KR20210010262A - 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시설물의 안전진단을 신속하고 용이하게 행할 수 있도록 모바일매핑시스템을 이용하여 시설물의 3차원 형상을 생성하고 열적외선 센서 및 고해상 카메라를 이용하여 얻어진 데이터를 분석하여 시설물의 이상여부를 점검하는 것이 가능한 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체을 제공한다.
본 발명의 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체은 차체에 고정 설치되는 베이스프레임과, 베이스프레임에 설치되는 지피에스(GPS)수신기와, 베이스프레임에 설치되는 라이다 또는 레이저스캐너와, 베이스프레임에 설치되는 가속도계와, 베이스프레임에 설치되는 카메라와, 베이스프레임에 설치되는 열적외선센서와, 지피에스수신기와 라이다 또는 레이저스캐너 및 가속도계로부터 얻어지는 위치 및 공간정보를 바탕으로 3차원 형상을 생성하는 3차원형상 생성부와, 카메라와 열적외선센서로부터 얻어지는 데이터를 분석하여 시설물의 이상여부를 진단하는 안전분석부를 포함한다.

Description

모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체 {Safety Inspection Vehicle of Structure Using Mobile Mapping System}
본 발명은 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모바일매핑시스템(MMS; Mobile Mapping System)을 이용하여 시설물의 3차원 형상을 생성하고 열적외선 센서 및 고해상 카메라를 이용하여 얻어진 데이터를 분석하여 시설물의 이상여부를 점검하는 것이 가능한 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체에 관한 것이다.
일반적으로, 모바일매핑시스템(MMS; Mobile Mapping System)은 차량에 탑재하여 주행하면서 고성능의 카메라와 지피에스(GPS)수신기, 레이저스캐너 등을 이용하여 지면 및 지상 구조물을 스캔하여 3차원 형상을 제작하는 장비를 말한다.
최근에는 모바일매핑시스템(MMS)을 이용하여 도로나 도로 주변의 시설물에 대한 데이터베이스를 축적하거나, 터널이나 철도 시설 등에 대한 도면을 작성하고 있다.
예를 들면, 대한민국 등록특허공보 제10-1180415호, 제10-1323971호, 제10-1796357호, 제10-1977652호, 공개특허공보 제10-2018-0061929호, 제10-2019-0037990호 등에는 다양한 모바일매핑시스템(MMS)을 이용하는 장치 및 방법에 대한 기술들이 공개되어 있다.
종래 모바일매핑시스템을 이용하는 장치 및 방법은 3차원 형상을 생성하는 데에 그칠 뿐이다.
본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 시설물의 안전진단을 신속하고 용이하게 행할 수 있도록 모바일매핑시스템을 이용하여 시설물의 3차원 형상을 생성하고 열적외선 센서 및 고해상 카메라를 이용하여 얻어진 데이터를 분석하여 시설물의 이상여부를 점검하는 것이 가능한 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체는 차체에 고정 설치되는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임에 설치되는 지피에스(GPS)수신기와, 상기 베이스프레임에 설치되는 라이다(LiDAR) 또는 레이저스캐너(Laser Scanner)와, 상기 베이스프레임에 설치되는 가속도계와, 상기 베이스프레임에 설치되는 카메라와, 상기 베이스프레임에 설치되는 열적외선센서와, 상기 지피에스수신기와 라이다 또는 레이저스캐너 및 가속도계로부터 얻어지는 위치 및 공간정보를 바탕으로 3차원 형상을 생성하는 3차원형상 생성부와, 상기 카메라와 열적외선센서로부터 얻어지는 데이터를 분석하여 시설물의 이상여부를 진단하는 안전분석부를 포함하여 이루어진다.
상기 카메라로는 고해상 씨씨디(CCD)카메라를 사용한다.
상기 카메라는 전후좌우 및 위쪽 방향을 각각 촬영하도록 5개를 설치하는 것도 가능하다.
상기에서 카메라로 초분광 카메라(초분광센서)를 사용하는 것도 가능하다.
또, 본 발명의 실시예에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체은 상기 3차원형상 생성부에 연결되어 생성된 3차원형상으로 표시하는 표시장치를 더 포함하는 것도 가능하다.
상기 표시장치로 표시되는 3차원형상에는 상기 안전분석부에서 분석된 결과가 반영되어 함께 표현되도록 구성하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체에 의하면, 차체에 설치된 지피에스수신기, 가속도계, 라이다 또는 레이저스캐너, 카메라 또는 초분광카메라, 열적외선센서 등을 사용하여 얻어진 데이터를 바탕으로 3차원형상으로 생성하고 시설물의 안전진단을 행하는 것이 가능하므로, 신속하게 넓은 지역의 시설물에 대한 안전진단을 행하는 것이 가능하다.
또, 본 발명의 실시예에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체에 의하면, 실시간으로 생성되는 3차원형상을 바탕으로 자율주행을 실현하는 것이 가능하므로, 무인운행이 가능하여 작업자가 접근하기 어려운 환경이나 지역에 설치된 시설물에 대한 안전점검을 용이하게 수행하는 것이 가능하다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체에 의하면, 가스센서나 미세먼지센서 등의 다양한 센서를 더 설치하는 것도 가능하므로, 한번에 복합적인 검검이나 안전진단을 행하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체에 있어서, 3차원형상 생성부와 안전분석부의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
다음으로 본 발명에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 베이스프레임(10)과, 레이저스캐너(20)와, 지피에스수신기(30)와, 가속도계(40)와, 카메라(50)와, 3차원형상 생성부(70)와, 안전분석부(90)를 포함하여 이루어진다.
상기 베이스프레임(10)은 차체(2)에 고정 설치된다.
상기 베이스프레임(10)는 필요에 따라 분리 가능하도록 차체(2)에 설치한다.
상기 베이스프레임(10)은 차체(2)의 지붕에 설치하는 것도 가능하고, 차체(2)에 별도의 적재공간을 형성하여 설치하는 것도 가능하다.
상기 레이저스캐너(20)는 상기 베이스프레임(10)에 설치된다.
상기 레이저스캐너(20) 대신에 라이다스캐너를 사용하는 것도 가능하다.
상기 레이저스캐너(20) 또는 라이다스캐너를 통하여 짧은 시간에 3차원 공간의 거리 정보(지면이나 벽면, 천정, 시설물의 위치정보)를 수집하는 것이 가능하다.
상기 지피에스수신기(30)는 상기 베이스프레임(10)에 설치된다.
상기 지피에스수신기(30)를 통하여 현재 차체(2)의 위치정보를 수집하는 것이 가능하다.
상기 가속도계(40)는 상기 베이스프레임(10)에 설치된다.
상기 가속도계(40)를 통하여 현재 차체(2)의 이동속도를 수집하는 것이 가능하다.
상기 카메라(50)는 상기 베이스프레임(10)에 설치된다.
상기 카메라(50)로는 고해상 씨씨디(CCD)카메라를 사용한다.
상기 카메라(50)는 전후좌우 및 위쪽 방향을 각각 촬영하도록 5개를 설치하는 것도 가능하다.
상기에서 카메라(50)로 초분광 카메라(초분광센서)를 사용하는 것도 가능하다.
상기 3차원형상 생성부(70)에서는 상기 지피에스수신기(20)와 라이다 또는 레이저스캐너(30) 및 가속도계(40)로부터 얻어지는 위치 및 공간정보를 바탕으로 3차원 형상을 생성한다.
상기와 같이 3차원 형상 생성부(70)에서 상기 라이다 또는 레이저스캐너(30)를 통하여 얻어진 위치정보를 바탕으로 3차원형상을 생성하고, 상기 지피스에스수신기(20)를 통하여 얻어진 차체(2)의 위치정보와 상기 가속도계(40)를 통하여 얻어진 차체(2)의 이동속도와 방향을 바탕으로 차체(2)가 생성된 3차원형상 내에서 이동하는 상황을 시뮬레이션하는 것이 가능하고, 이를 이용하여 자율주행을 구현하는 것이 가능하다.
예를 들면, 생성된 3차원형상에서 시설물 등의 장애물의 위치정보를 바탕으로 차체(2)의 이동속도와 방향을 감안하여 적용하면, 차체(2)가 장애물에 충돌하지 않도록 차체(2)의 이동속도와 방향을 제어하도록 구성하는 것이 가능하다.
상기 열적외선센서(60)는 상기 베이스프레임(10)에 설치된다.
상기 안전분석부(90)에서는 상기 카메라(50)와 열적외선센서(60)로부터 얻어지는 데이터를 분석하여 시설물의 이상여부를 진단한다.
예를 들면, 동일 부위를 촬영한 카메라(50)의 영상(또는 초분광카메라의 영상)과 열적외선센서(60)로부터 얻어진 데이터를 분석하면, 시설물의 균열, 박리, 박락, 백태, 부식 등의 다양한 결함을 검출하고, 이들 결함의 제원(길이, 폭 및 면적 등)을 자동 측정하여 분석하는 것도 가능하다.
상기에서 영상 분석은 촬영된 영상에서 중복된 영상들을 영상정합(image stitching 또는 image registration)함으로써 영상의 왜곡을 제거하고, 영상데이터의 이진화처리를 행하여 결함후보 픽셀을 검출하고, 독립점 등의 노이즈영역을 제거한 다음 결함후보 영역을 연결하는 작업을 수행하고, 결함후보 영역을 결함과 비결함으로 분류하여 결함을 검출하는 작업을 수행하고, 검출된 결함 영역의 속성을 분석하여 결함의 안전여부를 진단하는 과정으로 이루어진다.
상기에서 높은 중복도로 촬영된 영상들의 영상정합은 동일한 장면에 대해 얻은 여러 종류의 영상들을 하나의 통일된 좌표계상에서 표현하는 것으로서, 영상의 특징점(feature point 또는 key point)을 검출하고, 이 특징점들을 이용하여 정합을 빠르게 처리하여 얻어진다.
상기 균열과 비균열로 분류하여 균열을 검출하는 과정에서는 신경망(neural network)을 활용하여 분류하는 것도 가능하다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체은 상기 3차원형상 생성부(70)에 연결되어 생성된 3차원 형상으로 표시하는 표시장치(80)를 더 포함하는 것도 가능하다.
상기 표시장치(80)로 표시되는 3차원형상에는 상기 안전분석부(90)에서 분석된 결과가 반영되어 함께 표현되도록 구성하는 것도 가능하다.
상기에서 3차원형상 생성부(70), 안전분석부(90), 표시장치(80)는 차체(2)에 설치하는 것도 가능하고, 별도의 장소에 설치하여 원격으로 데이터를 유선 또는 무선으로 전송받아 작업을 수행하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
10 - 베이스프레임, 20 - 레이저스캐너, 30 - 지피에스수신기
40 - 가속도계, 50 - 카메라, 60 - 열적외선센서, 70 - 3차원형상 생성부
80 - 표시장치, 90 - 안전분석부

Claims (5)

  1. 차체에 고정 설치되는 베이스프레임과,
    상기 베이스프레임에 설치되는 지피에스(GPS)수신기와,
    상기 베이스프레임에 설치되는 라이다 또는 레이저스캐너와,
    상기 베이스프레임에 설치되는 가속도계와,
    상기 베이스프레임에 설치되는 카메라와,
    상기 베이스프레임에 설치되는 열적외선센서와,
    상기 지피에스수신기와 라이다 또는 레이저스캐너 및 가속도계로부터 얻어지는 위치 및 공간정보를 바탕으로 3차원 형상을 생성하는 3차원형상 생성부와,
    상기 카메라와 열적외선센서로부터 얻어지는 데이터를 분석하여 시설물의 이상여부를 진단하는 안전분석부를 포함하는 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 카메라로는 고해상 씨씨디(CCD)카메라, 초분광 카메라를 사용하는 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 카메라는 전후좌우 및 위쪽 방향을 각각 촬영하도록 5개를 설치하는 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 3차원형상 생성부에 연결되어 생성된 3차원형상으로 표시하는 표시장치를 더 포함하는 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 표시장치로 표시되는 3차원형상에는 상기 안전분석부에서 분석된 결과가 반영되어 함께 표현되도록 구성하는 모바일매핑시스템을 이용한 시설물 안전점검 이동체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102630223B1 (ko) * 2023-07-03 2024-01-29 아몽솔루션(주) Gnss 기반한 등록지점 인식으로 주행 중 차량의 속도측정 및 도로시설물 이미지 촬영이 이루어지는 도로시설물 점검시스템 및 그 점검방법

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KR102252174B1 (ko) 2021-05-14

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