KR20110131776A - 터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템 및 이의 제어 방법 - Google Patents

터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템 및 이의 제어 방법 Download PDF

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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Abstract

본 발명은, 터널 내 굴진 방향으로 가동 가능한 차량에 장착되는 터널 환경 계측 유니트로서, 터널 내 측면에 배치되는 RFID 태크와, 차량의 측면에 배치되어 상기 RFID 태그를 인식하는 RFID 리더기를 구비하는 RFID 디바이스와, 상기 RFID 리더기로부터 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 제어부와, 차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스캔 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부의 형상을 스캔하는 3차원 스캐너와, 차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스테이션 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부에서의 절대 좌표를 측정하는 토털 스테이션과, 차량의 전방에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 조명 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내 전방 영상 정보를 취득하는 영상 입력부와, 상기 제어부와 연결되어 상기 제어부로부터의 저장 제어 신호에 따라 상기 3차원 스캐너로부터의 터널 내부 형상 스캔 정보와, 상기 토털 스테이션으로부터의 절대 좌표 정보와, 그리고 상기 영상 입력부로부터의 터널 내 전방 영상 정보를 포함하는 터널 굴착 정보를 저장하는 저장부를 구비하는 터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템 및 이의 제어 방법을 제공한다.

Description

터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템 및 이의 제어 방법{UNIT FOR INSTRUMENTING TUNEL CONSTRUCTION ENVIRONMENT, MANAGEMENT SYSTEM WITH THE UNIT, AND METHOD FOR CONTROLLING THE SYSTEM}
본 발명은 터널 계측 유니트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터널 굴착 정보를 안정적으로 취득하고 자료 전송을 원활하게 하여 효율적 공정 관리를 실행할 수 있는 구조의 터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
터널 공사 현장에서는 다양한 장비들이 구비되어 소정의 계측을 통하여 안정적인 공사의 진행 여부를 관리한다. 종래 기술에 따른 터널 계측 장비는, 스캐너와 광파기 등이 구비되는데, 스캐너를 통하여 물체와의 거리를 계산하고 반사율을 통하여 터널 내부를 3차원적으로 형상 구현함으로써 실제 설계 구조와의 차이점을 발견하고 이를 보완할 수 있다. 또한, 광파기는 빛의 위상차를 이용하여 반사체간의 거리 및 각도 계산을 통하여 좌표 파악을 가능하게 하는 장치로서, GPS 등의 신호 파악이 어려운 터널 내부에서의 절대 위치 좌표 파악이 가능하다.
이와 같은 계측 장비를 통하여 안정적인 공정 관리가 이루어지나, 종래 기술에 따른 계측 장비들은 작업자가 개별 작업을 통하여 일정 조건 하에서 계측하고 계측 결과를 통하여 공정 관리를 이룬다는 점에서 불편함이 존재하였다.
본 발명은 터널 내 환경 정보의 신속한 계측 및 이를 활용한 효율적인 공정 관리를 가능하게 하는 구조의 터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 터널 내 굴진 방향으로 가동 가능한 차량에 장착되는 터널 환경 계측 유니트로서, 터널 내 측면에 배치되는 RFID 태크와, 차량의 측면에 배치되어 상기 RFID 태그를 인식하는 RFID 리더기를 구비하는 RFID 디바이스와, 상기 RFID 리더기로부터 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 제어부와, 차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스캔 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부의 형상을 스캔하는 3차원 스캐너와, 차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스테이션 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부에서의 절대 좌표를 측정하는 토털 스테이션과, 차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 조명 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내 전방 영상 정보를 취득하는 영상 입력부와, 상기 제어부와 연결되어 상기 제어부로부터의 저장 제어 신호에 따라 상기 3차원 스캐너로부터의 터널 내부 형상 스캔 정보와, 상기 토털 스테이션으로부터의 절대 좌표 정보와, 그리고 상기 영상 입력부로부터의 터널 내 전방 영상 정보를 포함하는 터널 굴착 정보를 저장하는 저장부를 구비하는 터널 환경 계측 유니트를 제공한다.
상기 터널 환경 계측 유니트에 있어서, 차량에는 상기 제어부와 연결되어 상기 3차원 스캐너, 상기 토털 스테이션 및 상기 영상 입력부로부터 취득된 상기 터널 내부 형상 스캔 정보, 상기 절대 좌표 정보 및 상기 전방 영상 정보를 송신하는 송수신부가 더 구비될 수도 있다.
상기 터널 환경 계측 유니트에 있어서, 상기 토털 스테이션에서 취득된 상기 절대 좌표 정보로부터 산출되는 연산 간격 정보와, 상기 저장부에 사전 설정 저장된 굴진 진도 간격 정보를 상기 제어부가 비교하고, 상기 연산 간격 정보와 상기 사전 설정 굴진 진도 간격 정보가 실질적으로 일치하는 경우 상기 터널 내부 형상 스캔 정보와 상기 절대 좌표 정보 및 상기 전방 영상 정보를 상기 송수신부가 송신할 수도 있다.
상기 터널 환경 계측 유니트에 있어서, 상기 송수신부는 지그비 통신 장치를 포함할 수도 있다.
상기 터널 환경 계측 유니트에 있어서, 상기 토털 스테이션과 상기 3차원 스캐너는 택일적으로 가동될 수도 있다.
본 발명의 다른 일면에 따르면, 본 발명은 터널 내 굴진 방향으로 가동 가능한 차량; 상기 차량에 장착되는 터널 환경 계측 유니트로서, 터널 내 측면에 배치되는 RFID 태크와, 차량의 측면에 배치되어 상기 RFID 태그를 인식하는 RFID 리더기를 구비하는 RFID 디바이스와, 상기 RFID 리더기로부터 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 제어부와, 상기 차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스캔 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부의 형상을 스캔하는 3차원 스캐너와, 상기 차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스테이션 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부에서의 절대 좌표를 측정하는 토털 스테이션과, 상기 차량의 전방에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 조명 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내 전방 영상 정보를 취득하는 영상 입력부와, 상기 제어부와 연결되어 상기 제어부로부터의 저장 제어 신호에 따라 상기 3차원 스캐너로부터의 터널 내부 형상 스캔 정보와, 상기 토털 스테이션으로부터의 절대 좌표 정보와, 그리고 상기 영상 입력부로부터의 터널 내 전방 영상 정보를 저장하는 저장부와, 상기 차량에 배치되고 상기 제어부와 연결되어 상기 3차원 스캐너, 상기 토털 스테이션 및 상기 영상 입력부로부터 취득된 상기 터널 내부 형상 스캔 정보, 상기 절대 좌표 정보 및 상기 전방 영상 정보를 포함하는 터널 굴착 정보를 송신하는 송수신부를 구비하는 터널 환경 계측 유니트; 상기 송수신부로부터 상기 터널 굴착 정보를 수신하는 중계기; 및 상기 중계기로부터의 송신된 상기 터널 굴착 정보를 수신하여 터널 굴착 정보를 활용하여 굴진 진도 관리를 실행하는 중앙 서버를 포함하는 터널 환경 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 본 발명은, 터널 내 굴진 방향으로 가동 가능한 차량에 탑재되는 터널 환경 계측 유니트의 RFID 리더기와, 터널의 측벽에 배치되는 RFID 태그 간의 태그 인식이 실행되는 RFID 태그 인식 단계와, 상기 RFID 태그 인식 단계에서 인식이 이루어진 후, 상기 터널 환경 계측 유니트에 구비되는 3차원 스캐너, 토털 스테이션 및 영상 입력부를 통하여 터널 내부의 터널 내부 형상 스캔 정보, 터널 내에서의 절대 위치 좌표 및 터널 굴착면의 영상 정보를 포함하는 터널 굴착 정보를 취득하는 정보 취득 단계와, 상기 터널 굴착 정보를 상기 터널 환경 계측 유니트의 저장부가 저장하도록 제어부가 저장 제어 신호를 인가하는 저장 단계와, 상기 저장 단계 후 상기 제어부의 송신 신호에 따라 상기 터널 굴착 정보를 외부로 전송하는 송신 단계를 포함하는 터널 환경 관리 시스템 제어 방법을 제공한다.
상기 터널 환경 관리 시스템 제어 방법에 있어서, 상기 송신 단계는: 상기 토털 스테이션에서 취득된 절대 위치 좌표 정보를 인식하는 절대 좌표 인식 단계와, 상기 절대 좌표 인식 단계와 전회에서의 절대 좌표를 활용하여 연산 간격 정보를 산출하는 연산 간격 정보 산출 단계와, 상기 연산 간격 정보와 상기 저장부에 사전 설정되어 저장된 사전 설정 간격 정보를 비교하는 간격 정보 비교 단계와, 상기 간격 정보 비교 단계에 얻어진 간격 정보 비교값이 영 이상인지 여부를 판단하는 간격 정보 판단 단계와, 상기 간격 정보 판단 단계에서 상기 간격 정보 비교값이 영 이상인 경우, 상기 제어부가 터널 환경 계측 유니트의 송수신부에 상기 터널 굴착 정보를 송신하도록 송신 제어 신호를 출력하는 송신 실행 단계를 포함할 수도 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 시스템 및 이의 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명에 따른 터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 시스템 및 이의 제어 방법은, 능동형 구조의 RFID 디바이스를 통하여 터널 측벽에서도 이격된 상태에서도 정확한 태그 인식을 통한 태그 인식 정보를 활용하여 3차원 스캐너, 토털 스테이션 및 영상 입력부를 통하여 취득되는 터널 굴착 정보를 관리를 가능하게 하여 안정적인 공정 관리를 가능하게 한다.
둘째, 본 발명에 따른 터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 시스템 및 이의 제어 방법은, 터널 환경 계측 유니트의 RFID 디바이스를 통한 태그 인식 정보를 활용하여 터널 굴착 정보를 확보하고 이를 송수신부를 통한 중계기 등으로의 송신 및 궁극적으로 중앙 서버로의 전송을 이루어 터널 내 공사 진척 상황의 원격 관리를 가능하게 한다는 점에서 효율적인 공정 관리를 이룰 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 터널 환경 계측 유니트, 이를 구비하는 시스템 및 이의 제어 방법은, 일정 조건에서 터널 굴착 정보의 송신을 자동적으로 이룸으로써 작업자의 별도의 관리 부하를 절감시켜 안정적인 공정 관리를 이루도록 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트 및 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 다른 시점에서의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 또 다른 시점에서의 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트를 구비하는 차량의 터널 내에서의 진행 상태를 나타내는 개략적인 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 3차원 스캐너를 통하여 취득한 터널 내부 형상 스캔 정보를 나타내는 개략적인 형상도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 영상 입력부를 통하여 취득한 터널 굴착면의 영상 정보를 나타내는 개략적인 촬영도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트 및 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템의 제어 과정을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트 및 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템의 제어 과정 중 송신 단계에 대한 구체적인 흐름도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 터널 환경 계측 유니트(10) 및 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템(1)에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트 및 이를 구비하에는 터널 환경 관리 시스템의 개략적인 구성도가 도시되고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 개략적인 사시도가 도시되고, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 다른 시점에서의 개략적인 사시도가 도시되고, 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 또 다른 시점에서의 개략적인 사시도가 도시되고, 도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트를 구비하에는 차량의 터널 내에서의 진행 상태를 나타내에는 개략적인 개념도가 도시되고, 도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 3차원 스캐너를 통하여 취득한 터널 내부 형상 스캔 정보를 나타내에는 개략적인 형상도가 도시되고, 도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트의 영상 입력부를 통하여 취득한 터널 굴착면의 영상 정보를 나타내에는 개략적인 촬영도가 도시되고, 도 8에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트 및 이를 구비하에는 터널 환경 관리 시스템의 제어 과정을 나타내에는 개략적인 흐름도가 도시되고, 도 9에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트 및 이를 구비하에는 터널 환경 관리 시스템의 제어 과정 중 송신 단계에 대한 구체적인 흐름도가 도시된다.
본 발명에 따른 터널 환경 계측 유니트(10)는 터널 내 영상 내지 스캔 정보 및 좌표 정보를 취득하는 것을 가능하게 하는 계측 유니트로서, 터널 환경 계측 유니트(10)는 차량(2)에 장착된다.
차량(2)은 터널(T)의 내부에서 가동 가능한 구조를 취하는데, 터널 환경 계측 유니트(10)는 차량(2)에 탑재된다. 차량(2)은 차량 하우징(2a)을 구비하고 차량 하우징(2a)의 내부에 배치되는 차량 동력 전달 장치로서의 구동부(900, 도 1 참조)에서 생성되는 동력을 사용하여 터널(T) 내에서의 가동을 이룬다. 구동부(900)는 차량 하우징(2a)의 하부에 배치되는 차량 휠(2b)와 연결되고 차량 휠(2b)에 동력을 전달하여 구동부(900)로부터 생성된 구동력에 의하여 차량 하우징(2a)의 터널(T) 내에서의 위치를 변동시킨다. 차량 하우징(2a)의 상단에는 차량 핸들(21)이 구비되어 작업자의 그립 상태를 형성하여 차량(2)에 이동력 제공 내지 지지 상태 형성을 이룰 수도 있다.
터널 환경 계측 유니트(10)는 RFID 디바이스(300)와, 제어부(600)와, 3차원 스캐너(400)와, 토털 스테이션(200)과, 영상 입력부(500)와 저장부(700)를 구비하는데, 이들 구성요소는 차량(2)의 차량 하우징(2a)에 장착된다. 또한, 터널 환경 계측 유니트(10)는 입력부(100)를 더 구비하는데, 입력부(100)는 차량(2)의 일측에 장착되어 터널(T) 내 작업자의 조작을 가능하게 하여 작업자의 조작을 통한 차량(2)의 굴진 방향 내지 기타 작업을 실행할 수 있다.
입력부(100)는 버튼 입력부(101)와 스틱 입력부(106) 및 영상 조정 입력부(107)를 포함하는데, 버튼 입력부(101)는 터널 환경 계측 유니트(10)의 전원 ON/OFF, 하기되는 3차원 스캐너(400) 및/또는 토털 스테이션(200) 및/또는 RF 디바이스(300)의 작업자에 의한 수동 조작을 통한 작동 ON/OFF와 같이 터널 환경 계측 유니트(10)의 동작을 제어하기 위한 소정의 입력 버튼들이 배치된다. 또한, 작업자에 의하여 차량(2)의 굴진 방향을 조정하기 위한 차량 조이스틱 레버(106)가 배치될 수도 있다. 차량 조이스틱 레버(106)는 구동부(900)의 구동을 제어하거나 조향 상태를 형성하여 차량(2)의 소정의 진행 방향 조정을 가능하게 한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 차량(2)의 구동부(900)는 두 개의 전기 모터로 구현되고 차량 휠(2b)은 총 4개가 구비되는데, 작업자에 인접한 측의 차량 휠(2b)에는 구동부(900) 및/또는 감속장치가 연결되어 소정의 구동력이 전달되고 작업자가 배치되는 측과 멀리 있는 측의 차량 휠에는 소정의 조향 장치(미도시)가 배치되어 작업자에 의하여 조작되는 차량 조이스틱 레버(106)로부터 입력되는 신호에 대응하여 조향 가능한 차량 휠 측에 소정의 조향 각도 형성이 가능하다. 따라서, 차량 조이스틱 레버(106)를 전진 가동시키는 경우 구동부(900)를 통한 구동력 생성을 통하여 별도의 선회 운동 없이 전진 운동이 이루어질 수 있고, 차량 조이스틱 레버(106)를 좌/우측으로 가동시키는 경우 조향륜에 대응하는 차량 휠이 차량 조이스틱 레버(106)의 회전각에 상응하는 조향 각도를 형성하고 구동부(900)의 좌/우측 구동력 발생의 차동이 발생하여 좌우 선회 운동도 가능하게 한고, 차량 조이스틱 레버(106)를 후방으로 가동시키는 경우 구동부(900)는 역회전하여 차량(2)의 후진 운동도 가능하다.
또한, 입력부(100)의 인근에는 작업자에게 터널 환경 계측 유니트(10)의 동작을 통하여 얻어진 터널 환경 정보를 디스플레이하기 위한 출력부(110)가 더 배치될 수도 있다. 출력부(110)는 터널 환경 계측 유니트(10)의 RFID 디바이스(300)의 작동 여부를 표시하는 인식 확인 표시등(117), 터널 내 전면 영상 정보를 표시하는 전면 영상 디스플레이(111,115) 등과 같은 표시 장치를 포함할 수 있다.
3차원 스캐너(400)는 차량(2), 보다 구체적으로 차량(2)의 상부에 배치된다. 차량(2)의 차량 하우징(2a)의 상부에는 하우징 스캐너 장착부(23, 도 4 참조)가 배치되는데, 3차원 스캐너(400)는 하우징 스캐너 장착부(23)에 배치된다. 3차원 스캐너(400)는 레이저 광선을 쏘아 물체에 반사되어 오는 시간을 측정하여 물체와의 거리를 계산하고 반사율을 통하여 색상을 인식하여 물체에 대한 3차원 영상을 구현하는 장비이다. 초당 수십 만개의 포인트에 대한 측정 속도로 인하여 짧은 시간에 거의 실제 형상에 근사한 데이터를 취득할 수 있다는 장점이 있으나, 비접촉식 형상 인식이라는 점에서 소정의 오차가 발생한다. 본 실시예에서는 초당 최대 625,000 포인트의 해상도와, 최대 53.5~70m 반경의 측정 범위와, 거리 정확도 1mm의 사양을 구비하는 모델명 Z+F Imager5003 3차원 스캐너를 사용하였다. 제어부(600)가 하기되는 RFID 디바이스(300)의 RFID 태그(320)에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 제어부(600)는 소정의 제어 과정에 따라 3차원 스캐너(400)에 스캔 동작 제어 신호를 인가하고 3차원 스캐너(400)는 인가받은 스캔 동작 제어 신호에 따라 소정의 스캔 동작을 실행하여 터널(T) 내부의 형상을 스캔한다. 이와 같은 3차원 스캐너(400)를 통하여 얻어지는 스캔 파일은 소정의 좌표 변환 및 구간별 블록 생성 등의 데이터 처리 과정을 통하여 소정의 스캔 이미지를 취득하게 된다. 도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 터널 환경 계측 유니트(10)의 3차원 스캐너(400)를 통하여 취득된 터널 내부 형상 스캔 정보의 연속적 도시가 이루어진다. 즉, 복수 개의 RFID 태그로부터 인식된 후 취득된 스캔 이미지를 연속적으로 도시하는 경우 굴착 상태에 따라 취득된 터널 내부 형상을 파악할 수 있다.
3차원 스캐너(400)를 통하여 취득된 스캔 이미지는 터널의 굴진 상태를 파악하고 터널의 굴진 진도 관리 등의 자료로 활용될 수 있다. 즉, 터널의 설계 단면과의 비교를 통하여 미굴량과 여굴량을 계산하여 숏크리트 타설시 활용될 수 있는데, 이를 통하여 터널의 굴질 공정을 위하여 투입되어야 할 비용 등의 터널의 굴진 진도에 따른 단계별로 연속적 계산이 가능하여 공정 관리를 보다 용이하게 할 수 있다.
또한, 3차원 스캐너(400)를 통하여 취득된 스캔 이미지를 활용하여 변형 여부도 감시할 수 있다. 즉, 굴착 후 숏크리트 타설 내지 준공 검사 후 지반의 침하 등으로 터널의 변형이 발생하지 여부를 감지하여 안전 사고 발생을 방지할 수 있다.
토털 스테이션(200)은 차량(2), 보다 구체적을 차량(2)의 상부에 배치되는데, 터널(T) 내에서의 차량(2)의 위치, 보다 구체적으로 차량(2)에 장착된 터널 환경 계측 유니트(10)의 위치를 측정할 수 있는 전자식 세오돌라이트(electronic theodolite)와 광파측거기(EDM; electro-optical instruments)를 포함하는 광파기이다. 토털 스테이션(200)의 작동은 입력부(100)를 통하여 작업자의 수작업을 통하여 실행될 수도 있고, 소정의 제어 루틴에 따라 제어부(600)의 제어 신호에 따라 자동적으로 실행될 수도 있는데, 본 실시예에서 제어부(600)가 하기되는 RFID 디바이스(300)의 RFID 태그(320)에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 제어부(600)는 소정의 제어 과정에 따라 토털 스테이션(200)에 스테이션 동작 제어 신호를 인가하고 토털 스테이션(200)은 인가받은 스테이션 동작 제어 신호에 따라 소정의 스테이션 동작을 실행하여 터널(T) 내부에서의 절대 위치 좌표를 확보한다. 토털 스테이션(200)은 터널(T) 내 위치 측정을 가능하게 하는 범위에서 다양한 선택이 가능한데, 본 실시예에서는 별도의 반사체없이 터널(T) 내에서의 위치 좌표 확보 가능한 구조의 광파기로 구현됨으로써 별도의 반사체 부착 공정의 번거로움을 제거할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 토털 스테이션(200)과 3차원 스캐너(400)는 택일적인 작동 상태를 구현한다. 즉, 토털 스테이션(200)은 차량 하우징(2a)에 형성된 하우징 스테이션 장착부(22, 도 4 참조)에 배치되는데, 하우징 스테이션 장착부(22)는 차량 하우징(2a)의 상단으로 하우징 스캐너 장착부(23)에 인접하여 배치된다. 이는 터널(T)의 내부에서 가동되는 차량(2a)에 탑재된 터널 환경 계측 유니트(10)의 보다 정확한 터널 정보 확보를 위한 것으로서, 3차원 스캐너(400)와 토털 스테이션(200)은 터널(T) 내에서의 굴진 방향에 수직한 평면 상에 투영하였을 경우 교차되어 중첩 영역을 형성한다. 따라서, 소정의 동작, 즉 3차원 스캐너(400)를 통한 스캔 이미지 확보 내지 토털 스테이션(200)을 통한 터널(T) 내 위치 정보 확보를 위하여 3차원 스캐너(400)와 토털 스테이션(200)은 택일적 동작을 취하고 이들 중 어느 하나가 가동되는 경우 다른 하나, 적어도 터널(T)의 전면을 향하여 앞에 배치되는 구성요소는 위치 변동을 이루어 터널(T)의 전면을 향한 방향으로 간섭되지 않는 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시예에서는 터널(T)의 전면을 향하여 토털 스테이션(200)이 앞서 차량 하우징(2a)에 배치되고, 3차원 스캐너(400)가 토털 스테이션(200)의 후방에 배치되는데, 토털 스테이션(200)은 차량 하우징(2a)의 하우징 스테이션 장착부(23)의 내부로 가동 수용 가능한 구조를 취한다. 즉, 토털 스테이션(200)의 하부에는 유압 피스톤 가동부(미도시)가 배치되는데, 3차원 스캐너(400)가 가동되는 경우 유압 피스톤 가동부(미도시)가 가동하여 토털 스테이션(200)을 차량 하우징(2a)의 내부로 하향 인입시킴으로써 토털 스테이션(200)과의 간섭을 방지하여 3차원 스캐너(400)의 원활한 스캐닝 작업을 가능하게 함으로써 정확한 데이터 취득이 가능하다. 또한, 3차원 스캐너(400)의 하부에도 유압 피스톤 가동부(미도시)가 별도 배치되어 3차원 스캐너(400)가 작동하지 않는 경우, 차량(2)의 차량 하우징(2a)의 내부로 인입시켜 이동 중 3차원 스캐너(400) 등의 손상을 방지할 수도 있다.
RFID 디바이스(300)는 RFID 리더기(310)와 RFID 태그(320, 도 5 참조)를 포함한다. RFID 리더기(310)는 차량의 측면에 배치되고 RFID 태그(320)는 터널(T)의 측면에 배치되는데, RFID 태그(320)는 능동형 태그 타입을 구비한다. 즉, RFID 태그(320)는 전압 발진 회로, 검파기 다이오드 및 커패시터(미도시) 등을 포함하는 통상적인 액티브 타입으로 구현되어 에너지 신호를 순차적으로 DC전압으로 정류하여 전압을 상승시켜 전원을 생성하고 해당 RFID 태그에 대한 태그 식별 정보를 RFID 리더기(310) 측으로 송신한다. 터널(T)의 내부에는 복수 개의 RFID 태그(320)가 배치되는데, 각각의 RFDI 태그는 해당 태그 식별 정보를 포함하는 신호를 송신하나 인접 태그와의 간섭을 방지하기 위하여 소정의 간격으로 이격 배치되는 것이 바람직하다.
RFID 리더기(310)는 차량(2)의 측면에 배치되어 RFID 태그(320)로부터 송신되는 태그 식별 정보를 수신하는데, RFID 리더기(310)는 안테나, 송수신부, 복조부, 변조부, 리더기 제어부 및 메모리를 포함하는 리더기 회로부와, 리더기 송수신 모듈(미도시)을 포함하는 통상적인 액티브 타입의 RFID 리더기로 구성된다. 안테나를 통하여 RFID 태그(320)로부터 송신된 태그 식별 정보를 포함하는 태그 신호를 수신하고 송수신부는 수신된 태그 신호를 RF 신호 상태에서 베이스 밴드 신호로 변환하고 복조부가 베이스 밴드 신호를 디지털 신호로 변환하여 리더기 제어부가 이를 수신하고 리더기 제어부는 통신 프로토콜을 처리하여 RFID 태그(320)와의 통신을 제어하고 디지털 신호로부터 태그 식별 정보 등을 추출하는데, 이는 제어부(600) 등으로 전달되어 터널(T) 내 스캐닝 정보를 활용하기 위한 소정의 제어 과정이 수행된다.
한편, 차량(2), 보다 구체적으로 차량(2)의 전방에는 영상 입력부(500)가 배치되는데, 영상 입력부(500)는 카메라 등의 영상 입력 장치로 구현되는데, 제어부(600)로부터의 영상 입력부 제어 신호에 따라 가동되어 터널(T)의 영상 정보를 취득하고, 취득된 영상 정보는 저장부(700)에 저장된다. 영상 입력부(500)의 가동시 정확한 영상 정보 취득을 위하여 터널 환경 계측 유니트(10)는 조명부(510)를 더 구비할 수 있다. 조명부(510)는 차량(2)의 전방 및/또는 측부에 배치되어 빛을 소정의 방향으로 조사하여 작업자가 취득하고자 하는 터널(T) 내 영상 정보의 정확한 취득을 가능하게 한다. 조명부(510)의 조명 강도 내지 조명 조사 방향 등은 입력부(100)의 버튼 등을 통하여 작업자에 의하여 조정될 수도 있다. 영상 입력부(500)는 동영상 촬영 및 스틸 촬영 등 다양한 기능을 수행하는 디지털 카메라로 구현될 수 있다. 도 7에는 본 발명의 영상 입력부(500)를 통하여 취득된 터널(T) 내 굴착면(A, 도 5 참조)의 영상 정보가 도시되는데, 이를 통하여 터널 내외부의 작업자는 현재 터널 굴착면의 굴착 상태를 판단하여 여굴 영역 등에 대한 작업 지시를 요청할 수 있다.
터널 환경 계측 유니트(10)는 송수신부(800)를 더 구비하는데, 송수신부(800)는 제어부(600)와 연결되어 제어부(600)로부터의 신호를 전달받는다. 송수신부(800)는 3차원 스캐너(400), 토털 스테이션(200) 및 영상 입력부(500)로부터 취득된 터널 내부 형상 스캔 정보, 절대 좌표 정보 및 전방 영상 정보를 외부로 송신하는데, 송신된 정보는 하기되는 중계기(3,4)를 거쳐 외부에 배치되는 중앙 서버(5)로 전달될 수 있다. 또한, 송수신부(800)는 데이터의 송신이외에 수신 기능도 포함하여, 외부 중앙 서버(5)로부터 전달되는 지시를 신호 전달받아 작업자를 통한 터널 환경 계측 유니트(10)의 조작에 대한 정보를 취득할 수도 있다. 즉, 작업자가 소정의 굴진 정보 등을 중앙 서버(5)로부터 취득하여 현재 터널에 대한 공정 상태 등을 파악하고 현장에서의 종합적 굴착 진도 관리를 실행할 수도 있다.
또한, 송수신부(800)는 작업자의 조작을 통한 중앙 서버로의 데이터 전송을 이룰 수도 있으나, 터널 굴착 진도에 따라 자동적으로 데이터 취득 및 전송 기능도 포함할 수 있다. 제어부(600)는 토털 스테이션(200)으로부터 취득한 절대 좌표 정보로부터 산출되는 연산 간격 정보(Dc)와, 저장부(700)에 사전 설정 저장된 굴진 진도 간격 정보(Ds)를 비교하고 연산 간격 정보(Dc)와 사전 설정 저장된 굴진 진도 간격 정부(Ds)가 실질적으로 일치하는 경우 3차원 스캐너(400), 토털 스테이션(200) 및 영상 입력부(500)가 취득한 터널 굴착 정보를 송신부(800)로 하여금 외부 중앙 서버(5)로 송신하도록 할 수 있다.
또 한편, 본 발명은 터널 환경 계측 유니트(10)를 포함하는 터널 환경 관리 시스템(1)으로 구현될 수도 있다. 즉, 터널 환경 관리 시스템(1)은 차량(2)에 탑재되어 터널(T) 내의 터널 굴착 정보를 취득하는 터널 환경 계측 유니트(10)와, 터널 환경 계측 유니트(10)로부터 터널 굴착 정보를 전달받아 이를 관리 저장하고 활용하는 외부 사무실 등에 배치되는 중앙 서버(5)와, 터널 환경 계측 유니트(10)와 중앙 서버(5)를 연결하여 터널 굴착 정보의 데이터를 전송하는 중계기(3,4)를 포함한다. 도면 부호 3으로 지시되는 중계기(3)는 터널 공사 현장에 배치되어 터널 환경 계측 유니트(10)와 통신 상태를 형성하여 터널 환경 계측 유니트(10)의 송수신부(800)를 통하여 송신되는 터널 굴착 정보를 수신한다. 도면 부호 4로 지시되는 중계기(4)는 도면 부호 3으로 지시되는 중계기(3)와 통신 상태를 형성하고, 중앙 서버(5)와 연결되어 도면 부호 3으로 지시되는 중계기(3)로부터 송신된 터널 굴착 정보를 수신하여 중앙 서버(5)로 전달한다. 송수신부(800), 중계기(3,4) 및 중앙 서버(5) 간에 다양한 통신 방식이 이루어질 수 있는데, 송수신부와 중계기 간의 해당 통신 방식에는 IEEE 802.11,a,b,g,n 등의 무선랜 방식을 사용할 수도 있다. 송수신부와 중계기 간에 다양한 통신 방식이 이루어질 수 있는데, 예를 들어 터널 환경 계측 유니트(10)의 송수신부(800)가 중계기(3)와 지그비 통신 방식을 사용할 수도 있다. 송수신부(800)는 PHY 계층, MAC 계측, 네트워크 계층, 어플리케이션 프레임워크 계층 및 응용 계층을 포함하는 지그비 프로토콜 스택을 처리하는 지그비 통신 장치를 구비함으로써, 저전력 근거리 무선 통신 기능을 실행할 수 있다.
중계기(3,4) 간의 통신은 이동통신네트워크를 활용할 수 있는데, 중계기(3,4)는 게이트웨이, 이동통신교환기, 기지국 장치, 기지국 제어장치 등으로 구현되거나 또는 이들을 포함하는 통신네트워크로 구현될 수 있다. 중앙 서버(5)는 이동통신네트워크로 구현되는 중계기(3,4)간의 통신을 통하여 전달되는 터널 굴착 정보를 수신하고, 터널 굴착 정보를 활용하여 터널(T)의 굴착 상태 진도를 관리하고 안전 상태를 관리하며 공사 비용등의 실시간적으로 관리하는 굴진 진도 관리 기능을 실행할 수도 있다. 또한, 중앙 서버(5)는 터널 굴착 정보의 수신 이외에, 소정의 지시 신호를 터널 환경 계측 유니트(10) 측으로 전송할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 터널 환경 계측 유니트(10) 및 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템(1)의 작동 과정을 설명한다.
먼저, 터널(T)이 굴착되고 터널(T)의 측면에 RFID 디바이스(300)의 RFID 태그(320)가 부착된다. RFID 태그(320)는 일정한 간격을 두고 복수 개가 터널(T)의 측벽에 부착된다. 작업자가 차량(2)의 입력부(100)를 조작하여 조향 가동시키는 경우, 입력부(100)를 통하여 입력되는 소정의 신호에 따라 구동부(100)가 조정되어 소정의 터널 내에서의 가동이 이루어진다. 차량(2)의 차량 하우징(2a)의 측부에 배치되는 RFID 리더기(310)는 터널(T)의 측벽에 배치되는 RFID 태그(320)로부터의 태그 인식 정보를 감지하는 RFID 태그 인식 단계(S10)가 실행된다.
RFID 태그(320)로부터의 태그 인식 정보를 RFID 태그 리더기(310)가 감지하고 소정의 인식 신호를 제어부(600)로 전달하고, 제어부(600)는 정보 취득 단계(S11)를 실행하는데, 정보 취득 단계(S11)에서 터널 내부 형상 스캔 정보, 절대 위치 좌표 및 영상 정보를 취득한다. 먼저, 제어부(60))는 사전 설정된 제어 흐름에 따라 3차원 스캐널(400)를 가동시켜 터널(T)의 굴착면에 대한 3차원 스캔 동작을 실행하여 터널 내부의 형상을 스캔한 터널 내부 형상 스캔 정보를 취득한다(S20). 그런 후, 제어부(600)는 토털 스테이션(200)을 가동시켜 소정의 절대 좌표 위치를 확보한다(S30). 이때, 토털 스테이션(200)이 가동되는 경우 3차원 스캐너(400)는 차량 하우징(2a)의 상부에 형성된 하우징 스캐너 장착부(23)로 삽입되는데, 3차원 스캐너(400)의 하부에 배치되는 유압 실린더 장치를 통하여 하방 가동된다. 또한, 3차원 스캐너(400)의 측면에는 스캐너 가이드(401)가 배치되고, 하우징 스캐너 장착부(23)의 내측면에는 스캐너 가이드(401)에 대응하는 가이드 형상을 구비하여, 수직 하방 가동되는 3차원 스캐너(400)의 안정적인 가동을 가능하게 할 수도 있다.
터널 내부 형상 스캔 정보와 절대 좌표 정보가 취득된 후, 제어부(600)는 영상 입력부(500)에 영상 정보 취득을 위한 제어 신호를 인가하여, 차량(2)의 전방에 배치되는 영상 입력부(500)를 통하여 터널 굴착면의 영상 정보를 취득한다(S40). 이때, 조명부(510)는 영상 입력부(500)와 함께 가동되어 터널 내부의 굴착면에 빛을 조사함으로써 정확한 영상 정보 취득을 가능하게 할 수 있다.
그런 후, 제어부(600)는 취득된 터널 내부 형상 스캔 정보, 절대 좌표 위치 정보, 굴착면의 영상 정보를 저장부(700)에 저장 내지 송신하는 저장 단계를 실행한다(S50). 즉, 제어부(600)는 취득된 터널 내부 형상 스캔 정보, 절대 좌표 위치 정보 및 영상 정보를 포함하는 터널 굴착 정보를 저장부(700)에 저장한다.
그런 후, 경우에 따라 제어부(600)는 터널 환경 계측 유니트(10)의 송수신부(800)를 통하여 중계기(3)로 터널 굴착 정보의 데이터 전송을 실행할 수 있다(S60). 전송된 데이터는 다른 중계기(4)를 거쳐 중앙 서버(5)로 전달되어 원격 상태에서 다른 작업자가 현재 터널(T)의 굴착 상태, 굴착 진도 상황, 및 안전 상태 등을 종합적으로 관리할 수 있다.
한편, 송신 단계(S60)는 터널(T) 내 작업자에 의하여 수동적으로 이루어질 수도 있으나, 소정의 조건에 따른 자동 송신 구조를 취할 수도 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 송신 단계(S60)는 복수 개의 서브 단계를 구비할 수 있는데, 송신 단계(S60)는 절대 좌표 인식 단계(S61), 연산 간격 정보 산출(S63), 간격 정보 비교 단계(S65), 간격 판단 단계(S67), 정소 송신 실행 단계(S69)를 포함한다. 먼저, 절대 좌표 인식 단계(S60)에서 제어부(600)는 토털 스테이션(200)에서 취득한 절대 위치 좌표 데이터를 활용하여 현재 터널 환경 계측 유니트(10)가 배치된 차량(2)의 터널(T) 내 위치를 확인한다. 그런 후, 제어부(60))는 바로 전 중계기(3)로의 송신 단계가 실행된 전회(前回)에서의 절대 위치 좌표 데이터와 현재 절대 위치 좌표 데이터를 활용하여 연산 간격 정보(Dc)를 산출한다(S63). 즉, 전회(前回) 송신 단계에서 실행된 절대 위치 좌표 데이터와 이번 과정에서 취득된 현재 절대 위치 좌표 데이터를 이용하여 굴착 방향으로의 진행 거리, 즉 연산 간격 정보(Dc)를 산출할 수 있다.
그런 후, 제어부(600)는 연산 간격 정보(Dc)와 사전 설정되어 저장부(700)에 저장된 사전 설정 간격 정보(Ds)를 비교하여 양자 간의 차이값을 산출한다(S65). 그런 후, 제어부(600)는 연산 간격 정보(Dc)와 사전 설정 간격 정보(Ds) 간의 차이인 간격 정보 비교값이 영 이상인지 여부를 판단하는 간격 판단 단계(S67)를 실행하는데, 경우에 따라 간격 판단 단계에서 소정의 오프셋을 부여할 수도 있다. 즉, 연산 간격 정보(Dc)와 사전 설정 간격 정보(Ds)간의 차이인 간격 정보 비교값이 영 이상인지 판단하지 않고 소정의 오프셋 값(Do) 이상인지 여부를 판단하여 실질적으로 연산 간격 정보와 사전 설정 간격 정보의 차이인 간격 정보 비교값이 실질적으로 영 이상인지 여부를 판단할 수도 있다.
단계 S67에서 연산 간격 정보(Dc)와 사전 설정 간격 정보(Ds)의 차이인 간격 정보 비교값이 영 이상인 경우, 제어부(600)는 현재 저장된 터널 굴착 정보를 송신부(800)를 통하여 중계기(3)로 전달하여 순차적으로 다른 중계기(4)를 거쳐 중앙 서버(5)로의 전달을 가능하게 한다(S69). 이와 같은 송신 실행 단계가 실행된 후 제어 흐름을 단계 S10으로 복귀하여 소정의 제어 과정을 반복하게 된다.
반면, 단계 S67에서 연산 간격 정보(dc)와 사전 설정 간격 정보(Ds)의 차이가 영 이상이지 않은 경우 별도의 송신 실행 단계를 수행하지 않고 제어 흐름을 단계 S10으로 복귀시킨다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 터널 환경 계측 유니트 및 이를 구비하는 터널 환경 관리 시스템은, RFID 디바이스를 통한 소정의 위치에서의 터널 내부 형상 스캔 정보, 절대 좌표 위치 정보 및 영상 정보를 취득하고 이를 송수신하여 소정의 터널 굴착 관리 등을 용이하게 이루는 구조를 취한다는 점에서, 3차원 스캐너, 토털 스테이션 및 영상 입력부의 데이터 취득 순서는 서로 변화되는 다양한 구성을 취할 수도 있는 등, 터널 굴착 정보 취득을 RFID 디바이스를 활용하는 범위에서 다양한 구성이 가능하다.
1...터널 환경 관리 시스템 2...차량
3,4...중계기 5...중앙 서버
10...터널 환경 계측 유니트 100...입력부
200...토털 스테이션 300...RFID 디바이스
400...3차원 스캐너 500...영상 입력부
600...제어부 700...저장부
800...송수신부 900...구동부

Claims (8)

  1. 터널 내 굴진 방향으로 가동 가능한 차량에 장착되는 터널 환경 계측 유니트로서,
    터널 내 측면에 배치되는 RFID 태크와, 차량의 측면에 배치되어 상기 RFID 태그를 인식하는 RFID 리더기를 구비하는 RFID 디바이스와,
    상기 RFID 리더기로부터 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 제어부와,
    차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스캔 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부의 형상을 스캔하는 3차원 스캐너와,
    차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스테이션 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부에서의 절대 좌표를 측정하는 토털 스테이션과,
    차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 조명 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내 전방 영상 정보를 취득하는 영상 입력부와,
    상기 제어부와 연결되어 상기 제어부로부터의 저장 제어 신호에 따라 상기 3차원 스캐너로부터의 터널 내부 형상 스캔 정보와, 상기 토털 스테이션으로부터의 절대 좌표 정보와, 그리고 상기 영상 입력부로부터의 터널 내 전방 영상 정보를 포함하는 터널 굴착 정보를 저장하는 저장부를 구비하는 터널 환경 계측 유니트.
  2. 제 1항에 있어서,
    차량에는 상기 제어부와 연결되어 상기 3차원 스캐너, 상기 토털 스테이션 및 상기 영상 입력부로부터 취득된 상기 터널 내부 형상 스캔 정보, 상기 절대 좌표 정보 및 상기 전방 영상 정보를 송신하는 송수신부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 터널 환경 계측 유니트.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 토털 스테이션에서 취득된 상기 절대 좌표 정보로부터 산출되는 연산 간격 정보와, 상기 저장부에 사전 설정 저장된 굴진 진도 간격 정보를 상기 제어부가 비교하고, 상기 연산 간격 정보와 상기 사전 설정 굴진 진도 간격 정보가 실질적으로 일치하는 경우 상기 터널 내부 형상 스캔 정보와 상기 절대 좌표 정보 및 상기 전방 영상 정보를 상기 송수신부가 송신하는 것을 특징으로 하는 터널 환경 계측 유니트.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 송수신부는 지그비 통신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 환경 계측 유니트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 토털 스테이션과 상기 3차원 스캐너는 택일적으로 가동되는 것을 특징으로 하는 터널 환경 계측 유니트.
  6. 터널 내 굴진 방향으로 가동 가능한 차량;
    상기 차량에 장착되는 터널 환경 계측 유니트로서, 터널 내 측면에 배치되는 RFID 태크와, 차량의 측면에 배치되어 상기 RFID 태그를 인식하는 RFID 리더기를 구비하는 RFID 디바이스와, 상기 RFID 리더기로부터 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 제어부와, 상기 차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스캔 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부의 형상을 스캔하는 3차원 스캐너와, 상기 차량에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 스테이션 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내부에서의 절대 좌표를 측정하는 토털 스테이션과, 상기 차량의 전방에 배치되고, 상기 제어부가 상기 RFID 태그에 대한 인식 정보를 취득하는 경우 상기 제어부로부터의 조명 동작 제어 신호를 인가받아 가동되어 터널 내 전방 영상 정보를 취득하는 영상 입력부와, 상기 제어부와 연결되어 상기 제어부로부터의 저장 제어 신호에 따라 상기 3차원 스캐너로부터의 터널 내부 형상 스캔 정보와, 상기 토털 스테이션으로부터의 절대 좌표 정보와, 그리고 상기 영상 입력부로부터의 터널 내 전방 영상 정보를 저장하는 저장부와, 상기 차량에 배치되고 상기 제어부와 연결되어 상기 3차원 스캐너, 상기 토털 스테이션 및 상기 영상 입력부로부터 취득된 상기 터널 내부 형상 스캔 정보, 상기 절대 좌표 정보 및 상기 전방 영상 정보를 포함하는 터널 굴착 정보를 송신하는 송수신부를 구비하는 터널 환경 계측 유니트;
    상기 송수신부로부터 상기 터널 굴착 정보를 수신하는 중계기; 및
    상기 중계기로부터의 송신된 상기 터널 굴착 정보를 수신하여 터널 굴착 정보를 활용하여 굴진 진도 관리를 실행하는 중앙 서버를 포함하는 터널 환경 관리 시스템.
  7. 터널 내 굴진 방향으로 가동 가능한 차량에 탑재되는 터널 환경 계측 유니트의 RFID 리더기와, 터널의 측벽에 배치되는 RFID 태그 간의 태그 인식이 실행되는 RFID 태그 인식 단계와,
    상기 RFID 태그 인식 단계에서 인식이 이루어진 후, 상기 터널 환경 계측 유니트에 구비되는 3차원 스캐너, 토털 스테이션 및 영상 입력부를 통하여 터널 내부의 터널 내부 형상 스캔 정보, 터널 내에서의 절대 위치 좌표 및 터널 굴착면의 영상 정보를 포함하는 터널 굴착 정보를 취득하는 정보 취득 단계와,
    상기 터널 굴착 정보를 상기 터널 환경 계측 유니트의 저장부가 저장하도록 제어부가 저장 제어 신호를 인가하는 저장 단계와,
    상기 저장 단계 후 상기 제어부의 송신 신호에 따라 상기 터널 굴착 정보를 외부로 전송하는 송신 단계를 포함하는 터널 환경 관리 시스템 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 송신 단계는:
    상기 토털 스테이션에서 취득된 절대 위치 좌표 정보를 인식하는 절대 좌표 인식 단계와,
    상기 절대 좌표 인식 단계와 전회에서의 절대 좌표를 활용하여 연산 간격 정보를 산출하는 연산 간격 정보 산출 단계와,
    상기 연산 간격 정보와 상기 저장부에 사전 설정되어 저장된 사전 설정 간격 정보를 비교하는 간격 정보 비교 단계와,
    상기 간격 정보 비교 단계에 얻어진 간격 정보 비교값이 영 이상인지 여부를 판단하는 간격 정보 판단 단계와,
    상기 간격 정보 판단 단계에서 상기 간격 정보 비교값이 영 이상인 경우, 상기 제어부가 터널 환경 계측 유니트의 송수신부에 상기 터널 굴착 정보를 송신하도록 송신 제어 신호를 출력하는 송신 실행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 환경 관리 시스템 제어 방법.
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