KR20160039316A

KR20160039316A - 도로의 균열 측정시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20160039316A
Application number: KR1020140132154A
Authority: KR
Inventors: 이지영; 서진원; 정진덕; 이진호
Original assignee: 한국도로공사
Priority date: 2014-10-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2016-04-11
Also published as: KR101626898B1

Abstract

본 발명의 일면에 의하면, 시스템을 탑재하여 이동하기 위한 이동부(10), 이동부(10)의 위치 데이터(Dp)를 생성하기 위한 위치 측정부(20), 도로(R) 상의 영상을 입력받아 연속된 이미지(Ic)에 관한 연속이미지 데이터(Di)를 추출하기 위한 영상데이터 입력변환부(30), 도로(R) 상에서 레이저 송수신에 의하여 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 얻기 위한 균열깊이 측정부(40), 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로에 대한 경사각(Ω)에 따라 레이점 빔(B)의 경로를 보정하기 위한 측정 보정부(50), 균열깊이 측정부(40)에 의하여 측정되는 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 측정 보정부(50)에 의하여 보정된 레이점 빔(B)에 의하여 평면상의 수직 균열깊이에 관한 2차 데이터(Dv)로 변환하며, 변환된 2차 데이터(Dv)를 영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 추출된 연속이미지 데이터(Di)와 비교하여 균열에 관한 데이터(Dc)를 생성하기 위한 균열데이터 생성부(60), 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터를 출력하기 위한 균열데이터 출력부(70), 및 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터(Dc)와 위치 측정부(20)에 의하여 생성된 위치 데이터(Dp)를 결합하여 저장하기 위한 메모리부(80)로 이루어지는 도로의 균열 측정시스템이 제공된다.

Description

도로의 균열 측정시스템 및 그 방법{Crack measurement system for a paved road and method thereof}

본 발명은 도로의 균열을 측정하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도로의 균열의 상태를 간편하면서도 정밀하게 측정함과 동시에 도로의 유지관리를 보다 효율적으로 할 수 있는 도로의 균열 측정시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

산업의 발달과 더불어 사회간접 자본인 도로의 건설이 광범위하게 이루어지고 있다. 광범위한 도로의 건설로 인하여 그 유지 관리 비용과 시간의 소요도 국가 운영에 상당한 영향을 미치고 있다. 그로 인하여, 포장도로의 보수에 있어서 효율적인 유지관리가 요구되고 있다.

종래에는 포장도로의 균열을 신뢰성있게 측정할 수 있는 방안이 강구되지 못하여, 균열검사분야에 경험이 뛰어난 특정 조사자가 포장도로를 육안으로 확인한 후, 해당 포장도로를 '양호한 상태', '보통상태', '파손된 상태' 등으로 구별하는 방식을 취하였다. 그러나, 이러한 방식은 균열검출의 객관성이 결여될 수 밖에 없어서, 포장도로를 체계적으로 통합관리하기에는 한계가 있었다.

이러한 문제점으로 인하여, 포장도로 조사차량으로 포장도로를 주행하면서, 이 포장도로 조사차량에 탑재된 영상촬영카메라를 매개로 포장도로의 노면을 연속촬영한 후, 촬영된 영상들을 편집하여 균열검출에 쓰일 원영상들을 적절한 크기로 구획하는 사전 준비단계를 수행한 후에, 적절한 크기로 구획되어진 원영상을 순차적으로 취하여 각 원영상별로 균열을 검출하도록 하는 방법이 시도되고 있다.

이러한 방법에 의하면, 그레이스케일영상을 구성하는 각 픽셀(Pxy)들의 RGB값(RGBx)을 검사하여 균열성분을 검출하도록 하고 있으나, 각 픽셀의 연속 배열로 인하여 이전에 하자보수된 도로 균열과 이후 발생된 도로의 균열를 구분할 수 없는 문제점이 있기 때문에 실질적인 도로의 균열을 정확히 파악할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 도로 영상의 입력에 따른 도로의 균열의 측정에 있어서 기존의 보수처리된 균열과 신규로 발생된 균열을 정확히 구분함으로써 도로 균열에 따른 도로의 유지 보수를 보다 효율적으로 할 수 있는 도로의 균열 측정시스템의 개발이 필요한 실정이다.

또한, 도로의 균열의 상태를 보다 면밀히 측정함으로써 도로 균열에 따른 도로의 유지보수에 대한 데이터를 효율적으로 활용 및 관리할 수 있는 도로의 균열 측정시스템의 개발이 필요한 실정이다.

또한, 종래의 경우 도로의 파손이나 포트홀 등으로 인하여 균열측정에 대한 정확한 데이터의 획득이 어려운 문제점이 있는 바, 이에 대한 문제점을 개선할 수 있는 도로의 균열 측정시스템의 개발이 필요한 실정이다.

또한, 종래의 경우 측정된 도로의 균열에 대한 데이터의 방대한 자료에 대하여 일일이 수치적으로 확인하여야 하는 문제점이 있는 바, 도로의 균열을 보수 관리하기 위한 현장에서 균열의 정도에 대한 파악을 신속하고 효율적으로 할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 도로 영상의 입력에 따른 도로의 균열의 측정에 있어서 기존의 보수처리된 균열과 신규로 발생된 균열을 정확히 구분함으로써 도로 균열에 따른 도로의 유지 보수를 보다 효율적으로 할 수 있는 도로의 균열 측정시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 도로의 균열의 상태를 보다 면밀히 측정함으로써 균열의 특성과 원인을 파악하도록 하며 도로의 유지보수에 대한 데이터를 효율적으로 활용 및 관리할 수 있는 도로의 균열 측정시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 도로의 단차에 관계없이 정확하게 도로의 균열을 측정할 수 있는 도로의 균열 측정시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 현장에서 편리하고 신속하게 도로의 전체적인 균열 정도와 상태를 파악할 수 있는 도로의 균열 측정시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 휴대전화와 같은 단말기를 이용하여 도로의 균열을 간편하게 측정할 수 있는 도로의 균열 측정시스템을 제공하는 것이다.

여기서, 이동부(10)는 차량(미도시)에 견인되거나 자체 구동에 의하여 이동되기 위한 이동수단인 것이 바람직하다.

또한, 위치 측정부(20)는 균열 위치를 측정하기 위한 GPS나 엔코더로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 영상데이터 입력변환부(30)는 도로(R) 상의 영상을 입력받기 위한 영상 입력부(32)와, 영상 입력부(32)에 의하여 입력되는 영상에 대하여 화소 상에서 연속된 배열을 가지는 연속된 이미지(Ic)에 관한 연속이미지 데이터(Di)를 추출하기 위한 연속이미지 추출부(34)로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 영상 입력부(32)는 CCD 카메라로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 연속이미지 추출부(34)는 CCD 카메라로 이루어진 영상 입력부(32)에 의하여 입력된 영상에 대하여 연속된 이미지의 배열을 추출함과 동시에 중첩되는 이미지를 오버랩하여 연속이미지 데이터(Di)를 생성하는 것이 바람직하다.

또한, 균열깊이 측정부(40)는 레이점 빔을 송수신하기 위한 레이저 송수신부(42), 레이저 송수신부(42)에 의하여 송수신되는 레이저 빔의 위상 변화 또는 시간 변화에 따른 거리값에 대하여 최소 거리값을 기준으로 기준레벨을 측정하기 위한 기준레벨 측정부(44), 및 기준레벨 측정부(44)에 의하여 측정된 기준레벨을 기준으로 도로(R) 상의 크랙(C) 부분에서 송수신되는 레이저 빔의 위상 변화 또는 시간 변화를 크랙(C)의 균열 깊이로 변환하기 위한 균열깊이 변환부(46)로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 측정 보정부(50)는 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로에 대한 경사각(Ω)을 측정하기 위한 경사 측정부(52), 및 경사 측정부(52)에 의하여 측정된 경사각(Ω)에 따라 레이점 빔(B)의 경로 보정하기 위한 레이저 경로 보정부(54)로 이루지는 것이 바람직하다.

또한, 레이점 빔(B)의 기준경로는 도로(R) 상에 포트홀(P)과 같은 장애가 없이 평탄한 경우에 레이저 송수신부(42)에 의하여 송수신되는 가상의 레이저 빔(B')의 경로인 것이 바람직하다.

또한, 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로에 대한 경사각(Ω)은 도로(R)에 대하여 가상으로 수직하게 송수신되는 레이저 빔(B')과 실제 도로(R) 상에 있는 포트홀(P) 내에 바퀴(W)의 일부가 있을 때 발생하는 송수신되는 레이점 빔(B) 사이의 각인 것이 바람직하다.

또한, 경사각(Ω)을 측정하기 위한 경사 측정부(52)는 수직 관성계를 이용하여 레이저 송수신부(42)의 중심축과 수직 관성 좌표계 사이의 각인 것이 바람직하다.

또한, 경로 보정부(54)는 송수신되는 레이점 빔(B)의 경로를 기준경로에 대하여 cosΩ로 보정하는 것이 바람직하다.

또한, 균열데이터 생성부(60)는 균열깊이 측정부(40)에 의하여 측정되는 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 측정 보정부(50)에 의하여 보정된 레이점 빔(B)으로 평면상의 수직 균열깊이에 관한 2차 데이터(Dv)로 변환하기 위한 균열데이터 변환부(62)와, 변환된 2차 데이터(Dv)를 영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 추출된 연속이미지 데이터(Di)와 비교하여 균열에 관한 데이터(Dc)를 생성하기 위한 데이터 비교부(64)로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 데이터 비교부(64)는 레이점 빔(B)에 의하여 도로(R) 상에 일정한 일정한 폭(△W)과 높이(△h_up)로 주어지는 데이터에 대하여 균열로 판별하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 데이터 비교부(64)에 의하여 도로(R) 상에 평탄화된 도로(R) 상에서 송수신되는 레이점 빔(Bo)을 기준으로 크랙(C) 상에 송수신되는 레이점 빔(Bd)의 위상 변화 또는 시간 변화의 값을 기반으로 균열의 깊이(△h_down)의 데이터를 생성하는 것이 바람직하다.

또한, 균열데이터 출력부(70)는 크랙(C)에 관한 이미지는 화소 단위로 출력되는 것이 바람직하다.

또한, 디스플레이(D) 상에 출력되는 크랙(C)에 관한 이미지 상에 위치 정렬선(A)이 놓일 경우 크랙(C)의 단차를 나타내는 레벨표시선(L)이 도로의 단면을 따라 표시되는 것이 바람직하다.

또한, 해당 위치 정렬선(A) 부분의 크랙 이미지에 대응하는 부분에 대하여 균열의 깊이와 관련된 그라데이션으로 표시되는 깊이 그라데이션(G)이 디스플레이되는 것이 바람직하다.

또한, 메모리부(80)는 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터(Dc)와 위치 측정부(20)에 의하여 생성된 위치 데이터(Dp)를 결합하여 저장하며, 측정 시간과 연동하여 저장하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 일면에 의하면, 위치 측정부(20)에 의하여 이동부(10)의 위치 데이터(Dp)를 생성하는 단계, 영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 도로(R) 상의 영상을 입력받아 연속된 이미지(Ic)에 관한 연속이미지 데이터(Di)를 추출하는 단계, 균열깊이 측정부(40)에 의하여 도로(R) 상에서 레이저 송수신에 의하여 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 획득하는 단계, 측정 보정부(50)에 의하여 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로에 대한 경사각(Ω)에 따라 레이점 빔(B)의 경로를 보정하는 단계, 균열데이터 생성부(60)에 의하여 균열깊이 측정부(40)에 의하여 측정되는 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 측정 보정부(50)에 의하여 보정된 레이점 빔(B)에 의하여 평면상의 수직 균열깊이에 관한 2차 데이터(Dv)로 변환하며, 변환된 2차 데이터(Dv)를 영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 추출된 연속이미지 데이터(Di)와 비교하여 균열에 관한 데이터(Dc)를 생성하는 단계, 및 균열데이터 출력부(70)에 의하여 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 도로의 균열 측정 방법이 제공된다.

여기서, 메모리부(80)에 의하여 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터(Dc)와 위치 측정부(20)에 의하여 생성된 위치 데이터(Dp)를 결합하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 의하면 도로 영상의 입력에 따른 도로의 균열의 측정에 있어서 기존의 보수처리된 균열과 신규로 발생된 균열을 정확히 구분함으로써 도로 균열에 따른 도로의 유지 보수를 보다 효율적으로 할 수 있으며, 이 때, 도로의 균열의 상태를 보다 면밀히 측정함으로써 균열의 특성과 원인을 파악할 수 있다.

또한, 도로의 단차에 관계없이 정확하게 도로의 균열을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 현장에서 편리하고 신속하게 도로의 전체적인 균열 정도와 상태를 파악할 수 있다.

도 1은 평탄한 도로상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 포트홀이 발생된 도로상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템의 개략적인 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템의 균열데이터 생성부에 의하여 도로의 크랙여부를 판별하여 균열데이터를 생성하는 과정을 나타내는 도로의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템에 있어서 균열의 폭과 깊이에 대한 디스플레이를 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템에 있어서 동작의 제어 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 평탄한 도로상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템의 개략적인 사시도이며, 도 2는 포트홀이 발생된 도로상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템의 개략적인 사시도이며. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템의 개략적인 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템의 균열데이터 생성부에 의하여 도로의 크랙여부를 판별하여 균열데이터를 생성하는 과정을 나타내는 도로의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템에 있어서 균열의 폭과 깊이에 대한 디스플레이를 나타낸 모식도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템에 있어서 동작의 제어 흐름도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템은 시스템을 탑재하여 이동하기 위한 이동부(10), 이동부(10)의 위치 데이터(Dp)를 생성하기 위한 위치 측정부(20), 도로(R) 상의 영상을 입력받아 연속된 이미지(Ic)에 관한 연속이미지 데이터(Di)를 추출하기 위한 영상데이터 입력변환부(30), 도로(R) 상에서 레이저 송수신에 의하여 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 얻기 위한 균열깊이 측정부(40), 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로에 대한 경사각(Ω)에 따라 레이점 빔(B)의 경로를 보정하기 위한 측정 보정부(50), 균열깊이 측정부(40)에 의하여 측정되는 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 측정 보정부(50)에 의하여 보정된 레이점 빔(B)에 의하여 평면상의 수직 균열깊이에 관한 2차 데이터(Dv)로 변환하며 변환된 2차 데이터(Dv)를 영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 추출된 연속이미지 데이터(Di)와 비교하여 균열에 관한 데이터(Dc)를 생성하기 위한 균열데이터 생성부(60), 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터를 출력하기 위한 균열데이터 출력부(70), 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터(Dc)와 위치 측정부(20)에 의하여 생성된 위치 데이터(Dp)를 결합하여 저장하기 위한 메모리부(80), 및 이들을 제어하기 위한 제어부(90)로 이루어진다.

여기서, 이동부(10)는 차량(미도시)에 견인되거나 자체 구동에 의하여 이동되기 위한 이동수단으로서 바퀴(W)를 구비하는 것이 바람하다.

위치 측정부(20)는 균열 위치를 측정하기 위한 GPS나 엔코더로 이루어진다.

영상데이터 입력변환부(30)는 도로(R) 상의 영상을 입력받기 위한 영상 입력부(32)와, 영상 입력부(32)에 의하여 입력되는 영상에 대하여 화소 상에서 연속된 배열을 가지는 연속된 이미지(Ic)에 관한 연속이미지 데이터(Di)를 추출하기 위한 연속이미지 추출부(34)로 이루어진다.

영상 입력부(32)는 CCD 카메라로 이루어지는 것이 바람직하다.

연속이미지 추출부(34)는 CCD 카메라로 이루어진 영상 입력부(32)에 의하여 입력된 영상에 대하여 연속된 이미지의 배열을 추출함과 동시에 중첩되는 이미지를 오버랩하여 연속이미지 데이터(Di)를 생성한다.

균열깊이 측정부(40)는 레이점 빔(B; 도 1 참조, 또는 B´: 도 2 참조)을 송수신하기 위한 레이저 송수신부(42), 레이저 송수신부(42)에 의하여 송수신되는 레이저 빔의 위상 변화 또는 시간 변화에 따른 거리값에 대하여 최소 거리값을 기준으로 기준레벨을 측정하기 위한 기준레벨 측정부(44), 및 기준레벨 측정부(44)에 의하여 측정된 기준레벨을 기준으로 도로(R) 상의 크랙(C) 부분에서 송수신되는 레이저 빔(B; 도 1 참조, 또는 B´: 도 2 참조)의 위상 변화 또는 시간 변화를 크랙(C)의 균열 깊이로 변환하기 위한 균열깊이 변환부(46)로 이루어진다.

측정 보정부(50)는 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로(도 2의 레이저 빔(B') 참조)에 대한 경사각(Ω)을 측정하기 위한 경사 측정부(52), 및 경사 측정부(52)에 의하여 측정된 경사각(Ω)에 따라 레이점 빔(B)의 경로를 보정하기 위한 레이저 경로 보정부(54)로 이루어진다.

레이점 빔(B)의 기준경로는 도로(R) 상에 포트홀(P)과 같은 장애가 없이 평탄한 경우에 레이저 송수신부(42)에 의하여 송수신되는 가상의 레이저 빔(B')의 경로이다.

이 때, 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로(도 2의 레이저 빔(B') 참조)에 대한 경사각(Ω)은 도로(R)에 대하여 가상으로 수직하게 송수신되는 레이저 빔(B')과 실제 도로(R) 상에 있는 포트홀(P) 내에 바퀴(W)의 일부가 있을 때 발생하는 송수신되는 레이점 빔(B) 사이의 각이다. 이러한 경사각(Ω)을 측정하기 위한 경사 측정부(52)는 수직 관성계를 이용하여 레이저 송수신부(42)의 중심축과 수직 관성 좌표계 사이의 각으로 측정하여도 좋다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 레이점 빔(B)과 레이저 빔(B')의 각 양단 빔을 예시하여 경사각(Ω)을 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 만약 도로(R) 상에 포트홀(P)과 같은 장애가 있지 않을 경우 레이저 송수신부(42)에 의하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 중심광원은 도로(R)로부터 수직하게 송수신되기 때문에 경사각(Ω)은 0°의 값을 가지게 되며, 그에 따라 경로 보정부(54)는 송수신되는 레이점 빔(B)의 경로를 영점(cos0°=1)의 경로로 가지게 한다.

반면에, 도 2에 도시된 바와 같이, 이동부(10)의 바퀴(W)가 도로(R)의 포트홀(P)에 빠져 있을 경우에 레이저 빔(B')은 도로(R) 상에 포트홀(P)이 없을 경우에 대비하여 기준경로에 대하여 경사각(Ω)을 가지고 레이저 송수신부(42)에 의하여 송수신되며, 그에 따라 경로 보정부(54)는 송수신되는 레이점 빔(B)의 경로를 기준경로에 대하여 cosΩ로 보정한다.

따라서 도로(R) 상에 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 도로(R)가 평탄하지 않더라도 경로 보정부(54)에 의하여 송수신되는 레이점 빔(B)을 기준 경로에 대하여 보정함으로써 포트홀(P)과 같은 장애가 없는 평탄한 곳에 해당하는 기준레벨에 대하여 보다 정확하게 크랙(C) 여부를 판별함과 동시에 크랙(C)의 균열 깊이를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

균열데이터 생성부(60)는 균열깊이 측정부(40)에 의하여 측정되는 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 측정 보정부(50)에 의하여 보정된 레이점 빔(B)으로 평면상의 수직 균열깊이에 관한 2차 데이터(Dv)로 변환하기 위한 균열데이터 변환부(62)와, 변환된 2차 데이터(Dv)를 영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 추출된 연속이미지 데이터(Di)와 비교하여 균열에 관한 데이터(Dc)를 생성하기 위한 데이터 비교부(64)로 이루어진다.

도 4의 A1 영역에 도시된 바와 같이, 도로(R) 상에 기존에 발생된 균열에 대하여 충진재(E)에 의하여 충진 수리된 크랙(Co)이 있을 경우 상기 수리된 크랙(Co)은 도로의 수리특성과 공용하중으로 인하여 충진재(E)에 의하여 도로(R) 상에서 일정한 폭(△W)과 높이(△h_up)으로 도포되지만, 시간적 변화로 인하여 크랙(Co)의 중심을 기준으로 미소하게 요홈(△h_down)이 발생된다. 이 경우 도로(R) 상에 송수신되는 레이점 빔(B) 중에서 평탄화하게 정상 포장된 도로(R) 상에 송수신되는 레이점 빔(Bo)과 충진재(E) 상에 송수신되는 레이점 빔(Bu)은 서로 다른 단차로 인식되지만, 데이터 비교부(64)에 의하여 도로(R) 상에 일정한 일정한 폭(△W)과 높이(△h_up)로 주어지는 데이터에 대하여 균열로 판단하지 않는다. 이 때 미속한 요홈이 상기 폭 상에 주어질 경우에도 균열로 판단하지 않는다.

한편, 도 4의 A2 영역에 도시된 바와 같이, 도로(R) 상에 크랙(C)이 있는 경우, 도로(R) 상에 송수신되는 레이점 빔(B) 중에서 평탄화하게 정상 포장된 도로(R) 상에 송수신되는 레이점 빔(Bo)과 크랙(C) 상에 송수신되는 레이점 빔(Bd)은 서로 다른 단차로 인식되며, 이 때 데이터 비교부(64)에 의하여 도로(R) 상에 평탄화된 도로(R) 상에서 송수신되는 레이점 빔(Bo)을 기준으로 크랙(C) 상에 송수신되는 레이점 빔(Bd)의 위상 변화 또는 시간 변화의 값을 기반으로 균열의 깊이(△h_down)의 데이터를 생성한다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 평탄화된 도로(R) 상에 송수신되는 레이점 빔(B)의 위상 변화 등을 기준으로 요철여부를 세부적으로 구분함으로써 보다 정확하게 크랙(C)을 판별하여 크랙(C)에 대한 데이터를 획득할 수 있다.

균열데이터 출력부(70)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터를 디스플레이(D) 상에서 출력한다. 이 때, 크랙(C)에 관한 이미지는 화소 단위로 출력되며, 디스플레이(D) 상에 출력되는 크랙(C)에 관한 이미지 상에 위치 정렬선(A)이 놓일 경우 크랙(C)의 단차를 나타내는 레벨표시선(L)이 도로의 단면을 따라 표시되며, 해당 위치 정렬선(A) 부분의 크랙 이미지에 대응하는 부분에 대하여 균열의 깊이와 폭과 관련된 그라데이션으로 표시되는 깊이와 폭 그라데이션(G)이 디스플레이된다.

이와 같이, 크랙(C)의 위치 정렬선(A)에 대한 균열의 정도를 그라데이션으로 디스플레이함으로써 신속하고 편리하게 현장에서 균열의 정도를 분석할 수 있다.

메모리부(80)는 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터(Dc)와 위치 측정부(20)에 의하여 생성된 위치 데이터(Dp)를 결합하여 저장하며, 측정 시간과 연동하여 저장함으로써 사후적인 관리의 분석데이터로 제공한다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로의 균열 측정시스템은 다음과 같은 동작을 거치게 된다.

먼저, 이동부(10)에 구비된 위치 측정부(20)에 의하여 측정하고자 하는 곳의 위치를 측정한다.

이후, 도로(R) 상에 있는 포트홀(P) 등의 장애로 인하여 발생될 수 있는 레이점 빔(B)의 송수신에 대한 경사각을 측정한다.

또한, 도로 상의 균열에 관한 원시적인 데이터의 획득을 위하여 도로에 대한 영상을 입력 받음과 동시에 레이점 빔(B)의 송수신에 의한 균열에 관한 보조적인 데이터를 입력받는다.

이후, 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 발생될 수 있는 오류를 방지하기 위하여 경사각에 따른 레이점 빔(B)의 경로를 기준경로에 대하여 보정한다.

한편, 본 발명에 있어서 이동부는 휴대용으로 활용되어도 좋으며, 이 때 시스템 본체는 휴대용 단말기, 예를 들면 휴대폰으로 이루어져도 좋다.

10: 이동부
20: 위치 측정부
30: 영상데이터 입력변환부
32: 영상 입력부
34: 연속이미지 추출부
40: 균열깊이 측정부
42: 레이저 송수신부
44: 기준레벨 측정부
46: 균열깊이 변환부
50: 측정 보정부
52: 경사 측정부
54: 경로 보정부
60: 균열데이터 생성부
62: 균열데이터 변환부
64: 데이터 비교부
70: 균열데이터 출력부
80: 메모리부
90: 제어부
A: 위치 정렬선
B: 레이저 빔
B´: 레이저 빔
C: 크랙
D: 디스플레이
G: 깊이 그라데이션
I: 균열 이미지
L: 레벨표시선
P: 포트홀
R: 도로
W: 바퀴
Ω: 경사각

Claims

시스템을 탑재하여 이동하기 위한 이동부(10);
이동부(10)의 위치 데이터(Dp)를 생성하기 위한 위치 측정부(20);
도로(R) 상의 영상을 입력받아 연속된 이미지(Ic)에 관한 연속이미지 데이터(Di)를 추출하기 위한 영상데이터 입력변환부(30);
도로(R) 상에서 레이저 송수신에 의하여 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 얻기 위한 균열깊이 측정부(40);
도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로에 대한 경사각(Ω)에 따라 레이점 빔(B)의 경로를 보정하기 위한 측정 보정부(50);
균열깊이 측정부(40)에 의하여 측정되는 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 측정 보정부(50)에 의하여 보정된 레이점 빔(B)에 의하여 평면상의 수직 균열깊이에 관한 2차 데이터(Dv)로 변환하며, 변환된 2차 데이터(Dv)를 영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 추출된 연속이미지 데이터(Di)와 비교하여 균열에 관한 데이터(Dc)를 생성하기 위한 균열데이터 생성부(60);
균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터를 출력하기 위한 균열데이터 출력부(70); 및
균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터(Dc)와 위치 측정부(20)에 의하여 생성된 위치 데이터(Dp)를 결합하여 저장하기 위한 메모리부(80)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제1항에 있어서, 이동부(10)는 차량(미도시)에 견인되거나 자체 구동에 의하여 이동되기 위한 이동수단인 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제1항에 있어서, 위치 측정부(20)는 균열 위치를 측정하기 위한 GPS나 엔코더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제1항에 있어서, 영상데이터 입력변환부(30)는 도로(R) 상의 영상을 입력받기 위한 영상 입력부(32)와, 영상 입력부(32)에 의하여 입력되는 영상에 대하여 화소 상에서 연속된 배열을 가지는 연속된 이미지(Ic)에 관한 연속이미지 데이터(Di)를 추출하기 위한 연속이미지 추출부(34)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제4항에 있어서, 영상 입력부(32)는 CCD 카메라로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제4항에 있어서, 연속이미지 추출부(34)는 CCD 카메라로 이루어진 영상 입력부(32)에 의하여 입력된 영상에 대하여 연속된 이미지의 배열을 추출함과 동시에 중첩되는 이미지를 오버랩하여 연속이미지 데이터(Di)를 생성하는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제1항에 있어서, 균열깊이 측정부(40)는 레이점 빔을 송수신하기 위한 레이저 송수신부(42), 레이저 송수신부(42)에 의하여 송수신되는 레이저 빔의 위상 변화 또는 시간 변화에 따른 거리값에 대하여 최소 거리값을 기준으로 기준레벨을 측정하기 위한 기준레벨 측정부(44), 및 기준레벨 측정부(44)에 의하여 측정된 기준레벨을 기준으로 도로(R) 상의 크랙(C) 부분에서 송수신되는 레이저 빔의 위상 변화 또는 시간 변화를 크랙(C)의 균열 깊이로 변환하기 위한 균열깊이 변환부(46)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제1항, 제4항, 제6항 또는 제7항에 있어서, 측정 보정부(50)는 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로에 대한 경사각(Ω)을 측정하기 위한 경사 측정부(52), 및 경사 측정부(52)에 의하여 측정된 경사각(Ω)에 따라 레이점 빔(B)의 경로 보정하기 위한 레이저 경로 보정부(54)로 이루지는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제8항에 있어서, 레이점 빔(B)의 기준경로는 도로(R) 상에 포트홀(P)과 같은 장애가 없이 평탄한 경우에 레이저 송수신부(42)에 의하여 송수신되는 가상의 레이저 빔(B')의 경로인 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제8항에 있어서, 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로에 대한 경사각(Ω)은 도로(R)에 대하여 가상으로 수직하게 송수신되는 레이저 빔(B')과 실제 도로(R) 상에 있는 포트홀(P) 내에 바퀴(W)의 일부가 있을 때 발생하는 송수신되는 레이점 빔(B) 사이의 각인 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제8항에 있어서, 경사각(Ω)을 측정하기 위한 경사 측정부(52)는 수직 관성계를 이용하여 레이저 송수신부(42)의 중심축과 수직 관성 좌표계 사이의 각인 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제8항에 있어서, 경로 보정부(54)는 송수신되는 레이점 빔(B)의 경로를 기준경로에 대하여 cosΩ로 보정하는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제1항, 제4항, 제6항, 제7항 또는 제8항에 있어서, 균열데이터 생성부(60)는 균열깊이 측정부(40)에 의하여 측정되는 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 측정 보정부(50)에 의하여 보정된 레이점 빔(B)으로 평면상의 수직 균열깊이에 관한 2차 데이터(Dv)로 변환하기 위한 균열데이터 변환부(62)와, 변환된 2차 데이터(Dv)를 영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 추출된 연속이미지 데이터(Di)와 비교하여 균열에 관한 데이터(Dc)를 생성하기 위한 데이터 비교부(64)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제13항에 있어서, 데이터 비교부(64)는 레이점 빔(B)에 의하여 도로(R) 상에 일정한 일정한 폭(△W)과 높이(△h_up)로 주어지는 데이터에 대하여 균열로 판별하지 않는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제13항에 있어서, 데이터 비교부(64)에 의하여 도로(R) 상에 평탄화된 도로(R) 상에서 송수신되는 레이점 빔(Bo)을 기준으로 크랙(C) 상에 송수신되는 레이점 빔(Bd)의 위상 변화 또는 시간 변화의 값을 기반으로 균열의 깊이(△h_down)의 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제1항, 제4항, 제6항, 제7항, 제8항 또는 제13항에 있어서, 균열데이터 출력부(70)는 크랙(C)에 관한 이미지는 화소 단위로 출력되는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제16항에 있어서, 디스플레이(D) 상에 출력되는 크랙(C)에 관한 이미지 상에 위치 정렬선(A)이 놓일 경우 크랙(C)의 단차를 나타내는 레벨표시선(L)이 도로의 단면을 따라 표시되는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제17항에 있어서, 해당 위치 정렬선(A) 부분의 크랙 이미지에 대응하는 부분에 대하여 균열의 폭과 관련된 그라데이션으로 표시되는 폭 그라데이션(G)이 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제17항에 있어서, 해당 위치 정렬선(A) 부분의 크랙 이미지에 대응하는 부분에 대하여 균열의 깊이와 관련된 그라데이션으로 표시되는 깊이 그라데이션(G)이 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제1항, 제4항, 제6항, 제7항, 제8항 또는 제13항에 있어서, 메모리부(80)는 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터(Dc)와 위치 측정부(20)에 의하여 생성된 위치 데이터(Dp)를 결합하여 저장하며, 측정 시간과 연동하여 저장하는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
제1항, 제4항, 제6항, 제7항, 제8항 또는 제13항에 있어서, 이동부는 휴대단말기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.
위치 측정부(20)에 의하여 이동부(10)의 위치 데이터(Dp)를 생성하는 단계;
영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 도로(R) 상의 영상을 입력받아 연속된 이미지(Ic)에 관한 연속이미지 데이터(Di)를 추출하는 단계;
균열깊이 측정부(40)에 의하여 도로(R) 상에서 레이저 송수신에 의하여 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 획득하는 단계;
측정 보정부(50)에 의하여 도로(R) 상의 포트홀(P)과 같은 장애로 인하여 송수신되는 레이점 빔(B)의 기준경로에 대한 경사각(Ω)에 따라 레이점 빔(B)의 경로를 보정하는 단계;
균열데이터 생성부(60)에 의하여 균열깊이 측정부(40)에 의하여 측정되는 균열의 깊이에 관한 1차 데이터(Do)를 측정 보정부(50)에 의하여 보정된 레이점 빔(B)에 의하여 평면상의 수직 균열깊이에 관한 2차 데이터(Dv)로 변환하며, 변환된 2차 데이터(Dv)를 영상데이터 입력변환부(30)에 의하여 추출된 연속이미지 데이터(Di)와 비교하여 균열에 관한 데이터(Dc)를 생성하는 단계; 및
균열데이터 출력부(70)에 의하여 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정 방법.
제21항에 있어서, 메모리부(80)에 의하여 균열데이터 생성부(60)에 의하여 생성된 균열에 관한 데이터(Dc)와 위치 측정부(20)에 의하여 생성된 위치 데이터(Dp)를 결합하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로의 균열 측정시스템.