KR102311106B1 - 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 내부 공동의 평가 및 위치 인식 시스템이 타격음을 발생시키는 타격 장비와, 타격음을 수집하는 마이크와, 실시간으로 음향 데이터를 전송하는 통신부와, 음향 데이터를 실시간 분석하여 콘크리트의 내부 공동을 찾아 건전도를 분석하고, 카메라로 타격장비의 위치를 영상으로 추적하는 스마트 글래스로 구성됨으로써, 타격 장비를 실시간으로 추적하여 내부 공동에 대한 위치를 기록하여 스마트 글래스로 대상위치에 직접 표시할 수 있음은 물론 스마트 글래스를 통해 지형지물과 공간 파악이 가능하여 내부 공동 위치를 즉각 가시화하여 보여줄 수 있고, 타격장비의 타격헤드에 인접하게 단일지향성 마이크를 설치하여 줌으로써, 주변 소음을 제거할 수 있으며, 타격장비의 타격헤드를 다각형 타격체의 형태로 제작 장착함으로써, 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 회전하면서 타격할 수 있고, 단일지향성 마이크에서 수집되는 타격음을 무선 또는 유선으로 스마트 글래스로 전송하고, 전송되는 타격음을 실시간으로 스마트 글래스에서 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 건전도를 분류하여 줌으로써, 콘크리트 구조물의 내부 공동을 탐지하여 구조물의 손상상태를 점검할 수 있으며, 스마트 글래스를 사용하여 콘크리트 내부 공동의 위치를 측정하고 손상상태를 점검하는 경우, 종래의 점검 망치를 사용하여 점검하는 방법보다 객관적이고 빠른 효과가 있다.

Description

실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법{An Evaluation and Localization System of The Concrete Soundness Based on Mixed Reality through Real-Time Strike Sound Analysis and It's Method}
본 발명은 콘크리트 내부 공동의 평가 및 위치 인식 시스템이 타격음을 발생시키는 타격 장비와, 타격음을 수집하는 마이크와, 실시간으로 음향 데이터를 전송하는 통신부와, 음향 데이터를 실시간 분석하여 콘크리트의 내부 공동을 찾아 건전도를 분석하고, 카메라로 타격장비의 위치를 영상으로 추적하는 스마트 글래스로 구성됨으로써, 타격 장비를 실시간으로 추적하여 내부 공동에 대한 위치를 기록하여 스마트 글래스로 대상위치에 직접 표시할 수 있음은 물론 스마트 글래스를 통해 지형지물과 공간 파악이 가능하여 내부 공동 위치를 즉각 가시화하여 보여줄 수 있고, 타격장비의 타격헤드에 인접하게 단일지향성 마이크를 설치하여 줌으로써, 주변 소음을 제거할 수 있으며, 타격장비의 타격헤드를 다각형 타격체의 형태로 제작 장착함으로써, 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 회전하면서 타격할 수 있고, 단일지향성 마이크에서 수집되는 타격음을 무선 또는 유선으로 스마트 글래스로 전송하고, 전송되는 타격음을 실시간으로 스마트 글래스에서 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 건전도를 분류하여 줌으로써, 콘크리트 구조물의 내부 공동을 탐지하여 구조물의 손상상태를 점검할 수 있으며, 스마트 글래스를 사용하여 콘크리트 내부 공동의 위치를 측정하고 손상상태를 점검하는 경우, 종래의 점검 망치를 사용하여 점검하는 방법보다 객관적이고 빠른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 콘크리트 내부 공동의 위치 측정시스템과 그 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트의 망상균열, 층 분리, 누수, 백태 등의 흔적이 발견될 경우, 점검용 망치를 두드려 나는 소리로 내부결함의 존재여부를 추정한다. 통상적으로 콘크리트 구조물의 건전한 부분을 타격할 경우 맑은소리가 나지만, 내부 결함이 있는 부분을 타격할 경우 건전부와 다르게 탁한 소리가 난다.
이러한 소리 현상을 활용하여 건설현장, 장비 운용현장, 시설물 특정 부재의 점검에서는 테스트의 편리성과 신뢰성을 동시에 얻을 수 있도록 통상 타음법이라 일컫는 해머 테스트(Hammer Test)를 수행함으로써, 구조물이나 특정부재를 정기적으로 점검하여 보다 안정되고 효율적인 구조물이나 특정부재의 점검 및 설비운영을 꾀하고 있다.
특히, 콘크리트의 손상 상태 및 내부 결함, 점검 망치의 형상에 따라 특정 진동이 강조되는 현상이 있다.
따라서, 콘크리트의 결함을 측정하기 위해서는 테스트의 편리성과 신뢰성을 동시에 얻을 수 있도록 각 상황에 맞는 다양한 형태의 점검 망치를 만들어 사용하고 있다.
이러한, 해머 테스트는 타격대상 부위에 해머를 이용하여 작업자가 임의의 힘으로 타격을 가하고, 이때 발생하는 타격음을 청취하여 콘크리트의 결함상태를 쉽게 예측할 수 있는 방법이다.
따라서, 상기한 해머 테스트는 구조물의 파손 및 결함상태를 점검하기 위해 관련 구조물을 일일이 분해하여 직접 시각적으로 판단하는 수고 없이도 내부 결함을 예측할 수 있기 때문에 구조물 안전 점검에 많이 사용되고 있다.
이와 같이 해머 테스트는 시험대상 부위를 타격하여 발생된 타격음에 따라 구조물이나 특정부재의 파손 및 결함상태를 용이하게 판단할 수 있는 경제성 있는 장비이다.
그러나 해머 테스트는 점검 현장의 소음으로 인해 타격음의 청취가 쉽지 않고, 점검자의 주관적인 판단이 개입되어 결과 분석에 오류를 포함할 수 있어, 판단결과에 대한 정확성이 모호해지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 해머 테스트는 구조물이나 특정부재에 근접하여야만 점검이 가능하므로 작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서 종래의 해머 테스트는 원거리 혹은 높은 장소의 구조물 등을 테스트하기 위해서는 별도의 장비가 요구되는 문제점이 있었다.
한편, 헬멧에 마이크를 장착하여 타격음을 청취하는 경우, 음향 수집시 마이크의 위치가 헬멧에 부착되어 있어서 정확한 데이터 취득에 어려움은 물론 관련 장비가 부피가 크고 무거워 휴대성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 상기의 경우에는 내부 공동 위치를 불빛으로만 알려주므로 정확한 위치정보를 기록하기 어려운 문제점도 있다.
그러므로 콘크리트 내부 공동의 평가 및 위치 인식 시스템이 타격음을 발생시키는 타격 장비와, 타격음을 수집하는 마이크와, 실시간으로 음향 데이터를 전송하는 통신부와, 음향 데이터를 실시간 분석하여 콘크리트의 내부 공동을 찾아 건전도를 분석하고, 카메라로 타격장비의 위치를 영상으로 추적하는 스마트 글래스로 구성되므로 타격 장비를 실시간으로 추적하여 내부 공동에 대한 위치를 기록하여 스마트 글래스로 대상위치에 직접 표시할 수 있음은 물론 스마트 글래스를 통해 지형지물과 공간 파악이 가능하여 내부 공동 위치를 즉각 가시화하여 보여줄 수 있고, 단일지향성 마이크에서 수집되는 타격음을 무선 또는 유선으로 스마트 글래스로 전송하고, 전송되는 타격음을 실시간으로 스마트 글래스에서 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 건전도를 분류하여 주므로 콘크리트 구조물의 내부 공동을 탐지하여 구조물의 손상상태를 점검할 수 있으며, 스마트 글래스를 사용하여 콘크리트 내부 공동의 위치를 측정하고 손상상태를 점검하는 경우, 종래의 점검 망치를 사용하여 점검하는 방법보다 객관적이고 빠른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
국내 실용신안 등록번호 20-0369203호, 다기능 망치. 국내 특허 등록번호 10-0687583호, 다기능 검사용 망치.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 콘크리트 내부 공동의 평가 및 위치 인식 시스템이 타격음을 발생시키는 타격 장비와, 타격음을 수집하는 마이크와, 실시간으로 음향 데이터를 전송하는 통신부와, 음향 데이터를 실시간 분석하여 콘크리트의 내부 공동을 찾아 건전도를 분석하고, 카메라로 타격장비의 위치를 영상으로 추적하는 스마트 글래스로 구성됨으로써, 타격 장비를 실시간으로 추적하여 내부 공동에 대한 위치를 기록하여 스마트 글래스로 대상위치에 직접 표시할 수 있음은 물론 스마트 글래스를 통해 지형지물과 공간 파악이 가능하여 내부 공동 위치를 즉각 가시화하여 보여줄 수 있는 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 타격장비의 타격헤드에 인접하게 단일지향성 마이크를 설치하여 줌으로써, 주변 소음을 제거할 수 있는 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 타격장비의 타격헤드를 다각형 타격체의 형태로 제작 장착함으로써, 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 회전하면서 타격할 수 있는 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단일지향성 마이크에서 수집되는 타격음을 무선 또는 유선으로 스마트 글래스로 전송하고, 전송되는 타격음을 실시간으로 스마트 글래스에서 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 건전도를 분류하여 줌으로써, 콘크리트 구조물의 내부 공동을 탐지하여 구조물의 손상상태를 점검할 수 있는 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 스마트 글래스를 사용하여 콘크리트 내부 공동의 위치를 측정하고 손상상태를 점검하는 경우, 종래의 점검 망치를 사용하여 점검하는 방법보다 객관적이고 빠른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템은 소정 길이로 이루어지는 막대 형상으로 되어 있는 타격대와; 상기 타격대의 일단에 결합되며, 어느 일측이 개구되도록 내부공간부를 형성하도록 포크 형상으로 형성되어 있고, 타격대에 의해 회전이 가능하도록 연결되며, 타격시 진동소음을 제거할 수 있도록 방진고무로 이루어지는 헤드부재와, 상기 헤드부재의 내부공간부에 회전 가능하게 설치되며, 개구의 외측으로 일측 부위가 돌출되어 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격할 수 있도록 하는 타격헤드와, 상기 타격헤드가 헤드부재의 내부공간부에서 회전할 수 있도록 상기 타격헤드의 중심부를 관통하도록 설치되어 상기 헤드부재의 포크 형상 부분에 양단이 고정되고, 타격헤드의 양단부에 위치되도록 플레인 베어링(부싱)이 설치되는 지지축부재를 포함하며, 진단하고자 하는 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격하여 타격음을 발생할 수 있도록 하는 타격음발생부재와; 상기 타격음발생부재의 타격헤드에 인접하게 설치되며, 타격음발생부재에 의해 발생되는 타격음의 수집하고, 주변 소음을 제거할 수 있는 단일지향성 마이크; 을 포함하는 타격장비와; 상기 타격장비의 마이크에서 수집되는 타격음을 실시간으로 유선 또는 무선 방식으로 스마트 글래스로 전송하는 통신부와; 상기 타격장비의 위치를 영상으로 추적하는 카메라와, 상기 통신부로부터 타격음인 음향 데이터를 전송받는 수신부와, 상기 수신부로부터의 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 4000 내지 5000 Hz의 주파수 범위에서 높은 피크 값이 나타나는지 여부에 따라 비건전 상태와 건전상태로 판단하여 분류하는 건전도상태분석부를 포함하며, 상기 통신부로부터 타격음인 음향 데이터를 전송받고, 상기 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 분석하여 콘크리트의 내부 공동을 찾아 건전도를 분석하며, 카메라로 타격장비의 위치를 영상으로 추적하여 구조물의 손상상태를 점검하는 스마트 글래스; 을 포함함을 특징으로 한다.
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상기 본 발명에 있어서, 상기 통신부에서, 타격음인 음향 데이터는 이더넷(Ethernet), 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus), IEEE 1394, 직렬통신(Serial communication) 및 병렬통신(Parallel communication)의 유선통신방식으로 하여 스마트 글래스로 전송하거나 또는 적외선 통신(Infrared Radiation), 블루투스(Bluetooth), 홈 RF(Radio Frequency) 및 무선 랜, 5G 통신의 무선통신방식으로 하여 스마트 글래스로 전송하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 방법은 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격장비의 타격음발생부재로 타격하여 타격음을 발생하게 하는 단계(a)와; 상기 타격음발생부재에 의해 발생된 타격음을 단일지향성 마이크로 취득하는 단계(b)와; 상기 마이크로부터 타격음인 음향 데이터를 통신부를 통해 스마트 글래스의 수신부에서 전송받고, 스마트 글래스 내의 카메라로 타격장비의 위치를 촬영하여 영상으로 추적하는 단계(c)와; 상기 카메라로 촬영한 영상으로부터 타격장비의 위치를 분석하는 단계(d)와; 상기 통신부로부터 타격음인 음향 데이터를 수신부에서 전송받고, 상기 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 음향 데이터가 4000 내지 5000 Hz의 주파수 범위에서 높은 피크 값을 나타나는지 또한 상기 4000 내지 5000 Hz의 주파수의 범위에 있으면 비건전 상태로 판단하여 분석하는 단계(e)와; 상기 분석한 음향 데이터에서 4000 내지 5000 Hz의 주파수 범위에서 높은 피크 값을 나타나는지 여부에 따라 비건전 상태와 건전상태로 건전도상태분석부에서 판단하여 건전도를 분류하는 단계(f)와; 상기 건전도를 분류한 후 스마트 글래스에서 건전 위치와 비건전 위치를 표시하는 단계(g)와; 상기 위치 표시 후 스마트 글래스에서 실시간으로 위치와 건전도를 확인하는 단계(h); 을 포함함을 특징으로 한다.
삭제
상술한 바와 같이, 본 발명인 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 콘크리트 내부 공동의 평가 및 위치 인식 시스템이 타격음을 발생시키는 타격 장비와, 타격음을 수집하는 마이크와, 실시간으로 음향 데이터를 전송하는 통신부와, 음향 데이터를 실시간 분석하여 콘크리트의 내부 공동을 찾아 건전도를 분석하고, 카메라로 타격장비의 위치를 영상으로 추적하는 스마트 글래스로 구성됨으로써, 타격 장비를 실시간으로 추적하여 내부 공동에 대한 위치를 기록하여 스마트 글래스로 대상위치에 직접 표시할 수 있음은 물론 스마트 글래스를 통해 지형지물과 공간 파악이 가능하여 내부 공동 위치를 즉각 가시화하여 보여줄 수 있다.
둘째, 본 발명은 타격장비의 타격헤드에 인접하게 단일지향성 마이크를 설치하여 줌으로써, 주변 소음을 제거할 수 있다.
셋째, 본 발명은 타격장비의 타격헤드를 다각형 타격체의 형태로 제작 장착함으로써, 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 회전하면서 타격할 수 있다.
넷째, 본 발명은 단일지향성 마이크에서 수집되는 타격음을 무선 또는 유선으로 스마트 글래스로 전송하고, 전송되는 타격음을 실시간으로 스마트 글래스에서 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 건전도를 분류하여 줌으로써, 콘크리트 구조물의 내부 공동을 탐지하여 구조물의 손상상태를 점검할 수 있다.
다섯째, 본 발명은 스마트 글래스를 사용하여 콘크리트 내부 공동의 위치를 측정하고 손상상태를 점검하는 경우, 종래의 점검 망치를 사용하여 점검하는 방법보다 객관적이고 빠르다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템의 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템의 구성 중 타격장비를 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 타격장비에서 타격헤드, 헤드부재, 타격대의 일부, 마이크를 확대하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 하는 흐름을 설명하기 위해 나타낸 도면.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템의 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템의 구성 중 타격장비를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 타격장비에서 타격헤드, 헤드부재, 타격대의 일부, 마이크를 확대하여 나타낸 도면이다.
본 발명인 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템은 타격장비(100), 타격대(110), 타격음발생부재(120), 헤드부재(121), 타격헤드(122), 지지축부재(123), 플레인 베어링(부싱)(124), 마이크(130), 통신부(200), 스마트 글래스(300), 카메라(310), 수신부(320), 건전도상태분석부(330) 등으로 구성된다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명인 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템은 소정 길이로 이루어지는 막대 형상으로 되어 있는 타격대(110)와, 상기 타격대(110)의 일단에 설치되며, 진단하고자 하는 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격하여 타격음을 발생할 수 있도록 하는 타격음발생부재(120)와, 상기 타격음발생부재(120)의 타격헤드(122)에 인접하게 설치되며, 타격음발생부재(120)에 의해 발생되는 타격음의 수집하고, 주변 소음을 제거할 수 있는 단일지향성 마이크(130)를 포함하는 타격장비(100)와; 상기 타격장비(10)의 마이크(130)에서 수집되는 타격음을 실시간으로 유선 또는 무선 방식으로 스마트 글래스(300)로 전송하는 통신부(200)와; 상기 통신부(200)로부터 타격음인 음향 데이터를 전송받고, 상기 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 분석하여 콘크리트의 내부 공동을 찾아 건전도를 분석하며, 카메라(310)로 타격장비(100)의 위치를 영상으로 추적하여 구조물의 손상상태를 점검하는 스마트 글래스(300); 을 구비한다.
상기 본 발명인 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템을 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
상기 타격장비(100)는 소정 길이로 이루어지는 막대 형상으로 되어 있는 타격대(110)와, 상기 타격대(110)의 일단에 설치되며, 진단하고자 하는 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격하여 타격음을 발생할 수 있도록 하는 타격음발생부재(120)와, 상기 타격음발생부재(120)의 타격헤드(122)에 인접하게 설치되며, 타격음발생부재(120)에 의해 발생되는 타격음의 수집하고, 주변 소음을 제거할 수 있는 단일지향성 마이크(140)를 포함하는 것이다.
여기서, 상기 타격음발생부재(120)는 상기 타격대의 일단에 결합되며, 어느 일측이 개구되도록 내부공간부를 형성하도록 포크 형상으로 형성되어 있는 헤드부재(121)와; 상기 헤드부재(121)의 내부공간부에 회전 가능하게 설치되며, 개구의 외측으로 일측 부위가 돌출되어 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격할 수 있도록 하는 타격헤드(122)와; 상기 타격헤드(122)가 헤드부재(121)의 내부공간부에서 회전할 수 있도록 상기 타격헤드(122)의 중심부를 관통하도록 설치되어 상기 헤드부재(121)의 포크 형상 부분에 양단이 고정되는 지지축부재(123); 을 포함하는 것이다.
또한, 상기 헤드부재(121)는 타격대(110)와 결합되며, 타격대(110)에 의해 회전이 가능하도록 연결되는 것이고, 상기 지지축부재(123)에는 타격헤드(122)의 양단부에 위치되도록 플레인 베어링(부싱)(124)이 설치되는 것이다.
또한, 상기 헤드부재(121)에는 타격시 진동소음을 제거할 수 있도록 방진고무로 이루어지는 것이다.
상기 통신부(200)는 상기 타격장비(10)의 마이크(14)에서 수집되는 타격음을 실시간으로 유선 또는 무선 방식으로 스마트 글래스(30)로 전송하는 것이다.
여기서, 상기 통신부(200)에서, 타격음인 음향 데이터는 이더넷(Ethernet), 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus), IEEE 1394, 직렬통신(Serial communication) 및 병렬통신(Parallel communication)의 유선통신방식으로 하여 스마트 글래스(300)로 전송하거나 또는 적외선 통신(Infrared Radiation), 블루투스(Bluetooth), 홈 RF(Radio Frequency) 및 무선 랜, 5G 통신의 무선통신방식으로 하여 스마트 글래스(300)로 전송하는 것이다.
상기 스마트 글래스(300)는 상기 통신부(200)로부터 타격음인 음향 데이터를 전송받고, 상기 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 분석하여 콘크리트의 내부 공동을 찾아 건전도를 분석하며, 카메라(310)로 타격장비(100)의 위치를 영상으로 추적하여 구조물의 손상상태를 점검하는 것이다.
여기서, 상기 스마트 글래스(300)는 상기 타격장비(100)의 위치를 영상으로 추적하는 카메라(310)와; 상기 통신부(200)로부터 타격음인 음향 데이터를 전송받는 수신부(320)와; 상기 수신부(320)로부터의 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 소정의 주파수 범위에서 높은 피크 값이 나타나는지 여부에 따라 비건전 상태와 건전상태로 판단하여 분류하는 건전도상태분석부(330); 을 포함하는 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식하는 흐름을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명인 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 방법은 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격장비(100)의 타격음발생부재(120)로 타격하여 타격음을 발생하게 하는 단계(a)와; 상기 타격음발생부재(120)에 의해 발생된 타격음을 단일지향성 마이크(130)로 취득하는 단계(b)와; 상기 마이크(130)로부터 타격음인 음향 데이터를 통신부(200)를 통해 스마트 글래스(300)의 수신부(320)에서 전송받고, 스마트 글래스(300) 내의 카메라(310)로 타격장비(100)의 위치를 촬영하여 영상으로 추적하는 단계(c)와; 상기 카메라(310)로 촬영한 영상으로부터 타격장비(100)의 위치를 분석하는 단계(d)와; 상기 통신부(200)로부터 타격음인 음향 데이터를 수신부에서 전송받고, 상기 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 음향 데이터가 소정의 주파수 범위에서 높은 피크 값을 나타나는지 분석하는 단계(e)와; 상기 분석한 음향 데이터에서 소정의 주파수 범위에서 높은 피크 값을 나타나는지 여부에 따라 비건전 상태와 건전상태로 건전도상태분석부(330)에서 판단하여 건전도를 분류하는 단계(f)와; 상기 건전도를 분류한 후 스마트 글래스(300)에서 건전 위치와 비건전 위치를 표시하는 단계(g)와; 상기 위치 표시 후 스마트 글래스(300)에서 실시간으로 위치와 건전도를 확인하는 단계(h); 을 구비한다.
상기 본 발명인 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 방법을 구성하는 각 기술적 단계들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
첫째로는, 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격장비로 타격하여 타격하는 단계(a)로서, 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격장비(100)의 타격음발생부재(120)로 타격하여 타격음을 발생하게 하는 것이다.
둘째로는, 타격음을 마이크로 취득하는 단계(b)로서, 상기 타격음발생부재(120)에 의해 발생된 타격음을 단일지향성 마이크(130)로 취득하는 것이다.
셋째로는, 스마트 글래스 내의 카메라로 타격장비의 위치를 촬영하여 영상을 추적하는 단계(c)로서, 상기 마이크(130)로부터 타격음인 음향 데이터를 통신부(200)를 통해 스마트 글래스(300)의 수신부(320)에서 전송받고, 스마트 글래스(300) 내의 카메라(310)로 타격장비(100)의 위치를 촬영하여 영상으로 추적하는 것이다.
넷째로는, 타격장비의 위치를 분석하는 단계(d)로서, 상기 카메라(310)로 촬영한 영상으로부터 타격장비(100)의 위치를 분석하는 것이다.
다섯째로는, 음향 데이터를 분석하는 단계(e)로서, 상기 통신부(200)로부터 타격음인 음향 데이터를 수신부에서 전송받고, 상기 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 음향 데이터가 소정의 주파수 범위에서 높은 피크 값을 나타나는지 분석하는 것이다.
여기서, 상기 단계(e)에서, 높은 피크 값을 나타내는 소정의 주파수 범위는 4000 내지 5000 Hz인 것이다. 상기 주파수의 범위에 있으면 비건전 상태로 판단하는 것이다.
여섯째로는, 건전도를 분류하는 단계(f)로서, 상기 분석한 음향 데이터에서 소정의 주파수 범위에서 높은 피크 값을 나타나는지 여부에 따라 비건전 상태와 건전상태로 건전도상태분석부(330)에서 판단하여 건전도를 분류하는 것이다.
일곱째로는, 건전 위치와 비건전 위치를 표시하는 단계(g)로서, 상기 건전도를 분류한 후 스마트 글래스(300)에서 건전 위치와 비건전 위치를 표시하는 것이다.
여덟째로는, 스마트 글래스에서 실시간으로 위치와 건전도를 확인하는 단계(h)로서, 상기 위치 표시 후 스마트 글래스(300)에서 실시간으로 위치와 건전도를 확인하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템과 그 방법은 콘크리트 구조물 검사, 교량, 터널, 콘크리트 건전도 평가가 필요한 곳에 적용이 가능하므로 건설, 토목 분야에 폭 넓게 적용할 수 있는 것이다.
100 : 타격장비 110 : 타격대
120 : 타격음발생부재 121 : 헤드부재
122 : 타격헤드 123 : 지지축부재
124 : 플레인 베어링(부싱) 130 : 마이크
200 : 통신부 300 : 스마트 글래스
310 : 카메라 320 : 수신부
330 : 건전도상태분석부

Claims (8)

  1. 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템에 있어서,
    소정 길이로 이루어지는 막대 형상으로 되어 있는 타격대와; 상기 타격대의 일단에 결합되며, 어느 일측이 개구되도록 내부공간부를 형성하도록 포크 형상으로 형성되어 있고, 타격대에 의해 회전이 가능하도록 연결되며, 타격시 진동소음을 제거할 수 있도록 방진고무로 이루어지는 헤드부재와, 상기 헤드부재의 내부공간부에 회전 가능하게 설치되며, 개구의 외측으로 일측 부위가 돌출되어 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격할 수 있도록 하는 타격헤드와, 상기 타격헤드가 헤드부재의 내부공간부에서 회전할 수 있도록 상기 타격헤드의 중심부를 관통하도록 설치되어 상기 헤드부재의 포크 형상 부분에 양단이 고정되고, 타격헤드의 양단부에 위치되도록 플레인 베어링(부싱)이 설치되는 지지축부재를 포함하며, 진단하고자 하는 콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격하여 타격음을 발생할 수 있도록 하는 타격음발생부재와; 상기 타격음발생부재의 타격헤드에 인접하게 설치되며, 타격음발생부재에 의해 발생되는 타격음의 수집하고, 주변 소음을 제거할 수 있는 단일지향성 마이크; 을 포함하는 타격장비와;
    상기 타격장비의 마이크에서 수집되는 타격음을 실시간으로 유선 또는 무선 방식으로 스마트 글래스로 전송하는 통신부와;
    상기 타격장비의 위치를 영상으로 추적하는 카메라와, 상기 통신부로부터 타격음인 음향 데이터를 전송받는 수신부와, 상기 수신부로부터의 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 4000 내지 5000 Hz의 주파수 범위에서 높은 피크 값이 나타나는지 여부에 따라 비건전 상태와 건전상태로 판단하여 분류하는 건전도상태분석부를 포함하며, 상기 통신부로부터 타격음인 음향 데이터를 전송받고, 상기 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 분석하여 콘크리트의 내부 공동을 찾아 건전도를 분석하며, 카메라로 타격장비의 위치를 영상으로 추적하여 구조물의 손상상태를 점검하는 스마트 글래스; 을 포함함을 특징으로 하는 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 통신부에서, 타격음인 음향 데이터는 이더넷(Ethernet), 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus), IEEE 1394, 직렬통신(Serial communication) 및 병렬통신(Parallel communication)의 유선통신방식으로 하여 스마트 글래스로 전송하거나 또는 적외선 통신(Infrared Radiation), 블루투스(Bluetooth), 홈 RF(Radio Frequency) 및 무선 랜, 5G 통신의 무선통신방식으로 하여 스마트 글래스로 전송하는 것을 포함함을 특징으로 하는 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 시스템.
  7. 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 방법에 있어서,
    콘크리트 구조물 또는 특정부재의 표면을 타격장비의 타격음발생부재로 타격하여 타격음을 발생하게 하는 단계(a)와;
    상기 타격음발생부재에 의해 발생된 타격음을 단일지향성 마이크로 취득하는 단계(b)와;
    상기 마이크로부터 타격음인 음향 데이터를 통신부를 통해 스마트 글래스의 수신부에서 전송받고, 스마트 글래스 내의 카메라로 타격장비의 위치를 촬영하여 영상으로 추적하는 단계(c)와;
    상기 카메라로 촬영한 영상으로부터 타격장비의 위치를 분석하는 단계(d)와;
    상기 통신부로부터 타격음인 음향 데이터를 수신부에서 전송받고, 상기 음향 데이터를 실시간 FFT(fast fourier transform) 분석을 수행하여 음향 데이터가 4000 내지 5000 Hz의 주파수 범위에서 높은 피크 값을 나타나는지 또한 상기 4000 내지 5000 Hz의 주파수의 범위에 있으면 비건전 상태로 판단하여 분석하는 단계(e)와;
    상기 분석한 음향 데이터에서 4000 내지 5000 Hz의 주파수 범위에서 높은 피크 값을 나타나는지 여부에 따라 비건전 상태와 건전상태로 건전도상태분석부에서 판단하여 건전도를 분류하는 단계(f)와;
    상기 건전도를 분류한 후 스마트 글래스에서 건전 위치와 비건전 위치를 표시하는 단계(g)와;
    상기 위치 표시 후 스마트 글래스에서 실시간으로 위치와 건전도를 확인하는 단계(h); 을 포함함을 특징으로 하는 실시간 타격음 분석을 통한 혼합현실 기반 콘크리트 내부 공동 평가 및 위치 인식 방법.
  8. 삭제
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