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드론(110)을 이용한 터널벽면 손상 검사시스템으로서, 터널 내부를 이동하는 드론(110); 상기 드론(110)에 설치되어 장애물과 터널벽면을 감지하면서 상기 드론(110)이 터널벽면과 근접한 위치에서 일정 거리를 유지할 수 있도록 한 감지부(140); 상기 드론(110)에 설치되어 터널벽면을 촬영하면서 영상정보를 취득하는 촬영부(150); 상기 촬영부(150)를 통해 취득한 영상정보에 대해 상대좌표를 등록하여 터널벽면의 위치에 따른 검사영상을 생성하는 검사영상 생성부(160); 및 상기 검사영상 생성부(160)에서 생성된 검사영상을 분석하여 손상부위를 탐지하는 손상 탐지부(230)를 포함하며,상기 촬영부(150)는 가시광선 카메라(152)와 열적외선 카메라(156)를 구비하여 터널벽면에 대한 고해상도의 가시광선 영상정보과 열적외선 영상정보를 동시에 취득하며, 상기 손상 탐지부(230)는 가시광선 영상정보와 열적외선 영상정보로부터 각각 생성된 이종의 검사영상을 함께 분석하여 손상부위 탐지의 정확성이 향상되도록 하며, 상기 촬영부(150)는 터널벽면에 대한 근적외선 영상정보를 취득할 수 있는 근적외선 카메라(153)를 더 구비하여, 상기 가시광선 카메라(152), 근적외선 카메라(153) 및 열적외선 카메라(156)가 하나의 몸체에 설치된 모듈로 구비되되, 상기 가시광선 카메라(152)와 근적외선 카메라(153)는 지지플레이트(151a)로부터 진퇴 가능하도록 설치된 진퇴플레이트(151b)에 나란히 설치되어 드론(110)의 이동과는 별도로 터널벽면과의 촬영거리를 자체 조절 가능하도록 하며, 상기 가시광선 카메라(152)와 근적외선 카메라(153)의 전면에는 각각 제1조리개(155a)와 제2조리개(155b)가 설치되어 촬영 면적을 조절할 수 있도록 하며, 상기 진퇴플레이트(151b)에는 모터, 모터 구동에 의해 회전하는 롤러(155d), 상기 롤러(155d)로부터 제1조리개(155a)와 제2조리개(155b)의 외측을 동시에 경유하는 벨트(155e)가 더 설치되어, 하나의 모터 및 롤러(155d)의 구동력만으로 상기 제1조리개(155a)와 제2조리개(155b)에 의한 시계를 모두 조절할 수 있도록 하며, 상기 가시광선 카메라(152)와 근적외선 카메라(153)에 의한 촬영을 교번하여 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사시스템
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제1항에 있어서,상기 가시광선 카메라(152)와 열적외선 카메라(156)는 좌우방향 회전 및 상하방향 틸팅이 가능하도록 상기 드론(110) 몸체에 설치된 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사시스템
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제2항에 있어서,상기 드론(110)에는 카메라 촬영시 터널벽면으로 빛을 조사할 수 있도록 한 촬영용 조명(157)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사시스템
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제1항에 있어서,상기 감지부(140)에는 드론(110)의 전, 후, 좌, 우 방향, 상, 하 방향, 전방의 좌편과 우편에서 상측 경사방향으로 초음파를 송수신하는 초음파 송수신기(141)가 각각 설치되어 장애물 감지 및 감지된 장애물에 대한 거리측정을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사시스템
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제1항에 있어서,상기 검사영상 생성부(160)에서 생성한 검사영상과 상기 드론(110)의 관성항법 정보를 기반으로 하여 시공 중에 있는 터널의 내부 모델링을 생성하고, 이를 터널의 설계도 모델링과 비교하여 터널의 시공 정확도를 판단하는 모델링 비교판단부(280)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 터널벽면의 손상 검사시스템
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제1항에 있어서,상기 지지플레이트(151a)의 좌편과 우편에는 레이저광을 발사하여 터널벽면과의 거리를 측정할 수 있도록 한 레이저센서(154)가 더 설치되어, 상기 레이저센서(154)에 의해 측정된 터널벽면과의 거리를 기반으로 상기 진퇴플레이트(151b)를 진퇴시켜 터널벽면에 대한 상기 가시광선 카메라(152)와 근적외선 카메라(153)의 촬영거리를 일정하게 조절하는 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사시스템
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제1항 내지 제5항 및 제9항 중 어느 한 항의 터널벽면 손상 검사시스템을 이용한 터널벽면 손상 검사방법으로서,(a) 터널 내부에서 드론(110)의 이동방향을 결정하는 단계;(b) 드론(110)에 설치된 감지부(140)에 의해 장애물과 터널벽면을 감지하면서 상기 드론(110)을 터널벽면에 근접한 상태로 일정 거리를 유지하면서 자율이동시키는 단계;(c) 상기 드론(110)에 설치된 촬영부(150)에 의해 터널벽면을 촬영하여 영상정보를 취득하는 단계;(d) 검사영상 생성부(160)가 상기 촬영부(150)를 통해 취득한 영상정보에 대해 상대좌표를 등록하여 터널벽면의 위치에 따른 검사영상을 생성하는 단계;(e) 손상 탐지부(230)가 상기 검사영상 생성부(160)에서 생성된 검사영상을 분석하여 손상부위를 탐지하는 단계;를 포함하며, 상기 (c) 단계에서는 상기 촬영부(150)가 구비하고 있는 가시광선 카메라(152)와 열적외선 카메라(156)를 이용하여 터널벽면에 대한 고해상도의 가시광선 영상정보과 열적외선 영상정보를 동시에 취득하며, 상기 (e) 단계에서는 상기 손상 탐지부(230)가 가시광선 영상정보와 열적외선 영상정보로부터 각각 생성된 이종의 검사영상을 함께 분석하여 손상부위 탐지의 정확성이 향상되도록 하며, 하나의 모터 및 롤러(155d)의 구동력만으로 상기 제1조리개(155a)와 제2조리개(155b)에 의한 시계를 모두 조절할 수 있도록 하되, 상기 가시광선 카메라(152)와 근적외선 카메라(153)에 의한 촬영을 교번하여 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사방법
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제10항에 있어서,상기 (b) 단계에서 드론(110)이 터널 내부에서 상행선과 하행선을 따라 왕복 이동하되, 상행선 이동과 하행선 이동시 짐벌 상태를 유지하면서 터널벽면의 내주면을 따라 원호방향으로 이동하는 원호이동과, 터널의 길이방향으로 이동하는 직선이동을 교번하여 수행하면서 순차 이동하는 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사방법
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제11항에 있어서,상기 (d) 단계에서는 터널벽면 전체 영역을 가로 50cm, 세로 50cm 미만의 크기를 갖는 다수의 단위영역으로 분할하며, 분할된 각 단위영역 별로 곡면영상을 평면영상으로 보정하고, 상대좌표를 등록하여 위치정보를 부여함으로써 검사영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사방법
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제11항에 있어서,상기 (c) 단계에서는 상기 촬영부(150)가 구비한 근적외선 카메라(153)를 이용하여 터널벽면에 대한 근적외선 영상정보를 더 취득하며, 상기 (e) 단계에서는 상기 손상 탐지부(230)가 손상부위 탐지를 위하여 근적외선 영상정보를 더 이용하는 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사방법
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제13항에 있어서,상기 가시광선 카메라(152)와 근적외선 카메라(153)에 의한 터널벽면에 대한 촬영은 교번하여 수행되어, 터널벽면의 특정 영역에 대한 가시광선 영상정보와 근적외선 영상정보를 모두 취득할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사방법
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제14항에 있어서,상기 촬영부(150)는 가시광선 카메라(152), 근적외선 카메라(153) 및 열적외선 카메라(156)가 하나의 몸체에 설치된 모듈로 구비되되, 상기 가시광선 카메라(152)와 근적외선 카메라(153)가 지지플레이트(151a)로부터 진퇴 가능하도록 설치된 진퇴플레이트(151b)에 나란히 설치되어 드론(110)의 이동과는 별도로 터널벽면에 대한 촬영거리를 자체 조절 가능하도록 하며, 상기 촬영부(150)에는 레이저광을 발사하여 터널벽면과의 거리를 측정할 수 있도록 한 레이저센서(154)가 더 설치되어, 상기 레이저센서(154)에 의해 측정된 터널벽면과의 거리를 기반으로 상기 가시광선 카메라(152)와 근적외선 카메라(153)의 촬영거리를 일정하게 조절하는 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사방법
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제10항에 있어서,상기 손상 탐지부(230)는 열적외선 영상정보로부터 생성된 검사영상에서 주변영역에 비해 표면온도가 낮은 부위를 추출하여 잠재적인 손상부위로 1차 선정하고 1차 선정된 해당부위에 대하여 가시광선 영상정보로부터 생성된 검사영상을 확인하여 주변영역에 비해 다른 표면을 보이는 경우 터널벽면이 손상되어 박리가 일어난 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사방법
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제16항에 있어서,상기 손상 탐지부(230)에 의해 잠재적인 손상부위로 1차 선정된 해당부위의 표면온도가 일정 온도 미만인 경우에는 해당부위에 대하여 내부 박리 여부에 더해 누수 여부도 추가적으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사방법
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제10항에 있어서,모델링 비교판단부(280)에 의해 상기 검사영상 생성부(160)에서 생성한 검사영상과 상기 드론(110)의 관성항법 정보를 기반으로 하여 시공 중에 있는 터널의 내부 모델링을 생성하고, 이를 터널의 설계도 모델링과 비교하여 터널의 시공 정확도를 판단하는 것을 특징으로 하는 터널벽면 손상 검사방법
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