KR20080048849A - 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템 - Google Patents

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KR20080048849A
KR20080048849A KR1020060119328A KR20060119328A KR20080048849A KR 20080048849 A KR20080048849 A KR 20080048849A KR 1020060119328 A KR1020060119328 A KR 1020060119328A KR 20060119328 A KR20060119328 A KR 20060119328A KR 20080048849 A KR20080048849 A KR 20080048849A
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bridge
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bridge inspection
angle
photographing
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KR1020060119328A
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이병주
양해원
최영진
오세민
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 교량 검사용 차량에 구비되는 긴 암(arm)과 암에 탑재되는 교량 검사용 이동로봇의 하중에 의해 발생하는 교량 상판 하부면과, 이를 촬영하는 카메라와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판 하부를 정밀하게 촬영할 수 있는 교량 검사용 이동로봇 및 이를 이용한 교량 검사 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇은,
교량 상판 하부에 구비되는 레일을 따라 이동하는 이동 수단과; 이동 수단의 상부에 탑재되어, 교량 상판 하부를 촬영하는 촬영부와 교량 상판 하부와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판 하부를 촬영하도록 촬영부의 위치를 조절하는 위치 조절 수단으로 구현된다.
교량, 검사, 점검, 이동로봇

Description

교량 검사용 이동로봇 및 이를 이용한 교량 검사 시스템{mobile robor for inspecting bridge structure and inspecting bridge structure system using the same}
도 1 은 종래 교량 검사 시스템을 설명하기 위한 개요도.
도 2 는 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템의 개요도.
도 3 은 도 2에 도시된 교량 검사용 이동로봇의 개략적인 측면도.
도 4 는 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템의 개략적인 블록 구성도.
도 5(a) 는 도 3에 도시된 이동 수단의 개략적인 사시도.
도 5(b) 는 도 5(a)에 도시된 보조 이동부의 개략적인 내부 사시도.
도 6(a) 는 도 3에 도시된 높이 조절부의 개략적인 측면도.
도 6(b) 는 높이 조절부의 작동을 보인 개략적인 측면도.
도 7(a) 는 도 3에 도시된 각도 조절부의 개략적인 측면도.
도 7(b) 는 각도 조절부의 작동을 보인 개략적인 측면도.
도 8 은 촬영 정보를 설명하기 위한 개요도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 교량 검사용 이동로봇 150 : 이동 수단
157 : 하부 이동부 160 : 보조 이동부
170 : 높이 조절부 180 : 각도 조절부
190 : 위치 조절 수단 195 : 촬영부
200 : 교량 검사 제어장치
본 발명은 교량 검사 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교량 검사용 차량에 구비되는 긴 암(arm)과 암에 탑재되는 교량 검사용 이동로봇의 하중에 의해 발생하는 교량 상판 하부면과, 이를 촬영하는 카메라와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판 하부를 정밀하게 촬영할 수 있는 교량 검사용 이동로봇 및 이를 이용한 교량 검사 시스템에 관한 것이다.
우리나라는 산간지역과 하천이 많은 지형 특성상 도로에서 교량이 차지하는 비중은 매우 높다. 특히 한강과 같이 도심을 가로질러 흐르는 하천이 있는 경우 또는 산간도로 등에 도로를 건설함에 있어서, 교량의 설치는 필연적이다. 그러나 이와 같은 교량은 사고가 발생할 경우 대형사고로 이어질 수밖에 없기 때문에, 주기적으로 교량 콘크리트의 균열 및 부식 여부 등을 점검하기 위한 안전점검을 실시하고 있다.
도 1은 종래 교량 검사 시스템을 설명하기 위한 개요도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래에는 교량 상판(1) 하부의 안전점검을 위하여, 작업자가 교량 검사용 차량(2)에 구비되는 굴절 암(3)에 등에 위치하여 교량 상판(1) 하부의 균열 등을 육안으로 직접 점검하였다. 그러나 이러한 경우 바람 등에 의해 굴절 암(3)이 흔들릴 수 있음으로 작업자의 안정성이 확보되지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 교량 검사용 차량(2)에 구비되는 굴절 암(3)을 따라, 교량 상판(1) 하부를 촬영하기 위한 카메라를 구비한 교량 검사용 이동로봇(4)이 이동하면서 교량 상판(1) 하부를 촬영하는 방법을 이용한 안전점검을 실시하고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 안전점검 방법 또한 교량 검사용 차량(2)에 구비되는 굴절 암(3)의 자체 하중과 교량 검사용 이동로봇(4)의 하중 또는 바람 등에 의해 교량 상판 하부(1)를 정밀하게 검사할 수 없는 문제점 있다. 즉, 예컨대 굴절 암(3)을 따라 이동하면서 교량 상판(1) 하부를 촬영하도록 교량 검사용 이동로봇(4)을 셋팅하였을 경우, 상술한 바와 같이 굴절 암(3)의 자체 하중과 교량 검사용 이동로봇(4)의 하중 또는 바람 등에 의해, 실제 촬영해야 할 위치와 이동로봇(4)의 위치 사이에는 오차 거리(l) 및 각도(θ)가 발생함으로써, 정밀한 검사가 이루어질 수 없는 문제점 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 교량 검사용 차량에 구비되는 긴 암의 하중 및 암에 탑재되는 교량 검사용 이동로봇의 하중에 의해 발생하는 교량 상판 하부면과 이를 촬영하는 카메라와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서, 교량 상판 하부를 정밀하게 촬영할 수 있는 교량 검사용 이동로봇 및 이를 이용한 교량 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 교량 상판 하부면과 이를 촬영하는 카메라와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판 하부를 촬영할 수 있도록 교량 검사용 이동로봇을 자동 또는 수동으로 원격제어할 수 있으며, 교량 검사용 이동로봇으로부터 촬영되는 교량 상판 하부의 이미지 및 이미지가 촬영된 위치를 저장하여, 정밀 검사가 요구되는 지점을 원하는 거리 및 각도에서 정밀하게 촬영할 수 있는 교량 검사용 이동로봇 및 이를 이용한 교량 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템은,
교량 상판 하부를 촬영하는 촬영부와 교량 상판 하부와의 거리 및 각도를 산출하고, 촬영 거리 및 각도 정보를 포함하는 구동 제어신호 입력에 따라 촬영부와 교량 상판 하부와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판 하부를 촬영하며, 촬영된 교량 상판 하부 이미지와 이미지의 촬영 위치 데이터를 포함하는 이미지 정보를 무선 전송하는 교량 검사용 이동로봇과; 사용자의 입력에 따라 구동 제어신호를 무선 전송하며, 현재의 위치 데이터와 이동로봇으로부터 전송되는 이미지 정보가 조합된 촬영 정보를 저장하는 교량 검사 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇은 교량 상판 하부에 구비되는 레일을 따라 이동하는 이동 수단과; 이동 수단의 상부에 탑재되어, 교량 상판 하부를 촬영하는 촬영부와 교량 상판 하부와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판 하부를 촬영하도록 촬영부의 위치를 조절하는 위치 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 위치 조절 수단은 이동 수단의 상부에 탑재되어 촬영부의 높이를 조절하는 높이 조절부와, 촬영부가 상부에 구비되며 높이 조절부의 상부에 탑재되어 촬영부의 회전 각도를 조절하는 각도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 특징에 따르면, 교량 검사용 이동로봇이 교량 상판 하부를 촬영하는 촬영부와 교량 상판 하부와의 거리 및 각도를 산출하고, 교량 검사 제어장치의 구동 제어신호 입력에 따라 오차 거리 및 각도를 산출하여, 레일을 따라 수평으로 이동하는 이동 수단과 촬영부의 거리와 각도를 조절하는 높이 저절부 및 각도 조절부를 포함하는 위치 조절 수단을 통해 촬영부를 제어함으로써, 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판 하부를 정밀하게 촬영할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템의 개요도이고, 도 3은 도 2에 도시된 교량 검사용 이동로봇의 개략적인 측면도를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 교량 검사 시스템은 크게 교량 검사용 이동로봇(100)과 교량 검사 제어장치(200)로 구현된다. 또한 교량 검사용 이동로봇(100)은 교량 검사용 차량(300)의 굴절 암(310) 일단에 구비되는 레일(320)에 탑재되어 수평으로 이동하는 이동 수단(150)과, 이동 수단(150)의 상부에 탑재되어 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 거리(높이)를 조절하는 높이 조절부(170) 및 촬영부(195)가 상부에 구비되며 높이 조절부(170)의 상부에 탑재되어, 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 각도를 조절하는 각도 조절부(180)를 포함하는 위치 조절 수단(190)으로 구현된다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 교량 검사 시스템에 대해 개략적으로 설명하면, 교량 검사용 이동로봇(100)은 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부의 거리 및 각도를 산출하고, 교량 검사용 차량(300)에 구비되는 교량 검사 제어장치(200)로부터 무선 전송되는 자동/수도 구동 명령, 촬영 위치와 거리 및 각도 정보 등을 포함하는 구동 제어신호에 따라 자동 또는 수동으로 구동한다.
보다 구체적으로 교량 검사용 이동로봇(100)은 상기 구동 제어신호에 따라 자동 또는 수동으로 구동하되, 상기 산출된 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부의 거리 및 각도와 촬영하고자 하는 거리 및 각도를 비교하여, 그 비교 결과에 따라 발생하는 오차 거리 및 각도를 위치 조절 수단(190)을 통해 보상하면서 교량 상판(1) 하부를 촬영하게 된다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇(100) 및 이를 이용한 교량 검사 시스템에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템의 개략적인 블록 구성도를 도시한 것이며, 이하 교량 검사 제어장치(200)에 대한 설명은 후술하기로 한다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇(100)은, 교량 검사 제어장치(200)로부터 무선 전송되는 구동 제어신호를 수신하고 이미지 정보를 무선 송신하는 무선 송수신부(105), 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 거리 및 각도를 검출하는 거리 감지센서(110) 및 각도 감지센서(155), 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 오차 거리 및 각도를 산출하는 거리/각도 산출부(120), 제어부(140)로부터 입력되는 제어신호에 따라 이동 수단(150)과 위치 조절 수단(190)의 구동을 제어하는 구동 제어부(125), 교량 검사용 이동로봇(100)의 회전량을 감지하는 이동로봇 회전량 감지부(130), 이동로봇 회전량 감지부(130)로부터 입력되는 감지결과를 분석하여 촬영 위치 데이터를 검출하는 촬영 위치 검출부(135), 교량 검사용 이동로봇(100) 전반을 제어하는 제어부(140), 교량 검사용 이동로봇(100)을 구동시키기 위한 구동 프로그램 및 촬영 위치 데이터가 저장되는 메모리(145)로 구현된다.
보다 구체적으로, 무선 송수신부(105)는 후술하는 교량 검사 제어장치(200)로부터 무선 전송되는 자동/수동 구동 명령, 촬영 위치와 거리 및 각도 정보 등을 포함하는 구동 제어신호를 수신하며, 후술하는 제어부(140)에 의해 생성된 이미지 정보를 교량 검사 제어장치(200)로 송신한다.
거리 감지센서(110)와 각도 감지센서(115)는 적외선 센서 등을 이용하여 구현할 수 있으며, 교량 상판(1) 하부와 직각을 이루면서 촬영부(195)와의 거리 및 각도를 실시간으로 감지할 수 있도록 촬영부(195)의 상부에 구비되는 바람직하다. 거리 감지센서(110)와 각도 감지센서(115)는 예컨대 교량 상판(1) 하부에 반사되어 되돌아오는 반사신호의 수신시간 등을 통해 거리 또는 각도를 산출할 수 있으며, 거리 감지센서(110) 및 각도 감지센서(115)는 널리 공지된 기술임으로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.
거리/각도 산출부(120)는 거리 감지센서(110) 및 각도 감지센서(115)로부터 입력되는 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 거리 및 각도를, 교량 검사 제어장치(200)로부터 전송되는 구동 제어신호에 포함된 촬영 거리 및 각도 정보 또는 메모리(145)에 저장된 촬영 거리 및 각도 정보와 비교하여, 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 오차 거리 및 각도를 산출한다.
보다 구체적으로, 거리/각도 산출부(120)는 교량 검사 제어장치(200)로부터 자동 구동 명령을 포함하는 구동 제어신호가 입력되면 후술하는 메모리(145)에 저장된 설정 촬영 거리 및 각도 정보와, 거리 감지센서(110)와 각도 감지센서(115)로부터 입력되는 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 현재 거리 및 각도를 비교하여, 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 오차 거리 및 각도를 산출한다. 또한 교량 검사 제어장치(200)로부터 수동 구동 명령과 촬영 거리 및 각도 정보를 포함하는 구동 제어신호가 입력되면, 제어부(140)로부터 입력되는 촬영 거리 및 각도 정 보와, 거리 감지센서(110)와 각도 감지센서(115)로부터 입력되는 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 현재 거리 및 각도를 비교하여 오차 거리 및 각도를 산출한다.
구동 제어부(125)는 제어부(140)로부터 거리/각도 산출부(120)에서 산출된 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판(1) 하부를 촬영하도록 하기 위한 제어신호를 입력받아, 상술한 이동 수단(150) 및 위치 조절 수단(190)의 구동을 제어함으로써, 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 거리 및 각도를 조절하면서 교량 상판(1) 하부를 촬영하도록 한다. 즉, 구동 제어부(125)는 제어부(140)로부터 오차 거리 및 각도를 보상하기 위한 제어신호가 입력되면, 레일(320)을 따라 수평(좌우)으로 이동하는 이동 수단(150)의 상부에 탑재되어 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 거리 및 각도를 조절하는 위치 조절 수단(190)의 구동을 제어함으로써, 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판(1) 하부를 촬영하도록 촬영부(195)를 제어하게 된다.
이하, 도 5(a)와 도 5(b)를 참조하여 이동 수단(150)에 대해 설명하기로 한다. 도 5(a)는 도 3에 도시된 이동 수단의 개략적인 사시도를 도시한 것이며, 도 5(b)는 도 5(a)에 도시된 보조 이동부의 개략적인 내부 사시도를 도시한 것이다.
우선, 도 5(a)를 참조하면 이동 수단(150)은 크게 교량 검사용 이동로봇(100) 각각의 좌우륜에 구비되어 레일(320)의 하부면(320a)을 따라 이동하는 다수의 하부 이동부(157)와, 레일(320)의 상부면(320b)을 따라 이동하는 교량 검사용 이동로봇(100)의 하부 일단에 각각 구비되는 2개의 보조 이동부(160)로 구현된다. 각각의 하부 이동부(157)는 베벨기어(153)로 연결된 이동 수단 구동부(모터)(151)의 구동에 의해 하부 바퀴(155)가 레일(320)의 하부면(320a)을 따라 이동하게 된다. 즉, 각각의 하부 이동부(157)는 구동 제어부(125)의 구동 명령에 의해 구동하는 이동 수단 구동부(모터)(151)의 회전방향에 따라 베벨기어(153)와 연결된 하부 바퀴(155)가 레일(320)의 하부면(320a)을 따라 수평으로 움직이게 된다.
한편, 도 5(b)를 참조하면 각각의 보조 이동부(160)는 좌우로 회전되는 높이 조절 볼트(161)와, 지지부(162) 상부에 구비되어 높이 조절 볼트(161)의 회전방향에 따라 좌우로 이동하는 이동 쇄기(163)와, 이동 쇄기(163) 상부에 구비되어 이동 쇄기(163)의 이동방향에 따라 수직(상하)로 이동하는 승강 쇄기(164)와, 일측이 승강 쇄기(164)에 고정되어 승강 쇄기(164)와 함께 수직으로 이동하는 가이드판(165)과, 가이드판(165) 좌우측 양단에 각각 구비되어 가이드판(165)의 수직 이동에 따라 압축 또는 신장되어 보조 바퀴(167)가 레일(320)의 상부면(320b)에 밀착되어 이동되도록 보조 바퀴(167)에 탄성력을 주는 스프링(166)으로 구현된다.
따라서, 상술한 바와 같이 제어부(140)로부터 제어신호를 입력받은 구동 제어부(125)는 이동 수단(150)의 하부 이동부(157)와 보조 이동부(160)의 구동을 각각 제어함으로써, 교량 검사용 이동로봇(100)은 레일(320)을 따라 수평으로 이동하게 된다.
이하, 도 6(a)와 도 6(b)를 참조하여 이동 수단(150)의 상부에 구비되어 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 거리를 조절하는 높이 조절부(170) 대해 설명하기로 한다. 도 6(a)는 도 3에 도시된 높이 조절부의 개략적인 측면도를 도시한 것이며, 도 6(b)는 높이 조절부의 작동을 보인 개략적인 측면도를 도시한 것이다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 높이 조절부(170)는 구동 제어부(125)의 구동 명령에 의해 구동되는 높이 조절 구동부(모터)(171)와, 높이 조절 구동부(171)와 결합되어 높이 조절 구동부(171)의 회전방향에 따라 회전하는 스크류(172)와, 스크류(172)의 회전방향에 따라 수평(좌우)으로 이동하는 높이 조절 너트(173)와, 일단이 높이 조절 너트(173)와 힌지 결합되어 높이 조절 너트(173)의 이동방향에 따라 수직 운동하는 커넥팅로드(174)와, 힌지 결합된 다수의 링크(175a) 중 어느 하나의 링크(175a)에 커넥팅로드(174)의 타단이 힌지 결합되어 커넥팅로드(174)의 수직 운동에 따라 높낮이가 조절되는 수직관절부(175)로 구현된다.
따라서, 상술한 바와 같이 제어부(140)로부터 제어신호를 입력받은 구동 제어부(125)는 위치 조절 수단(190)의 높이 조절부(170)의 높낮이를 제어함으로써, 후술하는 각도 조절부(180)의 상부에 구비되는 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 거리를 조절하게 된다.
이하, 도 7(a)와 도 7(b)를 참조하여 높이 조절부(170)의 상부에 구비되어 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 각도를 조절하는 각도 조절부(180) 대해 설명하기로 한다. 도 7(a)는 도 3에 도시된 각도 조절부의 개략적인 측면도를 도시한 것이며, 도 7(b)는 각도 조절부의 작동을 보인 개략적인 측면도를 도시한 것이다.
도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 각도 조절부(180)는 구동 제어부(125)의 구동 명령에 의해 구동되는 각도 조절 구동부(모터)(181)와, 각도 조절 구동부(181)의 회전방향에 따라 구동하여 상부에 탑재되는 촬영부(195)의 회전 각도를 조절하 는 기어트레인(182)으로 구현됨으로써, 구동 제어부(125)의 구동 명령에 의해 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 각도를 조절하게 된다.
한편, 이동로봇 회전량 감지부(130)는 교량 검사용 이동로봇(100)의 하부 바퀴(155)에 연결된 엔코더로서, 하부 바퀴(155)의 회전량을 감지하여 그에 상응하는 회전수 데이터를 촬영 위치 검출부(135)로 출력하며, 촬영 위치 검출부(135)는 입력되는 회전수 데이터를 기초로 현재 교량 검사용 이동로봇(100)이 위치한 x축 위치 좌표 데이터(촬영 위치 데이터)를 제어부(140)로 출력함으로써, 제어부(140)는 촬영부(195)에 의해 교량 상판(1) 하부 이미지가 촬영된 위치를 알 수 있다.
제어부(140)는 무선 송수신부(105)를 통해 교량 검사 제어장치(200)로부터 자동/수동 구동 명령, 촬영 위치와 거리 및 각도 정보 등을 포함하는 구동 제어신호가 입력되면, 우선 교량 검사용 이동로봇(100)을 자동 또는 수동으로 구동시킬 것인가를 판단한다. 교량 검사용 이동로봇(100)을 수동으로 구동시킬 경우 제어부(140)는 구동 제어신호에 포함된 촬영 거리 및 각도 정보를 거리/각도 산출부(120)로 출력한다.
따라서 교량 검사용 이동로봇(100)이 수동으로 구동할 경우 거리/각도 산출부(120)는, 상술한 바와 같이 거리 감지센서(110)와 각도 감지센서(115)로부터 입력되는 현재 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 거리 및 각도 정보와 교량 검사 제어장치(100)로부터 전송되는 구동 제어신호에 포함된 촬영 거리 및 각도 정보를 비교하여, 오차 거리 및 각도를 산출하고 산출된 결과를 제어부(140)로 출력한다.이후 제어부(140)는 거리/각도 산출부(120)로부터 입력되는 산출결과를 기초로 촬 영부(195)가 교량 상판(1) 하부와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서 교량 상판(1) 하부 이미지를 촬영하도록 하기 위한 제어신호를 구동 제어부(125)로 출력한다.
한편, 교량 검사용 이동로봇(100)을 자동으로 구동시킬 경우 제어부(140)는, 교량 검사용 이동로봇(100)을 자동으로 구동시키기 위한 구동 프로그램이 저장된 메모리(145)에서 상기 구동 프로그램을 구동시키시고, 메모리(145)에 미리 설정된 촬영 거리와 각도 정보를 액세스하여 거리/각도 산출부(120)로 출력한다. 따라서, 거리/각도 산출부(120)는 거리 감지센서(110)와 각도 감지센서(115)로부터 입력되는 현재 촬영부(195)와 교량 상판(1) 하부와의 거리 및 각도 정보와 메모리(145)에 미리 설정된 촬영 거리 및 각도 정보를 비교하여 오차 거리 및 각도를 산출하며, 제어부(140)는 상기 산출결과를 기초로 구동 제어부(125)로 제어신호를 출력한다.
아울러, 제어부(140)는 촬영부(195)를 통해 교량 상판(1) 하부 이미지가 촬영되면, 상기 촬영된 이미지와 촬영 위치 검출부(135)로부터 입력되는 현재 교량 검사용 이동로봇(100)이 위치한 x축 위치 좌표 데이터(촬영 위치 데이터)를 조합하여 이미지 정보를 생성하고, 생성된 이미지 정보를 무선 송수신부(105)를 통해 교량 검사 제어장치(200)로 전송한다. 또한, 제어부(140)는 촬영부(195)를 통해 교량 상판(1) 하부 이미지가 촬영되면 상기 이미지가 촬영된 촬영 위치 데이터를 메모리(145)에 저장시킨다. 따라서 정밀 검사가 요구되는 지점을 정밀하게 검사하기 위하여 교량 검사 제어장치(200)로부터 촬영 위치와 거리 및 각도 정보를 포함하는 구동 제어신호가 입력되면, 제어부(140)는 메모리(145)에 저장된 다수의 촬영 위치 데이터를 참조하여 정밀 검사하고자 지점에 대응하는 위치로 교량 검사용 이동로 봇(100)을 이동시키게 된다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇(100)은, 교량 검사 제어장치(200)로부터 무선 전송되는 구동 제어신호에 따라 자동 또는 수동으로 구동하면서 교량 상판(1) 하부를 실시간 촬영하되, 레일(320)이 구비되는 굴절 암(310)의 자체 하중과 교량 검사용 이동로봇(100)의 하중 또는 바람 등에 의해, 실제 촬영해야 할 위치와 교량 검사용 이동로봇(100)의 위치 사이에 발생하는 오차 거리 및 각도를 자동으로 보정하면서 교량 상판(1) 하부를 촬영함으로써, 교량의 외관을 정밀하게 검사할 수 있다.
또한 교량 검사용 이동로봇(100)은, 교량 검사 제어장치(200)로부터 입력되는 촬영 위치와 거리 및 각도 정보를 포함하는 구동 제어신호 입력에 따라, 정밀 검사가 요구되는 지점으로 이동하여 원하는 거리 및 각도에서 교량 상판(1) 하부를 촬영함으로써, 교량의 균열 및 누수 등의 상황을 정밀하게 검사할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 교량 검사 제어장치(200)는 사용자로부터 자동/수동 구동 명령 등을 입력받기 위한 입력부(210)와, 교량 검사 제어장치(200)가 구비되는 교량 검사용 차량(300)의 회전량을 감지하는 차량 회전량 감지부(220)와, 차량 회전량 감지부(220)로부터 입력되는 감지결과를 분석하여 교량 검사용 차량(300)의 현재 위치 데이터를 검출하는 차량 위치 검출부(230)와, 교량 검사용 이동로봇(100)으로부터 무선 전송되는 이미지 정보를 수신하고 구동 제어신호를 무선 송신하는 무선 송수신부(240)와, 교량 검사 제어장치(200) 전반을 제어하는 제어부(250)와, 이미지 정보 및 현재의 위치 데이터를 포함하는 촬영 정보를 저장하는 메모리(260)로 구현된다.
보다 구체적으로, 입력부(210)는 다수의 숫자 키와 기능 키 등을 포함하여 사용자로부터 교량 검사용 이동로봇(100)을 자동 또는 수동으로 구동시키기 위한 자동/수동 구동 명령과, 교량 상판(1) 하부를 촬영하고자하는 위치와 거리 및 각도 등을 입력받는다. 차량 회전량 감지부(220)는 교량 검사 제어장치(200)가 구비되는 교량 검사용 차량(300)의 바퀴에 연결된 엔코더로서, 바퀴의 회전량을 감지하여 그에 상응하는 회전수 데이터를 차량 위치 검출부(230)로 출력한다.
차량 위치 검출부(230)는 차량 회전량 감지부(220)로부터 입력되는 회전수 데이터를 기초로 현재 교량 검사용 차량(300)이 위치한 y축 위치 좌표 데이터(현재의 위치 데이터)를 제어부(250)로 출력함으로써, 제어부(250)는 현재 교량 검사용 차량(300)의 위치를 알 수 있다. 무선 송수신부(240)는 교량 검사용 이동로봇(100)으로부터 실시간 전송되는 촬영된 교량 상판(1) 하부 이미지 및 상기 이미지에 대응하는 촬영 위치 데이터를 포함하는 이미지 정보를 무선 수신하고, 제어부(250)에 의해 생성된 구동 제어신호를 교량 검사용 이동로봇(100)으로 무선 송신한다.
제어부(250)는 우선, 사용자로부터 입력부(210)를 통해 자동/수동 구동 명령, 촬영 위치와 거리 및 각도 정보 등이 입력되면, 상기 다수의 정보를 조합하여 교량 검사용 이동로봇(100)의 구동을 제어하기 위한 구동 제어신호를 생성하고, 생성된 구동 제어신호를 무선 송수신부(240)를 통해 교량 검사용 이동로봇(100)으로 전송하도록 한다.
이하, 도 8을 참조하여 교량 검사 제어장치(200)의 제어부(250)에 의해 생성 되는 촬영 정보에 대해 설명하기로 한다. 도 8은 촬영 정보를 설명하기 위한 개요도를 도시한 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(250)는 교량 검사용 이동로봇(100)으로부터 상술한 교량 상판(1) 하부 이미지 및 상기 이미지에 대응하는 촬영 위치 데이터(x축 위치 좌표 데이터)를 포함하는 이미지 정보가 전송되면, 이미지 정보와 차량 위치 검출부(230)로부터 입력되는 현재 교량 검사용 차량(300)이 위치한 y축 위치 좌표 데이터(현재의 위치 데이터)를 조합하여 촬영 정보를 생성하고, 생성된 촬영 정보를 메모리(260)에 저장시킨다. 따라서, 메모리(260)에는 교량 검사용 이동로봇(100)으로부터 실시간 전송되는 교량 상판(1) 하부 이미지와 상기 이미지에 대응하는 x축 및 y축의 위치 좌표 데이터가 함께 저장된다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 교량 검사 제어장치(200)는 사용자로부터 입력되는 구동 명령에 따라 교량 검사용 이동로봇(100)을 전반적으로 제어할 수 있다. 또한 점검자는 외부기기 등을 통해 메모리(260)에 저장된 교량 상판(1) 하부 이미지를 위치 좌표와 함께 확인할 수 있음으로써, 교량 검사 제어장치(200)를 통해 정밀 검사가 요구되는 지점으로 교량 검사용 이동로봇(100)을 이동시켜 원하는 거리 및 각도에서 상기 지점을 정밀하게 재촬영하도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 교량 검사용 이동로봇 및 이를 이용한 교량 검사 시스템은 교량 상판 하부를 실시간 촬영하되, 굴절 암의 자체 하중과 교량 검사용 이동로봇의 하중 또는 바람 등에 의해, 실제 촬영해야 할 위치와 교량 검사 용 이동로봇의 위치 사이에 발생하는 오차 거리 및 각도를 자동으로 보정하면서 교량 상판 하부를 촬영함으로써, 교량의 외관을 정밀하게 검사할 수 있는 장점이 있다.
또한, 정밀 검사가 요구되는 교량 상판 하부의 지점을 원하는 거리 및 각도에서 정밀하게 재촬영하도록 교량 검사용 이동로봇을 제어할 수 있음으로써, 교량의 균열 및 누수 등을 상황을 정밀하게 검사할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 교량 상판 하부에 구비되는 레일을 따라 이동하는 이동 수단(150)과;
    상기 이동 수단(150)의 상부에 탑재되어, 상기 교량 상판 하부를 촬영하는 촬영부(195)와 상기 교량 상판 하부와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서 상기 교량 상판 하부를 촬영하도록 상기 촬영부(195)의 위치를 조절하는 위치 조절 수단(190);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 조절 수단(190)은:
    상기 이동 수단(150)의 상부에 탑재되어 상기 촬영부(195)와 교량 상판 하부와의 거리를 조절하는 높이 조절부(170)와,
    상기 촬영부(195)가 상부에 구비되며, 상기 높이 조절부(170)의 상부에 탑재되어 상기 촬영부(195)와 교량 상판 하부와의 각도를 조절하는 각도 조절부(180),
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 수단(150)은:
    이동 수단 구동부(151)의 구동에 의해 상기 레일의 하부면을 따라 이동하는 하부 바퀴(155)를 포함하는 다수의 하부 이동부(157)와,
    상기 레일의 상부면을 따라 이동하는 하나 이상의 보조 바퀴(167)를 포함하 는 다수의 보조 이동부(160),
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 높이 조절부(170)는:
    높이 조절 구동부(171)와 결합된 스크류(172)의 회전방향에 따라 이동하는 높이 조절 너트(173)에 일단이 결합된 커넥팅로드(174)와,
    힌지 결합된 다수의 링크(175a) 중 어느 하나의 링크에 상기 커넥팅로드(174)의 타단이 결합되어, 상기 커넥팅로드(174)의 수직 운동에 따라 높낮이가 조절되는 수직관절부(175),
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 다수의 보조 이동부(160)는:
    높이 조절 볼트(161)와,
    상기 높이 조절 볼트(161)의 회전에 따라 이동하는 이동 쇄기(163)와,
    상기 이동 쇄기(163)의 상부에 구비되어 상기 이동 쇄기(163)의 이동 방향에 따라 수직 이동하는 승강 쇄기(164)와,
    상기 승강 쇄기(164)의 상부에 구비되어 상기 승강 쇄기(164)의 이동에 따라 수직 이동하는 가이드판(165)과,
    상기 가이드판(165)의 양단에 각각 구비되며, 상기 가이드판(165)의 수직 이동에 따라 상기 레일의 상부면에 밀착되는 보조 바퀴(167),
    를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇.
  6. 교량 상판 하부를 촬영하는 촬영부와 상기 교량 상판 하부와의 거리 및 각도를 산출하고, 촬영 거리 및 각도 정보를 포함하는 구동 제어신호 입력에 따라 상기 촬영부와 상기 교량 상판 하부와의 오차 거리 및 각도를 보상하면서 상기 교량 상판 하부를 촬영하며, 상기 촬영된 교량 상판 하부 이미지와 촬영 위치 데이터를 포함하는 이미지 정보를 무선 전송하는 교량 검사용 이동로봇과;
    사용자의 입력에 따라 상기 구동 제어신호를 무선 전송하며, 현재의 위치 데이터와 상기 이동로봇으로부터 전송되는 상기 이미지 정보가 조합된 촬영 정보를 저장하는 교량 검사 제어장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 교량 검사용 이동로봇은:
    상기 교량 상판 하부와의 거리를 검출하는 거리 감지센서와,
    상기 교량 상판 하부와의 각도를 검출하는 각도 감지센서와,
    상기 거리 및 각도 감지센서로부터 입력되는 상기 촬영부와 교량 상판 하부와의 거리 및 각도 정보와, 상기 구동 제어신호에 포함된 촬영 거리 및 각도 정보를 비교하여 상기 오차 거리 및 각도를 산출하는 거리/각도 산출부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 교량 검사용 이동로봇은:
    상기 교량 검사용 이동로봇의 바퀴에 구비되어, 상기 바퀴의 회전량을 감지하는 이동로봇 회전량 감지부와,
    상기 이동로봇 회전량 감지부로부터 입력되는 감지결과를 분석하여 상기 촬영 위치 데이터를 검출하는 촬영 위치 검출부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 교량 검사 제어장치는:
    상기 교량 검사 제어장치가 구비되는 차량의 바퀴에 구비되어, 상기 바퀴의 회전량을 감지하는 차량 회전량 감지부와,
    상기 차량 회전량 감지부로부터 입력되는 감지결과를 분석하여 상기 현재의 위치 데이터를 검출하는 차량 위치 검출부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 교량 검사용 이동로봇은:
    상기 교량 검사용 이동로봇을 자동으로 구동시키기 위한 구동 프로그램과 설 정된 촬영 거리와 각도 정보 및 상기 촬영 위치 데이터를 저장하는 메모리와,
    상기 교량 검사 제어장치로부터 무선 전송되는 상기 구동 제어신호를 수신하고, 상기 이미지 정보를 무선 송신하는 무선 송수신부와,
    입력되는 제어신호에 따라 상기 촬영부와 교량 상판 하부와의 거리 및 각도를 조절하는 구동 제어부와,
    상기 거리/각도 산출부로부터 입력되는 상기 오차 거리 및 각도를 보상하면서 상기 교량 상판 하부를 촬영하도록 하기 위한 상기 제어신호를 출력하며, 상기 촬영부로부터 입력되는 상기 이미지와 상기 촬영 위치 검출부로부터 입력되는 상기 촬영 위치 데이터를 조합하여, 상기 이미지 정보를 생성 및 상기 교량 검사 제어장치로 전송하도록 하는 제어부,
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 교량 검사 제어장치는:
    사용자로부터 상기 교량 검사용 이동로봇의 구동을 제어하기 위한 구동 명령을 입력받는 입력부와,
    상기 교량 검사용 이동로봇으로부터 무선 전송되는 상기 이미지 정보를 수신하며, 상기 구동 제어신호를 무선 송신하는 무선 송수신부와,
    상기 촬영 정보를 저장하는 메모리와,
    상기 입력부를 통해 사용자로부터 입력되는 구동 명령에 따른 상기 구동 제 어신호를 생성 및 이를 상기 교량 검사용 이동로봇으로 전송하도록 하며, 상기 무선 송수신부로부터 상기 이미지 정보가 수신되면, 상기 차량 위치 검출부로부터 입력되는 상기 현재의 위치 데이터와 상기 이미지 정보를 조합하여 상기 촬영 정보를 생성 및 상기 메모리 저장하도록 하는 제어부,
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제어부는:
    상기 구동 제어신호에 포함된 자동/수동 구동 명령에 따라 상기 메모리에 저장된 구동 프로그램을 구동시키고, 상기 메모리에 저장된 설정된 촬영 거리와 각도 정보를 참조하여 상기 제어신호를 출력하거나, 상기 구동 제어신호에 포함된 촬영 위치와 거리 및 각도 정보에 따라 상기 메모리에 저장된 촬영 위치 데이터를 참조하여 상기 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 교량 검사용 이동로봇을 이용한 교량 검사 시스템.
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