KR102419280B1 - 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재 및 그의 부착 장치와 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

균열 측정을 위한 부착형 표식 부재 및 그의 부착 장치와 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

균열 측정을 위한 부착형 표식 부재 및 그의 부착 장치와 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치 및 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위해 균열 영역과 이웃한 대상 영역에 타면이 부착되는 부착형 표식 부재는, 각각이 상이한 두께를 갖는 복수의 제1라인을 갖는 제1마커부를 포함하고, 상기 복수의 제1라인 각각의 상이한 두께는, 상기 균열 영역에서 발생될 가능성이 있는 균열의 두께 범위를 고려하여 설정될 수 있다.

Description

균열 측정을 위한 부착형 표식 부재 및 그의 부착 장치와 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치 및 방법{ATTACHABLE MARKER FOR CRACK MEASUREMENT, ATTACHMENT DEVICE FOR ATTACHABLE MARKER AND CRACK MONITORING APPARATUS AND METHOD USING ATTACHABLE MARKER}
본원은 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재 및 그의 부착 장치와 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 교량, 터널과 같은 토목 시설물의 균열 측정은 점검자가 육안으로 균열자, 디지털 버니어 캘리퍼스(Digital Vernier calipers) 등을 이용하여 아날로그 식으로 주관적인 판단 하에 실시되는데, 이는 많은 비용과 시간이 소요될 뿐만 아니라 점검자의 숙련도에 따라 결과의 신뢰도 차이가 발생하여 정확한 진단이 이루어지기 어렵다는 한계가 있다.
이와 관련하여, 시설물 안전점검 시 측정되는 균열의 크기가 0.1㎜와 같이 작은 수준의 차이가 발생하더라도 보수보강 공법 자체가 달라지는 경우가 발생하므로, 객관적이고 신뢰성 있는 균열에 대한 측정 및 점검방안이 필요하다.
한편, 객관적이고 정확한 균열 측정을 위하여 드론, 고성능 카메라 등에 영상분석 기법을 활용하여 균열을 측정하는 방법이 개발되기도 하였으나, 이는 장비가 크고 고가의 장비로 접근성이 어려우며 드론의 경우 GPS 통신의 불안정, 바람의 영향, 전파간섭 등으로 인해 교량 슬래브 아래에선 적용이 불가하다는 단점이 있다.
이러한 현장 적용성과 경제적인 부분에 대한 문제점을 해결하기 위하여는 점검자가 스마트폰으로 균열을 촬영하고 촬영된 이미지를 영상분석기술에 활용하여 시설물의 균열을 정량적으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 발생한 균열의 추적관리까지 가능한 균열측정 및 추적관리 자동화 시스템의 개발이 요구된다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1721821호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 점검자의 숙련도와 상관없이 점검자가 휴대폰 등을 이용하여 신속하고 정확하게 균열을 측정함으로써 기존 안전진단 기법 대비 진단 시간을 단축시키고, 측정 결과 신뢰성을 확보하여 현장에서 시설물의 균열을 편리하고 신속 정확하게 측정할 수 있도록 하는 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재 및 그의 부착 장치와 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위해 균열 영역과 이웃한 대상 영역에 타면이 부착되는 부착형 표식 부재는, 각각이 상이한 두께를 갖는 복수의 제1라인을 갖는 제1마커부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1라인 각각의 상이한 두께는, 상기 균열 영역에서 발생될 가능성이 있는 균열의 두께 범위를 고려하여 설정될 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재는, 소정의 길이를 가지며, 서로 간격을 두고 소정의 위치 및 소정의 라인 연장 각도로 배치되는 복수의 제2라인을 갖는 제2마커부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 제2라인 각각의 길이, 위치 및 연장 각도는, 상기 균열 영역 및 상기 대상 영역을 포함하도록 획득되는 이미지의 왜곡을 보정 가능하도록 미리 알려진 값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1라인은 서로 반경이 상이한 동심원 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1라인 각각은 상기 균열 영역 및 상기 대상 영역을 포함하도록 획득되는 이미지의 왜곡을 보정 가능하도록 미리 설정된 간격으로 서로 이격될 수 있다.
또한, 상기 복수의 제2라인 중 적어도 일부는, 상기 제1마커부 및 상기 제2마커부를 이루는 면 방향에 대하여 서로 나란하지 않게 형성될 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재는, 상기 제1마커부 및 상기 제2마커부의 손상이 방지되도록 상기 부착형 표식 부재의 일면에 대하여 배치되고, 광 투과성 재질로 구비되는 커버부를 포함할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재의 부착 장치는, 상기 부착형 표식 부재, 상기 부착형 표식 부재를 수용 가능한 내측 통로가 형성되고, 전단에 수용된 상기 부착형 표식 부재가 방출될 수 있는 개구부가 형성되는 몸체부, 상기 몸체부에 수용된 상기 부착형 표식 부재가 상기 개구부를 통해 방출되도록 하는 구동력을 제공하는 구동부, 상기 부착 장치의 기울기를 감지하는 센서부, 상기 부착형 표식 부재의 방출 방향을 조정하는 제어부 및 상기 부착형 표식 부재가 그 전면에 맞닿게 배치되고, 상기 제어부에 의한 기울기 각도 조절이 가능하도록 구비되며, 상기 구동부에 의한 상기 내측 통로에서의 전후진이 가능하도록 구비되는 배치블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 균열 영역에 대하여 상기 부착 장치를 배치한 상태에서 상기 센서부에 의해 감지된 제1기울기와 상기 균열 영역과 이웃하고, 상기 부착형 표식 부재가 부착되는 대상 영역에 대하여 상기 부착 장치를 배치한 상태에서 상기 센서부에 의해 감지된 제2기울기에 기초하여 상기 방출 방향을 조정할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재의 부착 장치는, 상기 배치블록의 전면에 배치된 상기 부착형 표식 부재와 상기 대상 영역 사이의 간격 공간에 상기 부착형 표식 부재에 부착력을 제공하는 접착 물질을 공급하는 접착부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 접착 물질은 공급 후 소정의 시간 이내에서 상기 구동부에 의해 가해지는 전진 압력에 의해 변형 가능한 재질일 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치는, 상기 부착형 표식 부재가 부착된 상기 대상 영역과 상기 균열 영역을 포함하도록 촬영된 이미지를 획득하는 이미지 획득부, 상기 이미지에 반영된 상기 제1마커부 및 상기 제2마커부 중 적어도 하나에 기초하여 상기 이미지의 왜곡을 보정하는 보정부 및 상기 보정된 이미지의 상기 제1마커부와 상기 균열 영역을 상호 비교하여 상기 균열 영역의 균열 사이즈를 산출하는 분석부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지 획득부는, 상기 이미지로부터 상기 균열 영역에 대응하는 식별 정보를 식별할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치는, 상기 이미지를 상기 식별 정보, 상기 균열 사이즈 및 상기 이미지의 촬영 시간 중 적어도 하나와 매칭하여 저장하는 스토리지부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정부는, 상기 이미지에 반영된 상기 복수의 제2라인 각각의 길이, 위치 및 라인 연장 각도와 상기 이미지에 반영된 상기 복수의 제1라인 각각의 간격 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 이미지의 왜곡을 보정할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 방법은, (a) 상기 부착형 표식 부재가 부착된 상기 대상 영역과 상기 균열 영역을 포함하도록 촬영된 이미지를 획득하는 단계, (b) 상기 이미지에 반영된 상기 제1마커부 및 상기 제2마커부 중 적어도 하나에 기초하여 상기 이미지의 왜곡을 보정하는 단계 및 (c) 상기 보정된 이미지의 상기 제1마커부와 상기 균열 영역을 상호 비교하여 상기 균열 영역의 균열 사이즈를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 점검자의 숙련도와 상관없이 점검자가 휴대폰 등을 이용하여 신속하고 정확하게 균열을 측정함으로써 기존 안전진단 기법 대비 진단 시간을 단축시키고, 측정 결과 신뢰성을 확보하여 현장에서 시설물의 균열을 편리하고 신속 정확하게 측정할 수 있도록 하는 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재 및 그의 부착 장치와 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재의 부착 장치의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 균열 영역과 대상 영역의 기울기를 고려하여 부착하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재가 부착된 대상 영역과 균열 영역을 포함하도록 이미지를 촬영하는 과정에서 사용자 단말로 제공되는 촬영 가이드를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 방법에 대한 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원은 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재 및 그의 부착 장치와 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 시스템(1)(이하, '균열 모니터링 시스템(1)'이라 한다.)은, 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치(100)(이하, '균열 모니터링 장치(100)'라 한다.) 및 사용자 단말(300)을 포함할 수 있다.
균열 모니터링 장치(100) 및 사용자 단말(300) 상호간은 네트워크(미도시)를 통해 통신할 수 있다. 네트워크(미도시)는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(미도시)의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
사용자 단말(300)은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치일 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 사용자 단말(300)은 카메라 모듈(미도시)을 구비하여 균열 측정을 위해 균열 영역(1000)과 이웃한 대상 영역(1000')에 타면이 부착되는 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재(10)와 균열 영역(1000)의 적어도 일부가 함께 등장하는 이미지를 촬영하여 균열 모니터링 장치(100)로 제공하는 구성일 수 있다.
이와 관련하여, 균열 모니터링 장치(100)는 이하에서 상세히 후술하는 바와 같이 사용자 단말(300) 등에 의해 촬영된 이미지를 획득(수신)하여 이미지 내에 반영된 균열 영역(1000)과 이미지 내에 등장하는 부착형 표식 부재(10)를 상호 비교하여 균열 영역(1000)의 균열 특성을 도출하도록 동작할 수 있다.
한편, 본원의 실시예에 관한 설명에서 균열 영역(1000)은 각종 토목 시설물(교량, 터널 등), 구조물, 건축물(건물 등) 등을 이루는 국부적인 영역으로 특정되어 본원에서 개시하는 균열 모니터링 시스템(1)의 모니터링 대상이 되는 영역을 지칭하는 용어로 이해될 수 있으며, 본원의 구현예에 따라 전술한 시설물, 구조물, 건축물 등에서 이미 균열이 발생한 영역 또는 시설물, 구조물, 건축물 등에서 균열이 현 시점에서는 발생되지 않았으나, 해당 영역에서의 균열 발생 가능성(위험성)이 소정 수준 이상으로 평가되어 균열 발생 및 경과에 대한 지속적인 모니터링이 예비적으로 요구되는 영역 등으로 다양하게 설정될 수 있다.
이와 대비하여, 본원의 실시예에 관한 설명에서 대상 영역(1000')은 모니터링 대상인 시설물, 구조물, 건축물 등에서 균열 영역(1000)과 이웃하는 주변부 영역으로서, 본원에서 개시하는 부착형 표식 부재(10)는 균열 영역(1000)에 대하여 직접적으로 부착(이를 테면, 균열 영역(1000)을 일부 덮는 형태로 배치)되는 것이 아니라, 균열 영역(1000)과 일부 떨어진 영역으로서 균열이 미발생한 주변부 영역인 대상 영역(1000')에 간접적으로 부착되는 것일 수 있다. 한편, 대상 영역(1000')이 균열 영역(1000)에 대하여 이웃한다는 것은 예를 들어, 대상 영역(1000')이 균열 영역(1000)에서 기 발생한 균열의 크기 또는 균열 영역(1000)에서 발생 가능한 균열의 규격 범위와 부착형 표식 부재(10)의 크기 등을 고려하여 설정되는 허용 범위 이내로 균열 영역(1000)으로부터 이격되게 설정된다는 것을 의미할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
참고로, 본원의 일 실시예에 따르면, 균열 모니터링 장치(100)는 사용자 단말(300)과 별개로 구비되는 외부 디바이스 또는 서버로서 사용자 단말(300)로부터 이미지를 수신하고, 수신한 이미지에 대응하는 균열 특성 분석 결과를 사용자 단말(300)로 제공하는 구성일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 본원의 구현예에 따라 사용자 단말(300)에 설치 가능한 프로그램 또는 애플리케이션 형태로 마련되어 사용자 단말(300)에 탑재되는 하위 구성일 수 있다.
이와 관련하여, 사용자 단말(300)에 탑재되는 형태의 균열 모니터링 장치(100)의 경우, 균열 영역(1000)을 점검하는 사용자가 용이하게 휴대할 수 있는 스마트 폰 등의 사용자 단말(300)을 통해 균열 영역(1000)을 간편하게 촬영하고, 사용자 단말(300)에 임베딩 되는 균열 모니터링 장치(100)를 통해 즉각적이고 간편하게 균열 영역(1000)의 균열 특성을 획득할 수 있다는 측면에서 이점이 있을 수 있다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 본원에서 개시하는 부착형 표식 부재(10)의 형상 및 구조를 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 부착형 표식 부재(10)는 각각이 상이한 두께를 갖는 복수의 제1라인(11)을 갖는 제1마커부를 포함할 수 있다.
또한, 제1마커부의 복수의 제1라인(11) 각각의 상이한 두께는 균열 영역(1000)에서 발생될 가능성이 있는 균열의 두께 범위를 고려하여 설정되는 것일 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1라인(11) 각각의 두께는 균열 영역(1000)을 포함하는 소정의 시설물, 구조물, 건축물 등을 이루는 토목/건축 재료(소재)의 특성 등을 고려하여 설정될 수 있다. 이해를 돕기 위해 예시하면, 균열 영역(1000)이 콘크리트 구조물을 모니터링 대상으로 하여 설정된 경우, 제1마커부의 복수의 제1라인(11) 각각의 두께는 콘크리트 구조물에서 통상적으로 발생 가능한 균열 두께 범위에 대응하도록 설정되는 것일 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 부착형 표식 부재(10)는 소정의 길이를 가지며, 서로 간격을 두고 소정의 위치 및 소정의 라인 연장 각도로 배치되는 복수의 제2라인(12)을 갖는 제2마커부를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제2마커부의 복수의 제2라인(12) 각각의 길이, 위치 및 연장 각도는 균열 영역(1000) 및 균열 영역(1000)에 대응하여 부착형 표식 부재(10)가 부착되는 영역인 대상 영역(1000')을 포함하도록 획득되는 이미지의 왜곡을 보정 가능하도록 미리 알려진 값으로 설정되는 것일 수 있다.
이와 관련하여, 균열 모니터링 장치(100)는 부착형 표식 부재(10)의 제2마커부의 복수의 제2라인(12) 각각의 기 설정된 실제 규격 정보(예를 들어, 제2라인(12) 각각의 길이 설정값, 위치 설정값, 연장 각도 설정값 등)를 보유하고, 사용자 단말(300) 등을 통해 촬영된 균열 영역(1000) 및 대상 영역(1000')에 대한 이미지에서 식별되는 복수의 제2라인(12)의 이미지 내 규격 정보(예를 들어, 이미지에서 식별되는 제2라인(12) 각각의 길이 산출값, 위치 산출값, 연장 각도 산출값 등)와 기 보유한 실제 규격 정보 간의 편차에 기초하여 해당 이미지에 대한 왜곡을 보정하는 것일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 복수의 제1라인(11)은 서로 반경이 상이한 동심원 형상으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1라인(11)은 외측에 배치될수록 각각의 두께가 커지는 동심원 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 복수의 제1라인(11) 각각은 균열 영역(1000) 및 대상 영역(1000')을 포함하도록 획득되는 이미지의 왜곡을 보정 가능하도록 미리 설정된 간격으로 서로 이격되는 것일 수 있다.
예시적으로, 도 3을 참조하면, 복수의 제1라인(11) 각각은 상호 1cm의 미리 설정된 간격으로 이격 배치되는 복수의 동심원의 형태로 구비되되, 동심원의 중심을 향하는 반경 방향을 기준으로 가장 내측에 배치된 제1라인(11)의 두께가 0.1mm로 설정되고, 외측으로 배치될수록 라인 두께가 0.1mm씩 증가하도록 라인 두께가 개별 설정될 수 있다.
달리 말해, 가장 작은 동심원을 이루는 제1라인(11)의 반경이 r일 때, 그 다음으로 큰 동심원을 이루는 제1라인(11)의 반경은 r+a이고, 그 다음으로 큰 동심원을 이루는 제1라인의 반경은 r+2a라 할 수 있다. 여기서, a가 전술한 미리 설정된 간격을 의미할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3을 참조하면, 인접하여 배치되는 한 쌍의 제1라인(11) 중 상대적으로 내측에 배치되는 내측 라인(11a)과 상대적으로 외측에 배치되는 외측 라인(11b) 간의 이격된 간격은 도 3에서 점선으로 도시된 각 제1라인(11)의 두께 방향 기준 중심선 간의 간격으로서 정의되는 것일 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 복수의 제2라인(12) 중 적어도 일부는 제1마커부 및 제2마커부를 이루는 면 방향(예를 들면, 대상 영역(1000')에 맞닿는 면(부착되는 면)인 부착형 표식 부재(10)의 타면에 대향하며 제1마커부 및 제2마커부가 구비되는 부착형 표식 부재(10)의 일면의 면 방향 등)에 대하여 서로 나란하지 않게 형성되는 것일 수 있다.
구체적으로, 본원의 일 실시예에 따르면, 제2마커부의 복수의 제2라인(12)은 적어도 3방향 이상의 방향에 대응하는 연장 각도로 방사형으로 구비될 수 있다. 예시적으로, 도 3을 참조하면, 복수의 제2라인(12)은 제1마커부의 복수의 제1라인(11) 중 최외곽에 배치된 제1라인(11)의 외측에 제1마커부의 동심원의 중심을 기준으로 서로 미리 설정된 각도를 이루도록 3개 이상의 라인으로 구비될 수 있다.
이와 관련하여, 복수의 제2라인(12)은 대상 영역(1000')에 부착된 부착형 표식 부재(10)의 타면 대비 이미지가 전후 방향 또는 좌우 방향(수평 방향)으로 일부 치우치게 획득(촬영)된 경우에도 전후좌우로 각 방향에 대한 왜곡을 정밀하게 보정할 수 있도록 각 방향을 조합하여 왜곡 오차를 통합 도출할 수 있는 4개 이상의 라인이 서로 다른 4방향 이상으로 뻗어나가도록(연장되게) 배치되는 방사형 형상을 가지는 것이 바람직할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 예시적으로, 도 3을 참조하면, 4개의 라인은 각각 12시, 3시, 6시 및 9시 방향을 향해 뻗어나가도록 방사형으로 형성될 수 있다.
또한, 도 2의 (a)를 참조하면, 부착형 표식 부재(10)의 일면에는 균열 영역(1000)에 대응하는 식별 정보(ID)가 표시될 수 있다. 예를 들어, 식별 정보는 부착형 표식 부재(10)가 배치되는 대상 영역(1000')에 대응하는 균열 영역(1000)을 구분하기 위한 식별자로서, 관리 번호 형식의 숫자, 문자, 기호 등 다양한 포맷을 가질 수 있으며, 본원의 구현예에 따라 균열 모니터링 시스템(1)의 모니터링 대상인 시설물, 구조물, 건축물 등과 연계된 식별 정보를 기초로 하여 할당되는 것일 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 다르면, 부착형 표식 부재(10)의 일면에 표시되는 식별 정보(ID)에는 균열 영역(1000)에 대응하는 대상 영역(1000')에 부착된 부착형 표식 부재(10)의 제1마커부와 제2마커부의 규격(예를 들면, 제1마커부의 복수의 제1라인(11) 각각의 두께, 제1라인(11) 간의 이격 거리, 제2마커부의복수의 제2라인(12)의 길이, 위치 및 연장 각도 등)에 관한 정보를 나타내는 규격 매칭 정보가 표시될 수 있으며, 균열 모니터링 장치(1000)는 이미지로부터 탐지된 식별 정보에 포함된 규격 매칭 정보로부터 해당 이미지에 등장하는 부착형 표식 부재(10)의 제1마커부와 제2마커부의 규격 패턴을 파악하고 이를 고려하여 균열 영역(1000)의 균열 특성(균열 사이즈)을 도출하는 것일 수 있다.
이와 관련하여, 균열 모니터링 장치(1000)는 후술하는 바와 같이 부착형 표식 부재(10)의 일면에 표시된 식별 정보를 영상 분석 등을 통해 탐지함으로써 균열 영역(1000) 또는 균열 영역(1000)과 연계된 모니터링 대상을 특정하도록 동작할 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 부착형 표식 부재(10)는 제1마커부 및 제2마커부의 손상이 방지되도록 부착형 표식 부재(10)의 일면에 대하여 배치되고, 광 투과성 재질로 구비되는 커버부(13)를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 부착형 표식 부재(10)는 균열 영역(1000)에 대한 균열 특성 변화에 대한 지속적인 모니터링/추적이 이루어질 수 있도록 비교적 장기간 동안 대상 영역(1000')에 대한 부착 상태를 유지할 수 있으며, 특히, 균열 영역(1000) 또는 대상 영역(1000')이 실외 공간에 형성되는 경우, 제1마커부 및 제2마커부를 포함하는 부착형 표식 부재(10)의 일면이 강수(강우) 등의 기상 환경의 영향을 받거나 불측의 손상 원인 등으로 인하여 손상될 수 있다.
이를 고려하여, 커버부(13)는 제1마커부 및 제2마커부의 손상을 장기간 방지하도록 부착형 표식 부재(10)의 일면을 커버하도록 배치될 수 있으며, 커버부(13)가 배치된 상태에서도 부착형 표식 부재(10) 및 균열 영역(1000)에 대한 이미지 획득이 가능하도록 커버부(13)는 투명 재질, 반투명 재질 등 광 투과성 특성을 가지는 재질로 구비될 수 있다.
또한, 도 2의 (b)를 참조하면, 부착형 표식 부재(10)의 제1마커부 및 제2마커부는 타면이 대상 영역(1000')에 부착되는 베이스(15)의 일면에 형성되는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1마커부의 복수의 제1라인(11) 및 제2마커부의 복수의 제2라인(12)은 베이스(15)의 일면에 코팅 형성되는 것일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 다른 예로, 제1마커부 및 제2마커부의 복수의 라인의 형상에 대응하는 소정의 부재가 베이스(15)의 일면에 결합되는 것일 수 있다. 또 다른 예로, 베이스(15) 및 제1마커부와 제2마커부는 본원의 구현예에 따라 일체의 부재로 구비되는 것일 수 있다.
한편, 도 2의 (b)를 참조하면, 부착형 표식 부재(10)는 베이스(15)의 상부와 커버부(13)를 접속시키고, 커버부(13)가 상측 방향으로 열릴 수 있도록 하는 커버부(13)의 회전축을 포함하는 결합부(14)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합부(14)는 커버부(13)에 대응하는 수평 회전축을 포함하는 힌지 구조, 링크 연결 구조, 다축 연결 구조 등 기계기구 분야에서 기 알려진 연결 구조 또는 향후 개발되는 다양한 연결 구조로 구비될 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 결합부(14)는 커버부(13)가 상측 방향으로 소정의 각도 범위(예를 들면, 90도 등) 이상 회전 거동함으로써 커버부(13)가 소정 수준 이상 상측으로 열리면, 커버부(13)가 열린 상태를 유지하며 가고정되도록 하는 고정부(미도시)를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 커버부(13)가 결합부(14)에 의해 열린 상태를 유지하면서 가고정될 수 있도록 구비됨으로써, 강우(강설) 환경에서 내리는 눈비에 의해 대상 영역(1000')과 균열 영역(1000)을 포함하도록 촬영되는 이미지에서 제1마커부와 제2마커부가 일부 가려지거나 흐리게 촬영되는 것이 방지될 수 있다.
예시적으로, 고정부(미도시)는 커버부(13)가 베이스(15)의 일면을 덮도록 배치된 커버 폐쇄 상태에서 결합부(14)의 수평 회전축을 기준으로 미리 설정된 소정의 각도 이상 들어올려지는 커버 개방 상태로 전환되면, 커버부(13)가 반대 방향으로 회전 거동하여 커버 폐쇄 상태로 다시금 전환되는 것이 방지되도록 커버부(13) 하면을 지지하도록 커버부(13)의 하측에서 내측으로 돌출되는 걸림돌기 형태로 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 소정의 각도 이상으로 들어올려진 커버부(13)를 지지할 수 있는 기계기구 분야의 통용 가능한 다양한 방식에 기반하여 구현될 수 있다.
한편, 전술한 소정의 각도는 커버부(13)의 적어도 일부가 균열 영역(1000) 및 부착형 표식 부재(10)를 촬영하는 사용자 단말(300)의 카메라 모듈의 촬영 시야를 방해하지 않도록 90도 이상의 각도로 설정될 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 걸림돌기가 커버부(13)의 하면을 지지하는 상태는 사용자(작업자)가 커버부(13)에 대하여 소정의 힘(예를 들면, 커버부(13)가 커버 폐쇄 상태로 전환되도록 하측 방향으로 커버부(13)를 회전시키는 외력 등)을 가하면 해제되는 가고정(가지지) 상태일 수 있다. 예를 들어, 걸림돌기는 사용자(작업자)가 커버부(13)에 대하여 가하는 소정의 힘에 대응하여 적어도 일부가 탄성적으로 변형됨으로써 커버부(13)의 하면으로부터 이탈되도록 구비되는 것일 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따르면, 커버부(13)는 제1마커부와 제2마커부가 형성되는 베이스(15)의 상하 방향 길이 대비 소정의 여유치를 갖는 길이로 구비될 수 있다. 즉, 커버부(13)는 균열 영역(1000) 및 부착형 표식 부재(10)를 포함하도록 획득되는 이미지의 촬영을 위해 커버부(13)가 소정의 각도 이상으로 들어올려진 커버 개방 상태에서 제1마커부와 제2마커부의 형성면으로부터 소정의 거리만큼 이격된 상태로 이미지를 촬영하는 사용자 단말(300)이 커버부(13)의 하측에 배치될 수 있도록 하는 길이로 구비될 수 있다.
이와 관련하여, 커버부(13)가 사용자 단말(300)에 의한 이미지의 촬영시에 사용자 단말(300)과 부착형 표식 부재(10)의 이격 거리를 커버할 수 있는 길이로 구비됨으로써 전술한 강우(강설) 환경 등에서도 눈, 비 등이 반영되지 않는 선명한 이미지가 확보되는 것일 수 있다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재를 대상 영역(1000')에 부착하기 위한 부착형 표식 부재의 부착 장치(200)(이하, '부착 장치(200)'라 한다.)의 기능 및 동작에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재의 부착 장치의 구조를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 균열 영역과 대상 영역의 기울기를 고려하여 부착하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 부착 장치(200)는 부착형 표식 부재(10)를 수용 가능한 내측 통로가 형성되고, 전단에 수용된 부착형 표식 부재(10)가 방출될 수 있는 개구부(201)가 형성되는 몸체부를 포함할 수 있다.
또한, 부착 장치(200)는 몸체부에 수용된 부착형 표식 부재(10)가 개구부(201)를 통해 방출되도록 하는 구동력을 제공하는 구동부(220)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 도 4를 참조하면, 구동부(220)에는 몸체부에 수용된 부착형 표식 부재(10)에 대하여 개구부(201)를 향하는 방향으로 탄성력을 가하는 스프링 등의 탄성 부재가 배치되고, 구동부(220)가 상기 탄성 부재를 몸체부의 연장 방향을 따라 압축하는 구성 및 상기 탄성 부재의 압축된 상태를 해제하는 구성을 포함하도록 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 본원의 구현예에 따라 몸체부에 형상되는 내측 통로의 연장 방향을 따라 부착형 표식 부재(10)를 전후진 시킬 수 있는 다양한 방식의 구동 메커니즘이 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 부착 장치(200)는 부착 장치의 기울기를 감지하는 센서부(230)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 센서부(230)는 부착 장치(200) 또는 부착 장치(200)의 몸체부의 3축 방향으로의 기울기 각각을 복합적으로 센싱(감지)하는 것일 수 있다. 예를 들어, 센서부(230)는 지자기 센서, 자이로스코프 등의 관성 센서 타입으로 구비되는 것일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 부착 장치(200)는 부착형 표식 부재(10)의 방출 방향을 조정하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 제어부(미도시)는 배치블록(25)의 기울임 각도를 다축으로 조절함으로써 부착형 표식 부재(10)의 방출 방향을 조정하는 것일 수 있다.
또한, 부착 장치(200)는 부착형 표식 부재(10)가 그 전면에 맞닿게 배치되고, 제어부(미도시)에 의한 기울기 각도 조절이 가능하도록 구비되며, 구동부(220)에 의한 내측 통로에서의 전후진이 가능하도록 구비되는 배치블록(25)을 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 도 5를 참조하면, 제어부(미도시)는 균열 영역(1000)에 대하여 부착 장치를 배치한 상태에서 센서부(230)에 의해 감지된 제1기울기(a1)와 균열 영역(1000)과 이웃하고, 부착형 표식 부재(10)가 부착되는 대상 영역(1000')에 대하여 부착 장치(200)를 배치한 상태에서 센서부(230)에 의해 감지된 제2기울기(a2)에 기초하여 부착형 표식 부재(10)의 방출 방향을 조정할 수 있다.
즉, 본원에서 개시하는 균열 모니터링 시스템(1)의 모니터링 대상 영역인 균열 영역(1000) 및 균열 영역(1000)과 상호 비교되는 제1마커부를 구비하는 부착형 표식 부재(10)가 부착되는 대상 영역(1000') 간의 위치 오차로 인하여 균열 영역(1000)과 대상 영역(1000')의 표면의 패턴이 서로 상이할 수 있음을 고려하여, 부착 장치(200)는 대상 영역(1000')에 부착되는 부착형 표식 부재(10)가 균열 영역(1000)의 기울기 특성에 부합하도록 대상 영역(1000')에 부착되도록 할 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 부착 장치(200)는 배치블록(25)의 전면에 배치된 부착형 표식 부재(10)와 대상 영역(1000') 사이의 간격 공간에 부착형 표식 부재(10)에 부착력을 제공하는 접착 물질(202)을 공급하는 접착부(미도시)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 접착부(미도시)는 부착형 표식 부재(10)의 타면 또는 대상 영역(1000')의 표면에 대하여 접착 물질(202)을 제공(도포)하거나 부착형 표식 부재(10)의 타면과 대상 영역(1000')의 표면 사이의 간격 공간 중간에 접착 물질(202)을 공급하는 구성일 수 있다.
한편, 접착부(미도시)에 의해 공급되는 접착 물질은 간격 공간에 공급된 후 소정의 시간 이내에서 구동부(220)에 의해 가해지는 전진 압력에 의해 변형 가능한 재질을 포함할 수 있다.
이러한 접착 물질의 특성과 관련하여 본원의 일 실시예에 따르면, 접착 물질(202)은 균열 영역(1000)의 제1기울기와 대상 영역(1000')의 제2기울기의 오차를 커버하도록 간격 공간에 공급된 상태를 유지하도록 간격 공간에 공급된 후 소정의 시간이 경과하면 경화되는 것일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
다른 예로, 필요에 따라서는 부착형 표식 부재(10)가 대상 영역(1000')에 1차적으로 부착된 후, 부착형 표식 부재(10)의 부착 패턴을 작업자 등이 일부 수동으로 변화시킬 수 있도록 접착 물질(202)은 소정 수준 이상의 외력에 대응하여 변형 가능한 상태를 유지하는 재질로 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(미도시)는 구동부(220)를 제어하여 배치블록(25)의 전면에 배치되는 부착형 표식 부재(10)가 개구부(201)를 통해 방출될 수 있도록 배치블록(25)을 전진시키되, 배치블록(25) 또는 구동부(220)에 가해지는 저항 압력에 대한 정보를 압력 센서(미도시)로부터 획득하고, 상기 저항 압력이 미리 설정된 압력 값 이상인 경우, 접착 물질(202)이 가압됨으로써 대상 영역(1000)에 도달하여 제1기울기와 제2기울기의 오차를 커버할 수 있도록 접착 물질(202)이 간격 공간 내에 충분히 배치(도포)된 것으로 판단하여 구동부(220)의 전진 구동을 정지하거나 구동부(220)를 후진시킬 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 구동부(220)가 배치블록(25)을 전진시키는 구동 범위가 제어부(미도시)에 의해 미리 설정되되, 전술한 제1기울기와 제2기울기의 편차에 기초하여 접착부(미도시)에 의해 간격 공간으로 제공(도포)되는 접착 물질(202)의 양(부피)이 가변되는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1기울기와 제2기울기의 편차가 클수록 간격 공간을 커버하기 위해 필요한 접착 물질(202)의 양(부피)이 커질 수 있으므로, 제어부(미도시)는 접착부(미도시)를 통해 간격 공간으로 제공되는 접착 물질(202)의 양을 제1기울기와 제2기울기의 편차에 기초하여 결정할 수 있다.
이와 관련하여, 균열 영역(1000)에 대응하여 센서부(230)에 의해 계측된 제1기울기와 대상 영역(1000')에 대응하여 센서부(230)에 의해 계측된 제2기울기의 오차를 커버하도록 접착 물질(202)이 간격 공간에 배치됨으로써 부착형 표식 부재(10)가 균열 영역(1000)의 제1기울기에 대응하는 기울기로 대상 영역(1000')에 부착되는 것일 수 있다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 6을 참조하면, 균열 모니터링 장치(100)는 이미지 획득부(110), 보정부(120), 분석부(130) 및 스토리지부(140)를 포함할 수 있다.
이미지 획득부(110)는 부착형 표식 부재(10)가 부착된 대상 영역(1000')과 균열 영역(1000)을 포함하도록 촬영된 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 이미지 획득부(110)는 사용자 단말(300)에 의해 촬영된 대상 영역(1000') 및 균열 영역(1000)의 이미지를 사용자 단말(300)로부터 획득하는 것일 수 있다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재가 부착된 대상 영역과 균열 영역을 포함하도록 이미지를 촬영하는 과정에서 사용자 단말로 제공되는 촬영 가이드를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 균열 모니터링 장치(100)는 사용자 단말(300)을 통해 실시간 획득되는 사용자 단말(300)의 카메라 모듈(미도시)의 촬영 화면에 부착형 표식 부재(10)의 제1마커부 및 제2마커부의 형상에 대응하는 촬영 가이드(G)를 중첩하여 표시함으로써 사용자가 대상 영역(1000')에 부착된 부착형 표식 부재(10)의 실제 형상과 촬영 가이드(G)의 형상을 육안으로 확인하여 상호 비교하면서 이미지를 촬영할 수 있도록 보조하여 이미지의 왜곡 오차의 발생이 상대적으로 저감되도록 유도할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따르면, 균열 모니터링 장치(100)는 균열 영역(1000)에 대하여 기 측정된 균열 특성(균열 폭, 균열 사이즈 등)을 고려하여 사용자가 사용자 단말(300)을 대상 영역(1000')으로부터 소정의 거리만큼 이격시킨 상태로 이미지를 촬영하거나 소정의 배율로 대상 영역(1000')의 이미지를 촬영하도록 유도하도록 사용자 단말(300)의 촬영 화면에 오버레이 되는 촬영 가이드(G)의 사이즈를 균열 영역(1000)에 대하여 기 확보된 균열 특성 정보에 기초하여 확대하거나 축소할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 균열 모니터링 장치(100)는 대상 영역(1000')과 균열 영역(1000)의 상대적인 위치가 부착형 표식 부재(10)의 배치에 따라 달라질 수 있음을 고려하여 촬영 가이드(G)의 촬영 화면 내에서의 표출 위치를 사용자 단말(300)로 인가되는 사용자 입력(예를 들면, 촬영 가이드(G)를 촬영 화면 내에서 드래그 방식으로 이동시키는 입력 등)을 통해 조정할 수 있다.
이해를 돕기 위해 예시하면, 사용자 단말(300)의 촬영 방향을 기준으로 좌측 상부에 균열 영역(1000)이 위치하고, 우측 하부에 대상 영역(1000')이 위치하도록 부착형 표식 부재(10)가 배치된 것을 가정하면, 균열 모니터링 장치(100)는 사용자 단말(300)로 인가된 사용자 입력에 기초하여 촬영 가이드(G)를 촬영 화면의 상대적으로 우측 하부로 이동시킬 수 있다.
한편, 이미지 획득부(110)는 획득한 이미지로부터 균열 영역(1000)에 대응하는 식별 정보를 이미지 내에서 식별(탐지)할 수 있다.
보정부(120)는 이미지에 반영된 부착형 표식 부재(10)의 제1마커부 및 제2마커부 중 적어도 하나에 기초하여 이미지의 왜곡을 보정할 수 있다. 예를 들어, 보정부(120)는 이미지에 반영된 부착형 표식 부재(10)의 제1마커부 및 제2마커부 중 적어도 하나에 기초하여 왜곡 오차를 도출할 수 있다.
이와 관련하여, 균열 모니터링 장치(100)는 획득된 이미지의 픽셀별 색상 정보 등을 기초로 하여 해당 이미지로부터 균열 영역(1000)의 식별 정보, 제1마커부의 복수의 제1라인(11), 제2마커부의 복수의 제2라인(12), 균열 영역(1000) 등을 탐지하기 위한 영상 분석 모듈을 구비할 수 있다.
예를 들어, 영상 분석 모듈은 기 분류된 복수의 클래스에 대응하는 픽셀별 분류 결과를 도출하는 시맨틱 세그먼테이션(Semantic segmentation)을 수행하여 전술한 제1라인(11), 제2라인(12) 등을 이미지 내에서 구별하는 인공지능 기반의 모델을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 본원의 구현예에 따라 영상 분석 모듈은 종래에 개발되었거나 향후 개발될 수 있는 다양한 영상 분석 인공지능 모델을 포함할 수 있다.
구체적으로, 보정부(120)는 이미지에 반영된 복수의 제2라인(12) 각각의 길이, 위치 및 라인 연장 각도와 이미지에 반영된 복수의 제1라인(11) 각각의 간격 정보 중 적어도 하나에 기초하여 이미지의 왜곡을 보정할 수 있다.
분석부(130)는 보정부(120)에 의해 보정된 이미지에서 고려하여 제1마커부와 균열 영역(1000)을 상호 비교하여 균열 영역(1000)의 균열 사이즈를 산출할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 분석부(130)는 기 보유한 제1마커부의 복수의 제1라인(11) 각각의 두께 값과 이미지 내에서 식별되는 균열 영역(1000)의 규격(두께 등)을 도출된 왜곡 오차를 고려하여 상호 비교하는 방식으로 균열 영역(1000)의 균열 사이즈를 산출하는 것일 수 있다. 한편, 이러한 이미지 내에서의 균열 영역(1000)과 제1라인(11) 간의 비교 프로세스는 균열 영역(1000)의 국부적인 밝기 정보(픽셀 값 등)를 기초로 하여 이루어지는 것일 수 있다.
스토리지부(140)는 분석된 이미지를 균열 영역(1000)에 대한 식별 정보, 산출된 균열 사이즈 및 해당 이미지의 촬영 시간 중 적어도 하나와 매칭하여 저장할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 8에 도시된 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 방법은 앞서 설명된 균열 모니터링 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 균열 모니터링 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 단계 S11에서 이미지 획득부(110)는 (a) 부착형 표식 부재(10)가 부착된 대상 영역과 대상 영역에 대응하는 균열 영역을 포함하도록 촬영된 이미지를 획득할 수 있다.
다음으로, 단계 S12에서 보정부(120)는 (b) 획득된 이미지에 반영된 제1마커부 및 제2마커부 중 적어도 하나에 기초하여 이미지의 왜곡을 보정할 수 있다.
다음으로, 단계 S13에서 분석부(130)는 (c) 보정된 이미지의 제1마커부와 균열 영역을 상호 비교하여 균열 영역의 균열 사이즈를 산출할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S13은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 전술한 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
지금까지 상술한 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 시스템(1)에 대한 설명은, 본원의 구현예에 따라서, 하기에서 서술하는 본원의 다른 실시예에 따른 균열 측정과 이미지 왜곡 보정을 위한 부착형 표식 수단에 대한 설명을 통해서 이해될 수 있다. 따라서, 이하, 생략된 내용이라고 하더라도 상술한 본원의 일 실시예에 따른 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 시스템(1)에 대하여 설명된 내용은 하기의 본원의 다른 실시예에 따른 균열 측정과 이미지 왜곡 보정을 위한 부착형 표식 수단에도 동일하게 적용될 수 있다.
본원의 다른 실시예에 따른 균열 측정과 이미지 왜곡 보정을 위한 부착형 표식 수단(이하, '부착형 표식 수단'이라 함.)은, 복수의 제1마커 및 복수의 제2마커를 포함할 수 있다.
복수의 제1마커는 부착형 표식 수단이 이미지 왜곡 및 방향 보정뿐만 아니라 영상 분석 시 측정하고자 하는 균열 크기의 기준을 제공하기 위하여 균열 영역의 균열 크기와 비교되도록 각각 상이한 두께로 형성될 수 있다. 구체적으로, 시설물 안전점검 시, 균열의 크기가 0.1mm 등 미세한 수준으로 달라지는 경우라도 보수보강 공법이 달라지는 경우가 발생할 수 있어 정확한 균열의 크기를 도출할 수 있는 기준이 필요함을 고려하여 본원에서 개시하는 부착형 표식 수단의 복수의 제1마커 각각의 선 두께는 0.1mm를 단위로 하여 개별 설정될 수 있다.
예를 들어, 복수의 제1마커 각각은 외측에 배치될수록 두께가 커지는 동심원 형상으로 구비되되, 중심점(중심포인트)에 가장 근접한 동심원인 제1마커는 0.1mm의 선 두께를 가지고, 중심점으로부터 멀어지게 배치될수록 0.1mm씩 선 두께가 증가(달리 말해, 0.1/0.2/0.3/0.4/0.5mm 등으로 선두께가 증가)하는 것일 수 있다.
한편, 본원의 다른 실시예에 따르면 복수의 제1마커 각각은 미리 설정된 간격(예를 들면, 10mm 등)으로 서로 이격 배치되는 것일 수 있다.
이와 관련하여, 복수의 제1마커는 동심원 형상으로 구비되되, 모든 방향에서 각 원(동심원)과 원(동심원) 사이의 거리가 미리 설정된 간격으로 일정하게 설정됨으로써 부착형 표식 수단은 균열 영역과 함께 촬영된 이미지를 통해 촬영 방향 등에 따른 왜곡 보정이 가능한 것일 수 있다.
또한, 복수의 제2마커는 부착형 표식 수단의 부착 방향을 나타내도록 복수의 제1마커의 외측에 각각 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 제2마커는 복수의 제1마커 중 최외곽에 배치된 제1마커의 외측에 동심원의 중심을 기준으로 미리 설정된 각도로 서로 회전 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2마커 각각은 복수의 제1마커 외측에 상호 90도씩 회전되도록 4개 배치되는 것일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
이와 관련하여, 제2마커는 제1마커에 대응하는 원의 상하좌우에 지시선 형태로 배치되어 방향을 보정하고 제2마커 각각의 길이 정보를 기초로 하여 부착형 표식 수단과 균열 영역이 포함되도록 촬영된 이미지의 왜곡 보정을 가능케 할 수 있다. 또한, 이러한 제2마커는 균열 영역에 대한 향후의 추적 관리 시 점검자가 이미지를 기울여 촬영하더라도 제2마커가 이미지 상에 위치하는 방향을 기준으로 동일한 위치로 보정함으로써 균열의 진행 상태를 파악하는데 활용될 수 있다.
특히, 측정값의 정확성은 촬영된 이미지의 왜곡과 밀접한 관련이 있다. 시설물 안전점검 시, 균열의 크기가 0.1㎜ 차이에 따라 보수보강 공법이 달라지는 경우가 발생하므로, 객관적이고 신뢰성 있는 점검과 균열측정방안이 필요하며, 정밀한 영상분석을 통해 정확한 균열값을 도출 가능하더라고 이미지가 왜곡되어 입력 데이터가 오류가 발생 시, 결과값 또한 오차가 발생하므로 이미지 왜곡 보정은 영상분석에서 매우 중요한 부분이다.
이를 고려하여, 본원은 이미지 왜곡을 보정하기 위하여 각 원과 원의 사이 거리를 1cm로 동일하게 적용하고, 원의 형상은 수평·수직을 맞추어 정면에서 측정할 경우 어느 방향에서 측정하더라고 동일한 반지름 값을 나타내므로 각 원과의 거리를 영상분석을 통해 분석하여 이미지의 왜곡을 보정할 수 있다.
나아가, 이미지 왜곡 보정은 원의 가장 외각에 상하좌우에 있는 지시선 형태의 제2마커의 길이 정보를 기초로 하여서도 이루어질 수 있다. 즉, 제2마커의 길이를 사전 설정해줌으로써 영상 분석을 통해 이미지 왜곡을 두 가지 측면에서 보정할 수 있고, 이에 따라 정밀한 이미지 보정이 가능하여 정확한 입력 데이터를 전송할 수 있다.
또한, 부착형 표식 수단에는 해당 균열에 대한 정확한 위치를 식별할 수 있도록 하는 관리번호 등의 식별자가 부여될 수 있으며, 이러한 식별자는 테이핑 기법 등을 통해 시설물 점검 수행 전에 사전 제작하여 현장에서 부착형 표식 수단에 대하여 설치될 수 있고, 부착형 표식 수단과 함께 대상 영역에 부착됨으로써 해당 균열 영역에 대한 식별을 통한 지속 추적 및 관리가 가능해질 수 있다.
예를 들면, 점검자 등은 소지한 사용자 단말에 설치된 전용 APP을 통해 각 시설물에 대한 정보를 입력하고, 문자인식 기능 등을 통해 균열 영역을 촬영한 이미지로부터 식별된 식별자와 함께 이미지를 서버 등을 통해 저장함으로써 해당 균열 영역에 대한 1회의 측정뿐만 아니라 지속적인 추적관리에도 활용할 수 있게 된다.
또한, 본원의 다른 실시예에 따르면, 부착형 표식 수단은 전술한 제1마커와 제2마커가 형상화되는 시트형 부재의 불측의 손상을 방지하기 위하여 시트형 부재의 외측을 감싸도록 배치되는 커버 부재를 포함할 수 있다.
종합하면, 본원에서 개시하는 부착형 표식 수단이 균열 영역에 대한 측정값의 정확성에 영향을 주는 이미지 왜곡과 일정한 촬영거리 유지에 대한 문제점을 해결하기 위하여 촬영거리를 고려하지 않고 자유롭게 촬영이 가능하면서 영상의 상하좌우 비틀림에 대한 보정이 가능한 형태로 배치됨으로써 점검자의 숙련도와 촬영거리에 상관없이 일정하고 정확한 균열의 측정이 가능할 수 있다.
또한, 표식 수단 부착 장치는 앞서 설명한 부착형 표식 수단을 균열 영역과 이웃한 소정의 대상 영역의 표면에 부착하기 위하여 구비되는 것일 수 있다. 달리 말해, 부착형 표식 수단은 균열 영역과 이웃한 대상 영역의 표면에 부착될 수 있다.
또한, 본원의 다른 실시예에 따른 표식 수단 부착 장치는 균열 이미지 왜곡 보정을 위해 부착형 표식판을 시설물에 부착할 때, 측정하고자 하는 균열이 발생한 지점의 기울기를 반영하여 부착하여야 정확한 이미지 왜곡 보정이 가능한 점을 고려하여 표식 수단 부착 장치의 기울기 정보(예를 들면, 수평 방향 기울기, 수직 방향 기울기 등)를 센싱하는 센서를 구비하되, 균열 영역에서 측정된 제1기울기 정보 및 부착형 표식 수단이 부착되는 대상 영역에서 후속하여 측정된 제2기울기 정보에 기초하여 부착형 표식 수단의 부착 방향을 결정할 수 있다.
본원의 다른 실시예에 따르면, 표식 수단 부착 장치는 자이로 센서, 내부에 삽입된 부착형 표식 수단을 밀어줄 수 있는 스프링 등의 구동 수단 등을 포함하는 부착건일 수 있으며, 이러한 표식 수단 부착 장치는 균열을 측정하고자 하는 지점(균열 영역)의 표면 등의 기울기를 반영하여 부착형 표식 수단을 대응되게 부착함으로써 왜곡 보정 시, 부착에 의한 오차를 예방하기 위한 것일 수 있다.
달리 말해, 표식 수단 부착 장치는 연장 형성된 관형 부재 내측에 삽입된 부착형 표식 수단(이를 테면, 부착형 표식판 등)을 부착 방향을 향하여 이동시키는 스프링 등의 구동 수단을 포함하는 건(Gun) 형태로 마련될 수 있다.
한편, 본원의 다른 실시예에 따른 균열 측정과 이미지 왜곡 보정을 위한 부착형 표식 수단을 이용한 균열 측정 및 추적관리 시스템은 균열 영역 및 부착형 표식 수단을 포함하도록 촬영된 이미지에 기초하여 균열 영역과 연계된 정보를 도출하는 영상 분석 수단을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 영상 분석 수단은 균열 영역과 이웃한 대상 영역에 부착형 표식 수단이 부착된 상태에서 균열 영역 및 대상 영역을 촬영한 이미지를 점검자 등의 사용자가 소지한 사용자 단말로부터 획득하는 것일 수 있다. 또한, 영상 분석 수단은 획득한 이미지에 대한 분석을 통해 도출한 균열 영역과 연계된 정보(균열 정보)를 해당 사용자 단말을 통해 제공하는 것일 수 있다.
영상 분석 수단은 점검자가 휴대폰 등의 사용자 단말을 이용하여 균열 영역이 위치하는 현장에서 용이하고, 신속하게 촬영한 이미지를 분석하여 균열값을 도출할 수 있으며, 전술한 부착형 표식 수단의 마커 형상에 따른 왜곡 보정을 수행하여 줌으로써 점검자의 숙련도 내지 점검자의 촬영 정확도 등과 무관하게 일정하고 정확한 균열의 측정이 이루어질 수 있다.
특히, 휴대폰 등의 사용자 단말을 통해 측정한 이미지와 이에 따라 도출된 균열 정보를 포함하는 데이터는 별도의 서버에 이미지 및 이에 매칭된 데이터로서 저장되어 점검자가 필요 시, 언제든지 분석된 이미지와 데이터 확인이 가능하고, GPS 데이터를 추출하고 이를 측정 결과 데이터와 연동하여 향후 추적관리에 활용 가능하다.
한편, 하나의 균열 영역에 대하여 서로 다른 시점에 각각 측정되는 균열 관련 데이터를 지속 저장하고, 시계열적으로 비교·분석함으로써 특정 시점에서의 균열의 크기, 폭 등의 규격 정보뿐만 아니라 균열의 방향, 진행속도 등에 대하여 정확하고 편리하게 추적관리가 가능해질 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 시스템
10: 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재
11: 제1라인
12: 제2라인
100: 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치
110: 이미지 획득부
120: 보정부
130: 분석부
140: 스토리지부
200: 부착형 표식 부재의 부착 장치
210: 몸체부
220: 구동부
230: 센서부
25: 배치블록
300: 사용자 단말
1000: 균열 영역
1000': 대상 영역

Claims (8)

  1. 균열 측정을 위해 균열 영역과 이웃한 대상 영역에 타면이 부착되는 부착형 표식 부재를 상기 대상 영역에 부착하는 부착 장치에 있어서,
    각각이 상이한 두께를 갖는 복수의 제1라인을 갖는 제1마커부를 포함하고, 상기 복수의 제1라인 각각의 상이한 두께는, 상기 균열 영역에서 발생될 가능성이 있는 균열의 두께 범위를 고려하여 설정되는 부착형 표식 부재;
    상기 부착형 표식 부재를 수용 가능한 내측 통로가 형성되고, 전단에 수용된 상기 부착형 표식 부재가 방출될 수 있는 개구부가 형성되는 몸체부;
    상기 몸체부에 수용된 상기 부착형 표식 부재가 상기 개구부를 통해 방출되도록 하는 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 부착 장치의 기울기를 감지하는 센서부;
    상기 부착형 표식 부재의 방출 방향을 조정하는 제어부; 및
    상기 부착형 표식 부재가 그 전면에 맞닿게 배치되고, 상기 제어부에 의한 기울기 각도 조절이 가능하도록 구비되며, 상기 구동부에 의한 상기 내측 통로에서의 전후진이 가능하도록 구비되는 배치블록,
    을 포함하는, 부착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부착형 표식 부재는,
    소정의 길이를 가지며, 서로 간격을 두고 소정의 위치 및 소정의 라인 연장 각도로 배치되는 복수의 제2라인을 갖는 제2마커부,
    를 더 포함하고,
    상기 복수의 제2라인 각각의 길이, 위치 및 연장 각도는, 상기 균열 영역 및 상기 대상 영역을 포함하도록 획득되는 이미지의 왜곡을 보정 가능하도록 미리 알려진 값으로 설정되는 것인, 부착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1라인 각각은 상기 균열 영역 및 상기 대상 영역을 포함하도록 획득되는 이미지의 왜곡을 보정 가능하도록 미리 설정된 간격으로 서로 이격되는 것인, 부착 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    균열 영역에 대하여 상기 부착 장치를 배치한 상태에서 상기 센서부에 의해 감지된 제1기울기와 상기 균열 영역과 이웃하고, 상기 부착형 표식 부재가 부착되는 대상 영역에 대하여 상기 부착 장치를 배치한 상태에서 상기 센서부에 의해 감지된 제2기울기에 기초하여 상기 방출 방향을 조정하는 것인, 부착 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배치블록의 전면에 배치된 상기 부착형 표식 부재와 상기 대상 영역 사이의 간격 공간에 상기 부착형 표식 부재에 부착력을 제공하는 접착 물질을 공급하는 접착부,
    를 더 포함하고,
    상기 접착 물질은 공급 후 소정의 시간 이내에서 상기 구동부에 의해 가해지는 전진 압력에 의해 변형 가능한 재질인 것을 특징으로 하는, 부착 장치.
  7. 균열 측정을 위한 부착형 표식 부재를 이용한 균열 모니터링 장치에 있어서,
    상기 부착형 표식 부재를 상기 대상 영역에 부착하는 제1항에 따른 부착 장치;
    상기 부착형 표식 부재가 부착된 상기 대상 영역과 상기 균열 영역을 포함하도록 촬영된 이미지를 획득하는 이미지 획득부;
    상기 이미지에 반영된 상기 복수의 제2라인 각각의 길이, 위치 및 라인 연장 각도와 상기 이미지에 반영된 상기 복수의 제1라인 각각의 간격 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 이미지의 왜곡을 보정하는 보정부; 및
    상기 보정된 이미지의 상기 제1마커부와 상기 균열 영역을 상호 비교하여 상기 균열 영역의 균열 사이즈를 산출하는 분석부,
    를 포함하는, 균열 모니터링 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이미지 획득부는, 상기 이미지로부터 상기 균열 영역에 대응하는 식별 정보를 식별하고,
    상기 이미지를 상기 식별 정보, 상기 균열 사이즈 및 상기 이미지의 촬영 시간 중 적어도 하나와 매칭하여 저장하는 스토리지부,
    를 더 포함하는 것인, 균열 모니터링 장치.
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