KR101678105B1 - 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드론, 무선 헬리콥터 또는 무선 조정비행기 등과 같은 무선 조정 비행장치를 이용하여 하천의 외부지형은 물론, 하천 내부 지형을 3차원으로 자동적으로 손쉽고, 용이하게 측량하며, 측량된 데이터를 지상 입력장치에 간편하게 송신하여 입체적으로 하천의 외부지형 및 수면 내부 지형의 3차원 도면화 작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 한 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템에 관한 것이다.
그 기술적인 구성은, 수면에서 일정 높이로 이동하는 무선 조정 비행장치; 상기 무선 조정 비행장치에 설치되어 무선으로 원격 제어할 수 있도록 주파수 수신부 및 영상 송신을 위한 무선 송신기가 설치되는 비행장치 제어부; 상기 무선 조정 비행장치에 설치되어 로프를 상,하 이동시키는 로프 권양기; 상기 비행장치 제어부의 하측에 설치되어 수심 측량을 위한 로프의 수심 깊이 및 하천 외부 지형을 영상으로 촬영하는 카메라부; 상기 무선 조정 비행장치에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)의 신호에 의해 무선 조정 비행장치의 3차원 위치(X축, Y축 및 Z축)를 측량하고, 상기 카메라부로부터 수신된 영상 정보를 이용하여 하천의 수심을 측량하는 지상 입력장치;를 포함한다.

Description

무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량 시스템{Measurement system of river using in wireless flying apparatus}
본 발명은 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드론, 무선 헬리콥터 또는 무선 조정비행기 등과 같은 무선 조정 비행장치를 이용하여 하천의 외부지형은 물론, 하천 내부 지형을 3차원으로 자동적으로 손쉽고, 용이하게 측량하며, 측량된 데이터를 지상 입력장치에 간편하게 송신하여 입체적으로 하천의 외부지형 및 수면 내부 지형의 3차원 도면화 작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 한 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템에 관한 것이다.
일반적으로 알려져 있는 하천의 수위 감지 시스템은, 초음파 센서와 압력 센서가 주로 사용되고, 보조적으로 CCD 카메라를 이용한 방법이 사용되고 있다.
상기 초음파 센서의 경우에는 하천에 설치된 다리 또는 다리 기둥에 설치되어 초음파를 수면으로 발사하며, 상기와 같이 발사된 초음파는 하천의 표면에 반사되어 다시 센서로 돌아오게 되는데, 이것을 측정하여 하천의 수위를 감지하는 것이다.
상기와 같은 초음파 센서는 다리 또는 다리 기둥 등에 설치함으로써, 추운 날씨나 눈 또는 비와 같은 외부적인 환경에 민감하여 제대로 작동할 수 없게 되는 단점이 있다.
이에 더하여, 일반적인 하천의 바닥은 매우 불규칙하여 초음파가 상기 하천 바닥의 소정 지점에서 굴절없이 반사되어 초음파 수신 진동자에 도달할 수 있는 가능성이 극히 희박하게 됨은 물론, 하천의 수심이 비교적 깊지 않을 경우에는 상기와 같이 초음파를 이용한 하천의 수위 감지가 불가능하게 되는 커다란 단점이 있는 것이다.
또한, 압력 센서의 경우에는 하천 아래에 압력 센서가 설치되어, 측정되는 압력으로 하천의 수위를 감지하는 것으로, 상기와 같이 눈이나 비 등과 같은 외부 환경 변화에는 비교적 덜 민감한 반면에, 하천 아래에 설치되어 지속적으로 압력을 받기 때문에 그 수명이 짧은 단점이 있는 것이다.
또한, CCD 카메라를 이용하는 방법은, 상기 초음파 센서와 같이 하천 위에 CCD 카메라를 설치하여 하천을 감시하는 것이나, 하천의 수면이 흐릴 경우에는 측정이 힘들고, 수면이 투명 하더라도 빛의 굴절 현상에 의해 하천 수심의 정확한 측정이 어렵게 된다.
한편, 하천의 유속과 유량을 측정하기 위하여 프로펠라 유속계를 자동으로 이동 시키면서 수위 및 유량을 측정하는 방법이 알려져 있다. 이는 측정된 수위-유량 곡선을 작성 또는 교정하기 위하여 하천 수위 및 유량을 측정할 때 상기 프로펠러 유속계를 효과적으로 이용하는 것이다.
이와 같은 기술과 관련된 종래의 하천 유량 측정장치 및 방법이 대한민국 등록 특허공보 특0169090호에 알려져 있다.
그 기술적인 구성은 도 1에 도시한 바와 같이, 하천의 수면위에 강철 로프(rope)(1)가 가설되며, 프로펠라 유속계(2)가 상기 강철 로프(1)를 따라 좌우로 이동 가능하게 설치되고, 또한 상기 추(3)와 연결되는 프로펠라 유속계(2)를 상,하로 이동시키기 위한 권양 이동차(4)가 상기 강철 로프(1)에 좌,우 이동 가능하게 설치된다. 상기 권양 이동차(4)는 관측소 실내(5)에 설치되어 있는 로프 구동 제어장치에 의하여 이동하며, 상기 로프 구동 제어장치는 일정한 프로그램에 따라 작동하는 한편, 상기 관측소 실내(5)에는 하천의 수위를 측정하는 수위계(6)가 설치되어 있다.
따라서, 도 1의 점선으로 표시한 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ…이 바로 수직 평균유속을 측정하는 지정된 수직선 위치이며, Ⅹ로 표시한 지점에서 국부 유속을 프로펠라 유속계로 측정하는 지점이고, 수직선상의 수심은 수위계(6)로 수위를 측정한 결과에 의하여 계산하는 것이다.
그러나, 상기와 같은 하천 유량 측정장치 및 방법의 경우에는, 하천의 수면위에 강철 로프(rope)(1)의 가설시, 하천의 양측으로 강철 로프를 고정하는 로프 가설탑을 설치한 후, 상기 로프 가설탑에 양측이 고정되는 하천의 상측에 강철 로프(1)를 횡방향으로 가설하며, 이때 상기 강철 로프(1)에는 추(3)와 연결되는 프로펠라 유속계(2)를 상하로 이동시키는 별도의 권양 이동차(4)를 상기 강철 로프(1)에 좌,우 이동 가능하게 설치하고, 또한 하천의 일측에는 로프 구동 제어장치와 하천의 수위를 측정하는 수위계(6)가 관측소 실내(5)에 설치됨으로써, 하천의 수심 및 유량을 측정하는 측정장치의 구조가 복잡하게 되며, 이에 따라 상기 측정장치의 제작 및 설치가 극히 어렵게 됨은 물론, 특히 상기 강철 로프(1) 상에서 구동되는 권양 이동차(4)는 눈이나 비 등과 같은 외부 환경 변화에 민감하여 오작동이 빈번하게 발생하게 되며, 정확한 하천 수위의 측정이 어렵게 되고 그 수명이 짧게 되는 등 많은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 무선 조정 비행장치가 하천의 수면에서 일정한 높이로 측량용 타겟을 통한 하천의 폭(X축)측량과, 로프에 연결되는 수중 음파 탐지기(sonar)에 의한 하천의 수심(Z축)측량 또는 추에 연결된 로프의 수심 깊이를 카메라부에서 촬영하여 송신하는 동작으로 하천의 수심(Z축) 측량은 물론, 하천의 외부지형을 3차원으로 촬영하고, 상기 비행장치 제어부에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)에 의해 하천의 각 횡단면(Y축)을 나누어 측량할 수 있으며, 측량된 데이터를 지상으로 간편하게 송신하여, 하천의 내부를 3차원으로 자동적으로 손쉽고, 용이하게 측량할 수 있도록 하며, 이에 따라 하천의 측량 시간을 현저하게 단축시킬 수 있으면서, 입체적으로 하천의 외부지형 및 수면 내부 지형의 3차원 도면화 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템을 제공 하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템에 있어서,
수면에서 일정 높이 이동하는 무선 조정 비행장치;
상기 무선 조정 비행장치에 설치되어 무선으로 원격 제어할 수 있도록 주파수 수신부 및 영상 송신을 위한 무선 송신기가 설치되는 비행장치 제어부;
상기 무선 조정 비행장치에 설치되어 로프를 상,하 이동시키는 로프 권양기;
상기 비행장치 제어부의 하측에 설치되어 수심 측량을 위한 로프의 수심 깊이 및 하천 외부 지형을 영상으로 촬영하는 카메라부; 및
상기 무선 조정 비행장치에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)의 신호에 의해 무선 조정 비행장치의 3차원 위치(X축, Y축 및 Z축)를 판단하여 측량하고, 상기 카메라부로부터 수신된 영상 정보를 이용하여 하천의 수심을 측량하는 지상 입력장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템을 마련함에 의한다.
또한, 본 발명은 상기 무선 조정 비행장치에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)의 신호에 의해 무선 조정 비행장치의 위치를 정밀하게 보정하여 상기 무선 조정 비행장치의 3차원 위치(X축, Y축 및 Z축)를 정확하게 판단하여 측량하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비행장치 제어부의 하측으로 측량용 타겟이 360도 회전 가능하게 설치되어, 지상에 설치되는 광파기로부터 발산된 빛을 상기 측량용 타켓에 의해 광파기로 반사시켜 상기 무선 조정 비행장치의 3차원 위치(X축, Y축 및 Z축)를 보다 정확하게 판단하여 측량할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 로프 권양부에 상,하 이동 하도록 연결되는 로프의 하단에는 음파 펄스에 의해 수심을 측량하는 수중 음파 탐지기(sonar) 또는 무게추가 연결 설치되며, 상기 로프 권양기에 상,하 이동 하도록 연결 설치되는 로프의 외면에는 수심측량(水深測量)을 위한 눈금자가 형성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비행장치 제어부에는 로프 권양기를 작동하는 권양기 작동부가 설치되어, 지상 제어장치의 제어 신호에 의해 상기 로프 권양기를 작동 시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 상기 비행장치 제어부의 내부에 설치되는 주파수 수신부에 상기 무선 조정 비행장치가 하천의 폭을 일정하게 분할시킨 각각의 지점을 판단하여 측량할 수 있도록 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)가 탑재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측량용 타겟은 지지 패널을 통하여 비행장치 제어부 하측에 설치되며, 상기 지지 패널 하측에는 측량용 타겟이 360도 회전 가능하도록 구형 홈이 형성되어 상기 측량용 타겟 하부가 지지 고정되는 구형 돌기가 회전 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 측량용 타겟은 무선 조정 비행장치에 탑재되는 타겟 제어부에 의해 360도 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템에 의하면, 무선 조정 비행장치가 하천의 수면에서 일정한 높이로 측량용 타겟을 통한 하천의 폭(X축)측량과, 로프에 연결되는 수중 음파 탐지기(sonar)에 의한 하천의 수심(Z축)측량 또는 추에 연결된 로프의 수심 깊이를 카메라부에서 촬영하여 송신하는 동작으로 하천의 수심(Z축) 측량은 물론, 하천의 외부지형을 3차원으로 촬영하고, 상기 비행장치 제어부에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)에 의해 하천의 각 횡단면(Y축)을 나누어 측량할 수 있으며, 측량된 데이터를 지상으로 간편하게 송신하여, 하천의 내부를 3차원으로 자동적으로 손쉽고, 용이하게 측량할 수 있도록 하며, 이에 따라 하천의 측량 시간을 현저하게 단축시킬 수 있으면서, 입체적으로 하천의 외부지형 및 수면 내부 지형의 3차원 도면화 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 종래 프로펠라 유속계 및 수위계를 통하여 하천의 수위 및 유량을 측정하는 하천 유량 측정장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템의 개략 구성도.
도 3a 및 3b는 본 발명인 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템의 비행장치 제어부, 측량용 타겟, 카메라부 및 로프 권양기의 설치 상태도.
도 4는 본 발명인 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템의 블록 구성도.
도 5는 본 발명인 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템의 측량용 타겟을 도시한 단면 구조도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명인 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템의 개략 구성도이고, 도 3a 및 3b는 본 발명인 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템의 비행장치 제어부, 측량용 타겟, 카메라부 및 로프 권양기의 설치 상태도이며, 도 4는 본 발명인 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템의 제어를 위한 블록 구성도, 도 5는 본 발명인 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템의 측량용 타겟을 도시한 단면 구조도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템은, 드론, 무선 헬리콥터 또는 무선 조정비행기 등과 같은 무선 조정 비행장치(110)와, 상기 무선 조정 비행장치(110)를 제어하기 위한 지상 제어장치(230) 및 무선 조정 비행장치(110)로부터 측량 정보를 수신하여 하천을 측량하는 지상 입력장치(240)를 포함한다.
상기 무선 조정 비행장치(110)는 수면에서 일정한 높이(h)로 이동하도록 하며, 상기 무선 조정 비행장치(110)의 하부 일측에는 무게추(120) 또는 음파 펄스에 의해 수심을 측량하는 수중 음파 탐지기(121)(sonar)를 상,하 이동 시키는 로프(130)와 로프 권양기(140)가 설치되며, 상기 로프 권양기(140)에 상,하 이동 하도록 연결 설치되는 로프(130) 외면에는 하측으로 무게추(120) 연결시, 수심측량(水深測量)을 위한 눈금자(131)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 무선 조정 비행장치(110)에는 상기 무선 조정 비행장치(110)를 지면에서 무선으로 원격 제어(remote control)할 수 있도록 주파수 수신부(150)가 내부에 설치되는 비행장치 제어부(160)가 장착되며, 상기 비행장치 제어부(160)에는 상기 로프 권양기(140)를 무선으로 작동할 수 있도록 권양기 작동부(170)도 함께 설치된다.
이에 더하여, 상기 비행장치 제어부(160)의 내부에 설치되는 주파수 수신부(150)에는, 상기 무선 조정 비행장치(110)가 하천의 폭을 일정하게 분할시킨 각각의 지점(a1, a2, a3....)을 정확하게 판단하여 측량할 수 있도록 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)가 탑재된다.
또한, 상기 비행장치 제어부(160)의 하측에는 하천의 수심측량(水深測量)을 위한 로프(130)의 수심 깊이를 촬영함은 물론, 하천의 외부지형을 3차원으로 자동적으로 손쉽고, 용이하게 촬영할 수 있는 카메라부(180)가 고정 설치되며, 상기 비행장치 제어부(160)에는 상기 카메라부(180)의 촬영 영상이 지상에 위치된 지상 입력장치(240)로 송신될 수 있는 무선 송신기(190)(wireless transmitter)가 설치되어 상기 카메라부(180)와 송전선(191)으로 연결 설치된다.
이때, 도 3b에 도시한 바와 같이 상기 로프(130)에 음파 펄스에 의해 수심을 측량하는 수중 음파 탐지기(121)(sonar)가 연결 설치될 경우, 상기 수중 음파 탐지기(sonar)의 신호가 무선 송신기(190)로 전달 되도록 하며, 상기 수중 음파 탐지기(121)(sonar)는 상기 무게추(120)와 연결 설치되는 로프(130)와 함께 설치될 수 있다.
계속해서, 상기 비행장치 제어부(160)의 하부에 360도 회전 가능하게 설치되는 측량용 타겟(200)은, 지상에 설치되는 광파기(210)로부터 발산된 빛이 상기 측량용 타켓(200)에 의해 광파기(210)로 반사되어 상기 무선 조정 비행장치(110)의 3차원 위치(X축, Y축 및 Z축)를 정밀하게 측량할 수 있도록 한다.
이때, 상기 측량용 타겟(200)은 지지 패널(201)을 통하여 비행장치 제어부(160) 하측에 설치되며, 상기 지지 패널(201) 하측에는 측량용 타겟(200)이 360도 회전 가능하도록 구형 홈(202)이 형성되어 상기 측량용 타겟(200) 하부가 지지 고정되는 구형 돌기(203)가 360도 회전 가능하게 삽입되며, 상기 측량용 타겟(200)과 광파기(210)에 의한 3차원위치(X축, Y축 및 Z축)는 무선 조정 비행장치에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)의 신호에 의란 무선 조정 비행장치의 위치를 정밀하게 보정 하도록 한다. 또한 상기 측량용 타겟(200)은 타겟 제어부(220)가 구동 모터(M)를 구동하여 360도 회전 시키도록 하는 구성으로 이루어진다.
한편, 지상 입력장치(240)는 광파기(210)로부터 수신된 정보를 이용하여 하천의 폭(X축)을 측량하고, 또한 상기 무선 조정 비행장치의 카메라부(180)로부터 수신된 영상 정보 또는 수중 음파 탐지기(sonar)를 이용하여 하천의 수심(Z축)을 측량하게 되며, 주파수 수신부(150)에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)에 의해 하천의 각 횡단면을 나누어 측량(Y축)할 수 있도록 한다.
상기 광파기(210)는 지상 입력장치(240)에 일체로 같이 설치될 수 있거나, 또는 별도로 설치될 수 있는데, 어느 경우에도 신호교환 가능하게 설치되어 정보를 주고 받을 수 있게 되는 구성으로 이루어진다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 드론, 무선 헬리콥터 또는 무선 조정비행기 등과 같은 무선 조정 비행장치(110)는, 지상 제어장치(230)의 제어 신호에 의해 하천의 수면에서 일정한 높이(h)로 이동 하면서 하천의 폭(X축)과 또한 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)에 의해 하천의 각 횡단면을 각각의 지점(a1, a2, a3....)으로 나누어 측량(Y축)함으로써 하천의 내부를 3차원으로 측량할 수 있도록 한다.
이때, 도 3a에 도시한 바와 같이 상기 무선 조정 비행장치(110)는 하측으로 로프 권양기(140)가 설치되어 무게추(120)와 연결되는 로프(130)를 상,하 원활하게 이동 하도록 하면서 하천의 폭을 일정하게 분할시킨 각각의 지점(a1, a2, a3....)의 수심을 확인할 수 있도록 상기 로프(130)의 외면에는 눈금자(131)가 형성되어, 상기 로프 권양기(140)를 통하여 인출되는 로프(130)를 통해 수심측량(水深測量)을 간편하게 수행할 수 있도록 한다.
또한, 도 3b에 도시한 바와 같이 폭우 또는 장마 등에 의하여 하천의 물살이 거세어 상기 무게추(120)와 연결되는 로프(130)가 하천의 수심에서 수직상태가 아닌 거센 물살에 휘어지게 되어 수심측량이 어려울 경우, 상기 로프(130)의 하단에 음파 펄스에 의해 수심을 측량하는 수중 음파 탐지기(121)(sonar)가 연결 되도록 한다. 이 경우 상기 수중 음파 탐지기(121)(sonar)가 수면에서 발생시키는 펄스를 수중의 음향 압력파로 변환시켜 수중 음파의 신호가 무선 송신기(190)로 전달 되도록 함으로써 수심측량(水深測量)을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.
이때, 상기 수중 음파 탐지기(121)(sonar)는 상기 무게추(120)와 연결 설치되는 로프(130)와 함께 설치될 수 있는 것이다.
한편, 상기 무선 조정 비행장치(110)에는 비행장치 제어부(160)가 설치되는 상태에서, 상기 비행장치 제어부(160) 내부에 설치되는 주파수 수신부(150)를 통하여, 상기 무선 조정 비행장치(110)를 지면의 지상 제어장치(230)에서 무선으로 원격 제어(remote control)할 수 있도록 하며, 이때 상기 무선 조정 비행장치(110)를원격 제어(remote control)하는 주파수 수신부(140)에는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)가 탑재되어, 상기 무선 조정 비행장치(110)가 하천을 일정한 간격으로 횡단하면서 하천의 각 지점(a1, a2, a3....)을 자동적으로 판단할 수 있도록 한다.
이에 따라서, 상기 하천의 각 지점(a1, a2, a3....)에서 무선 조정 비행장치(110)의 로프 권양기(140)에 연결되어 인출되는 로프(130) 외면의 눈금자(131)에 의해 각 지점(a1, a2, a3....)의 수면 깊이를 측량할 수 있으며, 또한 상기 로프(130)의 하측에 연결되어 음파 펄스에 의해 수심을 측량하는 수중 음파 탐지기(sonar)를 통하여 간편하게 하천의 각 지점(a1, a2, a3....)에 대한 수면 깊이를 측량하게 되고, 이에 따라 하천 내부의 지형을 손쉽고, 용이하게 측량할 수 있도록 한다.
상기 비행장치 제어부(160)에는 상기 로프 권양기(140)를 무선으로 작동 시키는 권양기 작동부(170)가 설치되어, 지상 제어장치(230)에서 출력하는 무선 신호에 의해 전송되는 신호를 상기 권양기 작동부(170)에서 수신하고, 송전선(171)으로 연결하여 로프 권양기(140)를 작동 시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 로프(130)의 하측으로 수중 음파 탐지기(sonar)가 연결 설치될 경우, 상기 수중 음파 탐지기(sonar)의 음파 펄스에 의해 수심을 측량한 후 상기 수중 음파의 신호를 무선 송신기(190)로 전달 되도록 함으로써, 하천의 각 지점(a1, a2, a3....)에서 수면 깊이를 간편하게 측량할 수 있도록 한다.
이에 더하여, 상기 비행장치 제어부(160)의 하측에는 상기 하천의 수심 측량을 위한 카메라부(180)가 설치 됨으로써, 상기 카메라부(180)에 의하여 로프(130)외면의 눈금자(131)를 촬영하는 동작으로 하천의 각 지점(a1, a2, a3....) 수심 깊이를 촬영하게 되고, 이때 상기 카메라부(180)는 송전선(191)으로 연결되는 비행장치 제어부(160)의 무선 송신기(190)(wireless transmitter)를 통하여, 상기 카메라부(180)의 수심 깊이 측량 영상이 지상 입력장치(240)로 간편하게 송신 됨으로써, 하천의 수면 내부 지형의 3차원 도면 작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 한다.
이에 더하여, 상기 카메라부(180)는 상기와 같이 하천의 각 지점(a1, a2, a3....) 수심 깊이를 촬영은 물론, 하천의 외부지형을 3차원으로 자동적으로 손쉽고, 용이하게 촬영할 수 있게 되어, 하천의 수면 내부는 물론, 하천의 외부지역 3차원 도면 작업을 수행할 수 있도록 한다.
한편, 상기 무선 조정 비행장치에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)의 신호에 의해 무선 조정 비행장치가 하천의 각 지점(a1, a2, a3....)을 정확하게 판단하여 하천의 내부 지형을 용이하게 측량할 수 있도록 한다.
또한, 상기 비행장치 제어부(160)의 하측에는 측량용 타겟(200)이 360도 회전 가능하게 설치되어, 지상에 설치되는 광파기(210)로부터 발산된 빛이 상기 측량용 타켓(200)에 의해 광파기(210)로 반사되어 상기 무선 조정 비행장치(110)가 하천의 각 지점(a1, a2, a3....)을 보다 정확하게 측량할 수 있도록 한다.
상기 측량용 타겟(200)은 도 5에 도시한 바와 같이, 지지 패널(201)을 통하여 비행장치 제어부(160) 하측에 설치되며, 상기 지지 패널(201) 하측에 구형 홈(202)이 형성되어, 상기 구형 홈(202)내부에 상기 측량용 타겟 하부가 지지 고정되는 구형 돌기(203)가 삽입 됨으로써, 상기 구형 돌기(203)가 구형 홈(202) 내부에서 전후 및 좌우 방향으로 회전할 수 있도록 한다.
이에 따라서, 지상 제어장치(230)에 의해 상기 측량용 타겟(200)이 360도 회전 하면서 광파기(210)로부터 발산된 빛을 상기 측량용 타켓(200)에 의해 광파기로 반사시켜 상기 무선 조정 비행장치(110)의 3차원 위치(X축, Y축 및 Z축)를 정확하게 판단하며, 따라서 하천의 각 지점(a1, a2, a3....)에서 수면 깊이를 간편하게 측량하여, 하천 내부 지형의 3차원 도면화 작업을 수행할 수 있도록 한다.
이때, 상기 측량용 타겟(200)은 구동 모터(M)와 연결 설치되어, 상기 타겟 제어부(220)를 통하여 측량용 타겟(200)이 360도 원활하게 회전할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 무선 조정 비행장치(110)이 하천의 수면에서 일정한 높이(h)로 이동 하면서 상기 측량용 타겟(200)을 통한 하천의 폭(X축) 측량과, 카메라부(180)의 촬영에 의해 하천의 분할된 지점(a1, a2, a3....)의 수심(Z축) 측량은 물론, 하천의 외부지형을 3차원으로 촬영할 수 있게 되며, 상기 무선 조정 비행장치(110)에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)에 의해 상기 하천의 각 횡단면을 나누어 측량(Y축)하고, 상기와 같이 측량된 데이터를 지상 입력장치(240)에 송신 함으로써, 하천의 내부를 3차원으로 측량할 수 있도록 한다.
이에 따라, 기존에 인력이나 배로 수행되던 하천을 보다 안전하고 빠르게 측량할 수 있으면서, 입체적으로 하천의 외부지형 및 수면 내부 지형의 3차원 도면화 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110...무선 조정 비행장치 120...무게추
121...수중 음파 탐지기(sonar) 130...로프
131...눈금자 140...로프 권양기
150...주파수 수신부 160...비행장치 제어부
170...권양기 작동부 180...카메라부
190...무선 송신기(wireless transmitter)
191...송전선 200...측량용 타겟
201...지지 패널 202...구형 홈
203...구형 돌기 210...광파기
220...타겟 제어부 230...지상 제어장치
240...지상 입력장치
M...구동모터

Claims (9)

  1. 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템에 있어서,
    수면에서 일정 높이로 이동하는 무선 조정 비행장치;
    상기 무선 조정 비행장치에 설치되어 무선으로 원격 제어할 수 있도록 주파수 수신부 및 영상 송신을 위한 무선 송신기가 설치되는 비행장치 제어부;
    상기 무선 조정 비행장치에 설치되어 로프를 상,하 이동시키는 로프 권양기;
    상기 비행장치 제어부의 하측에 설치되어 수심 측량을 위한 로프의 수심 깊이 및 하천 외부 지형을 영상으로 촬영하는 카메라부; 및
    상기 무선 조정 비행장치에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)의 신호에 의해 무선 조정 비행장치의 3차원 위치(X축, Y축 및 Z축)를 판단하여 측량하고, 상기 카메라부로부터 수신된 영상 정보를 이용하여 하천의 수심을 측량하는 지상 입력장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비행장치 제어부의 하측으로 측량용 타겟이 360도 회전 가능하게 설치되어, 지상에 설치되는 광파기로부터 발산된 빛을 상기 측량용 타켓에 의해 광파기로 반사시켜 상기 무선 조정 비행장치의 3차원 위치(X축, Y축 및 Z축)를 보다 정확하게 판단하여 측량할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무선 조정 비행장치에 탑재되는 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)의 신호에 의해 무선 조정 비행장치의 3차원 위치(X축, Y축 및 Z축)를 판단하여 측량하는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 로프 권양기에 상,하 이동 하도록 연결되는 로프의 하단에는 음파 펄스에 의해 수심을 측량하는 수중 음파 탐지기(sonar) 또는 무게추가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 로프 권양기에 상,하 이동 하도록 연결 설치되는 로프의 외면에는 수심측량(水深測量)을 위한 눈금자가 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 비행장치 제어부에는 로프 권양기를 작동하는 권양기 작동부가 설치되어, 지상 제어장치의 제어 신호에 의해 상기 로프 권양기를 작동 시키는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 비행장치 제어부의 내부에 설치되는 주파수 수신부에는, 상기 무선 조정 비행장치가 하천의 폭을 일정하게 분할시킨 각 지점을 판단할 수 있도록 위성 위치 측정 시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)가 탑재되는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 측량용 타겟은 지지 패널을 통하여 비행장치 제어부 하측에 설치되며, 상기 지지 패널 하측에는 측량용 타겟이 360도 회전 가능하도록 구형 홈이 형성되어 상기 측량용 타겟 하부가 지지 고정되는 구형 돌기가 회전 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 측량용 타겟은 무선 조정 비행장치에 탑재되는 타겟 제어부에 의해 360도 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 조정 비행장치를 이용한 하천 측량시스템.
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