가 없는 지역에 설치한다.

그리고 설치구역에서 지상기준점(GCP)을 확인하고 사전조사를 통하여 매설밀도 및 망의 상태를 고려해서 최소한 다른 지상기준점 1점 이상과 시통이 가능하도록 선점하여야 한다. 또한 4급 기준점에서 작업위치 안에 촬영 범위에서 사진기준점 측량(AT; Aerial Triangulation) 성과에 활용을 위해 추가 지상기준점을 설치구역의 범위 내 외곽지역에 배치하여 양질의 성과를 취득할 수 있게 한다.

한편, 지상기준점(GCP)의 위치좌표는 해석 프로세싱 즉, 기선해석계산부와 기선벡터점검계산부와 조정계산부 등을 통해 도출하는 방식으로 최종 측량한다.

S80; 지상기준점을 기준으로 사후 촬영구간의 촬영이미지의 사진기준점을 절대좌표로 환산하는 단계

앞서 설명한 사진기준점 측량 방식을 통해 사후 촬영구간의 촬영이미지에 구성된 무수한 점들의 좌표(X, Y, Z; X, Y; X, Y, Px, Py)를 측정한 다음, 앞서 측량한 소수의 지상기준점(GCP)의 측정성과를 이용하여 상기 무수한 점들의 좌표를 전자계산기, 블록 조정기 및 도해적 방법에 의하여 절대 혹은 절대좌표로 환산한다.

결국, 지하시설물의 매설 이전, 즉 사전에는 가상기준점(PP)을 기준으로 촬영이미지에 대한 사진기준점 측량을 진행하고, 하수에는 지상기준점(GCP)을 기준으로 촬영이미지에 대한 사진기준점 측량을 진행한다.

사전의 절대좌표와 사후의 절대좌표 환산이 각각 완성하면, 도 10과 같이 사전의 절대좌표 값을 사후의 절대좌표 값과 비교해서 오차를 수정한다. 이를 위해 가상기준점(PP) 및 가상기준점(PP)을 기준으로 환산된 다수의 사전 절대좌표 값(CP1, CP2)을 사후 촬영이미지의 해당 지점에 배치해서, 사전 절대좌표 값(CP1, CP2)이 사후 촬영이미지 내에 사진기준점의 좌표값과 차이가 있다면, 사전 절대좌표 값(CP1, CP2)을 상기 사진기준점의 좌표값으로 수정한다.

S90; 사후의 설치구역을 촬영하며 수집한 정보를 기반으로 제2측량정보를 생성하는 단계

지상기준점(GCP) 설치와 항공촬영 및 사진기준점 측량이 모두 완료하면, 앞서 개시한 재촬영구간에 대해 S50 내지 S60 단계를 반복해 실시해서, 해당 촬영이미지를 기초로 하는 정사영상과 수치표고모형(DEM; Digital Elevation Model)과 수치표면모형(DSM: Digital Surface Model) 등의 제2측량정보를 생성한다. 즉, 도로포장 등의 매설 작업 이후에 지하시설물이 외관으로 보이지 않은 설치지역을 촬영부(100)로 재촬영해서 이를 기초로 도 10에서 보인 영상이미지를 완성하는 것이다.

참고로 도 9와 같이 지하시설물도의 정위치 편집은 CAD프로그램을 사용하여 각 측점별 지하시설물도 작성규정에 따라 이루어진다. 또한 이미지부(300)는 포토스캔 프로세싱 과정을 통해 'Draw point' 기능과 'Draw Poly Line' 기능을 수행해서, 도 10과 같이 스캔 이미지에 'Point'와 'Line'을 표시하고, 이렇게 표시된 각 측점에는 Shapes 파일이 링크된다. 즉, 'Arc GIS'에서 운용되는 형태로 데이터 파일이 생성되는 것이다.

여기서 'Shapes' 파일은 공간 피처의 위치, 쉐이프, 속성을 저장하는 Esri 벡터데이터 저장 형식이다. 관련 파일 셋으로 저장되며 하나의 피처 클래스를 포함하는 쉐이프파일은 ArcMap과 같은 GIS 데스크톱 응용프로그램에서 이전부터 사용되어 왔으며, 연결된 데이터가 많은 대용량 피처를 포함하는 경구가 많다. 'Shapes' 파일에 소량의 데이터(일반적으로 1,000개 미만의 피처)가 있는 경우 Map viewer에서 생성한 맵에 *.zip, *.shp, *.shx, *.dbf 확장자의 파일을 포함하는 *prj 확장자의 파일로 추가해서, 다른 사람이 웹브라우저를 통해 볼 수 있도록 제공할 수도 있다.

본 실시에서 도 9 및 도 10에서 보인 배관망도는 중압관에 대하여 20m 체인 간격의 측점을 'Point'별 'Shapes' 파일로 취득하고, 지하시설물의 배관 라인은 중압 및 고압 유형별 'Poly Line Shapes' 파일을 형성하므로, 각 레이어별로 구분하여 속성도를 작성한다. 따라서 설치구역 내에 지하시설물에 대하여 작업자가 원하는 배관라인, 관경, 관종, 심도 등의 기타 정보들을 생성해 관리할 수 있다.

이상 수집한 정보를 활용 및 적용해서 CAD 등의 도면작성 시스템을 도화해서 도 12에서 보인 지하시설물도를 완성한다.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 촬영부의 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 탈착부의 모습을 도시한 분해사시도이며, 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 탈착베이스의 단면 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 촬영부(100)는, 프로펠러(102)가 설치되는 촬영본체(101), 촬영본체의 하부에 결합되는 탈착부(800), 탈착부의 하부에 결합되는 감쇠부(500), 감쇠부의 삽입공간에 장착되는 유체완충부(600), 유체완충부의 하부에 결합되는 승강부(700), 승강부의 하부에 결합되는 회전부(900), 회전부의 하부에 결합되는 촬영카메라(160)를 더 포함한다.

도시되어 있지는 않지만, 상기 촬영본체(101)에는 구동모터(110), 고도계(120), GPS인식기(130), INS(140), 기억장치(150), 조향기(170), 무선통신기(180), 제어모듈(190) 등의 구성이 내장될 수 있다.

상기 탈착부(800)는 촬영본체(101)의 저면에 결합되며 내부에 탈착공간(811)이 형성되는 탈착베이스(810), 탈착베이스의 탈착공간 일측에 회동 가능하도록 결합되는 탈착커버(820) 및 탈착공간에 안착될 수 있으며 탈착베이스로부터 분리 가능한 탈착본체(830)를 포함한다.

상기 탈착베이스(810)는 전체적으로 직육면체 형태로 형성되며 내부에 탈착본체(830)가 수용될 수 있도록 탈착공간(811)이 형성된다. 탈착공간(811)은 전후방향으로 긴 직사각형 형태의 단면을 가진다.

상기 탈착공간(811)의 좌우 양측에는 길이방향(전후방향)을 따라 한 쌍의 가이드홈(812)이 함몰된다. 이러한 가이드홈(812)을 따라 탈착본체(830)는 전후로 슬라이딩 이동 가능하다.

상기 탈착공간(811)의 후단에는 연장홈(813)이 후방을 향해 함몰 형성된다. 상기 탈착공간(811)의 하단 후방에는 한 쌍의 이탈방지부(814)가 탈착공간(811)의 내측 방향을 향해 돌출 형성된다. 즉, 탈착공간(811)을 하부에서 바라보았을 때, 탈착공간(811)은 상대적으로 넓은 폭을 가지며 탈착커버(820)가 회동되는 전방부와 상대적으로 좁은 폭을 가지며 이탈방지부(814)가 돌출되는 후방부로 구분될 수 있다.

한 쌍의 가이드홈(812)의 후단에는 한 쌍의 위치규제홈(815)이 함몰 형성된다. 또한, 탈착공간(811)의 하단 중앙 부분에는 한 쌍의 커버고정홈(816)이 함몰 형성된다. 상기 커버고정홈(816)은 탈착커버(820)의 측부에 돌출 형성된 커버고정부(821)가 삽입되며, 이에 따라 탈착커버(820)가 탈착공간(811)의 하단을 폐쇄하며 고정될 수 있다.

상기 탈착본체(830)는 탈착베이스(810)의 탈착공간(811)에 삽입될 수 있는 크기를 가지며, 탈착공간(811) 내부에서 전후로 슬라이딩 가능하다. 탈착본체(830)의 좌우 양측에는 길이방향(전후방향)을 따라 한 쌍의 가이드부(831)가 돌출 형성된다. 이러한 가이드부(831)는 가이드홈(812)에 삽입되어 전후로 활주할 수 있다.

상기 탈착본체(830)의 후단에는 탈착연장부(832)가 후방을 향해 돌출 형성된다. 탈착연장부(832)는 연장홈(813)에 삽입될 수 있다. 탈착연장부(832)가 연장홈(813)에 삽입됨에 따라 탈착본체(830)는 상하방향으로 이동되지 않고 고정될 수 있다.

상기 탈착본체(830)의 하부면에는 직육면체 형태로 돌출스토퍼(833)가 돌출 형성된다. 돌출스토퍼(833)는 한 쌍의 이탈방지부(814) 사이의 폭과 동일한 폭을 가지고, 이탈방지부(814)의 길이와 동일한 길이를 가진다. 즉, 돌출스토퍼(833)는 한 쌍의 이탈방지부(814) 사이의 공간에 딱 들어맞는 형태로 형성되며, 이에 따라 탈착커버(820)가 탈착공간(811)의 하단을 폐쇄하였을 때 탈착본체(830)가 전후좌우로 이동되지 않고 고정될 수 있다.

상기 한 쌍의 가이드부(831)의 후단에는 한 쌍의 위치규제부(834)가 돌출 형성된다. 한 쌍의 위치규제부(834)는 위치규제홈(815)에 삽입될 수 있으며, 이에 따라 탈착본체(830)의 전후방향 이동이 제한된다.

사용자가 탈착본체(830)를 탈착공간(811)에 삽입한 상태에서 가이드홈(812)의 후단까지 슬라이딩 이동시키면, 위치규제부(834)가 위치규제홈(815)에 삽입되는 절도감(딸깍이는 느낌)을 통해 탈착본체(830)의 이동 완료를 명확히 인지할 수 있으며, 동시에 전후방향 이동을 어느정도 보조적으로 제한할 수 있다.

상기 탈착본체(830)의 조립 과정을 살펴보면, 먼저 사용자는 탈착커버(820)가 오픈된 상태에서 탈착본체(830)를 탈착공간(811)의 전방부로 삽입시킨다. 그 다음 한 쌍의 가이드부(831)가 가이드홈(812)에 삽입된 상태에서 탈착본체(830)를 탈착공간(811)의 후방부로 슬라이딩 이동시킨다.

탈착본체(830)를 탈착공간(811)의 후방부로 완전히 이동시켜 한 쌍의 위치규제부(834)가 위치규제홈(815)에 삽입되고 탈착연장부(832)가 연장홈(813)에 삽입되면, 탈착커버(820)를 닫아 탈착공간(811)의 전방부를 폐쇄시킨다. 이에 따라 탈착본체(830)는 탈착베이스(810) 내부에 안착되어 전후좌우 및 상하방향으로의 이동이 제한되고 단단히 고정될 수 있다.

반대로, 탈착본체(830)를 탈착베이스(810)로부터 분리하고자 할 때에는 탈착커버(820)를 열어 탈착공간(811)의 전방부가 오픈되도록 하고, 탈착본체(830)를 탈착공간(811)의 전방부로 슬라이딩 이동시킨 다음, 탈착공간(811)의 전방부를 통해 분리하면 된다.

이와 같이, 본 발명은 탈착베이스(810), 탈착본체(830) 및 탈착커버(820)로 이루어진 간단한 구성만으로 탈착본체(830)가 탈착베이스(810)에 고정되거나 탈착베이스(810)로부터 분리될 수 있으므로 주변 상황 등을 고려하여 촬영카메라(160)를 사용하지 않을 때에는 촬영본체(101)로부터 촬영카메라를 자유롭게 분리 보관할 수 있다는 장점이 있다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 회전부의 부분 단면 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 회전부(900)는 승강부(700)의 하부에 결합되는 회전본체(910) 및 촬영카메라(160)의 상부에 결합되는 회전삽입부(920)를 포함하여 이루어진다.

상기 회전본체(910)는 승강부(700)의 하부에 결합되며, 내부에 구형 회전홀(911)이 형성된다. 구형 회전홀(911)의 상단에는 링 형태로 회전삽입홈(912)이 함몰 형성된다.

상기 회전삽입부(920)는 촬영카메라(160)의 상부에 결합되며, 구형 회전홀(911)에 회전 가능하게 삽입될 수 있도록 내부가 비어있는 구 형태로 형성된다.

상기 회전삽입부(920)의 상단에는 회전삽입홈(912)에 삽입될 수 있도록 링 형태로 회전돌출부(921)가 외측으로 돌출 연장되고, 회전삽입부(920)의 측면에는 다수의 절개홈(922)이 상하방향으로 형성된다.

다수의 절개홈(922)은 회전삽입부(920)가 회전홀(911)에 삽입될 때 탄성복원력을 제공한다. 즉, 다수의 절개홈(922)에 의해 회전삽입부(920)는 회전홀(911)에 진입할 때에는 오므라들고, 회전홀(911)에 삽입을 완료한 후에는 펼쳐진다.

회전삽입부(920)가 회전홀(911)에 삽입을 완료한 때, 회전돌출부(921)는 회전삽입홈(912)에 삽입되어 있으므로 회전삽입부(920)는 이탈되지 않고 회전삽입홈(912)의 경로를 따라 회전 가능하다.

다수의 절개홈(922) 중 일부는 회전삽입부(920)의 상단으로부터 하부를 향해 연장되고, 다수의 절개홈(922) 중 나머지는 회전삽입부(920)의 하단으로부터 상부를 향해 연장된다.

즉, 다수의 절개홈(922)은 회전삽입부(920)의 상단과 하단에서 교대로 가공되어 있으므로 회전삽입부(920)가 회전홀(911)에 삽입될 때 회전삽입부(920)가 균일하게 변형될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 상기 회전삽입부(920)는 회전본체(910)로부터 분리 가능하므로 사용자는 촬영 작업을 하지 않을 때에는 회전삽입부(920)를 회전본체(910)로부터 분리하여 촬영카메라(160)를 완전히 분리할 수 있으며, 촬영 작업을 할 때 회전삽입부(920)를 회전본체(910)에 삽입하여 촬영카메라(160)를 회전 가능하도록 결합할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 촬영카메라(160)는 자유롭게 분리 또는 결합이 가능하므로 사용자는 지하시설물의 종류나 주변 환경 등을 고려하여 다양한 조합으로 촬영카메라(160)를 구성할 수 있다.

도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 감쇠부의 전체적인 모습을 도시한 도면이고, 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 감쇠부의 종단면을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 감쇠부(500)는, 중앙에 삽입공간(511)이 형성되는 원통형의 감쇠케이스(510), 감쇠케이스의 측면에 횡방향으로 천공된 다수의 감쇠홀(512), 다수의 감쇠홀에 각각 선택적으로 삽입될 수 있는 감쇠탄성부(520) 및 감쇠케이스의 측면에 결합되어 감쇠탄성부가 감쇠홀로부터 이탈되는 것을 방지하는 감쇠잠금부(530)를 포함한다.

또한, 상기 감쇠케이스(510)의 내부 하단에는 횡방향으로 레일(513)이 설치되고, 이러한 레일(513)에는 다수의 탄성링(514)이 활주 가능하도록 결합된다. 다수의 탄성링(514)은 탄성이 있는 소재로 이루어지며, 가해지는 충격에 따라 오므라들거나 펼쳐질 수 있다.

다수의 탄성링(514)은 삽입공간(511)에 삽입된 유체완충부(600)가 전후좌우로 강하게 흔들릴 때 레일(513)을 따라 활주하며 서로 부딪혀서 유체완충부(600)에 가해지는 외부 충격을 완화시켜주는 역할을 한다.

다수의 감쇠홀(512)은 4개의 감쇠홀이 한 세트를 이루어 감쇠케이스(510)의 전후좌우 4방향에 형성된다. 한 세트를 이루는 4개의 감쇠홀(512)은 상하로 적층되어 있으며, 이러한 감쇠홀(512)을 가릴 수 있도록 감쇠잠금부(530)가 종방향으로 결합된다. 감쇠잠금부(530)는 통상적인 볼트 등으로 결합될 수 있다.

상기 감쇠탄성부(520)는, 감쇠홀(512) 내부로 삽입될 수 있는 막대 형태의 감쇠삽입부(521), 일단이 감쇠삽입부에 결합되며 탄성을 가지는 감쇠스프링(522) 및 감쇠스프링의 타단에 결합되는 감쇠커버(523)를 포함한다.

감쇠탄성부(520)는 선택적으로 감쇠홀(512)에 삽입되거나 감쇠홀(512)로부터 분리될 수 있다. 즉, 사용자는 16개의 감쇠홀(512) 중 원하는 감쇠홀에만 감쇠탄성부(520)를 삽입할 수 있고, 이에 따라 감쇠부(500)의 전체적인 완충력이 조절될 수 있다.

상기 감쇠삽입부(521)는 금속 등 자성체로 이루어지고, 감쇠홀(512)의 내부 끝단에는 영구자석(515)이 결합되어 있으므로 감쇠탄성부(520)를 감쇠홀(512)에 삽입하였을 때 감쇠삽입부(521)는 자연스럽게 감쇠홀(512)의 내부 끝단에 위치할 수 있다.

상기 감쇠커버(523)는 감쇠홀(512)의 크기와 동일한 크기로 형성되고, 감쇠케이스(510)에 종방향으로 결합된 감쇠잠금부(530)가 감쇠커버(523)를 가로막음에 따라 감쇠탄성부(520)가 감쇠홀(512)로부터 이탈되지 않는다.

이와 같이, 본 발명은 후술되는 유체완충부(600)를 삽입공간(511)에 삽입하였을 때 감쇠부(500)가 유체완충부(600)를 전후좌우에서 감싸므로 외부의 충격이나 진동으로부터 유체완충부(600) 및 그 하부에 결합된 촬영카메라(160)를 보호할 수 있다.

또한, 본 발명은 주변의 상황이나 각 부품의 중량 등을 고려하여 다수의 감쇠홀(512) 중 원하는 감쇠홀에만 감쇠탄성부(520)를 삽입할 수 있으므로 상황에 맞추어 사용자가 자유롭게 완충력을 조절할 수 있다는 장점이 있다.

도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 유체완충부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유체완충부(600)는 감쇠부(500)의 삽입공간(511)에 삽입되며, 유체공급부(610), 유체상판(620), 유체회전판(630), 유체회전부(640), 유체하판(650), 유체수용부(660) 및 유체연결부(670)를 포함한다.

상기 유체공급부(610)는 내부에 유체가 수용될 수 있도록 내부가 비어있는 원통형으로 형성되며, 하부면에 유체를 공급할 수 있도록 유체공급홀(611)이 천공된다.

상기 유체공급부(610)의 상부면은 고무 등 탄성력이 있는 소재로 이루어지며, 이에 따라 유체공급부(610)의 상부에 결합된 감쇠부(500)가 상하로 흔들리면 내부의 유체가 압력에 의해 유체공급홀(611)로부터 빠져나오게 된다.

상기 유체상판(620)은 유체공급부(610)의 하부에 배치되며, 일측에 상판관통홀(621)이 상하로 천공된다. 유체상판(620)은 원판 형태로 형성되며, 상판관통홀(621)은 유체공급홀(611)에 대응하는 위치에 형성된다.

상기 유체회전판(630)은 유체상판(620)의 하부에 배치되며, 일측에 회전관통홀(631)이 상하로 천공된다. 유체회전판(630)의 중앙 부분에는 중공(633)이 형성되어 유체회전판은 전체적으로 링 형태로 형성된다.

상기 유체회전판(630)의 상면에는 회전관통홀(631)과 연통되는 링 형태의 회전연통홈(632)이 함몰 형성된다. 유체회전판(630)은 회전 가능하므로 상판관통홀(621)로부터 하부로 전달된 유체는 회전관통홀(631)을 통해 바로 아래로 전달되거나, 또는 회전연통홈(632)을 통해 회전관통홀(631)로 전달된 후 아래로 전달될 수 있다.

상기 유체하판(650)은 유체회전판(630)의 하부에 배치되며, 일측에 하판관통홀(651)이 상하로 천공된다. 유체하판(650)은 원판 형태로 형성되며, 유체하판(650)의 상면에는 하판관통홀(651)과 연통되는 링 형태의 하판연통홈(652)이 함몰 형성된다.

유체회전판(630)이 회전 가능하므로 회전관통홀(631)을 통해 하부로 전달된 유체는 하판관통홀(651)을 통해 바로 아래로 전달되거나, 또는 하판연통홈(652)을 통해 하판관통홀(651)로 전달된 후 아래로 전달될 수 있다.

상기 유체회전부(640)는 유체회전판(630)의 중공(633) 내부에 배치되며, 유체하판(650)의 상면에 결합되어 유체회전판(630)을 회전시킨다. 상기 유체회전부(640)는 유체회전모터(641) 및 유체회전기어(642)로 구성되는데, 유체회전기어(642)의 직경은 중공(633)의 내경과 동일하게 형성된다.

상기 유체회전모터(641)는 제어유닛(미도시) 등과 전기적으로 연결되어 작동할 수 있으며, 유체회전모터(641)가 작동함에 따라 유체회전기어(642)가 회전하여 유체회전판(630)이 유체회전부(640)를 기준으로 회전할 수 있다.

상기 유체수용부(660)는 유체하판(650)의 하부에 배치되며, 내부에 유체가 수용될 수 있도록 내부가 비어있는 원통형으로 형성된다. 유체수용부(660)의 상부면에 유체가 수용될 수 있도록 유체수용홀(661)이 천공된다.

상기 유체연결부(670)는 유체수용부(660)와 유체공급부(610) 사이를 연결한다. 즉, 유체공급부(610)로부터 공급되어 아래로 전달된 유체는 유체수용부(660)에 수용되어 있다가, 유체연결부(670)를 통해 다시 유체공급부(610)로 전달될 수 있다.

상기 유체연결부(670)의 중앙 부분에는 일방향밸브(671)가 결합된다. 상기 일방향밸브(671)는 유체공급부(610)의 상부에 결합된 감쇠부(500) 및 촬영본체(101) 등이 외부의 충격에 의해 흔들려서 유체공급부(610) 내부의 유체 압력이 높아지고 유체가 아래로 전달될 때, 유체연결부(670)를 통해 전달되지 않고 유체상판(620), 유체회전판(630) 및 유체하판(650)을 통해 전달될 수 있도록 한다.

다시 말하면, 도면에 점선으로 도시된 것처럼 유체는 유체공급부(610), 유체상판(620), 유체회전판(630), 유체하판(650) 및 유체수용부(660)를 통해 위에서 아래로 전달된다.

이와 같이, 본 발명은 유체회전판(630)이 유체회전부(640)에 의해 회전될 수 있으므로 유체공급부(610)로부터 유체수용부(660)로 전달되는 유체의 이동 거리를 상황에 따라 달리할 수 있다.

즉, 도면에서 예시로 도시한 것과 같이, 유체회전판(630)의 회전관통홀(631)이 상판관통홀(621) 및 하판관통홀(651)과 180도를 이루도록 회전(최장거리)되었을 때, 유체공급부(610)로부터 공급된 유체는 상판관통홀(621), 회전연통홈(632), 회전관통홀(631), 하판연통홈(652) 및 하판관통홀(651)을 순차적으로 통과하여 유체수용부(660)에 수용된다.

도시되지는 않았지만, 유체회전판(630)의 회전관통홀(631)이 상판관통홀(621) 및 하판관통홀(651)과 0도를 이루도록 동일축상에 배치(최단거리)되었을 때, 유체공급부(610)로부터 공급된 유체는 상판관통홀(621), 회전관통홀(631) 및 하판관통홀(651)을 순차적으로 통과하여 유체수용부(660)에 수용된다.

만약, 유체회전판(630)의 회전관통홀(631)이 상판관통홀(621) 및 하판관통홀(651)과 0도 초과 180도 미만을 이루도록 회전(중간거리)된다면, 유체의 이동 거리 역시 이에 맞추어 가변된다.

외부의 충격이나 진동에 의해 가해지는 주파수는 유체의 이동 거리에 반비례하는 관계에 있다. 즉, 고주파수의 진동을 제어하기 위해서는 유체의 이동 거리를 짧게 설정하여야 하고, 저주파수의 진동을 제어하기 위해서는 유체의 이동 거리를 길게 설정하여야 한다.

이와 같이, 본 발명은 유체회전판(630)을 회전시켜 유체의 이동 거리를 가변할 수 있으므로 주변의 환경이나 가해지는 진동 등을 고려하여 최상의 완충 효과를 제공할 수 있다.

도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 승강부의 단면 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 승강부(700)는 승강케이스(710), 승강로드(720), 상하이동판(730), 상부스토퍼(721), 하부스토퍼(722), 상부탄성부(740), 하부탄성부(741), 로드관통홀(750) 및 유압펌프(760)를 포함하여 이루어진다.

상기 승강케이스(710)는 유체완충부(600)의 하부에 결합되며 내부에 유체가 수용될 수 있도록 공간이 형성된다. 승강케이스(710)는 내부가 비어있는 원통형으로 형성되고, 내부에는 유체가 수용되어 있다.

상기 승강로드(720)는 상단이 승강케이스(710)의 내부에 배치되며 상하로 승강 가능하다. 승강로드(720)는 내부가 찬 원통형으로 형성되고, 승강로드(720)의 하단에는 회전부(900)가 결합된다.

상기 상하이동판(730)은 승강로드(720)에 삽입되어 승강로드(720)의 외측면과 승강케이스(710)의 내측면 사이에 배치되며 상하로 이동 가능한 링 형태로 형성된다. 상기 상하이동판(730)의 내측면 직경은 승강로드(720)의 외측면 직경과 동일하고, 상하이동판(730)의 외측면 직경은 승강케이스(710)의 내측면 직경과 동일하다.

상기 상부스토퍼(721)는 승강로드(720)의 측부에 돌출 형성되며 상하이동판(730)을 기준으로 상부에 배치된다. 상기 하부스토퍼(722)는 승강로드(720)의 측부에 돌출 형성되며 상하이동판(730)을 기준으로 하부에 배치된다. 즉, 상부스토퍼(721)와 하부스토퍼(722) 사이에 상하이동판(730)이 상하로 이동 가능하도록 결합된다.

상기 상부탄성부(740)는 상부스토퍼(721)의 하면과 상하이동판(730)의 상면 사이에 배치되고, 상기 하부탄성부(741)는 하부스토퍼(722)의 상면과 상하이동판(730)의 하면 사이에 배치된다. 도시된 바와 같이, 평상시 상하이동판(730)은 상부탄성부(740)와 하부탄성부(741)의 탄성력에 의해 상부스토퍼(721) 및 하부스토퍼(722)로부터 일정 간격만큼 이격되어 있다.

상기 로드관통홀(750)은 승강로드(720)의 내부를 관통하여 유체가 통과할 수 있도록 한다. 상기 로드관통홀(750)은, 승강로드(720)를 횡방향으로 관통하며 상부스토퍼(721)의 하부에 배치되는 제1횡관통홀(751), 승강로드(720)를 횡방향으로 관통하며 하부스토퍼(722)의 상부에 배치되며 제1횡관통홀(751)보다 상대적으로 하부에 배치되는 제2횡관통홀(752) 및 승강로드(720)를 종방향으로 관통하며 제1횡관통홀(751)와 제2횡관통홀(752) 사이를 연결하는 종관통홀(753)을 포함한다.

다시 말하면, 평상시 상부스토퍼(721)와 상하이동판(730) 사이의 이격된 공간에 제1횡관통홀(751)이 배치되고, 하부스토퍼(722)와 상하이동판(730) 사이의 이격된 공간에 제2횡관통홀(752)이 배치되므로 승강케이스(710) 내부의 유체는 위아래로 자유롭게 이동할 수 있다.

한편, 상기 유압펌프(760)는 승강케이스(710)의 일측에 형성된 상부주입구(711) 및 하부주입구(712)와 연결되어 승강케이스(710) 내부의 유체에 압력을 가할 수 있다. 상기 유압펌프(760)는 제어유닛(미도시) 등과 전기적으로 연결되어 작동할 수 있다.

상기 하부주입구(712)를 통해 상하이동판(730)을 기준으로 승강케이스(710) 하부의 유체 압력이 승강케이스(710) 상부의 유체 압력보다 높아지면, 상하이동판(730)은 상부탄성부(740)의 탄성력을 이겨내며 상부로 이동하여 제1횡관통홀(751)을 폐쇄한다. 이 상태에서 상하이동판(730)이 더 상부로 이동하면, 상하이동판(730)의 상부면은 상부스토퍼(721)의 하부면에 접촉되고, 승강로드(720)는 전체적으로 상승하게 된다.

반대로, 상기 상부주입구(711)를 통해 상하이동판(730)을 기준으로 승강케이스(710) 상부의 유체 압력이 승강케이스(710) 하부의 유체 압력보다 높아지면, 상하이동판(730)은 하부탄성부(741)의 탄성력을 이겨내며 하부로 이동하여 제2횡관통홀(752)을 폐쇄한다. 이 상태에서 상하이동판(730)이 더 하부로 이동하면, 상하이동판(730)의 하부면은 하부스토퍼(722)의 상부면에 접촉되고, 승강로드(720)는 전체적으로 하강하게 된다.

승강로드(720)의 높낮이가 결정되면, 유압펌프(760)는 상부주입구(711)와 하부주입구(712)를 통해 상하이동판(730)을 기준으로 승강케이스(710) 상부의 유체 압력과 승강케이스(710) 하부의 유체 압력이 동일하게 유지될 수 있도록 하고, 상하이동판(730)은 상부스토퍼(721)와 하부스토퍼(722) 사이에 일정 거리 이격하여 위치하게 된다.

이때, 상기 제1횡관통홀(751) 및 제2횡관통홀(752)은 모두 오픈되어 있으므로 승강케이스(710) 내부의 유체는 자유롭게 이동 가능하며, 유체의 이동에 의해 어느 정도 완충효과도 얻을 수 있다.

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 : 촬영부 101 : 촬영본체 102 : 프로펠러
200 : 무선제어기 300 : 이미지부 400 : 스마트단말기
410 : 단말기제어부 420 : 앱구동부 430 : 카메라구동부
440 : GPS모듈 500 : 감쇠부 510 : 감쇠케이스
511 : 삽입공간 512 : 감쇠홀 513 : 레일
514 : 탄성링 515 : 영구자석 520 : 감쇠탄성부
521 : 감쇠삽입부 522 : 감쇠스프링 523 : 감쇠커버
530 : 감쇠잠금부 600 : 유체완충부 610 : 유체공급부
611 : 유체공급홀 620 : 유체상판 621 : 상판관통홀
630 : 유체회전판 631 : 회전관통홀 632 : 회전연통홈
633 : 중공 640 : 유체회전부 641 : 유체회전모터
642 : 유체회전기어 650 : 유체하판 651 : 하판관통홀
652 : 하판연통홈 660 : 유체수용부 661 : 유체수용홀
670 : 유체연결부 671 : 일방향밸브 700 : 승강부
710 : 승강케이스 711 : 상부주입구 712 : 하부주입구
720 : 승강로드 721 : 상부스토퍼 722 : 하부스토퍼
730 : 상하이동판 740 : 상부탄성부 741 : 하부탄성부
750 : 로드관통홀 751 : 제1횡관통홀 752 : 제2횡관통홀
753 : 종관통홀 760 : 유압펌프 800 : 탈착부
810 : 탈착베이스 811 : 탈착공간 812 : 가이드홈
813 : 연장홈 814 : 이탈방지부 815 : 위치규제홈
816 : 커버고정홈 820 : 탈착커버 821 : 커버고정부
830 : 탈착본체 831 : 가이드부 832 : 탈착연장부
833 : 돌출스토퍼 834 : 위치규제부 900 : 회전부
910 : 회전본체 911 : 회전홀 912 : 회전삽입홈
920 : 회전삽입부 921 : 회전돌출부 922 : 절개홈

Claims

지하시설물의 설치구역을 촬영하여 촬영이미지를 생성하는 촬영부; 촬영부의 비행을 조정할 수 있는 무선제어기; 촬영부로부터 촬영이미지 데이터를 수신하여 영상화 처리를 수행하는 이미지부; 및 이미지부와 통신하여 지하시설물에 대한 정보를 수신하여 증강현실을 구현하는 스마트단말기; 를 포함하되,
상기 촬영부는,
촬영부의 프로펠러에 회전력을 가하는 구동모터; 촬영부의 고도를 측정하는 고도계; 지하시설물 설치구역을 촬영하는 촬영카메라; 촬영된 촬영이미지 데이터를 저장하는 기억장치; 구동모터의 회전 기어를 조정해서 촬영부의 항로를 조정하는 조향기; 무선제어기와의 통신을 위한 무선통신기; 및 구동모터와 조향기를 제어할 수 있는 제어모듈; 을 포함하고,
상기 무선제어기는,
촬영부와의 통신을 위한 무선통신기; 촬영부의 비행상태를 출력하는 입출력기; 및 입출력기의 입력신호를 무선통신기를 통해 촬영부로 발신하고, 촬영부로부터 수신한 출력신호를 무선통신기로부터 전달받아 처리 후 입출력기를 통해 출력시키는 제어모듈; 을 포함하며,
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 포함하고,
상기 촬영부는,
촬영본체의 하부에 탈착부가 결합되고, 탈착부의 하부에 감쇠부가 결합되며, 감쇠부의 삽입공간에 유체완충부가 장착되고, 유체완충부의 하부에 승강부가 결합되며, 승강부의 하부에 회전부가 결합되고, 회전부의 하부에 촬영카메라가 결합되고,
상기 탈착부는,
촬영본체의 저면에 결합되며 내부에 탈착공간이 형성되는 탈착베이스; 탈착베이스의 탈착공간 일측에 회동 가능하도록 결합되는 탈착커버; 및 탈착공간에 안착될 수 있으며 탈착베이스로부터 분리 가능한 탈착본체; 를 포함하고,
상기 탈착베이스는,
탈착공간의 길이방향을 따라 양측에 함몰 형성되는 한 쌍의 가이드홈; 탈착공간의 후단에 함몰 형성되는 연장홈; 탈착공간의 하단 후방에 형성되며 내측으로 돌출되어 탈착본체가 이탈되는 것을 방지하는 한 쌍의 이탈방지부; 및 한 쌍의 가이드홈의 후단에 각각 함몰 형성되는 한 쌍의 위치규제홈; 를 포함하며,
상기 탈착본체는,
탈착본체의 길이방향을 따라 양측에 돌출 형성되어 한 쌍의 가이드홈에서 활주 가능한 한 쌍의 가이드부; 탈착본체의 후단에 돌출 형성되어 연장홈에 수용될 수 있는 탈착연장부; 탈착본체의 하부면에 돌출 형성되며 한 쌍의 이탈방지부 사이의 폭과 동일한 폭을 가지는 돌출스토퍼; 및 한 쌍의 가이드부의 후단에 각각 돌출 형성되어 한 쌍의 위치규제홈에 삽입될 수 있는 한 쌍의 위치규제부; 를 포함하고,
상기 유체완충부는,
승강부의 상부에 결합되며 내부에 유체가 수용될 수 있도록 공간이 형성되는 유체수용부; 유체수용부의 상부에 결합되며 일측에 하판관통홀이 형성되는 유체하판; 유체하판의 상부에 회전 가능하도록 결합되며 일측에 회전관통홀이 형성되고 중앙 부분에 중공이 형성된 링 형태의 유체회전판; 유체회전판의 상부에 결합되며 일측에 상판관통홀이 형성되는 유체상판; 유체상판의 상부에 결합되며 내부에 유체가 수용될 수 있도록 공간이 형성되는 유체공급부; 유체하판의 상부에 결합되며 유체회전판의 중공 내부에 배치되어 유체회전판을 회전시키는 유체회전부; 및 유체수용부와 유체공급부 사이를 연결하며 일방향밸브를 구비하는 유체연결부; 를 포함하며,
상기 유체하판의 상면에는 하판관통홀과 연통되는 링 형태의 하판연통홈이 함몰 형성되고, 유체회전판의 상면에는 회전관통홀과 연통되는 링 형태의 회전연통홈이 함몰 형성되고,
유체회전판이 회전함에 따라 유체공급부로부터 상판관통홀을 통해 유입된 유체는 회전연통홈, 회전관통홀, 하판연통홈 및 하판관통홀을 순차적으로 통과하여 유체수용부에 수용될 수 있으며,
상기 승강부는,
유체완충부의 하부에 결합되며 내부에 유체가 수용될 수 있도록 공간이 형성되는 승강케이스; 상단이 승강케이스의 내부에 배치되며 상하로 승강 가능한 승강로드; 승강로드에 삽입되어 승강로드의 외측면과 승강케이스의 내측면 사이에 배치되며 상하로 이동 가능한 링 형태의 상하이동판; 승강로드의 측부에 돌출 형성되며 상하이동판을 기준으로 상부에 배치되는 상부스토퍼; 승강로드의 측부에 돌출 형성되며 상하이동판을 기준으로 하부에 배치되는 하부스토퍼; 상부스토퍼의 하면과 상하이동판의 상면 사이에 배치되는 상부탄성부; 하부스토퍼의 상면과 상하이동판의 하면 사이에 배치되는 하부탄성부; 승강로드의 내부를 관통하여 유체가 통과할 수 있도록 하는 로드관통홀; 및 승강케이스와 연결되어 승강케이스 내부의 유체에 압력을 가할 수 있는 유압펌프; 를 포함하고,
상기 로드관통홀은, 승강로드를 횡방향으로 관통하며 상부스토퍼의 하부에 배치되는 제1횡관통홀; 승강로드를 횡방향으로 관통하며 하부스토퍼의 상부에 배치되며 제1횡관통홀보다 상대적으로 하부에 배치되는 제2횡관통홀; 및 승강로드를 종방향으로 관통하며 제1횡관통홀와 제2횡관통홀 사이를 연결하는 종관통홀; 을 포함하며,
상기 회전부는,
승강부의 하부에 결합되며 내부에 구형 회전홀이 형성된 회전본체; 및 회전홀에 회전 가능하게 삽입될 수 있도록 내부가 비어있는 구 형태로 형성되는 회전삽입부; 를 포함하고,
상기 회전본체의 회전홀 상단에는 링 형태로 회전삽입홈이 함몰 형성되며, 회전삽입부의 상단에는 회전삽입홈에 삽입될 수 있도록 링 형태로 회전돌출부가 외측으로 돌출 연장되고, 회전삽입부의 측면에는 다수의 절개홈이 전후방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 UAV 촬영을 통한 지상기준점 기반 증강현실을 이용한 지하시설물 측량시스템.