KR20180062651A - 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

하수관로에서 균열 지점이나 특정 포인트까지의 거리를 정확하게 측정 및 산출하기 위한 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명은 제1 카메라 및 제2 카메라가 주행 방향을 기준으로 동일 평면의 동일 선상에 일정 간격 이격되어 설치되고, 각 카메라를 통해 촬영된 관로 내벽 영상을 외부로 전송하는 자주식 주행체, 및 상기 주행체의 주행에 따라 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 촬영된 영상을 분석하여 제1 카메라 영상의 특정 지점에 위치한 피사체가 제2 카메라 영상에서 동일 지점에 위치할 때까지 소요되는 시간을 산출하고, 산출된 이동 시간을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구한 후 주행 거리를 계측하는 컨트롤 유닛을 포함한다.

Description

관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템 및 그 방법 {SYSTEM FOR MEASURING A MOVING DISTANCE OF ROBOT IN SEWAGE PIPE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 하수 관로의 위치 측정시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수관로에서 균열 지점이나 특정 지점까지의 거리를 정확하게 측정 및 산출하기 위한 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
상하수도관, 가스관 등의 관로는 금속이나 시멘트 재질로 이루어져 있기 때문에 시간이 지나면서 노후화되어 부식되거나 또는 균열 등이 발생할 수 있다. 따라서, 관로는 그 내부의 상태를 주기적으로 검사하여 이상이 있는 경우, 유지 보수할 필요가 있다.
일반적으로, 직경이 800mm 이상인 하수관로의 경우, 작업자가 직접 투입되어 하수관로의 이상 유무를 판단하게 되나, 직경이 작은 하수관로의 경우 작업자의 투입이 불가능하므로 하수관로를 주행하는 자주식 주행체에 장착된 CCTV로 촬영하고, 모니터에서 표시되는 정보를 가지고 하수관로의 누수 틈새나 균열이 발생된 구간을 찾아내 보수하게 된다.
이와 같이 하수관로의 균열 지점을 보수하기 위해서는 균열 지점에 대한 위치 파악이 매우 중요하다.
기존에는 도 1의 하수관로 탐사 장치에서 보는 바와 같이, 주로 균열 지점까지의 거리를 케이블의 길이를 계산하여 그 지점까지의 거리를 측정하였다.
즉, 주행체(10)에 케이블(35)이 연결되어, 주행체의 이동시 지상에 설치된 케이블 풀리(30; pulley)로부터 케이블(35)이 자동으로 풀리게 된다. 이때, 균열이 발생된 구간이 나타날 경우 그 지점까지 케이블이 풀린 길이를 카운트하여 거리를 산출하게 된다. 이와 같은 케이블 풀리 방식은 케이블 장력 때문에 주행체의 이동 거리에 따른 정밀도가 저하되고, 관로 내에서도 직선으로 케이블이 풀리는 게 아니라, 도 1과 같이 사행 형태로 풀리기 때문에 실제 거리와는 오차가 발생될 수밖에 없다.
이에 대한 개선책으로는 주행체의 바퀴에 센서를 장착하여 바퀴회전수로 거리를 측정 표시하는 방식이 있으나, 관로 내의 장애물이나 내면 상태에 따라 바퀴가 미끄러지거나 헛돌아서 측정 거리에 오차가 빈번히 발생된다.
이와 같이 기존에는 케이블 풀리와 바퀴 회전수를 이용하여 주행체의 이동 거리를 계산하여 표시하였으나, 현장에서의 다양한 변수에 따라 오차가 발생될 수밖에 없었고, 이에 따라 관로 보수시 불필요한 비용과 시간이 추가되는 손실이 발생하였다.
한국등록특허 제10-1298227호, 관로 검사 장치. 한국특허공개 제10-1226222호, 수륙양용 이동촬영장치 및 이를 이용한 하수관로 촬영방법.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 케이블의 길이가 아니라 복수의 카메라를 이용하여 관로 내 영상패턴을 순차적으로 인식하여 주행체의 이동시간 및 속도를 산출함에 따라 하수 관로에서 균열 지점이나 특정 지점까지의 거리를 정확하게 측정할 수 있는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템 및 그 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 카메라를 이용한 영상패턴 분석뿐만 아니라 복수의 레이저를 이용한 색상패턴 분석도 수행하여 주행체의 속도 산출을 위한 비교 기준점을 보다 쉽게 획득할 수 있어 주행체의 속도 및 특정 지점까지의 거리를 보다 수월하게 측정할 수 있는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템은, 하수 관로의 내부 균열을 검사하는 시스템에 있어서, 제1 카메라 및 제2 카메라가 주행 방향을 기준으로 동일 평면의 동일 선상에 이격 설치되고, 각 카메라를 통해 촬영된 관로 내 영상을 외부로 전송하는 자주식 주행체; 및 상기 주행체의 주행에 따라 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 촬영된 영상을 분석하여 제1 카메라 영상의 특정 지점에 위치한 피사체가 제2 카메라 영상에서 동일 지점에 위치할 때까지 소요되는 시간을 산출하고, 산출된 이동 시간을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구한 후 주행 거리를 계측하는 컨트롤 유닛;을 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템은, 하수 관로의 내부 균열을 검사하는 시스템에 있어서, 제1 카메라 및 제2 카메라가 주행 방향을 기준으로 동일 평면의 동일 선상에 이격 설치되고, 각 카메라의 촬영 영상의 특정 지점에 칼라 조사영역이 형성되도록 각 카메라의 인접된 위치에 레이저모듈이 각각 설치되어, 각 카메라를 통해 촬영된 관로 내벽의 영상을 외부로 전송하는 자주식 주행체; 및 상기 주행체의 주행에 따라 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 촬영된 영상을 분석하여 제1 카메라 영상의 특정 지점에 위치한 피사체 또는 레이저에 의해 형성된 색상패턴이 제2 카메라 영상에서 동일 지점에 위치할 때까지 소요되는 이동 시간을 산출하고, 산출된 이동 시간을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구한 후 주행 거리를 계측하는 컨트롤 유닛;을 포함한다.
구체적으로, 레이저모듈은 칼라 레이저조명이며, 상기 칼라 조사영역이 각 카메라의 촬영 영상에 대하여 동일 위치에 형성되도록 설치될 수 있다. 또한, 상기 레이저모듈에 의해 형성되는 칼라 조사영역은 각 카메라의 촬영 영상에 대하여 동일 위치에 형성되며, 촬영 영상의 좌측에 위치되도록 설치될 수 있다.
그리고, 상기 컨트롤 유닛은 산출된 이동 시간 및 상기 제1 카메라와 제2 카메라 간의 간격을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구하고, 상기 단위 속도와 이동 시간을 누적하여 주행체의 주행 거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관로 내 주행체의 이동거리 측정 방법은, 지상의 컨트롤 유닛에서 하수 관로를 탐사하는 주행체를 이용하여 관로 내부의 균열을 검사하는 방법에 있어서, (a) 주행체는 관로 내부 상단을 제1 및 제2 카메라로 각각 촬영하고, 촬영된 각 영상을 외부 컨트롤 유닛으로 전송하는 단계; (b) 컨트롤 유닛은 주행체로부터 수신된 제1 및 제2 카메라의 촬영 영상을 각각 분석하여 특정 패턴을 추출하는 단계; (c) 상기에서 추출된 패턴을 비교하여, 제1 카메라에 촬영된 패턴이 제2 카메라의 동일한 지점에 위치될 때까지 소요되는 시간을 산출하는 단계; 및 (d) 상기에서 산출된 이동 시간을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구한 후 특정 지점까지의 주행 거리를 계측하는 단계;를 포함한다.
구체적으로, 상기 (b)단계에서 특정 패턴은 형상패턴 및 색상패턴 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 케이블의 길이가 아니라 복수의 카메라를 이용하여 관로의 영상패턴을 순차적으로 인식하여 주행체의 이동시간 및 속도를 산출함에 따라 하수 관로에서 균열 지점이나 특정 지점까지의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 카메라를 이용한 영상 패턴 분석뿐만 아니라 복수의 레이저를 이용한 색상패턴 분석도 수행하여 주행체의 속도 산출을 위한 비교 기준점을 보다 쉽게 획득할 수 있음으로써, 주행체의 속도 및 특정 지점까지의 거리를 보다 정확하게 측정할 수 있고, 레이저모듈을 통해 미세한 패턴을 증폭함에 따라 컨트롤유닛에서 패턴 인식을 용이하여 비교 기준점의 인식이 수월함에 따라 거리 측정 등에 효과적으로 활용할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 관로 탐사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 주행체를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 관로 내 주행체의 이동거리 측정 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5 내지 도 10은 관로 내 패턴 추출 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2 내지 도 10을 이용하여 본 발명의 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템이 해결하기 위한 과제를 고찰한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 주행체를 나타낸 도면으로서, 주행체(100)는 기본적으로 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)를 구비하며, 각 카메라의 인접된 위치에 레이저모듈(121, 125)을 더 구비할 수도 있다.
제1 카메라(111) 및 제2 카메라(115)는 주행체(100)의 길이 방향으로 동일 평면의 동일 선상에 일정 간격으로 떨어져 설치되어, 관로의 상단을 각각 촬영하게 된다. 그리고, 제1 카메라(111)의 인접된 위치에 관로의 상단을 바라보도록 제1 레이저모듈(121)이 설치되고, 제2 카메라(115)의 인접된 위치에 관로의 상단을 바라보도록 제2 레이저모듈(125)이 설치된다. 이때, 제1 카메라(111)와 제1 레이저모듈(121), 제2 카메라(115) 및 제2 레이저모듈(125)은 주행체(100)의 길이 방향을 따라 동일 선상에 순차적으로 설치되는 것이 바람직하다. 제1 레이저모듈(121)과 제2 레이저모듈(125)은 카메라들(111, 115)과 동일 선상에 설치할 필요는 없으나, 각 카메라를 기준으로 좌표는 동일해야 된다.
그리고, 주행체(100)에는 관로 상단의 촬영을 위하여 촬영 영역으로 조명을 비추는 조명장치(130)가 더 설치된다.
이와 같이 주행체(100)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)를 설치함에 따라 제1 카메라(111)로 촬영된 관로 상단의 영상은 시차를 두고 제2 카메라(115)에도 촬영되게 된다.
이와 같이, 제1 카메라(111)에 의해 촬영된 이미지가 제2 카메라(115)에 촬영될 때까지 걸리는 시간을 환산하면 단위 속도를 구할 수 있으며, 구해진 단위 속도와 시간을 이용하여 전체 이동거리를 계측할 수 있다. 하지만, 기본적으로 관로의 상단에 비교 기준점인, 식별이 가능한 균열이나 피사체가 있어야만 정확도가 높아진다. 하수도의 경우 벽면 상단에는 거의 예외없이 표면박리, 균열, 먼지 등 이물질이 조밀하게 배치되기 때문에, 영상 식별에 필요한 피사체는 거의 대부분 존재한다고 볼 수 있으므로, 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)만 있어도 무방하다.
그러나, 만일 균열이 미세하거나 피사체가 매우 작을 경우에는 영상 비교에 필요한 피사체를 얻기가 힘들어질 수 있으며, 이를 보완하기 위해서 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)의 각 일측에 관로 상단의 촬영 영역으로 특수 색상을 투사하는 레이저모듈을 더 설치하여 비교 영상을 보다 쉽게 획득할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 의한 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템을 나타낸 구성도로서, 측정 시스템은 주행체(100) 및 컨트롤 유닛(300)을 포함한다.
주행체(100)는 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115) 및 전송부(150)를 기본적으로 구비하며, 추가적으로 제1 레이저모듈(121) 및 제2 레이저모듈(125)을 포함할 수도 있다.
제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)는 주행체(100)의 길이 방향을 따라 동일 평면 및 동일 선상에 일정간격 이격 설치되어 관로의 상단을 촬영한다. 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)는 촬영시 중첩 영역이 발생되지 않도록 설치하는 것이 바람직하다. 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)의 촬영 영역이 중첩될 경우 이동 시간 산출이 곤란해지기 때문이다.
제1 레이저모듈(121)과 제2 레이저모듈(125)은 각 카메라의 촬영 영상의 특정 지점에 칼라 조사영역이 형성되도록 각 카메라의 인접된 위치에 설치된다. 이때 제1 레이저모듈(121)과 제2 레이저모듈(125)은 카메라와 동일 선상에 설치될 필요는 없으나, 각 카메라를 기준으로 설치 위치(좌표)는 동일해야 된다.
레이저모듈에 의해 형성되는 레이저 조사영역은 각 카메라의 촬영 영상에 대하여 동일 위치에 형성되며, 촬영 영상의 좌측에 위치되도록 설치될 수 있다.
전송부(150)는 각 카메라(111, 115)로 촬영된 영상을 전달받아 적절한 신호로 증폭 변환한 후 무선 또는 케이블(200)을 이용하여 외부 컨트롤 유닛(300)으로 전송하도록 구성되어 있다.
즉, 주행체(100)는 관로의 각 카메라(111, 115)를 통해 촬영된 관로(1) 내벽 영상을 실시간으로 외부 컨트롤유닛(300)으로 전송하게 된다.
컨트롤 유닛(300)은 주행체(100)의 주행에 따라 제1 카메라(111) 및 제2 카메라(115)를 통해 촬영된 영상을 분석하여 제1 카메라(111)에 촬영된 피사체 또는 레이저모듈(121, 125)에 의해 형성된 색상패턴이 제2 카메라(115)의 동일한 지점에 위치될 때까지 소요되는 시간을 산출하고, 산출된 이동 시간을 이용하여 주행체(100)의 속도를 구한 후 이동 거리를 계측하게 된다.
구체적으로, 컨트롤 유닛(300)은 제1 카메라(111)에 촬영된 피사체가 제2 카메라(115) 영상의 동일한 지점에 위치될 때까지의 소요 시간 및 상기 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115) 간의 간격을 이용하여 주행체(100)의 단위 속도를 구하고, 상기 단위 속도와 이동 시간을 누적하여 주행체(100)의 목표 지점(균열 위치)까지의 전체 거리를 산출하게 된다.
상기에서 피사체는 관로의 내벽에 형성된 균열이나 표면박리, 이물질 및 특정 패턴 중 어느 하나일 수 있다.
컨트롤 유닛(300)은 제1 카메라(111) 및 제2 카메라(115)를 통해 촬영된 영상에서 촬영 영상의 우측부는 피사체의 형상패턴을 식별하기 위한 구역으로 할당하고, 좌측부는 레이저에 의해 형성된 색상패턴을 식별하기 위한 구역으로 각각 할당할 수 있다. 물론, 이는 실시예에 불과하며, 카메라 영상의 우측부를 색상패턴 식별 구역으로 설정하고, 좌측부를 형상패턴 식별 구역으로 설정할 수도 있다.
컨트롤 유닛(300)은 수신부(310), 입력부(320), 타이머(330), 저장부(340), 컨트롤러(350) 및 표시부(360) 등을 포함할 수 있다.
수신부(310)는 주행체(100)로부터 전송된 각 영상을 수신하고 필요에 따라 증폭 및 디지털변환 등을 수행하여 컨트롤러(350)로 제공하고, 입력부(320)는 컨트롤러(350)의 동작명령이나 설정 등을 입력하는 키보드나 터치스크린이고, 타이머(330)는 컨트롤러(350)로 시각정보를 제공하고, 저장부(340)는 주행체(100)로부터 전달된 영상과 탐지 정보를 저장하도록 구성되어 있고, 표시부(360)는 주행체(100)로부터 전송된 관로 내의 영상과 각종 정보를 디스플레이할 수 있다.
그리고, 컨트롤러(350)는 패턴추출부(351), 패턴비교부(353), 속도산출부(355) 및 거리산출부(357)를 포함할 수 있다.
패턴추출부(351)는 주행체(100)로부터 전송된 제1 카메라(111) 및 제2 카메라(115)의 촬영영상을 각각 분석하여 형상패턴 또는 색상패턴을 추출하도록 구성되어 있고, 패턴비교부(353)는 추출된 형상패턴 또는 색상패턴을 비교하여, 제1 카메라(111)의 특정 패턴과 동일한 패턴이 제2 카메라(115)의 동일한 위치에서의 출현 여부를 판단하도록 구성되어 있고, 속도산출부(355)는 제1 카메라(111)의 특정 패턴과 동일한 패턴이 제2 카메라(115)의 동일한 지점에 위치될 때까지의 시간을 카운트하고, 동일한 패턴이 제1 카메라(111) 및 제2 카메라(115)의 동일한 지점에 위치된 시간과 제1 카메라(111) 및 제2 카메라(115) 간의 이격거리를 이용하여 단위 속도를 산출하도록 구성되어 있고, 거리산출부(357)는 산출된 단위 속도와 이동시간을 누적하여 특정 목표까지의 거리를 산출하여 표시하도록 구성되어 있다.
이와 같이 본 발명에서는 1차로는 형상패턴 비교를 통해서 형상 비교로 속도를 계측하고, 2차적으로 레이저를 투사시켜서 색상 레이저와 피사체와의 혼합된 색상을 비교하는 형태로 색상비교로 속도를 계측하게 된다. 물론, 필요에 따라 카메라 또는 레이저 중 어느 하나만을 이용하여 계측하는 것도 가능하다. 형상패턴과 색상패턴의 계측값을 환산하여 보다 정확한 속도를 산출하고, 이를 이용하여 특정 지점까지의 거리를 계산하는 것이다.
또한, 패턴추출부(351)에서 피사체를 추출할 때 피사체가 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)의 동일 위치에 위치하지 않더라도 제2 카메라(115)의 동일 위치를 기준으로 전후 피사체의 위치와 시간을 통해 동일 위치상의 시간을 산출하여 보정할 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 관로 내 주행체의 이동거리 측정 과정을 나타낸 순서도로서, 첨부된 도 5 내지 도 10을 참조하여 보다 상세하게 살펴보고자 한다.
먼저, 탐사하고자 하는 관로 내에 주행체(100)를 투입한 후 컨트롤 유닛(300)의 입력부(320)를 통해 주행체(100)의 주행을 조정하게 된다. 주행체(100)의 주행 장치 및 방법에 대해서는 공지기술이기 때문에 구체적인 설명은 생략한다.
관로 내에 투입된 주행체(100)는 컨트롤 유닛(300)의 제어에 따라 주행을 시작하게 되며, 주행체(100)는 관로 내부 상단으로 제1 레이저(121) 및 제2 레이저(125)를 각각 조사하고(S10), 도 5와 같이 조사된 레이저 조사영역을 포함한 주변 영역을 제1 카메라(111) 및 제2 카메라(115)로 각각 촬영하게 된다(S20). 주행체(100)의 이동에 따라 촬영된 각 영상은 전송부(150)를 통해 유선 또는 무선으로 외부 컨트롤 유닛(300)으로 연속적으로 전송하게 된다(S30). 주행체(100)와 컨트롤 유닛(300)은 케이블을 통한 유선 통신 또는 무선 통신이 적용될 수 있으며, 무선 통신의 경우 Zigbee, Bluetooth, Wi-fi, 424MHz RF통신, 447MHz RF 통신 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
컨트롤 유닛(300)은 주행체(100)로부터 전송된 제1 카메라(111) 및 제2 카메라(115)의 촬영 영상을 수신부(310)를 통해 제공받고, 패턴추출부(351)는 각 영상의 패턴을 분석하여 특정 패턴과 그 픽셀 좌표를 추출하여 저장부(340)에 저장하게 된다(S40). 여기서, 패턴은 형상패턴 및 색상패턴 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
이어, 패턴비교부(353)는 도 6에서와 같이 제2 카메라(115)로부터 추출한 패턴과 저장부(340)에 저장된 제1 카메라(111)로부터 추출된 패턴을 상호 비교하여 동일 패턴이 동일 위치(픽셀 좌표)에서 출현되었는지를 비교 분석하게 된다(S50). 만일, 제1 카메라(111)에 촬영된 패턴이 있을 경우 해당 패턴이 제2 카메라(115) 영상의 동일한 지점에 위치될 때까지 소요되는 시간을 카운트하여 산출하게 된다(S60). 여기서, 촬영 영상의 저장시 촬영 시간도 함께 저장되므로 그 시간을 카운트하면 이동에 소요된 시간을 쉽게 알 수 있다. 상기에서 동일한 위치에서의 패턴 출현 여부를 판단하지만, 실제로 주행체(100)의 이동 과정에서 약간의 흔들림이나 직선 주행 오차가 발생될 수 있으므로 좌표가 동일한 픽셀보다는 동일한 수직축 상에 위치된 픽셀 라인을 기준으로 판단하는 것이 더 바람직할 수 있다. 주행 중 촬영된 영상에서 수직라인은 시간축에 해당되므로 상하로 픽셀이 다소 이동되더라도 소요시간의 계산에는 오차가 크지 않다.
하지만, 도 7에서와 같이 관로 상의 비교 기준점인 균열이 미세할 경우 패턴추출부(351)는 제1 카메라(111) 또는 제2 카메라(115)에서 촬영된 영상에서 추출하지 못할 수도 있으며, 이러한 상황을 방지하기 위하여 레이저모듈(121, 125)을 구비한 것이다.
레이저모듈이 도 8에서와 같이 카메라의 좌측에서 사선으로 투사되기 때문에 균열 부위에 색상이 반영되어 균열과 혼합되어 특정 색상이 표시되므로, 패턴추출부(351)에서의 색상패턴 인식 및 추출이 용이하게 된다. 즉, 도 9에서와 같이 미세한 패턴도 레이저 조사영역에서는 미세한 균열 부위에 색상이 반영되어 다른 영역과 선명하게 구분되어 인식이 용이하게 되는 것이다. 또한, 컨트롤러(350)에서 피사체를 추출할 때 피사체가 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)의 동일 위치에 위치하지 않더라도 제2 카메라(115)의 동일 위치를 기준으로 전후 피사체의 위치와 시간을 통해 동일 위치상의 시간을 산출하여 보정할 수 있다.
이어, 속도산출부(355)는 동일한 형상패턴 또는/및 색상패턴의 출현 시간인 이동 시간과 미리 저장된 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115) 간의 간격을 이용하여 주행체(100)의 단위 속도를 산출할 수 있고, 이와 같은 주행체(100)의 속도를 저장부(340)에 저장하여 누적하게 된다(S70). 주행체(100)의 경우 케이블 풀리와 바퀴 회전수를 이용하면 기본적인 주행 속도는 알 수 있으나, 관로 상에서 바퀴가 헛돌거나 케이블이 지그재그로 풀리게 되면 실제 속도가 달라지며, 본 발명은 제1 카메라(111)와 제2 카메라(115)의 설정 간격과 그 이동시간을 이용하기 때문에 이러한 상황에 대한 보정이 가능하여 정밀한 계측이 가능한 것이다.
이와 같이 컨트롤러(350)는 단위 구간별로 단위 속도를 산출하여 저장부(340)에 저장하여 누적하고, 특정 목표 지점까지의 거리 계측이 필요하면 거리산출부(357)는 해당 단위 구간별로 누적된 속도와 소요시간을 이용하여 특정 목표 지점까지의 전체 거리를 산출하여 표시부(360)에 디스플레이할 수 있다(S80).
본 발명에서는 카메라의 영상 비교시 카메라 우측부분은 형상패턴 비교에 활용되고, 카메라의 좌측부분은 색상패턴 비교에 활용될 수 있다. 색상패턴 비교의 경우 조명색깔과 관로 벽면에 혼합된 색상의 픽셀을 비교하게 되며, 벽면이 동일한 흰색이라도 벽면에 미세한 요철 표면, 음영, 먼지 등이 조명과 혼합되어 픽셀별로 다양한 유형을 나타내며, 조명이 동일할 경우 역시 색상 픽셀도 동일하게 표현되어 인식될 수 있다.
레이저모듈은 미세한 패턴을 증폭함에 따라 패턴추출부(351)에서 패턴 인식을 용이하게 하는 역할을 부여함으로써, 컨트롤 유닛(300)은 색상패턴을 이용하여 비교 기준점의 인식이 용이하여 거리 측정 등을 손쉽게 계측할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예 및 첨부된 도면에 의해 권리범위가 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 정해지며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
1: 하수 관로 100: 주행체
111: 제1 카메라 115: 제2 카메라
121: 제1 레이저모듈 125: 제2 레이저모듈
130: 조명장치 150: 전송부
300: 컨트롤 유닛 310: 수신부
320: 입력부 330: 타이머
340: 저장부 350: 컨트롤러
351: 패턴추출부 353: 패턴비교부
355: 속도산출부 357: 거리산출부
360: 표시부

Claims (14)

  1. 하수 관로의 내부 균열을 검사하는 시스템에 있어서,
    제1 카메라 및 제2 카메라가 주행 방향을 기준으로 동일 평면의 동일 선상에 이격 설치되고, 각 카메라를 통해 촬영된 관로 내 영상을 외부로 전송하는 자주식 주행체; 및
    상기 주행체의 주행에 따라 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 촬영된 영상을 분석하여 제1 카메라 영상의 특정 지점에 위치한 피사체가 제2 카메라 영상에서 동일 지점에 위치될 때까지 소요되는 시간을 산출하고, 산출된 이동 시간을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구한 후 주행 거리를 계측하는 컨트롤 유닛;을 포함하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤 유닛은 산출된 이동 시간 및 상기 제1 카메라와 제2 카메라 간의 간격을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구하고, 상기 속도와 이동 시간을 누적하여 주행체의 주행 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 피사체는 관로의 내벽에 형성된 균열이나 표면박리, 요철 및 이물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템.
  4. 하수 관로의 내부 균열을 검사하는 시스템에 있어서,
    제1 카메라 및 제2 카메라가 주행 방향을 기준으로 동일 평면의 동일 선상에 이격 설치되고, 각 카메라의 촬영 영상의 특정 지점에 칼라 조사영역이 형성되도록 각 카메라의 인접된 위치에 레이저모듈이 각각 설치되어, 각 카메라를 통해 촬영된 관로 내벽의 영상을 외부로 전송하는 자주식 주행체; 및
    상기 주행체의 주행에 따라 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 촬영된 영상을 분석하여 제1 카메라 영상의 특정 지점에 위치한 피사체 또는 레이저에 의해 형성된 색상패턴이 제2 카메라 영상에서 동일 지점에 위치될 때까지 소요되는 이동 시간을 산출하고, 산출된 이동 시간을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구한 후 주행 거리를 계측하는 컨트롤 유닛;을 포함하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 레이저모듈은 칼라 레이저조명이며, 상기 칼라 조사영역이 각 카메라의 촬영 영상에 대하여 동일 위치에 형성되도록 설치되는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 레이저모듈에 의해 형성되는 칼라 조사영역은 각 카메라의 촬영 영상에 대하여 동일 위치에 형성되며, 촬영 영상의 일측에 위치되도록 설치되는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 컨트롤 유닛은 산출된 이동 시간 및 상기 제1 카메라와 제2 카메라 간의 간격을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구하고, 상기 단위 속도와 이동 시간을 누적하여 주행체의 주행 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 컨트롤 유닛은 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 촬영된 영상에서 촬영 영상의 일측부는 피사체를 식별하기 위한 구역으로 할당하고, 타측부는 레이저에 의해 형성된 색상패턴을 식별하기 위한 구역으로 각각 할당하는 것을 특징으로 하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 컨트롤 유닛은,
    주행체로부터 전송된 제1 카메라 및 제2 카메라의 촬영영상을 각각 분석하여 형상패턴 또는 색상패턴을 추출하는 패턴추출부; 상기에서 추출된 형상 또는 색상패턴을 비교하여, 제1 카메라의 특정 패턴과 동일한 패턴이 제2 카메라의 동일한 위치에서의 출현 여부를 판단하는 패턴비교부; 상기 제1 카메라의 특정 패턴과 동일한 패턴이 제2 카메라의 동일한 지점에 위치될 때까지의 시간을 카운트하고, 동일한 패턴이 제1 카메라 및 제2 카메라의 동일한 지점에 위치된 시간과 제1 및 제2 카메라 간의 이격 거리를 이용하여 단위 속도를 산출하는 속도산출부; 및 상기에서 산출된 단위 속도와 이동시간을 누적하여 특정 목표까지의 주행 거리를 산출하여 표시하는 거리산출부;를 포함하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 시스템.
  10. 지상의 컨트롤 유닛에서 하수 관로를 탐사하는 주행체를 이용하여 관로 내부의 균열을 검사하는 방법에 있어서,
    (a) 주행체는 관로 내부 상단을 제1 및 제2 카메라로 각각 촬영하고, 촬영된 각 영상을 외부 컨트롤 유닛으로 전송하는 단계;
    (b) 컨트롤 유닛은 주행체로부터 수신된 제1 및 제2 카메라의 촬영 영상을 각각 분석하여 특정 패턴을 추출하는 단계;
    (c) 상기에서 추출된 패턴을 비교하여, 제1 카메라에 촬영된 패턴이 제2 카메라의 동일한 지점에 위치될 때까지 소요되는 시간을 산출하는 단계; 및
    (d) 상기에서 산출된 이동 시간을 이용하여 주행체의 단위 속도를 구한 후 특정 지점까지의 주행 거리를 계측하는 단계;를 포함하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 (b)단계에서 특정 패턴은 형상패턴 및 색상패턴 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 (c)단계는, 상기 제1 카메라의 특정 패턴과 동일한 패턴이 제2 카메라의 동일한 위치에서의 출현 여부를 판단하는 단계; 및 상기 제1 카메라의 특정 패턴과 동일한 패턴이 제2 카메라의 동일한 지점에 위치될 때까지의 시간을 카운트하는 단계;를 포함하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 (d)단계는, 동일한 패턴이 제1 카메라 및 제2 카메라의 동일한 지점에 위치된 시간과 제1 및 제2 카메라 간의 이격 거리를 이용하여 단위 속도를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 단위 속도와 이동시간을 누적하여 특정 지점까지의 주행 거리를 산출하여 표시하는 단계;를 포함하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 (a)단계는, 상기 관로 내부 상단으로 제1 레이저 및 제1 레이저를 각각 조사하는 단계; 및 상기 조사된 레이저 조사영역을 포함한 주변 영역을 제1 및 제2 카메라로 각각 촬영하고, 촬영된 각 영상을 유선 또는 무선으로 전송하는 단계;를 포함하는 관로 내 주행체의 이동거리 측정 방법.
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