KR102054562B1 - 원거리 계측기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고정 프레임의 일측에 일렬로 정렬되어 형성되며, 측정 객체의 일단의 계측 방향을 지시하는 제1 가시광 레이저 발광모듈과, 실측정하는 제1 비가시광 라이다 발광모듈과, 비가시광을 수광하는 제1 비가시광 라이다 센서로 구성되는 고정 레이더; 상기 고정 프레임의 타측에 일정 각도로 회전하도록 결합하는 가변 프레임과, 상기 가변 프레임에 일렬로 정렬되어 형성되며, 상기 측정 객체의 타단의 계측 방향을 지시하는 제2 가시광 레이저 발광모듈과, 실측정하는 제2 비가시광 라이다 발광모듈과, 비가시광을 수광하는 제2 비가시광 라이다 센서로 구성되는 가변 레이더; 및 상기 가변 레이더의 회전 각도를 조절하는 각도 조절부를 포함하여, 측정 객체와의 거리, 크기, 길이 및 너비를 측정 객체와의 측정 각도 및 거리와 상관없이 쉽고 안전하게 계측할 수 있는, 원거리 계측기를 개시한다.

Description

원거리 계측기{Measuring Instrument for Sizing Object at Long Distance}

본 발명은 원거리로부터 측정 객체의 크기 및 너비를 계측하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 결합된 두 개의 거리측정 레이저 센서에 의해 원거리로부터 측정 객체와의 거리, 크기 및 너비를, 측정 객체와의 각도 및 거리와 상관없이, 정확하고 안정적으로 계측할 수 있는, 원거리 계측기에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 건축 공사 현장 또는 토목 공사 현장에서는 건축물 또는 구축물의 다양한 치수를 측정하기 위해서 계측기가 이용되고 있다. 이러한 계측기는 한 지점에 측정한 계측 값과 다른 지점으로 이동하여 측정한 계측 값을 연산하여 건축물 또는 구축물의 크기, 길이, 거리 또는 너비를 계측하기도 한다.

하지만, 위험물이 상존하는 현장 특성상, 측정 위치로의 접근이 불가능한 경우가 종종 있으며, 불가피하게 측정이 쉽지 않은 측정 위치로 이동해야 하는 위험을 감수해야 하기도 한다.

또한, 현장에서의 계측 작업시, 외부 환경에 대한 안정성 및 내구성이 고도로 요구되므로 이에 대한 보완이 필요하고, 건축물 또는 구축물의 불규칙한 형상과 무관하게 원거리에서의 계측 정밀도를 보다 높일 필요성도 제기된다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 원거리로부터 측정 객체의 다양한 치수를 안전하게 계측하며, 내구성을 향상시키고, 측정 오차를 줄여 계측 정밀도를 향상시킬 수 있는, 원거리 계측기를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

전술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 외형을 형성하는 고정 프레임; 상기 고정 프레임의 일측에 일렬로 정렬되어 형성되며, 측정 객체의 일단의 계측 방향을 지시하는 제1 가시광 레이저 발광모듈과, 실측정하는 제1 비가시광 라이다 발광모듈과, 상기 일단으로부터 반사되는 비가시광을 수광하는 제1 비가시광 라이다 센서로 구성되는 고정 레이더; 상기 고정 프레임의 타측에 일정 각도로 회전하도록 결합하는 가변 프레임과, 상기 가변 프레임에 일렬로 정렬되어 형성되며, 상기 측정 객체의 타단의 계측 방향을 지시하는 제2 가시광 레이저 발광모듈과, 실측정하는 제2 비가시광 라이다 발광모듈과, 상기 타단으로부터 반사되는 비가시광을 수광하는 제2 비가시광 라이다 센서로 구성되는 가변 레이더; 및 상기 가변 레이더의 회전 각도를 조절하는 각도 조절부를 포함하여, 상기 고정 레이더로부터의 상기 측정 객체의 거리와, 상기 가변 레이더로부터의 상기 측정 객체의 거리 및 회전 각도를 연산하여 상기 측정 객체의 일단과 타단 사이의 길이를 계측하는, 원거리 계측기를 제공한다.

여기서, 상기 고정 레이더는 상기 제1 비가시광 라이다 센서와 제1 가시광 레이저 수광 센서 사이에 일정 각도로 개재되어, 상기 측정 객체로부터 반사되어 입사하는 가시광은 상기 제1 가시광 레이저 수광 센서로 가시광 투과시키고 비가시광은 상기 제1 비가시광 라이다 센서로 굴절시켜서, 가시광과 비가시광의 경로를 일치시키는 제1 스플리터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가변 레이더는 상기 제2 비가시광 라이다 센서와 제2 가시광 레이저 수광 센서 사이에 일정 각도로 개재되어, 상기 측정 객체로부터 반사되어 입사하는 가시광은 상기 제2 가시광 레이저 수광 센서로 가시광 투과시키고 비가시광은 상기 제2 비가시광 라이다 센서로 굴절시켜서, 가시광과 비가시광의 경로를 일치시키는 제2 스플리터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 각도 조절부는, 상기 가변 프레임의 회전축에 고정 결합된 제1 기어와, 상기 제1 기어와 교합하고 상기 고정 프레임에 회전가능하게 결합되는 제2 기어로 구성되고, 상기 제2 기어의 회전에 의해 상기 가변 레이더의 회전 각도를 조절할 수 있다.

또한, 상기 고정 프레임은 알루미늄 합금 소재 또는 합성 수지 소재를 포함할 수 있다.

또한, 흔들림 보정 모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 비가시광 라이다 발광모듈은 905nm의 광을 발광할 수 있다.

본 발명에 의하면, 고정 레이더와 회동 가능한 가변 레이더에 의해서, 측정 객체와의 거리, 크기, 길이 및 너비를 측정 객체와의 측정 각도 및 거리와 상관없이 쉽게 계측할 수 있는 효과가 있다.

또한, 측정 위치의 변경 없이도, 한 지점에서 다수의 측정 객체와의 거리, 크기, 길이 및 너비를 연속적으로 계측할 수 있는 효과가 있다.

또한, 소형화한 컴팩트 구조로 구성하여 휴대성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

더 나아가, 위험이 상존하는 토목 현장, 건축 현장 또는 재해 예측 장소에서, 위험 지역 접근 없이, 측정 객체와의 거리, 크기, 길이 및 너비를 신속하고 안전하게 계측할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 원거리 계측기의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 원거리 계측기의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 원거리 계측기의 가변 레이더의 회전 구동을 예시한 것이다.
도 4는 도 1의 원거리 계측기에 의한 측정 객체 길이 계측을 예시한 것이다.
도 5는 도 1의 원거리 계측기의 변형예를 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 원거리 계측기의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1의 원거리 계측기의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 원거리 계측기의 가변 레이더의 회전 구동을 예시한 것이며, 도 4는 도 1의 원거리 계측기에 의한 측정 객체 길이 계측을 예시한 것이고, 도 5는 도 1의 원거리 계측기의 변형예를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 원거리 계측기는, 고정 프레임(110)에 형성되어 측정 객체의 일단을 계측하는 고정 레이더(120)와, 고정 프레임(110)에 회전가능하도록 결합되어 측정 객체의 타단을 계측하는 가변 레이더(130)와, 가변 레이더(130)의 회전 각도를 조절하는 각도 조절부(140)를 포함한다.

고정 프레임(110)은 전체적인 외형을 형성하며, 후술하는 구성 요소를 지지한다. 또한, 고정 프레임(110)은 알루미늄 합금 소재 또는 합성 수지 소재를 포함하여서, 휴대성 및 외부 환경에 대한 내구성을 보완할 수 있고, 소형화한 컴팩트 구조로 구성하여 휴대성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

고정 레이더(120)는 고정 프레임(110)의 일측에 일렬로 정렬되어 형성되며, 측정 객체의 일단의 계측 방향을 지시하는 제1 가시광 레이저 발광모듈(121)과, 실측정하는 제1 비가시광 라이다 발광모듈(122)과, 측정 객체의 일단으로부터 반사되는 비가시광을 수광하는 제1 비가시광 라이다 센서(123)로 구성된다.

구체적으로, 제1 가시광 레이저 발광모듈(121)은 가시광 파장 영역의 레이저를 발광하여 측정하고자 하는 지점(스팟), 즉 측정 객체의 일단을 원거리로부터 시각적으로 지시한다.

제1 비가시광 라이다 발광모듈(122)은 제1 가시광 레이저 발광모듈(121)에 의해 지시되는 지점과 동일한 지점으로 비가시광 파장 영역의 라이다를 발광하고, 제1 비가시광 라이다 센서(123)는 측정 객체의 일단으로부터 반사되는 라이다를 수광한다.

가변 레이더(130)는, 고정 프레임(110)의 타측에 일정 각도로 회전하도록 결합하는 가변 프레임(131)과, 가변 프레임(131)에 일렬로 정렬되어 형성되며, 측정 객체의 타단의 계측 방향을 지시하는 제2 가시광 레이저 발광모듈(132)과, 실측정하는 제2 비가시광 라이다 발광모듈(133)과, 측정 객체의 타단으로부터 반사되는 비가시광을 수광하는 제2 비가시광 라이다 센서(134)로 구성된다.

구체적으로, 제2 가시광 레이저 발광모듈(132)은 가시광 파장 영역의 레이저를 발광하여 측정하고자 하는 지점, 즉 측정 객체의 타단을 원거리로부터 시각적으로 지시한다.

제2 비가시광 라이다 발광모듈(133)은 제2 가시광 레이저 발광모듈(132)에 의해 지시되는 지점과 동일한 지점으로 비가시광 파장 영역의 라이다를 발광하고, 제2 비가시광 라이다 센서(134)는 측정 객체의 타단으로부터 반사되는 라이다를 수광한다.

여기서, 전술한 제1 및 제2 비가시광 라이다 발광모듈(122,133)은 905nm의 광을 발광할 수 있다.

각도 조절부(140)는 제2 가시광 레이저 발광모듈(132)에 의해 측정 객체의 타단을 지시하도록 고정 레이더(120)에 대한 가변 레이더(130)의 회전 각도를 조절한다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 각도 조절부(140)는, 가변 프레임(131)의 회전축에 고정 결합된 제1 기어(141)와, 제1 기어(141)와 교합하고 고정 프레임(110) 상단에 회전가능하게 결합되는 제2 기어(142)로 구성되고, 제2 기어(142)의 회전에 의해 가변 레이더(130)의 회전 각도를 쉽게 직관적으로 조절할 수 있다.

한편, 각도 조절부(140)의 제2 기어(142)의 수동 회전에 의해 회전 각도를 조절할 수 있으나, 제2 기어(142)에 결합되는 추가적인 구동부 및 제어부의 구성에 의해 측정 객체의 타단을 인식하여 구동부의 회전 구동을 통해 가변 레이더(130)의 회전 각도를 조절할 수도 있다.

따라서, 도 4에 예시된 바와 같이, 고정 레이더(120)로부터의 측정 객체와의 거리와, 가변 레이더(130)로부터의 측정 객체의 거리 및 회전 각도를 연산하여 측정 객체의 일단과 타단 사이의 길이를 계측하여서, 측정 객체와의 거리, 크기, 길이 및 너비를 측정 객체와의 측정 각도 및 거리와 상관없이 쉽게 계측할 수 있다.

또한, A의 측정 위치에서 B의 측정 위치로 이동하더라도, 각도 조절부(140)에 의해 가변 레이더(130)의 회전 각도를 쉽게 변경하여서, 특정 측정 장소에 제한받지 않고 어디서나 측정 객체를 정확하게 계측할 수 있다.

또한, 흔들림 보정 모듈(미도시)을 내측에 더 포함하여 외부 계측 작업에 따른 흔들림 또는 진동으로 인한 계측 오차를 줄일 수도 있다.

한편, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 측정 객체의 구조적 특성상 그 형태가 불규칙하여 제1 또는 제2 가시광 레이저 발광모듈(121,132)로부터의 레이저의 지시 지점과 제1 또는 제2 비가시광 라이다 발광모듈(122,133)로부터의 라이다의 지시 지점이 상이한 경우, 간극으로 인해 계측 오차가 간혹 발생할 수도 있다.

이러한 계측 오차를 제거하기 위해서, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 고정 레이더(120)는 제1 비가시광 라이다 센서(122)와 제1 가시광 레이저 수광 센서(124) 사이에 일정 각도로 개재되어, 측정 객체로부터 반사되어 입사하는 가시광은 제1 가시광 레이저 수광 센서(124)로 가시광 투과시키고, 비가시광은 제1 비가시광 라이다 센서(123)로 굴절시켜서, 가시광과 비가시광의 경로를 일치시키는 제1 스플리터(151)를 더 포함할 수 있다.

즉, 제1 스플리터(151)에 의해 가시광과 비가시광의 경로를 일치시켜서 불규칙한 형상을 갖는 측정 객체의 계측 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 가변 레이더(130)는 제2 비가시광 라이다 센서(134)와 제1 가시광 레이저 수광 센서(135) 사이에 일정 각도로 개재되어, 측정 객체로부터 반사되어 입사하는 가시광은 제2 가시광 레이저 수광 센서(135)로 가시광 투과시키고, 비가시광은 제2 비가시광 라이다 센서(134)로 굴절시켜서, 가시광과 비가시광의 경로를 일치시키는 제2 스플리터(152)를 더 포함할 수 있다.

즉, 제2 스플리터(152)에 의해 가시광과 비가시광의 경로를 일치시켜서 불규칙한 형상을 갖는 측정 객체의 계측 정밀도를 향상시킬 수 있다.

한편, 제1 스플리터 및 제2 스플리터(151,152)는 40° 내지 50°의 각도로 각각 결합될 수도 있다.

부가하여, 추가적인 카메라(미도시)의 구성에 의해서, 측정 객체의 계측된 수치를 카메라에 의해 촬영된 사진에 표시하여 이미지 데이터로 제공하여서 수기에 의한 기록의 불편함을 제거하여 편의성을 높일 수도 있다.

또한, 별도의 삼각대에 의해 지면에 지지되도록 하여 구성하여 안정적으로 측정 객체를 계측하도록 할 수도 있다.

요약하자면, 전술한 바와 같은 원거리 계측기에 의해서, 측정 객체와의 거리, 크기, 길이 및 너비를 측정 객체와의 측정 각도 및 거리와 상관없이 쉽게 계측할 수 있으며, 측정 위치의 변경 없이, 한 지점에서 다수의 측정 객체와의 거리, 크기, 길이 및 너비를 연속적으로 계측할 수 있고, 위험이 상존하는 토목 현장, 건축 현장 또는 재해 예측 장소에서, 위험 지역 접근없이, 측정 객체와의 거리, 크기, 길이 및 너비를 신속하고 안전하게 계측할 수 있다.

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.

110 : 고정 프레임 120 : 고정 레이더
130 : 가변 레이더 140 : 각도 조절부
151,152 : 제1 및 제2 스플리터

Claims (7)

1. 외형을 형성하는 고정 프레임;
   상기 고정 프레임의 일측에 수직으로 정렬되어 형성되며, 측정 객체의 일단의 계측 방향을 지시하는 제1 가시광 레이저 발광모듈과, 상기 제1가시광 레이저 발광모듈이 지시하는 지점과 대응되는 지점을 향해 제1가시광 레이저 발광모듈로부터 발광한 레이저와 평행하게 비가시광 파장 영역의 라이다를 발광하여 비가시광 파장 영역의 라이다를 실측정하는 제1 비가시광 라이다 발광모듈과, 상기 일단으로부터 반사되는 비가시광을 수광하는 제1 비가시광 라이다 센서로 구성되는 고정 레이더;
   상기 고정 프레임의 타측에 일정 각도로 회전하도록 결합하는 가변 프레임과, 상기 가변 프레임에 일렬로 정렬되어 형성되며, 상기 측정 객체의 타단의 계측 방향을 지시하는 제2 가시광 레이저 발광모듈과, 실측정하는 제2 비가시광 라이다 발광모듈과, 상기 타단으로부터 반사되는 비가시광을 수광하는 제2 비가시광 라이다 센서로 구성되는 가변 레이더; 및
   상기 가변 레이더의 회전 각도를 조절하는 각도 조절부를 포함하여,
   상기 고정 레이더로부터의 상기 측정 객체의 거리와, 상기 가변 레이더로부터의 상기 측정 객체의 거리 및 회전 각도를 연산하여 상기 측정 객체의 일단과 타단 사이의 길이를 계측하는, 원거리 계측기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정 레이더는 상기 제1 비가시광 라이다 센서와 제1 가시광 레이저 수광 센서 사이에 일정 각도로 개재되어, 상기 측정 객체로부터 반사되어 입사하는 가시광은 상기 제1 가시광 레이저 수광 센서로 가시광 투과시키고 비가시광은 상기 제1 비가시광 라이다 센서로 굴절시켜서, 가시광과 비가시광의 경로를 일치시키는 제1 스플리터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원거리 계측기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가변 레이더는 상기 제2 비가시광 라이다 센서와 제2 가시광 레이저 수광 센서 사이에 일정 각도로 개재되어, 상기 측정 객체로부터 반사되어 입사하는 가시광은 상기 제2 가시광 레이저 수광 센서로 가시광 투과시키고 비가시광은 상기 제2 비가시광 라이다 센서로 굴절시켜서, 가시광과 비가시광의 경로를 일치시키는 제2 스플리터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원거리 계측기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 각도 조절부는, 상기 가변 프레임의 회전축에 고정 결합된 제1 기어와, 상기 제1 기어와 교합하고 상기 고정 프레임에 회전가능하게 결합되는 제2 기어로 구성되고, 상기 제2 기어의 회전에 의해 상기 가변 레이더의 회전 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는, 원거리 계측기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 고정 프레임은 알루미늄 합금 소재 또는 합성 수지 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 원거리 계측기.
   
6. 제1항에 있어서,
   흔들림 보정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원거리 계측기.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 비가시광 라이다 발광모듈은 905nm의 광을 발광하는 것을 특징으로 하는, 원거리 계측기.

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