KR102170235B1 - 상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법 - Google Patents

상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상하수관로 안전관리를 위한 상태 정보 분석 및 모델링 방법에 관한 것으로서, 상하수관로에 거리 측정 센서와 촬영장치를 포함하고 원격 제어 장치와 연결된 자주차를 투입하는 단계, 상기 자주차와 연결된 원격 제어 장치에서 관로 내부의 전방 영상 및 측면 영상을 촬영하도록 자주차를 제어하고 촬영한 영상정보를 원격 제어 장치의 정보분석프로그램에서 취득하는 단계, 상기 정보분석프로그램에서 영상을 일정 구간별로 분할하여 분할한 영상을 전개도면화 하되, 전개도면화된 관로의 상하단에 거리정보가 표시되는 단계, 상기 영상정보로부터 관로 시설물의 결함정보를 정성적으로 분석하는 단계, 상기 영상정보를 병합하여 3차원으로 관로의 영상을 재구성하는 단계, 상기 3차원으로 재구성된 영상을 바탕으로 입체화된 화면을 연속적으로 출력하는 단계를 포함하는 상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 자주차가 촬영한 관로 내부의 영상을 3차원으로 재구성하여 관로의 현재 상태를 정확하게 분석함과 동시에 관로 내부 결함 등의 정도를 정성적으로 분석하고, 그 위치를 정확하게 파악할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.

Description

상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법{STATE INFORMATION ANALYSIS AND MODELLING METHOD OF SEWERAGE PIPE}
본 발명은 상하수관로 안전관리를 위한 상태 정보 분석 및 모델링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자주차가 상하수관로 내면을 촬영한 CCTV영상을 분석하는 방법에 있어서, 자주차에 거리정보 센서가 포함되어 관로의 결함 등의 위치를 보다 정확하게 파악하고, 영상을 3차원으로 재구성하되, 확대, 축소, 정지 및 회전 등 사용자의 필요에 따라 영상화면을 조절할 수 있도록 하여 다양한 시각에서 영상을 정성적으로 분석할 수 있는 상하수관로 안전관리를 위한 상태 정보 분석 및 모델링 방법에 관한 것이다.
현재 상하수도 시설은 교체되지 않은 노후화된 관로가 많아 수질오염 및 누수 등의 문제가 관의 부식, 이물질, 관로 연결부의 파손 등으로 인해 발생하고 있다.
지하에 매설된 상하수관로는 직접 육안으로 상태를 확인하는 것이 불가능하여 일반적으로 관로 내부를 주행하는 자주차가 사용된다. 자주차에는 촬영장치가 설치되어 관로 내부의 영상을 취득하고, 취득한 영상 정보를 분석하여 관로의 결함 등을 분석하고 있다.
종래에는 관로 내면의 전방 및 측면 영상을 동시에 취득하는 자주차를 이용하여 관로의 상태 정보를 분석하였으나, 결함의 상태와 위치를 정확하게 파악하는데 어려운 문제가 있었다.
구체적으로, 관로 내부의 영상을 취득하는 방법에 있어서, 기존의 디지털 영상 취득방식은 어안렌즈를 통해 180도 전후의 범위에서 영상을 취득한 후 수신한 영상을 전개하는 방식을 사용하여 영상을 취득하여 왔으나, 이러한 영상은 넓은 범위를 분석해야 하기 때문에 결함의 상태와 위치가 상대적으로 작게 표시되어 결함에 대한 정보를 정확하게 파악하기는 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 거리정보센서가 포함된 자주차가 촬영한 영상에 일정 간격마다 거리가 표시되어 관로의 결함 등의 위치를 정확하게 파악할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 결함의 종류 및 심각도에 따라서 등급을 분류하고, 촬영한 영상을 3차원으로 재구성하되, 확대, 축소, 정지 및 회전 등 사용자의 필요에 따라 영상화면을 조절할 수 있도록 하여 다양한 시각에서 결함 등을 정확하게 분석할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 상하수관로 안전관리를 위한 상태 정보 분석 및 모델링 방법은 상하수관로에 거리 측정 센서와 촬영장치를 포함하고 원격 제어 장치와 연결된 자주차를 투입하는 단계, 상기 자주차와 연결된 원격 제어 장치에서 관로 내부의 전방 영상 및 측면 영상을 촬영하도록 자주차를 제어하고 촬영한 영상정보를 원격 제어 장치의 정보분석프로그램에서 취득하는 단계, 상기 정보분석프로그램에서 영상을 일정 구간별로 분할하여 분할한 영상을 전개도면화 하되, 전개도면화된 관로의 상하단에 거리정보가 표시되는 단계, 상기 영상정보로부터 관로 시설물의 결함정보를 정성적으로 분석하는 단계, 상기 영상정보를 병합하여 3차원으로 관로의 영상을 재구성하는 단계, 상기 3차원으로 재구성된 영상을 바탕으로 입체화된 화면을 연속적으로 출력하는 단계를 포함하는 상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 결함정보는 상기 정보분석프로그램에 포함된 인공지능 결함분석 시스템을 이용하여 인공지능을 기반으로 결함정보를 정성적으로 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 결함정보는 상기 정보분석프로그램에 포함된 인공지능 결함분석 시스템을 이용하여 인공지능을 기반으로 결함정보를 정성적으로 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3차원으로 재구성한 관로는 결함정보 분석 대상을 관로 및 관 접합부로 분류하고, 분류한 분석대상을 결함의 심각도에 따라 등급을 부여하여 정성적으로 분석하고. 결함부분의 위치를 확대, 축소, 회전 등 영상을 조절하여 다양한 시각에서 결함 등을 정확하게 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정보분석프로그램은 연산 또는 제어수단을 포함하여 전개도면에 거리 정보를 표시하도록 하되, 상기 거리정보는 전개도면화된 관로의 상하단에 눈금막대로 표시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3차원으로 재구성된 관로의 영상은 상기 취득한 영상의 위치정보, 상태정보 등 전체 영상정보를 정보분석프로그램에서 병합하여 3차원 영상으로 재구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전개도면화로 취득한 전개도면 및 3차원으로 재구성된 관로의 영상정보를 바탕으로 정보분석프로그램에서 상하수관로 GIS맵을 형성하여 사용자가 관로의 결함 위치 및 상태 정보를 실시간으로 파악할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상하수관로 상태 정보는 스마트기기가 원격 제어 장치와 웹 서버를 통해 연결되어, 상하수관로 위치정보 및 결함 정보를 제공하며, 결함 등급 정보 검색기능 및 GIS맵 정보를 제공하는 어플리케이션 서버를 구비하여 상하수관로의 정보를 스마트기기로 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자주차가 촬영한 관로 내부의 영상을 3차원으로 재구성하여 관로의 현재 상태를 정확하게 분석함과 동시에 관로 내부 결함 등의 정도를 정성적으로 분석하고, 그 위치를 정확하게 파악할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 3차원으로 재구성하여 영상을 분석함으로써 관로의 현재 상태를 정확하게 분석함과 동시에 앞으로 발생할 노후화를 예측할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내부 영상을 이용한 상태 정보 분석 및 모델링 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 영상의 전개도면화 및 전개도면에 일정 간격마다 거리가 표시된 것을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 영상의 전개도면을 확대한 화면을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로의 영상 정보를 3차원으로 재구성한 것을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원으로 재구성한 관로의 내부화면을 연속적으로 출력하는 화면을 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원으로 재구성한 관로를 다양한 시각에서 분석할 수 있도록 영상화면을 조절하는 것을 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함이 존재하는 상하수관로의 위치정보 및 결함정보가 GIS맵에 표시된 화면을 나타낸 사진이다.
이하, 본 명세서에서 "결함"이라고 하는 용어는 관로 내의 부식, 균열, 함몰, 압괴, 돌출, 파손 등의 결함이나 관로 내의 장애물, 퇴적토 및 관경의 변형 상태 및 관로 접합부의 누수(나무뿌리, 얼룩, 내피생성 침적물 또는 침입수), 이음부 단차, 틈새, 파손 등을 포함하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 상하수관로 안전관리를 위한 상태 정보 분석 및 모델링 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내부 영상을 이용한 상태 정보 분석 및 모델링 시스템을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관로의 내부 영상은 관로 내부를 탐사하는 자주차가 지상에 설치된 원격 제어 장치와 유선 케이블로 연결되어 원격 제어에 의해 상하수관로의 내부를 주행하는 동안 전방 영상정보와 측면 영상정보를 취득할 수 있다.
상기 자주차는 관로 내부를 밝혀줄 램프 또는 랜턴 등의 광원을 포함하고, 주행에 필요한 구동모터나 구동륜이 포함되어 원격 제어 장치에 포함된 자주차 주행을 위해 미리 입력된 정보나 프로그램을 이용하여 자주차를 관로내에서 주행하도록 제어하여 필요로 하는 영상 정보를 수집할 수 있다.
또한, 상기 영상정보를 취득하기 위하여 본 발명에 따른 관로를 탐사할 자주차는 전방 단부 또는 상단에 영상 촬영장치로 디지털 카메라를 구비하여 관로 내부의 전방을 촬영하는 동시에 측면을 촬영할 수 있도록 180도의 시야각을 가진 어안렌즈가 구비되어 영상을 촬영하고, 자주차에 연결된 유선 케이블을 통해 원격 제어장치로 전송되어 영상을 취득(S1)한다. 이때, 유선 케이블이 아닌 무선 통신 형태로 구비될 수도 있다.
상기 지상에 설치된 원격 제어 장치는 차량에 탑재되거나, 실내에 설치되어 자주차를 원격 제어하거나 자주차로부터 획득한 영상정보를 합성, 편집, 분석 등의 작업을 수행하는 것으로, 서버시스템이나 컴퓨터시스템을 적용하여 상기 시스템에 시설물의 위치 및 시설물이 매설된 깊이 등 지하에 매설된 시설물에 대한 정보를 저장할 수 있다.
또한, 상기 원격 제어 장치는 상기 자주차로부터 실시간으로 전송되는 영상정보인 전방 영상정보와 측면 영상정보를 원활하게 송수신되도록 하는 프로토콜이 설정되어 있는 것이 바람직하다.
상기 시설물에 대한 정보는 관로의 작업 정보, 관로 번호, 관의 형태를 포함한 정보, 맨홀 정보 및 관 지름의 크기를 나타내는 관경 등이 포함될 수 있다.
상기 원격 제어 장치는 자주차로부터 수신된 관로의 영상 정보의 단위 측면 영상을 추출, 절단, 보정 및 보정된 영상을 접합 후 전개도면화 하기 위한 영상 왜곡보정기법과 모자이크기법이 포함된 정보분석프로그램을 포함한다. 상기 정보분석프로그램은 자주차로부터 수신된 영상정보를 일정단위로 절단하고, 절단된 영상의 왜곡을 보정하며, 보정된 영상을 접합하는 방법으로 전개도면화 할 수 있다.
구체적으로, 취득한 영상정보는 원통형 관로의 왜곡 보정을 통해 전개도면화 하여 실제 관로의 형태와 동일하게 전개시키고, 왜곡이 보정된 영상정보는 모자이크기법으로 접합하여, 관로 내면에 대한 하나의 전체영상인 전개도면(100)을 생성하여 현재 관로의 상태정보를 보다 정확하게 파악하도록 할 수 있다.
즉, 정보분석프로그램은 상기 자주차의 영상 촬영장치를 통해 취득한 관로 내면의 영상 정보에 대하여 섹션별로 러버쉬팅(Rubber sheeting) 기법을 이용하여 보정(S2)하고 이를 연결하여 전개도면화 할 수 있다.
상기 러버쉬팅 기법은 측면 영상을 취득하는 과정에서 발생되는 사다리꼴 형태의 영상 왜곡을 보정하여 실제 형태와 동일하게 변환하는 기술로 사다리꼴 형태의 네모서리를 잡아당겨 직사각형 전개도면으로 변환(S3)하는 것이다.
또한, 상기 정보분석프로그램에는 중복으로 촬영된 영상을 판독하여 중복촬영에 해당하는 영역을 삭제할 수 있도록 하여 자주차가 관로 내부를 탐사하면서 주행에 방해를 받아 영상이 중복 촬영된 경우 불필요한 부분을 삭제할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 영상의 전개도면화 및 전개도면(100)에 일정 간격마다 거리가 표시된 것을 나타낸 사진으로, 거리 정보는 도2에 도시된 바와 같이 관로의 전개도면(100) 상하단 부근에 거리정보가 표시되어 관로의 최초 촬영위치로부터 일정 간격마다 거리정보가 표시(S3)되도록 할 수 있다.
상기 거리정보는 거리를 측정하기 위한 거리 측정 수단으로 거리정보 센서가 자주차의 레일바퀴 등에 포함되도록 하여 레일바퀴가 한바퀴 도는 동안 이동한 거리 또는 그 이상의 일정한 이동거리를 거리간격으로 설정한 후, 탐사가 진행되는 동시에 거리정보를 취득하는 것이 바람직하며, 취득한 거리정보는 상기 정보분석프로그램으로 송신하여 전개도면(100)에 거리 측정 결과에 상응하는 거리 정보가 표시되도록 할 수 있다.
구체적으로, 원격 제어 장치로부터 자주차를 제어하여 관로 내의 영상 정보를 취득하는 것과 동시에 거리 정보를 취득하고, 취득한 정보는 정보분석프로그램으로 송신하여 정보분석프로그램에서 관로 내의 영상을 전개도면화하여 관로의 전개도면(100)을 표시하고, 거리측정 결과를 관로의 전개도면(100) 상하단 부근에 거리 측정 결과에 상응하는 거리 정보를 표시하여 관로의 최초 촬영위치로부터 일정 간격마다 거리정보를 표시할 수 있다.
이때, 정보분석프로그램은 연산 또는 제어수단을 포함하여 전개도면(100)에 거리 정보를 표시하도록 하고, 인공지능 결함분석 시스템을 포함하여 정성적으로 결함을 분석할 수 있도록 하며, 영상정보를 기준으로 상하수관로 GIS를 형성할 수 있도록 한다.
상기 거리정보는 다양한 방법으로 표시될 수 있으나, 본 발명에서는 상기 전개도면(100) 상하단 부근에 눈금막대(110)의 형태로 거리정보가 표시되도록 하여 사용자가 보기 편리하고, 관로 내의 결함의 위치를 보다 정확하게 특정할 수 있도록 하였다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 영상의 전개도면(100)을 확대한 화면을 나타낸 사진으로, 상기 관로 영상의 전개도면(100)을 사용자가 필요에 따라 전개도면화된 영상의 확대 및 축소 등의 작업을 통하여 결함의 정확한 위치정보와 상태정보를 동시에 얻을 수 있도록 할 수 있다.
구체적으로, 전개도면(100)의 가로축은 X축 세로축은 Y축으로 분류하고, 상기 눈금막대(110)의 거리정보를 통하여 관로 내에 존재하는 결함의 정확한 위치정보를 분석할 수 있다. 또한, 도 4와 같이 결함정보 분석 방법을 통하여 결함의 상태정보를 동시에 얻을 수 있다.
[표 1]은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 결함정보 분석 방법으로서, 결함의 분석 대상과 결함의 심각도에 따라 등급을 부여하는 방법을 나타낸 것이다.
결함 코드 등급 등급설명
관로 LP A 관로 관경의 25%를 초과하는 결함
B 관로 관경의 10~25% 범위의 결함
C 관로 관경의 10% 미만 범위의 결함
관로
접합부		 LF A 관로 접합부에 누수의 흔적(얼룩, 침적물 등)
B 관로 접합부에 벌어진 틈
C 관로 접합부가 벌어지 않음
본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 결함정보 분석 방법(S4)은, 자주차로부터 수집된 노후관로 내벽의 현재 영상정보인 전방 영상정보와 측면 영상정보는 유선 케이블을 통하여 연결된 원격 제어 장치내에 포함된 정보분석프로그램으로 전송되어 정보분석프로그램에 포함된 인공지능 결함분석 시스템을 이용하여 관로 내부 및 관 접합부의 결함 정도를 분석할 수 있다.
인공지능 결함분석 시스템은 영상에서 등장하는 관로를 전개도면화하여 이전에 확보한 다른 상하수관로의 전개도면(100)과 교차되는 주요 결함정보를 인지하여 결함 정보를 지정된 영상에서 검출해 내고 이를 분석 대상 분류 및 결함의 심각도에 따라 등급화 할 수 있다.
구체적으로, 하나 이상의 영상정보를 입력한 후, 상기 영상정보에서 결함정보를 검출하되, 상기 영상정보로부터 먼저 결함 의심 영역을 검출하고, 상기 결함 의심 영역 중에 결함 이외의 영역을 제거하는 과정을 거쳐 최종적인 결함 영역을 검출하고, 상기 결함 의심 영역은 상기 과정을 거쳐 결함이 아니라고 분류되거나, 결함으로 분류하는 과정으로 결함정보를 검출할 수 있다.
상기 입력되는 영상정보는 관로의 정지영상이거나 동영상 또는 전개도면(100)이 될 수 있으며, 영상정보가 전개도면(100)인 경우에는 전개도면(100)에 등장하는 결함정보를 검출하고, 동영상인 경우에는 각 프레임 또는 일정한 간격으로 분할된 다수의 정지 영상에 대하여 각 정지 영상마다 결함정보를 검출할 수 있다.
구체적으로 관로의 현재 상태를 LP코드(Lateral, Protruding), 관 접합부의 현재 상태를 LF코드(Lateral, Sealing faulty)로 분류하여 결함 정도를 A~C 등급으로 나누어 분석하는 방법으로 이루어진다.
상기 LP코드에 대한 등급 분류 방법은 관로 관경의 25%를 초과하는 결함은 A(심각)등급, 관로 관경의 10~25% 범위의 결함은 B(보통)등급, 관로 관경의 10% 미만 범위의 결함은 C(양호)등급으로 분류하며, LF코드에 대한 등급 분류 방법은 관로 접합부에 누수의 흔적이 있는 경우 A(심각)등급, 관로 접합부에 벌어진 틈만 있는 경우 B(보통)등급, 관로 접합부가 벌어지 않은 경우 C(양호)등급으로 분류한다.
상기 관로 내의 결함의 분류 방법으로 분류된 결함정보는 관로의 시작점부터 종점까지의 정보를 분석하여 사용자가 확인할 수 있도록 정보분석프로그램에 표시되며, 이를 통하여 사용자는 현재 관로의 손상 상황을 확인할 수 있다.
따라서, 관로의 시작점부터 종점까지 촬영된 영상정보로부터 관로의 전개도면화를 진행하여 결함의 정보 및 결함을 확대하여 확인할 수 있도록 하고, 전개도면(100)에 표시된 거리위치로부터 결함의 위치를 분석하는 동시에 관로 내의 부식, 균열, 함몰, 압괴, 돌출, 파손 등의 결함이나 관로 내의 장애물, 퇴적토 및 관경의 변형 상태 및 관로 접합부의 누수(나무뿌리, 얼룩, 내피생성 침적물 또는 침입수), 이음부 단차, 틈새, 파손 등 관로의 현재 상태를 보다 정확하게 확인할 수 있도록 정성적으로 분석할 수 있다. 즉, 관로의 전개도면(100)으로부터 결함의 상태와 위치 등을 분석할 수 있도록 하여 결함의 정확한 위치정보와 상태정보를 동시에 얻을 수 있도록 한다.
본 발명은 상기 설명한 방법에 의해 한정되지 않고 이외에 다른 여러 가지 방법을 사용하여 결함정보를 분석하여 결함을 식별할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로의 영상 정보를 3차원으로 재구성한 것을 나타낸 사진이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상은 본 발명에서 취득한 영상의 위치정보, 상태정보 등 전체 영상정보를 정보분석프로그램에서 병합(S5)하여 3차원 영상으로 재구성(S6)하여 얻을 수 있으며, 상기 3차원으로 재구성된 관로(200)는 취득한 영상의 정보를 바탕으로 실제 관로와 매우 유사하게 재구성되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 정보분석프로그램은 관로 내부 영상을 획득하여, 전개도면화 한 후, 상기 전개도면(100)의 거리정보의 X축 및 Y축의 방향 정보를 추출하고, Z축은 탐사 시작점에 위치하는 관경의 중심점에서 시설물이 매설된 지면과 직선으로 연결하여 3차원으로 재구성할 X,Y,Z축으로 이루어진 좌표공간을 설정할 수 있다.
상기 좌표공간은 X,Y,Z축이 직교하는 중점(0,0,0)을 탐사 시작점으로 설정하고, 중점으로 부터 YZ평면에 상기 관의 반지름에 해당하는 길이에 존재하는 점들을 연결하여 관경을 생성할 수 있다. 이때, 중점은 관경의 중심점이 되며, 관경의 길이는 관로의 반지름이므로 음의 값이 될 수 없다.
상기 거리정보 표시 방법으로 취득할 수 있는 관로의 종점을 X축에 입력하고, 종점의 X축의 좌표 위치에서 Y축 및 Z축의 양의 방향 및 음의 방향으로 상기 관의 반지름만큼 좌표를 설정하여 관경을 생성하고, 시작점과 종점의 관경을 연결함으로써 2차원의 전개도면을 3차원의 관로로 재구성 할 수 있다.
상기 정보분석프로그램은, 하드웨어가 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 하드웨어의 프로세서(CPU)가 상기 하드웨어 장치의 연산처리를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, JAVASCRIPT, PYTHON, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 하드웨어의 프로세서가 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 하드웨어의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 하드웨어의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신 방법에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원으로 재구성한 관로의 내부화면을 연속적으로 출력하는 화면을 나타낸 사진이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원으로 재구성한 관로(200)의 내부는 정보분석프로그램을 이용하여 관로의 내부를 상기 3차원으로 재구성된 화면을 연속적으로 출력하거나, 특정 구역 확대, 축소 등의 작업을 수행하고, 이를 통하여 관로 내부의 상태를 보다 정확하게 분석(S7)할 수 있다.
상기 3차원으로 재구성한 관로(200)의 내부화면을 연속적으로 출력하는 방법으로서, 상기 좌표공간에서 X,Y,Z축이 직교하는 중점(0,0,0)을 주행 시작점으로 출발하여 관로 관경의 내부 중심을 따라 자주차가 주행하는 듯이 화면을 연속적으로 출력하여 관로 내부를 분석할 수 있도록 하고, 3차원으로 재구성한 관로(200)에 거리 정보가 표시되도록 하여, 관로 내부의 현재 결함상태 및 그 위치정보를 보다 정확하게 분석(S7)할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원으로 재구성한 관로(200)를 다양한 시각에서 분석할 수 있도록 영상화면을 조절하는 것을 나타낸 사진으로, 3차원으로 재구성한 관로(200)의 영상을 확대, 축소, 정지 및 회전 등 사용자의 필요에 따라 영상화면을 조절할 수 있도록 하여 다양한 시각에서 영상을 정성적으로 분석할 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함이 존재하는 상하수관로의 위치정보 및 결함정보를 확보한 화면을 나타낸 사진으로, 상기 관로 영상정보의 모든 정보를 병합하여 관로가 위치하는 지점과 대응하는 지상의 위치를 나타낼 수 있도록 한다.
구체적으로, 관로의 탐사가 모두 끝난 후, 정보분석프로그램에서 취득한 영상정보를 전개도면화 및 3차원으로 재구성하여 결함의 위치 및 상태를 분석하고, 상기 정보를 종합하여 상하수관로 GIS를 형성함으로써 사용자가 관로의 결함 위치 및 상태 정보를 실시간으로 파악할 수 있도록 한다.
또한, 상하수관로 GIS에 표시된 관로 결함의 위치에 해당하는 지역 사진, 전개도면(100) 및 3차원으로 재구성된 관로의 화면(200)을 사용자의 필요에 따라, 동시에 정보분석프로그램에 표시할 수 있도록 하여 정보를 보다 정확하게 파악할 수 있도록 한다.
상기 상하수관로 GIS는 정보분석프로그램에서 형성하도록 제어하며, GIS 관망 데이터베이스에 현재 자주차의 출발위치로부터 거리정보센서로 측정한 관로의 결함지점을 분석하여 상하수관로 GIS맵을 형성하고, 관로의 결함 위치 및 상태 정보를 사용자가 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.
또한, 상기 상하수관로 상태 정보는 스마트기기가 원격 제어 장치와 웹 서버를 통해 연결되어 상하수관로의 정보를 스마트기기로 제공할 수 있다.
구체적으로, 스마트기기에 설치되는 어플리케이션의 형태로 상하수관로 위치정보 및 결함 정보를 제공하며, 결함 등급 정보 검색기능 및 GIS맵 정보를 제공하는 어플리케이션 서버를 구비하여 상하수관로의 정보를 스마트기기로 제공할 수 있다.
상기 스마트 기기는 스마트폰, 태블릿PC, 핸드헬드PC, 휴대폰, 스마트폰, 스마트 워치 등의 웨어러블 스마트기기 등이 포함될 수 있으며, 본 발명에서 스마트기기는 스마트폰을 이용하고, 안드로이드(Android), iOS 및 기타 모바일 기기 운영체제를 사용하여 상하수관로의 정보를 제공할 수 있다.
상기 상하수관로의 정보는 원격 제어 장치의 서버와 연동되어 위치정보 및 결함 정보, 결함 등급 정보 검색기능 및 GIS맵 정보를 제공하며, 스마트폰, 태블릿PC 등 스마트기기 사용자가 어플을 사용하여 GIS 지도와 연계된 상하수관로의 화면에 표시된 관로를 클릭 또는 터치시 관로의 위치정보 및 상태정보를 화면에 출력하여 제공할 수 있다.
따라서 본발명은 관로 내부를 탐사하는 자주차가 원격 제어에 의해 상하수관로의 내부를 주행하는 동안 전방 영상정보와 측면 영상정보를 취득(S1)하고, 취득한 관로의 영상 정보로부터 단위 측면 영상을 추출, 절단, 보정(S2) 및 보정된 영상을 접합하여 전개도면(S3)화 한다. 또한, 전개도면(100)에 일정 간격마다 거리가 표시(S3)되도록 하여 관로 내의 결함의 위치를 보다 정확하게 특정할 수 있도록 하고, 시설물 결함정보 분석 방법(S4)을 통하여 관로 내부 및 관 접합부의 결함 정도를 분석할 수 있다.
이후, 취득한 영상의 위치정보, 상태정보 등 전체 영상정보를 정보분석프로그램에서 병합(S5)하여 3차원 영상으로 재구성(S6)하여 관로의 내부를 주행하거나, 특정 구역 확대, 축소 등의 작업을 수행하고, 이를 통하여 관로 내부의 상태를 보다 정확하게 분석(S7)할 수 있도록 한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 관로의 전개도면 110 : 눈금막대
200 : 3차원으로 재구성한 관로

Claims (7)

  1. 상하수관로에 거리 측정 센서와 촬영장치를 포함하고 원격 제어 장치와 연결된 자주차를 투입하는 단계;
    상기 자주차와 연결된 원격 제어 장치에서 관로 내부의 전방 영상 및 측면 영상을 촬영하도록 자주차를 제어하고 촬영한 영상정보를 원격 제어 장치의 정보분석프로그램에서 취득하는 단계;
    상기 정보분석프로그램에서 영상을 일정 구간별로 분할하여 분할한 영상을 전개도면화 하되, 전개도면화된 관로의 상하단에 거리정보가 표시되는 단계;
    상기 영상정보로부터 관로 시설물의 결함정보를 정성적으로 분석하는 단계;
    상기 영상정보를 병합하여 3차원으로 관로의 영상을 재구성하되, 상기 3차원으로 재구성된 관로의 영상은 상기 취득한 영상의 위치정보 및 상태정보를 포함하는 전체 영상정보를 정보분석프로그램에서 병합하여 3차원 영상으로 재구성하는 것인 단계;
    상기 3차원으로 재구성된 영상을 바탕으로 입체화된 화면을 연속적으로 출력하고, 3차원으로 재구성한 관로에 거리 정보가 표시되도록 하는 단계
    를 포함하는 상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결함정보는 상기 정보분석프로그램에 포함된 인공지능 결함분석 시스템을 이용하여 인공지능을 기반으로 결함정보를 정성적으로 분석하는 것을 특징으로 하는 상하수관로 상태정보 분석 및 모델링 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 3차원으로 재구성한 관로는 결함정보 분석 대상을 관로 및 관 접합부로 분류하고, 분류한 분석대상을 결함의 심각도에 따라 등급을 부여하여 정성적으로 분석하고. 결함부분의 위치를 확대, 축소, 회전 등 영상을 조절하여 다양한 시각에서 결함 등을 정확하게 분석하는 것을 특징으로 하는 상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 정보분석프로그램은 연산 또는 제어수단을 포함하여 전개도면에 거리 정보를 표시하도록 하되, 상기 거리정보는 전개도면화된 관로의 상하단에 눈금막대로 표시되는 것을 특징으로 하는 상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전개도면화로 취득한 전개도면 및 3차원으로 재구성된 관로의 영상정보를 바탕으로 정보분석프로그램에서 상하수관로 GIS맵을 형성하여 사용자가 관로의 결함 위치 및 상태 정보를 실시간으로 파악할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상하수관로 상태 정보는 스마트기기가 원격 제어 장치와 웹 서버를 통해 연결되어, 상하수관로 위치정보 및 결함 정보를 제공하며, 결함 등급 정보 검색기능 및 GIS맵 정보를 제공하는 어플리케이션 서버를 구비하여 상하수관로의 정보를 스마트기기로 제공하는 것을 특징으로 하는 상하수관로 상태 정보 분석 및 모델링 방법.
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