KR20130048842A - 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법 - Google Patents

플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130048842A
KR20130048842A KR1020110113708A KR20110113708A KR20130048842A KR 20130048842 A KR20130048842 A KR 20130048842A KR 1020110113708 A KR1020110113708 A KR 1020110113708A KR 20110113708 A KR20110113708 A KR 20110113708A KR 20130048842 A KR20130048842 A KR 20130048842A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coordinates
target
motion
floating dock
measuring
Prior art date
Application number
KR1020110113708A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101271688B1 (ko
Inventor
김관우
박진형
이시열
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020110113708A priority Critical patent/KR101271688B1/ko
Publication of KR20130048842A publication Critical patent/KR20130048842A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101271688B1 publication Critical patent/KR101271688B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C1/00—Dry-docking of vessels or flying-boats
    • B63C1/02—Floating docks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/025—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by determining the shape of the object to be tested
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02—Details
    • G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
    • G01C2009/066—Electric or photoelectric indication or reading means optical
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0181—Memory or computer-assisted visual determination

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

실시예는 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 방법은 플로팅 도크가 수평일 때, 플로팅 도크의 테두리에 위치하는 복수의 타겟의 좌표를 기준 좌표로 저장하는 단계, 타겟의 좌표가 변형되었을 때, 타겟의 좌표를 계측하는 단계, 타겟의 좌표를 공통 좌표계로 치환하는 단계, 공통 좌표계로 치환된 타겟의 좌표에서 리지드 모션(Rigid Motion)의 영향을 제거하는 단계와, 및 타겟의 좌표와 기준 좌표를 비교하여 타겟의 모션을 측정하는 단계를 포함한다.

Description

플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법{Device and method for measuring motion of floating dock}
본 발명은 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구조물 탑재시 플로팅 도크의 모션을 측정할 수 있는 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
플로팅 도크(Floating Dock)에서 해양구조물 또는 선박의 제작시, 해양 구조물의 정도를 관리하고, 플로팅 도크의 파손을 방지하기 위하여 플로팅 도크의 모션 분석이 필요하다. 예컨대, 선박의 건조시 플로팅 도크의 모션은 Trim(전/후 기울기), Heel(좌/우 기울기)을 통하여 파악하는 데, 이 때 Trim 센서 혹은 Deflection 센서를 활용한다. 플로팅 도크의 모션을 분석함으로써, 플로팅 도크의 좌우 혹은 전후 기울기가 변하는 경우 수동 또는 자동으로 발라스팅량을 조절하는 발라스팅 컨트롤을 통해 기울기를 조정하는 작업을 수행한다.
다만, 이러한 작업은 선박 건조와 같이 전후와 좌우의 기울기가 중요한 경우가 아니라, 대각방향의 기울기가 중요한 요소인 경우에는 적합하지 않다. 또한, Trim 센서는 중력 방향 대비 기울어진 양을 전류로, Deflection 센서는 수압을 전류로 출력하는 센서로서, 실제 모션을 측정하기 위하여는 환산과정이 필요하며, 이로 인하여 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
2010년 11월 17일 공개된 한국공개특허 제10-2010-0121056호는 부유식 해양 플랜트의 수평 측정 시스템을 개시하고 있다. 한국공개특허 제10-2010-0121056호는 레이저에 의한 측정과 초음파에 의한 파고 측정으로 수평을 측정할 수 있는 부유식 해양플랜트의 수평 측정 시스템을 개시한다. 즉, 레이저를 주사하여 레이저 발수신 장치에 입사되는 시간과 발사시, 입사시의 각도를 측정하여 수평 유지 장치를 제어하는 수평 측정 시스템을 개시하고 있다. 다만, 복수개의 레이저 발수신 장치 각각을 개별적으로 측정하여 공통 좌표로 변환하고 있지 않다. 또한, 리지드 모션(Rigid Motion)의 영향도 전혀 고려하고 있지 않다. 또한, 대각선 방향의 모션에 대해서는 측정할 수 없다.
대각선 방향의 모션 측정이 필요한 경우가 있어, 대각선 방향의 모션을 측정하여 플로팅 도크의 변위를 조절할 수 있는 시스템이 요구된다.
특허문헌1 : 한국공개특허 제 2010-0121056호(2010.11.17.공개)
본 발명의 실시예들은 플로팅 도크의 각 모서리 부분의 타겟으로부터 좌표를 원격 수신하여 이를 공통 좌표로 변환하여 플로팅 도크의 모션을 측정할 수 있는 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 플로팅 도크가 수평일 때, 상기 플로팅 도크의 테두리에 위치하는 복수의 타겟의 좌표를 기준 좌표로 저장하는 단계; 상기 타겟의 좌표가 변형되었을 때, 상기 타겟의 좌표를 계측하는 단계; 상기 타겟의 좌표를 공통 좌표계로 치환하는 단계; 공통 좌표계로 치환된 상기 타겟의 좌표에서 리지드 모션(Rigid Motion)의 영향을 제거하는 단계; 및 상기 타겟의 좌표와 상기 기준 좌표를 비교하여 상기 타겟의 모션을 측정하는 단계를 포함하는 플로팅 도크의 모션 측정 방법이 제공된다.
상기 리지드 모션의 영향은, 상기 기준 좌표와 상기 타겟의 좌표를 기초로 ICP(Interative Closest Point)알고리즘을 이용하여 계산될 수 있다.
상기 타겟의 모션 측정 결과는 변위, 기울기, 및 각도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 측정된 모션을 3차원 영상으로 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 타겟들의 좌표를 계측하는 단계는, 상기 플로팅 도크에 구조물이 탑재되어, 상기 타겟의 좌표가 변형되었을 때 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 플로팅 도크의 테두리에 위치하는 복수의 타겟의 좌표를 계측하는 복수의 계측기; 상기 계측기에서 계측된 상기 타겟의 좌표를 공통좌표계로 치환하는 적어도 하나의 변환 장치; 및 상기 플로팅 도크가 수평일 때, 상기 타겟의 좌표를 측정하여 기준 좌표로 저장하고, 공통 좌표계로 치환된 상기 타겟의 좌표에서 리지드 모션의 영향을 제거한 후, 상기 타겟의 좌표와 상기 기준 좌표를 비교하여 상기 타겟의 모션을 측정하는 데이터 처리 장치를 포함하는 플로팅 도크의 모션 측정 장치가 제공된다.
상기 데이터 처리 장치는, 상기 기준 좌표와 상기 타겟의 좌표를 기초로 ICP 알고리즘을 이용하여 계산된 상기 리지드 모션의 영향을 제거할 수 있다.
상기 데이터 처리 장치는, 상기 타겟의 변위, 기울기, 및 각도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 타겟의 모션 측정 결과를 출력할 수 있다.
상기 측정된 모션을 3차원 영상으로 디스플레이하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 계측기는, 상기 플로팅 도크에 구조물이 탑재되어, 상기 타겟의 좌표가 변형되었을 때, 상기 타겟의 좌표를 계측할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 플로팅 도크의 각 모서리 부분에 설치된 타겟의 좌표를 계측하여 공통 좌표계로 변환하여 측정함으로써, 플로팅 도크의 국부적인 변화 유무를 파악할 수 있다.
또한, 계측된 좌표를 삼차원 화면으로 가시화할 수 있다.
또한, 기존에 플로팅 도크의 모션 측정을 위해 사용되는 센서를 사용하지 않고 모션 측정이 가능하여 모션 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 플로팅 도크의 모션을 각도로 계산하여, 각도가 필요한 분야에 데이터를 공급할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 시스템을 간략히 도시한 블록도이다.
도 2는 플로팅 도크의 국부적인 변형예를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 결과로 얻은 기울기 분석 화면의 일 예이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 결과로 얻은 변위 분석 화면의 일 예이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 방법을 도시한 순서도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 시스템을 간략히 도시한 블록도이다.
도 2는 플로팅 도크의 국부적인 변형예를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 결과로 얻은 기울기 분석 화면의 일 예이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 결과로 얻은 변위 분석 화면의 일 예이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 시스템(100)은, 플로팅 도크(50), 복수의 타겟(10a, 10b, 10c, 10d; 이하 10), 복수의 계측기(20a, 20b, 20c, 20d; 이하 20), 복수의 변환 장치(30a, 30b, 30c, 30d; 이하 30), 데이터 처리장치(40), 디스플레이 장치(60), 및 센서(70)를 포함할 수 있다.
플로팅 도크(Floating Dock)(50)는, 바다 위에서 선박을 제작하거나 수리하거나, 해양 구조물을 건설하고, 보수하기 위한 장치이다. 바다 위에 바닥이 평평한 배를 띄워 그 위에서 작업을 하는 장치로 육지의 부족한 생산 공간을 보조할 수 있다. 플로팅 도크(50)는 부유 정도를 물로 조절하며, 물을 배출하는데, 드라이 도크(Dry Dock)에 비하여 단시간이 소요되는 장점을 가진다.
플로팅 도크(50)의 테두리에는 복수의 타겟(10)이 위치할 수 있다. 플로팅 도크(50)의 형태가 사각 형태인 경우, 각각의 모서리 부분에 타겟(10)이 위치할 수 있다. 타겟(10)은 계측기(20)의 형태에 따라 상이한 구조를 갖는다. 일 예로 계측기(20)가 광파기인 경우, 타겟(10)은 프리즘 타겟일 수있고, 계측기(20)가 카메라인 경우, 카메라 계측 타겟 즉, 모눈 종이 형상으로 된 타겟일 수 있다.
플로팅 도크(50)의 모션에 따라 플로팅 도크(50) 테두리에 위치하는 타겟(10)의 위치도 변하게 된다.
계측기(20)는 각각의 타겟(10)의 모션에 따른 좌표를 계측할 수 있다. 계측기(20)는 타겟과 비접촉식이며, 원거리에서도 타겟(10)의 좌표를 계측할 수 있다. 예컨대, 계측기(20)는 광파기, 카메라, 및 레이저 트랙커(Lasor Tracker)일 수 있다.
계측기(20)는 플로팅 도크(50)에 구조물이 탑재되는 경우, 타겟(10)의 좌표를 계측할 수 있다. 즉, 구조물이 탑재되기 전의 플로팅 도크(50)에 위치한 타겟(10)의 좌표를 데이터 처리 장치(40)에 저장한 후, 새롭게 플로팅 도크(50)에 구조물이 탑재되어, 타겟(10)의 위치가 변하게 되는 경우에 타겟(10)의 위치를 계측할 수 있다.
구조물은, 선박 및/또는 해양 구조물일 수 있다. 구체적으로 해양 구조물은 해상 또는 해저에 설치되는 구조물이며, 수심에 따라 고정식, 반잠수식, 부유식으로 분리된다. 예컨대, 해양 플랜트는 Drilling Rig, 고정식 platform, 부유식 platform, FPSO, TLP,SPAR 등이 있다.
또한, 가스터빈 발전바지, 메가 플로트, 부유식 소파제, 석유비축기지, 어초겸용 낚시 공원, 해상 호텔 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
변환 장치(30)는 각각의 계측기(20)에서 계측된 타겟의 좌표를 하나의 공통좌표계를 기준으로 통일시킨다. 예컨대, 각각의 계측기(20)는 각각의 절대 좌표계를 갖는다. 즉, 각각의 계측기(20)는 현재 위치를 (0,0,0)으로 인식하도록 세팅된다. 계측기(20)가 복수 개인 경우, 동일한 타겟의 좌표를 측정하여도 다른 좌표계를 쓰게 되어 상이한 값을 얻게 된다. 수학적으로 계측기(20a)와 계측기(20b)간의 공통 좌표계를 이용하기 위해서는 두 개의 계측기(20a, 20b)에서 측정된 값을 각각 (C1, C2, C3), (C1', C2', C3')라고 하였을 때, 이들의 관계는 변환 팩터(T)로 표현될 수 있다. 각각의 계측기(20a, 20b)간의 변환 팩터(T)는 두 계측기가 계측한 값을 기초로 구할 수 있다.
데이터 처리 장치(40)는 플로팅 도크(50)가 수평인 경우, 즉 이상적인 경우의 타겟(10)의 좌표인 기준 좌표를 저장할 수 있다. 또한, 변환 장치(30)에서 변환된 좌표들과 기준 좌표를 비교하여 타겟(10)들의 차이를 기초로 플로팅 도크(50)의 모션을 측정할 수 있다.
데이터 처리 장치(40)는 변환 장치(30)에서 변환된 좌표를 기초로, 리지드 모션(Rigid Motion)의 영향을 제거한 후, 변환된 좌표와 기준 좌표를 비교하여 플로팅 도크(50)의 모션을 측정할 수 있다.
리지드 모션이란, 어떠한 포인트(Point) 군이 있을 때, 모든 포인트들에 동일한 회전과 이동이 적용된 모션을 의미한다. 즉, 구조물의 탑재에 의한 플로팅 도크(50)의 모션이 아닌, 다른 영향에 의하여 모든 타겟(10)의 공통적인 모션을 의미한다.
이러한 리지드 모션을 찾기 위해서, 데이터 처리 장치(40)는 변환된 좌표와 기준 좌표를 정합하고, ICP(Interative Closest Point)알고리즘을 이용할 수 있다.
ICP 알고리즘은 두 개의 포인트 군간에 리지드 모션(Rigid Motion)이 존재할 때, 이들간의 리지드 모션을 나타내는 행렬(X)을 찾기 위한 알고리즘이다. 예컨대, 기준 포인트 군을 A라하고, 이로부터 리지드 모션(X)과 이 외의 모션이 반영된 변형된 좌표값을 갖는 포인트 군 B가 있는 경우, 다음의 수학식이 성립한다.
Figure pat00001
여기서, B는 A를 기초로 리지드 모션(X)과 이 외의 모션(E)이 반영된 변형된 좌표값을 갖는 포인트 군이다.
따라서, 리지드 모션(X)을 제외한 모션(E)은, 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
Figure pat00002
즉, 데이터 처리 장치(40)는 리지드 모션 이외의 변형량, 즉 플로팅 도크(50)의 모션을 측정할 수 있다. 리지드 모션을 제외하고 플로팅 도크(50)의 모션을 측정하는 이유는, 리지드 모션은 플로팅 도크(50) 내부의 치수 계측에 영향을 미치지 않지만, 리지드 모션 이외의 모션이 발생한 경우 플로팅 도크(50)의 내부 치수 계측에 방법 상의 오류를 유발하게 되기 때문이다.
데이터 처리 장치(40)는, 타겟(10)들의 모션 측정 결과를 플로팅 도크(50)의 변위, 기울기, 및/또는 각도로 계산하여, 출력할 수 있다.
데이터 처리 장치(40)의 모션 측정 결과의 일 예는 도 3a 내지 도 3b에 도시된다.
디스플레이 장치(60)는, 데이터 처리 장치(40)의 모션 측정 결과를 디스플레이 할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 장치(60)는 데이터 처리 장치(40)의 모션 측정 결과를 3차원 영상으로 디스플레이 할 수 있다.
센서(70)는, 디플렉션 센서(Deflection Sensor)일 수 있다. 디플렉션 센서는 수면으로부터 센서가 잠긴 수심을 측정할 수 있다. 디플렉션 센서는 수압에 비례하여 전류를 출력하며 이로부터 해당 전류에 해당하는 수심을 역으로 계산할 수 있다.
이로써, 데이터 처리 장치(40)는 플로팅 도크(50)의 테두리의 모션과 플로팅 도크(50) 내부의 모션을 모두 측정하여 출력할 수 있다. 데이터 처리 장치(40)는 기울기, 각도, 및 변위를 출력할 수 있다. 또한, 데이터 처리 장치(40)는 측정된 모션을 기초로 3차원 변환하여 출력할 수 있다. 디스플레이 장치(60)는, 데이터 처리 장치(40)로부터 측정된 모션과 그에 따라 계산된 결과값, 예컨대 기울기, 각도, 변위 및 모션의 3차원 변환값 등을 디스플레이 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2는 플로팅 도크(50)의 타겟(10)의 기준 좌표를 기초로 한 기준 평면과, 리지드 모션의 영향이 제거된 타겟(10)의 변환된 좌표를 기초로 한 평면을 도시하고 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 2 에 도시된 기준 평면과, 리지드 모션의 영향이 제거된 후의 변환된 좌표를 기초로 한 평면을 비교하여 측정된 모션의 결과의 일 예이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 데이터 처리 장치(40)는 변환 장치(30)에서 출력된 변환된 좌표와 기존에 저장하고 있던 기준 좌표의 x축, y축, 및 z축 방향의 차이를 기초로 Trim, Heel, Twist, 변위, 및 각도 등을 계산하여 출력할 수 있다.
도 3a는 데이터 처리 장치(40)에서 출력된 기울기의 일 예를 도시한다.
데이터 처리 장치(40)는 각각의 타겟(10)의 좌표값을 기초로 플로팅 도크(50)의 기울기, 변위, 및 각도를 계산하여 출력할 수 있다. 예컨대, 플로팅 도크(50)의 전/후 기울기를 나타내는 Trim의 경우, z 방향에서 타겟(10b, 10d)의 기준 좌표와 변형된 타겟(10b, 10d)의 좌표와의 차이를 평균한 값과, 타겟(10a, 10c)의 기준 좌표와 변형된 타겟(10a, 10c)의 좌표와의 차이를 평균한 값을 통하여 계산할 수 있다.
또한, 플로팅 도크(50)의 좌/우 기울기를 나타내는 Heel의 경우는, z 방향에서 타겟(10a, 10b)의 기준 좌표와 변형된 타겟(10a, 10b)의 좌표와의 차이를 평균한 값과, 타겟(10c, 10d)의 기준 좌표와 변형된 타겟(10c, 10d)의 좌표와의 차이를 평균한 값을 통하여 계산할 수 있다.
또한, 플로팅 도크(50)의 대각선 방향의 기울기를 나타내는 트위스트의 경우, z 방향에서 타겟(10a, 10d) 또는 타겟(10b, 10c)을 통해 계산할 수 있다.
도 3b는 데이터 처리 장치(40)에서 출력된 변위의 일 예를 도시한다.
도 1, 도 2 및 도 3b를 참조하면, 타겟(10a)은 x방향으로 양의 방향, y방향으로 음의 방향으로 이동하였음을 알 수 있다. 타겟(10b)은 x방향으로 음의 방향, y방향으로 음의 방향으로 이동하였음을 알 수 있다. 타겟(10c)은 x방향으로 음의 방향, y방향으로 양의 방향으로 이동하였음을 알 수 있다. 타겟(10d)은 x방향으로 음의 방향, y방향으로 음의 방향으로 이동하였음을 알 수 있다. 도 3b는 타겟(10)의 변위를 x-y방향에서 나타낸 것으로, 일 예에 불과하며, 데이터 처리 장치(40)는 타겟(10)의 변위를 y-z, z-x 방향으로도 계산하여 출력할 수 있다.
또한, 데이터 처리 장치(40)는 타겟(10)의 변형 각도를 계산하여 출력할 수 있다.
이러한 기울기, 변위, 각도는 3차원으로 전환되어 디스플레이 장치(60)를 통해 디스플레이 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 도크의 모션 측정 방법을 도시한 순서도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 데이터 처리 장치(40)는 플로팅 도크(50)가 수평인 경우, 플로팅 도크(50) 테두리에 위치하는 복수의 타겟(10)의 좌표를 기준 좌표로 저장한다(S401). 계측기(20)는 플로팅 도크(50)에 구조물이 탑재됨에 따라 변형된 타겟(10)들의 좌표를 계측한다(S403). 변환 장치(30)는 계측된 좌표들의 좌표계가 일치하도록 변환한다(S405).
즉, 변환 장치(30)는 각각의 계측기(20)가 갖는 절대 좌표계를 사용하여 계측된 좌표를 공통 좌표계에서의 좌표값으로 치환할 수 있다. 데이터 처리 장치(40)는 공통좌표계를 기준으로 변환된 좌표에서 리지드 모션의 영향을 제거한다(S407).
리지드 모션의 영향은, 기준 좌표와 변환된 좌표를 기초로 ICP 알고리즘을 이용하여 측정할 수 있다.
데이터 처리 장치(40)는 변환된 좌표들과 기준 좌표를 비교하여 타겟(10)들의 모션을 측정할 수 있다(S409). 데이터 처리 장치(40)는 측정된 모션을 기울기, 변위 및 각도로 계산하여 출력할 수 있다. 또한, 데이터 처리 장치(40)는 측정된 모션뿐만 아니라, 센서(70)에서 센싱된 플로팅 도크(50) 내부의 변형량을 파악하여 이를 디스플레이 장치(60)로 함께 출력할 수 있다. 디스플레이 장치(60)는 데이터 처리 장치(40)에서 출력되는 타겟(10)의 모션과 플로팅 도크(50) 내부의 변형량을 기초로 3차원 영상으로 디스플레이 할 수 있다. 3차원 영상으로 디스플레이 됨에 따라 플로팅 도크(50)의 변형을 전체적으로 파악할 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10a, 10b, 10c, 10d : 타겟 20a, 20b, 20c, 20d : 계측기
30a, 30b, 30c, 30d : 변환 장치 40 : 데이터 처리 장치
50 : 플로팅 도크 60 : 디스플레이 장치
70 : 센서

Claims (10)

  1. 플로팅 도크가 수평일 때, 상기 플로팅 도크의 테두리에 위치하는 복수의 타겟의 좌표를 기준 좌표로 저장하는 단계;
    상기 타겟의 좌표가 변형되었을 때, 상기 타겟의 좌표를 계측하는 단계;
    상기 타겟의 좌표를 공통 좌표계로 치환하는 단계;
    공통 좌표계로 치환된 상기 타겟의 좌표에서 리지드 모션(Rigid Motion)의 영향을 제거하는 단계; 및
    상기 타겟의 좌표와 상기 기준 좌표를 비교하여 상기 타겟의 모션을 측정하는 단계를 포함하는 플로팅 도크의 모션 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리지드 모션의 영향은,
    상기 기준 좌표와 상기 타겟의 좌표를 기초로 ICP(Interative Closest Point)알고리즘을 이용하여 계산되는 플로팅 도크의 모션 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타겟의 모션 측정 결과는 변위, 기울기, 및 각도 중 적어도 하나를 포함하는 플로팅 도크의 모션 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정된 모션을 3차원 영상으로 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 플로팅 도크의 모션 측정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타겟들의 좌표를 계측하는 단계는,
    상기 플로팅 도크에 구조물이 탑재되어, 상기 타겟의 좌표가 변형되었을 때 수행되는 플로팅 도크의 모션 측정 방법.
  6. 플로팅 도크의 테두리에 위치하는 복수의 타겟의 좌표를 계측하는 복수의 계측기;
    상기 계측기에서 계측된 상기 타겟의 좌표를 공통좌표계로 치환하는 적어도 하나의 변환 장치; 및
    상기 플로팅 도크가 수평일 때, 상기 타겟의 좌표를 측정하여 기준 좌표로 저장하고, 공통 좌표계로 치환된 상기 타겟의 좌표에서 리지드 모션의 영향을 제거한 후, 상기 타겟의 좌표와 상기 기준 좌표를 비교하여 상기 타겟의 모션을 측정하는 데이터 처리 장치를 포함하는 플로팅 도크의 모션 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 처리 장치는,
    상기 기준 좌표와 상기 타겟의 좌표를 기초로 ICP 알고리즘을 이용하여 계산된 상기 리지드 모션의 영향을 제거하는 플로팅 도크의 모션 측정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 처리 장치는,
    상기 타겟의 변위, 기울기, 및 각도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 타겟의 모션 측정 결과를 출력하는 플로팅 도크의 모션 측정 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 측정된 모션을 3차원 영상으로 디스플레이하는 디스플레이 장치를 더 포함하는 플로팅 도크의 모션 측정 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 계측기는,
    상기 플로팅 도크에 구조물이 탑재되어, 상기 타겟의 좌표가 변형되었을 때, 상기 타겟의 좌표를 계측하는 플로팅 도크의 모션 측정 장치.
KR1020110113708A 2011-11-03 2011-11-03 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법 KR101271688B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110113708A KR101271688B1 (ko) 2011-11-03 2011-11-03 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110113708A KR101271688B1 (ko) 2011-11-03 2011-11-03 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130048842A true KR20130048842A (ko) 2013-05-13
KR101271688B1 KR101271688B1 (ko) 2013-06-05

Family

ID=48659744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110113708A KR101271688B1 (ko) 2011-11-03 2011-11-03 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101271688B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101422697B1 (ko) * 2013-06-12 2014-08-14 삼성중공업 주식회사 계측 장치 및 계측 방법
KR101488857B1 (ko) * 2013-06-12 2015-02-03 삼성중공업(주) 자동 계측 장치 및 계측 방법
KR20150144408A (ko) * 2014-06-16 2015-12-28 현대중공업 주식회사 레이저 스캐닝을 이용한 반기의 위치 설정 방법
CN112697051A (zh) * 2020-12-17 2021-04-23 青岛北海船舶重工有限责任公司 一种浮船坞定位测量系统及测量方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101533226B1 (ko) * 2013-09-27 2015-07-02 한국철도기술연구원 슬라브 궤도면 면틀림 계측 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100412932B1 (ko) 2000-10-11 2003-12-31 주식회사 닷에이스 모션 게임 장치의 모션 데이터 디스플레이 방법 및 평가방법
KR100411753B1 (en) 2003-07-16 2003-12-18 Myoung Bae Kim System for observing displacement of structure
KR100684624B1 (ko) 2005-12-28 2007-02-22 삼성중공업 주식회사 대면적 판넬 계측 시스템 및 방법
KR101174820B1 (ko) * 2010-04-08 2012-08-17 한국해양연구원 부유체 동적 변위 계측장치 및 이에 포함되는 영상기반 유닛

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101422697B1 (ko) * 2013-06-12 2014-08-14 삼성중공업 주식회사 계측 장치 및 계측 방법
KR101488857B1 (ko) * 2013-06-12 2015-02-03 삼성중공업(주) 자동 계측 장치 및 계측 방법
KR20150144408A (ko) * 2014-06-16 2015-12-28 현대중공업 주식회사 레이저 스캐닝을 이용한 반기의 위치 설정 방법
CN112697051A (zh) * 2020-12-17 2021-04-23 青岛北海船舶重工有限责任公司 一种浮船坞定位测量系统及测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101271688B1 (ko) 2013-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101271688B1 (ko) 플로팅 도크의 모션 측정 장치 및 방법
CN102607457B (zh) 基于惯性导航技术的大尺寸三维形貌测量装置及方法
US9846232B1 (en) Use of multi-beam sonar systems to generate point cloud data and models; data registration in underwater metrology applications
KR101408349B1 (ko) 선박 리세팅 방법 및 리세팅 선박의 좌표 측정 시스템
KR101304579B1 (ko) 수중 이동체 위치측정장치 및 그 방법
CN204313798U (zh) 一种激光束现场标定装置
CN105159320A (zh) 适用于复杂水域的水下目标探测平台系统及其使用方法
Menna et al. A photogrammetric approach to survey floating and semi-submerged objects
CN101788265B (zh) 发动机缸体结合面孔组快速测量全局统一标定方法
Figuero et al. Dynamical study of a moored vessel using computer vision
CN108761470B (zh) 一种基于拖缆形态方程解析的目标定位方法
Tang et al. Low cost digital close range photogrammetric measurement of an as-built anchor handling tug hull
Menna et al. Underwater photogrammetry for 3D modeling of floating objects: the case study of a 19-foot motor boat
CN107554719A (zh) 一种基于声呐系统的船舶载重测量方法
CN106525041B (zh) 一种深水跨接管的测量方法
KR101686233B1 (ko) 선체 기준 해상상태 계측시스템 및 그 방법
Ahmed et al. Boat survey using photogrammetry method
CN109178203A (zh) 一种浮托安装实测的船体姿态校准方法
CN209923999U (zh) 一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统
CN106840170B (zh) 一种基于海洋数值预报模型的船舶多维导航系统
Chen et al. Displacement measurement of box girder based on photogrammetry
CN113587908B (zh) 基于三角式压力传感器测定海底沙波迁移装置及工作方法
Dujam et al. Comparison of the Classic Method of Hull Shape Assessment of a 5-Meter L5 Sailboat with the Photogrammetry Method
Pötrönen High resolution multibeam survey and mobile laser scanning-comprehensive information for coastal infrastructure management and planning
de Oliveira Bezerra et al. Displacement Measurement System for Small-Scale Vessels Berthed in Physical Models of Port Terminals.

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190502

Year of fee payment: 7