KR20190114781A - Apparatus for mapping buried object and ground cavity through electromagneticwave analysis - Google Patents

Apparatus for mapping buried object and ground cavity through electromagneticwave analysis Download PDF

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KR20190114781A
KR20190114781A KR1020190031798A KR20190031798A KR20190114781A KR 20190114781 A KR20190114781 A KR 20190114781A KR 1020190031798 A KR1020190031798 A KR 1020190031798A KR 20190031798 A KR20190031798 A KR 20190031798A KR 20190114781 A KR20190114781 A KR 20190114781A
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Abstract

Disclosed is an apparatus for mapping a buried object and a ground cavity through electromagnetic wave analysis, comprising: a moving unit configured to move in a first direction in a specific exploration section on the ground surface; a ground penetrating radar configured to transmit a directional electromagnetic wave to the ground of the exploration section and receive a reflected wave reflected from a buried object; and a controller configured to extract a first reflected wave reflected through a shortest path from a specific reflection point of the buried object at a first point of the ground penetrating radar in the specific exploration section and a second reflected wave reflected from the same specific reflection point at a second point, calculate coordinates by calculating the length and depth of the specific reflection point, analyze distributed coordinates of the specific reflection point while continuously changing the first and second points of the ground penetrating radar according to the movement of the moving unit at a specific exploration interval, to map and evaluate the length, depth, and shape of the buried object. As described above, the apparatus of the present invention evaluates the specific shape and size of the buried object.

Description

전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치 및 그 맵핑방법{APPARATUS FOR MAPPING BURIED OBJECT AND GROUND CAVITY THROUGH ELECTROMAGNETICWAVE ANALYSIS}Underground structure and cavity shape mapping device through electromagnetic wave analysis and its mapping method {APPARATUS FOR MAPPING BURIED OBJECT AND GROUND CAVITY THROUGH ELECTROMAGNETICWAVE ANALYSIS}

본 발명은 지하구조물과 공동형상 맵핑 관련기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하구조물의 존재유무이외에 구체적인 형상 및 크기를 정밀하게 맵핑하여 평가할 수 있는, 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치 및 그 맵핑방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technology related to underground structure and cavity shape mapping, and more specifically, it is possible to precisely map and evaluate specific shapes and sizes other than the presence or absence of underground structures, and underground structure and cavity shape mapping device through electromagnetic wave analysis, and It relates to the mapping method.

일반적으로, 지반조사시, 지표투과레이더를 이용하여 지층구조 및 지하 매설물의 유무를 확인하며, 심층적인 신호분석을 통해 지반 이상구간의 유무를 평가한다.In general, during the ground survey, the ground penetrating radar is used to check the structure and underground structures, and the in-depth signal analysis evaluates the presence of abnormal ground sections.

이와 관련된 종래의 신호분석기법은 아직까지 지하구조물 및 공동의 형상 평가에 한계가 있고, 지반구조, 지층구조, 지하구조물, 및 공동의 유무를 평가할 수는 있으나, 해당 지하구조물 및 공동의 형상을 직접적으로 평가할 수는 없다.Conventional signal analysis techniques related to this are still limited in evaluating the shape of underground structures and cavities, and it is possible to evaluate the presence of ground structures, stratum structures, underground structures, and cavities, but the shape of the underground structures and cavities can be evaluated directly. Cannot be evaluated.

예컨대, 종래기술인 대한민국 등록특허 제10-1799813호에서는 “공통반사표면법을 이용한 지표투과레이더 탐사의 자료처리 결과 신호대잡음비 향상과 Vrms 역산과정을 이용한 씽크홀 탐사장치 및 그 방법”이 개시되어 있는데, 지하투과레이더 자료처리 및 신호분석을 이용하여 지층구조 영상의 정확도를 향상시킬 수는 있으나, 공동형상의 정밀한 평가에는 한계가 있다.For example, Korean Patent No. 10-1799813, which is a prior art, discloses "Thinkhole exploration apparatus and method using a signal-to-noise ratio improvement and Vrms inversion process as a result of data processing of surface permeation radar exploration using common reflection surface method." Underground radar data processing and signal analysis can be used to improve the accuracy of geologic structures, but there is a limit to the precise evaluation of cavity geometry.

또한, 다른 종래기술인 대한민국 공개특허 10-2017-0124984호에서는 “지표 투과 레이더의 데이터 처리 방법”이 개시되어 있는데, 3차원이미지를 이용한 2차원 분석 기법을 이용하여 지하구조물, 지반구조 및 공동 유무를 평가할 수는 있으나, 마찬가지로 해당 구조물 및 공동형상을 직접적으로 평가할 수는 없다.In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0124984 discloses a method of processing data of a surface-transmitting radar, which uses a two-dimensional analysis technique using three-dimensional images to determine the presence of underground structures, ground structures, and joint presence. It can be evaluated, but likewise, it is not possible to directly assess the structure and cavity geometry.

또한, 또 다른 종래기술인 대한민국 등록특허 10-1743580호에서는 “지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기, 이를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템 및 방법”이 개시되어 있는데, 지반의 유전율을 산정하고, 지하투과레이더 탐사의 입력값을 제공하여 탐사결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 하지만, 마찬가지로 지하투과레이더 탐사결과로부터 도출되는 결과는 지하구조물 및 공동형상을 직접적으로 평가할 수는 없다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-1743580, which is another prior art, discloses "a dynamic cone injector for measuring soil strength and electrical resistivity, and a surface penetrating radar exploration system and method for correcting the permittivity of the ground using the same". In addition, it is possible to improve the reliability of the exploration results by estimating the permittivity of the ground and providing input values for the penetration of underground penetration radar. However, likewise, the results derived from underground penetration radar surveys cannot directly assess underground structures and cavities.

한편, 지표투과레이더 탐사에 이용되는 방사형 전자기파는 방향성에 관계없이 임의의 방향에서 수집된 전자기파 신호를 수직인 방향으로 인식하여 이미지화하여서, 실제 형상과는 상이한 결과를 제공하는 문제점이 있다.On the other hand, the radial electromagnetic waves used for the surface-transmitting radar exploration has a problem of recognizing and imaging the electromagnetic wave signals collected in any direction regardless of the direction in a vertical direction, thereby providing a result different from the actual shape.

대한민국등록특허 10-1799813호 (2017년11월15일 공고)Republic of Korea Patent Registration 10-1799813 (November 15, 2017 announcement) 대한민국공개특허 10-2017-0124984호 (2017년11월13일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0124984 (Published November 13, 2017) 대한민국등록특허 10-1743580호 (2017년06월05일 공고)Republic of Korea Patent Registration 10-1743580 (June 05, 2017)

본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 지하구조물 및 공동의 구체적인 형상 및 크기를 보다 정확하고 정밀하게 맵핑하여 평가할 수 있는, 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치 및 그 맵핑방법을 제공함에 있다.The technical problem to be achieved by the idea of the present invention is to provide an underground structure and cavity shape mapping device and the mapping method through the electromagnetic wave analysis, which can be accurately and accurately map and evaluate the specific shape and size of the underground structure and cavity. have.

전술한 목적을 달성하고자, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 지표상의 특정 탐사구간에서 제1방향으로 이동하는 이동부; 상기 탐사구간의 지반으로 지향성 전자기파를 송신하고, 지하구조물로부터 반사되는 반사파를 수신하는 지표투과레이더; 및 상기 특정 탐사구간에서의 상기 지표투과레이더의 제1지점에서 상기 지하구조물의 특정 반사점으로부터 최단경로로 반사되는 제1반사파와, 제2지점에서 상기 특정 반사점으로부터 반사되는 제2반사파를 추출하여, 상기 특정 반사점의 길이와 심도를 연산하여 좌표를 산출하고, 상기 이동부의 이동에 따른 상기 지표투과레이더의 제1 및 제2지점을 특정 탐사진행간격만큼 연속적으로 변경하여 상기 특정 반사점의 분포좌표를 분석하며, 분석된 상기 분포좌표를 이용하여 상기 지하구조물의 길이와 심도와 형상을 맵핑(Maping)하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, a moving unit moving in a first direction in a specific exploration section on the surface; A surface transmitting radar which transmits a directional electromagnetic wave to the ground of the exploration section and receives a reflected wave reflected from an underground structure; And extracting a first reflected wave reflected from the specific reflection point of the subterranean structure at the first point of the ground penetration radar in the specific exploration section with the shortest path, and a second reflected wave reflected from the specific reflection point at the second point. The coordinates are calculated by calculating the length and depth of the specific reflection point, and the distribution coordinates of the specific reflection point are analyzed by continuously changing the first and second points of the ground penetrating radar according to the movement of the moving part by a specific probe row interval. And a controller configured to map the length, depth, and shape of the underground structure using the analyzed distribution coordinates.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 지표투과레이더에 의해 맵핑된 상기 특정 탐사구간 전체의 지하구조물의 상부 맵핑 포물선의 형태를 분석하여, 상기 특정 탐사진행간격을 설정하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the control unit, by analyzing the shape of the upper mapping parabola of the underground structure of the whole of the specific exploration section mapped by the surface penetrating radar, to set the specific exploration interval interval It is characterized by.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 특정 반사점의 좌표는,

Figure pat00001
에 의해 산출되고,
Figure pat00002
는 상기 제2지점과 상기 특정 반사점 사이의 거리이고,
Figure pat00003
는 상기 제2지점과 상기 특정 반사점 사이를 잇는 직선과, 지표가 이루는 각도인 것을 특징으로 한다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the coordinates of the specific reflection point,
Figure pat00001
Calculated by
Figure pat00002
Is the distance between the second point and the specific reflection point,
Figure pat00003
Is an angle formed by a straight line between the second point and the specific reflection point and the ground surface.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 이동부의 이동거리 또는 상기 특정 탐사진행간격을 측정하는 인코더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the control unit, characterized in that it further comprises an encoder for measuring the moving distance or the specific probe interval interval of the moving unit.

또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 이동부의 이동거리 또는 상기 특정 탐사진행간격을 측정하는 GPS 또는 레이저거리측정모듈을 더 포함하는 것을 특정한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the control unit, it characterized in that it further comprises a GPS or laser distance measuring module for measuring the moving distance or the specific probe interval interval of the moving unit.

또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 이동부는, 이동시 상기 특정 탐사구간의 지표의 고저를 보정하여 상기 지표투과레이더의 절대높이를 일정하게 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the moving unit, characterized in that to maintain the absolute height of the surface penetration radar constant by correcting the elevation of the surface of the specific exploration section during movement.

또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제어부에 의해 분석된 상기 특정 반사점의 분포좌표를 상기 지하구조물의 형상으로 이미지변환하여 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, it characterized in that it further comprises a display unit for displaying the image by transforming the distribution coordinates of the specific reflection point analyzed by the control unit into the shape of the underground structure.

또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 이동부에 의해 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 일정간격만큼 이동한 후, 상기 제어부에 의해 상기 반사점의 분포좌표 분석 수행과정을 반복하여, 상기 지하구조물에 대한 길이와 심도와 형상을 3차원으로 맵핑하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, after moving by a predetermined interval in the second direction orthogonal to the first direction by the moving unit, the process of performing the distribution coordinate analysis of the reflection point by the control unit is repeated. In this case, the length, depth and shape of the underground structure is characterized in that the three-dimensional mapping.

또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 이동부는 지표와 접촉하는 다수의 휠과, 상기 휠이 형성되는 서스펜션으로 구성되고, 상기 이동부의 하부 중앙에 설치되는 제1자이로스코프와, 상기 서스펜션에 결합되어 상기 휠의 높이를 조절하는 제1유압실린더로 구성되는 제1보정모듈과; 상기 서스펜션 상부에 형성된 차체 프레임의 중앙에 형성되는 제2자이로스코프와, 상기 차체 프레임의 모서리에 각각 형성되는 제2유압실린더로 구성되는 제2보정모듈과; 상기 차체 프레임의 상단에 형성된 상단 프레임의 중앙에 형성되는 제3자이로스코프와, 상기 차체 프레임과 상기 상단 프레임의 해당 모서리에 각각 형성되는 제3유압실린더로 구성되는 제3보정모듈; 및 상기 제1 내지 제3자이로스코프를 통해 측정된 지표면의 기울기 정보에 따라 상기 제1 내지 제3유압실린더를 각각 제어하여 상기 휠의 높이를 제어하는 보정 제어부;를 더 포함하여서, 상기 보정 제어부는, 상기 제3유압실린더, 상기 제2유압실린더 및 상기 제1유압실린더 순으로 순차적으로 제어하여 상기 이동부의 높낮이를 세밀하게 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the moving part is composed of a plurality of wheels in contact with the surface, the suspension is formed the wheel, the first gyroscope is installed in the lower center of the moving part, A first correction module coupled to a suspension, the first correction module comprising a first hydraulic cylinder for adjusting a height of the wheel; A second correction module comprising a second gyroscope formed at the center of the vehicle body frame formed on the suspension and a second hydraulic cylinder formed at each corner of the vehicle body frame; A third compensation module comprising a third gyroscope formed at a center of an upper frame formed at an upper end of the vehicle body frame, and a third hydraulic cylinder formed at corresponding corners of the vehicle body frame and the upper frame; And a correction controller configured to control the heights of the wheels by controlling the first to third hydraulic cylinders according to the inclination information of the ground surface measured by the first to third gyroscopes. The height of the moving part may be finely controlled by sequentially controlling the third hydraulic cylinder, the second hydraulic cylinder, and the first hydraulic cylinder.

한편, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 지표투과레이더가 이동부에 의해 지표상의 특정 탐사구간에서 이동하는 단계; 상기 지표투과레이더에 의해 맵핑된 상기 특정 탐사구간 전체의 지하구조물의 상부 맵핑 포물선의 형태를 분석하여, 상기 특정 탐사진행간격을 설정하는 단계; 상기 지표투과레이더가 상기 탐사구간의 지반으로 지향성 전자기파를 송신하고, 지하구조물로부터 반사되는 반사파를 수신하는 단계; 및 제어부가 상기 특정 탐사구간에서의 상기 지표투과레이더의 제1지점에서 상기 지하구조물의 특정 반사점으로부터 최단경로로 반사되는 제1반사파와, 제2지점에서 상기 특정 반사점으로부터 반사되는 제2반사파를 추출하여, 상기 특정 반사점의 길이와 심도를 연산하여 좌표를 산출하고, 상기 이동부의 이동에 따른 상기 지표투과레이더의 제1 및 제2지점을 특정 탐사진행간격만큼 연속적으로 변경하여 상기 특정 반사점의 분포좌표를 분석하여서, 상기 지하구조물의 길이와 심도와 형상을 맵핑하여 평가하는 단계;를 포함하여, 상기 지하구조물의 구체적인 형상 및 크기를 평가하되, 상기 특정 반사점의 좌표는,

Figure pat00004
에 의해 산출되고,
Figure pat00005
는 상기 제2지점과 상기 특정 반사점 사이의 거리이고,
Figure pat00006
는 상기 제2지점과 상기 특정 반사점 사이를 잇는 직선과, 지표가 이루는 각도인 것을 특징으로 한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the surface penetrating radar is moved by a moving unit in a specific exploration section on the surface; Analyzing the shape of the upper mapping parabola of the underground structure of the entirety of the specific exploration section mapped by the surface penetrating radar to set the specific exploration interval; The surface transmitting radar transmitting directional electromagnetic waves to the ground of the exploration section and receiving reflected waves reflected from an underground structure; And a control unit extracting a first reflection wave reflected from the specific reflection point of the underground structure at the first point of the ground penetration radar in the specific exploration section at the shortest path, and a second reflection wave reflected from the specific reflection point at the second point. The coordinates are calculated by calculating the length and depth of the specific reflection point, and continuously changing the first and second points of the ground penetrating radar according to the movement of the moving part by a specific probe row interval to distribute the coordinates of the specific reflection point. Analyzing, and evaluating by mapping the length, depth and shape of the underground structure; including, evaluating the specific shape and size of the underground structure, the coordinates of the specific reflection point,
Figure pat00004
Calculated by
Figure pat00005
Is the distance between the second point and the specific reflection point,
Figure pat00006
Is an angle formed by a straight line between the second point and the specific reflection point and the ground surface.

본 발명에 의하면, 지하구조물의 존재유무뿐만 아니라, 구체적인 형상 및 크기를 정밀하게 맵핑하여 평가할 수 있고, 지하구조물인 지하배관과 지중선의 보수공사 및 교체공사를 위한 지반굴착시의 굴착규모결정에 활용할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, as well as the presence or absence of underground structures, it is possible to precisely map and evaluate the specific shape and size, and to be used for the determination of the excavation scale during the ground excavation for the repair and replacement of underground pipelines and underground ships It can be effective.

또한, 공동의 정확한 길이와 심도와 형상을 맵핑하여 평가하여서, 싱크홀 발생 위험도를 사전에 평가할 수 있는 효과가 있다.In addition, by mapping and evaluating the exact length, depth and shape of the cavity, there is an effect that can be evaluated in advance the risk of sinkhole generation.

더 나아가, 다층의 보정모듈에 의해, 이동부의 높낮이를 세밀하게 조절하여서, 불규칙한 지표면에서 지표투과레이터의 송수신 높이가 동일하도록 구현하여 탐사구간의 울퉁불한 지표상에서도 오차없이 정확하게 맵핑할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, by adjusting the height of the moving part finely by the multi-layered correction module, the transmission and reception heights of the surface permeator are the same on the irregular surface, so that it is possible to accurately map on the uneven surface of the exploration section without error. .

도 1은 임의의 지하공동의 형상을 도시한 절개도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치를 이용한 맵핑방법 및 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치에 의한 상부 맵핑 포물선 생성과정을 예시한 것이다.
도 5는 도 4의 상부 맵핑 포물선 생성과정에 의한 탐사결과를 그래프로 도시한 것이다.
도 6은 도 3의 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치에 의한 지하구조물의 특정 반사점 좌표 산출과정을 도시한 것이다.
도 7은 도 3의 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치에 의한 지하구조물의 특정 반사점의 분포좌표 맵핑과정을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑방법의 순서도를 개략적으로 도시한 것이다.1 is a cutaway view showing the shape of an arbitrary underground cavity.
2 is an explanatory diagram for explaining a mapping method and principle using an underground structure and a cavity shape mapping apparatus through electromagnetic wave analysis according to the present invention.
Figure 3 schematically shows the configuration of the underground structure and the cavity-shaped mapping device through the electromagnetic wave analysis according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a process of generating an upper mapping parabola by an underground structure and a cavity shape mapping apparatus through electromagnetic wave analysis of FIG. 3.
FIG. 5 is a graph illustrating an exploration result by the upper mapping parabolic generation process of FIG. 4.
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of calculating specific reflection point coordinates of an underground structure by an underground structure and a cavity shape mapping device through electromagnetic wave analysis of FIG. 3.
FIG. 7 illustrates a process of mapping coordinates of a specific reflection point of an underground structure and an underground structure by the cavity shape mapping apparatus through electromagnetic wave analysis of FIG. 3.
8 schematically illustrates a flowchart of a method for mapping underground structures and cavity shapes through electromagnetic wave analysis according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention having the above-described features.

도 1은 임의의 지하공동의 형상을 도시한 절개도이며, 도 2는 본 발명에 따른 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치를 이용한 맵핑방법 및 원리를 설명하기 위한 설명도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치의 구성도를 개략적으로 도시한 것이며, 도 4는 도 3의 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치에 의한 상부 맵핑 포물선 생성과정을 예시한 것이며, 도 5는 도 4의 상부 맵핑 포물선 생성과정에 의한 탐사결과를 그래프로 도시한 것이며, 도 6은 도 3의 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치에 의한 지하구조물의 특정 반사점 좌표 산출과정을 도시한 것이며, 도 7은 도 3의 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치에 의한 지하구조물의 특정 반사점의 분포좌표 맵핑과정을 도시한 것이다.1 is a cutaway view showing the shape of an arbitrary underground cavity, Figure 2 is an explanatory diagram for explaining the mapping method and principle using the underground structure and cavity shape mapping device through the electromagnetic wave analysis according to the present invention, Figure 3 Is a schematic diagram of the structure of the underground structure and the cavity-shaped mapping apparatus through electromagnetic wave analysis according to the first embodiment of the present invention, Figure 4 is a structure by the underground structure and cavity-shaped mapping apparatus through the electromagnetic wave analysis of Figure 3 5 illustrates an exploration result of the upper mapping parabola generation process of FIG. 4. FIG. 6 is a graph illustrating an underground structure and a cavity shape mapping apparatus through electromagnetic wave analysis of FIG. 3. FIG. 7 is a view illustrating a process of calculating specific reflection point coordinates of an underground structure, and FIG. 7 illustrates an underground structure and a cavity shape mapping device based on the electromagnetic wave analysis of FIG. 3. It shows the process of mapping the coordinates of the specific reflection points of the structure.

도 3 내지 도 7를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치는, 전체적으로, 지표상을 이동하는 이동부(110)와, 지향성 전자기파를 송수신하는 지표투과레이더(120)와, 지하구조물을 맵핑하는 제어부(130)로 구성되어, 지하구조물의 구체적인 형상 및 크기를 맵핑하여 평가하는 것을 요지로 한다.3 to 7, the underground structure and the cavity-shaped mapping apparatus through electromagnetic wave analysis according to the first embodiment of the present invention transmit and receive directional electromagnetic waves to and from the moving unit 110 moving on the ground as a whole. The ground penetrating radar 120 and the control unit 130 for mapping the underground structure is configured to map and evaluate the specific shape and size of the underground structure.

우선, 이동부(110)는, 지표상의 특정 탐사구간에서, 제1방향(X축방향), 또는 제1방향과 직교하는 제2방향(Y축방향)으로 이동한다.First, the moving part 110 moves in a 1st direction (X-axis direction) or a 2nd direction (Y-axis direction) orthogonal to a 1st direction in the specific search section on earth surface.

여기서, 탐사구간은 지하구조물, 예컨대 특정 지층구조, 지하배관과 지중선의 지하매설물 또는 공동(cavity)이 지하에 형성된 지표구간을 의미한다.Here, the exploration section means an underground structure, for example, a ground section in which underground structures or cavities of underground structures and underground pipelines and underground ships are formed underground.

한편, 이동부(110)는, 울퉁불퉁한 구간에서의 이동시, 특정 탐사구간의 지표의 고저를 보정하여 지표투과레이더(120)의 절대높이를 일정하게 유지하도록 하는 보정모듈(111)을 포함하여, 지표의 고저와 무관하게 특정 탐사구간에서 지표투과레이더(120)의 레이더 송수신 높이를 동일하게 하여서, 추후 제어부(130)에 의해 연산된 특정 반사점(R)의 좌표(x,z)의 정밀도를 높일 수도 있다.On the other hand, the moving unit 110 includes a correction module 111 for correcting the height of the surface of a specific exploration section when moving in an uneven section to maintain the absolute height of the surface penetrating radar 120 constant. Irrespective of the height of the surface, the radar transmit / receive height of the surface penetrating radar 120 is the same in a specific exploration section, thereby increasing the accuracy of the coordinates (x, z) of the specific reflection point R calculated by the controller 130 later. It may be.

예컨대, 보정모듈(111)은, 지표투과레이더(120)에 탄성부재의 댐퍼를 연동시켜, 이동부(110)의 휠 또는 캐터필러로부터 지표투과레이더(120)로 전달되는 진동을 흡수하여, 지표투과레이더(120)의 절대높이를 일정하게 유지하도록 지표투과레이더(120)의 높이변화로 인한

Figure pat00007
과
Figure pat00008
의 측정오차를 제거할 수 있다.For example, the correction module 111, by interlocking the damper of the elastic member to the surface penetrating radar 120, absorbs the vibration transmitted to the surface penetrating radar 120 from the wheel or the caterpillar of the moving unit 110, Due to the height change of the surface penetrating radar 120 to maintain the absolute height of the radar 120
Figure pat00007
and
Figure pat00008
The measurement error of can be eliminated.

또는, 이동부(110)는 자이로스코프(112)를 포함하여, 경사 구간에서의 이동시, 지표투과레이더(120)의 절대높이를 보정하여 제어부(130)에 의해 연산된 특정 반사점(R)의 좌표(x,z)의 정밀도를 높일 수도 있다.Alternatively, the moving unit 110 includes a gyroscope 112, and when moving in an inclined section, corrects the absolute height of the surface penetrating radar 120 to coordinate the specific reflection point R calculated by the controller 130. The precision of (x, z) can also be improved.

예컨대, 자이로스코프(112)에 의해, 이동부(110)의 특정 탐사구간 이동시의 오르막 또는 내리막의 경사도를 측정하고, 후술하는 지하구조물형상의 이미지변환시, 경사진 지표를 고려하여 지하구조물의 심도를 연산하여 좌표(x,z)를 산출하여서, 실제 탐사구간의 지형지물 형상을 정확하게 맵핑하여 제공할 수도 있다.For example, the gyroscope 112 measures the inclination of the uphill or the downhill during the movement of the specific exploration section of the moving unit 110, and the depth of the underground structure is determined in consideration of the inclined index when the image of the underground structure is described later. By calculating the coordinates (x, z), it is possible to accurately map and provide the feature shape of the actual exploration section.

또는, 도시되지는 않았으나, 이동부(110)는 지표와 접촉하는 다수의 휠과, 휠이 형성되는 서스펜션으로 구성되고, 이동부(110)의 하부 중앙에 설치되는 제1자이로스코프와 서스펜션에 결합되어 휠의 높이를 조절하는 제1유압실린더로 구성되는 제1보정모듈, 서스펜션 상부에 형성된 차체 프레임의 중앙에 형성되는 제2자이로스코프와 차체 프레임의 모서리에 각각 형성되는 제2유압실린더로 구성되는 제2보정모듈, 차체 프레임의 상단에 형성된 상단 프레임의 중앙에 형성되는 제3자이로스코프와 차체 프레임과 상단 프레임의 해당 모서리에 각각 형성되는 제3유압실린더로 구성되는 제3보정모듈, 및 제1 내지 제3자이로스코프를 통해 측정된 지표면의 기울기 정보에 따라 제1 내지 제3유압실린더를 각각 제어하여 휠의 높이를 제어하는 보정 제어부를 더 포함할 수 있다.Alternatively, although not shown, the moving unit 110 includes a plurality of wheels in contact with the surface and a suspension in which the wheels are formed, and is coupled to the first gyroscope and the suspension installed at the lower center of the moving unit 110. The first correction module is composed of a first hydraulic cylinder for adjusting the height of the wheel, the second gyroscope formed in the center of the body frame formed on the suspension and the second hydraulic cylinder is formed on the corners of the body frame, respectively A second correction module, a third gyroscope formed of a third gyroscope formed at a center of an upper frame formed at an upper end of the vehicle body frame, and a third hydraulic cylinder formed at corresponding corners of the vehicle body frame and the upper frame, and a first And a correction controller for controlling the height of the wheel by controlling the first to third hydraulic cylinders according to the inclination information of the ground surface measured by the third gyroscope. Can be included.

즉, 보정 제어부는, 제3유압실린더, 제2유압실린더 및 제1유압실린더 순으로 순차적으로 제어하여 이동부(110)의 높낮이를 조절할 수 있는데, 제3자이로스코프에 의해 측정된 기울기에 따라 제3유압실린더를 구동하고, 후속하여 제2자이로스코프에 의해 측정된 기울기에 따라 제2유압실린더를 구동하여 세밀하게 이동부(110)의 높낮이를 조절하고, 후속하여 제1자이로스코프에 의해 측정된 기울기에 따라 제1유압실린더를 구동하여 보다 세밀하게 이동부(110)의 높낮이를 조절하여서, 불규칙한 지표면에서 지표투과레이터(120)의 송수신 높이가 동일하도록 구현할 수도 있다.That is, the correction controller may control the height of the moving unit 110 by sequentially controlling the third hydraulic cylinder, the second hydraulic cylinder, and the first hydraulic cylinder in order, and according to the inclination measured by the third gyroscope. 3 drive the hydraulic cylinder, and subsequently drive the second hydraulic cylinder according to the slope measured by the second gyroscope to finely adjust the height of the moving part 110, and subsequently measure by the first gyroscope. By controlling the height of the moving unit 110 in more detail by driving the first hydraulic cylinder in accordance with the inclination, the transmission and reception height of the ground permeator 120 may be implemented to be the same on an irregular ground surface.

다음, 지표투과레이더(GPR;Ground Penetrating Radar)(120)는, 탐사구간의 지반으로 지향성 전자기파를 송신하는 송신모듈(121)과, 지하구조물로부터 반사되는 반사파를 수신하는 수신모듈(122)로 구성된다.Next, the ground penetrating radar (GPR) 120 includes a transmission module 121 for transmitting directional electromagnetic waves to the ground of an exploration section, and a reception module 122 for receiving reflected waves reflected from an underground structure. do.

다음, 제어부(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 특정 탐사구간에서의 지표투과레이더(120)의 제1지점(A)에서 지하구조물의 특정 반사점(R)으로부터 최단경로로 반사되는 제1반사파와, 제2지점(B)에서 동일 특정 반사점(R)으로부터 반사되는 제2반사파를 추출한다.Next, as illustrated in FIG. 6, the controller 130 may reflect the shortest path from the specific reflection point R of the underground structure at the first point A of the ground penetration radar 120 in the specific exploration section. The first reflection wave and the second reflection wave reflected from the same specific reflection point R at the second point B are extracted.

여기서, 제2지점(B)은 제1지점(A)으로부터 특정 탐사진행간격(Δx)만큼 이동부(110)에 의해 전진 이동된 지점이고, 선행적으로, 지표투과레이더(120)에 의해 맵핑된 특정 탐사구간 전체의 지하구조물의 상부 맵핑 포물선의 형태를 분석하여, 특정 탐사진행간격(Δx)을 설정할 수 있다.Here, the second point B is a point moved forward by the moving unit 110 by a specific probe row interval Δx from the first point A, and is previously mapped by the surface penetrating radar 120. By analyzing the shape of the upper mapping parabola of the underground structure of the entire specific exploration section, it is possible to set a specific inspection interval (Δx).

이후, 제어부(130)는 특정 반사점(R)의 길이와 심도를 연산하여 좌표(x,z)를 산출하고, 이동부의 이동에 따른 지표투과레이더(120)의 제1 및 제2지점(A,B)을 특정 탐사진행간격(Δx)만큼 전진시켜 연속적으로 변경하여 특정 반사점의 분포좌표(

Figure pat00009
)를 분석한다.Thereafter, the controller 130 calculates the coordinates (x, z) by calculating the length and depth of the specific reflection point (R), and the first and second points A, B) is advanced by a specific probe row spacing (Δx) and continuously changed so that the distribution coordinate of the specific reflection point (
Figure pat00009
).

여기서, 탐사진행간격(Δx)과 특정 반사점(R)은

Figure pat00010
의 관계식으로 정의되는데, 특정 반사점(R)의 좌표는,
Figure pat00011
에 의해 산출되고,
Figure pat00012
는 제2지점(B)과 특정 반사점(R) 사이의 거리이고,
Figure pat00013
는 제2지점(B)과 특정 반사점(R) 사이를 잇는 직선과, 지표가 이루는 각도일 수 있다.Here, the probe row spacing (Δx) and the specific reflection point (R)
Figure pat00010
It is defined by the relation of, and the coordinate of the specific reflection point R is
Figure pat00011
Calculated by
Figure pat00012
Is the distance between the second point (B) and the specific reflection point (R),
Figure pat00013
May be a straight line between the second point B and the specific reflection point R, and an angle formed by the ground surface.

이후, 제어부(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 지하구조물의 길이와 심도와 구체적인 형상을 맵핑하여 평가한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 5, the controller 130 maps and evaluates the length, depth, and specific shape of the underground structure.

여기서, 제어부(130)는, 이동부(110)의 이동거리 또는 특정 탐사진행간격(Δx)을 측정할 수 있는 인코더(131)를 포함하거나, 이동부(110)의 이동거리 또는 특정 탐사진행간격(Δx)을 측정하는 GPS(132) 또는 레이저거리측정모듈(133)을 포함할 수 있다.Here, the controller 130 may include an encoder 131 capable of measuring the moving distance or the specific probe interval Δx of the moving unit 110, or the moving distance or the specific probe interval of the moving unit 110. It may include a GPS 132 or a laser ranging module 133 for measuring (Δx).

예컨대, 선택적으로, 소규모의 지하구조물 탐사인 경우에는, 초정밀 거리측정이 가능한 인코더(131) 또는 레이저거리측정모듈(133)이 적용되고, 대규모의 지하구조물 탐사인 경우에는, GPS(132)가 적용될 수 있다.For example, in the case of a small-scale underground structure exploration, an encoder 131 or a laser distance measuring module 133 capable of ultra-precision distance measurement is applied, and in the case of a large-scale underground structure exploration, the GPS 132 is applied. Can be.

한편, 이동부(110)는 휠 또는 캐터필러로 구성되고, 인코더(131)는 휠의 회전 또는 캐터필러의 주회전롤러의 회전을 감지하여 이동거리 또는 특정 탐사진행간격(Δx)을 정밀하게 측정할 수 있다.On the other hand, the moving unit 110 is composed of a wheel or a caterpillar, the encoder 131 detects the rotation of the wheel or the rotation of the main rotating roller of the caterpillar can accurately measure the moving distance or a specific probe interval (Δx). have.

또한, 디스플레이부(미도시)를 통해, 제어부(130)에 의해 분석된 특정 반사점의 분포좌표(

Figure pat00014
)를 지하구조물의 형상으로 이미지변환하여 디스플레이하여 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.In addition, the coordinates of the specific reflection point analyzed by the controller 130 through the display unit (not shown) (
Figure pat00014
) Can be visually provided to the user by displaying the image by converting it into the shape of the underground structure.

추가로, 이동부(110)에 의해 제1방향(X축방향)과 직교하는 제2방향(Y축방향)으로 일정간격만큼 지표상에서 수평으로 이동한 후, 제어부(130)에 의해 특정 반사점의 분포좌표 분석 수행과정을 반복하여, 지하구조물에 대한 길이와 심도와 형상을 3차원으로 맵핑할 수도 있다.In addition, the moving unit 110 moves horizontally on the surface by a predetermined interval in the second direction (Y-axis direction) orthogonal to the first direction (X-axis direction), and then the control unit 130 By repeating the distribution coordinate analysis process, the length, depth and shape of the underground structure may be mapped in three dimensions.

한편, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑방법의 순서도를 개략적으로 도시한 것이다. 여기서, 제1실시예와 중복되는 구성에 대해서는 이하 생략하고자 한다.Meanwhile, FIG. 8 schematically illustrates a flowchart of a method for mapping underground structures and cavity shapes through electromagnetic wave analysis according to a second embodiment of the present invention. Here, the configuration overlapping with the first embodiment will be omitted below.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑방법은, 이동부에 의해, 지표상의 특정 탐사구간에서 이동하는 단계(S11)와, 지표투과레이더에 의해 맵핑된 특정 탐사구간 전체의 지하구조물의 상부 맵핑 포물선의 형태를 분석하여, 특정 탐사진행간격(Δx)을 설정하는 단계(S120)와, 지표투과레이더에 의해, 탐사구간의 지반으로 지향성 전자기파를 송신하고, 지하구조물로부터 반사되는 반사파를 수신하는 단계(S130)와, 제어부에 의해, 특정 탐사구간에서의 지표투과레이더의 제1지점(A)에서 지하구조물의 특정 반사점(R)으로부터 최단경로로 반사되는 제1반사파와, 제2지점(B)에서 동일 특정 반사점(R)으로부터 반사되는 제2반사파를 추출하여, 특정 반사점(R)의 길이와 심도를 연산하여 좌표를 산출하고(S140), 이동부의 이동에 따른 지표투과레이더(120)의 제1 및 제2지점(B)을 특정 탐사진행간격(Δx)만큼 연속적으로 변경하여 특정 반사점의 분포좌표를 분석하여서(S150), 지하구조물의 길이와 심도와 형상을 맵핑하여 평가하는 단계(S160)로 구성된다.Referring to FIG. 8, the underground structure and the cavity shape mapping method through the electromagnetic wave analysis according to the second embodiment of the present invention include a step (S11) of moving to a specific exploration section on the ground by the moving unit, and the surface penetration radar. Analyzing the shape of the upper mapping parabola of the underground structure of the entire exploration section mapped by the step (S120) of setting a specific exploration line interval (Δx), and by the surface penetrating radar, the directional electromagnetic waves into the ground of the exploration section. And receiving the reflected wave reflected from the underground structure (S130), and by the controller, the shortest path from the specific reflection point R of the underground structure at the first point A of the ground penetration radar in the specific exploration section. Coordinates are calculated by extracting the first reflection wave reflected by the second reflection wave and the second reflection wave reflected from the same specific reflection point R at the second point B, and calculating the length and depth of the specific reflection point R (S140). , The first and second points B of the ground penetrating radar 120 according to the movement of the moving part are continuously changed by a specific probe row interval Δx to analyze the distribution coordinates of the specific reflection point (S150). And evaluating by mapping the depth and the shape (S160).

여기서, 특정 반사점(R)의 좌표는,

Figure pat00015
에 의해 산출되고,
Figure pat00016
는 제2지점(B)과 특정 반사점(R) 사이의 거리이고,
Figure pat00017
는 제2지점(B)과 특정 반사점(R) 사이를 잇는 직선과, 지표가 이루는 각도이다.Here, the coordinates of the specific reflection point R,
Figure pat00015
Calculated by
Figure pat00016
Is the distance between the second point (B) and the specific reflection point (R),
Figure pat00017
Is an angle formed by a straight line between the second point B and the specific reflection point R and the ground surface.

이에, 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑방법에 의해, 지하구조물의 구체적인 형상 및 크기를 맵핑하여 평가할 수 있다.Thus, by mapping the underground structure and the cavity shape through the electromagnetic wave analysis, it is possible to map and evaluate the specific shape and size of the underground structure.

따라서, 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치 및 그 맵핑방법의 구성에 의해서, 지하구조물의 존재유무뿐만 아니라, 구체적인 형상 및 크기를 정밀하게 맵핑하여 평가할 수 있으며, 지하구조물인 지하배관과 지중선의 보수공사 및 교체공사를 위한 지반굴착시의 굴착규모결정에 활용할 수 있으며, 공동의 정확한 길이와 심도와 형상을 평가하여 싱크홀 발생 위험도를 사전에 효과적으로 평가할 수 있고, 탐사구간의 울퉁불한 지표 또는 경사진 지표상에서도, 반사점의 좌표를 보정하여, 정확하게 맵핑하여 보정할 수 있다.Therefore, by configuring the underground structure and cavity shape mapping device and the mapping method through electromagnetic wave analysis, it is possible to precisely map and evaluate the concrete shape and size as well as the presence or absence of the underground structure, and the underground pipes and underground lines which are underground structures. It can be used to determine the size of excavation at the time of ground excavation for repair and replacement work, and it is possible to effectively assess the risk of sinkhole in advance by evaluating the exact length, depth and shape of the cavity, Even on the inclined surface, the coordinates of the reflection point can be corrected, and accurately mapped and corrected.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.

한편 본 명세서에 개시된 기술에 관한 설명은 단지 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.On the other hand, the description of the technology disclosed herein is only an embodiment for structural or functional description, the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited by the embodiments described in the text.

즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.That is, since the embodiments may be variously modified and may have various forms, the scope of the disclosed technology should be understood to include equivalents capable of realizing the technical idea. In addition, the objects or effects presented in the disclosed technology does not mean that a specific embodiment should include all or only such effects, and thus the scope of the disclosed technology should not be understood as being limited thereto.

또한, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 제1구성요소로 명명될 수 있다.In addition, the meaning of the terms described in the present invention will be understood as follows. The terms “first” and “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly may be named a first component as a second component.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “~사이에”또는 “~에 이웃하는” 과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Further, when a component is referred to as being "connected" to another component, it should be understood that there may be other components in between, although it may be directly connected to the other component. On the other hand, it should be understood that no component exists. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between," "neighboring to," and "direct neighboring to," should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않은 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “include” or “have” refer to features, numbers, steps, actions, components, parts, or parts thereof described. It is to be understood that the combination is intended to be present and does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will belong to the scope of the present invention.

110 : 이동부 111 : 보정모듈
112 : 자이로스코프 120 : 지표투과레이더
121 : 송신모듈 122 : 수신모듈
130 : 제어부 131 : 인코더
132 : GPS 133 : 레이저거리측정모듈
A : 제1지점 B : 제2지점
R : 특정 반사점110: moving unit 111: correction module
112: gyroscope 120: surface penetration radar
121: transmitting module 122: receiving module
130: control unit 131: encoder
132: GPS 133: laser distance measuring module
A: Branch 1 B: Branch 2
R: Specific reflection point

Claims (7)

지표상의 특정 탐사구간에서 제1방향으로 이동하는 이동부;
상기 탐사구간의 지반으로 지향성 전자기파를 송신하고, 지하구조물로부터 반사되는 반사파를 수신하는 지표투과레이더; 및
상기 특정 탐사구간에서의 상기 지표투과레이더의 제1지점에서 상기 지하구조물의 특정 반사점으로부터 최단경로로 반사되는 제1반사파와, 제2지점에서 상기 특정 반사점으로부터 반사되는 제2반사파를 추출하여, 상기 특정 반사점의 길이와 심도를 연산하여 좌표를 산출하고, 상기 이동부의 이동에 따른 상기 지표투과레이더의 제1 및 제2지점을 특정 탐사진행간격만큼 연속적으로 변경하여 상기 특정 반사점의 분포좌표를 분석하며, 분석된 상기 분포좌표를 이용하여 상기 지하구조물의 길이와 심도와 형상을 맵핑(Maping)하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치.
A moving unit moving in a first direction on a specific exploration section on the earth;
A surface transmitting radar which transmits a directional electromagnetic wave to the ground of the exploration section and receives a reflected wave reflected from an underground structure; And
Extracting a first reflection wave reflected from the specific reflection point of the underground structure at the first point of the ground penetration radar in the specific exploration section at the shortest path and a second reflection wave reflected from the specific reflection point at the second point; The coordinates are calculated by calculating the length and depth of a specific reflection point, and the distribution coordinates of the specific reflection point are analyzed by continuously changing the first and second points of the ground penetrating radar according to the movement of the moving part by a specific probe row interval. And a controller for mapping the length, depth, and shape of the underground structure using the analyzed distribution coordinates.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 지표투과레이더에 의해 맵핑된 상기 특정 탐사구간 전체의 지하구조물의 상부 맵핑 포물선의 형태를 분석하여, 상기 특정 탐사진행간격을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자기파 분석을 통한 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치.
The method of claim 1,
The control unit analyzes the shape of the upper mapping parabola of the underground structure of the entirety of the specific exploration section mapped by the surface penetrating radar, and sets the specific exploration intervals through electromagnetic analysis through electromagnetic analysis. Underground structure and cavity shape mapping device.
제 2 항에 있어서,
상기 특정 반사점의 좌표는,
Figure pat00018
에 의해 산출되고,
Figure pat00019
는 상기 제2지점과 상기 특정 반사점 사이의 거리이고,
Figure pat00020
는 상기 제2지점과 상기 특정 반사점 사이를 잇는 직선과, 지표가 이루는 각도인 것을 특징으로 하는 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치.
The method of claim 2,
Coordinates of the specific reflection point,
Figure pat00018
Calculated by
Figure pat00019
Is the distance between the second point and the specific reflection point,
Figure pat00020
Is an angle formed by a straight line between the second point and the specific reflection point and the ground surface.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 이동부의 이동거리 또는 상기 특정 탐사진행간격을 측정하는 인코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치.
The method of claim 1,
The control unit, the underground structure and the cavity-shaped mapping device through the electromagnetic wave analysis, characterized in that it further comprises an encoder for measuring the moving distance or the specific probe interval interval.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 이동부의 이동거리 또는 상기 특정 탐사진행간격을 측정하는 GPS 또는 레이저거리측정모듈을 더 포함하는 것을 특정하는 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치.
The method of claim 1,
The control unit, the underground structure and the cavity-shaped mapping device through the electromagnetic wave analysis, characterized in that it further comprises a GPS or laser distance measuring module for measuring the moving distance or the specific probe interval interval of the moving unit.
제 1 항에 있어서,
상기 이동부에 의해 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 일정간격만큼 이동한 후, 상기 제어부에 의해 상기 특정 반사점의 분포좌표 분석 수행과정을 반복하여, 상기 지하구조물에 대한 길이와 심도와 형상을 3차원으로 맵핑하는 것을 특징으로 하는 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑장치.
The method of claim 1,
After moving by a predetermined interval in the second direction orthogonal to the first direction by the moving unit, by repeating the analysis of the distribution coordinates of the specific reflection point by the control unit, the length, depth and shape of the underground structure Underground structure and cavity shape mapping device through the electromagnetic wave analysis, characterized in that for mapping in three dimensions.
지표투과레이더가 이동부에 의해 지표상의 특정 탐사구간에서 이동하는 단계;
상기 지표투과레이더에 의해 맵핑된 상기 특정 탐사구간 전체의 지하구조물의 상부 맵핑 포물선의 형태를 분석하여, 상기 특정 탐사진행간격을 설정하는 단계;
상기 지표투과레이더가 상기 탐사구간의 지반으로 지향성 전자기파를 송신하고, 지하구조물로부터 반사되는 반사파를 수신하는 단계; 및
제어부가 상기 특정 탐사구간에서의 상기 지표투과레이더의 제1지점에서 상기 지하구조물의 특정 반사점으로부터 최단경로로 반사되는 제1반사파와, 제2지점에서 상기 특정 반사점으로부터 반사되는 제2반사파를 추출하여, 상기 특정 반사점의 길이와 심도를 연산하여 좌표를 산출하고, 상기 이동부의 이동에 따른 상기 지표투과레이더의 제1 및 제2지점을 특정 탐사진행간격만큼 연속적으로 변경하여 상기 특정 반사점의 분포좌표를 분석하여서, 상기 지하구조물의 길이와 심도와 형상을 맵핑하여 평가하는 단계;를 포함하여, 상기 지하구조물의 구체적인 형상 및 크기를 평가하되, 상기 특정 반사점의 좌표는,
Figure pat00021
에 의해 산출되고,
Figure pat00022
는 상기 제2지점과 상기 특정 반사점 사이의 거리이고,
Figure pat00023
는 상기 제2지점과 상기 특정 반사점 사이를 잇는 직선과, 지표가 이루는 각도인 것을 특징으로 하는 전자기파 분석을 통한 지하구조물과 공동형상 맵핑방법.
Moving the surface penetrating radar in a specific exploration section on the surface by the moving unit;
Analyzing the shape of the upper mapping parabola of the underground structure of the entirety of the specific exploration section mapped by the surface penetrating radar to set the specific exploration interval;
The surface transmitting radar transmitting directional electromagnetic waves to the ground of the exploration section and receiving reflected waves reflected from an underground structure; And
The control unit extracts a first reflection wave reflected from the specific reflection point of the underground structure at the first point of the ground penetration radar in the specific exploration section at the shortest path, and a second reflection wave reflected from the specific reflection point at the second point. The coordinates are calculated by calculating the length and depth of the specific reflection point, and the distribution coordinates of the specific reflection point are changed by continuously changing the first and second points of the ground penetration radar according to the movement of the moving part by a specific probe row interval. Analyzing, and evaluating by mapping the length, depth and shape of the basement structure, and evaluating the specific shape and size of the basement structure, the coordinates of the specific reflection point,
Figure pat00021
Calculated by
Figure pat00022
Is the distance between the second point and the specific reflection point,
Figure pat00023
Is an angle formed by a straight line between the second point and the specific reflection point and the surface of the underground structure and cavity shape mapping method through electromagnetic wave analysis.
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