KR20230030881A - Land creep monitoring and rock crack measurement and analysis system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관측기준점에서 레이저 펄스를 발사하여 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 분석대상지역의 3차원 정보를 획득하고, 기 조사 데이터와 비교하여 땅 밀림과 암석의 균열 변위를 정량적으로 산출, 분석, 확인 할 수 있도록 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for monitoring ground clearance and measuring and analyzing rock cracks, and more particularly, by firing a laser pulse from an observation reference point and measuring the reflected return time to obtain three-dimensional information of the area to be analyzed, and to investigate the existing It is about a land shedding monitoring and rock crack measurement and analysis system that enables quantitative calculation, analysis, and confirmation of land shedding and rock crack displacement by comparison with data.
일반적으로, 땅밀림(Land creep(Ground push))은 토양층이 지하수 따위의 영향으로 중력에 의해 서서히 아래쪽으로 밀리는 현상을 말하는 것으로, 첨부 도면 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 산사태와 달리 물이 차 올라 약해진 지반이 넓은 면적에 걸쳐 무너져 내리는 것을 땅밀림 현상이라고 하며, 산사태보다 인명과 재산 피해가 더 클 수 있으나 최근까지 관리 기준이 없어 우려가 되고 있는 재해 부분이다.In general, land creep (Ground push) refers to a phenomenon in which a soil layer is gradually pushed downward by gravity under the influence of groundwater, etc., as shown in FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings, unlike landslides, water Landslides occur when the weakened ground collapses over a wide area, which can cause more damage to life and property than landslides.
한편, 암석은 지표보다 높은 압력과 온도에서 만들어지는데, 암석이 지표에 노출되면 압력이 감소하여 부피가 팽창하며 암석 사이에 균열이 생기며, 이러한 암석의 틈 사이로 물이 스며들어 암석의 성분을 녹이기도 하지만, 물에 녹아 있는 물질이 암석의 틈 사이에서 결정을 만들고, 이런 결정이 자라면서 암석은 천천히 부서지게 된다. 특히 기온이 낮은 고산 지방이나 추운 지역에서는 물이 얼면서 부피가 9% 정도 증가하므로 암석의 틈을 더욱 커지게 한다. 이와 같이 암석의 성분 변화 없이 암석에 물리적인 힘이 가해져 풍화되는 것을 기계적 풍화 작용이라고 하며, 이러한 작용의 결과 암석의 균열이 많아지면 물이나 공기와 접촉할 수 있는 표면적이 넓어지므로 풍화 작용이 더욱 악화된다.On the other hand, rocks are formed at a higher pressure and temperature than the surface. When rocks are exposed to the surface, the pressure decreases and the volume expands, causing cracks to form between rocks. However, substances dissolved in water form crystals between the cracks in the rock, and as these crystals grow, the rock slowly breaks apart. In particular, in alpine regions where the temperature is low or in cold regions, the volume increases by about 9% as water freezes, making the cracks in the rock even larger. Mechanical weathering is the process by which physical force is applied to rocks without changing the composition of the rock, and weathering is called mechanical weathering. do.
최근에 이러한 땅밀림과 암석균열의 사전 감지하여 재해를 사전에 인지할 수 있도록 하는 기술이 다수 소개되었으며, 그 예로는 대한민국 등록특허공보 제10-2239394호(명칭 : 땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치 ; 이하 문헌 1)와 대한민국 등록특허공보 제10-2154725호(명칭 : 산지토사재해 감지 시스템 ; 이하 문헌 2)가 있다.Recently, a number of technologies have been introduced to detect such landslides and rock cracks in advance to recognize disasters in advance, and an example thereof is Korean Patent Registration No. 10-2239394 (name: Landslide occurrence area investigation system and its monitoring). Apparatus; Document 1 below) and Republic of Korea Patent Registration No. 10-2154725 (name: Mountain landslide detection system; Document 2 below).
상기 문헌 1은 땅밀림 발생지 관리체계를 수행하는 땅밀림 발생지 조사 시스템에 있어서, 상기 땅밀림 발생지와 근접한 지역의 입지환경, 기상환경 및 사회환경 중 적어도 하나를 포함하는 데이터를 수집하여 예비조사를 수행하는 예비조사 수행부; 상기 예비조사 결과를 기반으로 상기 땅밀림의 발생 범위와 규모를 결정하고, 상기 땅밀림 발생지의 특성을 표출하는 땅밀림 발생지도를 작성하는 현장조사 수행부; 상기 땅밀림 발생지의 각 영역별로 물리적 위험성을 분석하여, 상기 물리적 위험성이 높은 순서대로 1차 위험도를 판정하는 위험도 판정부; 및 상기 1차 위험도 판정 여부에 따라 상기 땅밀림 발생지의 일 영역에 대해 모니터링을 실시하는 모니터링부;를 포함하며, 상기 모니터링부는, 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 상태 정보를 입력 받는 상태 정보 입력부; 상기 토층의 내측과 외측에 일정 간격 또는 특정 지점에 하나 이상 설치되어 토층의 이동을 센싱 후 전송하는 상태 감지부; 및 상기 상태 감지부가 센싱한 데이터를 입력 받고, 상기 토층이 기 설정된 범위보다 초과하여 이동한 경우에 토층 밀림을 판단하는 토층 밀림 판단부;를 포함하고, 상기 상태 감지부는, 상기 토층의 내측과 외측에 기 설정된 이격 거리로 설치되어 지반의 변위를 측정하기 위한 다수의 변위 센서들을 포함하며, 상기 변위 센서들은, 상기 토층의 내측을 지표면을 중심으로 지층 구조로 구분하였을 때, 각 층 마다 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 조사 시스템이다.In the document 1, in the land forestation site investigation system that performs the land forestation site management system, a preliminary survey is performed by collecting data including at least one of location environment, meteorological environment, and social environment in the area close to the land forestation site. a preliminary investigation conducting unit; a field investigation performing unit determining a range and scale of the landslide based on the results of the preliminary survey and creating a landslide map expressing characteristics of the landslide; a risk determination unit that analyzes the physical risk for each area of the landslide occurrence area and determines the first risk level in order of highest physical risk; and a monitoring unit that monitors an area of the landslide occurrence location according to whether or not the primary risk is determined, wherein the monitoring unit receives topographical state information of an area to determine landslide state information. input unit; one or more state detectors installed inside and outside the soil layer at regular intervals or at specific points to sense and transmit the movement of the soil layer; and a soil shedding determination unit that receives the data sensed by the state detection unit and determines whether the soil layer has moved when the soil layer has moved beyond a predetermined range, wherein the state detection unit determines the inside and outside of the soil layer. It includes a plurality of displacement sensors installed at a predetermined separation distance to measure the displacement of the ground, and when the inside of the soil layer is divided into a stratum structure centered on the ground surface, one or more displacement sensors are installed for each floor It is a land jungle occurrence investigation system characterized in that.
이러한 문헌 1는 상기 모니터링부가 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 상태 정보를 입력 받고, 상기 토층의 내측과 외측에 일정 간격 또는 특정 지점에 하나 이상 설치되어 토층의 이동을 센싱 후 전송하는 상태 감지부 및 상기 상태 감지부가 센싱한 데이터를 입력 받고, 상기 토층이 기 설정된 범위보다 초과하여 이동한 경우에 토층 밀림을 판단하는 것으로, 땅밀림을 감지하는 센서를 재해 발생 가능 지역에 다수개를 고정 설치하여야 하므로, 설치 비용이 많이 소요되는 문제점이 있으며, 갑작스런 땅밀림 발생과 그 발생 정도가 큰 경우 감지 센서가 유실되거나 동작 불능상태가 되는 문제점이 있다.In this document 1, the monitoring unit receives topographical state information of an area to determine the denseness of the soil layer, and detects the movement of the soil layer by sensing the movement of the soil layer and transmitting it after one or more installations are installed at certain intervals or at specific points on the inside and outside of the soil layer. By receiving the data sensed by the unit and the state detection unit and determining whether the soil layer has moved beyond a predetermined range, a plurality of sensors for detecting land sliding are fixedly installed in a disaster-probable area. Therefore, there is a problem that a lot of installation cost is required, and when a sudden landslide occurs and the degree of occurrence is large, there is a problem that the detection sensor is lost or is inoperable.
한편, 문헌 2는 임의의 높이로 퇴적된 토양의 변위가 이동되어 발생되는 산지토사재해를 감지하는 산지토사재해 감지 시스템에 있어서, 심층의 토양이 이동되는지 여부를 감지하는 제1 감지부; 표층의 토양이 이동되는지 여부를 감지하는 제2 감지부; 및 상기 제1 감지부로부터 전달되는 상기 심층의 토양의 이동 정보와 관련된 정보인 제1 감지 정보와 상기 제2 감지부로부터 전달되는 상기 표층의 토양의 이동 정보와 관련된 정보인 제2 감지 정보를 기초로 산지토사재해 발생 여부를 판단하는 분석 장치;를 포함하고, 상기 분석 장치는, 상기 제1 감지부로부터 상기 제1 감지 정보가 전달되고 상기 제2 감지부로부터 상기 제2 감지 정보가 전달되는 경우, 소정 기준 이상의 산사태 또는 땅밀림이 발생되었다고 판단하고, 상기 제1 감지부로부터 상기 제1 감지 정보만 전달되거나 상기 제2 감지부로부터 상기 제2 감지 정보만 전달되는 경우, 상기 제1 감지부의 고장 여부 또는 상기 제2 감지부의 고장 여부의 판단을 기초로 산지토사재해가 발생되었는지를 판단하는 산지토사재해 감지 시스템이다.On the other hand, Document 2 is a mountain landslide detection system for detecting mountain landslides caused by movement of displacement of soil deposited at an arbitrary height, comprising: a first sensing unit for detecting whether or not deep soil is moved; A second sensor for detecting whether or not the soil of the surface layer is moved; And based on first sensing information that is information related to the movement information of the soil in the deep layer transmitted from the first sensing unit and second sensing information that is information related to the movement information of the surface layer soil that is transmitted from the second sensing unit. and an analysis device for determining whether a mountain landslide has occurred, wherein the analysis device is configured when the first detection information is transmitted from the first detection unit and the second detection information is transmitted from the second detection unit. , When it is determined that a landslide or landslide of a predetermined standard or more has occurred, and only the first detection information is transmitted from the first detection unit or only the second detection information is transmitted from the second detection unit, the failure of the first detection unit A mountain landslide detection system for determining whether or not a mountain landslide has occurred based on whether or not the second sensing unit has failed.
이러한 문헌 2는 심층의 토양이 이동되는지 여부를 감지하는 제1 감지부와 표층의 토양이 이동되는지 여부를 감지하는 제2 감지부를 재해 발생 가능 지역에 다수개 고정 설치하여야 하므로, 문헌 1과 마찬가지로 설치 비용이 많이 소요되는 문제점이 있으며, 갑작스런 땅밀림 발생과 그 발생 정도가 큰 경우 감지 센서가 유실되거나 동작 불능상태가 되는 문제점이 있다.Since this document 2 requires a plurality of fixed installations of the first sensing unit for detecting whether the soil in the deep layer is moving and the second sensing unit for detecting whether or not the surface soil is moving in a disaster-probable area, installation as in document 1 There is a problem that requires a lot of cost, and there is a problem that the detection sensor is lost or inoperable when a sudden landslide occurs and the degree of occurrence is large.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로, 관측기준점에서 레이저 펄스를 발사하여 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 분석대상지역의 3차원 정보를 획득하고, 기 조사 데이터와 비교하여 땅 밀림과 암석의 균열 변위를 정량적으로 산출, 분석, 확인 할 수 있도록 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템을 제공함에 목적을 두고 있다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and obtained three-dimensional information of the area to be analyzed by measuring the time it takes for a laser pulse to be reflected and returned by firing a laser pulse at an observation reference point, and comparing it with existing survey data. Its purpose is to provide ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis systems that can quantitatively calculate, analyze, and confirm the displacement of land shear and rock cracks.
상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은 분석대상영역의 관측기준점에서 레이저 펄스를 발사하여 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 분석대상영역의 3차원 영상정보를 획득하는 3차원영상정보수집장치(100); 분석대상영역의 관측기준점에서 촬영을 통해 2차원 정보를 획득하는 2차원영상정보수집장치(200); 상기 3차원영상정보수집장치(100) 및 2차원영상정보수집장치(200)에서 획득한 정보에서 3차원 좌표값을 갖는 점데이터(Point clouds)를 3차원 영상화 프로그램을 통해 자동 삼각화, 정렬, 병합하여 폴리곤 모델을 생성하되, 지형과 암석의 물리적 특성및 절리분포를 분석하여 분석대상영역의 매핑도를 구성하고, 땅밀림 및 암석 균열을 설정 규정에 따라 등급화하여 등급판정 시트를 작성하고, 판정된 등급과 기존 분석 데이터를 비교하여 정량적 땅밀림 변위 및 암석의 균열 변위 정도를 분석하여, 좌표변환 및 좌표값들의 평균값을 가지는 땅밀림과 암석 균열 정도를 3D영상으로 가시화하는 분석 및 3D영상화장치(300); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a 3D image information collection device (100) for obtaining 3D image information of an analysis target region by measuring the time it takes for a laser pulse to be reflected and returned by emitting a laser pulse at a reference point of observation of the target region for analysis. ; A 2D image
본 발명 중 상기 3차원영상정보수집장치(100)는 분석대상영역에 고정되어, 절대 좌표를 알고 있는 관측기준점을 측량하고, 그 관측기준점 측량과 위치주사에서 얻어진 데이터 및 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 3차원 위치정보를 추출하고, 측정하고자 하는 분석대상영역을 스캐닝한 3차원 영상정보를 통신망을 통해 3D영상화장치(300)로 전송하는 3D스캐너인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the 3D image
본 발명 중 상기 2차원영상정보수집장치(200)는 3차원영상정보수집장치(100) 일측에 구비되어 분석대상영역을 실시간 촬영하는 디지털카메라인 것을 특징으로 한다.Among the present invention, the 2D image
본 발명 중 상기 분석 및 3D영상화장치(300)는 3차원영상정보수집장치(100)를 통해 절대좌표를 알고 있는 분석대상영역의 관측기준점을 측량하고, 상기 관측기준점 측량과 위치주사에서 얻어진 데이터 및 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 3차원 위치정보를 추출하고, 측정하고자 하는 분석대상영역을 스캐닝한 3차원 형상데이터를 형상화하고, 관측기준점 측량 및 위치주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 측정한 3차원 위치정보 측정 데이터와 스캐닝한 3차원 형상데이터를 저장하고, 3차원영상정보수집장치(100)의 관측기준점 측량과 위치주사 및 표면주사를 통한 분석대상영역에 대한 스캐닝작업이 종료되면, 2차원영상정보수집장치(200)를 구동시켜 2차원 영상정보를 획득하고, 상기 3차원영상정보수집장치(100) 및 2차원영상정보수집장치(200)에서 획득한 정보에서 3차원 좌표값을 갖는 점데이터(Point clouds)를 3차원 영상화 프로그램을 통해 자동 삼각화, 정렬, 병합하여 폴리곤 모델을 생성하되, 상기 3차원영상정보수집장치(100) 획득한 3차원 영상정보 중 분석대상영역 표면을 구성하는 격자점의 3차원 좌표와 해당 측점의 반사강도(intensity)값으로 이루어지는 기초자료(raw data)를 분석하고, 사전에 저장된 지형 및 암석의 등급데이터와 각각 비교하여 지형 및 암석 등급을 산출 분석하는 알고리즘 및 프로그램이 탑재된 분석장치인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the analysis and
상기와 같은 과제해결수단에 의한 본 발명은 기본적으로 관측기준점에서 레이저 펄스를 발사하여 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 분석대상지역의 3차원 정보를 획득하고, 기 조사 데이터와 비교하여 땅 밀림과 암석의 균열 변위를 정량적으로 산출, 분석, 확인 할 수 있도록 하는 효과를 얻는다.The present invention by means of the above problem-solving means basically acquires three-dimensional information of the area to be analyzed by measuring the reflected return time by firing a laser pulse at the observation reference point, and comparing it with the existing survey data to determine the land jungle and rocks. It obtains the effect of quantitatively calculating, analyzing, and confirming the crack displacement of
또한, 본 발명은 분석대상영역 특히 땅밀림이나 암석 균열이 빈번히 발생하거나 이러한 현상이 예상되는 영역에 대해 주기적으로 반복 모니터링하여, 새롭게 나타난 레이저스캐닝과 디지털 카메라 촬영 영상정보를 해당 현장별로 축적하여 관리함으로써, 이를 종합하여 분석대상영역의 땅밀림 내지 암석 균열의 정도 및 분포도를 예측할 수 있도록 데이터베이스화하고, 이를 통해, 추후 해당 영역에서 땅밀림 내지 암석 균열의 예측 자료 이용하고 대처할 수 있도록 하는 효과를 얻는다.In addition, the present invention periodically and repeatedly monitors the area to be analyzed, in particular, the area where landslides or rock cracks frequently occur or where such phenomena are expected, and newly appeared laser scanning and digital camera image information is accumulated and managed for each site. , By synthesizing these data, a database is created to predict the degree and distribution of land shedding or rock cracks in the area to be analyzed, and through this, the effect of using and coping with the prediction data of land shedding or rock cracks in the area in the future is obtained.
도 1은 땅밀림의 예를 도시한 예시도.
도 2는 땅밀림의 예를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구성을 간략히 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구성을 좀 더 구체적으로 도시한 시스템 구성도.
도 5는 본 발명의 츨량 및 분석 과정을 도시한 순서 블록도. 1 is an exemplary view showing an example of land jungle;
Figure 2 is an exemplary view showing an example of land jungle.
3 is a block diagram schematically illustrating a configuration according to an embodiment of the present invention;
4 is a system configuration diagram showing a configuration according to an embodiment of the present invention in more detail;
Figure 5 is a sequence block diagram showing the weighing and analysis process of the present invention.
이와 같이 제시한 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings presented as described above, the present invention will be described as follows.
본 발명인 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템(100)은 첨부 도면 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 분석대상영역의 관측기준점에서 레이저 펄스를 발사하여 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 분석대상영역의 3차원 영상정보를 획득하는 3차원영상정보수집장치(100); 분석대상영역의 관측기준점에서 촬영을 통해 2차원 정보를 획득하는 2차원영상정보수집장치(200); 상기 3차원영상정보수집장치(100) 및 2차원영상정보수집장치(200)에서 획득한 정보에서 3차원 좌표값을 갖는 점데이터(Point clouds)를 3차원 영상화 프로그램을 통해 자동 삼각화, 정렬, 병합하여 폴리곤 모델을 생성하되, 지형과 암석의 물리적 특성및 절리분포를 분석하여 분석대상영역의 매핑도를 구성하고, 땅밀림 및 암석 균열을 설정 규정에 따라 등급화하여 등급판정 시트를 작성하고, 판정된 등급과 기존 분석 데이터를 비교하여 정량적 땅밀림 변위 및 암석의 균열 변위 정도를 분석하여, 좌표변환 및 좌표값들의 평균값을 가지는 땅밀림과 암석 균열 정도를 3D영상으로 가시화하는 분석 및 3D영상화장치(300); 를 포함하는 것일 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the present inventors, the ground clearance monitoring and rock crack measurement and
여기서, 본 발명 중 상기 3차원영상정보수집장치(100)는 분석대상영역에 고정되어, 절대 좌표를 알고 있는 관측기준점을 측량하고, 그 관측기준점 측량과 위치주사에서 얻어진 데이터 및 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 3차원 위치정보를 추출하고, 측정하고자 하는 분석대상영역을 스캐닝한 3차원 영상정보를 통신망을 통해 3D영상화장치(300)로 전송하는 3D스캐너인 것일 수 있다.Here, in the present invention, the 3D image
한편, 본 발명 중 상기 2차원영상정보수집장치(200)는 3차원영상정보수집장치(100) 일측에 구비되어 분석대상영역을 실시간 촬영하는 디지털카메라인 것일 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the 2D image
또 한편, 본 발명 중 상기 분석 및 3D영상화장치(300)는 3차원영상정보수집장치(100)를 통해 절대좌표를 알고 있는 분석대상영역의 관측기준점을 측량하고, 상기 관측기준점 측량과 위치주사에서 얻어진 데이터 및 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 3차원 위치정보를 추출하고, 측정하고자 하는 분석대상영역을 스캐닝한 3차원 형상데이터를 형상화하고, 관측기준점 측량 및 위치주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 측정한 3차원 위치정보 측정 데이터와 스캐닝한 3차원 형상데이터를 저장하고, 3차원영상정보수집장치(100)의 관측기준점 측량과 위치주사 및 표면주사를 통한 분석대상영역에 대한 스캐닝작업이 종료되면, 2차원영상정보수집장치(200)를 구동시켜 2차원 영상정보를 획득하고, 상기 3차원영상정보수집장치(100) 및 2차원영상정보수집장치(200)에서 획득한 정보에서 3차원 좌표값을 갖는 점데이터(Point clouds)를 3차원 영상화 프로그램을 통해 자동 삼각화, 정렬, 병합하여 폴리곤 모델을 생성하되, 상기 3차원영상정보수집장치(100) 획득한 3차원 영상정보 중 분석대상영역 표면을 구성하는 격자점의 3차원 좌표와 해당 측점의 반사강도(intensity)값으로 이루어지는 기초자료(raw data)를 분석하고, 사전에 저장된 지형 및 암석의 등급데이터와 각각 비교하여 지형 및 암석 등급을 산출 분석하는 알고리즘 및 프로그램이 탑재된 분석장치일 수 있다.On the other hand, in the present invention, the analysis and
이와 같은 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention will be described as follows.
먼저, 본 발명은 첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이, First, as shown in the accompanying drawings FIG. 5, the present invention
이러한 본 발명은 전술한 바와 같이, 분석대상영역의 관측기준점에서 레이저 펄스를 발사하여 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 분석대상영역의 3차원 영상정보를 획득하는 3차원영상정보수집장치(100); 분석대상영역의 관측기준점에서 촬영을 통해 2차원 정보를 획득하는 2차원영상정보수집장치(200); 상기 3차원영상정보수집장치(100) 및 2차원영상정보수집장치(200)에서 획득한 정보에서 3차원 좌표값을 갖는 점데이터(Point clouds)를 3차원 영상화 프로그램을 통해 자동 삼각화, 정렬, 병합하여 폴리곤 모델을 생성하되, 지형과 암석의 물리적 특성및 절리분포를 분석하여 분석대상영역의 매핑도를 구성하고, 땅밀림 및 암석 균열을 설정 규정에 따라 등급화하여 등급판정 시트를 작성하고, 판정된 등급과 기존 분석 데이터를 비교하여 정량적 땅밀림 변위 및 암석의 균열 변위 정도를 분석하여, 좌표변환 및 좌표값들의 평균값을 가지는 땅밀림과 암석 균열 정도를 3D영상으로 가시화하는 분석 및 3D영상화장치(300); 를 포함하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템(100)이다.As described above, the present invention includes a 3D image
여기서, 본 발명 중 상기 3차원영상정보수집장치(100)는 분석대상영역에 고정되어, 절대 좌표를 알고 있는 관측기준점을 측량하고, 그 관측기준점 측량과 위치주사에서 얻어진 데이터 및 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 3차원 위치정보를 추출하고, 측정하고자 하는 분석대상영역을 스캐닝한 3차원 영상정보를 통신망을 통해 3D영상화장치(300)로 전송하는 3D스캐너인 것을 바람직한 실시예로 한다.Here, in the present invention, the 3D image
상기와 같은 3차원영상정보수집장치(100)는 하단에 부착된 삼각 지지대의 각도조정과는 별도로 수평, 수직으로 회전이 가능하도록 회전수단이 구성되고, 이러한 회전수단은 현장에 있는 관측자가 회전시키고자 하는 방향 및 각도로 정밀하게 회전되도록 스테핑모터, 방향제어부, 각도제어부로 이루어진다.The 3D image
또한, 상기 3차원영상정보수집장치(100)를 통한 3차원 위치정보를 추출하는 방법은 기본적으로 타임 오브 플라이트(Time of Flight) 원리를 이용하는 방식과 트라이앵귤레이션(Triangulation)방식으로 이루어진다.In addition, the method of extracting 3D location information through the 3D image
상기 타임 오브 플라이트(Time of Flight) 방식은 레이저 주사부, 수신부, 시간측정치로 구성되며, 레이저를 수신한 후, 시간차를 이용하여 거리를 측정한다.The Time of Flight method is composed of a laser scanning unit, a receiving unit, and a time measurement value, and after receiving a laser, the distance is measured using a time difference.
상기 트라이앵귤레이션(Triangulation)방식은 일반적인 측정시 3~5mm정도, 정밀측정시에는 0.5~2mm 정도의 오차가 발생하며, 시간차를 이용하는 특성상 가까운 거리에서 정밀도가 다소 저하되는 특성이 있다. 상기 트라이앵귤레이션(Triangulation)방식은 레이저를 목표물에 주사한 후 CCD 카메라를 사용하여 목표물의 레이저점(laser spot)을 기록한다. 이때 레이저 점의 위치와 내부적으로 기록된 레이저 빔의 주사각도, 레이저 주사부와 CCD 카메라의 거리(Base)에 의해 기하학적으로 거리를 측정한다.The triangulation method generates an error of about 3 to 5 mm in general measurement and about 0.5 to 2 mm in precision measurement, and due to the nature of using the time difference, there is a characteristic that the accuracy is slightly lowered at a close distance. In the triangulation method, a laser is scanned on a target and then a laser spot on the target is recorded using a CCD camera. At this time, the distance is measured geometrically by the position of the laser point, the internally recorded scan angle of the laser beam, and the distance between the laser scan unit and the CCD camera (base).
본 발명에서는 타임 오브 플라이트(Time of Flight) 및 트라이앵귤레이션(Triangulation)방식을 사용하여, 3차원 위치정보를 추출할 수가 있고, 레이저 스캐닝 기법은 레이저 주사방식에 따라 포인트(Point), 라인(Line), 면적(Area) 단위의 스캐닝 방식으로 이루어진다.In the present invention, 3D location information can be extracted using the Time of Flight and Triangulation methods, and the laser scanning method can generate points and lines according to the laser scanning method. , area (Area) unit scanning method.
상기 포인트 단위의 스캐닝은 레이져를 이용한 광삼각법 또는 자동초점(Auto-Focusing) 기능을 응용한 1차원 변위센서를 3차원 좌표측정기와 같은 기계적인 구동시스템에 장착하여 3차원 형상을 측정하는 방식이다. 즉, 송출부에서 보내 접속광이 물체에 부딪혀 돌아와서 수광부에 있는 PSD의 착상위치를 이용하여 그 거리를 알아내는 방식으로, 이 기법은 전기적인 간섭을 받지 않기 때문에 내잡음성이 좋으며 레이저의 파장을 짧게 하면 더욱 높은 정확도로 측정할 수 있다. The point-based scanning is a method of measuring a 3D shape by mounting a 1D displacement sensor using laser light triangulation or an auto-focusing function to a mechanical driving system such as a 3D coordinate measuring device. In other words, it is a method in which the connection light sent from the transmitter hits an object and returns, and uses the landing position of the PSD in the light receiver to find out the distance. This technique has good noise resistance because it does not receive electrical interference, and the laser wavelength is short. This allows measurements to be made with higher accuracy.
또, 상기 라인 단위의 스캐닝은 슬릿 빔(Slit-beam)을 사용하는 방법이 가장 일반적인데 한 단면씩 측정하여 형상을 재현하는 방식이며, 슬릿 레이저를 주사하고, 렌즈를 통해 CCD에 그 영상을 기록함으로서 측정 데이터를 획득하게 된다. 조밀한 데이터를 얻기 위해서는 슬릿의 미세이동장치가 필요하며, 정확도는 80㎛~1mm 정도이다.In addition, the line-by-line scanning method using a slit-beam is the most common method, which reproduces the shape by measuring cross-sections, scans a slit laser, and records the image on a CCD through a lens. By doing so, measurement data is acquired. In order to obtain dense data, a slit micro-movement device is required, and the accuracy is about 80 μm to 1 mm.
또, 상기 면적 단위의 스캐닝은 공간코트화법, 모아레기법, 위상차 측정법(PMP)가 사용되며, 상기 공간코트화법은 측정대상에 패턴을 투사하고 카메라로 물체에 투영된 패턴을 촬영하고 이를 분석하여 3차원 데이터를 획득하는 시스템이고, 모아레기법은 일정한 범위의 형상을 한번에 재현하는 방식으로 한 쌍의 같은 피치를 가지는 동일한 직선 격자가 각각 투영격자와 기준격자로 사용된다. 광원에 의해 조명되어진 투영격자는 투영렌즈에 의해 측정 대상물체에 투영되게 되고, 투영된 직선형태의 격자는 물체의 높낮이에 따라서 휘어지게 되는데, 이 변형된 격자를 결상렌즈에 의해 기준격자 상에 결상되도록 하는 시스템이며, 위상차 측정법은 모아레기법에서 광학계를 대폭 간소화한 방법으로 고속으로 회전하고 있는 회전다면경에 레이저 다이오드를 이용한 슬릿광을 영사하여 측정영역을 스캐닝하는 방법이다.In addition, the scanning of the area unit uses a space coating method, a moiré technique, and a phase difference measurement method (PMP). It is a system for acquiring dimensional data, and the Moiré method is a method of reproducing a certain range of shapes at once, and a pair of identical straight line grids having the same pitch are used as a projection grid and a reference grid, respectively. The projection grid illuminated by the light source is projected onto the object to be measured by the projection lens, and the projected linear grid is bent according to the height of the object. This deformed grid is imaged on the reference grid by the imaging lens. The phase difference measurement method is a method of greatly simplifying the optical system in the Moiré technique, and is a method of scanning the measurement area by projecting slit light using a laser diode onto a rotating multi-faceted mirror rotating at high speed.
본 발명에 따른 레이져 스캐너는 관측기준점 측량 및 위치주사에서 얻어진 데이터 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 측정한 3차원 위치정보 측정 데이터 그리고 스캐닝한 3차원 형상데이터를 메모리부에 저장되고, 상기 메모리부에 저장된 3차원 위치정보 데이터 및 3차원 형상데이터는 통신망을 통해 분석 및 3D영상화장치(300)로 전송된다.In the laser scanner according to the present invention, the 3D location information measurement data measured by processing the data obtained from the data surface scan obtained from the observation control point survey and the position scan and the scanned 3D shape data are stored in a memory unit, and the memory unit The stored 3D location information data and 3D shape data are analyzed and transmitted to the
한편, 본 발명 중 상기 2차원영상정보수집장치(200)는 3차원영상정보수집장치(100) 일측에 구비되어 분석대상영역을 실시간 촬영하는 디지털카메라인 것을 바람직한 실시예로 한다.Meanwhile, in a preferred embodiment of the present invention, the 2D image
상기와 같은 2차원영상정보수집장치(200)는 영상을 촬영하는 디자털카메라; 상기 디지털카메라에서 촬영된 영상을 저장하는 메모리; 상기 메모리로부터 저장된 영상 신호를 입력받아 디지털 영상 데이터로 변환, 압축하여 분석 및 3D영상화장치(300)로 전송하는 영상신호디코더; 를 포함한다.The two-dimensional image
또 한편, 본 발명 중 상기 분석 및 3D영상화장치(300)는 3차원영상정보수집장치(100)를 통해 절대좌표를 알고 있는 분석대상영역의 관측기준점을 측량하고, 상기 관측기준점 측량과 위치주사에서 얻어진 데이터 및 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 3차원 위치정보를 추출하고, 측정하고자 하는 분석대상영역을 스캐닝한 3차원 형상데이터를 형상화하고, 관측기준점 측량 및 위치주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 측정한 3차원 위치정보 측정 데이터와 스캐닝한 3차원 형상데이터를 메모리에 저장하고, 3차원영상정보수집장치(100)의 관측기준점 측량과 위치주사 및 표면주사를 통한 분석대상영역에 대한 스캐닝작업이 종료되면, 2차원영상정보수집장치(200)를 구동시켜 2차원 영상정보를 획득하고, 상기 3차원영상정보수집장치(100) 및 2차원영상정보수집장치(200)에서 획득한 정보에서 3차원 좌표값을 갖는 점데이터(Point clouds)를 3차원 영상화 프로그램을 통해 자동 삼각화, 정렬, 병합하여 폴리곤 모델을 생성하되, 상기 3차원영상정보수집장치(100) 획득한 3차원 영상정보 중 분석대상영역 표면을 구성하는 격자점의 3차원 좌표와 해당 측점의 반사강도(intensity)값으로 이루어지는 기초자료(raw data)를 분석하고, 사전에 저장된 지형 및 암석의 등급데이터와 각각 비교하여 지형 및 암석 등급을 산출 분석하는 알고리즘 및 프로그램이 탑재된 분석장치인 것을 바람직한 실시예로 한다.On the other hand, in the present invention, the analysis and
이때, 상기 분석 및 3D영상화장치(300)는 원격지에 설치되는 원격 관리 및 분석컴퓨터에 탑재되거나, 상기 3차원영상정보수집장치(100)에 구비되거나, 현장 관측자가 휴대하는 분석단말장치에 탑재된다.At this time, the analysis and
상기와 같은 분석 및 3D영상화장치(300)는 분석대상영역에서 3차원영상정보수집장치(100)에서 스캐닝한 영상정보와 2차원영상정보수집장치(200)에서 촬영한 영상정보를 기준으로, 지형과 암석의 변형과 특성 및 균열분포를 자동 분석하여 지형과 암석을 사전에 설정된 규정 테이블에 따라 등급화하고, 해당 등급에 적용할 보강패턴을 선정한다.The analysis and
이때, 상기 메모리는 3차원영상정보수집장치(100)에서 스캐닝한 영상정보와 2차원영상정보수집장치(200)에서 촬영한 영상정보 및 지형 및 암석 규정에 관한 등급데이터와 지형 및 암석 등급에 따른 보강공사에 관한 보강패턴 데이터를 해당 현장별로 축적하여 관리하며, 이를 종합하여 지형의 땅밀림 내지 암석의 균열 분포를 예측할 수 있도록 비교 및 분석 자료로 제공한다.At this time, the memory stores the image information scanned by the 3D image
또한, 상기 분석 및 3D영상화장치(300)는 메모리에 저장된 레이저 스캐닝 작업후 캡쳐된 점데이터(Point Clouds)를 3차원 영상화 프로그램을 통해 자동 삼각화, 정렬, 병합하여 폴리곤 모델을 생성함으로써, 땅밀림 내지 암석 균열의 좌표변환 및 좌표값들의 평균값을 가지는 절리데이터를 3D영상으로 가시화하여 비교 및분석하게 되는데, 이때, 3차원 영상화 프로그램은 지표지질조사의 노두 및 기존 분석대상영역의 현황을 정확하게 조사하여 각종 공학적 데이터를 3D영상으로 추출하는 프로그램이다.In addition, the analysis and
이러한 3차원 영상화 프로그램을 통한 3 차원 모델링 기법은 무 타켓 토탈 스테이션을 자동화한 측량기법의 일종으로 측량할 범위를 결정하고 간격을 설정하면 레이저 스캐너가 1 초당 3 천번의 측량을 자동으로 실행하고, 분석대상영역을 30~50mm 간격으로 스캐닝을 실시하며, 정밀조사구간에 대해서는 2~3mm 단위로 정밀측정하여 땅밀림 내지 암석 균열의 정도 및 변화도를 구한다.The 3D modeling technique through this 3D imaging program is a type of surveying technique that automates the targetless total station. When the range to be surveyed is determined and the interval is set, the laser scanner automatically executes and analyzes 3,000 times per second. The target area is scanned at intervals of 30 to 50 mm, and for the detailed investigation section, precise measurements are made in increments of 2 to 3 mm to obtain the degree and degree of change of ground clearance or rock cracks.
또한, 분석대상영역의 DB 화 및 3 차원 표현기법으로, 분석대상영역의 방향성 땅밀림 내지 암석 균열의 경사와 경사방향과 균열(크기)간격과 균열면 연속성과 균열면 거칠기 및 예상 활동면의 확장 등을 정밀하고 객관성 있게 조사 분석하여 분석대상영역에 대한 조사자료의 객관화, 조사기간의 단축, 조사경비의 절감이 이루어지도록 한다.In addition, as a DB and 3D expression technique of the analysis target area, the direction of the area to be analyzed or the slope of the rock crack, the direction of the slope, the crack (size) interval, the continuity of the crack surface, the roughness of the crack surface, and the expansion of the expected active surface etc. are precisely and objectively researched and analyzed to ensure objectification of survey data for the area to be analyzed, reduction of survey period, and reduction of survey expenses.
또한, 본 발명에 따른 3 차원 모델링에 사용된 소프트웨어는 3 차원모델링 전용 소프트웨어로 각측점의 점 데이터군의 불필요한 부분을 제거하고 서로 접합할 기준점을 정한 후, 각 측점의 점 데이터군을 합쳐 하나의 개체를 생성시킨다.In addition, the software used for 3D modeling according to the present invention is software dedicated to 3D modeling, and after removing unnecessary parts of the point data group of each station point and determining the reference point to be joined, the point data group of each station point is combined to form one create an object
이하, 본 발명에 따른 3차원 영상데이터를 3D영상으로 가시화하는 과정을 예시적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a process of visualizing 3D image data into a 3D image according to the present invention will be described by way of example.
먼저, 분석대상영역을 스캐닝하여 얻어낸 3차원 좌표값을 갖는 점데이터(Point clouds)를 3차원 영상 프로그램을 이용하여 불필요한 데이터는 삭제(필터링)하고, 각 위치(View Point)에서 스캐닝한 데이터를 결합하기 위해 상 호기준점을 선정하여 하나의 구조체로 형성시킨다.First, unnecessary data is deleted (filtered) by using a 3D image program on the point data (Point clouds) having 3D coordinate values obtained by scanning the area to be analyzed, and the data scanned at each location (View Point) is combined. To do this, mutual reference points are selected and formed into a single structure.
이러한 과정에서 불필요한 일부 점데이터를 필터링하고, 그 필터링한 점데이터군을 상호연결(Polygon)하여 삼각망을 구성한 후 면으로 처리한 다음 실제치수를 가지는 입체영상(3D Modeling)으로 재현하고, 입체영상을 재현한 후, 측정하고자 하는 땅밀림 내지 암석 균열의 상대좌표값을 절대좌표값으로 변환하여 좌표값들의 평균값을 갖는 평면으로 구성하여 얻고자 하는 땅밀림 내지 암석 균열의 데이터를 획득할 수가 있다.In this process, some unnecessary point data is filtered, the filtered point data group is interconnected (Polygon) to form a triangular network, processed into a surface, and then reproduced as a 3D image having actual dimensions (3D Modeling). After reproducing, the relative coordinate values of the land shedding or rock cracks to be measured are converted into absolute coordinate values, and the data of the land shedding or rock cracks to be obtained can be obtained by constructing a plane having an average value of the coordinate values.
이러한 데이터의 획득이 가능한 이유는 땅밀림 내지 암석 균열을 이루는 각각의 점데이터가 3차원 좌표값을 가지고 있기 때문이며, 땅밀림 내지 암석 균열 면을 이루는 점데이터의 평균값을 갖는 면의 형성에 의한 오차는 균일하게 배분되어 결과에 큰 영향을 주지 못하기 때문이다.The reason why such data can be obtained is that each point data constituting the land shedding or rock crack has a 3-dimensional coordinate value, and the error due to the formation of the surface having the average value of the point data constituting the land shedding or rock cracking surface This is because it is distributed evenly and does not significantly affect the result.
또한, 상기 3차원 연상 프로그램은 상기 분석대상영역의 표면을 구성하는 격자점의 3차원 좌표와 해당 측점의 반사 강도(intensity)값으로 이루어지는 기초자료(raw data)를 분석프로그램을 통해 분석하고, 메모리에 미리 입력된 땅밀림 내지 암석 균열의 등급 데이터와 상호 비교해서 등급을 설정하고, 이에 따른 보강패턴을 선정한다.In addition, the 3D association program analyzes raw data consisting of 3D coordinates of lattice points constituting the surface of the analysis target area and reflection intensity values of the corresponding points through an analysis program, and memory The grade is set by mutual comparison with the grade data of ground clearance or rock cracks entered in advance, and the reinforcement pattern is selected accordingly.
여기서, 암석 균열 등급은 예컨대, 암석의 지질구조와 물리적 성질을 암반특성에 따라 암반공학적으로 분류한 RMR(Rock Mass Rating)등급을 적용할 수 있으며, 그 등급에 따라서 극경암, 경암, 보통암, 연암, 풍화암 등으로 이루어진다.Here, as the rock crack grade, for example, RMR (Rock Mass Rating) grade, which classifies the geological structure and physical properties of rocks according to rock mass characteristics, can be applied, and depending on the grade, extremely hard rock, hard rock, normal rock, It consists of soft rock and weathered rock.
상기와 같이 되는 본 발명은 분석대상영역 특히 땅밀림이나 암석 균열이 빈번히 발생하거나 이러한 현상이 예상되는 영역에 대해 주기적으로 반복 모니터링하여, 새롭게 나타난 레이저스캐닝과 디지털 카메라 촬영 영상정보를 해당 현장별로 축적하여 관리함으로써, 이를 종합하여 분석대상영역의 땅밀림 내지 암석 균열의 정도 및 분포도를 예측할 수 있도록 데이터베이스화하고, 이를 통해, 추후 해당 영역에서 땅밀림 내지 암석 균열의 예측 자료 이용하고 대처할 수 있도록 하는 것이 가능하다.The present invention as described above periodically and repeatedly monitors the area to be analyzed, in particular, the area where landslides or rock cracks frequently occur or where such phenomena are expected, and newly appeared laser scanning and digital camera shooting image information is accumulated for each site. By managing them, it is possible to synthesize them and create a database to predict the degree and distribution of land shedding or rock cracks in the area to be analyzed, and through this, it is possible to use and cope with the prediction data of land shedding or rock cracks in the area in the future. do.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.Although the present invention has been described and illustrated in relation to preferred embodiments for illustrating the principles of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described.
그 밖에도, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.Additionally, those skilled in the art will appreciate that many changes and modifications may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Accordingly, all such appropriate alterations and modifications and equivalents should be regarded as falling within the scope of the present invention.
100 : 3차원영상정보수집장치
200 : 2차원영상정보수집장치
300 : 분석 및 3D 영상화장치100: 3D image information collection device
200: 2D image information collection device
300: analysis and 3D imaging device
Claims (10)
분석대상영역의 관측기준점에서 촬영을 통해 2차원 정보를 획득하는 2차원영상정보수집장치(200);
상기 3차원영상정보수집장치(100) 및 2차원영상정보수집장치(200)에서 획득한 정보에서 3차원 좌표값을 갖는 점데이터를 3차원 영상화 프로그램을 통해 자동 삼각화, 정렬, 병합하여 폴리곤 모델을 생성하되, 지형과 암석의 물리적 특성및 절리분포를 분석하여 분석대상영역의 매핑도를 구성하고, 땅밀림 및 암석 균열을 설정 규정에 따라 등급화하여 등급판정 시트를 작성하고, 판정된 등급과 기존 분석 데이터를 비교하여 정량적 땅밀림 변위 및 암석의 균열 변위 정도를 분석하여, 좌표변환 및 좌표값들의 평균값을 가지는 땅밀림과 암석 균열 정도를 3D영상으로 가시화하는 분석 및 3D영상화장치(300); 를 포함하는 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.
A 3D image information collecting device 100 for obtaining 3D image information of the analysis target region by measuring the time taken for a laser pulse to be reflected and returned from a reference point of observation of the target region to be analyzed;
A 2D image information collection device 200 for obtaining 2D information through photographing at the observation reference point of the analysis target region;
Point data having 3D coordinate values from the information obtained from the 3D image information collection device 100 and the 2D image information collection device 200 are automatically triangulated, aligned, and merged through a 3D imaging program to form a polygon model. Create a mapping map of the area to be analyzed by analyzing the physical characteristics and joint distribution of the terrain and rocks, create a grading sheet by grading ground clearance and rock cracks according to setting regulations, and create a grading sheet. An analysis and 3D imaging device 300 that compares existing analysis data to analyze quantitative land shedding displacement and the degree of rock crack displacement, and visualizes the land shedding and rock cracking degree having an average value of coordinate conversion and coordinate values as a 3D image; to include,
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
상기 3차원영상정보수집장치(100)는,
분석대상영역에 고정되어 절대 좌표를 알고 있는 관측기준점을 측량하고, 그 관측기준점 측량과 위치주사에서 얻어진 데이터 및 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 3차원 위치정보를 추출하고, 측정하고자 하는 분석대상영역을 스캐닝한 3차원 영상정보를 통신망을 통해 3D영상화장치(300)로 전송하는 3D스캐너인 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.
The method of claim 1,
The 3D image information collection device 100,
The target area to be measured is fixed to the target area to be analyzed by measuring the observation reference point whose absolute coordinates are known, and processing the data obtained from the observation reference point measurement and location scan and the data obtained from the surface scan to extract 3D location information. A 3D scanner that transmits the scanned 3D image information to the 3D imaging device 300 through a communication network,
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
상기 3차원영상정보수집장치(100)는,
하단에 부착된 삼각 지지대의 각도조정과는 별도로 수평, 수직으로 회전이 가능하도록 회전수단이 구성되고, 이러한 회전수단은 현장에 있는 관측가가 회전시키고자 하는 방향 및 각도로 정밀하게 회전되도록 스테핑모터, 방향제어부, 각도제어부로 이루어진 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.
The method of claim 1,
The 3D image information collection device 100,
Apart from adjusting the angle of the tripod support attached to the bottom, a rotating means is configured to be able to rotate horizontally and vertically. Consisting of a direction control unit and an angle control unit,
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
상기 3차원영상정보수집장치(100)를 통한 3차원 위치정보를 추출하는 방식은,
레이저 주사부, 수신부, 시간측정치로 구성되며, 레이저를 수신한 후, 시간차를 이용하여 거리를 측정하여 좌표값을 산출하는 타임 오브 플라이트 방식인 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.
The method of claim 1,
The method of extracting 3D location information through the 3D image information collection device 100,
It consists of a laser scanning unit, a receiving unit, and a time measurement value, and is a time-of-flight method that calculates coordinate values by measuring the distance using the time difference after receiving the laser,
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
상기 3차원영상정보수집장치(100)를 통한 3차원 위치정보를 추출하는 방식은,
레이저를 목표물에 주사한 후 CCD 카메라를 사용하여 목표물의 레이저점을 기록하고, 이때 레이저 점의 위치와 내부적으로 기록된 레이저 빔의 주사각도, 레이저 주사부와 CCD 카메라의 거리에 의해 기하학적으로 거리를 측정하여 좌표값을 산출하는 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.
The method of claim 1,
The method of extracting 3D location information through the 3D image information collection device 100,
After the laser is injected into the target, the target's laser point is recorded using a CCD camera. At this time, the laser point's location, the internally recorded scanning angle of the laser beam, and the distance between the laser scanning unit and the CCD camera are used to determine the distance geometrically. Calculating coordinate values by measuring;
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
상기 2차원영상정보수집장치(200)는,
3차원영상정보수집장치(100) 일측에 구비되어 분석대상영역을 실시간 촬영하는 디지털카메라인 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.
The method of claim 1,
The two-dimensional image information collection device 200,
A digital camera provided on one side of the 3D image information collection device 100 to photograph the analysis target area in real time,
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
상기 2차원영상정보수집장치(200)는,
영상을 촬영하는 디자털카메라;
상기 디지털카메라에서 촬영된 영상을 저장하는 메모리;
상기 메모리로부터 저장된 영상 신호를 입력받아 디지털 영상 데이터로 변환, 압축하여 분석 및 3D영상화장치(300)로 전송하는 영상신호디코더; 를 포함하는 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.
The method of claim 1,
The two-dimensional image information collection device 200,
Digital camera for taking images;
a memory for storing images captured by the digital camera;
a video signal decoder for receiving the stored video signal from the memory, converting and compressing the video signal into digital video data, and transmitting the data to the 3D imaging device 300 for analysis; to include,
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
상기 분석 및 3D영상화장치(300)는,
3차원영상정보수집장치(100)를 통해 절대좌표를 알고 있는 분석대상영역의 관측기준점을 측량하고, 상기 관측기준점 측량과 위치주사에서 얻어진 데이터 및 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 3차원 위치정보를 추출하고, 측정하고자 하는 분석대상영역을 스캐닝한 3차원 형상데이터를 형상화하고, 관측기준점 측량 및 위치주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 측정한 3차원 위치정보 측정 데이터와 스캐닝한 3차원 형상데이터를 메모리에 저장하고, 3차원영상정보수집장치(100)의 관측기준점 측량과 위치주사 및 표면주사를 통한 분석대상영역에 대한 스캐닝작업이 종료되면, 2차원영상정보수집장치(200)를 구동시켜 2차원 영상정보를 획득하고, 상기 3차원영상정보수집장치(100) 및 2차원영상정보수집장치(200)에서 획득한 정보에서 3차원 좌표값을 갖는 점데이터를 3차원 영상화 프로그램을 통해 자동 삼각화, 정렬, 병합하여 폴리곤 모델을 생성하되, 상기 3차원영상정보수집장치(100) 획득한 3차원 영상정보 중 분석대상영역 표면을 구성하는 격자점의 3차원 좌표와 해당 측점의 반사강도(intensity)값으로 이루어지는 기초자료(raw data)를 분석하고, 사전에 저장된 지형 및 암석의 등급데이터와 각각 비교하여 지형 및 암석 등급을 산출 분석하는 알고리즘 및 프로그램이 탑재된 분석장치인 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.
The method of claim 1,
The analysis and 3D imaging device 300,
Through the 3D image information collection device 100, the observation reference point of the analysis target area whose absolute coordinates are known is measured, and the data obtained from the observation reference point measurement and position scan and the data obtained from the surface scan are processed to obtain 3D location information. The 3D shape data obtained by scanning the target area to be extracted and measured is imaged, and the 3D location information measurement data and the scanned 3D shape data are stored in memory by processing the data obtained from the observation control point survey and location scan. storage, and when the scanning operation for the analysis target region through the measurement of the observation reference point of the 3D image information collection device 100 and the location scan and surface scan is completed, the 2D image information collection device 200 is driven to create a 2D image Information is acquired, and point data having 3D coordinate values from the information obtained from the 3D image information collection device 100 and the 2D image information collection device 200 are automatically triangulated and aligned through a 3D imaging program. , Merge to create a polygon model, but among the three-dimensional image information acquired by the three-dimensional image information collection device 100, the three-dimensional coordinates of the lattice points constituting the surface of the analysis target region and the reflection intensity (intensity) value of the corresponding point An analysis device equipped with an algorithm and program that analyzes raw data and compares them with previously stored terrain and rock grade data to calculate and analyze terrain and rock grades,
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
상기 분석 및 3D영상화장치(300)는,
원격지에 설치되는 원격 관리 및 분석컴퓨터에 탑재되거나, 상기 3차원영상정보수집장치(100)에 구비되거나, 현장 관측자가 휴대하는 분석단말장치에 탑재된 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.
The method of claim 1,
The analysis and 3D imaging device 300,
Mounted in a remote management and analysis computer installed in a remote location, provided in the 3D image information collection device 100, or mounted in an analysis terminal device carried by a field observer,
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
상기 3차원 영상화 프로그램을 통한 3 차원 모델링 기법은,
무 타켓 토탈 스테이션을 자동화한 측량기법의 일종으로 측량할 범위를 결정하고 간격을 설정하면 레이저 스캐너가 1 초당 3 천번의 측량을 자동으로 실행하고, 분석대상영역을 30~50mm 간격으로 스캐닝을 실시하며, 정밀조사구간에 대해서는 2~3mm 단위로 정밀측정하여 땅밀림 내지 암석 균열의 정도 및 변화도를 구하는 것,
을 특징으로 하는 땅 밀림 모니터링과 암석 균열 측정 및 분석 시스템.The method of claim 1,
The 3D modeling technique through the 3D imaging program,
As a type of surveying technique that automates the targetless total station, if you determine the range to be surveyed and set the interval, the laser scanner automatically executes 3,000 surveys per second and scans the area to be analyzed at intervals of 30 to 50 mm. , to obtain the degree and degree of change of ground clearance or rock cracks by measuring precisely in 2-3 mm increments for the detailed investigation section;
A ground clearance monitoring and rock crack measurement and analysis system featuring.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210113074A KR102619960B1 (en) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | Land creep monitoring and rock crack measurement and analysis system |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210113074A KR102619960B1 (en) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | Land creep monitoring and rock crack measurement and analysis system |
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| KR20230030881A true KR20230030881A (en) | 2023-03-07 |
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| KR1020210113074A KR102619960B1 (en) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | Land creep monitoring and rock crack measurement and analysis system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116678368A (en) * | 2023-07-28 | 2023-09-01 | 山东德丰重工有限公司 | BIM technology-based intelligent acquisition method for assembled steel structure data |
Citations (3)
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| CN108027433A (en) * | 2015-08-03 | 2018-05-11 | 联邦科学和工业研究组织 | Monitoring system and method |
| KR102124546B1 (en) * | 2019-12-24 | 2020-06-18 | 주식회사 지오코리아이엔지 | Management and warning system of falling rock and soil and stone measure facilities to be communicated with the slope warning device |
| CN112198511A (en) * | 2020-09-14 | 2021-01-08 | 广东省核工业地质局测绘院 | Integrated geological disaster census method based on starry sky and ground |
-
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- 2021-08-26 KR KR1020210113074A patent/KR102619960B1/en active IP Right Grant
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| KR102619960B1 (en) | 2024-01-02 |
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