KR20150074618A - System For 3-Dimensional Displacement Measurement of Bridge And Operation Method Of Same - Google Patents
System For 3-Dimensional Displacement Measurement of Bridge And Operation Method Of Same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150074618A KR20150074618A KR1020130162553A KR20130162553A KR20150074618A KR 20150074618 A KR20150074618 A KR 20150074618A KR 1020130162553 A KR1020130162553 A KR 1020130162553A KR 20130162553 A KR20130162553 A KR 20130162553A KR 20150074618 A KR20150074618 A KR 20150074618A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- displacement measurement
- bridge
- displacement
- laser
- pyramidal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0008—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings of bridges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 교량의 3차원 변위측정시스템에 관한 것으로서, 레이져 거리측정기 등을 이용하여 피라미드형의 변위측정표적, 그리고 재귀반사시트 등의 레이저용 반사타겟에 레이저광을 조사(照射)하고 반사된 것을 연산처리함으로써, 교량의 x,y,z축 방향의 변위뿐만 아니라, 별도의 광파측거기를 활용하여 x,y,z축 방향의 좌표까지도 측정할 수 있는 교량의 3차원 변위측정시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a three-dimensional displacement measurement system for bridges, and more particularly, to a pyramidal type displacement measurement target using a laser distance measuring device or the like, and to a laser reflection target such as a retroreflective sheet, A three-dimensional displacement measurement system of a bridge capable of measuring not only a displacement in the x, y and z axis directions of the bridge but also a coordinate in the x, y and z axis directions by utilizing a separate optical wavefront distance measuring device and its operating method .
일반적으로, 구조물 특히 대형건물이나 교량 등은 설계부터 준공에 이르기까지 철저한 감리와 그 준공 후의 정기적인 안전진단을 통해 안전성을 검증받는다.
In general, the safety of structures, especially large buildings and bridges, is verified through thorough supervision from design to completion, and periodic safety diagnosis after completion.
그러나, 아무리 잘 지어지고 또 안전진단을 무사히 통과한 교량일지라도 사용 중에는 내ㆍ외부의 어떤 요인에 의해 순식간에 붕괴되어 대형 참사를 일으킬 수 있는 위험성은 항상 내재되어 있다.
However, no matter how well built and passed the safety diagnosis, the bridge is always in danger of being able to collapse suddenly and to cause massive disaster by some factor of inside and outside during use.
따라서, 구조물의 붕괴와 그로인한 대형 참사를 막기 위해서는 이상이 발견되는 즉시 보수하거나 만약에 대비하여 사람을 대피시키는 등의 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 상시 감시 및 경보체계를 갖출 필요가 있다.
Therefore, in order to prevent the collapse of the structure and the large-scale disasters caused by it, it is necessary to have a regular monitoring and alarm system that can take appropriate measures such as repairing the situation or finding a person in case it is found.
현재, 국내의 측량 계측 분야는 첨단적인 신기술 적용이 가속화 되고 있으며, 정보통신 기술과 결합된 복합적인 기술에 대한 요구가 급속히 증가하고 있는바, 교량의 실시간 안전진단장치와 관련하여 한국 등록특허공보 제10-0584080호는, 도 1에 도시된 것과 같이 레이저빔을 단계적으로 증폭하도록 하여 빔스프리터에서의 광손실을 줄이고 광차폐기를 이용 과도한 세기의 레이저빔에 의한 리니어이미지센서의 손상을 방지하도록 한 레이저를 이용한 교량의 실시간 안전진단장치에 관한 것으로, 변위센서(S1,S2,‥‥,Sn) 사이사이에 설치되어 레이저빔(B)을 차단하거나 투과시키는 광셔터(T1,T2,‥‥,Tn)와, 출력포트(OP15,OP25,‥‥,OPn5)에 접속된n 광셔터(T1,T2,‥‥,Tn)로 광셔터폐쇄신호를 출력하여 모든 광셔터(T1,T2,‥‥,Tn)를 폐쇄시킨 상태에서 레이저발진기(40)와 가장 가까운 위치에 있는 광셔터(T1,T2,‥‥,Tn)부터 순차적으로 개방하여 폐쇄된 광셔터(T1,T2,‥‥,Tn)와 개방된 광셔터(T1,T2,‥‥,Tn)의 경계부분에 위치된 변위센서(S1,S2,‥‥,Sn)에 의해 측정된 측정치를 해당 변위센서(S1,S2,‥‥,Sn)가 위치된 거더(38)의 변위로 간주하는 제어부(60)와, 제어부(60)의 출력포트(OP6)에 접속되고 레이저발진기(40) 앞에 설치되어 제어부(60)로부터 순차적으로 출력되는 광셔터개방신호에 의해 레이저빔(B)의 강도를 단계적으로 증대시키고 수광소자(42)에 의해 레이저빔(B)이 검출되면 레이저빔(B)의 강도를 초기단계로 복귀시키는 것을 반복하는 광증폭기(44)와, 각 리니어이미지센서(LH1,LH2,‥‥,LHn)(LV1,LV2,‥‥,LVn) 앞에 위치되어 폐쇄된 광셔터(T1,T2,‥‥,Tn)와 개방된 광셔터(T1,T2,‥‥,Tn)의 경계부분에 위치된 변위센서(S1,S2,‥‥,Sn) 외의 변위센서(S1,S2,‥‥,Sn)에 구비된 리니어이미지센서(LH1,LH2,‥‥,LHn)(LV1,LV2,‥‥,LVn)로 향하는 레이저빔(B)을 차단하는 광차폐기(MH1,MH2,‥‥,MHn)(MV1,MV2,‥‥,MVn)로 구성되는 것을 특징으로 하는 "레이저를 이용한 교량의 실시간 안전진단장치 및 방법" 이 게시되어 있다.
Currently, the field of survey and measurement in Korea has been accelerating the application of advanced new technology, and the demand for complex technology combined with information and communication technology is rapidly increasing. As for the real time safety diagnosis device for bridges, 10-0584080 discloses a laser apparatus for amplifying a laser beam step by step so as to amplify the laser beam so as to reduce the light loss in the beam splitter and to prevent the linear image sensor from being damaged by an excessive intensity laser beam T2, ..., Tn, which are installed between the displacement sensors S1, S2, ..., Sn and which block or transmit the laser beam B. The optical shutters T1, T2, ..., Tn ..., and Tn connected to the output ports OP15, OP25, ..., and OPn5 and outputs all of the optical shutters T1, T2, ..., The laser oscillator 40 is turned on, The optical shutters T1, T2, ..., Tn and the open optical shutters T1, T2, ..., Tn, which are sequentially opened from the closest optical shutters T1, T2, ..., Tn, S2, ..., Sn) located at the boundary portion of the girder 38 on which the displacement sensors S1, S2, ..., Sn are located is regarded as a displacement of the girder 38 on which the displacement sensors S1, S2, ..., The intensity of the laser beam B is controlled by an optical shutter open signal which is connected to the output port OP6 of the control unit 60 and is provided in front of the laser oscillator 40 and sequentially outputted from the control unit 60, An optical amplifier 44 for repeating the stepwise increase and returning the intensity of the laser beam B to the initial stage when the laser beam B is detected by the light receiving element 42 and an optical amplifier 44 for each linear image sensor LH1 and LH2 .., Tn located before the closed optical shutters T1, T2, ..., Tn and the open optical shutters T1, T2, ..., Tn located in front of the light valves LV1, LV2, The displacement sensors S1, S2, ..., Sn, ..., LVn) provided in the displacement sensors S1, S2, ..., Sn of the light beam sensors (LV1, LV2, ..., LVn) There is disclosed an apparatus and method for real-time safety diagnosis of a bridge using a laser, characterized in that the bridge is constituted by disposal (MH1, MH2, ..., MHn) MV1, MV2, ..., MVn.
또한, 교량 구조물의 변위측정방법 및 변위측정장치와 관련하여, 한국 공개특허공보 제10-2012-0106038호는, 도 2에 도시된 것과 같이 구조물의 복수 측정점에서의 변형률을 측정하는 변형률계(1); 수학식 5에 의하여 단위 하중에 의한 모멘트의 영향계수를 연산하는 영향계수 연산부(2); 측정자에 의해 입력장치를 통하여 입력된 단면이차모멘트 값, 측정점에서의 중립축으로부터의 거리, 탄성계수 및 상기 영향계수 연산부(2)에 의해 연산된 영향계수를 이용하여 수학식 9에 따라 변형률-등가하중의 연성계수 를 연산하고 그 역행렬로부터 변형률-등가하중의 강성계수 를 연산하며, 각각의 측정점에서 해당 측정점과 이웃하는 측정점 사이의 구조물 부분에 대하여 각각의 측정점에 대한 강성도 행렬을 연산하며, 각 측정점에 대해 구해진 강성도 행렬을 중첩하여 구조물 전체에 대한 강성도 행렬 를 연산하고 이를 이용하여 그 역행렬인 연성도 행렬 을 연산하는 연성계수 및 강성계수 연산부(3); 및 상기 연성계수 및 강성계수 연산부(3)에 의해 연산된 연성도 행렬 에 변형률-등가하중의 강성계수의 행렬을 곱하고 다시 변형률계(1)에 의해 구해진 각 측정점에서의 변형률의 행렬을 곱하여 구조물의 각 측정점에서의 변위을 연산하는 변위 연산부(4)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 "변형률 측정을 이용한 장대 교량 구조물의 변위측정방법과, 이를 이용한 장대 교량구조물의 변위측정장치" 가 게시되어 있다.
Also, in relation to a displacement measurement method and a displacement measurement apparatus of a bridge structure, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0106038 discloses a
그러나, 상기와 같이 구성되는 종래기술에도 불구하고, 구조물중 교량의 거동은 교량 전체에 여러 가지 형태의 징후로 나타나기 때문에, 전반적인 거동을 파악하기란 쉽지 않은 실정이다.
However, in spite of the above-described conventional technique, since the behavior of the bridge in the structure appears as various types of signs throughout the bridge, it is not easy to grasp the overall behavior.
특히, 측량현장에서는 교량 구조물의 안전성 확보와 수직 및 수평변이에 대한 교량 거동의 연속적 측정을 위해 각종 장비 및 센서를 도입하여 측량을 실시하고 있으며, 실시간 수집된 데이터는 각종 프로그램을 통해 정확하고 정밀한 수학적 해석을 통해 교량거동의 사전 감지 및 안정성 검토에 활용하고 있는 실정이다.
Especially, at the survey site, various equipments and sensors are installed to ensure the safety of the bridge structure and to continuously measure the bridge behavior against the vertical and horizontal displacement. The real-time collected data is collected through various programs, This study has been applied to the pre - detection and stability evaluation of bridge behavior through analysis.
그러나, 구조물 변이 및 안전성 검측의 토대가 되는 장비 및 센서의 운용에 있어, 구조물 변위측정을 위한 레이저용 반사타깃의 경우 측량 장비와 함께 특허된 외국 제품을 사용하고 있는 실정으로, 초기 도입단가, 부품조달, 유지ㆍ보수의 어려움 및 기술 이전이라는 점에서 많은 애로 및 한계가 있다.
However, in the operation of equipment and sensors, which are the basis of structure variation and safety inspection, in case of reflection target for laser for structural displacement measurement, we use foreign patented product together with surveying equipment. Difficulties in procurement, maintenance and repair, and technology transfer.
[선행기술문헌] [Prior Art Literature]
1. 한국 등록특허공보 제10-0584080호 (2006. 05. 22. 등록)1. Korean Patent Registration No. 10-0584080 (registered on May 22, 2006)
2. 한국 공개특허공보 제10-2012-0106038호 (2012. 09. 26. 공개)
2. Korean Patent Publication No. 10-2012-0106038 (published on September 29, 2012)
본 발명은, 구조물의 변이 및 안전성 검측의 토대가 되는 장비 및 센서의 운용에 있어, 초기 도입단가, 부품조달, 유지ㆍ보수의 어려움 및 기술 이전이라는 점에서 많은 애로 및 한계를 해소함과 동시에, 교량의 x,y,z축 방향의 변위는 물론, x,y,z축 방향의 좌표까지도 측정할 수 있는 교량의 3차원 변위측정시스템 및 그 운용방법을 제공함에 그 목적이 있다.
The present invention solves many difficulties and limitations in terms of the initial introduction cost, difficulty in parts procurement, maintenance and repair, and technology transfer in the operation of equipment and sensors that are the basis of the inspection of the structural variation and safety, Dimensional displacement measurement system for a bridge capable of measuring not only a displacement in the x, y, and z axis directions but also a coordinate in the x, y, and z axis directions, and a method of operating the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템은, 측량현장에 시공되는 교량의 일측에 부착되는 피라미드형 변위측정표적; 및 상기 표적으로부터 설정된 거리만큼 이격되게 설치되는 레이저 거리측정기; 및 데이터전송선을 통하여 상기 레이저 거리측정기에 연결되어, 레이저 거리측정기에서 전송되는 변위측정데이터를 표시하는 모니터링장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional displacement measurement system for a bridge, including: a pyramidal displacement measurement target attached to one side of a bridge installed at a survey site; And a laser distance measuring unit installed at a predetermined distance from the target. And a monitoring device connected to the laser distance measuring device through a data transmission line and displaying displacement measurement data transmitted from the laser distance measuring device.
또한, 본 발명의 교량의 3차원 변위측정시스템은, 상기 피라미드형 변위측정표적에 인접하여 부착되는 재귀반사시트; 및 상기 재귀반사시트로부터 설정된 거리만큼 이격되게 설치되고, 데이터전송선을 통하여 상기 모니터링장치에 연결되며, 재귀반사시트에 조사된 후 반사되어 돌아오는 레이저광을 처리하여 측정된 좌표데이터를 상기 모니터링장치에 전송하는 광파측거기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the three-dimensional displacement measurement system of the bridge of the present invention comprises: a retroreflective sheet attached adjacent to the pyramidal displacement measurement target; And a control unit connected to the monitoring device through a data transmission line and configured to process the laser light reflected by the retroreflective sheet and return to the monitoring device, And a plurality of light emitting diodes (LEDs).
상기 피라미드형 변위측정표적은, 전체적인 외형이 사각형을 밑면으로 하고 그 평면 밖의 한 점을 공통의 꼭짓점으로 하는 네 개의 가상의 삼각형으로 둘러싼 각뿔형태의 피라미드형으로서, 상기 가상의 각 삼각형중의 어느 하나로서, 단면이 계단형으로 형성되는 제1 변위측정부; 및 상기 제1 변위측정부에 인접하게 연결되며, 단면이 계단형으로 형성되는 제2 위측정부;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The pyramidal displacement measurement target is a pyramidal pyramidal shape in the form of a pyramidal shape surrounded by four hypothetical triangles whose overall contour is a rectangular base and a point outside the plane is a common vertex, A first displacement measuring unit having a stepped section; And a second position measuring unit connected to the first displacement measuring unit and having a stepped shape in cross section.
상기 레이저 거리측정기에서 최초시점에 조사된 레이저광이 제1 변위측정부로부터 반사되어 되돌아온 거리측정데이터; 및 설정된 시간 경과후 상기 레이저 거리측정기에서 다시 조사된 레이저광이 위치변경된 상기 제1 변위측정부로부터 반사되어 되돌아온 또 다른 거리측정데이터;를 연산처리하여, 상기 교량의 길이방향의 변위측정데이터를 출력하는 것을 특징으로 한다.Distance measurement data of the laser light irradiated at the initial point of time in the laser distance measurer, reflected from the first displacement measurement unit and returned; And another distance measurement data that is reflected back from the first displacement measurement unit in which the laser beam again irradiated by the laser distance measuring unit has been changed after the lapse of the set time, and outputs displacement measurement data in the longitudinal direction of the bridge .
상기 레이저 거리측정기에서 최초시점에 조사된 레이저광이 제2 변위측정부로부터 반사되어 되돌아온 거리측정데이터; 및 설정된 시간 경과후 상기 레이저 거리측정기에서 다시 조사된 레이저광이 위치변경된 상기 제2 변위측정부로부터 반사되어 되돌아온 또 다른 거리측정데이터;를 연산처리하여, 상기 교량의 수직방향의 변위측정데이터를 출력하는 것을 특징으로 한다.Distance measuring data of the laser light irradiated at the initial point in the laser distance measuring instrument and reflected back from the second displacement measuring portion; And another distance measurement data that is reflected back from the second displacement measurement unit in which the laser beam again irradiated by the laser distance measuring unit has been changed after the lapse of the set time, and outputs displacement measurement data of the vertical direction of the bridge .
상기 레이저 거리측정기에서 최초시점에 조사된 레이저광이 재귀반사시트로부터 반사되어 되돌아온 거리측정데이터; 및 설정된 시간 경과후 상기 레이저 거리측정기에서 다시 조사된 레이저광이 위치변경된 상기 재귀반사시트로부터 반사되어 되돌아온 또 다른 거리측정데이터;를 연산처리하여, 상기 교량의 수평방향의 변위측정데이터를 출력하는 것을 특징으로 한다.Distance measuring data of the laser light irradiated at the initial point of time in the laser distance measuring instrument reflected back from the retroreflective sheet; And another distance measurement data which is reflected back from the retroreflective sheet where the laser beam again irradiated by the laser distance measuring device after the lapse of the set time has been changed, and outputting displacement measurement data of the bridge in the horizontal direction .
또한, 본 발명의 교량의 3차원 변위측정시스템은, 상기 가상의 각 삼각형중의 나머지 두개의 삼각형중의 어느 하나에 구비되는 나사공; 및 상기 나사공을 관통하여 상기 피라미드형 변위측정표적을 교량의 일측에 결합시키는 결합수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The three-dimensional displacement measuring system of the present invention may further comprise: a screw hole provided in any one of the remaining two triangles of the imaginary triangle; And coupling means for penetrating the screw hole and coupling the pyramidal displacement measurement target to one side of the bridge.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템의 운용방법은, 측량현장에 시공되는 교량에 피라미드형 변위측정표적, 그리고 재귀반사시트가 부착되는 단계; 상기 표적들과 시트로부터 설정된 거리만큼 이격되게, 레이저 거리측정기 및 광파측거기가 설치되는 단계; 전원선과 데이터전송선을 활용하여, 상기 레이저 거리측정기와 광파측거기에 모니터링장치가 연결되는 단계; 상기 레이저 거리측정기와 피라미드형 변위측정표적, 그리고 재귀반사시트를 활용하여, 측정대상의 교량의 피측정지점에 대한 x,y,z축 방향의 변위가 측정되는 단계; 상기 광파측거기와 재귀반사시트를 활용하여, 측정대상의 교량의 피측정지정에 대한 x,y,z축 방향의 좌표가 측정되는 단계; 및 상기 측정된 변위데이터 및 좌표데이터가 모니터링장치로써 연산처리되어, 측량현장에 시공되는 교량을 유지ㆍ보수할 수 있는 내구성 또는 안전성과 관련있는 데이터가 확보되는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
A method of operating a three-dimensional displacement measurement system of a bridge according to an embodiment of the present invention includes attaching a pyramidal displacement measurement target and a retroreflective sheet to a bridge installed at a survey site; Installing a laser range finder and a photovoltaic target so as to be spaced a predetermined distance from the targets and the sheet; Connecting a monitoring device to the laser distance measuring device and the optical wavefront measuring device using a power line and a data transmission line; Measuring a displacement in the x, y, and z axis directions of the measured point of the bridge to be measured using the laser distance meter, the pyramidal displacement measurement target, and the retroreflective sheet; Measuring the coordinates in the x, y, and z-axis directions with respect to a measurement designation of a bridge to be measured by utilizing the lightwave telemetry device and the retroreflective sheeting; And the measured displacement data and the coordinate data are subjected to arithmetic processing by the monitoring apparatus so that data relating to durability or safety that can maintain and repair the bridge installed at the survey site is secured .
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 교량의 3차원 변위측정시스템 및 그 운용방법에 따르면, 교량 등의 x,y,z축 방향의 변위뿐만 아니라, x,y,z축 방향의 좌표까지도 측정할 수 있음으로써, 목표정확도 0.5mm의 높은 정확도의 측량 데이터를 확보할 수 있어, 교량 등에 대한 과학적인 유지관리 기법을 제시함으로써, 비용절감과 교량 구조물의 내구성 및 안전성 확보에 활용할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the three-dimensional displacement measurement system and method of the present invention configured as described above, it is possible to provide a three-dimensional displacement measuring system and an operation method of the bridge in the x, y, Since it is possible to measure up to the coordinates, it is possible to secure highly accurate measurement data with a target accuracy of 0.5 mm and to present scientific maintenance techniques for bridges, etc., thereby reducing costs and securing durability and safety of bridge structures It is effective.
그리고, 본 발명의 일실시예의 교량의 3차원 변위측정시스템 및 그 운용방법에 따르면, 교량 등의 구조물이 설치되는 측량현장에 레이저 거리측정기, 광파측거기를 설치하고 피라미드형 변위측정표적, 그리고 재귀반사시트를 활용하여, 확보된 정확도가 높은 측량 데이터를 기반으로, 데이터전송선 및 전원선에 연결되어 있는 모니터링장치를 효율적으로 활용함으로써, 구조물의 시공중의 관리뿐만 아니라 완공후의 유지ㆍ관리를 통하여 체계적인 정보화 시공에 활용할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
According to the three-dimensional displacement measurement system and method for operating the bridge of the embodiment of the present invention, a laser distance measuring device and a light wave radar are installed at a survey site where a structure such as a bridge is installed and a pyramidal displacement measurement target, By utilizing the seats to efficiently utilize monitoring devices connected to data transmission lines and power lines based on survey data with high accuracy ensured, it is possible not only to manage during construction of structures but also to maintain systematic information There is another effect that can be applied to construction.
또한, 본 발명의 일실시예의 교량의 3차원 변위측정시스템 및 그 운용방법에 따르면, 궁극적으로는 중앙정부 및 지자체로 하여금 시설물 관리업무를 효율적이면서, 유기적으로 수행할 수 있는 기반을 마련할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
In addition, according to the three-dimensional displacement measurement system and the operation method of a bridge of an embodiment of the present invention, it is possible to provide a central management system and a municipality that are capable of efficiently and organically performing facility management tasks There is another effect.
도 1은 종래기술에 따른 수평빔 스프리터에 의한 교량의 좌우방향의 변위를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 2는 종래기술의 변위측정방법에 따른 상부구조물에 대한 (a)단순구조도 (b)등가하중 및 변형률선도 등을 포함하여 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템의 전체적인 구성을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 3차원 변위측정시스템의 피라미드형 변위측정표적을 활용하여 y축 방향의 변위를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 본발명의 3차원 변위측정시스템의 피라미드형 변위측정표적을 활용하여 z축 방향의 변위를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 6은 본발명의 3차원 변위측정시스템의 재귀반사시트를 활용하여 x축 방향의 변위를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템을 활용하여 x,y,z축 방향의 좌표를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템의 운용방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 측량현장에서 실제로 교량구조물의 측정에 소요되는 장비 등의 리스트를 나타낸 테이블이다.1 is a view for explaining a process of measuring lateral displacement of a bridge by a horizontal beam splitter according to the related art.
FIG. 2 is a schematic diagram showing (a) simple structure diagram (b) equivalent load and strain diagram for an upper structure according to a displacement measurement method of the related art.
3 is a schematic view showing the overall configuration of a three-dimensional displacement measurement system of a bridge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining a process of measuring a displacement in the y-axis direction using a pyramidal displacement measurement target of the three-dimensional displacement measurement system of the present invention.
5 is a view for explaining a process of measuring a displacement in the z-axis direction using a pyramidal displacement measurement target of the three-dimensional displacement measurement system of the present invention.
6 is a view for explaining a process of measuring a displacement in the x-axis direction by utilizing a retroreflective sheet of the three-dimensional displacement measuring system of the present invention.
FIG. 7 is a view illustrating a process of measuring coordinates in the x, y, and z-axis directions using a three-dimensional displacement measurement system of a bridge according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of operating a three-dimensional displacement measurement system of a bridge according to an embodiment of the present invention.
9 is a table showing a list of equipment and the like that are actually required for measurement of a bridge structure at a survey site.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다.
Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application.
그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
It is to be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
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, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ",or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
도 3은 본 발명의 일 실시시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템의 전체적인 구성을 나타낸 개략도이다.
3 is a schematic view showing the overall configuration of a three-dimensional displacement measurement system of a bridge according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템은, 측량현장(100)에 시공되는 교량(200)의 일측에 부착되는 피라미드형 변위측정표적(500), 재귀반사시트(700), 상기 표적들(500,700)로부터 설정된 거리만큼 이격되게 설치되는 레이저 거리측정기(300)와 광파측거기(400), 그리고 데이터전송선(C)을 통하여 상기 레이저 거리측정기(300)와 광파측거기(400)에 연결되는 모니터링장치(800)를 포함하여 이루어진다.
3, a 3D displacement measurement system for a bridge according to an embodiment of the present invention includes a pyramidal
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템을 구성하는 상기 각 구성요소들의 작용과 이들 간의 연결관계를 살펴본다.
Here, the operation of each component constituting the three-dimensional displacement measurement system of the bridge according to an embodiment of the present invention and the connection relation between them will be described.
우선, 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템에 있어서, 상기 레이저 거리측정기(300)는, 내측에 구비되는 레이저광 생성기(도시하지 않음)를 포함하여 구성되며, 상기 레이저광 생성기에서 발사되는 레이저광이 상기 피라미드형 변위측정표적(500) 또는 재귀반사시트(700)의 표면에서 반사된 후 되돌아오는 것을 연산처리하여, 상기 레이저 거리측정기(300)로부터 피라미드형 변위측정표적(500) 또는 재귀반사시트(700)까지의 거리를 산출하는 장치이다.
First, in the three-dimensional displacement measurement system of a bridge according to an embodiment of the present invention, the
그리고, 본 발명 3차원 변위측정시스템의 광파측거기(400)는, 내측에 구비되는 레이저광 생성기(도시하지 않음)를 포함하여 구성되며, 상기 레이저광 생성기에서 발사되는 레이저광이 상기 재귀반사시트(700)의 재귀반사부(710)에서 반사된 후 되돌아오는 것을 연산처리하여, 상기 재귀반사시트(700)가 부착되어 있는 측정대상의 교량(200)의 피측점지점에 대한 x,y,z축 방향의 좌표를 산출하는 장치이다.
The
또한, 본 발명 3차원 변위측정시스템의 모니터링장치(800)는, 전원선(P)과 데이터전송선(C)을 통하여 상기 레이저 거리측정기(300)와 광파측거기(400)에 연결되는 장치로서, 상기 레이저 거리측정기(300)와 광파측거기(400)에에서 생성된 측정대상의 교량(200)의 피측점지점에 대한 x,y,z축 방향의 좌표값에 대한 데이터, 그리고 x,y,z축 방향의 변위값에 대한 데이터를 연산처리하여 구조물의 시공중의 관리뿐만 아니라, 완공후의 유지ㆍ관리를 통하여서 체계적인 정보화 시공에 활용할 수 있다.
The
그리고, 본 발명 3차원 변위측정시스템의 피라미드형 변위측정표적(500)은, 전체적인 외형이 사각형을 밑면으로 하고 그 평면 밖의 한 점을 공통의 꼭짓점으로 하는 네 개의 삼각형으로 둘러싼 각뿔형태의 피라미드형 표적이다.
The pyramidal
이때, 상기 각 삼각형에 해당하는 부위가 본 발명의 피라미드형 변위측정표적(500)에서 제1 변위측정부(510), 그리고 제2 위측정부(520)를 구성하고, 상기 사각형을 밑면에 해당하는 부위는 변위센서고정공(530)을 관통하는 나사 등으로써 측량현장(100)의 교량(200) 일측에 고정ㆍ설치된다.
At this time, in the pyramidal
또한, 상기 제1 변위측정부(510)는 단면도를 기준으로 계단형으로 이루어지는 다수개의 변위측정면(511 ~ 51n)으로 구성되고, 제2 위측정부(520)도 단면도를 기준으로 계단형으로 이루어지는 다수개의 변위측정면(521 ~ 52n)으로 구성되며, 이때 상기 변위측정면(511 ~ 51n, 521 ~ 52n)에 레이저광이 조사된 후 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라서, 제1 변위측정부(510)로부터 상기 변위측정면(511 ~ 51n, 521 ~ 52n)까지의 거리가 측정된다.
The first displacement measuring unit 510 includes a plurality of displacement measuring surfaces 511 to 51n formed in a step shape on the basis of a sectional view and the second position measuring unit 520 is also configured as a step- And the displacement measuring surfaces 511 to 51n and 521 to 52n are irradiated with laser light and then returned to the laser
또한, 장시간 경과후 상기 교량(200)의 형상 또는 위치가 변경되면, 측량현장(100)의 교량(200) 일측에 고정ㆍ설치된 상기 피라미드형 변위측정표적(500), 그리고 평판형 변위측정표적(600)의 위치가 변경되고, 이로써 측정했던 최초의 거리와 위치변경 후의 측정거리를 비교함에 따라, 피라미드형 변위측정표적(500), 그리고 평판형 변위측정표적(600)의 x,y,z축 방향의 변위를 산출되게 된다.
When the shape or position of the
또한, 본 발명 3차원 변위측정시스템의 재귀반사시트(700)는, 일측에 재귀반사부(710)가 형성되는 것으로서, 광파측거기(400)에서 발사된 레이저광이 표면에서 반사되어 되돌아 감에 따라 측량현장(100)의 교량(200) 일측에 고정ㆍ설치된 상기 재귀반사시트(700)의 x,y,z축 방향의 좌표값이 측정된다.
In addition, the
도 4는 본 발명의 3차원 변위측정시스템의 피라미드형 변위측정표적을 활용하여 y축 방향의 변위를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
FIG. 4 is a view for explaining a process of measuring a displacement in the y-axis direction using a pyramidal displacement measurement target of the three-dimensional displacement measurement system of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템에 따르면, 레이저 거리측정기(300)의 내측에 구비되는 레이저광 생성기(도시하지 않음)로부터 발사된 레이저광이 측량현장(100)에 시공되는 교량(200)의 일측에 부착되는 피라미드형 변위측정표적(500)을 향하여 레이저광이 조사된 후, 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라서 레이저 거리측정기(300)로부터 상기 레이저광이 조사된 해당 변위측정면까지의 거리가 산출된다.
4, according to the three-dimensional displacement measurement system for a bridge according to an embodiment of the present invention, a laser beam emitted from a laser light generator (not shown) provided inside the
이때, 최초에 레이저광 생성기(도시하지 않음)로부터 발사된 레이저광이 상기 피라미드형 변위측정표적(500)에 구비된 제1 변위측정부(510)의 n번째 변위측정면(51n)에 조사된 후 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라, 상기 레이저 거리측정기(300)으로부터 상기 n번째 변위측정면(51n)에까지의 거리 Ln이 산출된다.
At this time, the laser light emitted from the laser light generator (not shown) is irradiated to the n-th displacement measurement surface 51n of the first displacement measurement unit 510 provided in the pyramidal
그리고, 일정시간 경과된 후 레이저광 생성기(도시하지 않음)로부터 발사된 레이저광이 동일 방향을 향하여 조사됨에도 불구하고, 상기 피라미드형 변위측정표적(500)의 위치가 y축 방향에 대하여 변경됨에 따라, 상기 피라미드형 변위측정표적(500)에 구비된 제1 변위측정부(510)의 n-3번째 변위측정면(51n-3)에 조사된 후 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라, 상기 레이저 거리측정기(300)로부터 상기 n-3번째 변위측정면(51n-3)까지의 거리 Ln-3이 산출된다.
As the position of the pyramidal
따라서, 상기 모니터링장치(800)는 상기 Ln과 Ln-3을 연산처리하여, 상기 피라미드형 변위측정표적(500)이 부착된 곳의 교량(200)의 y축 방향의 변위를 산출해내고, 이를 디스플레이부(도시하지 않음)에 표시해준다.
Accordingly, the
도 5는 본발명의 3차원 변위측정시스템의 피라미드형 변위측정표적을 활용하여 z축 방향의 변위를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
5 is a view for explaining a process of measuring a displacement in the z-axis direction using a pyramidal displacement measurement target of the three-dimensional displacement measurement system of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템에 따르면, 레이저 거리측정기(300)의 내측에 구비되는 레이저광 생성기(도시하지 않음)로부터 발사된 레이저광이 측량현장(100)에 시공되는 교량(200)의 일측에 부착되는 피라미드형 변위측정표적(500)을 향하여 레이저광이 조사된 후, 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라서 레이저 거리측정기(300)로부터 상기 레이저광이 조사된 해당 변위측정면까지의 거리가 산출된다.
5, according to the three-dimensional displacement measurement system of a bridge according to an embodiment of the present invention, a laser beam emitted from a laser light generator (not shown) provided inside the
여기서, 최초에 레이저광 생성기로부터 발사된 레이저광이 상기 피라미드형 변위측정표적(500)에 구비된 제2 변위측정부(520)의 n번째 변위측정면(52n)에 조사된 후 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라, 상기 레이저 거리측정기(300)으로부터 상기 n번째 변위측정면(52n)에까지의 거리 ln이 산출된다.
Here, the laser light emitted from the laser light generator is first irradiated onto the n-th displacement measurement surface 52n of the second displacement measurement unit 520 provided in the pyramidal
그리고, 일정시간 경과된 후 레이저광이 동일 방향을 향하여 조사됨에도 불구하고, 상기 피라미드형 변위측정표적(500)의 위치가 x축 방향에 대하여 변경됨에 따라, 상기 피라미드형 변위측정표적(500)에 구비된 제2 변위측정부(520)의 n-3번째 변위측정면(52n-3)에 조사된 후 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라, 상기 레이저 거리측정기(300)으로부터 상기 n-3번째 변위측정면(52n-3)까지의 거리 ln-3이 산출된다.
As the position of the pyramidal
따라서, 상기 모니터링장치(800)는 상기 ln과 ln-3을 연산처리하여, 상기 피라미드형 변위측정표적(500)이 부착된 곳의 교량(200)의 z축 방향의 변위를 산출해내고, 이를 디스플레이부에 표시해준다.
Accordingly, the
도 6은 본발명의 3차원 변위측정시스템의 재귀반사시트 활용하여 x축 방향의 변위를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
6 is a view for explaining a process of measuring a displacement in the x-axis direction by using the retroreflective sheet of the three-dimensional displacement measurement system of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템에 따르면, 레이저 거리측정기(300)의 내측에 구비되는 레이저광 생성기로부터 발사된 레이저광이 측량현장(100)에 시공되는 교량(200)의 일측에 부착되는 재귀반사시트(700)을 향하여 레이저광이 조사된 후, 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라서 상기 레이저 거리측정기(300)로부터 상기 레이저광이 조사된 상기 재귀반사시트(700)까지의 거리가 산출된다.
6, according to the three-dimensional displacement measurement system for a bridge according to an embodiment of the present invention, laser light emitted from a laser light generator provided inside a
여기서, 최초에 레이저광 생성기로부터 발사된 레이저광이 상기 재귀반사시트(700)에 조사된 후 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라, 상기 레이저 거리측정기(300)로부터 상기 평판형 변위측정표적(600)에까지의 거리 ln_h이 산출된다.
Here, the laser light emitted from the laser light generator is irradiated to the
그리고, 일정시간 경과된 후 레이저광이 동일 방향을 향하여 조사됨에도 불구하고, 상기 재귀반사시트(700)의 위치가 x축 방향에 대하여 변경됨에 따라, 상기 재귀반사시트(700)에 조사된 후 레이저 거리측정기(300)로 되돌아옴에 따라, 상기 레이저 거리측정기(300)로부터 상기 재귀반사시트(700)까지의 거리 ln-3_h이 산출된다.
As the position of the
따라서, 상기 모니터링장치(800)는 상기 ln_h과 ln-3_h을 연산처리하여, 상기 재귀반사시트(700)이 부착된 곳의 교량(200)의 x축 방향의 변위를 산출해내고, 이를 디스플레이부에 표시해준다.
Accordingly, the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템을 활용하여 x,y,z축 방향의 좌표를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
FIG. 7 is a view illustrating a process of measuring coordinates in the x, y, and z-axis directions using a three-dimensional displacement measurement system of a bridge according to another embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 광파측거기(400)에서 발사된 레이저광이 본 발명 3차원 변위측정시스템의 재귀반사시트(700) 일측에 형성된 재귀반사부(710)에 표면에 발사된다.
As shown in FIG. 7, the laser light emitted from the
그리고, 광파측거기(400)에서 발사된 레이저광이 표면에서 반사되어 되돌아 옴에 따라 상기 광파측거기(400)에 구비된 제어기(도시하지 않음)가 이를 연산처리함으로써 측량현장(100)의 교량(200) 일측에 고정ㆍ설치된 상기 재귀반사시트(700)의 x,y,z축 방향의 좌표값이 측정된다.
A controller (not shown) provided in the optical wavefront ter-
따라서, 상기 모니터링장치(800)는 상기 피라미드형 변위측정표적(500)이 부착된 곳의 교량(200)의 x,y,z축 방향의 좌표값을 디스플레이부에 표시해준다.
Therefore, the
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템의 운용방법을 나타낸 흐름도이다.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of operating a three-dimensional displacement measurement system of a bridge according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 교량의 3차원 변위측정시스템의 운용방법은, 측량현장(100)에 시공되는 교량(200)에 피라미드형 변위측정표적(500), 그리고 재귀반사시트(700)를 부착시키는 단계(S100); 상기 표적(500,700)들로부터 설정된 거리만큼 이격되게, 레이저 거리측정기(300) 및 광파측거기(400)를 설치하는 단계(S200); 전원선(P)과 데이터전송선(C)을 활용하여 상기 레이저 거리측정기(300)와 광파측거기(400)에 모니터링장치(800)를 연결시키는 단계(S300); 상기 레이저 거리측정기(300)와 피라미드형 변위측정표적(500), 그리고 재귀반사시트(700)를 활용하여, 측정대상교량(200)의 피측점지점에 대한 x,y,z축 방향의 변위를 측정하는 단계(S400); 상기 광파측거기(400)와 재귀반사시트(700)를 활용하여, 측정대상 교량(200)의 피측점지점에 대한 x,y,z축 방향의 좌표를 측정하는 단계(S500); 및 상기 측정된 변위데이터 및 좌표데이터를 모니터링장치(800)로써 연산처리하여, 측량현장에 시공되는 교량(200)을 유지ㆍ보수할 수 있도록, 내구성 및 안전성 확보와 관련이 있는 데이터를 획득하는 단계(S900);를 포함하여 이루어진다.
8, a method of operating a three-dimensional displacement measurement system for a bridge according to an embodiment of the present invention includes a pyramidal displacement measurement target 500 on a bridge 200 installed on a survey site 100, And attaching the retroreflective sheet 700 (S100); A step (S200) of setting the laser distance measurer (300) and the wave propagating distance (400) so as to be spaced apart from the targets (500, 700) by a predetermined distance; A step S300 of connecting the monitoring device 800 to the laser distance measuring device 300 and the optical distance measuring device 400 using the power line P and the data transmission line C; Using the laser distance measuring device 300, the pyramidal displacement measurement target 500 and the retroreflective sheeting sheet 700, the displacement of the measurement target bridge 200 in the x, y, Measuring (S400); (S500) measuring coordinates in the x, y, and z axis directions of the point to be measured of the bridge 200 to be measured by utilizing the optical wavefront detector 400 and the retroreflective sheeting sheet 700; And acquiring data related to ensuring durability and safety so that the measured displacement data and the coordinate data can be computed by the monitoring device 800 and the bridge 200 installed in the survey site can be maintained and repaired (S900).
따라서, 피라미드형 변위측정표적(500), 그리고 재귀반사시트(700)를 활용하여 확보된 정확도가 높은 측량 데이터는 데이터전송선(C)에 연결되어 있는 모니터링장치(800)에서 연산처리됨으로써, 교량 등의 구조물의 시공중의 관리뿐만 아니라 완공후의 유지ㆍ관리를 통하여서 체계적인 정보화 시공에 활용할 수 있다.
Therefore, the survey data having high accuracy secured by utilizing the pyramidal
도 9는 측량현장에서 실제로 교량구조물의 측정에 소요되는 장비 등의 리스트를 나타낸 테이블이다.9 is a table showing a list of equipment and the like that are actually required for measurement of a bridge structure at a survey site.
도 9에 도시된 바와 같이, 측량현장에서 실제로 교량구조물의 측정을 위하여, DD system 500/166/83/41/20 time per second, Laser equipment STS-400, Pyramid type target, 그리고 Retro-reflection Target, Desk Top PC 등의 장비가 소요됨을 알 수 있다.
As shown in FIG. 9, the
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 교량의 3차원 변위측정시스템 및 그 운용방법에 따르면, 레이저 거리측정기(300), 피라미드형 변위측정표적(500), 그리고 재귀반사시트(700)을 활용하여 교량 등의 x,y,z축 방향의 변위를 측정할 수 있다.
Therefore, according to the three-dimensional displacement measuring system and the method for operating the bridge of the embodiment of the present invention configured as described above, the
뿐만 아니라, 광파측거기(400)와 재귀반사시트(700)를 활용하여 x,y,z축 방향의 좌표까지도 측정할 수 있음으로써, 목표정확도 0.5mm 정도의 높은 정확도의 측량 데이터를 확보할 수 있어, 교량 등에 대한 과학적인 유지관리 기법을 제시하여 비용절감과 교량 구조물의 내구성 및 안전성 확보에 활용할 수 있는 효과가 있다.
In addition, since the coordinates of the x, y, and z-axis directions can be measured using the
그리고, 본 발명의 일실시예의 교량의 3차원 변위측정시스템 및 그 운용방법에 따르면, 교량(200) 등의 구조물이 설치되는 측량현장(100)에 레이저 거리측정기(300), 광파측거기(400)를 설치하고 피라미드형 변위측정표적(500), 그리고 재귀반사시트(700)를 활용하여, 확보된 정확도가 높은 측량 데이터를 기반으로, 데이터전송선(C) 및 전원선(P)에 연결되어 있는 모니터링장치(800)를 효율적으로 활용함으로써, 구조물의 시공중의 관리뿐만 아니라, 완공후의 유지ㆍ관리를 통하여 체계적인 정보화 시공에 활용할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
According to the three-dimensional displacement measurement system and method of operation of the bridge of the embodiment of the present invention, the laser
또한, 본 발명의 일실시예의 교량의 3차원 변위측정시스템 및 그 운용방법에 따르면, 궁극적으로는 중앙정부 및 지자체로 하여금 시설물 관리업무를 효율적이면서 유기적으로 수행할 수 있는 기반을 마련할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
In addition, according to the three-dimensional displacement measurement system and the method for operating the bridge of an embodiment of the present invention, it is possible to provide a central management system and a municipality that can provide a base for efficiently and organically performing the facility management work There are other effects.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
It is therefore to be understood that the embodiments described above are illustrative in all aspects and not restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.
100 : 측량현장
200 : 교량
300 : 레이저 거리측정기
400 : 광파측거기
500 : 피라미드형 변위측정표적
510 : 제1 변위측정부
511 : 제1-1변위측정면
512 : 제1-2변위측정면
512a : 최초 레이져광 조사면
512n-1 : 변경후 레이져광 조사면
51n : 제1-n변위측정면
520 : 제2 변위측정부
521 : 제2-1변위측정면
522 : 제2-2변위측정면
522a : 최초 레이져광 조사면
522n-1 : 변경후 레이져광 조사면
52n : 제2-n변위측정면
530 : 변위센서고정공
700 : 재귀반사시트
710 : 재귀반사부
800 : 모니터링장치
C : 데이터전송선
P : 전원선
L1 : 레이저광1
L2 : 레이저광2100: Survey site 200: Bridge
300: laser distance measuring instrument 400:
500: pyramidal displacement measurement target 510: first displacement measurement part
511: 1st-1st displacement measuring surface 512: 1st-2nd displacement measuring surface
512a: initial laser light irradiation surface 512n-1: laser light irradiation surface after change
51n: first-n displacement measurement plane 520: second displacement measurement unit
521: 2nd-1st displacement measurement surface 522: 2nd-2 displacement measurement surface
522a: initial laser light irradiation surface 522n-1: laser light irradiation surface after change
52n: 2nd-n displacement measuring surface 530: displacement sensor fixing hole
700: Retroreflective sheet 710: Retroreflective sheet
800: Monitoring device C: Data transmission line
P: power line L1:
L2:
Claims (8)
상기 표적으로부터 설정된 거리만큼 이격되게 설치되는 레이저 거리측정기; 및
데이터전송선을 통하여 상기 레이저 거리측정기에 연결되어, 레이저 거리측정기에서 전송되는 변위측정데이터를 표시하는 모니터링장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 3차원변위측정시스템.
A pyramidal displacement measurement target attached to one side of a bridge constructed at a survey site;
A laser range finder spaced from the target by a predetermined distance; And
A monitoring device connected to the laser range finder through a data transmission line and displaying displacement measurement data transmitted from the laser range finder;
Dimensional displacement measurement system of a bridge.
상기 피라미드형 변위측정표적에 인접하여 부착되는 재귀반사시트; 및
상기 재귀반사시트로부터 설정된 거리만큼 이격되게 설치되고, 데이터전송선을 통하여 상기 모니터링장치에 연결되며, 재귀반사시트에 조사된 후 반사되어 돌아오는 레이저광을 처리하여 측정된 좌표데이터를 상기 모니터링장치에 전송하는 광파측거기;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 3차원 변위측정시스템.
The method according to claim 1,
A retroreflective sheet attached adjacent to the pyramidal displacement measurement target; And
The retroreflective sheeting is arranged to be spaced apart from the retroreflective sheet by a predetermined distance and is connected to the monitoring device through a data transmission line. The retroreflective sheet is irradiated with laser light reflected and returned to transmit the measured coordinate data to the monitoring device ;
Dimensional displacement measurement system of the bridge.
상기 피라미드형 변위측정표적은,
전체적인 외형이 사각형을 밑면으로 하고 그 평면 밖의 한 점을 공통의 꼭짓점으로 하는 네 개의 가상의 삼각형으로 둘러싼 각뿔형태의 피라미드형으로서,
상기 가상의 각 삼각형중의 어느 하나로서, 단면이 계단형으로 형성되는 제1 변위측정부; 및
상기 제1 변위측정부에 인접하게 연결되며, 단면이 계단형으로 형성되는 제2 위측정부;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 3차원 변위측정시스템.
The method according to claim 1,
The pyramidal displacement measurement target may be,
The pyramidal shape of a pyramidal shape is surrounded by four hypothetical triangles in which the overall contour is a rectangle as a bottom surface and a point outside the plane as a common vertex,
A first displacement measuring unit having one of the imaginary triangles and having a stepped section; And
A second position measuring unit connected to the first displacement measuring unit and having a stepped section;
Dimensional displacement measurement system of a bridge.
상기 레이저 거리측정기에서 최초시점에 조사된 레이저광이 제1 변위측정부로부터 반사되어 되돌아온 거리측정데이터; 및
설정된 시간 경과후 상기 레이저 거리측정기에서 다시 조사된 레이저광이 위치변경된 상기 제1 변위측정부로부터 반사되어 되돌아온 또 다른 거리측정데이터;를 연산처리하여, 상기 교량의 길이방향의 변위측정데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 교량의 3차원 변위측정시스템.
The method of claim 3,
Distance measurement data of the laser light irradiated at the initial point of time in the laser distance measurer, reflected from the first displacement measurement unit and returned; And
And another distance measurement data which is reflected back from the first displacement measurement unit in which the laser beam again irradiated by the laser distance measuring unit has been changed after the lapse of the set time, and outputs displacement measurement data in the longitudinal direction of the bridge Wherein the three-dimensional displacement measurement system comprises:
상기 레이저 거리측정기에서 최초시점에 조사된 레이저광이 제2 변위측정부로부터 반사되어 되돌아온 거리측정데이터; 및
설정된 시간 경과후 상기 레이저 거리측정기에서 다시 조사된 레이저광이 위치변경된 상기 제2 변위측정부로부터 반사되어 되돌아온 또 다른 거리측정데이터;를 연산처리하여, 상기 교량의 수직방향의 변위측정데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 교량의 3차원 변위측정시스템.
The method of claim 3,
Distance measuring data of the laser light irradiated at the initial point in the laser distance measuring instrument and reflected back from the second displacement measuring portion; And
And another distance measurement data that is reflected back from the second displacement measurement unit in which the laser beam again irradiated by the laser distance measuring unit has been changed after the lapse of the set time and outputs displacement measurement data in the vertical direction of the bridge Wherein the three-dimensional displacement measurement system comprises:
상기 레이저 거리측정기에서 최초시점에 조사된 레이저광이 재귀반사시트로부터 반사되어 되돌아온 거리측정데이터; 및
설정된 시간 경과후 상기 레이저 거리측정기에서 다시 조사된 레이저광이 위치변경된 상기 재귀반사시트로부터 반사되어 되돌아온 또 다른 거리측정데이터;를 연산처리하여, 상기 교량의 수평방향의 변위측정데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 교량의 3차원 변위측정시스템.
3. The method of claim 2,
Distance measuring data of the laser light irradiated at the initial point of time in the laser distance measuring instrument reflected back from the retroreflective sheet; And
And another distance measurement data which is reflected back from the retroreflective sheet where the laser beam again irradiated by the laser distance measuring device after the lapse of the set time has been shifted is subjected to arithmetic processing to output displacement measurement data of the bridge in the horizontal direction A three - dimensional displacement measurement system for bridges.
상기 가상의 각 삼각형중의 나머지 두개의 삼각형중의 어느 하나에 구비되는 나사공; 및
상기 나사공을 관통하여 상기 피라미드형 변위측정표적을 교량의 일측에 결합시키는 결합수단;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 3차원 변위측정시스템.
The method of claim 3,
A plurality of triangles provided in any one of the remaining two triangles of the imaginary triangles; And
Coupling means for penetrating the screw hole to couple the pyramidal displacement measurement target to one side of the bridge;
Further comprising a third displacement measuring system for measuring the displacement of the bridge.
상기 표적들과 시트로부터 설정된 거리만큼 이격되게, 레이저 거리측정기 및 광파측거기가 설치되는 단계;
전원선과 데이터전송선을 활용하여, 상기 레이저 거리측정기와 광파측거기에 모니터링장치가 연결되는 단계;
상기 레이저 거리측정기와 피라미드형 변위측정표적, 그리고 재귀반사시트를 활용하여, 측정대상의 교량의 피측정지점에 대한 x,y,z축 방향의 변위가 측정되는 단계;
상기 광파측거기와 재귀반사시트를 활용하여, 측정대상의 교량의 피측정지정에 대한 x,y,z축 방향의 좌표가 측정되는 단계; 및
상기 측정된 변위데이터 및 좌표데이터가 모니터링장치로써 연산처리되어, 측량현장에 시공되는 교량을 유지ㆍ보수할 수 있는 내구성 또는 안전성과 관련있는 데이터가 확보되는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 교량의 3차원 변위측정시스템의 운용방법.Attaching a pyramidal displacement measurement target and a retroreflective sheet to a bridge installed at a survey site;
Installing a laser range finder and a photovoltaic target so as to be spaced a predetermined distance from the targets and the sheet;
Connecting a monitoring device to the laser distance measuring device and the optical wavefront measuring device using a power line and a data transmission line;
Measuring a displacement in the x, y, and z axis directions of the measured point of the bridge to be measured using the laser distance meter, the pyramidal displacement measurement target, and the retroreflective sheet;
Measuring the coordinates in the x, y, and z-axis directions with respect to a measurement designation of a bridge to be measured by utilizing the lightwave telemetry device and the retroreflective sheeting; And
Wherein the measured displacement data and the coordinate data are subjected to arithmetic processing by the monitoring apparatus so that data relating to durability or safety that can maintain and repair a bridge installed at a survey site is secured. A method for operating a three - dimensional displacement measuring system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130162553A KR101552861B1 (en) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | System For 3-Dimensional Displacement Measurement of Bridge And Operation Method Of Same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130162553A KR101552861B1 (en) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | System For 3-Dimensional Displacement Measurement of Bridge And Operation Method Of Same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150074618A true KR20150074618A (en) | 2015-07-02 |
KR101552861B1 KR101552861B1 (en) | 2015-09-30 |
Family
ID=53787709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130162553A KR101552861B1 (en) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | System For 3-Dimensional Displacement Measurement of Bridge And Operation Method Of Same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101552861B1 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109099853A (en) * | 2018-10-29 | 2018-12-28 | 河南交院工程技术有限公司 | A kind of road, bridge collapse-deformation measuring device |
CN110206075A (en) * | 2019-03-11 | 2019-09-06 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | A kind of deep foundation pit supporting structure top horizontal displacement monitor and application method |
KR102034039B1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-10-18 | 김도빈 | Calculation method and program for a stiffness corfficient of a bridge by using dynamic vibration experiment test data |
CN110514130A (en) * | 2019-08-26 | 2019-11-29 | 安徽省交通勘察设计院有限公司 | A kind of online tracking and monitoring system of bridge situation |
CN110514115A (en) * | 2019-08-12 | 2019-11-29 | 桂林电子科技大学 | 3 D locating device and its application method for the measurement of bridge bellows position |
GB2576519A (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-26 | Owsianka Pawel | 3D Target for translating consecutive distance readings into vertical and horizontal displacement |
CN111366132A (en) * | 2020-04-22 | 2020-07-03 | 湖南联智科技股份有限公司 | Bridge laser range unit |
CN111982434A (en) * | 2020-09-01 | 2020-11-24 | 覃晓军 | Road and bridge deflection monitoring device for civil engineering and application method thereof |
KR102260934B1 (en) * | 2021-01-12 | 2021-06-04 | 주식회사 동서기술 | A method of control of load test system and a location measurement method therefor |
KR102260911B1 (en) * | 2021-01-12 | 2021-06-04 | 주식회사 동서기술 | A load test system |
KR102272962B1 (en) * | 2021-01-12 | 2021-07-05 | 주식회사 동서기술 | A laser distance measuring apparatus for a load test system |
CN114045754A (en) * | 2021-11-23 | 2022-02-15 | 中铁二十四局集团有限公司 | Method for monitoring vertical displacement of gravity center of hanging basket for bridge cantilever construction in real time |
CN115014284A (en) * | 2022-07-22 | 2022-09-06 | 中铁桥隧技术有限公司 | Track shape and position monitoring system and method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002131018A (en) | 2000-10-20 | 2002-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Non-contact measuring method of height with using laser light |
US7535554B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-05-19 | Kyoto University | Displacement measuring method, displacement measuring instrument, displacement measuring target and civil structure |
KR100852256B1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-08-14 | 미승씨엔에스검사주식회사 | Apparatus for measuring displacement in a construction structure |
-
2013
- 2013-12-24 KR KR1020130162553A patent/KR101552861B1/en active IP Right Grant
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102034039B1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-10-18 | 김도빈 | Calculation method and program for a stiffness corfficient of a bridge by using dynamic vibration experiment test data |
GB2576519A (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-26 | Owsianka Pawel | 3D Target for translating consecutive distance readings into vertical and horizontal displacement |
CN109099853A (en) * | 2018-10-29 | 2018-12-28 | 河南交院工程技术有限公司 | A kind of road, bridge collapse-deformation measuring device |
CN110206075B (en) * | 2019-03-11 | 2024-05-14 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | Device for monitoring horizontal displacement of top of deep foundation pit supporting structure and application method |
CN110206075A (en) * | 2019-03-11 | 2019-09-06 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | A kind of deep foundation pit supporting structure top horizontal displacement monitor and application method |
CN110514115A (en) * | 2019-08-12 | 2019-11-29 | 桂林电子科技大学 | 3 D locating device and its application method for the measurement of bridge bellows position |
CN110514130A (en) * | 2019-08-26 | 2019-11-29 | 安徽省交通勘察设计院有限公司 | A kind of online tracking and monitoring system of bridge situation |
CN111366132A (en) * | 2020-04-22 | 2020-07-03 | 湖南联智科技股份有限公司 | Bridge laser range unit |
CN111982434A (en) * | 2020-09-01 | 2020-11-24 | 覃晓军 | Road and bridge deflection monitoring device for civil engineering and application method thereof |
KR102260934B1 (en) * | 2021-01-12 | 2021-06-04 | 주식회사 동서기술 | A method of control of load test system and a location measurement method therefor |
KR102272962B1 (en) * | 2021-01-12 | 2021-07-05 | 주식회사 동서기술 | A laser distance measuring apparatus for a load test system |
KR102260911B1 (en) * | 2021-01-12 | 2021-06-04 | 주식회사 동서기술 | A load test system |
CN114045754A (en) * | 2021-11-23 | 2022-02-15 | 中铁二十四局集团有限公司 | Method for monitoring vertical displacement of gravity center of hanging basket for bridge cantilever construction in real time |
CN114045754B (en) * | 2021-11-23 | 2023-08-04 | 中铁二十四局集团有限公司 | Real-time monitoring method for vertical displacement of gravity center of hanging basket for bridge cantilever construction |
CN115014284A (en) * | 2022-07-22 | 2022-09-06 | 中铁桥隧技术有限公司 | Track shape and position monitoring system and method |
CN115014284B (en) * | 2022-07-22 | 2024-02-02 | 中铁桥隧技术有限公司 | Track shape and position monitoring system and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101552861B1 (en) | 2015-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101552861B1 (en) | System For 3-Dimensional Displacement Measurement of Bridge And Operation Method Of Same | |
US10627219B2 (en) | Apparatus and methods for monitoring movement of physical structures by laser deflection | |
Nonis et al. | Structural health monitoring of bridges using digital image correlation | |
RU2596064C2 (en) | Strain gauge and system for determining spatial position of such sensors | |
Malesa et al. | Monitoring of civil engineering structures using Digital Image Correlation technique | |
CN105741278B (en) | A kind of drag-line distributed stress on-line monitoring method based on computer vision | |
Henke et al. | Use of digital image processing in the monitoring of deformations in building structures | |
Zarate Garnica et al. | Monitoring structural responses during load testing of reinforced concrete bridges: A review | |
CN101581580B (en) | Spatial digitalized method and spatial digitalized device for land measurement | |
JP5311365B2 (en) | Stereo camera calibration method and calibration system | |
Martins et al. | Structural observation of long-span suspension bridges for safety assessment: implementation of an optical displacement measurement system | |
CN108061527A (en) | A kind of two-dimensional laser autocollimator of anti-air agitation | |
Desai | Small-strain measurement in bridge connections using the digital image correlation (DIC) technique | |
Soares et al. | Concrete block tracking in breakwater models | |
Ozbek | Smart Maintenance and Health Monitoring of Buildings and Infrastructure Using High-Resolution Laser Scanners | |
Zheng et al. | Positioning sensor by combining photogrammetry, optical projection and a virtual camera model | |
Paakkari et al. | Method for evaluating the performance of range imaging devices | |
Oats et al. | Improved 2D digital image correlation method for displacement and deflection measurements of structural beams | |
Martins et al. | Bringing optical metrology to testing and inspection activities in civil engineering | |
Deruyter et al. | Risk assessment: A comparison between the use of laser scanners and total stations in a situation where time is the critical factor | |
RU2592733C2 (en) | Method of measuring radius of curvature of pipeline by data of geodesic measurements | |
Ozbek | Smart Maintenance and Health Monitoring of Buildings and Infrastructure Using High-Resolution Laser Scanners. Buildings 2022, 12, 454 | |
Yau | Vertical displacement measurement using fibre Bragg grating (FBG) sensors for structural health monitoring of bridges | |
Sharma | In-Situ Field Monitoring of a UHPC and HPC Bridge Superstructure under Diagnostic Load Testing Using Digital Image Correlation | |
KR20120044658A (en) | System and method for monitoring block setting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180710 Year of fee payment: 4 |