KR20220081099A - 관로 내면 조사 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 관로 내면 조사 시스템으로서, 관로의 내부로 투입되어 관로를 따라 주행하는 주행차; 및 상기 주행차에 마련되는 카메라 모듈을 포함하며, 상기 카메라 모듈은, 관로의 내면 전체를 스캐닝하고, 상기 카메라 모듈에 의해 스캐닝된 관로 내면 전체의 이미지를 전달받아 평면 전개이미지로 변환하는 평면 이미지 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

관로 내면 조사 시스템{PIPELINE SEARCHING SYSTEM}

본 발명은 관로 내면 조사 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는, 관로의 내면을 카메라 모듈로 촬영하여 조사할 수 있도록 구성된 관로 조사 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 지중에 매설된 각종 상하수도의 관로는 오랜 시간이 지남에 따라 노후화되어 제 역할을 수행하지 못하는 경우가 발생한다. 예컨대, 부식현상이나 크랙 현상이 관로에 발생되어 식수나 토양 ,지하수 등이 오염되거나 상수나 하수가 원활하게 유동되지 못하는 문제 등이 발생할 수 있다.

따라서, 지중에 매설된 각종 관로를 지속적으로 관리하고 보수하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있으며, 현재에는 관로의 내부로 투입되어 주행되는 구성을 가지는 관로 조사 시스템이 관로의 상태를 파악하는데 사용되고 있다.

일반적으로 관로 조사 시스템은, 바퀴를 이용하여 주행되는 주행체와, 주행체에 마련되는 카메라 모듈을 크게 포함하여 구성될 수 있으며, 관로의 바닥면에 놓여진 채 주행하면서 관로의 내부를 촬영하고 그 촬영된 이미지를 획득 및 전송할 수 있다.

하지만, 종래의 관로 조사 시스템은, 카메라 모듈이 관로의 내면 전체를 스캐닝하는 것이 어려워 관로의 결함을 정확하게 파악하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 카메라 모듈이 관로의 내부에서 센터에 위치하여야 관로의 내면을 정확하게 촬영할 수 있는데, 관로의 내부 환경에 의하여 카메라 모듈을 관로의 중앙에 위치시키는 것이 어렵다.

따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 개발하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 등록특허 제10-1543693호의 '맨홀의 내부 검사장치 및 그 검사방법'이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 관로의 내면 전체를 촬영한 뒤 평면화하여 관로의 결함을 정확하게 파악할 수 있도록 구성된 관로 내면 조사 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 관로 내면 조사 시스템으로서, 관로의 내부로 투입되어 관로를 따라 주행하는 주행차; 및 상기 주행차에 마련되는 카메라 모듈을 포함하며, 상기 카메라 모듈은, 관로의 내면 전체를 스캐닝하고, 상기 카메라 모듈에 의해 스캐닝된 관로 내면 전체의 이미지를 전달받아 평면 전개이미지로 변환하는 평면 이미지 생성부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내면 조사 시스템은, 관로의 내면 이미지 데이터를 평면 전개 이미지 데이터로 변환하여 관로의 결함을 조사하므로, 관로의 결함을 용이하게 발견할 수 있고, 더불어, 관로 내면 이미지 데이터를 작은 용량으로 변경하여 보관할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내면 조사 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도.
도 2는 관로 내면 전체를 스캐닝하여 평면화된 이미지로 변환시킨 도면.
도 3은 관로 내면을 평면 이미지로 변환시키는 소프트웨어의 예를 보여주는 도면.
도 4는 관로의 내면을 촬영하여 평면 이미지를 획득하는 과정을 보여주는 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내면 조사 시스템이 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내면 조사 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 관로 내면 전체를 스캐닝하여 평면화된 이미지로 변환시킨 도면이고, 도 3은 관로 내면을 평면 이미지로 변환시키는 소프트웨어의 예를 보여주는 도면이고, 도 4는 관로의 내면을 촬영하여 평면 이미지를 획득하는 과정을 보여주는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내면 조사 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이 관로의 내부에 투입되어 주행되는 구성을 가질 수 있다.

이때, 주행차에 마련된 카메라 모듈의 센터링이 중요하다고 할 수 있다.

기존 일반 PT 멀티센서(초음파)를 활용하여 카메라 모듈의 헤드를 자동 센터 조정할 수 있다. 기존에는 자동리셋기(원점복귀기능)이라는게 존재했는데, 이의 단점을 보완할 필요가 있다.

또한, 카메라 모듈의 헤드는 초음파 센서와 연동하여 그 높낮이가 자동 조절될 수 있다.

그리고, 측시를 보다가 전면으로 전환할 경우에 대한 기능을 보완할 필요성이 있다.

카메라 헤드의 각도를 계산하여, 로그 기록을 남기고, 이를 통해서 화상이 왜곡되어 있느지 계산하고, 왜곡에 대한 값을 보정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 관로 조사 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 기존 하수관로 CCTV 조사와는 달리, 관로 내면 전체를 스캐닝하여 관로의 내면 상태를 평면화된 이미지로 전개하여 표시할 수 있다.

참고로, 본 발명의 관로 조사 시스템은, 주행체가 관로내를 주행하면, 주행거리만큼 케이블이 풀리게 되고, 케이블의 풀린 길이를 이용하여 주행 거리를 환산할 수 있다.

그리고, 관로 조시 시스템과 기존 측시(PT, 펜틸트형) 조사장비는 다음과 같은 차이점이 있다.

기존 카메라는 P/T(측시, 펜틸트)카메라로서, 평상시에는 전면부만 촬영하다가 관로벽면에 결함이 발견될 경우, 전면부 카메라를 좌측 또는 우측으로 회전하여 촬영하는 구조를 가지고 있음.

반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 조사 시스템은, 전면부에 광각 렌즈(180도)가 장착되어 있다. 따라서, 전면부의 촬영만으로 측면부까지 촬영하여 결함이미지를 획득하는 형태이다.

한편, 카메라 모듈에 의하여 촬영된 이미지를 일일이 확인하기 보다는, 평면화된 이미지를 검토하는 것이 관로 내면의 상태를 이해하기 편리하다.

관로 영상은 관로당 약 700메가의 용량을 가지는 반면에 평면 전개 이미지는 1메가의 용량을 가지므로 보관이 편리하다.

또한, 온라인화된 지리정보시스템과 연동될 수 있다. 온라인화된 지리정보시스템에서 관로별로 조사 동영상의 연동시, 조사 동영상의 파일 크리로 인해서 연동이 용이치 않으나, 평면전개된 이미지는 파일크기가 작아서 연동이 용이함.

평면 전개시 일부 측면 이미지에 왜곡이 발생되는 문제점이 있다. 따라서, 발주처에서는 평면전개 자체에서 측면 이미지에 일부 왜곡이 발생되기 때문에, 평면 전개조사보다는 기존의 측시(PT/펜틸트)조사를 선호한다. 결론적으로 발주처에서는 평면전개보다는 측시(측면촬영, 펜틸트, PT)촬영 이미지를 선호하는 경향이 높다. 따라서, 조사 방법 자체를 '보조적'인 방법으로 채택하려는 등의 근본적인 문제제 직면함.

기존 평면 카메라로평면 전개시에는 '카메라의 방향과 초점을 관로의 센터에 맞추기가 매우 어렵다. 기존 카메라는 대부분, 사전에 하드웨어적으로 관경의 중앙에 맞게 사전 세팅된 치수에 근거하여 관로로 투입된다.

예컨대, 600mm 직경의 관로의 경우, 평면(혹은 측시 카메라)가 관로의 중심부인 300mm 높이에 맞추어져야 하기 때문에, 물리적으로 헤드 받침대 높이를 조정한 뒤 관로의 내부로 투입한다.

이를 보완하기 위해서 지상에서 원격으로 헤드의 높이를 조절하는 방식도 존재하지만, 사전수동, 혹은 원격자동방식 모두 헤드 높이의 조정은 다음과 같은 문제점이 존재한다. 즉, 관로내의 퇴적물로 인해서 조사장비의 높이가 불규칙하기 때문에 헤드가 관로의 중심부에 위치시키는 것이 어렵다.

또한, 조사장비 주행시 주행의 진동, 혹은 바닥장애물로 인해서, 혹은 관로자체가 사행(뱀모양의 주행)으로 방향이 이미 틀어져 있어서 그로 인한 영향으로 카메라 방향의 각도가 틀어져서 이미지 왜곡이 발생된다.

흔들리는 각도가 2~3도 이내로 일반 측시조사의 경우 크게 문제되지 않으나, 평면조사시 2~3도의 방향왜곡은 이미지 전개에 많은 영향을 미친다.

사용처, 발주처에서 선호하는 기술은 1순위 측시(펜틸트, PT)조사, 2순위 평면조사를 한 개의 관로에 동시 적용하여, 결함에 대해서는 측시 이미지를, 관로 내면의 전체적인 이해를 위해서는 평면 이미지를 얻는 것임.

그러나, 기존 기술로는 1개 관로에 대해서 각각 다른 장비를 활용해서 2번 조사를 수행해야 하기 때문에, 조사비용의 비현실성 문제로 인해서 수용하기 어려운 선호도임.

1회 조사로 기존 조사방법고 K평면 조사 결과물을 동시에 생성하는 것이 중요함. 기존 카메라(측시, PT/펜틸트)를 활용하여 평면 조사 결과물도 생성함.

디지털 콘트롤러 및 관로내 조사장비 운행기록을 저장할 수도 있다.

기존카메라(측시, PT, 펜틸트)가 주행중에 벽면에 결함발견시 정지 후에 좌우측 카메라 회전, 주행, 결함발견시 정지 후에 카메라 회전을 반복하는데 주행거리마다 주행여부 및 카메라회전 여부를 디지털 저장 장비의 로그 기록으로 저장함.

예컨대, 10m 정면주행, 10m 결함발견, 정지 후에 좌측 카메라 회전, 재주행(정면주행), 20m에 결함발견, 정지 후에 우측 카메라 회전, 재주행(정면주행)을 수행할 수 있음.

이러한 주행방식은 지상에 있는 조작자가 영상을 보면서 평상시에는 정면 주행을 하다가 결함발견시 조사장비를 정지시키고 카메라를 회전한 것으로, 이러한 주행명령은 모두 지상에 있는 콘트롤러를 통해서 이루어질 수 있음.

기존 아날로그 콘트롤러를 디지털 콘트롤러로 전환하여 주행로그 기록을 PC에 저장함. 아날로그 콘트롤러의 '정지/주행/후진' 버튼과 '카메라 회전 버튼'의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변조하는 AVR보드 등에 장착한 후에 RS232포트를 통해서 PC에 전달 및 저장함. PC에는 주행기록이 데이터베이스화되어 저장될 수 있음.

통상적인 소프트웨어는 입력영상에 대해서 무조건적으로 영상이 재생되면, 재생이 종료될 때까지 전개를 한다. 즉, 주행의 순서, 재생의 시간적 흐름에 따라서 자동적으로 전개되는 형태임.

위의 소프트웨어와 저장된 '주행기록'을 연동하는 모듈을 개발하여 탑재함.

이를 통해서 주행기록에 연동되는 모듈이 정면 주행시에는 소프트웨어상에서 평면전개를 하다가 조사장비 정지 및 카메라회전시에는 소프트웨어상에서 평면전개를 임시중지시켜, 평면전개를 중단했다가, 다시 전면주행시에는 평면전개를 하는 형태로 할 수 있다. 일반 PT 조사결과물만을 활용하여 평면 전개 이미지와 PT 조사 동영상을 동시에 획득할 수 있다.

도 4에는 주행기록 연동 모듈을 통항 평면 전개 이미지를 획득하는 과정이 도시되어 있다.

주행기록에 의거하여 10m, 20m 지점의 정지 및 카메라 회전부의 영상은 전개를 하지 않고 정면부 영상만 전개하여 도 4에 도시된 바와 같은 평면 전개 이미지의 결과물을 획득함.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 관로 내면 조사 시스템

Claims (1)

1. 관로 내면 조사 시스템으로서,
   관로의 내부로 투입되어 관로를 따라 주행하는 주행차; 및
   상기 주행차에 마련되는 카메라 모듈을 포함하며,
   상기 카메라 모듈은, 관로의 내면 전체를 스캐닝하고,
   상기 카메라 모듈에 의해 스캐닝된 관로 내면 전체의 이미지를 전달받아 평면 전개이미지로 변환하는 평면 이미지 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내면 조사 시스템.

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