KR102326668B1 - 파일 박기 머신 - Google Patents

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보우데빈 캐스퍼 융
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아이에이취시 홀랜드 아이이 비.브이.
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Abstract

파일을 설치하는 동안 파일의 파라미터를 결정하는데 적합한 파일 측정 시스템이 개시되어 있다. 상기 파일 측정 시스템은 적어도 하나의 위치결정 센서와 파라미터 계산기를 포함하고 있다. 상기 적어도 하나의 위치결정 센서의 각각은 슬리브 상의 한 위치에 부착되거나 부착가능하며 슬리브 상의 각각의 위치의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있다. 상기 파라미터 계산기는 상기 적어도 하나의 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표로부터 파일의 파라미터를 결정하는데 적합하다.

Description

파일 박기 머신{PILE DRIVING MACHINE}
본 발명은 대체로 파일 박기 분야에 관한 것이다. 반드시 그런 것은 아니지만, 특히, 본 발명은 파일의 파라미터를 결정하거나 측정하는 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품 및/또는 파일을 박는 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
파일 박기는 파일(또는 대체로 기초 요소라고 칭함)을 지면 내부에 설치하는데 이용된다. 상기 파일은 대체로 풍력 터빈과 같은 구조물에 대해 구조적인 지지를 제공하고, 이러한 구조물은 나중에 지면에 설치된 파일의 꼭대기에 배치된다. 파일을 설치하는 동안, 측량기사는, 상기 파일이 지면 속에 제대로 설치되도록, 예를 들면, 상기 파일이 충분히 수직으로 되게 보장하기 위해서 상기 파일의 설치를 조정하기 위해 상기 파일의 파라미터를 직접 계산한다. 예를 들어, 측량기사는 상기 파일이 가능한한 수직으로 되도록 보장하기 위해서 설치하는 동안 파일의 경사를 결정할 수 있다. 파일의 파라미터를 측정하기 위해서 다양한 시스템이 사용되었다.
EP 1270824는 개별 판자로 된 수중 벽을 만드는 장치를 개시하고 있는데, 상기 판자는 리더(leader)에 설치된 위성 부분(satellite portion)과 판자 안내 장치의 머리부(head)에 대해 가이드 레일 바닥부(guide rail foot)의 위치를 결정하는 경사계 체인(inclinometer chain)에 의해 안내된다.
JP3676277 B2는, 도 1에서, 해상에서 파일 박기용 선박에 설치된 두 개의 이동식 실시간 동적 전지구 위치파악 시스템(Real-Time Kinematic Global Positioning System:RTK-GPS) 유닛의 사용을 개시하고 있다. 또한, 상기 선박에는 거울, 리더(leader), 그리고 상기 파일을 위치시키는 해머가 설치되어 있다.
빌자마(Viljamaa) 등에 의해 2010년에 발표된 논문 "파일 박기를 제어하는데 있어서 3D 설계 데이터의 활용(UTILIZATION OF A 3D DESIGN DATA IN CONTROLLING PILE DRIVING" 는 파일 박기 기계의 액추에이터의 위치와 프레임의 방향을 측정하기 위해 파일 박기 기계에 설치된 센서와 두 개의 RTK-GPS 수신기를 포함하는 안내 시스템을 개시하고 있다.
WO 2012/134279는 파일을 박는 동안 파일의 수직성을 제어하는 측정 시스템을 개시하고 있다. 상기 측정 시스템은 파일 박기 시스템의 슬리브 상에서 수직성을 측정하는 적어도 하나의 측정 장치를 구비한 측정 프레임(measuring frame)을 포함하고 있다.
본 발명은 파일을 설치하는 동안 파일의 파라미터를 결정하는데 적합한 파일 측정 시스템에 관한 것이다. 상기 파일은 파일 드라이버에 의해 지면 속으로 박힐 수 있다. 상기 파일 드라이버는 해머와 슬리브(sleeve)를 포함하고 있고, 상기 해머와 상기 슬리브는 파일이 지면 속으로 설치될 때 파일의 꼭대기에 배치되어 있다.
상기 파일 측정 시스템은 적어도 하나의 위치결정 센서를 포함하고 있고, 바람직하게는 상기 적어도 하나의 위치결정 센서의 각각은 슬리브 상의 한 위치에 부착되거나 부착가능하고 슬리브 상의 각각의 위치의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 알려진 시스템보다 상기 파일 측정 시스템, 다시 말해서, 상기 적어도 하나의 위치결정 센서에 의해서 측정된 측정값이 더 정확한데, 그 이유는 상기 파일 측정 시스템이 파일의 꼭대기에, 다시 말해서, 구조물을 파일의 꼭대기에 제대로 그리고 정확하게 배치시키는데 있어서 가장 중요한 부분에 가능한 한 가까이 설치되어 있기 때문이다.
상기 파일 측정 시스템은 적어도 하나의 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표로부터 파일의 파라미터를 결정하는 파라미터 계산기를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 파일의 파라미터가 파일을 설치하는 동안 파일을 조정하도록 구성된 제어 시스템에 기록 및/또는 전달될 수 있다. 게다가, 적어도 하나의 위치결정 센서와 파라미터 계산기의 결합은, 파일을 설치하는 동안 측정이 수동으로 이루어지거나 파라미터가 수동으로 계산됨으로써 유발되는 지연을 줄일 뿐만 아니라 파일을 측정하는데 통상적으로 소요되는 노동 시간을 줄임으로써 파일을 측정하는 효율적인 시스템을 제공한다. 사람인 측량기사에 대한 의존 필요성을 줄이는 것에 의해서 보다 많은 측정을 할 수 있고, 이는 파일을 설치하는 동안 파일의 파라미터를 측정하는데 있어서 보다 정밀한 측정값을 제공한다.
한 실시형태에 따르면, 상기 파라미터 계산기에 의해 결정된 파라미터는 상기 파일의 위치 정보, 방향 정보, 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 포함하고 있다. 상기 파일 측정 시스템은 유리하게도 알려진 시스템보다 파일의 파라미터를 더 많이 결정할 수 있다.
한 실시형태에 따르면, 상기 파라미터 계산기는 상기 파라미터를 파일 박기 제어 시스템으로 제공하도록 구성되어 있고, 상기 파일 박기 제어 시스템은 상기 파라미터로부터 그리퍼를 이동시키는 액추에이터 파라미터를 결정하도록 구성되어 있다. 상기 그리퍼는 상기 파일을 위치시키도록 구성되어 있다. 액추에이터 파라미터 및/또는 그리퍼에 대한 명령에 기초하여, 상기 그리퍼는 파일을 설치하는 동안 파일의 위치를 조정하도록 구성되어 있다. 유리하게도, 상기 파일 박기 제어 시스템은 자동식(또는 적어도 반자동식) 파일 박기를 가능하게 한다. 상기 그리퍼에 의해 행해진 조정에 의해, 파일의 원하는 파라미터가 파일의 제대로 된 설치를 충족시킬 수 있도록 파일이 이동된다. 예를 들어, 파라미터 계산기에 의해 결정된 위치 정보에 기초하여, 상기 파일 박기 제어 시스템은 특정량의 힘으로 파일을 원하는 위치쪽으로 이동시키도록 그리퍼에 명령하는 액추에이터 파라미터를 결정할 수 있다. 방향 정보(지향 방향(heading))와 경사 정보(수직성)도 파일의 원하는 방향 또는 원하는 경사에 도달하도록 액추에이터 파라미터를 결정하기 위해 사용될 수 있는 파라미터 계산기에 의해 결정된 파라미터이다.
한 실시형태에 따르면, 상기 파라미터 계산기는 상기 파라미터를 파일 박기 제어 시스템으로 제공하도록 구성되어 있다. 상기 파일 박기 제어 시스템은 해머(104, 204)의 에너지를 제어하는 해머 파라미터를 결정하도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 상기 파일 박기 제어 시스템은 파일의 깊이에 기초하여 파일에 가해지는 해머의 타격 에너지를 제어하는 것에 의해 파일이 지면 속으로 박히는 비율을 제어하도록 구성되어 있다. 파일이 지면 속으로 더 깊게 박히도록 해머로 파일을 치는 타격 에너지는 파일이 지면 속으로 점점 더 깊이 박히는 비율에 기초하여 조정될 수 있다. 파일에 가해진 타격수(예를 들면, 특정 거리 또는 깊이의 변화에 대해 파일을 지면 속으로 박아넣는 타격수)와 관련하여 파일이 지면 속으로 박히는 비율은 파일의 완전성(integrity)을 보장하는 중요한 요인이다.
한 실시형태에 따르면, 상기 적어도 하나의 위치결정 센서는 상기 슬리브의 상부 표면에 부착되거나 부착가능하다. 다른 실시형태에 따르면, 각각의 위치결정 센서는 파일의 최상부 부분(다시 말해서, 파일을 설치하는 동안 파일에서 지면으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 부분)에 상당히 근접한 위치의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 위치결정 센서는 파일의 꼭대기에 구조물을 설치하기 위해 가장 중요한 위치인 파일의 꼭대기(최상부 부분)에서 파일의 파라미터를 보다 직접적으로 측정할 수 있다. 한 실시례에서, 파일의 상부 림과 위치결정 센서 사이의 거리는 5미터 미만, 바람직하게는 2미터 미만, 더욱 바람직하게는 1미터 미만이다.
한 실시형태에 따르면, 각각의 위치결정 센서는 적어도 세 개의 상이한 위성 신호를 수신하도록 구성된 전지구 위치파악 시스템 안테나(global positioning system antenna)이다. 상기 위치 좌표는 상기 적어도 세 개의 상이한 위성 신호로부터 결정될 수 있다. 상기 위치 좌표는 경도 정보 및 위도 정보, 그리고 바람직하게는 높이 정보를 포함하고 있다. 상기 위치 좌표는 파일 파라미터가 계산될 수 있는 파일의 기본적인 측정값을 제공한다. 위치결정 센서가 슬리브 상에(그리고 파일 자체와 관련하여) 배치되어 있는 것에 기초하여, 파라미터 계산기는, 예를 들면, 하나 이상의 기하학 공식을 이용하여 파일의 다양한 파라미터를 결정하도록 구성되어 있다.
한 실시형태에 따르면, 상기 적어도 하나의 위치결정 센서가 두 개의 위치결정 센서를 포함하고 있고, 상기 파라미터 계산기에 의해 결정될 수 있는 파라미터는 파일의 위치 정보, 방향 정보, 제1 방향에서의 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 포함하고 있다.
한 실시형태에 따르면, 상기 적어도 하나의 위치결정 센서가 세 개 이상의 위치결정 센서를 포함하고 있고, 상기 파라미터 계산기에 의해 결정될 수 있는 파라미터는 파일의 위치 정보, 방향 정보, 제1 방향에서의 경사 정보, 제2 방향에서의 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 포함하고 있다.
한 실시형태에 따르면, 상기 파일 측정 시스템이 파일의 설치 후에 상기 파일에 부착가능하거나 부착된 위치결정 비콘을 더 포함하고 있다. 상기 위치결정 비콘은 위성 신호로부터 설치된 파일의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있다. 상기 시스템은, 다른 파일을 설치하는 동안, 위성 신호로부터 측정된 설치된 파일 상의 위치결정 비콘의 위치 좌표와 설치된 파일에 있는 위치결정 비콘의 알려진 위치 좌표 사이의 차이를 파라미터 계산기로 제공하도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 상기 위치결정 비콘이 다른 파일 상의, 특히, 연안 위치(offshore location)와 같이, 위치 파라미터가 정확하게 알려져 있지 않은 위치의, 적어도 하나의 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표의 정확성을 증가시킨다.
파일의 파라미터를 결정하는 방법이 또한 개시되어 있다. 파일의 적절한 파라미터의 예는, 예를 들면, 파일의 위치 정보, 방향 정보, 경사 정보, 그리고 깊이 정보이다. 상기 방법은 파일을 설치하는 동안, 예를 들면, 상기한 파일 측정 시스템에 사용하기에 적합하다. 상기 파일은 파일 드라이버에 의해 지면 속으로 박힐 수 있다. 상기 파일 드라이버는 해머와 슬리브를 포함하고 있고, 상기 해머와 상기 슬리브는 파일의 꼭대기에 배치되어 있다.
상기 방법은, 상기 슬리브 상의 각각의 위치에 부착가능한 적어도 하나의 위치결정 센서를 제공하는 단계를 포함하고 있다. 또한, 상기 방법은, 상기 적어도 하나의 위치결정 센서에 의해, 상기 슬리브 상의 각각의 위치의 위치 좌표를 측정하는 단계를 포함하고 있다. 상기 방법은 상기 적어도 하나의 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표로부터 파일의 파라미터를 파라미터 계산기에 의해 결정하는 단계를 더 포함하고 있다.
한 실시형태에 따르면, 상기 방법은, 상기 파라미터 계산기에 의해, 상기 파라미터를 파일 박기 제어 시스템으로 제공하는 단계를 더 포함하고 있다. 상기 파일 박기 제어 시스템은 그리퍼를 이동시키는 액추에이터 파라미터를 결정하도록 구성된 그리퍼 파라미터 계산기를 포함할 수 있다. 상기 그리퍼는 파일을 위치시키도록 구성되어 있다. 상기 그리퍼 파라미터 계산기 대신에 또는 상기 그리퍼 파라미터 계산기에 부가하여, 상기 파일 박기 제어 시스템이 해머의 에너지를 제어하는 해머 파라미터를 결정하도록 구성된 해머 파라미터 계산기를 포함할 수 있다.
한 실시형태에 따르면, 상기 방법은 파일의 설치 후에 상기 파일에 부착가능한 위치결정 비콘을 제공하는 단계를 더 포함하고 있다. 상기 위치결정 비콘은 위성 신호로부터 상기 파일의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있다. 또한, 상기 방법은 다른 파일을 설치하는 동안, 상기 파라미터 계산기에서, 위성 신호로부터 측정된 파일의 위치 좌표와 상기 파일에 있는 위치결정 비콘의 알려진 위치 좌표 사이의 차이를 수신하는 단계를 포함하고 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터-판독가능 비일시적 저장 매체에서 실행되는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 컴퓨터에서 작동될 때, 본 명세서에 기술된 방법들 중의 임의의 방법에 따라 상기 방법의 단계를 실행시키도록 구성된 소프트웨어 코드부(software code portion)를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 바람직하게는 파라미터 계산기, 파일 박기 제어 시스템, 그리퍼 파라미터 계산기, 해머 파라미터 계산기, 위치 계산기, 방향 계산기, 경사 계산기, 깊이 계산기, 보고서 생성기 등 중의 임의의 것에서 적어도 부분적으로 실행된다.
본 발명에 따른 여러 실시례를 개략적으로 나타내고 있는, 첨부된 도면과 관련하여 본 발명을 더 설명할 것이다. 이하에서는, 상기한 문제점을 완화시키는 것을 목표로 하는 본 발명의 여려 실시례를 보다 상세하게 설명할 것이다.
본 발명의 여러 실시형태는 도면에 도시된 예시적인 실시례를 참고하여 보다 상세하게 설명할 것이다.
도 1은 종래의 파일 박기 시스템을 나타내고 있고;
도 2는, 본 발명의 한 실시례에 따른, 파일의 파라미터를 결정하는 예시적인 파일 측정 시스템 및 파일을 박는 파일 박기 시스템을 나타내고 있고;
도 3A 내지 도 3D는, 본 발명의 몇 가지 실시례에 따른, 위치결정 센서에 대한 다양한 예시적인 구성을 나타내고 있고;
도 4는, 본 발명의 한 실시례에 따른, 향상된 측정을 위해 상기 파일과 결합하는 위치결정 센서용 예시적인 장착 기구를 나타내고 있고;
도 5는, 본 발명의 한 실시례에 따른, 예시적인 파일 측정 시스템 및 예시적인 파일 박기 제어 시스템을 나타내고 있고;
도 6은, 본 발명의 한 실시례에 따른, 파일을 측정하고 파일 박기를 제어하는 컴퓨터 시스템을 나타내고 있고;
도 7A 내지 도 7B는, 본 발명의 한 실시례에 따른, 복수의 파일을 설치하는 동안 파일의 파라미터를 측정하는 방법을 나타내고 있다.
도 1은 종래의 파일 박기 시스템을 나타내고 있다. 실례로서, 종래의 파일 박기 시스템은 파일(102), 예를 들면, 단일 파일(monopile)을, 지면(예를 들면, 해저)에 박는데 적합하다. 파일은 직경이 1 미터 내지 10 미터의 범위에 이를 수 있고, 대체로 복수의 용접 부분을 포함하고 있는데, 상기 파일이 수직 위치에 있을 때 한 부분이 다른 부분의 꼭대기에 겹쳐 쌓여서 용접되어 있다. 본 명세서에서, 파일의 꼭대기는 파일의 최상부 부분을 지칭한다.
통상적으로, 파일은 설치를 위해 의도한/원하는 위치로부터 1 미터 내의 위치에서 수직으로부터 0.5도 내에 배치되어야 한다. 몇몇 경우에서는, 파일이 케이블 진입을 위한 특정 방위 또는 방향에 배치될 것이 요구된다. 파일의 꼭대기에 구조물, 예를 들면, 풍력 터빈을 지지하기 위해 파일이 바다에 설치될 수 있다. 따라서, 파일 설치의 정확성은 주로 파일, 특히 파일의 꼭대기 부분이 허용가능한 범위 내에 설치되어 있는지 아닌지에 좌우된다. 위치 정보 및 수직성과 같은, 파일의 파라미터는 한 용접 부분과 다른 용접 부분에서 상당히 다를 수 있다. 게다가, 파일의 꼭대기에 구조물을 설치하는 것의 정확성은, 종종 수직으로부터 0.05도 내에 배치되도록 요구되는, 연결 요소(transition piece), 다시 말해서, 상기 구조물을 파일과 연결시키는 파일의 꼭대기에 있는 요소의 파라미터에 주로 좌우된다. 파일이 복수의 용접 부분을 포함하고 있기 때문에, 파일의 꼭대기 부분이 아닌 다른 부분에서의 파일의 측정값은 파일의 꼭대기에서의 파일의 측정값만큼 정확하지 않다.
본 명세서에서, 파일을 위치결정하는 것은 파일의 특정 파라미터를 결정하고 결정된 파라미터에 기초하여 특정 요건에 따라 파일을 배치시키기 위해서 파일 박기 시스템을 조정하는 것을 의미한다. 파일의 파라미터는 위치 정보, 방향 정보(orientation information), 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 파일 박기 시스템은 파일 드라이버를 포함하고 있다. 상기 파일 드라이버는 해머(104)(예시의 목적으로 해머의 일부분만 도시되어 있음)와 슬리브(106)를 포함하고 있다. 상기 파일 박기 시스템은 파일을 이동시키는(예를 들면, 안내하는 및/또는 조정하는) 그리퍼(108)를 더 포함하고 있다. 파일을 설치하는 동안, 상기 파일의 파라미터는 타격할 때마다 바뀐다. 따라서, 예를 들면, 선박에 있는 파일 박기 시스템의 오퍼레이터(110)는, 파일을 설치하는 동안, 예를 들면, 측량기사로부터 상이한 시간에서의 이러한 파라미터들을, 예를 들면, 수동으로 수집한 다음, 상기 파일 박기 시스템을 어떻게 조정할지를 결정한다. 상기 오퍼레이터는 그리퍼(gripper)를 이용하여 파일을 설치하는 동안 파일의 위치결정을 조정할 수 있다.
파일의 깊이 정보를 측량기사에게 보여주기 위해 마크(112)가 파일에 표시될 수 있다. 몇몇 경우에서는, 예를 들면, 측량기사가, 예를 들면, 파일의 개구(116)가 케이블 진입을 위한 특정 방향쪽으로 향하고 있는지 여부를 결정할 수 있도록, 파일의 방향 정보를 측량기사에게 보여주도록 기준점을 표시하기 위해서 마크(114)가 파일에 표시될 수 있다. 측량기사는 경사 정보를 결정하기 위해 슬리브상에서 작업하거나 선박에 설치된 거울을 이용할 수 있다. 파일의 위치 정보는 선박의 위치와 상기 파일과의 선박의 상대 위치에 기초하여 계산될 수 있다. 본 발명은 도 1과 관련하여 설명한 종래의 수단을 개선하는 방법과 시스템을 개시한다.
도 2는, 본 발명의 한 실시례에 따른, 파일의 파라미터를 결정하는 예시적인 파일 측정 시스템 및 파일을 박는 파일 박기 시스템을 개략적으로 나타내고 있다. 파일 측정 시스템은 파일을 설치하는 동안 파일의 파라미터를 측정하도록 구성되어 있다. 상기 파일 박기 시스템은 파일을 지면, 예를 들면, 바다 속의 해저로 박는다.
상기 파일 박기 시스템은 파일 드라이버, 예를 들면, 유압 해머를 포함하고 있다. 상기 파일 드라이버는 통상적으로 해머(204)와 슬리브(206)를 가지고 있다. 상기 해머와 상기 슬리브는 파일의 꼭대기에 배치되어 있고, 파일을 지면(200) 속으로 박아넣도록 구성되어 있다. 상기 슬리브는 꼭대기 부분(208)과 원주 부분(210)을 포함하고 있고, 상기 원주 부분은 파일의 꼭대기로부터 짧은 거리, 예를 들면, 대략 1인치를 유지하면서 파일의 꼭대기를 둘러싸고 있다. 상기 해머는 파일의 꼭대기 부분에서 상기 슬리브와 협력하고 파일의 최상부 부분에 배치된 앤빌(212)와 맞닿도록 구성되어 있다. 해머가 앤빌(anvil)에 타격을 가하여 파일을 박는다. 상기 앤빌은 타격의 충격으로부터 발생하는 에너지를 해머로부터 파일로 전달하도록 구성되어 있다. 각각의 타격이 잇따라서 파일을 지면 속으로 더 깊이 박는다. 예를 들면, 선박(216)에 부착된 그리퍼(214)가 파일의 배치상태를 조정하도록 구성되어 있는 파일 박기 시스템의 부분으로서 제공된다. 상기 그리퍼는 그리퍼를 이동시켜서 결과적으로 파일의 배치상태를 조정(다시 말해서, 파일을 이동시킴으로써)하기 위해 복수의 액추에이터, 예를 들면, 유압 액추에이터를 구비할 수 있다. 파일은 수중의 지면에 설치될 수 있고, 상기 그리퍼는 선박(도시되어 있지 않음)에 부착될 수 있다. 상기 그리퍼는, 예를 들면, 들어올리기, 회전시키기, 옮기기(shifting), 기울이기, 밀기(pushing) 등에 의해 파일을 이동시키도록 구성되어 있다.
파일 측정 시스템은 파일의 파라미터를 측정하고, 상기 파라미터는 바람직하게는 파일을 설치하는 동안 상기 파일 박기 시스템으로 제공되고 상기 파일 박기 시스템에 의해 사용된다. 상기 파일 측정 시스템은 적어도 하나의 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표로부터 또는 이 위치 좌표에 기초하여 상기 파라미터를 결정하거나 계산하는 파라미터 계산기(218)를 더 포함하고 있다. 예를 들어, 상기 위치 센서가 파일에 대하여(및/또는 한 개보다 많은 위치 센서가 사용되는 경우에는, 사용된 위치 센서들 서로에 대하여) 설치되어 있는 장소에 기초하여 상기 파라미터를 계산하기 위해서 기하학 공식(geometry formula)이 이용될 수 있다.
파일의 파라미터는 위치 정보, 방향 정보, 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 위치 정보는 지리학의 기준틀(reference frame of the geography)에서 정의된 위치 좌표를 포함하거나 이 위치 좌표와 관련된 것이다. 위치 정보는 파일의 꼭대기/최상부 단부(220)의 원형 구역(위에서 보았을 때)의 중심점의 위치와 관련될 수 있다. 위치 좌표는 경도 좌표와 위도 좌표, 또는 적절한 기준틀에서의 임의의 다른 좌표를 포함할 수 있다. 방향 정보는 파일의 기준점의 방향, 예를 들면, 나침반 방향을 포함하거나 이와 관련된 것이다. 상기 기준점은 케이블 진입을 위한 파일의 개구(222)와 관련될 수 있다. 따라서, 상기 방향 정보는 상기 개구의 방향을 포함하거나 이 개구의 방향과 관련될 수 있다. 경사 정보는 수직으로부터의 경사 각도를 포함하거나 이 경사 각도와 관련된 것이고, 제1 방향과 제2 방향으로 정의될 수 있다. 깊이 정보는 파일의 꼭대기에서의 높이 정보를 포함하거나 이 높이 정보와 관련된 것이거나, 파일이 얼마나 깊게 지면 속에 있는지를 포함하거나 이와 관련된 것이다. 예를 들어, 깊이 정보는 파일의 꼭대기 단부에서의 높이, 예를 들면, 해수면으로부터의 거리, 또는 지구 중심으로부터의 거리와 관련될 수 있다.
파일 측정 시스템은 적어도 하나의 위치결정 센서, 예를 들면, 위치결정 센서(226)와 위치결정 센서(228)를 포함하고 있다. 각각의 위치결정 센서는 위치결정 센서의 위치에서의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있다.
전지구 위치파악 시스템(GPS) 기술을 이용하는 안테나가 복수의 위성 신호에 기초하여 위치 좌표를 결정하도록 구성되어 있는 위치결정 센서로서 사용될 수 있다. 대체로, 각각의 위치결정 센서는 적어도 세 개의 상이한 위성 신호 또는 심지어 네 개 이상의 상이한 위성 신호를 수신하도록 구성되어 있다. 위성 신호로부터, 경도 정보와 위도 정보를 포함하는 위치 좌표가 결정될 수 있다. 몇몇 경우에서는, 위치 좌표가 높이 정보를 더 포함하고 있다. 위치결정 센서의 정확성은 바람직하게는 5센티미터 이하이다. 측정된 위치 좌표는 파라미터 계산기가 파일의 위치 정보, 방향 정보, 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 결정할 수 있게 한다.
본 발명에서의 위치결정 센서는 바람직하게는 슬리브상의 한 위치에 부착되거나 부착가능하다. 따라서, 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표는 위치결정 센서가 부착되어 있는 슬리브 상의 각각의 위치에 대응한다. 바람직하게는, 슬리브에서의 위치 좌표를 측정하는 것에 의해서, 파일의 위치 정보(다시 말해서, 파일의 꼭대기 단부의 중심점의 위치)는, 리더(leader) 또는 선박으로부터 직접 위치 정보를 측정하는 시스템에 비해서 대체로 직접적으로 그리고 정확하게 측정된다. 몇몇 경우에 있어서, 슬리브에서 위치 좌표를 측정하는 것은 파일의 실제 위치로부터 대략 1인치 이내의 오차로 파일의 위치 정보의 측정값을 제공한다.
위치결정 센서가 가로막히지 않은 시야를 가지면(다시 말해서, 위성 신호가 큰 감손없이 수신될 수 있도록 위치결정 센서가 가로막히지 않은 시야를 가지면) 위치결정 센서의 정확성이 향상된다. 따라서, 위치결정 센서의 적어도 하나 이상이 슬리브의 꼭대기 부분(208) 상의 한 위치에 부착되거나 부착가능한 것이 바람직하다. 예를 들어, 적어도 하나의 위치결정 센서가 슬리브의 상부 표면에 부착되거나 부착가능하다. 몇몇 실시례에서는, 위치결정 센서가 파일의 최상부 부분, 또는 파일의 꼭대기 부분에 실질적으로 근접한 위치의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있다. 파일의 최상부 또는 꼭대기가 파일의 꼭대기에 구조물을 배치시키기 위한 파일의 가장 중요한 부분이기 때문에 파일의 최상부 또는 꼭대기의 위치를 정확하게 측정할 수 있는 것이 바람직하다.
파일의 꼭대기 단부의 원형 구역(위에서 보았을 때)의 중심점은 앤빌과 해머의 방해로 인해 직접적으로 측정할 수는 없다. 그러나, 적어도 하나의 위치결정 센서를 슬리브의 상부 표면에 배치시키는 것에 의해서, 상기 원형 구역의 중심점에 관한 위치 정보는, 상기 중심점에 실현가능한 가장 근접한 위치 좌표를 측정하면서, 측정된 위치 좌표와 상기 원형 구역의 중심점과의 위치결정 센서의 위치의 추정된/알려진 거리에 기초하여 구할 수 있다.
도 2에는 비록 두 개의 위치결정 센서가 도시되어 있지만, 한 개, 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 여섯 개, 또는 그 이상의 위치결정 센서가 사용될 수 있다고 예상된다. 위치결정 센서의 갯수는 원하는 파일의 파라미터에 좌우된다. 게다가, 보다 많은 위치결정 센서는 측정된 정보에 있어서의 중복(redundancy)을 제공하고, 이는 일부의 위치결정 센서에 의한 측정값의 편차를 해명함으로써 보다 높은 정확성을 가능하게 할 수 있다.
적어도 두 개의 위치결정 센서가 사용되면, 많은 파라미터가 결정될 수 있다. 예를 들어, 적어도 두 개의 위치결정 센서가 대체로 슬리브의 꼭대기 부분의 상부 표면에 의해 한정된 평면 상의 대체로 상이한 위치에 배치될 수 있으면, 파라미터 계산기가 파일의 위치 정보, 방향 정보, 제1 방향에서의 경사 정보, 그리고 깊이 정보(위치결정 센서가 높이 정보를 제공할 수 있는 경우) 중의 적어도 하나를 결정할 수 있다.
적어도 세 개의 위치결정 센서가 대체로 슬리브의 꼭대기 부분의 상부 표면에 의해 한정된 평면 상의 상이한 위치에 배치되면, 파라미터 계산기가 파일의 위치 정보, 방향 정보, 제1 방향에서의 경사 정보, 제2 방향에서의 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 결정할 수 있다.
위치결정 센서는, 예를 들면, 경사 정보를 측정하기 위해서, 상기 구성에 따라, 슬리브의 원주 부분(210)에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 제1 방향에서의 경사 각도를 측정하기 위해서 적어도 두 개의 위치결정 센서가 수직선을 따라서 슬리브의 측면에 배치될 수 있다. 다른 방향에서의 경사 각도를 측정하기 위해서 적어도 두 개 이상의 위치결정 센서가 다른 수직선을 따라서 슬리브의 측면에 배치될 수 있다.
상기 파일 박기 시스템은 상기 파일 측정 시스템에 의해 결정된 파일의 파라미터에 기초하여 제어되거나 제어될 수 있다. 바람직하게는, 상기 파일 박기 시스템이 파일을 설치하는 동안 파일의 파라미터의 변화에 대해 조정가능하다.
파라미터 계산기는 파일 박기 제어 시스템(230)에 상기 파라미터를 제공하도록 구성되어 있다. 상기 파일 박기 제어 시스템은 바람직하게는 파일을 설치하는 동안 상기 파일 박기 시스템을 조정하는데 있어서 측량기사와 오퍼레이터에 의한 노동 시간을 단축시킨다. 종래의 방법과 시스템에 비해 정확성도 향상된다.
몇몇 실시례에서는, 상기 파일 박기 제어 시스템은 파일의 파라미터로부터 그리퍼(214)를 이동시키는 액추에이터 파라미터를 결정하도록 구성되어 있다. 상기 파일 박기 제어 시스템은 그리퍼를 이동시키는 명령을 결정하고 이 명령을 내릴 수 있다. 상기 파일 박기 제어 시스템은 바람직하게는 파일을 원하는 또는 계획한 위치쪽으로 이동시키는 방식으로 상기 파일을 조정하거나 위치시키도록 구성되어 있다.
몇몇 실시례에서는, 상기 파일 박기 제어 시스템이 해머의 에너지를 제어하는 해머 파라미터를 결정하도록 구성되어 있다. 상기 해머 파라미터에 기초하여, 해머는 상기 해머 파라미터에 기초하여 파일에 가해지는 타격을 조정하도록 구성되어 있다. 특히, 상기 파일 박기 제어 시스템은 파라미터 계산기로부터 깊이 정보를 수신하고, 이 깊이 정보로부터, 상기 파일 박기 제어 시스템은 타격 총수(blow count)를 결정할 수 있다. 타격 총수는 통상적으로 파일의 깊이에 있어서의 특정 거리/변화에 걸쳐서 파일을 지면 속으로 박는 타격의 수 또는 갯수이다. 파라미터 계산기에 의해 제공된 일련의 깊이 정보에 기초하여, 상기 파일 박기 제어 시스템은, 예를 들면, 25 센티미터만큼 파일을 박는 타격의 갯수를 표로 만들 수 있다. 파일을 설치하는 동안, 계획된 시방서는 이 설치에 있어서 파일에 대한 최적의 결과, 예를 들면, 강도, 수명, 구조적 일체성을 위해 특정의 타격 총수를 유지하도록 요구할 수 있다. 따라서, 상기 파일 박기 제어 시스템은 원하는 특정의 타격 총수를 만족시키기 위해서 해머의 에너지를 조정할 수 있다.
도 3A 내지 도 3C는, 본 발명의 몇 가지 실시례에 따른, 위치결정 센서에 대한 다양한 예시적인 구성을 나타내고 있다. 도 3A 내지 도 3C는 적어도 두 개의 위치결정 센서(작은 검정색 원으로 도시되어 있음)를 슬리브의 꼭대기 모습(큰 원으로 도시되어 있음)을 나타내고 있다. 상기 도면에 도시되어 있는 것과 같이, 위치결정 센서는 슬리브의 꼭대기 부분, 예를 들면, 슬리브의 상부 표면에 부착되거나 부착가능하다.
도 3A에 도시된 구성과 같은, 몇몇 실시례에서는, 두 개의 위치결정 센서가 마크 "X"로 표시된 중심점을 가로지르는 라인을 따라서 슬리브의 꼭대기 부분에 부착되거나 부착가능하다. 파라미터 계산기는 상기 두 개의 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표로부터 파일의 위치 정보, 다시 말해서, 파일의 꼭대기 단부에 있는 원형 구역의 중심점의 위치를 결정할 수 있다. 상기 두 개의 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표는 따라서 두 개의 점과, 이 두 개의 점 사이에서 그려질 수 있는 라인을 제공한다. 파일의 위치 정보는 상기 두 개의 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표에 의해 제공된 상기 두 개의 점을 연결하는 상기 라인의 중점으로부터 얻을 수 있다. 방향 정보는 상기 라인의 방향에 기초하여 결정될 수 있다. 경사 정보(한 방향, 특히, 상기 두 개의 위치결정 센서를 연결하는 라인의 방향에서의 경사)는 상기 두 개의 위치결정 센서에 의해 측정된 높이 정보로부터, 예를 들면, 상기 라인과 수평선 사이에 형성된 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 깊이 정보는 상기 높이 정보로부터, 예를 들면 상기 중심점에서 상기 높이 정보를 계산하는 것에 의하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 당업자는 상기 두 개의 위치결정 센서에 의해 측정된 상기 높이 정보의 평균을 낼 수 있다. 당업자는 파일의 파라미터를 결정하기 위해서 적절한 연산을 결정하기 위해 파라미터 계산기에 기하학 개념을 적용할 수 있다.
도 3B 및 도 3C에 도시된 구성과 같은, 몇몇 실시례에서는, 세 개의 위치결정 센서가 세 개의 위치에서 슬리브의 꼭대기 부분에 배치되어 있다. 도 3B에서는, 세 개의 위치결정 센서가 서로로부터 거의 등거리의 위치에서 슬리브의 꼭대기 부분에 부착되거나 부착가능하다. 도 3C에서는, 세 개의 위치결정 센서 중의 두 개가 중심점을 가로지르는 제1 라인을 따라서 놓인 위치에 부착되거나 부착가능하고, 세 개의 위치결정 센서 중의 한 개가 상기 제1 라인에 수직이고 중심점을 가로지르는 제2 라인을 따라 부착되거나 부착가능하다. 당업자는 위치 정보, 방향 정보, 제1 방향에서의 경사 정보, 제2 방향에서의 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 포함하는 파일의 파라미터를 결정하기 위해서 파라미터 계산기에 기하학 개념을 적용할 수 있다.
도 3D에 도시된 구성과 같은, 몇몇 실시례에서는, 네 개의 위치결정 센서가 서로로부터 거의 등거리에 있는 네 개의 위치에서 슬리브의 꼭대기 부분에 위치되어 있다. 이러한 구성에서는, 동일한 집합의 파일의 파라미터가 결정될 수 있다. 그러나, 다른 구성에 비하여, 추가된 위치결정 센서가 중복(redundancy)을 제공하므로, 상기 시스템이 상기 위치결정 센서들 중의 임의의 위치결정 센서로부터 발생되는 에러에 보다 잘 대처할 수 있다. 몇몇 다른 실시례에서는, 다섯 개, 여섯 개, 또는 그 이상의 위치결정 센서가 사용될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 한 실시례에 따른, 향상된 측정을 위해 파일과 결합하는 위치결정 센서용 예시적인 장착 기구를 나타내고 있다. 위치결정 센서는 파일을 설치하는 동안 위치결정 센서가 파일과 결합할 수 있게 하거나 파일로부터 분리될 수 있게 해주는 장착 기구를 구비할 수 있다. 타격이 가해지는 동안, 파일에 대한 해머의 충격은 위치결정 센서가 파일에 직접 배치되어 있는 경우 위치결정 센서를 손상시키거나 위치결정 센서에 다른 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서, 위치결정 센서는 파일 대신에 슬리브에 부착되거나 부착가능하다. 그러나, 슬리브와 파일 사이의 거리는 위치결정 센서에 의해 측정된 위치 좌표로부터 직접 파일의 파라미터를 얻을 수 있는 정확성을 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 장착 기구는 위치결정 센서를 파일에 직접 부착시킬 필요없이 위치결정 센서에 대한 손상을 방지하기 위해서 제1 위치("a"로 표시되어 있음)와 제2 위치("b"로 표시되어 있음)를 제공한다. 제1 위치에서는, 위치결정 센서가 파일로부터 분리되어 있다. 타격이 가해지는 동안, 상기 장착 기구는 제1 위치에 있는 것이 바람직하다. 제2 위치에서는, 위치결정 센서가 파일과 결합되어 있다. 타격이 가해지기 전 및/또는 타격이 가해진 후, 위치 좌표가 측정되어 파라미터 계산기로 제공될 수 있도록, 상기 장착 기구는 제2 위치에 있는 것이 바람직하다. 유익하게도, 위치결정 센서를 파일에 부착시킬 필요없이 파일의 파라미터의 보다 직접적인 측정이 이루어진다.
도 5는, 본 발명의 한 실시례에 따른, 예시적인 파일 측정 시스템 및 예시적인 파일 박기 제어 시스템을 나타내고 있다. 상기 예시적인 파일 측정 시스템은 위치결정 센서(502), 그리고 파라미터 계산기(506)를 포함하고 있다. 몇몇 실시례에서는, 공기 압력 센서, 디지털 컴퍼스(digital compass) 등과 같은, 다른 센서(504)가 상기 위치결정 센서에 추가하여 제공될 수 있다. 상기 위치결정 센서는 위치 좌표를 파라미터 계산기에 제공하도록 구성되어 있다. 상기 다른 센서는 파일의 파라미터와 관련된 다른 정보, 예를 들면, 높이 정보, 방향 등을 제공할 수 있다. 파일의 파라미터를 결정하기 위하여, 상기 파라미터 계산기는 위치 계산기(510), 방향 계산기(512), 경사 계산기(514), 그리고 깊이 계산기(516) 중의 적어도 하나를 포함하고 있다. 상기 위치 계산기는 적어도 위치결정 센서에 의해 제공된 위치 좌표로부터 위치 정보를 결정하도록 구성되어 있다. 상기 방향 계산기는 적어도 위치결정 센서에 의해 제공된 위치 좌표로부터 방향 정보를 결정하도록 구성되어 있다. 상기 경사 계산기는 적어도 위치결정 센서에 의해 제공된 위치 좌표로부터 제1 방향 및/또는 제2 방향에서의 경사 정보를 결정하도록 구성되어 있다. 상기 깊이 계산기는 적어도 위치결정 센서에 의해 제공된 위치 좌표, 예를 들면, 높이 정보로부터 깊이 정보를 결정하도록 구성되어 있다.
파일의 결정된 파라미터는 예시적인 파일 박기 제어 시스템(508)으로 제공된다. 상기 파일 박기 제어 시스템은 그리퍼 파라미터 계산기(518)와 해머 파라미터 계산기(520) 중의 적어도 하나를 포함하고 있다. 상기 그리퍼 파라미터 계산기는 그리퍼를 이동시키는 액추에이터 파라미터를 결정하도록 구성되어 있고, 상기 그리퍼는 파일을 위치시키도록 구성되어 있다. 상기 해머 파라미터 계산기는 해머의 에너지를 제어하는 해머 파라미터를 결정하도록 구성되어 있고, 상기 해머는 상기 에너지 및/또는 타이밍에 따라 파일에 타격을 가하도록 구성되어 있다. 상기 파일 박기 제어 시스템은 또한 상기 액추에이터 파라미터와 상기 해머 파라미터에 기초하여 명령을 발생시키도록 구성될 수 있다. 상기 액추에이터 파라미터 및/또는 상기 해머 파라미터(또는 이들로부터 도출된 명령)가 그리퍼(524)와 해머(526)로 각각 제공된다.
몇몇 실시례에서는, 상기 파일 측정 시스템에 의해 제공된 파일의 파라미터를, 예를 들면, 저장소에 기록하기 위해 보고서 생성기(522)가 상기 파일 박기 제어 시스템에 제공되어 있다. 상기 보고서는 파일의 파라미터의 시계열적 보고서를 포함할 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 상기 그리퍼 파라미터 계산기 및/또는 상기 해머 파라미터 계산기에 의해 결정된 상기 액추에이터 파라미터 및/또는 상기 해머 파라미터가 상기 보고서에 기록되거나 제공될 수 있다.
상기 파일 박기 제어 시스템은 디스플레이(528)에 파일의 파라미터, 액추에이터 파라미터 , 해머 파라미터, 상기 보고서 중의 적어도 하나를 표시하게 할 수 있다. 오퍼레이터는 상기 디스플레이로 상기 파일 박기 제어 시스템을 감시할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 한 실시례에 따른, 파일을 측정하고 파일 박기를 제어하는 컴퓨터 시스템을 나타내고 있다. 이 컴퓨터 시스템(602)은 입력부(604), 출력부(606), 프로세서(608), 저장소(610) 및 파일 박기 애플리케이션(612)을 포함하고 있다. 상기 입력부는, 유선 접속 또는 무선 접속을 통하여, 위치결정 센서(502)와 다른 센서(504)로부터 위치 좌표를 수신하는 통신 접속구를 포함할 수 있다. 상기 출력부는, 액추에이터 파라미터, 해머 파라미터, 또는 명령(command)을 제공하는, 그리퍼(524)와 해머(526)용 통신 접속구를 포함할 수 있다. 몇몇 실시례에서는, 상기 컴퓨터 시스템이 디스플레이(528)를 더 포함하고 있다. 상기 파일 박기 애플리케이션은 상기 프로세서에서 작동되도록 구성되어 있고, 상기 파일 박기 애플리케이션을 작동시키는 명령어(instruction)가 상기 저장소에 저장될 수 있다. 상기 파일 박기 애플리케이션은 상기 파일 측정 시스템 및/또는 상기 파일 박기 제어 시스템의 기능을 실행시키도록 구성될 수 있다. 위치 좌표, 파일의 파라미터는, 액추에이터 파라미터, 해머 파라미터, 및/또는 임의의 적절한 데이터가 상기 저장소에 저장될 수 있다.
도 7A 내지 도 7B는, 본 발명의 한 실시례에 따른, 복수의 파일을 설치하는 동안 파일의 파라미터를 측정하는 방법을 나타내고 있다. 상기 복수의 파일은 제1 파일(704), 제2 파일(706) 및 제3 파일(708)을 포함한다. 위치결정 센서 근처에 위치결정 비콘(positioning beacon)을 사용하는 것에 의해서 5 센티미터 이하의 위치결정 센서의 정확성이 제공된다. 파일 측정 시스템은 상기 정확성이 달성될 수 있도록 위치결정 비콘을 포함할 수 있다. 일반적으로, 수백 개의 위치결정 비콘이 전세계의 알려진 장소, 예를 들면, 육지에 설치되어 있다. 그러나, 일부 파일은 위치결정 비콘으로부터 더 멀리 떨어져서 설치될 필요가 있으므로, 위치결정 비콘을 파일 박기 시스템의 일부분으로 신뢰성있게 사용하는 것이 더욱 어려울 수 있다.
통상적으로, 위치결정 비콘은 위성 신호로부터 자신의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있다. 상기 위치결정 비콘은 또한 위성 신호로부터 측정된 위치 좌표와 위치결정 비콘의 알려진 위치 좌표 사이의 차이를 제공하도록/널리 알리도록 구성되어 있다. 상기 알려진 위치 좌표가 디폴트(default)에 의해 제공될 수 있거나, 상기 위치 좌표가 일정 기간에 걸쳐서 기록된 측정된 위치 좌표로부터 얻어진다.
도 7A에서는, 상기 방법이, 본 명세서에 개시된 방법과 시스템을 이용하여 제1 파일(704)을 설치하는 동안, 예를 들면, 육지의 위치 702에서, 위치결정 비콘(별모양으로 표시되어 있음)을 이용한다. 제1 파일이 설치된 후, 도 7B에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 방법은 설치된 파일에 부착가능하거나 부착된 위치결정 비콘을 제공하고, 상기 위치결정 비콘은 위성 신호로부터 제1 파일의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 제1 파일이 위치결정 비콘의 설치 위치로 되고, 이것은 바람직하게는 다른 파일, 예를 들면, 제2 파일과 제3 파일을 (육지의 위치 702에 비하여)위치결정 비콘에 더 가까운 위치에 설치될 수 있게 한다. 상기 위치결정 비콘은 또한, 제2 파일 및/또는 제3 파일을 설치하는 동안, 위성 신호로부터 측정된 제1 파일의 위치 좌표와 제1 파일에 있는 위치결정 비콘의 알려진 위치 좌표 사이의 차이를 파라미터 계산기로 제공하도록 구성되어 있다.
몇가지 수정을 하면, 당업자는 본 명세서에 기술된 실시례를 다른 기술로 확장할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시례는 컴퓨터 시스템이나 프로세서에 사용되는 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 이 경우에 상기 프로그램 제품의 프로그램은 (본 명세서에 기술된 방법을 포함하여)여러 실시례의 기능을 한정한다. 하나의 실시례에서는, 상기 프로그램이 다양한 비일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체(대체로, "저장소"라고 칭함)에 기록될 수 있고, 이 경우, 본 명세서에서 사용되는 것처럼, "비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체" 라는 표현은, 일시적인 전파 신호인 것만 제외하면, 모든 컴퓨터-판독가능 매체를 포함한다. 다른 실시례에서는, 상기 프로그램이 다양한 일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체에 기록될 수 있다. 예시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체는, 비제한적인 예로서, (i) 정보가 영구적으로 저장되는 비-기록가능(non-writable) 저장 매체(예를 들면, CD-ROM 드라이브에 의해 판독가능한 CD-ROM 디스크, ROM 칩 또는 임의의 유형의 솔리드 스테이트 비휘발성 반도체 메모리와 같은 컴퓨터 내의 읽기 전용 메모리 장치); 그리고 (ii) 변경가능한 정보가 저장되는 기록가능 저장 매체(예를 들면, 플래시 메모리, 디스켓 드라이브(diskette drive) 내의 플로피 디스크 또는 하드-디스크 드라이브 또는 임의의 유형의 솔리드 스테이트 랜덤 액세스(solid-state random-access) 반도체 메모리)를 포함하고 있다.
임의의 한 실시례와 관련하여 기술된 임의의 특징은 단독으로 사용되거나 기술된 다른 특징과 결합하여 사용될 수 있고, 여러 실시례들 중의 임의의 다른 실시례 또는 여러 실시례들 중의 임의의 다른 실시례의 임의의 조합의 하나 이상의 특징과 결합하여 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명은 상기한 실시례로 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (15)

  1. 파일(102, 220, 704, 706, 708)을 설치하는 동안 파일의 파라미터를 결정하는 파일 측정 시스템으로서, 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)은 파일 드라이버에 의해 지면(200) 속으로 박힐 수 있고, 상기 파일 드라이버는 해머(104, 204)와 슬리브(106, 206, 502)를 포함하고 있고, 상기 해머(104, 204, 526)와 상기 슬리브(106, 206, 502)는 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 꼭대기에 배치되어 있고,
    슬리브(106, 206) 상의 한 위치에 부착되거나 부착가능하며 상기 슬리브(106, 206) 상의 각각의 위치의 위치 좌표를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 위치결정 센서(226, 228, 502); 그리고
    상기 적어도 하나의 위치결정 센서(226, 228, 502)에 의해 측정된 위치 좌표로부터 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 파라미터를 결정하는 파라미터 계산기(218, 506);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파라미터는 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 위치 정보, 방향 정보, 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파라미터 계산기(218, 506)는 상기 파라미터를 파일 박기 제어 시스템(230, 508)으로 제공하도록 구성되어 있고, 상기 파일 박기 제어 시스템(230, 508)은 상기 파라미터로부터 그리퍼(108, 214, 524)를 이동시키는 액추에이터 파라미터를 결정하도록 구성되어 있고, 상기 그리퍼(108, 214, 524)는 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)을 위치시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파라미터 계산기(218, 506)는 상기 파라미터를 파일 박기 제어 시스템(230, 508)으로 제공하도록 구성되어 있고, 상기 파일 박기 제어 시스템(230, 508)은 해머(104, 204)의 에너지를 제어하는 해머 파라미터를 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위치결정 센서(226, 228, 502)는 상기 슬리브(106, 206)의 상부 표면에 부착되거나 부착가능한 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 위치결정 센서(226, 228, 502)는 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 최상부 부분 또는 이 최상부 부분에 상당히 근접한 부분의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 위치결정 센서(226, 228, 502)는 적어도 세 개의 상이한 위성 신호를 수신하도록 구성된 전지구 위치파악 시스템 안테나이고;
    상기 위치 좌표는 상기 적어도 세 개의 상이한 위성 신호로부터 결정될 수 있고;
    상기 위치 좌표는 경도 정보, 위도 정보 그리고 높이 정보 중 적어도 하나를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 위치결정 센서(226, 228, 502)는 두 개의 위치결정 센서(226, 228, 502)를 포함하고 있고;
    상기 파라미터 계산기(218, 506)에 의해 결정될 수 있는 상기 파라미터는 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 위치 정보, 방향 정보, 제1 방향에서의 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 위치결정 센서(226, 228, 502)는 세 개 이상의 위치결정 센서(226, 228, 502)를 포함하고 있고;
    상기 파라미터 계산기(218, 506)에 의해 결정될 수 있는 상기 파라미터는 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 위치 정보, 방향 정보, 제1 방향에서의 경사 정보, 제2 방향에서의 경사 정보, 그리고 깊이 정보 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 설치 후에 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)에 부착가능하거나 부착된 위치결정 비콘을 더 포함하고 있고, 상기 위치결정 비콘은 위성 신호로부터 설치된 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있고;
    상기 시스템이, 다른 파일(706, 708)을 설치하는 동안, 위성 신호로부터 측정된 설치된 파일(101, 220, 704) 상의 위치결정 비콘의 위치 좌표와 설치된 파일(102, 220, 704)에 있는 위치결정 비콘의 알려진 위치 좌표 사이의 차이를 파라미터 계산기(218, 506)로 제공하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파일 측정 시스템.
  11. 파일(102, 220, 704, 706, 708)을 설치하는 동안, 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 위치 정보, 방향 정보, 경사 정보, 그리고 깊이 정보와 같은, 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 파라미터를 결정하는 방법으로서,
    상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)은 파일 드라이버에 의해 지면 속으로 박힐 수 있고, 상기 파일 드라이버는 해머(104, 204, 526)와 슬리브(106, 206, 502)를 포함하고 있고, 상기 해머(104, 204, 526)와 상기 슬리브(106, 206, 502)는 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 꼭대기에 배치되어 있고,
    상기 슬리브 상의 한 위치에 부착가능한 적어도 하나의 위치결정 센서를 제공하는 단계;
    상기 적어도 하나의 위치결정 센서(226, 228, 502)에 의해, 상기 슬리브(106, 206, 502) 상의 상기 위치의 위치 좌표를 측정하는 단계; 그리고
    상기 적어도 하나의 위치결정 센서(226, 228, 502)에 의해 측정된 위치 좌표로부터 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 파라미터를 파라미터 계산기(218, 506)에 의해 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일의 파라미터를 결정하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 파라미터 계산기(218, 506)에 의해, 상기 파라미터를 파일 박기 제어 시스템(230, 508)으로 제공하는 단계를 더 포함하고 있고,
    상기 파일 박기 제어 시스템(230, 508)은
    그리퍼(108, 214, 524)를 이동시키는 액추에이터 파라미터를 결정하도록 구성된 그리퍼 파라미터 계산기(518)로서, 상기 그리퍼(108, 214, 524)는 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)을 위치시키도록 구성되어 있는 그리퍼 파라미터 계산기(518), 또는
    해머(104, 204, 526)의 에너지를 제어하는 해머 파라미터를 결정하도록 구성된 해머 파라미터 계산기(520), 또는
    그리퍼(108, 214, 524)를 이동시키는 액추에이터 파라미터를 결정하도록 구성된 그리퍼 파라미터 계산기(518)로서, 상기 그리퍼(108, 214, 524)는 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)을 위치시키도록 구성되어 있는 그리퍼 파라미터 계산기(518), 및 해머(104, 204, 526)의 에너지를 제어하는 해머 파라미터를 결정하도록 구성된 해머 파라미터 계산기(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일의 파라미터를 결정하는 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 설치 후에 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)에 부착가능한 위치결정 비콘을 제공하는 단계를 더 포함하고 있고, 상기 위치결정 비콘은 위성 신호로부터 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 위치 좌표를 측정하도록 구성되어 있고;
    다른 파일(102, 220, 704, 706, 708)을 설치하는 동안, 상기 파라미터 계산기(218, 506)에서, 위성 신호로부터 측정된 파일(102, 220, 704, 706, 708)의 위치 좌표와 상기 파일(102, 220, 704, 706, 708)에 있는 위치결정 비콘의 알려진 위치 좌표 사이의 차이를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파일의 파라미터를 결정하는 방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 방법이 제2항에 따른 파일 측정 시스템에 사용되는 것을 특징으로 하는 파일의 파라미터를 결정하는 방법.
  15. 삭제
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