KR20120009185A

KR20120009185A - Method for Measuring Ground Displacement with Multi Path

Info

Publication number: KR20120009185A
Application number: KR1020100071139A
Authority: KR
Inventors: 김규선
Original assignee: (주)성진지오텍
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-02-01

Abstract

PURPOSE: A multidirectional ground deformation measuring method is provided to measure various kinds of displacements regardless of the shape and structure of a target object. CONSTITUTION: A multidirectional ground deformation measuring method is as follows. A three-dimensional sensor array having multiple three-dimensional sensors is installed on the ground. A microprocessor(60) receives three-dimensional sensing signals from the three-dimensional sensor and stores the initial position values of the three-dimensional sensors to a memory(40). The displacement states of the ground are continuously monitored by repetitively comparing the sensing signals with the initial position values.

Description

Method for Measuring Ground Displacement with Multi Path}

본 발명은 위치 변형을 다방향으로 센싱이 가능한 3차원 센서를 이용하여 다양한 계측 대상 지반의 변위 상태를 정확히 측정할 수 있도록 하는 다방향 지반 변위 계측 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-directional ground displacement measuring method for accurately measuring the displacement state of the various measurement target ground by using a three-dimensional sensor capable of sensing the position deformation in multiple directions.

일반적으로, 터널 공사나, 사면 절취 공사, 흙막이 공사, 댐 공사 등과 같은 각종 토목, 건축 공사를 진행하거나, 터널 구조물이나 교량 구조물 등과 같은 각종 토목, 건축 구조물을 안정적으로 운용해야 하는 경우에, 해당 공사 구간 또는 토목, 건축 구조물 지반 내의 지중 변위 정도를 정확하게 측정하여 주변 지반의 거동을 파악함과 더불어, 공사의 안정성 및 구조물의 안정적 운용성을 확보하기 위한 일환으로서 변위를 계측하는 센서가 장착된 지중 변위 측정 장치가 적용되고 있다. In general, when a civil engineering work such as a tunnel construction, a slope cutting work, a masonry work, a dam work, or the like is carried out, or when various civil engineering and building structures such as a tunnel structure or a bridge structure need to be stably operated, Underground displacement measurement with sensors that measure the displacement as a part to secure the stability of construction and the stable operability of the structure by accurately measuring the degree of underground displacement in the ground of a section, civil engineering, or building structure. The device is being applied.

이러한 변위 계측 센서가 장착된 지중 변위 측정 장치는, 진동현식 센서나 전기식 크랙 게이지 센서를 적용하여 지반의 변위 정도를 계측할 수 있도록 되어 있는 바, 일정 형상의 변위 계측봉에 변위 계측 센서가 연결되어 있는 구조로 이루어진다. Underground displacement measuring device equipped with such a displacement measuring sensor, by applying a vibration sensor or an electric crack gauge sensor to measure the degree of displacement of the ground bar, displacement measuring sensor is connected to a certain displacement measuring rod It is made of a structure.

이러한 구성으로 이루어진 종래의 지중 변위 계측 장치는, 변위 계측봉이 삽입되어 있는 지반의 거동이나 이완, 절리 등에 의하여 변위가 발생되면, 해당 변위 계측봉과 연결된 변위 계측 센서가 지반의 변위 상태를 감지할 수 있도록 되어 있다. In the conventional underground displacement measuring device having such a configuration, when a displacement occurs due to the behavior, loosening, or jointing of the ground into which the displacement measuring rod is inserted, the displacement measuring sensor connected to the corresponding displacement measuring rod can detect the displacement state of the ground. It is.

상기한 지중 변위 계측 장치는 주로 건축 현장이나 토목 건설 현장의 수직 지반 변위 상태를 계측하기 위한 용도로서 이용할 수 있는 것으로서, 터널 등의 지반 변위 계측에는 사용하기 곤란하도록 되어 있다. The above-described underground displacement measuring device is mainly used for measuring the vertical ground displacement state of a construction site or a civil construction site, and is difficult to use for ground displacement measurement such as a tunnel.

한편, 터널 시공에는 새로운 첨단 공법이 적용되더라도 여러 가지 불확실한 요소들이 많이 존재하게 되는데, 그 중에서도 지질학적인 불확실성이 가장 중요한 문제점으로서 대두되고 있으며, 이미 시공된 터널의 경우에도 노후화로 인하여 터널 내공의 변위가 발생하게 되면 터널 구조물의 붕락에 의해 대형사고가 발생할 가능성이 있다. On the other hand, there are many uncertainties in the construction of tunnels, even if new advanced techniques are applied. Among them, geological uncertainty has emerged as the most important problem. If this occurs, there is a possibility that a large accident can occur due to the collapse of the tunnel structure.

이러한 문제점들을 미연에 방지하기 위해, 종래에는 터널 내공의 변위량을 측정하는 방법이 개발되고 있는데, 대표적인 방법으로서 터널 내공에 반사판을 갖춘 소형의 타겟 구조물을 터널 전체에 부착하고, 레이저 광선을 측정하고자 하는 터널 부위에 설치된 타겟 구조물에 발사함에 의해, 반사되어 돌아오는 광선의 속도에 의해 길이를 파악하고, 소정의 기준 좌표점과 해당 터널의 측정점과의 각도 변위량을 측정함으로써, 길이와 각도 변위량에 근거한 터널 내부의 내공 변위량을 파악할 수 있도록 하고 있다. In order to prevent these problems in advance, a method of measuring the displacement amount of the hole in the tunnel is conventionally developed. As a representative method, a small target structure having a reflector in the tunnel hole is attached to the entire tunnel and the laser beam is measured. By firing on the target structure installed at the tunnel site, the length is determined by the speed of the reflected beam and the angle displacement amount between the predetermined reference coordinate point and the measurement point of the tunnel is measured. The internal hole displacement can be grasped.

하지만, 이러한 종래의 터널 내공 변위 측정 방식의 경우에는 반사판을 갖는 타겟 구조물을 터널에 일일이 부착하여야 하고, 레이저 광선의 측정 장비를 이용하여 타겟 구조물에 일일이 발사하여 측정하여야 하기 때문에, 시공상의 번거로움이 있을 뿐만 아니라 별도의 측정 장비를 이용해야 하므로 일정 기간 단위로 측정할 수 밖에 없어서 상시적인 변위량의 측정이 불가능하다는 문제점이 있다. However, in the conventional tunnel hole displacement measurement method, since the target structure having the reflector must be attached to the tunnel one by one, and the target structure must be fired and measured by the laser beam measuring equipment one by one, the construction hassle. In addition, there is a problem in that it is impossible to measure the amount of displacement at all times because it is necessary to measure by a unit of time because a separate measuring equipment must be used.

또한, 일반적인 지중 변위 계측 장치의 경우에는 지반의 수직 변위만을 계측할 수 있도록 되어 있기 때문에, 수평 변위나 수직 변위 각도, 변위의 방향 등을 다양하게 측정하기가 불가능하도록 되어 있어서 다양한 변위 정도의 측정에 불충분하다는 문제점이 있다. In addition, in the case of the general underground displacement measuring device, only the vertical displacement of the ground can be measured. Therefore, it is impossible to measure various horizontal displacements, vertical displacement angles, and directions of displacement. There is a problem of insufficient.

게다가, 현재의 지중 변위 측정 방식은 건축물이나 토목 건설 현장의 구조 및 상태에 따라 다양한 종류의 계측용 센서를 동원해야 하고, 각 센서의 센싱 특성과 현장 특성에 맞추어서 다양한 방식으로 변위량을 측정해야 하기 때문에, 건축 및 토목 건설 분야의 변위 계측 기술이 복잡해 질 수 밖에 없고, 이러한 복잡한 기술 상황에 맞게 인력을 배치해야 하는 불리함이 있어서 인건비, 시설비의 상승이 불가피하다는 문제점이 있다. In addition, the current underground displacement measurement method requires the use of various types of measurement sensors according to the structure and condition of the building or civil construction site, and the displacement amount must be measured in various ways according to the sensing characteristics and the site characteristics of each sensor. Displacement measurement technology in the field of construction, civil engineering and construction is inevitably complicated, and there is a disadvantage in that labor costs and facility costs are inevitable due to the disadvantage of having to arrange manpower according to such a complicated technology situation.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 다방향 계측 가능한 3차원 센서를 이용하여 계측 대상 지반 형태, 계측 대상 시설의 구조에 관계없이 통일적인 변위 계측 기능이 가능하고, 다양한 형태의 변위를 모두 계측할 수 있도록 하는 다방향 지반 변위 계측 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, the object of which is to use a three-dimensional sensor capable of multi-directional measurement, uniform displacement measurement function is possible irrespective of the ground of the measurement target and the structure of the measurement target facility. In addition, to provide a multi-directional ground displacement measuring method that can measure all the various types of displacement.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 특정 지반, 구조물, 건설 현장 지반 중에서 어느 하나의 지반에 다수의 3차원 센서가 연결된 3차원 센서 어레이를 설치하는 단계와, 상기 3차원 센서 어레이의 설치 완료시에, 마이크로 프로세서에서 각 3차원 센서로부터의 3차원 센싱 신호를 각각 입력받아 각 3차원 센서별로 초기 위치값을 설정하여 메모리에 저장하는 단계 및, 상기 마이크로 프로세서에서 상기 3차원 센서 어레이의 각 3차원 센서로부터의 센싱 신호를 입력받아 각기 대응하는 센서의 초기 위치값과 비교하는 동작을 반복적으로 수행하여 지반의 변위 상태를 지속적으로 감시하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다방향 지반 변위 계측 방법을 제공한다.According to the present invention for achieving the above object, the step of installing a three-dimensional sensor array is connected to a plurality of three-dimensional sensor on any one of the ground of a specific ground, structure, construction site, and the installation of the three-dimensional sensor array Upon completion, the microprocessor receives the three-dimensional sensing signals from each three-dimensional sensor, sets initial position values for each three-dimensional sensor, and stores the initial position values in each of the three-dimensional sensors. Multi-directional ground displacement measuring method comprising the step of continuously monitoring the ground displacement state by repeatedly receiving the sensing signal from the dimensional sensor and comparing with the initial position value of each corresponding sensor To provide.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 다수의 3차원 센서가 연속적으로 연결되어 있는 3차원 센서 어레이를 계측하고자 하는 지반 또는 시설에 초기 설치하는 경우에, 해당 3차원 센서 어레이를 구성하는 각 3차원 센서의 측정하여 이를 초기값으로 저장하고, 이후에 각 3차원 센서에 대해서 초기값을 근거로 측정값을 지속적으로 체크하여 지반 또는 시설의 변위 발생 여부 및 발생 위치, 발생 형태 등을 정확히 파악할 수 있도록 함에 따라, 건축 및 토목 건설 현장, 기건설된 시설물의 형태나 특성에 관계없이 본 발명의 다방향 계측 기술을 통일적으로 적용이 가능하고, 계측 기술의 통일화, 단순화에 따른 변위 계측 장비의 설비 비용 절감이 가능함과 더불어, 기술 인력의 절감에 따른 인건비 절감이 가능할 뿐만 아니라, 다방향의 변위 계측이 가능하게 되면서 보다 다양한 변위 상태의 계측이 용이하여 그에 따른 효율적인 점검 및 보수가 가능하다는 효과를 갖게 된다. According to the present invention as described above, when initially installed in the ground or facility to measure the three-dimensional sensor array that is connected to a plurality of three-dimensional sensor, each of the three-dimensional sensor constituting the three-dimensional sensor array Measure and store it as an initial value, and then continuously check the measured value based on the initial value for each 3D sensor so as to accurately determine whether the displacement of the ground or facility occurs, the location of the occurrence, the type of occurrence, etc. Regardless of the shape and characteristics of construction, civil and construction sites, and pre-built facilities, the multi-directional measurement technology of the present invention can be uniformly applied, and the equipment cost of displacement measurement equipment can be reduced by unifying and simplifying the measurement technology. In addition, labor costs can be reduced due to the reduction of technical manpower, as well as multi-directional displacement measurement. It is easy to measure a variety of displacement state has the effect that it is possible to efficiently check and repair accordingly.

도 1a 및 조 1b는 본 발명에 따른 다방향 지반 변위 계측 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 다방향 지반 변위 계측 방법을 구현하기 위한 지반 변위 계측 시스템의 구성을 나타낸 도면,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 경사면을 갖는 지반에 3차원 센서 어레이가 설치된 경우의 지반 변위 측정 상태를 예시적으로 설명하기 위한 도면,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 터널에 3차원 센서 어레이가 설치된 경우의 터널 내공 변위 측정 상태를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 1A and 1B are views for explaining a multi-directional ground displacement measuring method according to the present invention;
2 is a view showing the configuration of a ground displacement measurement system for implementing a multi-directional ground displacement measurement method according to the present invention,
3A and 3B are views for illustratively explaining a ground displacement measurement state when a three-dimensional sensor array is installed on a ground having an inclined surface according to a preferred embodiment of the present invention;
4A and 4B are views for exemplarily describing a tunnel bore displacement measurement state when a three-dimensional sensor array is installed in a tunnel according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 조 1b는 본 발명에 따른 다방향 지반 변위 계측 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1A and 1B are diagrams for explaining a multi-directional ground displacement measuring method according to the present invention.

도 1a에 도시된 바와 같이, 복수의 3차원 센서(D1?D3)를 연결한 센서 어레이를 특정 지반이나 구조물, 공사 현장 지반 등에 초기 설치하는 경우에, 각 3차원 센서(D1?D3)의 초기 설치 위치가 서로 다를 수 밖에 없으므로 각 3차원 센서(D1?D3) 별로 각각 개별적으로 초기값을 설정하게 된다. As shown in FIG. 1A, in the case of initially installing a sensor array in which a plurality of three-dimensional sensors D1 to D3 are connected to a specific ground, a structure, or a construction site ground, the initial stage of each of the three-dimensional sensors D1 to D3 Since the installation positions are different from each other, the initial values are individually set for each three-dimensional sensor (D1? D3).

상기 각 3차원 센서(D1?D3)는 3차원 가속도 센서로 이루어지고, 중력 가속도를 기준으로 지반에 초기 설치시 각각 기울어진 각도를 x,y,z의 3축 방향의 가속도로부터 각각 검출하여 3축 방향의 가속도값을 근거로 xy, yz, zx 방향의 초기 위치값을 설정하여 시스템의 메모리에 각 센서 별로 할당된 초기 설정치 저장 공간에 저장한다. Each of the three-dimensional sensors (D1 ~ D3) is made of a three-dimensional acceleration sensor, and each of the angles of inclination at the time of initial installation on the ground based on the acceleration of gravity from the acceleration in the three-axis direction of x, y, z, respectively 3 Based on the acceleration value in the axial direction, the initial position values in the xy, yz, and zx directions are set and stored in the initial setpoint storage space allocated to each sensor in the system memory.

그 상태에서, 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 3차원 센서 어레이가 설치된 지반, 구조물, 공사 현장 지반이 변형되고, 그 변형 부위에 설치된 3차원 센서의 위치가 초기 위치로부터 변경되는 경우에, x,y,z,의 3축 방향의 가속도를 검출하여 도 1a에 나타난 바와 같은 초기값에 근거하여 비교함에 따라 3축 방향의 변위와, xy, yz, zx 방향의 변위 및 그 변위 값에 따라 계산되는 3차원 공간 상의 각도 변화(Δθ)를 계측할 수 있게 된다. In the state, as shown in FIG. 1B, when the ground, structure, and construction site ground on which the three-dimensional sensor array is installed are deformed, and the position of the three-dimensional sensor installed on the deformation site is changed from the initial position, x, The acceleration in the three-axis direction of y, z, is detected and calculated based on the displacement in the three-axis direction, the displacement in the xy, yz, and zx directions and the displacement value as compared based on the initial value shown in FIG. It is possible to measure the angle change Δθ in the three-dimensional space.

즉, 상기 3차원 센서 어레이의 초기 설치시에 설치되는 지반, 시설물, 구조물, 건설 현장 지반 등의 설치 조건이 각기 상이하기 때문에, 3차원 센서 어레이를 구성하는 다수의 3차원 센서에 대한 초기 위치값을 각각 개별적으로 검출하여 저장하였다가, 이후 변위 진행시에 변위 위치 비교를 위한 기준값으로 각각 개별 활용하게 되는 것이다. That is, since the installation conditions of the ground, facilities, structures, construction site ground, etc. installed during the initial installation of the three-dimensional sensor array is different, the initial position value for the plurality of three-dimensional sensor constituting the three-dimensional sensor array And then individually detected and stored, and then used individually as a reference value for displacement position comparison during the displacement process.

한편, 본 발명에서는 상기 3차원 센서를 3차원 가속도 센서로 적용하고 있지만, 이에 한정되지는 않는 것으로서 3축 방향의 3차원 공간 변위 센싱이 가능한 어떠한 기계적, 전자적 센서를 적용하여도 무방하다. In the present invention, the three-dimensional sensor is applied as a three-dimensional acceleration sensor, but is not limited thereto. Any mechanical or electronic sensor capable of three-dimensional spatial displacement sensing in the three-axis direction may be applied.

도 2는 본 발명에 따른 다방향 지반 변위 계측 방법을 구현하기 위한 지반 변위 계측 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 2 is a view showing the configuration of a ground displacement measurement system for implementing a multi-directional ground displacement measurement method according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법이 적용되는 지반 변위 계측 시스템은, 키입력부(10)와, 센서 입력부(20), 프로그램 메모리(30), 데이터 메모리(40), 표시부(50), 마이크로 프로세서(60)로 구성된다. As shown in FIG. 2, the ground displacement measurement system to which the method of the present invention is applied includes a key input unit 10, a sensor input unit 20, a program memory 30, a data memory 40, and a display unit 50. And a microprocessor 60.

상기 키입력부(10)는 3차원 센서 어레이를 구성하는 각 개별 3차원 센서들에 대한 초기 설치시 초기값 설정을 위한 키입력과, 지반 변위 상태의 확인을 위한 키입력을 수행하는 복수의 기능키를 포함하고 있다. The key input unit 10 is a plurality of function keys for performing a key input for setting the initial value at the time of initial installation for each individual three-dimensional sensor constituting the three-dimensional sensor array, and a key input for checking the ground displacement state It includes.

상기 센서 입력부(20)는 3차원 센서 어레이를 구성하는 각 개별 3차원 센서들로부터의 센싱 신호를 각각 입력받아 상기 마이크로 프로세서(60)에서 처리할 수 있는 디지털 데이터 형태로 변환하여 제공한다. The sensor input unit 20 receives sensing signals from respective individual three-dimensional sensors constituting the three-dimensional sensor array and converts them into digital data that can be processed by the microprocessor 60.

상기 프로그램 메모리(30)는 3차원 센서 어레이의 초기 설치시 각 개별 3차원 센서 별로 초기값의 설정과, 그 설정된 초기값을 근거로 지반 변위 상태를 3차원적으로 계측하는 기능을 수행하는 기능 제어 프로그램이 저장되어 있다. The program memory 30 performs a function of setting an initial value for each individual three-dimensional sensor at the initial installation of the three-dimensional sensor array and measuring a ground displacement state three-dimensionally based on the set initial value. The program is saved.

상기 데이터 메모리(40)는 3차원 센서 어레이의 초기 설정시 설정되는 각 개별 센서별 초기값이 저장되고, 지반 변위가 계측된 3차원 센서의 변위 계측값과 해당 변위 발생 위치의 정보(즉, 해당 위치에 설치된 3차원 센서 정보)가 저장된다. The data memory 40 stores an initial value for each individual sensor that is set at the initial setting of the 3D sensor array, and measures the displacement measurement value of the 3D sensor in which the ground displacement is measured and the information of the corresponding displacement location (that is, the corresponding value). 3D sensor information installed at the location) is stored.

상기 표시부(50)는 3차원 센서 어레이의 초기 설정시 초기값 설정 상태와, 지반 변위 상태의 계측에 따른 변위 발생 위치 및 변위 값을 사용자가 확인 가능한 형태로 표시한다. The display unit 50 displays the initial value setting state and the displacement generation position and the displacement value according to the measurement of the ground displacement state at the initial setting of the 3D sensor array in a form that can be confirmed by the user.

상기 마이크로 프로세서(60)는 상기 키입력부(10)의 키입력에 의한 초기값 설정 명령에 따라 상기 센서 입력부(20)를 통해 각각 입력되는 3차원 센서 어레이를 구성하는 각각의 3차원 센서로부터의 센싱 신호를 통해 각 3차원 센서의 초기 위치값을 각각 개별적으로 설정하여 상기 데이터 메모리(40)에 저장한다. The microprocessor 60 senses each of the three-dimensional sensors constituting the three-dimensional sensor array that is input through the sensor input unit 20 according to the initial value setting command by the key input of the key input unit 10. The initial position values of the three-dimensional sensors are individually set through the signals and stored in the data memory 40.

상기 마이크로 프로세서(60)는 상기 센서 입력부(20)를 통해 입력되는 각 3차원 센서로부터의 센싱 신호를 초기 위치값과 비교하는 동작을 반복적으로 진행하고, 그 비교 결과로 특정 3차원 센서로부터의 센싱 신호에 의한 값이 변동되면 해당 변동된 값을 갖는 3차원 센서의 설치 위치의 지반 변위가 발생함을 감지하게 되고, 해당 3차원 센서에 대해 변동된 값을 상기 데이터 메모리(40)에 저장함과 더불어, 상기 키입력부(10)의 키입력에 따라 상기 표시부(50)에 지반의 변위 상태를 3차원 값으로 화면 표시되도록 제어한다.The microprocessor 60 repeatedly performs an operation of comparing the sensing signal from each three-dimensional sensor input through the sensor input unit 20 with an initial position value, and the sensing from the specific three-dimensional sensor as a result of the comparison. When the value of the signal changes, it is detected that the ground displacement of the installation position of the three-dimensional sensor having the changed value occurs, and the changed value of the three-dimensional sensor is stored in the data memory 40. According to the key input of the key input unit 10, the display unit 50 controls the display state of the ground to be displayed as a three-dimensional value.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 도 3a 및 도 3b, 도 4a 및 도 4b의 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Next, the operation of the present invention made as described above will be described in detail with reference to the drawings of FIGS. 3A and 3B, 4A and 4B.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 경사면을 갖는 지반에 3차원 센서 어레이가 설치된 경우의 지반 변위 측정 상태를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 3A and 3B are views for illustratively explaining a ground displacement measurement state when a three-dimensional sensor array is installed on a ground having an inclined surface according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3a에 예시된 바와 같이, 직각의 경사면을 갖는 단턱이 형성된 지반에 다수의 3차원 센서(A1?A12)를 연결한 3차원 센서 어레이를 설치한 경우에, 해당 3차원 센서 어레이의 최종단 측 3차원 센서(A12)는 기준점이 되는 고정용 구조물(또는 콘크리트 모르타르)에 의해 고정되어 해당 지반을 따라서 초기 설치가 이루어진다. As illustrated in FIG. 3A, when a three-dimensional sensor array in which a plurality of three-dimensional sensors A1 to A12 are connected to a ground having a stepped surface having a right angled inclination is formed, the final end side of the corresponding three-dimensional sensor array is provided. The three-dimensional sensor A12 is fixed by a fixing structure (or concrete mortar) that is a reference point, and initial installation is performed along the ground.

이 때, 센서 입력부(20)에서는 상기 3차원 센서 어레이의 각 3차원 센서(A1?A12)로부터의 센싱 신호를 각각 입력받고, 상기 마이크로 프로세서(60)는 상기 각 3차원 센서(A1?A12)의 센싱 신호에 따른 3차원 값(즉, x, y, z, xy, yz, zx, θ)을 초기 위치값으로 각각 설정하여 데이터 메모리(40)에 저장한다. At this time, the sensor input unit 20 receives sensing signals from each of the three-dimensional sensors A1-A12 of the three-dimensional sensor array, and the microprocessor 60 receives the respective three-dimensional sensors A1-A12. Three-dimensional values (ie, x, y, z, xy, yz, zx, θ) according to the sensing signal of are set as initial position values and stored in the data memory 40.

그 상태에서, 상기 마이크로 프로세서(60)는 상기 센서 입력부(20)를 통해 입력되는 각 3차원 센서(A1?A12)로부터의 센싱 신호를 상기 초기 위치값과 비교하는 동작을 반복하게 되는데, 도 3b에 예시된 바와 같이 지반의 특정 부위에 변위가 발생되면서 해당 변위 발생 부위에 설치된 3차원 센서(A2, A3, A4)로부터의 3차원 센싱 값이 각기 대응하는 센서의 초기 위치값으로부터 변동되는 것이 감지되면, 상기 변동된 값(x,y,z,xy,yz,xz,Δθ)을 상기 데이터 메모리(40)에 저장하게 되고, 상기 키입력부(10)의 사용자 키입력에 따라 상기 표시부(50) 상에 해당 3차원 센서(A2, A3, A4)의 변동값을 3차원적인 값(예컨대 3차원 그래프 또는 수치)으로 화면 표시될 수 있도록 한다. In this state, the microprocessor 60 repeats an operation of comparing the sensing signal from each of the three-dimensional sensors A1-A12 input through the sensor input unit 20 with the initial position value, FIG. 3B. As illustrated in FIG. 6, when the displacement occurs in a specific part of the ground, it is detected that the three-dimensional sensing values from the three-dimensional sensors A2, A3, and A4 installed at the corresponding displacement generating part are changed from the initial position values of the corresponding sensors. When the changed value (x, y, z, xy, yz, xz, Δθ) is stored in the data memory 40, the display unit 50 in accordance with the user key input of the key input unit 10 The variation value of the three-dimensional sensors A2, A3, and A4 can be displayed on the screen as a three-dimensional value (for example, a three-dimensional graph or a numerical value).

다음에, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 터널에 3차원 센서 어레이가 설치된 경우의 터널 내공 변위 측정 상태를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. Next, FIGS. 4A and 4B are views for exemplarily describing a tunnel pore displacement measurement state when a three-dimensional sensor array is installed in a tunnel according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 돔형 터널의 내공 변위를 측정하기 위해 다수의 3차원 센서(B1?B12)로 이루어진 3차원 센서 어레이를 설치하는 경우에, 상기 3차원 센서 어레이의 각 3차원 센서(B1?B12)는 해당 터널의 돔 형상을 따라 터널의 내측에 각각 고정적으로 설치되는데, 상기 센서 입력부(20)에서는 상기 3차원 센서 어레이의 각 3차원 센서(B1?B12)로부터의 센싱 신호를 각각 입력받고, 상기 마이크로 프로세서(60)는 상기 각 3차원 센서(B1?B12)의 센싱 신호에 따른 3차원 값(즉, x, y, z, xy, yz, zx, θ)을 초기 위치값으로 각각 설정하여 데이터 메모리(40)에 저장한다.First, in the case of installing a three-dimensional sensor array consisting of a plurality of three-dimensional sensors (B1-B12) to measure the internal displacement of the dome-shaped tunnel, as shown in Figure 4a, each three-dimensional sensor of the three-dimensional sensor array B1 to B12 are fixedly installed inside the tunnel along the dome shape of the tunnel, and the sensor input unit 20 senses the sensing signals from each of the three-dimensional sensors B1 to B12 of the three-dimensional sensor array. The microprocessor 60 receives the three-dimensional values (ie, x, y, z, xy, yz, zx, θ) according to the sensing signals of the three-dimensional sensors B1 to B12, respectively, and receives initial position values. Each of them is set and stored in the data memory 40.

그 상태에서, 상기 마이크로 프로세서(60)는 상기 센서 입력부(20)를 통해 입력되는 각 3차원 센서(B1?B12)로부터의 센싱 신호를 상기 초기 위치값과 비교하는 동작을 반복하게 되는데, 도 4b에 예시된 바와 같이 터널의 특정 천정 부위에 변위가 발생되면서 해당 변위 발생 부위에 설치된 3차원 센서(B7, B8, B9)로부터의 3차원 센싱 값이 각기 대응하는 센서의 초기 위치값으로부터 변동되는 것이 감지되면, 상기 변동된 값(x,y,z,xy,yz,xz,Δθ)을 상기 데이터 메모리(40)에 저장하게 된다. In this state, the microprocessor 60 repeats the operation of comparing the sensing signal from each of the three-dimensional sensors (B1-B12) input through the sensor input unit 20 with the initial position value, Figure 4b As illustrated in FIG. 6, when displacement occurs in a specific ceiling portion of a tunnel, three-dimensional sensing values from three-dimensional sensors B7, B8, and B9 installed at the displacement generation portion are changed from initial position values of the corresponding sensors. If detected, the changed values (x, y, z, x y, y z, x z, Δθ) are stored in the data memory 40.

또한, 상기 마이크로 프로세서(60)는 사용자에 의한 키입력부(10)의 키입력에 따라 터널 내공 변위의 발생 체크 요청이 있게 되면, 상기 표시부(50) 상에 해당 내공 변위 발생 부위의 3차원 센서(B7, B8, B9)의 변동 값을 3차원적인 값으로 화면 표시될 수 있도록 한다. In addition, when the microprocessor 60 receives a request for checking the occurrence of the tunnel hole displacement according to a key input of the key input unit 10 by the user, the microprocessor 60 may display a three-dimensional sensor (eg, a hole displacement generation portion) on the display unit 50. The variation values of B7, B8, and B9) can be displayed on the screen in three dimensions.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 도 3a 및 도 3b, 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이, 직각의 단차가 있는 지반 구조와, 돔형 터널 구조에 본 발명의 방법이 적용되는 것을 일예로 하여 설명하고 있지만, 이에 한정되지는 않는 것으로서 각종 교량, 빌딩, 공사 현장, 사각, 육각형 터널 등과 같이 다양한 구조물, 지반의 변위 계측에 모두 적용할 수 있음은 물론이다. The present invention made as described above will be described with an example that the method of the present invention is applied to a ground structure with a right angle step and a dome-shaped tunnel structure as illustrated in FIGS. 3A and 3B, 4A and 4B. However, the present invention is not limited thereto, and can be applied to various structures and ground displacement measurement such as various bridges, buildings, construction sites, squares, hexagonal tunnels, and the like.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that the present invention may be embodied in various modifications by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or the prospect of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.

10:키입력부, 20:센서 입력부,
30:프로그램 메모리, 40:데이터 메모리,
50:표시부, 60:마이크로 프로세서,
D1?D3, A1?A12, B1?B12:3차원 센서.10: key input, 20: sensor input,
30: program memory, 40: data memory,
50: display unit, 60: microprocessor,
D1-D3, A1-A12, B1-B12: three-dimensional sensor.

Claims

A first step of installing a three-dimensional sensor array in which a plurality of three-dimensional sensors are connected to any one of a specific ground, a structure, and a construction site ground;
A second step of, upon completion of installation of the 3D sensor array, receiving a 3D sensing signal from each 3D sensor by a microprocessor, setting initial position values for each 3D sensor, and storing them in a memory; And
A third step of continuously receiving ground sensing signals from the three-dimensional sensors of the three-dimensional sensor array and comparing them with the initial position values of the corresponding sensors by the microprocessor to continuously monitor the displacement state of the ground; Multi-directional ground displacement measurement method comprising a.

The method of claim 1,
In the third step, when it is detected that the value of the sensing signal of a specific three-dimensional sensor among the plurality of three-dimensional sensor fluctuates with respect to the initial position value of the corresponding sensor, the ground portion of the three-dimensional sensor Multi-directional ground displacement measurement method characterized in that by determining the displacement of the three-dimensional sensor of the three-dimensional sensor stored in the memory to manage.

The method of claim 2,
In the third step, when the screen display of the ground displacement is requested by the user's key input operation, the three-dimensional sensing value of the ground displacement site-side three-dimensional sensor stored in the memory is three-dimensionally displayed through the display unit. Multi-directional ground displacement measurement method characterized in that it further comprises the step of displaying on the screen.

The method of claim 1,
The sensing signal from the three-dimensional sensor includes a three-axis value of x, y, z, a value of the xy, yz, xz direction, the angle change value of Δθ.