KR102429242B1 - Gnss 기반 3차원 댐 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 모니터링 장치는 댐에 설치된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 리시버로부터 좌표값을 획득하는 획득부; 상기 획득부로부터 실시간으로 획득된 상기 좌표값과 초기값 간의 차이값 계산을 통해 변위 변화량을 산출하는 산출부; 상기 변위 변화량을 이용하여 상기 댐의 거동을 모니터링하는 모니터링부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 GNSS(Global Navigation Satellite System, 위성 측위 시스템, 위성 항법 시스템)에 기반하여 3차원으로 댐을 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
댐 및 보와 같은 수리시설은 설계 및 시공단계에서 많은 불확실한 요소를 내포하고 있다. 따라서, 수리시설에 대해서 체계적인 계측계획의 수립을 통한 효율적인 유지관리 방안이 필요하다.
댐 및 보는 기초지반 및 댐 제체(levee body)에 계측기를 설치하고, 계측기의 결과 분석을 통해 댐체의 거동이 파악되고 댐의 구조적 안정성이 관리될 수 있다.
댐 구조물 성능감시를 위하여 매설계기, 지진계측, 외부변형계측을 위한 시스템이 각각 별도로 운영되며 각 계측 결과는 서버로 전송될 수 있다.
그러나, 매설계기 통신망 구성이 다양하고 체계성이 결여되어 있으며, 매설계기 데이터수집 프로그램 및 데이터 전송체계의 현장별, 설비별 다양성으로 인해 계측데이터의 품질저하가 초래될 것으로 예상된다.
특히 기초지반 및 댐 제체 내부에 설치되는 매설계기는 댐 공사 중 장비에 의한 파손 또는 낙뢰에 의한 파손 등이 발생하고 있다. 또한, 계측기 신호를 전달하는 신호 케이블의 장거리화에 따른 데이터 헌팅과 결측 등의 문제가 발생될 수 있다. 그 결과, 계측결과의 신뢰성에 의문이 발생하고 있고 특히 매설계기는 계측기가 망실될 경우에는 동일 위치에 재설치가 불가능한 문제를 내포하고 있다.
한국등록특허공보 제1762364호에는 탄성파 에너지 탐사를 위한 장비인 수진기와 인공 발진기를 이용하여 뎀 제체의 강성 변화를 실시간으로 모니터링하는 기술이 개시되고 있다.
본 발명은 모니터링 포인트별로 습득되는 GNSS 데이터를 이용하여 댐을 관리하는 모니터링 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 모니터링 장치는 댐에 설치된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 리시버로부터 좌표값을 획득하는 획득부; 상기 획득부로부터 실시간으로 획득된 상기 좌표값과 초기값 간의 차이값 계산을 통해 변위 변화량을 산출하는 산출부; 상기 변위 변화량을 이용하여 상기 댐의 거동을 모니터링하는 모니터링부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 모니터링 방법은 댐에 설치된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 리시버로부터 좌표값을 획득하는 획득 단계; 실시간으로 획득된 상기 좌표값과 초기값 간의 차이값 계산을 통해 변위 변화량을 산출하는 산출 단계; 상기 좌표값 또는 상기 초기값을 기반으로 3차원 메쉬 그리드를 생성하는 시각화 단계; 상기 변위 변화량을 이용하여 상기 댐의 거동을 모니터링하고 상기 메쉬 그리드에 반영하는 모니터링 단계; 상기 댐의 거동이 임계값을 만족하면 알람 신호를 출력하는 알람 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 모니터링 장치는 정적 변위뿐만 아니라 관리자가 만족할 수 있는 정확도 범위 내에서 실시간으로 댐의 거동을 모니터링할 수 있다.
본 발명에 따르면, 모니터링 대상 영역이 3차원 공간 상에 모습 그대로 시각화되고, 변위 변화량이 시각화된 모습에 그대로 투영될 수 있다. 그 결과, 댐의 변위 변화량이 관리자에 의해 직관적으로 인식될 수 있다.
도 1은 본 발명의 모니터링 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 GNSS 리시버의 설치 위치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 GNSS 리시버의 설치 위치를 입체적으로 나타낸 개략도이다.
도 4는 시각부에 의해 생성된 메쉬 그리드를 나타낸 개략도이다.
도 5는 메쉬 그리드의 측면 모습을 나타낸 개략도이다.
도 6은 메쉬 그리드의 평면 모습을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 GNSS 리시버의 설치 위치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 GNSS 리시버의 설치 위치를 입체적으로 나타낸 개략도이다.
도 4는 시각부에 의해 생성된 메쉬 그리드를 나타낸 개략도이다.
도 5는 메쉬 그리드의 측면 모습을 나타낸 개략도이다.
도 6은 메쉬 그리드의 평면 모습을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.
댐 외부 변형감시를 위한 3차원 변위계측 시스템을 구축하기 위해 자동광파기(Total Station)를 이용한 자동변위계측관리시스템이 제안될 수 있다.
자동광파기(Total Station)의 외부변위 계측시스템은 정확도가 상대적으로 높은 장점(1mm 내외)이 있으나 기상조건(안개, 강우, 강설 등)과 프리즘 타겟의 오염(거미줄, 조류 배설물 등) 등에 영향을 받는 문제가 있다. 또한, 측점과의 거리에 따라 정확도가 낮아지는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해 정확도가 개선된 GNSS(Global Navigation Satellite System)가 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 모니터링 장치(100)를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 모니터링 장치(100)는 획득부(110), 산출부(130), 시각부(150), 모니터링부(170), 알람부(190)를 포함할 수 있다.
획득부(110)는 댐에 설치된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 리시버로부터 좌표값을 획득할 수 있다.
GNSS 리시버는 인공 위성을 이용하여 위도, 경도, 고도가 포함된 GNSS 데이터를 생성할 수 있다. 이에 따라, 획득부(110)는 GNSS 리시버로부터 위도, 경도, 고도가 포함된 GNSS 데이터를 입수할 수 있다. GNSS 데이터는 댐의 모니터링에 부적절할 수 있다. 왜냐하면, 댐의 모니터링은 댐의 어디에 이상이 발생했는지에 관심을 가질 수 있다. 이때, 이상 지점은 위도, 경도, 고도로 표현되는 것보다 댐 기준 x축, y축, z축으로 표현되는 것이 직관적인 인식에 유리할 수 있다.
위치 표기 상의 차이를 해소하기 위해, 획득부(110)는 서로 직교하는 x축, y축, z축을 갖는 3차원 공간 상의 값(본 명세서에서는 '좌표값'으로 표기됨)으로 GNSS 데이터를 변환할 수 있다.
x축은 물이 흐르는 방향으로 댐의 폭 방향을 나타낼 수 있다. y축은 물이 흐르는 방향에 수직한 방향으로 댐의 길이 방향을 나타낼 수 있다. z축은 중력 방향을 나타낼 수 있다.
획득부(110)에서 획득한 좌표값, 초기값은 결과적으로 x축, y축, z축을 기준으로 설정될 수 있다. 초기값은 획득부(110)에서 획득한 좌표값 중 하나로, 댐의 기준 상태에서 획득부(110)를 통해 획득한 좌표값에 해당될 수 있다. 댐의 기준 상태는 댐의 수문 개폐, 저장한 물의 양 등을 고려하여 관리자가 설정한 댐의 안정 상태를 나타낼 수 있다.
산출부(130)는 획득부(110)로부터 실시간으로 획득된 좌표값과 초기값 간의 차이값 계산을 통해 변위 변화량을 산출할 수 있다.
예를 들어, 댐의 특정 지점에 리시버가 설치될 수 있다. 이때, 댐에서 리시버가 설치된 위치가 포인트로 정의될 수 있다. 좌표값 및 초기값은 실질적으로 포인트의 위치를 나타낼 수 있다. 따라서, 변위 변화량은 포인트의 변위 변화량을 나타낼 수 있다. 리시버가 댐의 특정 지점에 고정 설치되면, 포인트의 변위 변화량은 곧 댐의 특정 지점의 변위 변화량과 동일할 수 있다.
일 예로, 산출부(130)는 △D(변위 변화량) = Dt(좌표값) - D0(초기값)과 같이 변위 변화량을 산출할 수 있다.
시각부(150)는 획득부(110)를 통해 획득된 좌표값 또는 초기값, 산출부(130)에서 산출된 변위 변화량을 그래프, 댐의 3차원 형상 등으로 시각화할 수 있다. 시각부(150)는 시각화된 결과물(그래프, 댐의 3차원 형상)을 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.
모니터링부(170)는 포인트의 변위 변화량을 이용하여 댐의 거동을 모니터링할 수 있다.
댐의 거동은 변위 변화량에 기반하여 댐의 변형률, 응력 중 적어도 하나를 산출할 수 있다.
알람부(190)는 댐의 거동이 임계값을 만족하면 알람을 출력할 수 있다. 일 예로, 알람부(190)는 댐의 거동이 임계값을 만족하면 알람 신호를 생성하고, 스피커 또는 경보기를 통해 알람 신호를 청각적으로 출력할 수 있다. 또는, 알람부(190)는 디스플레이 또는 경광등을 통해 알람 신호를 시각적으로 출력할 수 있다. 또는, 알람부(190)는 유무선 통신망을 통해 관리자의 단말기로 알람 신호를 전송할 수 있다.
도 2는 GNSS 리시버의 설치 위치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 3은 GNSS 리시버의 설치 위치를 입체적으로 나타낸 개략도이다.
댐(90)은 고정물에 해당하지만, 저장된 물(80)의 압력으로 인해 미시적으로 변위가 변동되고 변위 변화량일 발생될 수 있다. 이때의 변위 변화량이 설정값을 만족하면, 댐(90)의 붕괴 위험을 방지하기 위해 유지보수 또는 수문을 개방하는 등의 조치가 취해질 수 있다.
댐(90)에 의해 갇힌 물(80)에 대면되는 댐(90)의 제1 면(91)이 정의될 때, 리시버는 제1 면(91)에 반대되는 댐의 제2 면(92)에 복수로 설치되는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어 리시버는 제2 면(92)의 외면에 체결되거나, 제2 면(92)에 홈을 내어 수용된 후 매립될 수 있다. 이 경우, 상류로부터 떠내려온 목재, 바위 등의 물체가 제1 면(91)을 타격하는 여부에 상관없이 리시버가 안전하게 보호될 수 있다. 또한, 제1 면(91)에 저장된 물 속에 포함된 각종 물체로 인해 인공위성의 GNSS 신호가 리시버로 미수신되는 현상으로부터 벗어날 수 잇다.
도 4는 시각부(150)에 의해 생성된 메쉬 그리드를 나타낸 개략도이다. 도 5는 메쉬 그리드의 측면 모습을 나타낸 개략도이다. 도 6은 메쉬 그리드의 평면 모습을 나타낸 개략도이다.
시각부(150)는 좌표값을 나타내는 각종 그래프 기법을 통해 시각화를 수행할 수 있다. 이 경우, 관리자는 각 포인트의 변위 변화량을 쉽게 인지할 수 있다. 하지만, 댐의 어느 부위에 대한 변위 변화량인지는 직관적으로 인지하기 어려울 수 있다.
포인트가 댐의 어느 지점인지를 쉽게 나타내기 위해 시각부(150)는 각 포인트별로 초기 단계(댐의 안정 상태 또는 기준 상태)에서 획득된 좌표값에 해당하는 각 포인트별 초기값을 기반으로 3차원 공간의 메쉬 그리드를 생성할 수 있다.
이때의 3차원 공간의 메쉬 그리드는 댐의 형상을 3차원 가상 공간에 나타낸 것일 수 있다. 메쉬 그리드는 댐의 외면 형상을 평면형 단위 도형 복수개를 이어 붙인 형태로 나타낸 것일 수 있다.
시각부(150)는 변위 변화량을 이용하여 메쉬 그리드를 업데이트할 수 있다. 이때의 업데이트는 메쉬 그리드를 구성하는 단위 도형 s의 색 또는 형상의 변경을 의미할 수 있다. 또는, 업데이트는 단위 도형 s의 테두리선의 변경(위치, 길이)을 의미할 수 있다.
시각부(150)는 메쉬 그리드를 형성하는 단위 도형 s의 꼭지점 c를 포인트로 설정할 수 있다. 또는, 시각부(150)는 단위 도형 s의 중심 o를 포인트로 설정할 수 있다. 본 실시예를 다른 관점에서 살펴보면, 메쉬 그리드를 형성하는 각 단위 도형의 꼭지점마다 리시버가 설치되거나 각 단위 도형의 중심 o에 리시버가 설치되는 것을 의미할 수 있다.
이 경우, 단위 도형 s의 크기가 커지는 문제가 발생될 수 있다. 단위 도형 s의 크기가 커질수록 메쉬 그리드의 형상이 현실적인 댐의 모습으로부터 멀어질 수 있다.
이와 반대로, 메쉬 그리드의 형상이 댐의 모습을 닮도록 하기 위해 단위 도형 s의 크기를 줄이려면, 이에 맞춰 포인트가 촘촘하게 설치될 필요가 있다. 이는 리시버 개수의 과도한 증가를 요구할 수 있다.
예를 들어 각 단위 도형 s의 꼭지점 c가 포인트로 설정되는 경우, 도 6과 같이 가로(x축 방향) 6개, 세로(y축 방향) 6개의 단위 도형이 배열되면 총 49개의 리시버가 필요하다. 만약, 각 단위 도형 s의 중심 o가 포인트로 설정된다면, 도 6과 같이 가로 6개, 세로 6개의 단위 도형이 배열된 상황에서 총 36개의 리시버가 필요하다.
또한, 현실적으로 리시버를 각 단위 도형의 꼭지점 c나 중심 o에 정확하게 설비하는 것이 어려울 수 있다.
리시버 설치 개수를 줄이고, 리시버의 설치 정확도를 완화시키기 위해 시각부(150)는 실제 값이 아닌 등간격 형태로 그리드간 거리를 설정할 수 있다. 이는 메쉬 그리드가 부분적으로 실제의 포인트와 무관하게 생성될 수 있음을 의미한다.
일 예로, 댐에서 모니터링 대상이 되는 모니터링 영역이 정의될 수 있다. 모니터링 영역은 관리자가 댐에서 모니터링할 필요가 있다고 선정한 부분을 포함할 수 있다. 모니터링 영역은 제2 면(92) 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 포인트는 모니터링 영역 내에 위치할 수 있다.
시각부(150)는 일단 포인트와 무관하게 모니터링 영역의 형상을 따라 메쉬 그리드를 생성할 수 있다. 이때, 메쉬 그리드를 구성하는 단위 도형의 형상 및 크기 역시 포인트와 무관하게 설정될 수 있다.
이렇게 생성된 메쉬 그리드는 3차원 가상 공간 상의 어디에 배치할지에 대한 제1 문제, 설계도 기반으로 생성된 메쉬 그리드를 실제 형상으로 조정하는 제2 문제를 가질 수 있다.
제1 문제 및 제2 문제를 해결하기 위해, 시각부(150)는 획득부(110)를 통해 획득된 좌표값 또는 초기값에 따라 메쉬 그리드의 위치 및 형상을 보정할 수 있다.
일 예로, 시각부(150)는 메쉬 그리드를 형성하는 평면형 단위 도형의 크기 및 형상을 일단 포인트에 상관없이 설정할 수 있다. 예를 들어, 시각부(150)는 서로 직교하는 x축, y축, z축을 갖는 3차원 공간 상에서 메쉬 그리드를 생성할 수 있다. 도 6과 같이 시각부(150)는 댐의 평면 모습에 해당하는 xy 평면 상으로, 메쉬 그리드를 형성하는 복수의 단위 도형을 모두 동일한 크기 및 형상의 직사각형으로 설정할 수 있다. 시각부(150)는 메쉬 그리드를 형성하는 제1 단위 도형과 제2 단위 도형의 z축 방향 길이를 서로 다르게 설정할 수 있다. 다시 말해, 모든 단위 도형은 xy 평면 상으로, 다시 말해 x축 방향 및 y축 방향 상으로 서로 동일할 수 있다. 반면, z축 방향 상으로 각 단위 도형은 서로 다를 수 있다.
도 4 및 도 5를 살펴보면, 각 단위 도형의 z축 방향 길이가 서로 다른 것을 알 수 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 평면상으로 동일한 크기 및 형상의 단위 도형 복수개를 이용함으로써, 모니터링 영역이 댐의 형상에 최대한 가깝게 형성될 수 있다.
시각부(150)는 포인트에 대응되는 점을 내부면, 테두리, 꼭지점 중 어느 하나에 포함하는 특정 단위 도형을 복수의 단위 도형 중에서 탐색할 수 있다. 시각부(150)는 탐색된 특정 단위 도형이 포인트를 만족하도록 메쉬 그리드의 위치 및 형상을 보정할 수 있다.
일 예로, 도 6에 도시된 모니터링 영역 중 3개 지점 t1, t2, t3이 포인트에 해당될 수 있다.
포인트에 무관하게 메쉬 그리드가 형성된 관계로, 해당 포인트는 현실적으로 단위 도형의 꼭지점 c 또는 중심 o에 배치되기 어려울 수 있다. 시각부(150)는 댐의 외형을 추종하는 메쉬 그리드에 포함된 복수의 단위 도형 중에서 포인트 t1, t2, t3가 포함된 특정 단위 도형을 탐색할 수 있다. 시각부(150)는 탐색된 특정 단위 도형 각각이 t1, t2, t3에 위치하도록 메쉬 그리드 전체의 좌표를 변경하거나 일부 단위 도형의 위치를 변경할 수 있다.
댐의 변위 변화량을 수 cm 이내로 발생될 수 있다. 댐의 규모로 인해 모니터링 영역은 수m 이상일 수 있으며, 모니터링 영역에 비하여 변위 변화량을 매우 작은 값에 해당될 수 있다. 따라서, 관리자의 입장에서는 메쉬 그리드의 형상 변화만으로 댐의 변위 변화량을 인지하기 어려울 수 있다. 변위 변화량이 명확하게 인지될 수 있도록, 시각부(150)는 색상을 이용해 변위 변화량을 표시할 수 있다.
도 4, 도 5, 도 6의 경우, 빨간색은 10mm 이상의 변위 변화량을 나타낼 수 있다. 주황색은 5mm 이상이면서 10mm 미만의 변위 변화량을 나타낼 수 있다. 노랑색은 2.5mm 이상이면서 5mm 미만의 변위 변화량을 나타낼 수 있다. 하얀색은 0mm 이상이면서 2.5mm 미만의 변위 변화량을 나타낼 수 있다.
이와 같은 색상을 이용하면, 관리자는 모니터링 영역의 변위 변화량을 신속하고 직관적으로 인식할 수 있다.
도 7은 본 발명의 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7에 도시된 모니터링 방법은 도 1의 모니터링 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
모니터링 방법은 초기 세팅 단계(S 530), 획득 단계(S 520), 산출 단계(S 530), 시각화 단계(S 540), 모니터링 단계(S 550), 알람 단계(S 560)를 포함할 수 있다.
초기 세팅 단계(S 530)는 댐의 기준 상태에서 GNSS 리시버로부터 좌표값을 획득하고, 기준 상태에서 획득된 좌표값에 해당하는 초기값에 맞춰 댐의 형상을 추종하는 메쉬 그리드를 생성할 수 있다. 초기값의 획득은 획득부(110)에 의해 수행되고, 메쉬 그리드의 생성은 시각부(150)에 의해 수행될 수 있다.
획득 단계(S 520)는 댐에 설치된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 리시버로부터 좌표값을 획득할 수 있다. 획득 단계(S 520)는 획득부(110)에 의해 수행될 수 있다.
산출 단계(S 530)는 실시간으로 획득된 좌표값과 댐의 기준 상태에서 획득된 초기값 간의 차이값 계산을 통해 변위 변화량을 산출할 수 있다. 산출 단계(S 530)는 산출부(130)에 의해 수행될 수 있다.
시각화 단계(S 540)는 좌표값 또는 초기값을 기반으로 3차원 메쉬 그리드를 생성할 수 있다. 시각화 단계(S 540)는 시각부(150)에 의해 수행될 수 있다.
모니터링 단계(S 550)는 변위 변화량을 이용하여 댐의 거동을 모니터링하고 메쉬 그리드에 반영할 수 있다. 모니터링 단계(S 550)는 모니터링부(170)에 의해 수행될 수 있다.
알람 단계(S 560)는 댐의 거동이 임계값을 만족하면 알람 신호를 출력할 수 있다. 알람 단계(S 560)는 알람부(190)에 의해 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
80...물 90...댐
91...제1 면 92...제2 면
100...모니터링 장치 110...획득부
130...산출부 150...시각부
170...모니터링부 190...알람부
91...제1 면 92...제2 면
100...모니터링 장치 110...획득부
130...산출부 150...시각부
170...모니터링부 190...알람부
Claims (12)
- 댐에 설치된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 리시버로부터 좌표값을 획득하는 획득부;
상기 획득부로부터 실시간으로 획득된 상기 좌표값과 초기값 간의 차이값 계산을 통해 변위 변화량을 산출하는 산출부;
상기 변위 변화량을 이용하여 상기 댐의 거동을 모니터링하는 모니터링부;를 포함하고,
상기 댐에서 모니터링 대상이 되는 모니터링 영역이 정의되고, 상기 리시버의 설치 위치가 포인트로 정의될 때,
서로 직교하는 x축, y축, z축을 갖는 3차원 공간 상에서, 상기 모니터링 영역의 형상을 따라 메쉬 그리드를 생성하는 시각부가 마련되고,
상기 시각부는 상기 댐의 평면 모습에 해당하는 xy 평면 상으로, 상기 메쉬 그리드를 형성하는 복수의 평면형 단위 도형을 상기 포인트에 상관없이 모두 동일한 크기 및 형상의 직사각형으로 설정하며,
상기 시각부는 상기 메쉬 그리드를 형성하는 제1 단위 도형과 제2 단위 도형의 z축 방향 길이를 서로 다르게 설정하고,
상기 시각부는 상기 xy 평면 상으로, 상기 포인트에 대응되는 점을 내부면, 테두리, 꼭지점 중 어느 하나에 포함하는 특정 단위 도형이 상기 포인트를 만족하도록 상기 메쉬 그리드의 위치 및 형상을 보정하는 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 댐의 거동이 임계값을 만족하면 알람을 출력하는 알람부가 마련된 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 획득부는 상기 리시버로부터 위도, 경도, 고도가 포함된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 데이터를 입수하고,
상기 획득부는 상기 3차원 공간 상의 값으로 상기 GNSS 데이터를 변환하며,
상기 좌표값 및 상기 초기값은 상기 x축, 상기 y축, 상기 z축을 기준으로 설정되는 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 댐에 의해 갇힌 물에 대면되는 상기 댐의 제1 면이 정의될 때,
상기 제1 면에 반대되는 상기 댐의 제2 면에 복수로 설치되는 상기 리시버가 마련된 모니터링 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 시각부는 상기 변위 변화량을 이용하여 상기 메쉬 그리드를 업데이트하고,
상기 업데이트는 상기 메쉬 그리드를 구성하는 단위 도형의 색 또는 형상의 변경을 의미하거나 상기 단위 도형의 테두리선의 변경을 의미하는 모니터링 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 모니터링부는 상기 변위 변화량에 기반하여 변형률, 응력 중 적어도 하나를 산출하는 모니터링 장치.
- 모니터링 장치에 의해 수행되는 모니터링 방법에 있어서,
댐에 설치된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 리시버로부터 좌표값을 획득하는 획득 단계;
실시간으로 획득된 상기 좌표값과 초기값 간의 차이값 계산을 통해 변위 변화량을 산출하는 산출 단계;
상기 좌표값 또는 상기 초기값을 기반으로 3차원 메쉬 그리드를 생성하는 시각화 단계;
상기 변위 변화량을 이용하여 상기 댐의 거동을 모니터링하고 상기 메쉬 그리드에 반영하는 모니터링 단계;
상기 댐의 거동이 임계값을 만족하면 알람 신호를 출력하는 알람 단계;를 포함하고,
상기 시각화 단계는,
상기 댐에서 모니터링 대상이 되는 모니터링 영역이 정의되고, 상기 리시버의 설치 위치가 포인트로 정의될 때,
서로 직교하는 x축, y축, z축을 갖는 3차원 공간 상에서, 상기 모니터링 영역의 형상을 따라 상기 메쉬 그리드를 생성하고,
상기 댐의 평면 모습에 해당하는 xy 평면 상으로, 상기 메쉬 그리드를 형성하는 복수의 평면형 단위 도형을 상기 포인트에 상관없이 모두 동일한 크기 및 형상의 직사각형으로 설정하며,
상기 메쉬 그리드를 형성하는 제1 단위 도형과 제2 단위 도형의 z축 방향 길이를 서로 다르게 설정하고,
상기 xy 평면 상으로, 상기 포인트에 대응되는 점을 내부면, 테두리, 꼭지점 중 어느 하나에 포함하는 특정 단위 도형이 상기 포인트를 만족하도록 상기 메쉬 그리드의 위치 및 형상을 보정하는 모니터링 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020210139733A KR102429242B1 (ko) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | Gnss 기반 3차원 댐 모니터링 장치 및 방법 |
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| KR102429242B1 true KR102429242B1 (ko) | 2022-08-05 |
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- 2021-10-19 KR KR1020210139733A patent/KR102429242B1/ko active IP Right Grant
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| KR102429242B9 (ko) | 2023-08-16 |
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