KR20130082880A - Reclaimed land subsidence analysis system in time progressing usind 3d laser scanner - Google Patents

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KR20130082880A
KR20130082880A KR1020110139463A KR20110139463A KR20130082880A KR 20130082880 A KR20130082880 A KR 20130082880A KR 1020110139463 A KR1020110139463 A KR 1020110139463A KR 20110139463 A KR20110139463 A KR 20110139463A KR 20130082880 A KR20130082880 A KR 20130082880A
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laser scanner
analysis system
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KR1020110139463A
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김재홍
하광우
임은상
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한국수자원공사
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Abstract

PURPOSE: A trend analysis system of reclaimed land settlement over time using a three-dimensional laser scanner is provided to predict the movement of a reclaimed land by estimating a tendency to move using a three-dimensional laser scanner which scans the surface of the reclaimed land, thereby performing measurement systematically and saving resources including time, labor, cost, etc. CONSTITUTION: A reclaimed land settlement trend analysis system (1000) includes a laser scanner (100) and a management control server (200). A laser scanner, which is installed separately from reclaimed land, shoots a laser beam to the surface of the reclaimed land, receives the reflected laser beam, repeatedly calculates the space coordinates of a measuring point (P) to which a laser beam is shot, and produces measurement data about a plurality of measuring points on the surface of the reclaimed land. The management control server generates current and previous three-dimensional images by converting measuring point data provided by the laser scanner, previously produced measuring point data, and reclaimed land design data, and identifies a change between current and previous images by comparing the generated three-dimensional images. [Reference numerals] (100) Laser scanner; (110) Scanning unit; (120) Memory; (130) Data transmitting unit; (200) Management control server; (210) Data receiving unit; (220) Database; (230) Operating unit; (231) 3D image generating unit; (232) Comparison result calculating unit; (233) Movement tendency calculating unit; (240) Output unit

Description

3차원 레이저 스캐너를 이용한 시간 경과에 따른 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템 {Reclaimed land subsidence analysis system in time progressing usind 3D laser scanner}Reclaimed land subsidence analysis system in time progressing usind 3D laser scanner

본 발명은 3차원 레이저 스캐너를 이용한 시간 경과에 따른 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a landfill settlement trend analysis system over time using a three-dimensional laser scanner.

고속도로, 공항, 항만, 공업단지나 신시가지의 부지 조성 등과 같은 토목 관련 공사를 진행함에 있어서, 연약한 지반 위에 토양을 성토할 경우 기초 지반의 침하 현상이 나타나게 된다. 시공 현장에서 실제로 발생되는 계측값은 설계치와 다른 값을 나타내기 때문에, 이러한 지반의 침하 정도를 측정하는 것은 이러한 토목 공사에서 필수적이다.
In the construction of civil engineering works such as highways, airports, harbors, industrial complexes, and new towns, the ground subsidence occurs when soil is deposited on the soft ground. Since the measured values actually generated at the construction site are different from the design values, it is essential to measure the level of settlement of these grounds.

상술한 바와 같은 필요에 따라 연약 지반에서의 압밀 침하를 확인하기 위한 다양한 측량 및 시험 공법들이 실시되고 있다. 일반적으로 시공 중 연약 지반의 침하량을 관리하기 위해 종래에 사용되는 지표면 침하판 측정 방법은, 원지반에 침하판을 거치한 후 최종 성토고까지 측정봉을 연속적으로 연결하여 측점을 노출시킨 후 수준 측량을 통해 침하값을 얻게 되어 있다. 한국실용신안등록 제0373187호("연약 지반의 침하 정도를 측정할 수 있는 계측 장치", 선행기술 1), 한국실용신안등록 제0416324호("연약 지반의 지하 수위 및 침하 계측 구조", 선행기술 2), 한국특허공개 제2003-0079504호("지반 침하 측정 장치 및 방법", 선행기술 3) 등에 이러한 침하 계측을 위한 장치나 방법들이 다양하게 개시되어 있는데, 이러한 선행기술들 역시 기본적으로는 침하판의 침하되는 정도를 재는 재래적이고 수동적인 방법을 기반으로 하고 있다.Various measurements and test methods have been carried out to confirm the consolidation settlement in the soft ground as needed as described above. In general, in order to control the settlement of the soft ground during construction, the surface settlement plate used in the prior art, after placing the settlement plate on the ground and connecting the measuring rod to the final filling soil continuously to expose the points through level measurement The settlement is to be obtained. Korean Utility Model Registration No. 0373187 ("Measurement device capable of measuring the level of settlement of soft ground", prior art 1), Korean Utility Model Registration No. 0416324 ("Underground water level and settlement measurement of soft ground", prior art 2), Korean Patent Publication No. 2003-0079504 ("Soil Settlement Measurement Apparatus and Method", Prior Art 3), etc., various methods for measuring such settlement are disclosed, and these prior art also basically settled It is based on conventional and passive methods of measuring the sinking of the plates.

그런데 이러한 종래의 방법은 측정 중 발생하는 불확실성 문제도 있고, 영구 계측으로서 불합리할 뿐만 아니라, 운반 및 설치 관리의 어려움이 있고, 시공 중 다짐 관리에 불리하며, 장기적으로도 경제성 면에서 개선이 요구되고 있는 실정이다.However, this conventional method not only has uncertainty problems during measurement, is not unreasonable as permanent measurement, but also has difficulty in transportation and installation management, disadvantages in compaction management during construction, and economic improvement is required in the long term. There is a situation.

보다 상세히 설명하자면 다음과 같다. 종래의 지표면 침하판의 경우 단계별 성토시마다 측정봉의 연결 작업이 병행되는 번거로움이 있으며, 상부 연결점은 항상 노체에 노출되는 바 시공 장비 및 작업 차량에 의해 손괴되어 정확한 침하 계측 데이터를 산출하기에는 부적절한 점이 있다. 또한, 지표면 침하판의 연결 작업 시에는 침하판의 측점 보호를 위해 별도의 작업이 선행되어야 하며, 덤프 트럭과 다짐 롤러 등의 작업 효율이 떨어져 시공 속도가 낮을 수 있다. 또한, 침하판이 기울어지거나 연결봉이 매끄럽지 않은 경우 레벨 측정기 자체의 오차, 측정자의 관측 오차 등이 발생할 수 있다. More detailed description is as follows. In the case of the conventional surface submerged plate, it is cumbersome that the connecting rods are connected at every stage of the pile, and the upper connection point is always exposed to the furnace body, which is damaged by the construction equipment and the work vehicle, which is inappropriate for calculating accurate settlement measurement data. . In addition, when the ground submerged plate is connected, a separate operation must be performed in advance to protect the side plate of the submerged plate, and the construction speed of the dump truck and the compaction roller may be low, resulting in low construction speed. In addition, when the needle plate is inclined or the connecting rod is not smooth, an error of the level meter itself, an error of the observer, and the like may occur.

또한, 종래에는 침하량을 관측하기 위해 레벨 관측 시 최소 2인 이상의 기술자가 상시 투입되어야 하기 때문에 장기적으로 비경제적이다. 그리고 지표면 침하판은 계기 특성상 성토 작업 중에는 침하 측정이 불가능하고 성토작업이 완료된 시점 이후부터 계측이 수행되기 때문에, 단계별 시공에 따른 압밀침하량을 정량적으로 산정하기 곤란한 점을 가지고 있다. 또한, 시공 후 침하판이 영구적으로 성토체에 사장되므로 환경적인 차원에서 지반을 오염시킬 수 있으며, 철광 자원의 낭비가 이루어지고 있다.In addition, conventionally, in order to observe the amount of settlement, it is uneconomical in the long term because at least two or more technicians must be constantly put in the level observation. In addition, the ground subsidence plate is difficult to quantitatively calculate the amount of consolidation settlement according to the construction step by step because the measurement of the settlement is impossible since the completion of the completion of the filling operation is impossible during the filling operation. In addition, since the sedimentation plate is permanently buried in the landfill body after construction, it can pollute the ground from an environmental level, and waste of iron ore resources is being made.

이와 같이 종래의 침하량 측정 장치나 방법에는 다양한 문제점이 산적해 있어, 이러한 문제점들을 해결하고 보다 체계적인 매립지 침하 거동을 분석할 수 있는 기술에 대한 요구가 당업자 사이에서 꾸준히 있어 왔다.
As described above, various problems have been accumulated in the conventional settlement measurement apparatus or method, and there has been a continuous demand for those skilled in the art to solve these problems and analyze a more systematic landfill settlement behavior.

1. 한국실용신안등록 제0373187호("연약 지반의 침하 정도를 측정할 수 있는 계측 장치")1. Korea Utility Model Registration No. 0373187 ("Measurement device that can measure the settlement of soft ground") 2. 한국실용신안등록 제0416324호("연약 지반의 지하 수위 및 침하 계측 구조")2. Korea Utility Model Registration No. 0416324 ("Measurement Structure of Underground Water Level and Settlement in Soft Ground") 3. 한국특허공개 제2003-0079504호("지반 침하 측정 장치 및 방법")3. Korean Patent Publication No. 2003-0079504 ("Soil settlement measuring apparatus and method")

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 매립지의 표면을 레이저 스캐너를 이용하여 3차원 스캔하여 데이터화해서 저장하고, 저장된 데이터 간의 비교 및 설계 도면에 의해 추정된 데이터와 비교를 통해 변화를 파악하며, 변화의 추이를 통해 거동 경향을 예측하도록 함으로써, 보다 체계적인 측정 작업이 가능하게 하고, 측정 작업 과정을 용이하게 하며, 시간ㆍ인력ㆍ비용 등 자원 등을 절약하여 경제성을 향상시키는, 3차원 레이저 스캐너를 이용한 시간 경과에 따른 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템을 제공함에 있다.
Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to three-dimensional scan the data of the surface of the landfill using a laser scanner to save the data, the comparison and design between the stored data The change is identified through comparison with the data estimated by the drawing, and the trend of the change is predicted to enable behavior to be measured more systematically, to facilitate the measurement process, and to provide time, manpower, and cost. It is to provide a landfill settlement trend analysis system over time using a three-dimensional laser scanner to save resources and improve the economics.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템은, 매립지의 외형을 측정하여 매립지의 변형을 판별하는 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템(1000)으로서, 매립지와 이격되어 설치되고, 상기 매립지 표면에 레이저 광을 조사하고 상기 매립지 표면으로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 매립지 표면 상의 레이저 광이 조사된 지점인 측점(P)에 대한 공간 좌표를 반복 산출하여, 복수의 상기 측점에 대한 측점 데이터를 작성하는 레이저 스캐너(100); 및 상기 레이저 스캐너(100)로부터 제공되는 측점 데이터, 이전에 작성된 이전 측점 데이터 및 매립지의 설계 데이터를 변환하여 3차원 입체 이미지인 최근 입체 이미지, 이전 입체 이미지를 생성하고, 생성된 상기 최근 입체 이미지 및 상기 이전 입체 이미지를 비교하여 변화가 발생된 부분을 판별하는 관리 통제 서버(200); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Landfill settlement behavior analysis system of the present invention for achieving the above object is a landfill settlement behavior trend analysis system 1000 for measuring the appearance of the landfill to determine the deformation of the landfill, it is installed spaced apart from the landfill, Irradiating laser light onto the landfill surface and receiving light reflected from the landfill surface to repeatedly calculate spatial coordinates for the station P, which is the point where the laser light is irradiated on the landfill surface, and thus to the station points for the plurality of points. A laser scanner 100 for creating data; And converting point data provided from the laser scanner 100, previously generated previous point data, and design data of a landfill to generate a latest three-dimensional image, a three-dimensional stereoscopic image, and a three-dimensional stereoscopic image. A management control server 200 for comparing the previous stereoscopic image to determine a portion where a change occurs; And a control unit.

이 때, 상기 레이저 스캐너(100)는 상기 매립지 표면에 레이저 광을 조사하고 상기 매립지 표면으로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 측점(P)에 대한 공간 좌표를 산출하는 스캐닝부(110)와, 상기 스캐닝부(110)로부터 제공되는 상기 측점 데이터가 저장되는 메모리(120)와, 상기 메모리(120)에 저장된 상기 측점 데이터를 상기 관리 통제 서버(200)로 제공하는 데이터 송신부(130)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.At this time, the laser scanner 100 is a scanning unit 110 for irradiating laser light on the surface of the landfill surface and receiving light reflected from the landfill surface to calculate the spatial coordinates for the point (P), and the scanning And a memory transmitter 120 storing the point data provided from the unit 110 and a data transmitter 130 providing the point data stored in the memory 120 to the management control server 200. It features.

또한, 상기 관리 통제 서버(200)는 상기 레이저 스캐너(100)로부터 상기 측점 데이터를 제공받는 데이터 수신부(210)와, 상기 데이터 수신부(210)로부터 제공되는 상기 측정 데이터가 미리 결정된 기준에 따라 분류되어 저장되고, 상기 매립지의 설계 데이터가 저장되는 데이터베이스(220)와, 상기 데이터베이스(220)에 저장된 상기 측점 데이터 및 상기 설계 데이터를 입체 이미지로 변환하고, 상기 변환된 입체 이미지의 비교를 수행하는 연산부(230)와, 상기 연산부(230)에서 비교된 결과를 출력하는 출력부(240)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 기준은 매립지별 또는 기간별 중 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the management control server 200 is classified according to a predetermined criterion is a data receiving unit 210 receives the point data from the laser scanner 100, and the measurement data provided from the data receiving unit 210 A calculation unit configured to store the database 220 storing the design data of the landfill and the location data and the design data stored in the database 220, and to perform a comparison of the converted stereoscopic images. 230, and an output unit 240 for outputting the result compared by the operation unit 230. In this case, the criterion may be at least one selected from landfills or periods.

또한, 상기 데이터 송신부(130) 및 상기 데이터 수신부(210)는 통신망을 형성하여 데이터를 주고받도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the data transmission unit 130 and the data receiving unit 210 is characterized in that it is formed to send and receive data by forming a communication network.

또한, 본 발명의 매립지 침하 거동 경향 분석 방법은, 상술한 바와 같은 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템(1000)에 의한 매립지 침하 거동 경향 분석 방법에 있어서, 상기 레이저 스캐너(100)에 의하여 상기 매립지에 대한 복수의 측점 데이터가 작성되는 단계(S100); 상기 레이저 스캐너(100)에 의하여 상기 관리 통제 서버(200)로 상기 측점 데이터가 제공되는 단계(S200); 상기 관리 통제 서버(200)에 의하여 상기 레이저 스캐너(100)로부터 제공되는 측점 데이터, 이전에 작성된 이전 측점 데이터 및 매립지의 설계 데이터가 변환되어 3차원 입체 이미지인 최근 입체 이미지, 이전 입체 이미지가 생성되는 단계(S300); 상기 관리 통제 서버(200)에 의하여 상기 최근 입체 이미지 및 상기 이전 입체 이미지가 비교되어 변화가 발생된 부분이 판별되는 단계(S400); 상기 관리 통제 서버(200)에 의하여 시간 경과에 따른 매립지 침하 거동 변화가 비교되어 거동 경향이 산출되는 단계(S500); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In addition, the landfill settlement behavior trend analysis method of the present invention, in the landfill settlement behavior trend analysis method by the landfill settlement behavior trend analysis system 1000 as described above, the laser scanner 100 for the plurality of landfills Step S100 is created; Providing the point data to the management control server 200 by the laser scanner 100 (S200); The management data server 200 converts the location data provided from the laser scanner 100, previously created previous location data, and design data of a landfill to generate a latest three-dimensional image, a three-dimensional stereoscopic image, and a previous three-dimensional image. Step S300; Comparing the latest stereoscopic image and the previous stereoscopic image by the management control server 200 to determine a portion where a change occurs (S400); Comparing the change of landfill settlement behavior with time by the management control server 200 to calculate a behavior trend (S500); And a control unit.

종래에 침하판을 이용한 수동적인 방법을 사용했던 것과는 전혀 다른 관점으로, 본 발명에서는 매립지의 표면을 레이저 스캐너를 이용하여 3차원 스캔하여 데이터화해서 저장하고, 저장된 데이터 간의 비교 및 설계 도면에 의해 추정된 데이터와 비교를 통해 변화를 파악하며, 변화의 추이를 통해 거동 경향을 예측하도록 함으로써, 종래의 침하량 측정 장치 또는 방법들이 가진 앞서 설명한 바와 같은 여러 문제점들을 원천적으로 해소하는 큰 효과가 있다.In the present invention, the surface of the landfill is three-dimensionally scanned by using a laser scanner and stored in data, and compared with the stored data. By comparing the data with the change and predicting the behavior trend through the change of the change, there is a great effect to fundamentally solve the various problems as described above with the conventional settlement measurement apparatus or methods.

즉 본 발명에 의하면, 3차원 스캔을 이용하여 침하량을 측정함으로써 보다 체계적인 측정 작업이 가능하면서도 종래보다 훨씬 측정 작업 과정이 용이하게 하며, 이에 따라 시간ㆍ인력ㆍ비용 등 자원 등을 절약하여 경제성을 비약적으로 향상시켜 주는 큰 효과가 있다.That is, according to the present invention, by measuring the amount of settlement using a three-dimensional scan, more systematic measurement work is possible, and the measurement work process is much easier than in the past, thus saving resources such as time, manpower, cost, etc. There is a big effect to improve.

뿐만 아니라 본 발명에 의하면, 종래에는 단순히 침하량을 측정하는 것에 그쳤던 것과는 달리, 변화의 추이를 통해 매립지 침하 거동의 경향을 예측하는 것이 가능하기 때문에, 이를 통해 매립지의 유지 관리를 효과적으로 수행하는 것이 가능한 큰 장점이 있다.
In addition, according to the present invention, it is possible to predict the tendency of the landfill settlement behavior through the trend of change, unlike conventionally merely to measure the amount of settlement, so that it is possible to effectively manage the landfill through this There is an advantage.

도 1은 본 발명의 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템의 실시예.
도 2는 본 발명의 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템의 상세 구성.
도 3은 레이저 스캐너에 의한 3차원 스캔 원리.
도 4는 측점 데이터에 의하여 생성된 3차원 입체 이미지의 실시예.
도 5는 본 발명의 시스템에 의한 매립지 침하 거동 분석 방법 흐름도.1 is an embodiment of the landfill settlement behavior analysis system of the present invention.
Figure 2 is a detailed configuration of the landfill settlement behavior analysis system of the present invention.
3 is a three-dimensional scanning principle by a laser scanner.
4 is an embodiment of a three-dimensional stereoscopic image generated by station data.
5 is a flowchart of a landfill settlement behavior analysis method by the system of the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 3차원 레이저 스캐너를 이용한 시간 경과에 따른 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the landfill settlement behavior analysis system over time using the three-dimensional laser scanner according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템은, 종래에 침하판을 직접 지반에 설치하여 침하량을 측정하는 방식을 탈피하여, 3차원 스캐너를 이용하여 매립지의 형상을 측정하고 이를 이전 형상 및 설계 형상과 비교함으로써 매립지 침하 거동 경향을 분석하는 시스템이다. 도 1은 본 발명의 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템의 한 실시예를 도시하며, 도 2는 도 1에 나타난 실시예에 따른 본 발명의 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템의 상세 구성의 한 실시예를 도시하고 있다. 도 1, 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템(1000)은, 매립지의 외형을 측정하여 매립지의 변형을 판별하는 시스템으로서, 레이저 스캐너(100) 및 관리 통제 서버(200)를 포함하여 이루어진다. 이하 각부에 관하여 보다 상세히 설명한다.
In the landfill settlement behavior analysis system of the present invention, a settlement plate is directly installed on the ground to measure the settlement amount, and the shape of the landfill is measured using a three-dimensional scanner and compared with the previous shape and design shape. This is a system that analyzes the trend of landfill settlement behavior. 1 shows an embodiment of the landfill settlement behavior analysis system of the present invention, Figure 2 shows an embodiment of a detailed configuration of the landfill settlement behavior analysis system of the present invention according to the embodiment shown in FIG. have. As shown in Figures 1 and 2, the landfill settlement behavior analysis system 1000 of the present invention is a system for determining the deformation of the landfill by measuring the appearance of the landfill, the laser scanner 100 and the management control server 200 It is made, including. Hereinafter, each part will be described in more detail.

상기 레이저 스캐너(100)는 매립지와 이격되어 설치되어 레이저 광을 이용하여 상기 매립지의 외형을 측정한다. 보다 상세히 설명하자면, 상기 레이저 스캐너(100)는, 상기 매립지 표면에 레이저 광을 조사하고 상기 매립지 표면으로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 매립지 표면 상의 레이저 광이 조사된 지점인 측점(P)에 대한 공간 좌표를 산출한다. 이 때, 도 1에 표시된 바와 같은 복수의 상기 측점(P)에 대하여 이와 같은 과정을 반복하여, 결과적으로 상기 레이저 스캐너(100)는 상기 매립지에 대한 복수의 측점 데이터를 작성하게 된다. 이후 보다 상세히 설명하겠지만, 상기 레이저 스캐너(100)에서 측정된 측점 데이터는 이후 상기 관리 통제 서버(200)로 보내져 매립지 침하 거동 경향 분석에 사용되게 된다.The laser scanner 100 is installed to be spaced apart from the landfill to measure the appearance of the landfill using laser light. In more detail, the laser scanner 100 irradiates laser light to the landfill surface and receives light reflected from the landfill surface, thereby providing a space for the point P, which is a point where the laser light is irradiated on the landfill surface. Calculate the coordinates. At this time, this process is repeated for the plurality of points P as shown in FIG. 1, and as a result, the laser scanner 100 generates a plurality of point data for the landfill. As will be described in more detail later, the point data measured by the laser scanner 100 is then sent to the management control server 200 to be used for landfill settlement behavior analysis.

이러한 기능들을 효과적으로 수행하기 위하여, 상기 레이저 스캐너(100)는, 도 2에 도시된 바와 같은 상세 구성, 즉 스캐닝부(110), 메모리(120), 데이터 송신부(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.In order to effectively perform these functions, the laser scanner 100 may include a detailed configuration as shown in FIG. 2, that is, a scanning unit 110, a memory 120, and a data transmitter 130.

상기 스캐닝부(110)는 상기 레이저 스캐너(100)의 가장 중요한 부분으로서, 실질적으로 매립지 외형을 측정하는 역할을 한다. 즉, 상기 스캐닝부(110)에서 바로 상기 매립지 표면에 레이저 광을 조사하고 상기 매립지 표면으로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 측점(P)에 대한 공간 좌표를 산출하는 기능을 하는 것이다. 도 3은 레이저 스캐너에 의한 3차원 스캔 원리를 도시하고 있다. 도 3 상측에 도시된 바와 같이, 레이저(Laser) 광을 목표(Target) 물체 표면에 조사하고, 물체 표면으로부터 반사되어 온 반사광을 광 수신기(Receiver)를 통해 수신받아 분석함으로써, 상기 목표 물체 표면까지의 거리(R)를 측정할 수 있다. 이와 같은 거리 측정을 도 3 하측에 도시된 바와 같이 단일 점이 아닌 다양한 측점에 대해 수행함으로써, 목표 대상의 3차원 외형을 측정할 수 있다. 이와 같은 레이저 스캐너에 의한 물체의 3차원 외형 측정 원리는, 상용화되어 있는 다양한 장치들 등에 의해 잘 알려져 있으므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.The scanning unit 110 is the most important part of the laser scanner 100, and serves to substantially measure the appearance of the landfill. That is, the scanning unit 110 directly irradiates a laser light to the landfill surface and receives light reflected from the landfill surface to calculate spatial coordinates for the point P. 3 shows the principle of three-dimensional scanning by a laser scanner. As shown in the upper side of FIG. 3, the laser light is irradiated onto the target object surface, and the reflected light reflected from the object surface is received and analyzed through the optical receiver to the target object surface. The distance R can be measured. As shown in the lower part of FIG. 3, such a distance measurement is performed on various points instead of a single point, thereby measuring the three-dimensional appearance of the target object. Since the three-dimensional appearance measurement principle of the object by the laser scanner is well known by various commercially available devices and the like, further detailed description thereof will be omitted.

상기 메모리(120)에는 상기 스캐닝부(110)로부터 제공되는 상기 측점 데이터가 저장되며, 상기 데이터 송신부(130)는 상기 메모리(120)에 저장된 상기 측점 데이터를 상기 관리 통제 서버(200)로 제공하는 역할을 한다. 이 때 상기 데이터 송신부(130)는, 물론 상기 관리 통제 서버(200)와 직접 물리적으로 연결되어 데이터를 제공할 수도 있겠으나, 상기 레이저 스캐너(100)는 상기 매립지 근처에 설치되어야 하는 반면 상기 관리 통제 서버(200)는 매립지 위치와는 독립적으로 위치됨이 당연하므로, 상기 데이터 송신부(130)는 통신망을 통하여 상기 관리 통제 서버(200)로 데이터를 송신하도록 형성되는 것이 바람직하다. 물론 이 때 상기 통신망은 유선 또는 무선 등 어떠한 형태로 형성되어도 무방하다.
The point data provided from the scanning unit 110 is stored in the memory 120, and the data transmitter 130 provides the point control data stored in the memory 120 to the management control server 200. Play a role. In this case, the data transmitter 130 may, of course, be directly physically connected to the management control server 200 to provide data, but the laser scanner 100 should be installed near the landfill while the management control is performed. Naturally, since the server 200 is located independently of the landfill location, the data transmitter 130 may be configured to transmit data to the management control server 200 through a communication network. Of course, at this time, the communication network may be formed in any form, such as wired or wireless.

상기 관리 통제 서버(200)는 이러한 측점 데이터들로 이루어지는 상기 매립지 외형을 사용하여 실제 매립지 침하 거동 경향을 산출하는 역할을 한다. 보다 상세히 설명하자면, 상기 관리 통제 서버(200)는, 먼저 상기 레이저 스캐너(100)로부터 제공되는 측점 데이터, 이전에 작성된 이전 측점 데이터 및 매립지의 설계 데이터를 변환하여 3차원 입체 이미지인 최근 입체 이미지, 이전 입체 이미지를 생성한다. 또한, 이와 같이 생성된 상기 최근 입체 이미지 및 상기 이전 입체 이미지를 비교하여 변화가 발생된 부분을 판별함으로써, 매립지 침하 거동 경향을 산출하게 된다. 도 4는 측점 데이터에 의하여 생성된 3차원 입체 이미지의 실시예로서, 측점 데이터를 이용하여 매립지의 형상을 3차원 입체 이미지로서 잘 나타낼 수 있음을 실제로 보여 주고 있다.The management control server 200 serves to calculate the actual landfill settlement behavior tendency using the landfill contour consisting of such point data. In more detail, the management control server 200 first converts the location data provided from the laser scanner 100, previously created previous location data, and design data of a landfill to convert a design data of a landfill into a three-dimensional stereoscopic image, Generate the previous stereoscopic image. In addition, the landfill settlement behavior tendency is calculated by comparing the latest stereoscopic image and the previous stereoscopic image generated in this way to determine a portion where a change is generated. 4 is an embodiment of a three-dimensional stereoscopic image generated by the point data, and shows that the shape of the landfill can be well represented as a three-dimensional three-dimensional image by using the point data.

이러한 기능들을 효과적으로 수행하기 위하여, 상기 관리 통제 서버(200)는, 도 2에 도시된 바와 같은 상세 구성, 즉 데이터 수신부(210), 데이터베이스(220), 연산부(230), 출력부(240)를 포함하여 이루어질 수 있다.In order to effectively perform these functions, the management control server 200, the detailed configuration as shown in Figure 2, that is, the data receiving unit 210, database 220, operation unit 230, output unit 240 It can be made, including.

상기 데이터 수신부(210)는 상기 레이저 스캐너(100)로부터 상기 측점 데이터를 제공받는 역할을 하는데, 앞서 설명한 바와 같이 상기 데이터 송신부(130)가 통신망을 통해 측점 데이터를 제공할 경우 상기 데이터 수신부(210) 역시 이에 상응하는 형태로 만들어질 수 있다. 즉, 상기 데이터 송신부(130) 및 상기 데이터 수신부(210)는 통신망을 형성하여 데이터를 주고받도록 형성될 수 있다.The data receiver 210 serves to receive the point data from the laser scanner 100. As described above, when the data transmitter 130 provides the point data through a communication network, the data receiver 210 is provided. It can also be made in a corresponding form. That is, the data transmitter 130 and the data receiver 210 may be formed to form a communication network to exchange data.

상기 데이터베이스(220)는, 상기 데이터 수신부(210)로부터 제공되는 상기 측정 데이터가 미리 결정된 기준에 따라 분류되어 저장되고, 또한 상기 매립지의 설계 데이터가 저장된다. 여기에서 상기 데이터베이스(220)의 분류 기준은, 매립지별, 기간별 등이 될 수 있다. 물론 설계자나 사용자의 필요에 따라 이러한 기준은 더 다양하게 사용될 수 있음은 당연하다.The database 220 may classify and store the measurement data provided from the data receiver 210 according to a predetermined criterion, and store design data of the landfill. The classification criteria of the database 220 may be, for example, landfill, period. Of course, these criteria can be used more variously depending on the needs of designers or users.

상기 연산부(230)는, 상기 데이터베이스(220)에 저장된 상기 측점 데이터 및 상기 설계 데이터를 입체 이미지로 변환하고, 상기 변환된 입체 이미지의 비교를 수행한다. 이와 같이 최근 입체 이미지와 이전 입체 이미지를 비교함으로써, 매립지의 외형이 시간 경과에 따라 어떻게 달라졌는지를 확인할 수 있다. 즉 상기 연산부(230)는 이러한 비교를 통해 시간 경과에 따른 매립지 침하 거동 경향을 산출할 수 있게 되는 것이다. 이러한 각각의 역할을 체계적으로 수행하기 위하여, 상기 연산부(230)는 도 2에 도시된 바와 같이 입체 이미지 생성부(231), 비교 결과 산출부(232), 거동 경향 산출부(233)를 포함하여 구성될 수 있다.The calculator 230 converts the point data and the design data stored in the database 220 into a stereoscopic image and compares the converted stereoscopic image. By comparing the recent stereoscopic image with the previous stereoscopic image, it is possible to confirm how the appearance of the landfill has changed over time. That is, the calculation unit 230 is able to calculate the trend of landfill settlement behavior over time through this comparison. In order to systematically perform each of these roles, the calculator 230 includes a stereoscopic image generator 231, a comparison result calculator 232, and a behavior trend calculator 233 as shown in FIG. 2. Can be configured.

상기 출력부(240)는 상기 연산부(230)에서 비교된 결과를 출력하는 역할을 한다. 이에 따라 사용자는 시각적으로 쉽게 비교 결과를 확인할 수 있으며, 매립지 침하 거동 경향을 직관적으로 매우 용이하게 파악할 수 있게 된다. 상기 출력부(240)는 상기 비교 결과를 출력할 수 있는 수단이라면 모니터, 프린터 등 어떤 것이든 무방하다.
The output unit 240 serves to output the result compared by the calculator 230. Accordingly, the user can easily check the comparison result visually, and the trend of landfill settlement behavior can be intuitively understood very easily. The output unit 240 may be any monitor, printer, etc. as long as the output unit 240 can output the comparison result.

도 5는 본 발명의 시스템에 의한 매립지 침하 거동 분석 방법 흐름도를 도시하고 있다. 본 발명의 매립지 침하 거동 분석 방법은, 상술한 바와 같은 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템(1000)을 이용하되, 도 5에 도시된 바와 같은 단계를 따른다. 먼저, 상기 레이저 스캐너(100)에 의하여 상기 매립지에 대한 복수의 측점 데이터가 작성되어(S100), 상기 관리 통제 서버(200)로 상기 측점 데이터가 제공된다(S200). 다음으로, 상기 관리 통제 서버(200)에 의하여 상기 레이저 스캐너(100)로부터 제공되는 측점 데이터, 이전에 작성된 이전 측점 데이터 및 매립지의 설계 데이터가 변환되어 3차원 입체 이미지인 최근 입체 이미지, 이전 입체 이미지가 생성된다(S300). 다음으로, 상기 관리 통제 서버(200)에 의하여 상기 최근 입체 이미지 및 상기 이전 입체 이미지가 비교되어 변화가 발생된 부분이 판별된다(S400). 이와 같이 상기 관리 통제 서버(200)에 의하여 시간 경과에 따른 매립지 침하 거동 변화가 비교되어 거동 경향이 산출됨으로써(S500), 매립지 침하 거동 분석이 완료되게 된다.
5 shows a flowchart of a landfill settlement behavior analysis method by the system of the present invention. The landfill settlement behavior analysis method of the present invention uses the landfill settlement behavior analysis system 1000 as described above, but follows the steps as shown in FIG. 5. First, a plurality of point data for the landfill is created by the laser scanner 100 (S100), and the point data is provided to the management control server 200 (S200). Next, the stationary data provided from the laser scanner 100, the previously generated previous station data and the design data of the landfill are converted by the management control server 200 to convert the latest stereoscopic image and the previous stereoscopic image into a 3D stereoscopic image. Is generated (S300). Next, the latest three-dimensional image and the previous three-dimensional image is compared by the management control server 200 to determine the portion where the change occurs (S400). As described above, the landfill settlement behavior change is compared by the management control server 200 and the behavior trend is calculated (S500), so that landfill settlement behavior analysis is completed.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

1000: (본 발명의) 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템
100: 레이저 스캐너 110: 스캐닝부
120: 메모리 130: 데이터 송신부
200: 관리 통제 서버 210: 데이터 수신부
220: 데이터베이스 230: 연산부
231: 입체 이미지 생성부 232: 비교 결과 산출부
233: 거동 경향 산출부 240: 출력부1000: Landfill Settlement Behavior Trend Analysis System (of the Invention)
100: laser scanner 110: scanning unit
120: memory 130: data transmission unit
200: management control server 210: data receiving unit
220: database 230: arithmetic unit
231: stereoscopic image generation unit 232: comparison result calculation unit
233: behavior trend calculation unit 240: output unit

Claims (6)

매립지의 외형을 측정하여 매립지의 변형을 판별하는 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템(1000)으로서,
매립지와 이격되어 설치되고, 상기 매립지 표면에 레이저 광을 조사하고 상기 매립지 표면으로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 매립지 표면 상의 레이저 광이 조사된 지점인 측점(P)에 대한 공간 좌표를 반복 산출하여, 복수의 상기 측점에 대한 측점 데이터를 작성하는 레이저 스캐너(100); 및
상기 레이저 스캐너(100)로부터 제공되는 측점 데이터, 이전에 작성된 이전 측점 데이터 및 매립지의 설계 데이터를 변환하여 3차원 입체 이미지인 최근 입체 이미지, 이전 입체 이미지를 생성하고, 생성된 상기 최근 입체 이미지 및 상기 이전 입체 이미지를 비교하여 변화가 발생된 부분을 판별하는 관리 통제 서버(200);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템.
A landfill settlement behavior analysis system (1000) that measures the appearance of landfills and determines deformation of landfills,
Spaced apart from the landfill and irradiated with laser light on the landfill surface and receiving light reflected from the landfill surface to repeatedly calculate the spatial coordinates for the point P which is the point where the laser light is irradiated on the landfill surface; A laser scanner (100) for generating point data for a plurality of points; And
Point data provided from the laser scanner 100, previously generated previous point data, and design data of a landfill are converted to generate a latest three-dimensional image, a three-dimensional stereoscopic image, a three-dimensional stereoscopic image, and the generated latest three-dimensional image and the A management control server 200 comparing the previous stereoscopic image to determine a portion where a change has occurred;
Landfill settlement behavior analysis system characterized in that it comprises a.
제 1항에 있어서, 상기 레이저 스캐너(100)는
상기 매립지 표면에 레이저 광을 조사하고 상기 매립지 표면으로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 측점(P)에 대한 공간 좌표를 산출하는 스캐닝부(110)와,
상기 스캐닝부(110)로부터 제공되는 상기 측점 데이터가 저장되는 메모리(120)와,
상기 메모리(120)에 저장된 상기 측점 데이터를 상기 관리 통제 서버(200)로 제공하는 데이터 송신부(130)
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템.
The method of claim 1, wherein the laser scanner 100
A scanning unit 110 for irradiating laser light onto the landfill surface and receiving light reflected from the landfill surface to calculate spatial coordinates for the point P;
A memory 120 in which the point data provided from the scanning unit 110 is stored;
The data transmitter 130 provides the point data stored in the memory 120 to the management control server 200.
Landfill settlement behavior analysis system characterized in that it comprises a.
제 1항에 있어서, 상기 관리 통제 서버(200)는
상기 레이저 스캐너(100)로부터 상기 측점 데이터를 제공받는 데이터 수신부(210)와,
상기 데이터 수신부(210)로부터 제공되는 상기 측정 데이터가 미리 결정된 기준에 따라 분류되어 저장되고, 상기 매립지의 설계 데이터가 저장되는 데이터베이스(220)와,
상기 데이터베이스(220)에 저장된 상기 측점 데이터 및 상기 설계 데이터를 입체 이미지로 변환하고, 상기 변환된 입체 이미지의 비교를 수행하는 연산부(230)와,
상기 연산부(230)에서 비교된 결과를 출력하는 출력부(240)
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템.
The method of claim 1, wherein the management control server 200
A data receiver 210 receiving the point data from the laser scanner 100,
A database 220 in which the measurement data provided from the data receiver 210 is classified and stored according to a predetermined criterion, and the design data of the landfill is stored;
An operation unit 230 for converting the point data and the design data stored in the database 220 into a stereoscopic image and comparing the converted stereoscopic image;
Output unit 240 for outputting the result compared in the operation unit 230
Landfill settlement behavior analysis system characterized in that it comprises a.
제 3항에 있어서, 상기 기준은
매립지별 또는 기간별 중 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템.
The method of claim 3, wherein the criteria
Landfill settlement behavior analysis system characterized in that at least one selected by landfill or period.
제 2항 및 제 3항에 있어서, 상기 데이터 송신부(130) 및 상기 데이터 수신부(210)는
통신망을 형성하여 데이터를 주고받도록 형성되는 것을 특징으로 하는 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템.
The method of claim 2 or 3, wherein the data transmitter 130 and the data receiver 210
Landfill settlement behavior analysis system characterized in that it is formed to send and receive data by forming a communication network.
제 1항 내지 제 5항 중 선택되는 어느 하나의 매립지 침하 거동 경향 분석 시스템(1000)에 의한 매립지 침하 거동 경향 분석 방법에 있어서,
상기 레이저 스캐너(100)에 의하여 상기 매립지에 대한 복수의 측점 데이터가 작성되는 단계(S100);
상기 레이저 스캐너(100)에 의하여 상기 관리 통제 서버(200)로 상기 측점 데이터가 제공되는 단계(S200);
상기 관리 통제 서버(200)에 의하여 상기 레이저 스캐너(100)로부터 제공되는 측점 데이터, 이전에 작성된 이전 측점 데이터 및 매립지의 설계 데이터가 변환되어 3차원 입체 이미지인 최근 입체 이미지, 이전 입체 이미지가 생성되는 단계(S300);
상기 관리 통제 서버(200)에 의하여 상기 최근 입체 이미지 및 상기 이전 입체 이미지가 비교되어 변화가 발생된 부분이 판별되는 단계(S400);
상기 관리 통제 서버(200)에 의하여 시간 경과에 따른 매립지 침하 거동 변화가 비교되어 거동 경향이 산출되는 단계(S500);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 매립지 침하 거동 경향 분석 방법.In the landfill settlement behavior trend analysis method by any one landfill settlement behavior analysis system 1000 selected from claims 1 to 5,
A step (S100) of generating a plurality of point data of the landfill by the laser scanner (100);
Providing the point data to the management control server 200 by the laser scanner 100 (S200);
The management data server 200 converts the location data provided from the laser scanner 100, previously created previous location data, and design data of a landfill to generate a latest three-dimensional image, a three-dimensional stereoscopic image, and a previous three-dimensional image. Step S300;
Comparing the latest stereoscopic image and the previous stereoscopic image by the management control server 200 to determine a portion where a change occurs (S400);
Comparing the change of landfill settlement behavior with time by the management control server 200 to calculate a behavior trend (S500);
Landfill settlement behavior analysis method characterized in that it comprises a.
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KR101885635B1 (en) 2017-05-11 2018-08-07 홍익대학교 산학협력단 Accurate estimation system for settlement profile of ground using conditional merging technique, and method for the same
CN116465455A (en) * 2023-04-12 2023-07-21 山西建筑工程集团有限公司 Integrated digital monitoring method and system for physical indexes of soil body

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