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레이저 스캐너(120), 전동식 자동화 영상촬영장치(130) 및 통합형 관성항법장치(200)가 탑재되는 프레임 바디 형태의 자주식 대차(RGV)로서, 서로 독립된 구동축을 따라 양측 주행바퀴가 각각 구동되는 개별구동 자주식 대차(RGV: 110);상기 개별구동 자주식 대차(110)의 4 모서리에 각각 탑재되고, 상기 개별구동 자주식 대차(110)의 이동에 따른 자세 유지 데이터를 제공하는 통합형 관성항법장치(INS: 200);상기 개별구동 자주식 대차(RGV)가 이동하는 동안 터널 내부를 검측하여 터널에 대한 3차원 좌표 데이터를 획득하는 레이저 스캐너(120);전동식 렌즈를 구비한 카메라를 이용하여 터널 내부를 촬영하는 전동식 자동화 영상촬영장치(130);상기 레이저 스캐너(120)를 이용하여 획득한 레이저 스캔 데이터와 상기 전동식 자동화 영상촬영장치(130)를 이용하여 획득한 이종의 영상 데이터를 이용하여 측정구간 전체에 대한 하나의 정합된 레이저 데이터를 생성하고, 기하공간지도(GSM) 데이터베이스(170)에 근거하여 레이저 스캔 데이터를 재구성하는 데이터 정합부(160); 및상기 데이터 정합부에서 정합된 레이저 데이터를 처리 및 분석하는 데이터 처리 및 분석부(180)를 포함하며,상기 개별구동 자주식 대차(110)는 서로 독립된 구동축을 따라 양측 주행바퀴가 독립적으로 구동됨으로써, 좌측 및 우측 바퀴에서 발생하는 이동거리 차이를 실시간 속도 제어를 통하여 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제1항에 있어서, 상기 통합형 관성항법장치(200)는 개별구동 자주식 대차(110)의 대차 본체(111) 네 모서리에 각각 설치되어, 상기 개별구동 자주식 대차(110)의 주행중에 상기 대차 본체(111)의 변화를 측정 및 기록하여 상기 터널 검사를 위한 측정 데이터에 반영하는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제2항에 있어서,상기 통합형 관성항법장치(200)는 3축 자이로스코프, 3축 가속도센서 및 3축 지자기센서가 내장된 초소형 자세 및 방위 기준장치(Attitude Heading Reference System: AHRS) 모듈을 이용하여 1㎑의 속도로 상기 개별구동 자주식 대차(110)에 대한 고정밀 자세 데이터를 갱신 및 출력하는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제2항에 있어서, 상기 통합형 관성항법장치(200)는 상기 개별구동 자주식 대차(110)에 대한 전방위 자세 오프셋(Offset)을 설정하고, 중력성분이 제거된 가속도 출력이 가능한 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제1항에 있어서, 상기 개별구동 자주식 대차(110)는,상기 레이저 스캐너(120), 영상촬영장치(130) 및 통합형 관성항법장치(200)가 탑재되는 대차 본체(111);상기 대차 본체(111)의 후면에 탈부착 가능하도록 체결되고, 연결봉(118)에 의해 후방으로 연장되는 조인트 슬라이드(Joint Slide: 112);양측 주행바퀴(117)에 각각 체결되는 제1 구동축(113a) 및 제2 구동축(113b)을 포함하며, 상기 제1 구동축(113a) 및 제2 구동축(113b) 각각은 일측이 상기 조인트 슬라이드(112)에 체결되고, 타측이 주행바퀴(117)에 체결되는 구동축(Driving Shaft: 113);상기 구동축(113) 내에 탑재되어 주행바퀴(117)를 회전시켜 이동시킬 수 있는 구동력을 제공하는 구동모터(Driving Motor: 114);상기 구동모터(114)에 결합되어 상기 구동모터(114)의 가감속을 제어하는 감속기(Reducer: 115);상기 감속기(115) 및 주행바퀴(117) 사이에서 상기 구동모터(114)와 결합되어 상기 구동모터(114)의 회전수를 카운트하는 인코더(Encoder: 116);상기 구동모터(114)에 의해 회전하면서 상기 대차 본체(111)를 이동시키는 주행바퀴(117);상기 대차 본체(111) 하부에서 일측이 상기 조인트 슬라이드(112)에 체결되어 상기 조인트 슬라이드(112)를 후방으로 연장시키는 연결봉(118); 및상기 대차 본체(111)의 후면 하부에 형성되고, 상기 대차 본체(111)의 주행중에 발생하는 궤도틀림을 보상할 수 있도록 상기 연결봉(118)을 일정 범위 내에서 회전시키는 연결봉 회전부(119)를 포함하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제7항에 있어서, 상기 개별구동 자주식 대차(110)는 주행중에 상기 대차 본체(111)의 사행동을 최소화하기 위하여 상기 대차 본체(111)의 폭(W)과 길이(L)의 비율을 1:1
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제7항에 있어서, 상기 대차 본체(111)에 가해지는 하중의 무게 중심은 앞바퀴(Front Wheel) 축에 맞춤으로써 주행중에 상기 대차 본체(111)가 앞뒤로 출렁거리는 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제7항에 있어서, 상기 구동축(113)은 구동모터(114), 감속기(115) 및 인코더(116)가 탑재될 수 있도록 내부가 비어 있는 프레임 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제7항에 있어서, 상기 연결봉(118)은 상기 연결봉 회전부(119)에 의해 10도 범위 내에서 회전함으로써 상기 조인트 슬라이드(112)의 양측에 연결된 주행바퀴(117)가 레일(300)의 승하강에 대응하여 자세를 유지하고, 상기 대차 본체(111)의 주행중에 발생하는 궤도틀림을 보상하는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제7항에 있어서, 상기 개별구동 자주식 대차(110)의 주행바퀴(117)는 레일(300)과의 접촉력을 증가시키고 진동을 최대한 억제하기 위하여 레일(300)과 접촉하는 표면에 우레탄 코팅(117-4)을 하여 탄성력을 유지하는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제1항에 있어서, 상기 전동식 자동화 영상촬영장치(130)는 각 카메라에 전동식 렌즈를 적용하고, 레이저 스캔 후 확보한 터널의 형상에 따라 각 카메라의 틸팅 각도와 배율, 초점거리 및 아이리스를 자동으로 조정하는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제13항에 있어서, 상기 전동식 자동화 영상촬영장치(130)는,상기 전동식 자동화 영상촬영장치(130)를 개별구동 자주식 대차(110)의 대차 본체(111) 상에 고정 체결하는 체결 프레임(131); 아치형의 프레임으로서, 다수의 카메라(133)를 아치 형태로 거치하는 아치형 거치 프레임(132);상기 아치형 거치 프레임(132) 내에 소정 간격으로 거치되어, 터널 내부를 촬영하는 카메라(133); 및상기 카메라(133)의 측면 및 정면 틸팅을 조절할 수 있도록 상기 카메라(133)의 일측 및 후면에 각각 체결되는 틸팅 모터(134)를 포함하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제14항에 있어서, 상기 전동식 자동화 영상촬영장치(130)는 아치형 터널의 형태에 대응하도록 상기 카메라(133)를 상기 아치형 거치 프레임(132)에 아치형으로 배열하여 광학적 왜곡과 기하학적 왜곡을 최소화하는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제14항에 있어서, 상기 다수의 카메라(133) 전체에서 촬영되는 각각의 영상은 CAM Image(510), Bound Image(520) 및 CAM Configuration(530)로 이루어진 카메라 시스템 운영 소프트웨어 GUI에 의해 처리되는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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제16항에 있어서, 상기 CAM Image(510)는 카메라(133) 전체에서 촬영되는 영상을 순차적으로 디스플레이하고, 상기 Bound Image(520)는 인접한 카메라의 영상을 확대하여 제공하고, 파노라마 영상 생성 시에 인접한 카메라가 일정 부분 교차된 영역을 촬영할 수 있도록 카메라가 정상적으로 설정되었는지 확인할 수 있고, 부분적으로 오류가 있을 경우 수동으로 조작하여 CAM의 위치를 조정할 수 있는 기능을 제공하며, 상기 CAM Configuration(530)은 자동으로 설정된 렌즈에 대한 정보 및 틸팅 각도를 포함하는 각 카메라의 설정 상태를 확인할 수 있는 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 개별구동 자주식 대차 및 관성항법장치를 구비한 터널 검사 시스템
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