[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102069343B1 - 3d shape system of underground construction and 3d shape method of underground construction - Google Patents

3d shape system of underground construction and 3d shape method of underground construction Download PDF

Info

Publication number
KR102069343B1
KR102069343B1 KR1020190084749A KR20190084749A KR102069343B1 KR 102069343 B1 KR102069343 B1 KR 102069343B1 KR 1020190084749 A KR1020190084749 A KR 1020190084749A KR 20190084749 A KR20190084749 A KR 20190084749A KR 102069343 B1 KR102069343 B1 KR 102069343B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
underground cavity
borehole
exploration
wall
Prior art date
Application number
KR1020190084749A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김수로
박제현
이진수
양인재
Original Assignee
한국광해관리공단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국광해관리공단 filed Critical 한국광해관리공단
Priority to KR1020190084749A priority Critical patent/KR102069343B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102069343B1 publication Critical patent/KR102069343B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V11/00Prospecting or detecting by methods combining techniques covered by two or more of main groups G01V1/00 - G01V9/00
    • G01V11/002Details, e.g. power supply systems for logging instruments, transmitting or recording data, specially adapted for well logging, also if the prospecting method is irrelevant
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/08Measuring diameters or related dimensions at the borehole
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • G01B17/06Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/40Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05Geographic models
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2200/00Details of seismic or acoustic prospecting or detecting in general
    • G01V2200/10Miscellaneous details
    • G01V2200/16Measure-while-drilling or logging-while-drilling

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

The present invention relates to a three-dimensional shaping system of an underground cavity and a three-dimensional shaping method of an underground cavity, in which three-dimensional coordinates on a wall surface of the underground cavity can be expressed by an absolute coordinate system based on the position of the entrance of a borehole acquired by a GPS reception unit, and reliable data can be provided on the three-dimensional shape and the position of the underground cavity. For this purpose, according to the present invention, the three-dimensional shaping system of an underground cavity comprises: a GPS reception unit in which three-dimensional coordinates on the position of the GPS reception unit itself are received from a satellite such that the position of the entrance of a borehole connecting the ground surface to the underground cavity can be measured; an exploration unit in which a measuring posture (azimuth, gradient) in the borehole or the underground cavity and the distance up to a wall surface of the borehole or a wall surface of the underground cavity are measured, and when the distance from the measuring posture up to a wall surface is measured, a video of the wall surface is made; a winch unit in which a cable engaged with the exploration unit is wound, and a moving distance in accordance with a movement of the exploration unit in the borehole or the underground cavity is measured; and a ground control unit in which the wall surface is shaped in a three-dimensional manner based on the distance up to a wall surface and the video of the wall surface for each moving distance and each measuring posture with a reference to the position of the entrance of the borehole.

Description

지하공동의 3차원 형상화시스템과 지하공동의 3차원 형상화방법{3D SHAPE SYSTEM OF UNDERGROUND CONSTRUCTION AND 3D SHAPE METHOD OF UNDERGROUND CONSTRUCTION}3D shaping system of underground cavity and 3D shaping method of underground cavity {3D SHAPE SYSTEM OF UNDERGROUND CONSTRUCTION AND 3D SHAPE METHOD OF UNDERGROUND CONSTRUCTION}

본 발명은 지하공동의 3차원 형상화시스템과 지하공동의 3차원 형상화방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지피에스수신유닛으로 획득한 시추공의 입구위치를 기반으로 지하공동의 벽면에 대한 3차원 좌표를 절대 좌표계로 표현할 수 있고, 지하공동의 3차원 형상 및 위치에 대해 신뢰도 있는 자료를 제공할 수 있는 지하공동의 3차원 형상화시스템과 지하공동의 3차원 형상화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional shaping system for underground cavities and a three-dimensional shaping method for underground cavities. More specifically, the three-dimensional coordinates of the walls of the underground cavities are absolute based on the entrance positions of boreholes acquired by the GPS receiver unit. The present invention relates to a three-dimensional shaping system of an underground cavity and a three-dimensional shaping method of an underground cavity that can be expressed in a coordinate system and provide reliable data on the three-dimensional shape and position of an underground cavity.

일반적으로, 한국의 폐광은 과거 오랫동안 채광이 이루어짐으로 인하여 형성된 지하공동이 미복구된 상태로 전국에 산재되어 있는 상태이다. 이에 따라, 기존의 시설물 및 신규 시설물의 건설 시에 안정성 문제로 인하여 제약을 받는 경우가 발생하고 있으며, 최근 광산 침하에 대한 지반 안정화 사업을 활발히 추진해 오고 있는 실정이다.In general, the abandoned mines in Korea have been scattered all over the country, with the underground cavities formed by mining in the past unrecovered. Accordingly, the construction of existing facilities and new facilities is sometimes restricted due to stability problems, and the situation has been actively promoted in the ground stabilization project for mine settlement.

그러나, 한국의 광산 채굴 환경은 지역, 지질, 광산 여건에 따라 큰 편차를 보이고 있으며, 광산 개발 특성에 부합되지 못할 경우, 효율적이지 못한 지반 안정화 사업이 이루어지게 된다.However, the mining environment of Korea varies greatly depending on the region, geology, and mining conditions, and if it does not meet the characteristics of the mine development, inefficient ground stabilization projects will be made.

따라서, 지반침하 방지대책을 수립, 적용함에 있어서, 광산제반 조건에 최대한 부합되도록 관련 보강기술의 고효율화를 추구함으로써, 광산지역 지반 안정화사업이 안정적으로 수행될 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.Therefore, in establishing and applying ground subsidence prevention measures, a technology is required to stably perform ground stabilization projects in mining areas by pursuing high efficiency of related reinforcement technologies to meet the conditions of mines as much as possible.

현재 국내외에서 광산 지반안정화를 위하여 적용되고 있는 지반 안정화공법은 크게 지하공동을 충전하여 안정화하는 충전공법과, 지하공동 상부의 지반을 보강하는 상부 보강법으로 분류된다.The ground stabilization method currently applied for stabilization of mine grounds at home and abroad is classified into a filling method for filling and stabilizing underground cavities, and an upper reinforcing method for reinforcing the ground above the underground cavity.

국내에서 광산 지반안정화를 위하여 적용된 바 있는 충전공법으로는 시멘트 몰탈을 충진하는 공법 및 CGS 공법을 주로 적용하고 있으며, 상부 보강법 보강 공법으로는 시멘트 밀크 그라우팅이 주로 적용되고 있으며, 이외에 상부 보강법으로 고압충전 뿌리말뚝, TAM 그라우팅, Micro-Pile 등의 적용사례가 다수 있다.Filling methods that have been applied for stabilizing mine grounds in Korea are mainly applied with cement mortar filling method and CGS method. Cement milk grouting is mainly applied as reinforcement method. There are many applications of high-pressure filling root piles, TAM grouting, and micro-piles.

광산지역 지반 안정화 공법은 넓은 의미에서 기본 및 정밀조사를 통하여 광산 주변 물건이 안전하여 제 기능을 발휘하도록 하는 대책이라 할 수 있다.The ground stabilization method in the mining area can be said to be a measure to ensure that objects around the mine are safe and functioning through basic and precise investigations in a broad sense.

광산지역의 지반안정화 사업을 위한 기본조사 및 정밀조사는 지표 조사 및 탐사 그리고 시추조사를 통하여 광산에 불안정 요소를 도출하는 작업이며, 그 대상인 주변 지반 및 지질 특성 그리고 광산 개발을 복합적으로 고려해야 하므로, 효율적인 대책을 산정하기는 어렵다.The basic survey and detailed survey for the ground stabilization project of the mining area are the work to derive instability factors in the mine through surface survey, exploration, and drilling survey, and it is necessary to consider the surrounding ground and geological characteristics and the mine development. It is difficult to calculate measures.

광산 지반안정화 대책이 명확하게 결정되었다 할지라도 주변 현장 조건의 변화 그리고 시공 상태에 따라 공법의 적용 효과 및 지반안정화 효율성은 달라진다.Although the mine ground stabilization measures have been clearly determined, the effectiveness of the method and the ground stabilization efficiency depend on the change in the surrounding site conditions and the construction conditions.

최근 광산 지반안정화 작업 또는 석유 탐사 등의 시추 작업을 위해, 지하공동 영역에 대한 탐사 작업이 활발히 진행되고 있다.Recently, for drilling work such as stabilization of mine ground or oil exploration, exploration work on the underground common area is actively progressing.

이의 일환으로, 종래에는 지하공동 영역에 레이저 센서를 설치하고, 지하공동의 까지 거리를 측정하여 지하공동 영역을 형상화시키려는 노력이 있었다.As part of this, in the past, there has been an effort to shape the underground cavity area by installing a laser sensor in the underground cavity area and measuring the distance to the underground cavity.

하지만, 종래 기술은 지하공동 영역의 형상화에만 치우친 나머지 지도와 같은 절대 좌표계와의 매칭이 어렵고, 지하공동 영역의 형상화에 대한 오차가 발생되는 문제점이 있었다.However, the prior art has a problem in that it is difficult to match with an absolute coordinate system such as a map due to only the shaping of the underground cavity area and an error in the shaping of the underground cavity area occurs.

대한민국 공개특허공보 제2015-0049207호 (발명의 명칭 : 지하공동 3차원 형상화 장치, 2015. 05. 08. 공개)Republic of Korea Patent Application Publication No. 2015-0049207 (Invention name: Underground cavity three-dimensional shaping device, 2015. 05. 08. publication)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지하공동의 3차원 형상화방법에 따르면, 지피에스수신유닛으로 획득한 시추공의 입구위치를 기반으로 지하공동의 벽면에 대한 3차원 좌표를 절대 좌표계로 표현할 수 있고, 지하공동의 3차원 형상 및 위치에 대해 신뢰도 있는 자료를 제공할 수 있는 지하공동의 3차원 형상화시스템과 지하공동의 3차원 형상화방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems, according to the three-dimensional shaping method of the underground cavity, the three-dimensional coordinates of the wall of the underground cavity in the absolute coordinate system based on the entrance position of the borehole obtained by the GPS receiver unit The present invention provides a three-dimensional shaping system for underground cavities and a three-dimensional shaping method for underground cavities that can provide reliable data on the three-dimensional shape and location of underground cavities.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템은 지면과 지하공동을 연결하는 시추공의 입구위치를 측정하기 위해 위성으로부터 자기 위치에 대한 3차원 좌표를 수신하는 지피에스수신유닛; 상기 시추공 또는 상기 지하공동에서 측정자세(방위각, 경사도)와, 상기 시추공의 벽면이나 상기 지하공동의 벽면까지의 벽면거리를 측정하고, 상기 측정자세에서 상기 벽면거리의 측정시 해당 벽면의 영상을 촬영하는 탐사유닛; 상기 탐사유닛과 결합되는 케이블이 권취되고, 상기 시추공 또는 상기 지하공동에서 상기 탐사유닛의 이동에 따른 이동거리를 측정하는 윈치유닛; 및 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 이동거리별 상기 측정자세별 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상에 근거하여 해당 벽면을 3차원으로 형상화시키는 지상제어유닛;을 포함한다.According to a preferred embodiment for achieving the object of the present invention described above, the three-dimensional shaping system of the underground cavity according to the present invention is 3 to the magnetic position from the satellite to measure the inlet position of the borehole connecting the ground and the underground cavity GPS receiving unit for receiving the dimensional coordinates; Measure the measurement posture (azimuth angle, inclination) and the wall distance from the borehole to the wall surface of the borehole or the basement cavity in the borehole or the underground cavity, and take an image of the wall surface when measuring the wall distance from the measurement posture. An exploration unit; A winch unit for winding a cable coupled to the exploration unit and measuring a movement distance according to the movement of the exploration unit in the borehole or the underground cavity; And a ground control unit configured to shape the corresponding wall surface in three dimensions based on the wall distance according to the measurement posture and the image of the wall surface based on the entrance position of the borehole.

여기서, 상기 지상제어유닛은, 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 상기 측정자세와 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 시계열순으로 저장하는 탐사저장부; 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 상기 이동거리를 시계열순으로 저장하는 윈치저장부; 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 시계열에 따라 상기 이동거리와 상기 측정자세와 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 상호 매칭시켜 탐사매칭정보를 생성하는 정보매칭부; 상기 탐사매칭정보의 변화에 따라 상기 지하공동에 대한 벽면좌표를 산출하는 공동좌표산출부; 및 상기 지하공동에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 상기 지하공동을 3차원으로 형상화시키는 형상제어부;를 포함한다.The ground control unit may include: an exploration storage unit configured to store the measurement position, the wall distance, and the image of the wall in chronological order in response to the movement of the exploration unit based on the inlet position of the borehole; A winch storage unit configured to store the moving distance in chronological order in response to the movement of the exploration unit based on the inlet position of the borehole; An information matching unit for generating exploration matching information by matching the movement distance, the measurement posture, the wall distance, and the image of the wall according to a time series in response to the movement of the exploration unit based on the inlet position of the borehole; A joint coordinate calculation unit for calculating wall coordinates of the underground cavity according to the change of the exploration matching information; And a shape control unit connecting the wall coordinates of the underground cavity vertically and horizontally to form a three-dimensional grid, and shaping the underground cavity three-dimensionally based on the three-dimensional grid.

여기서, 상기 지상제어유닛은, 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛과 상기 윈치유닛을 초기화하는 정보초기화부; 상기 시추공의 입구위치에 대응하여 상기 지피에스수신유닛이 측정한 3차원 좌표를 베이스좌표로 저장하는 베이스좌표저장부; 및 상기 탐사유닛이 상기 지하공동에 진입하는 경우, 상기 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 기준좌표를 산출하는 공동확인부; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.Here, the ground control unit, the information initialization unit for initializing the exploration unit and the winch unit based on the inlet position of the borehole; A base coordinate storage unit for storing three-dimensional coordinates measured by the GPS receiver unit as base coordinates corresponding to the inlet position of the borehole; And a joint checking unit calculating a reference coordinate based on at least one of the exploration matching information when the exploration unit enters the underground cavity. At least any one of the more.

여기서, 상기 지상제어유닛은, 상기 탐사유닛이 상기 지하공동에 진입하는 경우, 상기 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 상기 시추공의 출구위치를 산출하는 출구확인부; 및 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사매칭정보의 변화에 따라 상기 시추공에 대한 벽면좌표를 산출하는 시추공산출부;를 더 포함하고, 상기 형상제어부는, 상기 시추공에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 상기 지하공동과 함께 상기 시추공을 3차원으로 형상화시킨다.The ground control unit may include: an exit checker configured to calculate an exit position of the borehole based on at least one of the exploration matching information when the exploration unit enters the underground cavity; And a borehole calculation unit configured to calculate a wall coordinate for the borehole according to the change of the exploration matching information on the basis of the inlet position of the borehole; wherein the shape control unit vertically connects the wall coordinates for the borehole in the longitudinal direction. To form a three-dimensional grid and shape the borehole in three dimensions with the underground cavity based on the three-dimensional grid.

본 발명에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템은 상기 3차원으로 형상화된 지하공동의 외부 출력을 제어하는 출력유닛;을 더 포함하고, 상기 출력유닛을 통해 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 디스플레이하는 디스플레이유닛; 상기 출력유닛을 통해 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 모형으로 제작하는 프린팅유닛; 및 상기 출력유닛을 통해 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 원격의 매체와 통신하는 중계기유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.The three-dimensional shaping system of the underground cavity according to the present invention further comprises an output unit for controlling the external output of the three-dimensionally shaped underground cavity, at least one of the borehole and the underground cavity output through the output unit Display unit for displaying; A printing unit for producing at least the underground cavity as a model among boreholes and underground cavities output through the output unit; And a repeater unit configured to communicate at least the underground cavity with a medium remote from the borehole and the underground cavity output through the output unit. At least any one of the more.

여기서, 상기 출력유닛은, 하나의 지하공동에 대응하여 상기 시추공의 입구위치가 둘 이상인지 확인하는 좌표확인부; 상기 좌표확인부의 확인 결과, 상기 시추공의 입구위치가 둘 이상인 경우, 상기 시추공의 입구위치별로 형상화된 지하공동을 상호 조합하는 형상보정부; 및 상기 좌표확인부의 확인 결과 하나의 시추공의 입구위치를 기준으로 형상화된 지하공동 또는 상기 형상보정부에서 조합된 지하공동의 외부 출력을 제어하는 출력제어부;를 포함한다.Here, the output unit, the coordinate checking unit for checking whether the inlet position of the borehole more than one corresponding to one underground cavity; A result of the coordinate checking unit, when the inlet positions of the borehole are two or more, a shape correction unit for mutually combining the underground cavity shaped for each inlet position of the borehole; And an output control unit configured to control an external output of the underground cavity shaped or the underground cavity combined in the shape correction unit based on the entrance position of one borehole as a result of the checking of the coordinate checking unit.

여기서, 상기 탐사유닛은, 상기 벽면거리를 측정하는 측정센서와, 해당 벽면을 촬영하는 카메라부가 포함된 측정헤드수단; 상기 측정헤드수단이 롤링 운동 가능하게 결합되는 가이드로드수단; 및 상기 가이드로드수단을 기준으로 상기 측정헤드수단을 롤링 운동시키는 회전수단;을 포함하고, 상기 측정헤드수단과 상기 가이드로드수단 중 적어도 측정헤드수단에는, 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 해당 수단에 대한 측정자세를 측정하는 자세센서;가 포함된다.Here, the exploration unit, the measuring head means including a measuring sensor for measuring the wall surface, and a camera unit for photographing the wall surface; Guide rod means to which the measuring head means is coupled in a rolling motion; And rotating means for rolling the measuring head means relative to the guide rod means, wherein at least one of the measuring head means and the guide rod means corresponds to the movement of the exploration unit. It includes; a posture sensor for measuring the measuring position for.

여기서, 상기 탐사유닛은, 상기 가이드로드수단을 기준으로 상기 측정헤드수단을 틸팅 운동시키는 틸팅수단;을 더 포함한다.Here, the exploration unit further comprises a tilting means for tilting the measuring head means with respect to the guide rod means.

여기서, 상기 윈치유닛에는, 상기 이동거리를 측정하는 엔코더; 및 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛이 정위치될 때, 상기 이동거리를 초기화시키는 케이블영점부;가 포함된다.Here, the winch unit, the encoder for measuring the moving distance; And a cable zero unit for initializing the moving distance when the exploration unit is positioned on the basis of the inlet position of the borehole.

본 발명에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법은 본 발명에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템을 이용한 지하공동의 3차원 형상화방법이고, 상기 시추공의 입구위치에 대응하여 위성으로부터 자기 위치에 대한 3차원 좌표를 수신하는 지피에스수신단계; 및 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 이동거리별 상기 측정자세별 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 획득하고, 이에 근거하여 해당 벽면을 3차원으로 형상화시키는 지상제어단계;를 포함한다.The three-dimensional shaping method of the underground cavity according to the present invention is a three-dimensional shaping method of the underground cavity using the three-dimensional shaping system of the underground cavity according to the present invention, and three-dimensional to the magnetic position from the satellite corresponding to the inlet location of the borehole GPS receiving step of receiving coordinates; And a ground control step of acquiring the image of the wall surface distance and the wall surface of the measurement posture for each movement distance based on the inlet position of the borehole, and shaping the wall surface in three dimensions based on the image.

여기서, 상기 지상제어단계는, 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛을 동작시켜 상기 측정자세와, 상기 벽면거리와, 해당 벽면의 영상을 획득하는 탐사구동단계; 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 윈치유닛을 동작시켜 상기 이동거리를 획득하는 윈치구동단계; 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 상기 측정자세와 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 시계열순으로 저장하는 한편, 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 상기 이동거리를 시계열순으로 저장하는 데이터백업단계; 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 시계열에 따라 상기 이동거리와 상기 측정자세와 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 상호 매칭시켜 탐사매칭정보를 생성하는 정보매칭단계; 상기 탐사매칭정보의 변화에 따라 상기 지하공동에 대한 벽면좌표를 산출하는 공동좌표산출단계; 및 상기 지하공동에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 상기 지하공동을 3차원으로 형상화시키는 형상제어단계;를 포함한다.The ground control step may include: an exploration driving step of operating the exploration unit based on the inlet position of the borehole to obtain the measurement posture, the wall distance, and an image of the wall surface; A winch driving step of operating the winch unit based on the inlet position of the borehole to obtain the moving distance; In response to the movement of the exploration unit with respect to the inlet position of the borehole, the measurement posture, the wall distance, and the image of the wall are stored in chronological order, and the movement of the exploration unit with respect to the inlet position of the borehole is performed. A data backup step of storing the moving distances in chronological order; An information matching step of generating exploration matching information by matching the moving distance, the measurement posture, the wall distance, and the image of the wall according to a time series in response to the movement of the exploration unit based on the inlet position of the borehole; A joint coordinate calculation step of calculating wall coordinates for the underground cavity according to the change of the exploration matching information; And a shape control step of forming a three-dimensional grid by vertically connecting the wall coordinates of the underground cavity, and shaping the underground cavity in three dimensions based on the three-dimensional grid.

여기서, 상기 지상제어단계는, 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛과 상기 윈치유닛을 초기화하는 정보세팅단계와, 상기 시추공의 입구위치에 대응하여 상기 지피에스수신단계를 거쳐 측정한 3차원좌표를 베이스좌표로 저장하는 좌표저장단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정보초기화단계; 및 상기 탐사유닛이 상기 지하공동에 진입하는 경우, 상기 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 기준좌표를 산출하는 공동확인단계;를 더 포함한다.Here, the ground control step, the information setting step of initializing the exploration unit and the winch unit on the basis of the inlet position of the borehole, and the three-dimensional coordinates measured through the GPS receiving step corresponding to the inlet position of the borehole An information initialization step of storing at least one of a coordinate storing step of storing the information as a base coordinate; And a joint checking step of calculating a reference coordinate based on at least one of the exploration matching information when the exploration unit enters the underground cavity.

여기서, 상기 지상제어단계는, 상기 탐사유닛이 상기 지하공동에 진입하는 경우, 상기 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 상기 시추공의 출구위치를 산출하는 출구확인단계; 및 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사매칭정보의 변화에 따라 상기 시추공에 대한 벽면좌표를 산출하는 시추공산출단계;를 더 포함하고, 상기 형상제어단계는, 상기 시추공에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 상기 지하공동과 함께 상기 시추공을 3차원으로 형상화시킨다.The ground control step may include: an exit checking step of calculating an exit position of the borehole based on at least one of the exploration matching information when the exploration unit enters the underground cavity; And a borehole calculation step of calculating wall coordinates for the borehole in accordance with the change of the exploration matching information on the basis of the inlet location of the borehole. The three-dimensional grid is connected to each other, and the borehole is three-dimensionally formed along with the underground cavity based on the three-dimensional grid.

본 발명에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법은 상기 3차원으로 형상화된 지하공동의 외부 출력을 제어하는 출력단계;를 더 포함하고, 상기 출력단계를 거쳐 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 디스플레이하는 디스플레이단계; 상기 출력단계를 거쳐 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 모형으로 제작하는 프린팅단계; 및 상기 출력단계를 거쳐 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 원격의 매체와 통신하는 중계단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.The three-dimensional shaping method of the underground cavity according to the present invention further comprises an output step of controlling the external output of the three-dimensionally shaped underground cavity; at least the underground cavity of the borehole and the underground cavity output through the output step A display step of displaying; A printing step of manufacturing at least the underground cavity as a model among boreholes and underground cavities output through the output stage; And a relaying step of communicating at least the underground cavity with a remote medium from the borehole and the underground cavity output through the output step. At least any one of the more.

여기서, 상기 출력단계는, 하나의 지하공동에 대응하여 상기 시추공의 입구위치가 둘 이상인지 확인하는 좌표확인단계; 상기 좌표확인단계를 거쳐 상기 시추공의 입구위치가 둘 이상인 경우, 상기 시추공의 입구위치별로 형상화된 지하공동을 상호 조합하는 형상보정단계; 및 상기 좌표확인단계를 거쳐 하나의 시추공의 입구위치를 기준으로 형상화된 지하공동 또는 상기 형상보정단계를 거쳐 조합된 지하공동의 외부 출력을 제어하는 출력제어단계;를 포함한다.Here, the output step, the coordinate checking step of checking whether the inlet position of the borehole more than one corresponding to one underground cavity; A shape correction step of mutually combining the underground cavities formed by the inlet positions of the boreholes when the inlet positions of the boreholes are two or more through the coordinate checking step; And an output control step of controlling an external output of the underground cavity shaped through the coordinate checking step based on the inlet location of one borehole or the underground cavity combined through the shape correction step.

본 발명에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템과 지하공동의 3차원 형상화방법에 따르면, 지피에스수신유닛으로 획득한 시추공의 입구위치를 기반으로 지하공동의 벽면에 대한 3차원 좌표를 절대 좌표계로 표현할 수 있고, 지하공동의 3차원 형상 및 위치에 대해 신뢰도 있는 자료를 제공할 수 있다.According to the three-dimensional shaping system of the underground cavity and the three-dimensional shaping method of the underground cavity according to the present invention, the three-dimensional coordinates of the wall of the underground cavity can be expressed in the absolute coordinate system based on the entrance position of the borehole obtained by the GPS receiver unit. It can provide reliable data on the three-dimensional shape and location of underground cavities.

다른 표현으로, 지피에스수신유닛으로 획득한 시추공의 입구위치를 기준으로 탐사유닛의 이동거리, 탐사유닛의 측정자세, 탐사유닛과 지하공동의 벽면 사이의 벽면거리, 해당 지하공동의 벽면에 대한 영상을 매칭시켜 점 기반으로 생성된 지하공동의 벽면에 대한 3차원 좌표를 절대 좌표계로 표현할 수 있고, 3차원으로 형상화된 지하공동의 모델링을 간편하게 할 수 있어 지하공동의 3차원 형상 및 위치에 대해 신뢰도있는 자료를 제공할 수 있다.In other words, the moving distance of the exploration unit, the measurement posture of the exploration unit, the wall distance between the exploration unit and the wall of the underground cavity, and the image of the wall of the underground cavity based on the inlet location of the borehole acquired by the GPS receiver unit. 3D coordinates of the wall of the underground cavity created on the basis of points can be represented by the absolute coordinate system by matching, and modeling of the underground cavity shaped in three dimensions can be easily done, so it is reliable for the three-dimensional shape and location of the underground cavity. Can provide data

또한, 본 발명은 시추공 및 지하공동에 대한 형상 및 단면 등 추가 정보를 간편하게 획득할 수 있는 통합시스템을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide an integrated system that can easily obtain additional information, such as the shape and cross section for the borehole and underground cavity.

또한, 본 발명은 하나의 지하공동 뿐만 아니라, 복수의 지하공동을 단위 행정구역별로 통합하여 관리할 수 있다.In addition, the present invention can manage not only one underground cavity, but also a plurality of underground cavities by unit administrative districts.

또한, 본 발명은 시추공의 입구위치와 지하공동에 대한 벽면좌표를 활용하여 지하공동의 벽면을 부드럽게 형상화하여 보다 안정된 지하공동의 3차원 형상을 획득할 수 있다.In addition, the present invention can obtain a more stable three-dimensional shape of the underground cavity by smoothly shaping the wall surface of the underground cavity using the entrance position of the borehole and the wall coordinates for the underground cavity.

또한, 본 발명은 시추공의 3차원 형상을 획득할 수 있다.In addition, the present invention can obtain a three-dimensional shape of the borehole.

또한, 본 발명은 형상화된 지하공동의 3차원 형상을 실시간으로 출력함으로써, 현장 작업자와 원격의 매체를 사용하는 지하공동의 관계인 사이에서 실시간으로 정보를 공유할 수 있다.In addition, the present invention by outputting the three-dimensional shape of the shaped underground cavity in real time, it is possible to share information in real time between the relationship between the site operator and the underground cavity using a remote medium.

또한, 본 발명은 하나의 지하공동에 대응하여 둘 이상의 시추공이 형성되는 경우, 둘 이상 획득되는 지하공동의 3차원 형상을 상호 조합하여 지하공동의 3차원 형상을 구체화시킬 수 있다.In addition, in the present invention, when two or more boreholes are formed corresponding to one underground cavity, the three-dimensional shape of the underground cavity may be embodied by combining the three-dimensional shapes of the two or more obtained underground cavities with each other.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템에서 기준좌표에 대하여 지하공동의 벽면을 측정하는 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템에서 탐사유닛을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법에서 자세센서의 3축자기장센서를 이용하여 측정센서의 위치 변동에 따른 방위각을 측정하기 위한 좌표를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법에서 기본자세에 대응하여 측정센서에 의해 측정된 벽면의 좌표를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법에서 측정헤드수단의 틸팅 운동에 대응하여 측정센서에 의해 측정된 벽면의 좌표를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법에서 측정헤드수단의 롤링 운동에 대응하여 측정센서에 의해 측정된 벽면의 좌표를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing a three-dimensional shaping system of the underground cavity according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state of measuring the wall surface of the underground cavity with respect to the reference coordinate in the three-dimensional shaping system of the underground cavity according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an exploration unit in the three-dimensional shaping system of the underground cavity according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a three-dimensional shaping method of the underground cavity according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating coordinates for measuring an azimuth angle according to a position change of a measurement sensor using a three-axis magnetic field sensor of an attitude sensor in a three-dimensional shaping method of an underground cavity according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the coordinates of the wall surface measured by the measuring sensor corresponding to the basic posture in the three-dimensional shaping method of the underground cavity according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing the coordinates of the wall surface measured by the measuring sensor corresponding to the tilting motion of the measuring head means in the three-dimensional shaping method of the underground cavity according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the coordinates of the wall surface measured by the measuring sensor in response to the rolling motion of the measuring head means in the three-dimensional shaping method of the underground cavity according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템과 지하공동의 3차원 형상화방법의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.Hereinafter, an embodiment of a three-dimensional shaping system for an underground cavity and a three-dimensional shaping method for an underground cavity according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. At this time, the present invention is not limited or limited by the embodiment. In addition, in describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations may be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템은 지피에스수신유닛(100)과, 탐사유닛(200)과, 윈치유닛(300)과, 지상제어유닛(400)을 포함할 수 있다.1 to 3, the three-dimensional shaping system of the underground cavity according to an embodiment of the present invention is the PS receiving unit 100, the exploration unit 200, the winch unit 300, the ground control unit 400.

지피에스수신유닛(100)은 위성으로부터 자기 위치에 대한 3차원 좌표를 수신한다. 지피에스수신유닛(100)은 지면과 지하공동(C)을 연결하는 시추공(WP1, WP2)에서 지면 쪽으로 개구된 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 배치됨으로써, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 3차원의 절대좌표로 측정할 수 있다.The GPS receiver unit 100 receives three-dimensional coordinates of its position from the satellite. The GPS receiving unit 100 is disposed at the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2 opened toward the ground from the boreholes WP1 and WP2 connecting the ground and the underground cavity C, thereby drilling the boreholes WP1, Inlet positions BP0 and BP1 of WP2 can be measured in three-dimensional absolute coordinates.

지피에스수신유닛(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 탐사유닛(200)과 별도로 구성될 수 있다. 그러면, 3차원 좌표를 수신하는 지피에스수신유닛(100)의 위치를 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)와 매칭시킴으로써, 지피에스수신유닛(100)에서 수신된 3차원 좌표를 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 대응하여 베이스좌표로 설정할 수 있다.GPS receiving unit 100 may be configured separately from the exploration unit 200 as shown in FIG. Then, by matching the position of the GPS receiver unit 100 receiving the three-dimensional coordinates with the inlet position (BP0, BP1) of the borehole (WP1, WP2), the three-dimensional coordinates received from the GS receiver unit 100 by borehole ( The base coordinates can be set corresponding to the inlet positions BP0 and BP1 of WP1 and WP2.

도시되지 않았지만, 지피에스수신유닛(100)은 탐사유닛(200)에 일체로 구성될 수 있다.Although not shown, the GPS receiver unit 100 may be configured integrally with the exploration unit 200.

그러면, 지피에스수신유닛(100)의 위치가 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)와 매칭되도록 탐사유닛(200)을 정위치시킴으로써, 지피에스수신유닛(100)에서 수신된 3차원 좌표를 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 대응하여 베이스좌표로 설정할 수 있다.Then, by positioning the exploration unit 200 so that the position of the GPS receiver unit 100 is matched with the inlet position (BP0, BP1) of the boreholes WP1, WP2, three-dimensional coordinates received from the GPS receiver unit 100 Can be set to the base coordinate corresponding to the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2.

탐사유닛(200)은 시추공(WP1, WP2) 또는 지하공동(C)에서 측정자세(방위각, 경사도)와, 시추공(WP1, WP2)의 벽면이나 지하공동(C)의 벽면까지의 벽면거리(D1, D2)를 측정하고, 측정자세에서 벽면거리(D1, D2)의 측정시 해당 벽면의 영상을 촬영한다.The exploration unit 200 has a measuring posture (azimuth angle and inclination) in the boreholes WP1 and WP2 or the underground cavity C, and the wall distance D1 from the wall surface of the boreholes WP1 and WP2 or the wall surface of the underground cavity C. , D2) and measure the wall distance (D1, D2) in the measurement position to take an image of the wall.

탐사유닛(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 측정헤드수단(210)과, 가이드로드수단(220)과, 회전수단(230)을 포함하고, 틸팅수단(240)을 더 포함할 수 있다.The exploration unit 200 may include a measuring head means 210, a guide rod means 220, a rotation means 230, and a tilting means 240 as shown in FIG. 3.

측정헤드수단(210)에는 시추공(WP1, WP2)의 벽면 또는 지하공동(C)의 벽면에 대한 벽면거리(D1, D2)를 측정하는 측정센서와, 측정센서가 측정하는 해당 벽면을 촬영하는 카메라부(217)가 포함될 수 있다. 또한, 측정헤드수단(210)에는 지하공동(C)에 지하수가 있는지를 감지하는 수센서(219)가 더 포함될 수 있다. 또한, 측정헤드수단(210)에는 측정센서가 측정하는 해당 벽면을 향해 빛을 발산하는 조명부(218)가 더 포함될 수 있다. 또한, 측정헤드수단(210)에는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 측정헤드수단(210)의 측정자세를 측정하는 헤드자세센서가 더 포함될 수 있다.The measuring head means 210 is a measuring sensor for measuring the wall distance (D1, D2) to the wall surface of the borehole (WP1, WP2) or the wall of the underground cavity (C), and a camera for photographing the corresponding wall surface measured by the measuring sensor Part 217 may be included. In addition, the measuring head means 210 may further include a water sensor 219 for detecting whether there is ground water in the underground cavity (C). In addition, the measurement head means 210 may further include an illumination unit 218 for emitting light toward a corresponding wall surface measured by the measurement sensor. In addition, the measurement head means 210 may further include a head posture sensor for measuring the measurement posture of the measurement head means 210 in response to the movement of the exploration unit 200.

그러면, 측정센서를 통해 시추공(WP1, WP2)의 벽면 또는 지하공동(C)의 벽면에 대한 벽면거리(D1, D2)를 획득할 수 있다. 또한, 카메라부(217)를 통해 해당 벽면의 영상을 획득할 수 있다. 또한, 헤드자세센서를 통해 측정헤드수단(210)의 측정자세를 획득할 수 있다.Then, the wall distances D1 and D2 with respect to the wall surface of the boreholes WP1 and WP2 or the wall of the underground cavity C may be obtained through the measurement sensor. In addition, the camera unit 217 may acquire an image of the corresponding wall surface. In addition, the measurement posture of the measurement head means 210 may be obtained through the head posture sensor.

측정센서는 레이저센서(215)와, 소나센서(216)로 구분할 수 있다.The measurement sensor may be classified into a laser sensor 215 and a sonar sensor 216.

레이저센서(215)는 공기층에서 시추공(WP1, WP2)의 벽면 또는 지하공동(C)의 벽면에 대한 벽면거리(D1, D2)를 측정하는 센서로써, 거리 측정 방법으로 시간차 측정방식 또는 위상차 측정방식을 사용할 수 있다.Laser sensor 215 is a sensor for measuring the wall distance (D1, D2) to the wall surface of the borehole (WP1, WP2) or the wall of the underground cavity (C) in the air layer, the time difference measurement method or phase difference measurement method Can be used.

시간차 측정방식은 레이저를 발사하여 반사되어 되돌아오는 시간차와 레이저 속도의 곱으로 거리를 관측하는 방법으로 가장 널리 사용되고 있는 방식이지만, 이 방식은 특성상 가까운 거리에서 위상차 측정방식에 비해 약2mm 가량 정확도가 떨어지는 단점이 있다.The time difference measurement method is the most widely used method of observing distance by multiplying the time difference that is reflected back by firing the laser and the laser speed.However, this method is less accurate by about 2mm than the phase difference measurement method due to its characteristics. There are disadvantages.

위상차 측정방식은 레이저를 발사하여 반사되어 오는 위상의 개수에 최종 파장의 위상차를 활용하여 거리를 관측하는 것으로, 시간차 측정방식에 비하여 정확도가 다소 높은 장점을 갖는다.The phase difference measuring method measures the distance by using the phase difference of the final wavelength to the number of phases reflected by firing a laser, and has an advantage of somewhat higher accuracy than the time difference measuring method.

소나센서(216)는 수중에서 전자기파가 전달되지 않는 특성상 초음파(ultrasonic waves)를 이용하여 시추공(WP1, WP2)의 벽면 또는 지하공동(C)의 벽면에 대한 벽면거리(D1, D2)를 측정하는 센서로, 구체적으로 초음파를 짧은 단속음으로 발사한 후, 물체에 부딪혀 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하여 거리를 계산한다.The sonar sensor 216 measures wall distances D1 and D2 with respect to the wall surface of the boreholes WP1 and WP2 or the wall of the underground cavity C using ultrasonic waves due to the electromagnetic waves that are not transmitted in the water. Specifically, the sensor fires an ultrasonic wave with a short intermittent sound, and then calculates a distance by measuring a time that the object hits the reflection and returns.

수센서(219)는 지하수의 유무를 감지하는 모든 것이 사용 가능하며, 예를 들어 근거리 정밀센서가 있다. 근거리 정밀센서는 지하수의 유무를 감지함과 아울러 측정헤드수단(210)의 현재 위치(시추공(WP1, WP2), 지하공동(C))를 확인할 수 있다. 다시 말해, 측정헤드수단(210)의 현재 위치에서 수센서(219)가 시추공(WP1, WP2) 또는 지하공동(C)에서 지하수를 감지하지 않는 경우, 레이저센서(215)를 동작시키고, 소나센서(216)의 동작을 정지시킬 수 있다. 또한, 측정헤드수단(210)의 현재 위치에서 수센서(219)가 시추공(WP1, WP2) 또는 지하공동(C)에서 지하수를 감지하는 경우, 레이저센서(215)의 동작을 정지시키고, 소나센서(216)를 동작시킬 수 있다.The water sensor 219 can be used to detect the presence or absence of groundwater, for example, there is a near-field precision sensor. The near-field precision sensor detects the presence or absence of groundwater and checks the current position (boreholes (WP1, WP2), underground cavity (C)) of the measurement head means 210. In other words, when the water sensor 219 does not detect the groundwater in the boreholes WP1 and WP2 or the underground cavity C at the current position of the measuring head means 210, the laser sensor 215 is operated and the sonar sensor The operation of 216 can be stopped. In addition, when the water sensor 219 detects the groundwater in the boreholes WP1 and WP2 or the underground cavity C at the current position of the measurement head means 210, the operation of the laser sensor 215 is stopped and the sonar sensor 216 may be operated.

카메라부(217)는 측정센서가 측정하는 해당 벽면을 촬영하는 것으로, 특히, 카메라부(217)에 의해 촬영된 영상은 후술하는 디스플레이유닛(610)에 실시간으로 표시되어 시추공(WP1, WP2) 및 지하공동(C)에 지하수가 있는지 여부를 확인할 수 있다.The camera unit 217 photographs the corresponding wall surface measured by the measurement sensor, and in particular, the image photographed by the camera unit 217 is displayed in real time on the display unit 610 to be described later, and the boreholes WP1 and WP2 and Underground cavity (C) can determine whether there is groundwater.

조명부(218)는 카메라부(217)에 인접하여 배치되고, 엘이디(LED) 램프 등을 사용하여 빛을 조사하므로, 어두운 시추공(WP1, WP2) 또는 지하공동(C)에서 촬영을 원활하게 하고, 촬영된 영상을 육안으로 간편하게 확인할 수 있다.Since the lighting unit 218 is disposed adjacent to the camera unit 217 and irradiates light using an LED lamp, the lighting unit 218 facilitates shooting in the dark boreholes WP1 and WP2 or underground cavity C. You can easily check the captured image with the naked eye.

본 발명의 일 실시예에서 측정헤드수단(210)에는 탐사유닛(200)의 이동 방향에 대응하여 레이저센서(215)의 하측으로 이격되어 소나센서(216)를 배치함으로써, 지하공동(C)의 하부로 갈수록 공기층에서 지하수층으로 매질이 분포되는 점을 고려한 것이다. 또한, 카메라부(217)와 조명부(218)는 레이저센서(215)와 소나센서(216) 사이에 배치됨으로써, 카메라부(217)가 지하수층을 촬영하는 경우, 레이저센서(215)의 동작을 정지시키고, 소나센서(216)를 안정되게 동작시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention by placing the sonar sensor 216 in the measurement head means 210 spaced below the laser sensor 215 corresponding to the moving direction of the exploration unit 200, the underground cavity (C) of the It is considered that the medium is distributed from the air layer to the groundwater layer toward the bottom. In addition, the camera unit 217 and the lighting unit 218 are disposed between the laser sensor 215 and the sonar sensor 216, so that when the camera unit 217 photographs the groundwater layer, the operation of the laser sensor 215 is stopped. The sonar sensor 216 can be stably operated.

헤드자세센서는 헤드기울기센서(211)와, 헤드가속도센서(212)와, 헤드자기장센서(213)와, 헤드자이로센서(214)를 포함할 수 있다.The head posture sensor may include a head tilt sensor 211, a head acceleration sensor 212, a head magnetic field sensor 213, and a head gyro sensor 214.

헤드기울기센서(211)는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 z축(중력방향)을 기준으로 측정헤드수단(210)의 기울기 성분을 측정한다.The head tilt sensor 211 measures the inclination component of the measuring head means 210 based on the z-axis (gravity direction) formed by the GPS receiving unit 100 in response to the movement of the exploration unit 200.

헤드가속도센서(212)는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 3축을 기준으로 측정헤드수단(210)의 가속도 성분을 측정한다.The head acceleration sensor 212 measures the acceleration component of the measurement head means 210 based on three axes formed by the GPS receiving unit 100 in response to the movement of the exploration unit 200.

헤드자기장센서(213)는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 3축을 기준으로 측정헤드수단(210)의 방위각 성분을 측정한다.The head magnetic field sensor 213 measures the azimuth component of the measuring head means 210 based on three axes formed by the GPS receiving unit 100 in response to the movement of the exploration unit 200.

헤드자이로센서(214)는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 3축을 기준으로 측정헤드수단(210)의 각속도 성분을 측정한다.The head gyro sensor 214 measures the angular velocity component of the measuring head means 210 based on three axes formed by the GPS receiving unit 100 in response to the movement of the exploration unit 200.

그러면, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 대응하여 탐사유닛(200)이 정위치될 때, 측정헤드수단(210)의 측정자세를 초기화할 수 있다.Then, when the exploration unit 200 is correctly positioned corresponding to the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, the measurement posture of the measuring head means 210 may be initialized.

그리고 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 시추공(WP1, WP2) 또는 지하공동(C)에서 금속성분이 없는 구간에서는 헤드기울기센서(211)와 헤드자기장센서(213)를 이용하여 측정헤드수단(210)의 측정자세를 측정할 수 있다. 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 시추공(WP1, WP2) 또는 지하공동(C)에서 금속성분이 있는 구간에서는 헤드기울기센서(211)와 헤드자이로센서(214)를 이용하여 측정헤드수단(210)의 측정자세를 측정할 수 있고, 헤드가속도센서(212)를 이용하여 측정헤드수단(210)의 측정자세를 보정할 수 있다.And in response to the movement of the exploration unit 200 in the section without the metal component in the borehole (WP1, WP2) or underground cavity (C) using the head tilt sensor 211 and the head magnetic field sensor 213 the measuring head means ( The measurement posture of 210 can be measured. In response to the movement of the exploration unit 200, the measurement head means 210 using the head tilt sensor 211 and the head gyro sensor 214 in a section in which there are metal components in the boreholes WP1 and WP2 or the underground cavity C. It is possible to measure the measurement posture, and to correct the measurement posture of the measurement head means 210 using the head acceleration sensor 212.

가이드로드수단(220)은 측정헤드수단(210)이 롤링 운동 가능하게 결합된다. 가이드로드수단(220)에는 케이블(301)이 결합되는 커넥터(250)가 구비되어 케이블(301)의 탈부착 결합을 간편하게 하고, 케이블(301)과의 결합 부위를 방수 처리할 수 있다. 가이드로드수단(220)에는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 가이드로드수단(220)에 대한 측정자세를 측정하는 로드자세센서가 포함될 수 있다.Guide rod means 220 is coupled to the measurement head means 210 in a rolling motion. Guide rod means 220 is provided with a connector 250 to which the cable 301 is coupled to facilitate the detachable coupling of the cable 301, it is possible to waterproof the coupling portion with the cable 301. The guide rod means 220 may include a rod posture sensor for measuring a measurement posture with respect to the guide rod means 220 in response to the movement of the exploration unit 200.

그러면, 로드자세센서를 통해 가이드로드수단(220)의 측정자세를 획득할 수 있다.Then, the measurement posture of the guide rod means 220 can be obtained through the rod posture sensor.

로드자세센서는 로드기울기센서(221)와, 로드가속도센서(222)와, 로드자기장센서(223)와, 로드자이로센서(224)를 포함할 수 있다.The load posture sensor may include a load tilt sensor 221, a load acceleration sensor 222, a load magnetic field sensor 223, and a load gyro sensor 224.

로드기울기센서(221)는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 z축을 기준으로 가이드로드수단(220)의 기울기 성분을 측정한다.The load tilt sensor 221 measures the inclination component of the guide rod means 220 based on the z axis formed by the GPS receiving unit 100 in response to the movement of the exploration unit 200.

로드가속도센서(222)는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 3축을 기준으로 가이드로드수단(220)의 가속도 성분을 측정한다.The rod acceleration sensor 222 measures the acceleration component of the guide rod means 220 based on three axes formed by the GPS receiving unit 100 in response to the movement of the exploration unit 200.

로드자기장센서(223)는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 3축을 기준으로 가이드로드수단(220)의 방위각 성분을 측정한다.The rod magnetic field sensor 223 measures the azimuth component of the guide rod means 220 based on three axes formed by the GPS receiving unit 100 in response to the movement of the exploration unit 200.

로드자이로센서(224)는 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 3축을 기준으로 가이드로드수단(220)의 각속도 성분을 측정한다.The rod gyro sensor 224 measures the angular velocity component of the guide rod means 220 based on three axes formed by the GPS receiving unit 100 in response to the movement of the exploration unit 200.

그러면, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 대응하여 탐사유닛(200)이 정위치될 때, 가이드로드수단(220)의 측정자세를 초기화할 수 있다.Then, when the exploration unit 200 is correctly positioned corresponding to the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, the measurement posture of the guide rod means 220 may be initialized.

그리고 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 시추공(WP1, WP2) 또는 지하공동(C)에서 금속성분이 없는 구간에서는 로드기울기센서(221)와 로드자기장센서(223)를 이용하여 가이드로드수단(220)의 측정자세를 측정할 수 있다. 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 시추공(WP1, WP2) 또는 지하공동(C)에서 금속성분이 있는 구간에서는 로드기울기센서(221)와 로드자이로센서(224)를 이용하여 가이드로드수단(220)의 측정자세를 측정할 수 있고, 로드가속도센서(222)를 이용하여 가이드로드수단(220)의 측정자세를 보정할 수 있다.In addition, in response to the movement of the exploration unit 200, the guide rod means using the load slope sensor 221 and the magnetic field sensor 223 in a section without a metal component in the boreholes WP1 and WP2 or underground cavity C. 220 can measure the measurement posture. In response to the movement of the exploration unit 200, the guide rod means 220 using the rod tilt sensor 221 and the rod gyro sensor 224 in the section where there is a metal component in the borehole (WP1, WP2) or underground cavity (C). It is possible to measure the measurement posture of, and to correct the measurement posture of the guide rod means 220 using the rod acceleration sensor 222.

회전수단(230)은 가이드로드수단(220)을 기준으로 측정헤드수단(210)을 롤링 운동시킨다.The rotating means 230 moves the measuring head means 210 on the basis of the guide rod means 220.

회전수단(230)은 측정헤드수단(210) 또는 틸팅수단(240)에 구비되는 회전축과, 가이드로드수단(220)에 구비되어 회전축을 회전시키는 회전모터를 포함할 수 있다. 회전수단(230)은 측정헤드수단(210)의 회전각을 측정하는 회전각센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.The rotating means 230 may include a rotating shaft provided in the measuring head means 210 or the tilting means 240, and a rotating motor provided in the guide rod means 220 to rotate the rotating shaft. The rotation means 230 may further include a rotation angle sensor (not shown) for measuring the rotation angle of the measurement head means 210.

그러면, 회전수단(230)은 가이드로드수단(220)을 기준으로 측정헤드수단(210)을 360도 롤링 운동시킴으로써, 시추공(WP1, WP2)의 벽면 또는 지하공동(C)의 벽면에 대한 벽면거리(D1, D2)를 측정하고, 해당 벽면의 영상을 촬영할 수 있다.Then, the rotating means 230 is a 360-degree rolling movement of the measuring head means 210 relative to the guide rod means 220, wall distance to the wall surface of the borehole (WP1, WP2) or the wall surface of the underground cavity (C) D1 and D2 can be measured and an image of the wall surface can be taken.

틸팅수단(240)은 가이드로드수단(220)을 기준으로 측정헤드수단(210)을 틸팅 운동시킨다.The tilting means 240 tilts the measuring head means 210 with respect to the guide rod means 220.

틸팅수단(240)은 회전축을 매개로 가이드로드수단(220)에 회전 가능하게 결합되는 회전브라켓(241)과, 측정헤드수단(210)에 구비되는 틸팅브라켓(242)과, 측정헤드수단(210)의 틸팅 중심을 형성하도록 회전브라켓(241)과 틸팅브라켓(242)을 틸팅 운동 가능하게 연결하는 틸팅축(243)과, 회전브라켓(241)을 기준으로 틸팅브라켓(242)이 틸팅 운동되도록 틸팅축(243)을 회전시키는 틸팅모터(244)를 포함할 수 있다. 틸팅수단(240)은 틸팅브라켓(242)의 틸팅 운동에 대응하여 틸팅각을 측정하는 틸팅센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.The tilting means 240 is a rotating bracket 241 rotatably coupled to the guide rod means 220 via the rotation axis, the tilting bracket 242 provided in the measuring head means 210, and the measuring head means 210. Tilting shaft 243 for tilting the rotating bracket 241 and the tilting bracket 242 so as to form a tilting center of the tilting unit, and the tilting bracket 242 is tilted based on the rotating bracket 241. It may include a tilting motor 244 for rotating the shaft (243). The tilting means 240 may further include a tilting sensor (not shown) for measuring a tilting angle in response to the tilting motion of the tilting bracket 242.

그러면, 틸팅수단(240)은 가이드로드수단(220)을 기준으로 측정헤드수단(210)을 틸팅 운동시킬 때, 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 z축을 기준으로 측정헤드수단(210)은 반시계 방향에 대응하여 90도까지 틸팅 운동되고, 시계 방향에 대응하여 90까지 틸팅 운동됨으로써, 지하공동(C)의 벽면에 대한 벽면거리(D1, D2)를 측정하고, 해당 벽면의 영상을 촬영할 수 있다. 이때, 틸팅각은 가이드로드수단(220)에 구비된 로드자세센서와 측정헤드수단(210)에 구비된 헤드자세센서에서 각각 측정되는 측정자세를 이용하여 측정할 수 있고, 틸팅센서의 측정값으로 측정자세를 보정할 수 있다.Then, when the tilting means 240 tilts the measuring head means 210 with respect to the guide rod means 220, the measuring head means 210 with respect to the z axis formed by the GPS receiving unit 100 is By tilting 90 degrees in the counterclockwise direction and tilting 90 degrees in the clockwise direction, the wall distances D1 and D2 with respect to the wall surface of the underground cavity C can be measured, and an image of the wall surface can be taken. Can be. At this time, the tilting angle may be measured by using the measurement postures respectively measured by the load posture sensor provided in the guide rod means 220 and the head posture sensor provided in the measurement head means 210, and as a measured value of the tilting sensor. Measure position can be corrected.

탐사유닛(200)에서 커넥터(250)와 틸팅축(243) 사이의 길이(TL1)와, 틸팅축(243)과 레이저센서(215) 사이의 길이(TL21)와, 틸팅축(243)과 소나센서(216) 사이의 길이(TL22)와, 틸팅축(243)과 수센서(219) 사이의 길이(TL23)는 탐사유닛(200)의 종류에 따라 기설정된 값으로, 탐사유닛(200)의 측정자세 및 벽면좌표를 산출할 때 이용할 수 있다.In the probe unit 200, the length TL1 between the connector 250 and the tilting shaft 243, the length TL21 between the tilting shaft 243 and the laser sensor 215, the tilting shaft 243 and the sonar. The length TL22 between the sensor 216 and the length TL23 between the tilting shaft 243 and the water sensor 219 are preset values according to the type of the exploration unit 200. It can be used to calculate measurement posture and wall coordinates.

윈치유닛(300)은 탐사유닛(200)과 결합되는 케이블(301)이 권취되고, 시추공(WP1, WP2) 또는 지하공동(C)에서 탐사유닛(200)의 이동에 따른 이동거리를 측정한다.The winch unit 300 is wound around the cable 301 coupled to the exploration unit 200, and measures the movement distance according to the movement of the exploration unit 200 in the borehole (WP1, WP2) or underground cavity (C).

윈치유닛(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 케이블(301)이 권취되는 드럼(310)과, 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 케이블(301)의 이동량을 측정하는 엔코더(320)와, 드럼(310)을 정역 회전시키는 윈치모터(330)와, 케이블(301)의 이동량을 표시하는 길이표시부(350)를 포함할 수 있다.The winch unit 300 includes a drum 310 in which the cable 301 is wound as shown in FIG. 2, an encoder 320 measuring a movement amount of the cable 301 in response to the movement of the exploration unit 200. In addition, the winch motor 330 for forward and reverse rotation of the drum 310 may include a length display unit 350 for displaying the movement amount of the cable 301.

도 1에서 좌측 시추공(WP1)의 길이(l0), 좌측 시추공(WP1)의 출구위치(BP01)와 기준탐사점(BP02) 사이의 길이(l01), 우측 시추공(WP2)의 길이(l1), 우측 시추공(WP2)의 출구위치(BP11)와 기준탐사점(BP12) 사이의 길이(l01)는 윈치유닛(300)의 엔코더(320)에서 측정되는 케이블(301)의 이동량으로 측정할 수 있다.In FIG. 1, the length l0 of the left borehole WP1, the length l01 between the outlet position BP01 and the reference search point BP02 of the left borehole WP1, the length l1 of the right borehole WP2, The length l01 between the outlet position BP11 and the reference search point BP12 of the right bore hole WP2 may be measured by the amount of movement of the cable 301 measured by the encoder 320 of the winch unit 300.

또한, 윈치유닛(300)은 윈치모터(330)의 동작을 제어하고 엔코더(320)가 측정하는 케이블(301)의 이동량을 탐사유닛(200)의 이동거리로 환산하여 길이표시부(350)에 전달하는 모터제어부(340)를 더 포함할 수 있다.In addition, the winch unit 300 controls the operation of the winch motor 330 and converts the amount of movement of the cable 301 measured by the encoder 320 to the moving distance of the probe unit 200 is transmitted to the length display unit 350 The motor control unit 340 may further include.

또한, 윈치유닛(300)은 탐사유닛(200)이 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 정위치할 때, 탐사유닛(200)의 이동거리를 "0" 으로 세팅하기 위해 엔코더(320)가 측정하는 케이블(301)의 이동량을 초기화시키는 케이블영점부(360)를 더 포함할 수 있다.In addition, the winch unit 300 is to set the moving distance of the exploration unit 200 to "0" when the exploration unit 200 is positioned at the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2. The encoder 320 may further include a cable zero unit 360 for initializing the movement amount of the cable 301 measured by the encoder 320.

특히, 윈치유닛(300)에는 케이블(301)의 이동량을 통해 이동거리를 측정하는 엔코더(320)와, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)이 정위치될 때, 이동거리를 초기화시키는 케이블영점부(360)가 포함된다.In particular, the winch unit 300 has an encoder 320 for measuring the moving distance through the movement amount of the cable 301 and the exploration unit 200 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2. When in place, a cable zero point 360 for initializing the travel distance is included.

그러면, 윈치유닛(300)의 동작을 통해 탐사유닛(200)의 이동거리를 획득할 수 있다.Then, the movement distance of the exploration unit 200 may be obtained through the operation of the winch unit 300.

지상제어유닛(400)은 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 이동거리별 측정자세별 벽면거리(D1, D2)와 벽면의 영상에 근거하여 해당 벽면을 3차원으로 형상화시킨다.The ground control unit 400 displays the wall surface in three dimensions based on the wall distances D1 and D2 of the measuring postures by moving distances based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2. Shape it.

지상제어유닛(400)은 탐사저장부(422)와, 윈치저장부(423)와, 정보매칭부(430)와, 공동좌표산출부(452)와, 형상제어부(460)를 포함할 수 있다.The ground control unit 400 may include an exploration storage unit 422, a winch storage unit 423, an information matching unit 430, a joint coordinate calculation unit 452, and a shape control unit 460. .

탐사저장부(422)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 탐사유닛(200)의 측정자세와, 탐사유닛(200)과 벽면 사이의 벽면거리(D1, D2)와 해당 벽면의 영상을 시계열순으로 저장한다.The exploration storage unit 422 measures the attitude of the exploration unit 200 and the exploration unit 200 in response to the movement of the exploration unit 200 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2. The wall distances D1 and D2 between the walls and the images of the walls are stored in chronological order.

여기서, 탐사저장부(422)에 저장되는 탐사유닛(200)의 측정자세는 헤드자세센서와 로드자세센서 중 적어도 어느 하나에서 측정된 값을 기반으로 하고, 벽면거리(D1, D2)는 측정센서에서 측정된 값을 기반으로 하며, 벽면의 영상은 카메라부(217)에서 촬영된 영상을 기반으로 한다.Here, the measurement posture of the exploration unit 200 stored in the exploration storage unit 422 is based on a value measured by at least one of the head posture sensor and the load posture sensor, and the wall distances D1 and D2 are measured sensors. Based on the measured value, and the image of the wall is based on the image taken by the camera unit 217.

윈치저장부(423)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 탐사유닛(200)의 이동거리를 시계열순으로 저장한다.The winch storage unit 423 stores the moving distance of the exploration unit 200 in chronological order in response to the movement of the exploration unit 200 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2.

여기서, 탐사유닛(200)의 이동거리는 윈치유닛(300)의 엔코더(320)에서 측정되는 케이블(301)의 이동량을 기반으로 한다.Here, the movement distance of the exploration unit 200 is based on the movement amount of the cable 301 measured by the encoder 320 of the winch unit 300.

정보매칭부(430)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 시계열에 따라 탐사유닛(200)의 이동거리와 탐사유닛(200)의 측정자세와 탐사유닛(200)과 벽면 사이의 벽면거리(D1, D2)와 해당 벽면의 영상을 상호 매칭시켜 탐사매칭정보를 생성한다.The information matching unit 430 corresponds to the movement of the exploration unit 200 based on the time series in response to the movement of the exploration unit 200 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2. ) And the exploration matching information is generated by matching the image of the wall surface (D1, D2) and the image of the wall between the measurement posture and the exploration unit 200 and the wall.

그러면, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 탐사유닛(200)의 기준탐사점(BP02, BP12)의 변환 상태는 이동거리별 탐사유닛(200)의 측정자세별 벽면거리(D1, D2)와 벽면의 영상이 탐사매칭정보로 정보매칭부(430)에 저장될 수 있다.Then, in response to the movement of the exploration unit 200 on the basis of the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, the conversion state of the reference exploration points BP02 and BP12 of the exploration unit 200 is changed according to the moving distance. The wall distances D1 and D2 of the measurement unit 200 and the image of the wall may be stored in the information matching unit 430 as the exploration matching information.

공동좌표산출부(452)는 탐사매칭정보의 변화에 따라 지하공동(C)에 대한 벽면좌표를 산출한다. 공동좌표산출부(452)는 후술하는 기준좌표를 기준으로 탐사매칭정보의 변화에 따라 지하공동(C)에 대한 벽면좌표를 산출할 수 있다.The joint coordinate calculation unit 452 calculates wall coordinates for the underground cavity C according to the change of the exploration matching information. The joint coordinate calculation unit 452 may calculate wall coordinates for the underground cavity C according to the change of the exploration matching information on the basis of the reference coordinates to be described later.

일예로, 탐사유닛(200)이 회전수단(230)과 틸팅수단(240) 중 회전수단(230)을 포함하는 경우, 기준좌표를 기준으로 탐사유닛(200)의 이동거리별 탐사유닛(200)의 롤링 운동별 탐사유닛(200)의 측정자세와 탐사유닛(200)의 측정거리와 해당 벽면의 영상을 기반으로 지하공동(C)에 대한 벽면좌표를 산출할 수 있다.For example, when the exploration unit 200 includes the rotating means 230 among the rotating means 230 and the tilting means 240, the exploration unit 200 for each moving distance of the exploration unit 200 based on the reference coordinate. The wall coordinates for the underground cavity (C) can be calculated based on the measurement posture of the exploration unit 200 for each rolling motion and the measurement distance of the exploration unit 200 and the image of the corresponding wall surface.

다른 예로, 탐사유닛(200)이 회전수단(230)과 틸팅수단(240)을 모두 포함하는 경우, 기준좌표를 기준으로 탐사유닛(200)의 롤링 운동별 탐사유닛(200)의 틸팅 운동별 탐사유닛(200)의 측정자세와 탐사유닛(200)의 측정거리와 해당 벽면의 영상을 기반으로 지하공동(C)에 대한 벽면좌표를 산출할 수 있다.As another example, when the exploration unit 200 includes both the rotating means 230 and the tilting means 240, the exploration for each tilting motion of the exploration unit 200 for each rolling motion of the exploration unit 200 based on a reference coordinate. The wall coordinates of the underground cavity C may be calculated based on the measurement posture of the unit 200, the measurement distance of the exploration unit 200, and the image of the corresponding wall surface.

그러면, 벽면좌표들은 기준좌표를 기준으로, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 공동좌표산출부(452)에 저장될 수 있다.Then, the wall coordinates may be stored in the joint coordinate calculation unit 452 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2 based on the reference coordinates.

형상제어부(460)는 지하공동(C)에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 지하공동(C)을 3차원으로 형상화시킨다.The shape controller 460 connects the wall coordinates of the underground cavity C vertically and horizontally to form a three-dimensional grid, and shapes the underground cavity C in three dimensions based on the three-dimensional grid.

형상제어부(460)는 3차원 형상화 알고리즘을 수행함으로써, 지하공동(C)을 3차원으로 형상화시킬 수 있다.The shape control unit 460 may shape the underground cavity C in three dimensions by performing a three-dimensional shaping algorithm.

지상제어유닛(400)은 정보초기화부(410)와, 베이스좌표저장부(421)와, 공동확인부(451) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.The ground control unit 400 may further include at least one of an information initialization unit 410, a base coordinate storage unit 421, and a joint identification unit 451.

정보초기화부(410)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)과 윈치유닛(300)을 초기화한다. 탐사유닛(200)이 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 정위치될 때, 윈치유닛(300)의 케이블영점부(360)가 케이블(301)의 이동량을 초기화함으로써, 탐사유닛(200)의 이동거리를 초기화시키고, 이에 따라 탐사유닛(200)의 측정자세를 초기화시킬 수 있다.The information initialization unit 410 initializes the exploration unit 200 and the winch unit 300 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2. When the exploration unit 200 is correctly positioned at the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, the cable zero portion 360 of the winch unit 300 initializes the movement amount of the cable 301, thereby exploring the exploration unit 200. The movement distance of the unit 200 may be initialized, and thus the measurement posture of the exploration unit 200 may be initialized.

베이스좌표저장부(421)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 대응하여 지피에스수신유닛(100)이 측정한 3차원 좌표를 베이스좌표로 저장한다. 이때, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)와, 지피에스수신유닛(100)이 측정한 3차원 좌표와, 탐사유닛(200)의 기준탐사점(BP02, BP12)이 상호 일치되도록 탐사유닛(200)을 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 정위치시킴으로써, 베이스좌표저장부(421)는 지피에스수신유닛(100)이 측정한 3차원 좌표를 베이스좌표로 저장할 수 있다. 탐사유닛(200)의 기준탐사점(BP02, BP12)은 탐사유닛(200)의 측정자세를 측정하는 기준이 되고, 탐사유닛(200)이 이동함에 따라 탐사유닛(200)의 측정자세와 탐사유닛(200)의 이동거리가 변화될 때, 탐사유닛(200)의 기준탐사점(BP02, BP12)이 변화되는 것을 실시간으로 산출할 수 있게 된다.The base coordinate storage unit 421 stores the three-dimensional coordinates measured by the GPS receiver unit 100 as the base coordinates corresponding to the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2. At this time, the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, the three-dimensional coordinates measured by the GPS receiver unit 100, and the reference detection points BP02 and BP12 of the exploration unit 200 coincide with each other. By positioning the exploration unit 200 at the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, the base coordinate storage unit 421 stores the three-dimensional coordinates measured by the GPS receiving unit 100 as the base coordinates. Can be. The reference exploration points BP02 and BP12 of the exploration unit 200 serve as a reference for measuring the measurement posture of the exploration unit 200. As the exploration unit 200 moves, the measurement posture and the exploration unit of the exploration unit 200 are moved. When the moving distance of the 200 is changed, it is possible to calculate in real time that the reference detection point (BP02, BP12) of the exploration unit 200 is changed.

탐사유닛(200)의 기준탐사점(BP02, BP12)은 탐사유닛(200)의 커넥터(250), 탐사유닛(200)의 틸팅축(243), 탐사유닛(200)의 레이저센서(215), 탐사유닛(200)의 소나센서(216), 탐사유닛(200)의 수센서(219) 중 어느 하나의 위치로 설정될 수 있다.The reference exploration points BP02 and BP12 of the exploration unit 200 are the connector 250 of the exploration unit 200, the tilting shaft 243 of the exploration unit 200, the laser sensor 215 of the exploration unit 200, The sonar sensor 216 of the exploration unit 200 may be set to any one position of the number sensor 219 of the exploration unit 200.

공동확인부(451)는 탐사유닛(200)이 지하공동(C)에 진입하는 경우, 탐사매칭정보 중 어느 하나를 기반으로 기준좌표를 산출한다.The joint identification unit 451 calculates a reference coordinate based on any one of the exploration matching information when the exploration unit 200 enters the underground cavity C.

탐사유닛(200)이 지하공동(C)에 진입하는 경우는 탐사유닛(200)의 길이에 대응하여 현재의 벽면거리가 시추공(WP1, WP2)의 직경보타 큰 상태가 유지될 때, 벽면의 영상을 기반으로 지하공동(C)으로 판단될 때, 시추시 획득한 시추공(WP1, WP2)의 길이와 탐사유닛(200)의 이동거리가 기설정된 비율을 바탕으로 일치될 때를 나타낼 수 있다. 이때, 탐사유닛(200)이 지하공동(C)에 진입하는 경우, 탐사유닛(200)의 기준탐사점(BP02, BP12)을 기준좌표로 설정할 수 있다.When the exploration unit 200 enters the underground cavity C, when the current wall distance is larger than the diameter of the boreholes WP1 and WP2 corresponding to the length of the exploration unit 200, the image of the wall surface is maintained. When it is determined based on the underground cavity (C), it can represent when the length of the boreholes (WP1, WP2) obtained during drilling and the moving distance of the exploration unit 200 is matched based on a preset ratio. In this case, when the exploration unit 200 enters the underground cavity C, the reference exploration points BP02 and BP12 of the exploration unit 200 may be set as reference coordinates.

그러면, 기준좌표는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치를 기준으로 공동확인부(451)에 저장될 수 있다.Then, the reference coordinate may be stored in the joint identification unit 451 based on the inlet positions of the boreholes WP1 and WP2.

지상제어유닛(400)은 출구확인부(441)와, 시추공산출부(442)를 더 포함할 수 있다.The ground control unit 400 may further include an outlet check unit 441 and a borehole calculation unit 442.

출구확인부(441)는 탐사유닛(200)이 지하공동(C)에 진입하는 경우, 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 시추공(WP1, WP2)의 출구위치(BP01, BP11)를 산출한다. 출구확인부(441)는 탐사매칭정보 중 벽면의 영상을 기반으로 벽면의 영상에 매칭되어 있는 탐사매칭정보를 이용하여 시추공(WP1, WP2)에서 지하공동(C) 쪽으로 개구된 시추공(WP1, WP2)의 출구위치(BP01, BP11)를 산출할 수 있다.When the exploration unit 200 enters the underground cavity C, the exit check unit 441 calculates the exit positions BP01 and BP11 of the boreholes WP1 and WP2 based on at least one of the exploration matching information. . The exit checking unit 441 uses the exploration matching information matched to the image of the wall based on the image of the wall among the exploration matching information, and the boreholes WP1 and WP2 opened from the boreholes WP1 and WP2 toward the underground cavity C. Outlet positions BP01 and BP11 can be calculated.

시추공산출부(442)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사매칭정보의 변화에 따라 시추공(WP1, WP2)에 대한 벽면좌표를 산출한다.The borehole calculation unit 442 calculates wall coordinates for the boreholes WP1 and WP2 according to the change of the exploration matching information on the basis of the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2.

일반적으로 탐사유닛(200)이 시추공(WP1, WP2)을 이동하는 과정에는 탐사유닛(200)의 회전수단(230)과 틸팅수단(240)이 초기화된 상태로 이동함에 따라 헤드자세센서와 로드자세센서 중 적어도 어느 하나와 탐사유닛(200)의 이동거리와 탐사유닛(200)과 시추공(WP1, WP2)의 벽면 사이의 벽면거리를 바탕으로 시추공(WP1, WP2)에 대한 벽면좌표를 산출할 수 있다.In general, the exploration unit 200 moves the boreholes WP1 and WP2 in the process of moving the rotating means 230 and the tilting means 240 of the exploration unit 200 to an initialized state. The wall coordinates for the boreholes WP1 and WP2 may be calculated based on at least one of the sensors, the moving distance of the probe unit 200, and the wall distance between the probe unit 200 and the wall surfaces of the boreholes WP1 and WP2. have.

이때, 형상제어부(460)는 시추공(WP1, WP2)에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 지하공동(C)과 함께 시추공(WP1, WP2)을 3차원으로 형상화시킬 수 있다.At this time, the shape control unit 460 connects the wall coordinates for the borehole (WP1, WP2) longitudinally and horizontally to form a three-dimensional grid, and based on the three-dimensional grid with the underground cavity (C) borehole (WP1, WP2) It can be shaped in three dimensions.

본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템은 출력유닛(500)을 더 포함할 수 있다.Underground cavity three-dimensional shaping system according to an embodiment of the present invention may further include an output unit (500).

출력유닛(500)은 3차원으로 형상화된 지하공동(C)의 외부 출력을 제어한다.The output unit 500 controls the external output of the underground cavity (C) shaped in three dimensions.

형상화된 3차원의 지하공동(C)에는 지피에스수신유닛(100)에 의해 측정된 3차원 좌표를 기반으로 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1), 시추공(WP1, WP2)의 출구위치(BP01, BP11), 기준좌표, 시추공(WP1, WP2)의 3차원 형상, 지하공동(C)의 3차원 형상이 절대 좌표계로 설정되므로, 출력유닛(500)은 형상화된 3차원의 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C)을 지도에 간편하게 적용시킬 수 있다.In the shaped three-dimensional underground cavity (C), the inlet position (BP0, BP1) of the boreholes (WP1, WP2), the exit of the boreholes (WP1, WP2) based on the three-dimensional coordinates measured by the GPS receiver unit 100 Since the position (BP01, BP11), the reference coordinate, the three-dimensional shape of the boreholes WP1 and WP2, and the three-dimensional shape of the underground cavity C are set in the absolute coordinate system, the output unit 500 includes the three-dimensional shaped borehole ( WP1, WP2) and underground cavity (C) can be easily applied to the map.

출력유닛(500)은 3차원으로 형상화된 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나를 외부로 출력함으로써, 현장 작업자와 지하공동(C)의 관계인이 3차원으로 형상화된 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C)을 실시간으로 공유할 수 있다.The output unit 500 outputs at least one of the three-dimensionally shaped boreholes WP1 and WP2 and the underground cavity C to the outside, so that the relationship between the site worker and the underground cavity C is shaped in three dimensions. (WP1, WP2) and underground cavity (C) can be shared in real time.

여기서, 출력유닛(500)은 하나의 지하공동(C)에 대응하여 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)가 둘 이상인지 확인하는 좌표확인부(510)와, 좌표확인부(510)의 확인 결과 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)가 둘 이상인 경우, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)별로 형상화된 지하공동(C)을 상호 조합하는 형상보정부(520)와, 좌표확인부(510)의 확인 결과 하나의 시추공의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 형상화된 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나 또는 형상보정부(520)에서 조합된 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나의 외부 출력을 제어하는 출력제어부(530)를 포함할 수 있다.Here, the output unit 500 corresponds to one underground cavity (C) coordinate check unit 510 and the coordinate check unit (510) to check whether the inlet position (BP0, BP1) of the borehole (WP1, WP2) is two or more; 510, when the inlet position (BP0, BP1) of the boreholes (WP1, WP2) is more than one, combining the underground cavity (C) shaped by the inlet position (BP0, BP1) of the boreholes (WP1, WP2) At least one of the boreholes WP1 and WP2 and the underground cavity C shaped based on the inlet positions BP0 and BP1 of one borehole as a result of the confirmation of the shape correction unit 520 and the coordinate checking unit 510 or It may include an output control unit 530 for controlling the external output of at least one of the borehole (WP1, WP2) and the underground cavity (C) combined in the shape correction unit (520).

일예로, 도 2와 같이 하나의 지하공동(C)에 대응하여 시추공(WP1, WP2)이 둘로 형성되는 경우, 각각의 시추공(WP1, WP2)에 대응하여 각각 지하공동(C)을 3차원으로 형상화할 수 있고, 두 개로 형상화된 지하공동(C)은 동일 좌표계를 기준으로 산출됨에 따라 상호 조합됨으로써, 구체화된 하나의 지하공동(C)으로 형상화되어 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나를 명확하게 할 수 있다.For example, when two boreholes WP1 and WP2 are formed in two corresponding to one underground cavity C as shown in FIG. 2, the underground cavity C is respectively three-dimensionally corresponding to each borehole WP1 and WP2. The two-shaped underground cavity (C), which can be shaped, is combined with each other as calculated based on the same coordinate system, thereby being shaped as one specified underground cavity (C) to form boreholes (WP1, WP2) and underground cavity (C). At least one of) can be made clear.

도시되지 않았지만, 출력유닛(500)에는 상술한 정보매칭부(430)와, 출구확인부(441)와, 시추공산출부(442)와, 공동확인부(451)와, 공동좌표산출부(452)와, 형상제어부(460) 중 적어도 형상제어부(460)가 포함되고, 지상제어유닛(400)에는 출력유닛(500)에 포함되는 것이 생략될 수 있다.Although not shown, the output unit 500 includes the above-described information matching unit 430, the exit confirmation unit 441, the borehole calculation unit 442, the joint confirmation unit 451, and the joint coordinate calculation unit 452. And at least the shape control unit 460 of the shape control unit 460, and the ground control unit 400 may be omitted from the output unit 500.

본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템은 출력유닛(500)과 더불어 출력유닛(500)을 통해 출력되는 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나를 디스플레이하는 디스플레이유닛(610)과, 출력유닛(500)을 통해 출력되는 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나를 모형으로 제작하는 프린팅유닛(620)과, 출력유닛(500)을 통해 출력되는 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나를 원격의 매체와 통신하는 중계기유닛(630) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 특히, 중계기유닛(630)은 도 1에 도시된 바와 같이 지하공동(C)의 관계인이 휴대하는 휴대단말(710), 지하공동(C)의 관계인이 착용하는 가상현실 또는 증강현실 표현용 착용단말(720), 양방향 통신이 가능한 방송단말(730)과 통신함에 따라 현장 작업자와 지하공동(C)의 관계인은 3차원으로 형상화된 지하공동(C)을 실시간으로 공유함은 물론 지하공동(C)의 특이 사항을 상호 조율할 수 있다. 또한, 중계기유닛(630)을 통한 양방향 통신을 통해 현장에 없는 사람도 원거리에서 통합체계를 준용함으로써, 현장에서 획득한 지하공동(C)에 대한 정보를 원격지에서 효율적으로 공유할 수 있고, 실시간 정보 공유에 따라 의사 결정을 빠르게 할 수 있다.The three-dimensional shaping system of the underground cavity according to an embodiment of the present invention displays at least one of the boreholes (WP1, WP2) and the underground cavity (C) output through the output unit 500 together with the output unit 500 The display unit 610, the printing unit 620 for producing at least one of the borehole (WP1, WP2) and underground cavity (C) output through the output unit 500 and the output unit 500, At least one of the boreholes WP1 and WP2 and underground cavity C outputted through the at least one of the repeater unit 630 for communicating with the remote medium may be further included. In particular, the repeater unit 630 is a mobile terminal 710 carried by a person in the underground cavity (C), as shown in FIG. 1, a wearable device for expressing a virtual reality or augmented reality worn by a person in the underground cavity (C) 720, the communication between the communication terminal 730 capable of bi-directional communication between the field worker and the underground cavity (C) share the three-dimensional underground cavity (C) in real time as well as the underground cavity (C) The singularities of can be coordinated with each other. In addition, through the two-way communication through the repeater unit 630, even those who are not in the field by applying the integrated system at a distance, can effectively share information about the underground cavity (C) obtained at the site from a remote location, real-time information Make decisions faster by sharing.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법에 대하여 설명한다.Now, a three-dimensional shaping method for underground cavities according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1 내지 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화시스템을 이용하여 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 지하공동(C)을 3차원으로 형상화하는 방법이다.1 to 3 and 4, the three-dimensional shaping method of the underground cavity according to an embodiment of the present invention is a borehole (WP1, At least the underground cavity (C) of the WP2) and the underground cavity (C) is a method of shaping in three dimensions.

본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법은 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 대응하여 위성으로부터 자기 위치에 대한 3차원 좌표를 수신하는 지피에스수신단계(S2)와, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 이동거리별 측정자세별 벽면거리(D1, D2)와 벽면의 영상을 획득하고, 이에 근거하여 해당 벽면을 3차원으로 형상화시키는 지상제어단계를 포함할 수 있다.In the three-dimensional shaping method of the underground cavity according to an embodiment of the present invention, GPS receiving step (S2) for receiving the three-dimensional coordinates of the magnetic position from the satellite corresponding to the inlet position (BP0, BP1) of the borehole (WP1, WP2) ) And images of wall distance (D1, D2) and wall surface of each measuring posture based on the moving distances based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, and the wall surface is three-dimensionally It may include a ground control step of shaping.

지피에스수신단계(S2)는 지피에스수신유닛(100)의 동작에 의해 실시될 수 있다.GPS receiving step (S2) may be carried out by the operation of the PS receiving unit 100.

본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법은 지피에스수신단계(S2) 또는 후술하는 지상제어단계의 정보초기화단계(S3)에 앞서, 유닛세팅단계(S1)를 실시할 수 있다. 유닛세팅단계(S1)는 지피에스수신유닛(100)과, 탐사유닛(200)과, 윈치유닛(300)과, 지상제어유닛(400)을 상호 연결하고, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 탐사유닛(200)을 정위치시킨다. 그러면, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)와, 지피에스수신유닛(100)이 측정한 3차원 좌표와, 탐사유닛(200)의 기준탐사점(BP02, BP12)이 상호 일치되도록 탐사유닛(200)을 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 정위치시킴으로써, 베이스좌표저장부(421)는 지피에스수신유닛(100)이 측정한 3차원 좌표를 베이스좌표로 저장할 수 있다.In the three-dimensional shaping method of the underground cavity according to an embodiment of the present invention, the unit setting step (S1) may be performed prior to the GPS reception step (S2) or the information initialization step (S3) of the ground control step to be described later. Unit setting step (S1) is connected to the PS receiving unit 100, the exploration unit 200, the winch unit 300, the ground control unit 400, and the inlet position of the borehole (WP1, WP2) The exploration unit 200 is positioned in BP0 and BP1. Then, the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, the three-dimensional coordinates measured by the GPS receiver unit 100, and the reference detection points BP02 and BP12 of the exploration unit 200 coincide with each other. By positioning the exploration unit 200 at the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, the base coordinate storage unit 421 stores the three-dimensional coordinates measured by the GPS receiving unit 100 as the base coordinates. Can be.

지상제어단계는 탐사유닛(200)과, 윈치유닛(300)과, 지상제어유닛(400)의 상호 연계 동작에 의해 실시될 수 있다. 지상제어단계는 탐사유닛(200)과, 윈치유닛(300)의 동작에 대응하여 실시간으로 진행될 수 있다.The ground control step may be performed by an interlocking operation of the exploration unit 200, the winch unit 300, and the ground control unit 400. The ground control step may be performed in real time in response to the operation of the exploration unit 200 and the winch unit 300.

지상제어단계는 탐사구동단계(S42)와, 윈치구동단계(S41)와, 데이터백업단계(S43)와, 정보매칭단계(S5)와, 공동좌표산출단계(S72)와, 형상제어단계(S8)를 포함할 수 있다.The ground control step is an exploration drive step (S42), a winch drive step (S41), a data backup step (S43), an information matching step (S5), a joint coordinate calculation step (S72), and a shape control step (S8). ) May be included.

탐사구동단계(S42)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)을 동작시켜 탐사유닛(200)의 측정자세와, 탐사유닛(200)과 시추공(WP1, WP2)의 벽면 사이의 벽면거리 또는 탐사유닛(200)과 지하공동(C)의 벽면 사이의 벽면거리(D1, D2)와, 해당 벽면의 영상을 획득한다.The exploration driving step S42 operates the exploration unit 200 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2 to measure the attitude of the exploration unit 200, the exploration unit 200, and the borehole ( The wall distance between the wall surfaces of the WP1 and WP2 or the wall distances D1 and D2 between the exploration unit 200 and the wall of the underground cavity C and an image of the wall surface are acquired.

탐사구동단계(S42)는 탐사유닛(200)의 동작에 의해 실시될 수 있다.The exploration driving step S42 may be performed by the operation of the exploration unit 200.

윈치구동단계(S41)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 윈치유닛(300)을 동작시켜 탐사유닛(200)의 이동거리를 획득한다.In the winch driving step S41, the winch unit 300 is operated based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2 to obtain a moving distance of the exploration unit 200.

윈치구동단계(S41)는 윈치유닛(300)의 동작에 의해 실시될 수 있다.The winch driving step S41 may be performed by the operation of the winch unit 300.

데이터백업단계(S43)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 탐사유닛(200)의 측정자세와, 탐사유닛(200)과 시추공(WP1, WP2)의 벽면 사이의 벽면거리 또는 탐사유닛(200)과 지하공동(C)의 벽면 사이의 벽면거리(D1, D2)와, 해당 벽면의 영상을 시계열순으로 저장하는 한편, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 탐사유닛(200)의 이동거리를 시계열순으로 저장한다.The data backup step S43 corresponds to the measurement posture of the exploration unit 200 and the exploration unit 200 in response to the movement of the exploration unit 200 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2. The wall distance between the wall surfaces of the boreholes WP1 and WP2 or the wall distances D1 and D2 between the exploration unit 200 and the wall of the underground cavity C, and images of the wall surface are stored in chronological order, In response to the movement of the exploration unit 200 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the WP1 and WP2, the moving distance of the exploration unit 200 is stored in chronological order.

데이터백업단계(S43)는 탐사저장부(422)와 윈치저장부(423)의 동작에 의해 실시될 수 있다.The data backup step S43 may be performed by the operations of the exploration storage unit 422 and the winch storage unit 423.

정보매칭단계(S5)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)의 이동에 대응하여 시계열에 따라 이동거리와 측정자세와 벽면거리(D1, D2)와 벽면의 영상을 상호 매칭시켜 탐사매칭정보를 생성한다.The information matching step S5 corresponds to the movement of the exploration unit 200 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2 in accordance with the time series, the moving distance, the measurement posture, and the wall distance D1 and D2. Exploration matching information is generated by matching the images of the wall and the wall.

정보매칭단계(S5)는 정보매칭부(430)의 동작에 의해 실시될 수 있다.The information matching step S5 may be performed by the operation of the information matching unit 430.

공동좌표산출단계(S72)는 탐사매칭정보의 변화에 따라 지하공동(C)에 대한 벽면좌표를 산출한다. 공동좌표산출단계(S72)는 후술하는 기준좌표를 기준으로 탐사매칭정보의 변화에 따라 지하공동(C)에 대한 벽면좌표를 산출할 수 있다.In the joint coordinate calculation step S72, wall coordinates for the underground cavity C are calculated according to the change of the exploration matching information. In the joint coordinate calculation step (S72), the wall coordinates for the underground cavity C may be calculated according to the change of the exploration matching information based on the reference coordinates to be described later.

공동좌표산출단계(S72)는 공동좌표산출부(452)의 동작에 의해 실시될 수 있다.The joint coordinate calculation step S72 may be performed by the operation of the joint coordinate calculation unit 452.

형상제어단계(S8)는 지하공동(C)에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 지하공동(C)을 3차원으로 형상화시킨다.The shape control step (S8) forms a three-dimensional grid by vertically connecting the wall coordinates for the underground cavity (C), and shape the underground cavity (C) in three dimensions based on the three-dimensional grid.

형상제어단계(S8)는 형상제어부(460)의 동작에 의해 실시될 수 있다.The shape control step S8 may be performed by the operation of the shape control unit 460.

지상제어단계는 정보초기화단계(S3)와, 공동확인단계(S71) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.The ground control step may further include at least one of an information initialization step S3 and a joint confirmation step S71.

정보초기화단계(S3)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)과 윈치유닛(300)을 초기화하는 정보세팅단계와, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)에 대응하여 지피에스수신단계(S2)를 거쳐 측정한 3차원좌표를 베이스좌표로 저장하는 좌표저장단계 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 정보초기화단계(S3)는 개별 단계에 대응하여 정보초기화부(410) 또는 베이스좌표저장부(421)의 동작에 의해 실시될 수 있다.The information initialization step S3 is an information setting step of initializing the exploration unit 200 and the winch unit 300 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2, and the boreholes WP1 and WP2. At least one of the coordinate storage step of storing the three-dimensional coordinates measured through the GPS receiving step (S2) corresponding to the entrance position (BP0, BP1) as the base coordinate. The information initialization step S3 may be performed by an operation of the information initialization unit 410 or the base coordinate storage unit 421 corresponding to the individual step.

그리고 수직탐사(도 2의 좌측 시추공(WP1)에서 탐사유닛(200)이 이동되는 경우)에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 z축을 기준으로 투입각(A)이 0도를 나타내는 경우, 탐사유닛(200)을 지지하는 별도의 연장봉(미도시)을 필요로 하지 않는다.In addition, the input angle A represents 0 degrees based on the z-axis formed by the GPS receiving unit 100 in response to vertical sensing (when the exploration unit 200 is moved in the left bore hole WP1 of FIG. 2). In this case, a separate extension rod (not shown) supporting the exploration unit 200 is not required.

또한, 경사탐사(도 2의 우측 시추공(WP2)에서 탐사유닛(200)이 이동되는 경우)에 대응하여 지피에스수신유닛(100)에 의해 형성되는 z축을 기준으로 투입각(A)이 0도보다 크고 90도보다 작은 경우, 탐사유닛(200)이 시추공(WP2)에서 자율 하강되지 못할 수 있으므로, 별도의 연장봉(미도시)을 이용하여 탐사유닛(200)을 이동시킬 수 있다. 별도의 연장봉(미도시)은 내부에 케이블(301)을 내장할 수 있는 중공의 파이프가 연결되는 형상을 가질 수 있다.In addition, the input angle A is less than 0 degrees based on the z axis formed by the GPS receiving unit 100 in response to the inclined exploration (when the exploration unit 200 is moved in the right borehole WP2 of FIG. 2). When larger and smaller than 90 degrees, since the exploration unit 200 may not autonomously descend from the borehole WP2, the exploration unit 200 may be moved using a separate extension rod (not shown). A separate extension rod (not shown) may have a shape in which a hollow pipe to which the cable 301 is embedded may be connected.

공동확인단계(S71)는 탐사유닛(200)이 지하공동(C)에 진입하는 경우, 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 기준좌표를 산출한다.In the joint confirmation step S71, when the exploration unit 200 enters the underground cavity C, the reference coordinate is calculated based on at least one of the exploration matching information.

공동확인단계(S71)는 공동확인부(451)의 동작에 따라 실시될 수 있다.The joint confirmation step S71 may be performed according to the operation of the joint confirmation unit 451.

지상제어단계는 출구확인단계(S61)와, 시추공산출단계(S62)를 더 포함할 수 있다.The ground control step may further include an exit checking step S61 and a borehole calculation step S62.

출구확인단계(S61)는 탐사유닛(200)이 지하공동(C)에 진입하는 경우, 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 시추공(WP1, WP2)의 출구위치(BP01, BP11)를 산출한다.The exit checking step S61 calculates the exit positions BP01 and BP11 of the boreholes WP1 and WP2 based on at least one of the exploration matching information when the exploration unit 200 enters the underground cavity C. .

출구확인단계(S61)는 출구확인부(441)의 동작에 따라 실시될 수 있다.The exit confirmation step S61 may be performed according to the operation of the exit confirmation unit 441.

시추공산출단계(S62)는 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사매칭정보의 변화에 따라 시추공(WP1, WP2)에 대한 벽면좌표를 산출한다.The borehole calculation step S62 calculates wall coordinates for the boreholes WP1 and WP2 according to the change of the exploration matching information on the basis of the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2.

시추공산출단계(S62)는 시추공산출부(442)의 동작에 따라 실시될 수 있다.The borehole calculation step S62 may be performed according to the operation of the borehole calculation unit 442.

이때, 형상제어단계(S8)는 시추공(WP1, WP2)에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 지하공동(C)과 함께 시추공(WP1, WP2)을 3차원으로 형상화시킬 수 있다.At this time, the shape control step (S8) is connected to the wall coordinates for the borehole (WP1, WP2) vertically and horizontally to form a three-dimensional grid, based on the three-dimensional grid with the borehole (WP1, WP2) Can be shaped in three dimensions.

본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법은 출력단계를 더 포함할 수 있다.The three-dimensional shaping method of the underground cavity according to an embodiment of the present invention may further include an output step.

출력단계는 3차원으로 형상화된 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나의 외부 출력을 제어한다.The output stage controls the external output of at least one of the three-dimensionally shaped boreholes WP1 and WP2 and the underground cavity C.

형상화된 3차원의 지하공동(C)에는 지피에스수신유닛(100)에 의해 측정된 3차원 좌표를 기반으로 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1), 시추공(WP1, WP2)의 출구위치(BP01, BP11), 기준좌표, 시추공(WP1, WP2)의 3차원 형상, 지하공동(C)의 3차원 형상이 절대 좌표계로 설정되므로, 출력단계에서는 형상화된 3차원의 지하공동(C)을 지도에 간편하게 적용시킬 수 있다.In the shaped three-dimensional underground cavity (C), the inlet position (BP0, BP1), the exit of the boreholes (WP1, WP2) of the boreholes (WP1, WP2) based on the three-dimensional coordinates measured by the GPS receiver unit 100 Since the three-dimensional shape of the position (BP01, BP11), the reference coordinate, the boreholes (WP1, WP2), and the three-dimensional shape of the underground cavity (C) are set in the absolute coordinate system, the shaped three-dimensional underground cavity (C) at the output stage Can be easily applied to a map.

출력단계는 출력유닛(500)의 동작에 의해 실시될 수 있다.The output step may be performed by the operation of the output unit 500.

여기서, 출력단계는 하나의 지하공동(C)에 대응하여 시추공(WP1, WP2)의 입구위치가 둘 이상인지 확인하는 좌표확인단계(S91)와, 좌표확인단계(S91)를 거쳐 시추공(WP1, WP2)의 입구위치가 둘 이상인 경우, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)별로 형상화된 지하공동(C)을 상호 조합하는 형상보정단계(S92)와, 좌표확인단계(S91)를 거쳐 하나의 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 형상화된 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나 또는 형상보정단계(S92)를 거쳐 조합된 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나의 외부 출력을 제어하는 출력제어단계(S93)를 포함할 수 있다.Here, the output step is the coordinate check step (S91) and the coordinate check step (S91) to determine whether the inlet position of the boreholes (WP1, WP2) corresponding to one underground cavity (C) through the borehole (WP1, If the inlet position of the WP2 is two or more, the shape correction step (S92) and coordinate check step (S91) of combining the underground cavity (C) shaped for each of the inlet positions (BP0, BP1) of the boreholes (WP1, WP2). Through the at least one of the borehole (WP1, WP2) and the underground cavity (C) shaped on the basis of the inlet position (BP0, BP1) of one of the borehole (WP1, WP2) through the shape correction step (S92) It may include an output control step (S93) for controlling the external output of at least one of the borehole (WP1, WP2) and underground cavity (C).

그러면, 도 2와 같이 하나의 지하공동(C)에 대응하여 시추공(WP1, WP2)이 둘로 형성되는 경우, 각각의 시추공(WP1, WP2)에서 각각 지하공동(C)을 3차원으로 형상화할 수 있고, 두 개로 형상화된 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C)은 동일 좌표계를 기준으로 산출됨에 따라 상호 조합됨으로써, 구체화된 하나의 지하공동(C)으로 형상화되어 지하공동(C)을 명확하게 할 수 있다.Then, when two boreholes WP1 and WP2 are formed in two corresponding to one underground cavity C as shown in FIG. 2, each of the boreholes WP1 and WP2 may be shaped in three dimensions. Two-shaped boreholes (WP1, WP2) and underground cavity (C) are combined with each other as they are calculated based on the same coordinate system, thereby shaping one underground cavity (C) as specified to clarify the underground cavity (C). It can be done.

본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법은 출력단계와 더불어 출력단계를 통해 출력되는 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나를 디스플레이하는 디스플레이단계(S101)와, 출력단계를 통해 출력되는 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나를 모형으로 제작하는 프린팅단계(S102)와, 출력단계를 통해 출력되는 시추공(WP1, WP2)과 지하공동(C) 중 적어도 어느 하나를 원격의 매체와 통신하는 중계단계(S103) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.In the three-dimensional shaping method of the underground cavity according to an embodiment of the present invention, the display step (S101) for displaying at least one of the borehole (WP1, WP2) and the underground cavity (C) that is output through the output step And, the printing step (S102) for producing at least one of the borehole (WP1, WP2) and underground cavity (C) output through the output stage, and the borehole (WP1, WP2) and underground output through the output stage At least one of the relay step (S103) for communicating at least one of the cavity (C) with the remote medium may be further included.

디스플레이단계(S101)와, 프린팅단계(S102)와, 중계단계(S103)는 각각 디스플레이유닛(610)과, 프린팅유닛(620)과, 중계기유닛(630)의 동작에 의해 실시될 수 있다.The display step S101, the printing step S102, and the relay step S103 may be performed by the operations of the display unit 610, the printing unit 620, and the repeater unit 630, respectively.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동의 3차원 형상화방법에서 공동좌표산출단계(S72) 또는 시추공산출단계(S62)에서 벽면좌표를 산출하는 방식의 일예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an example of a method of calculating wall coordinates in the joint coordinate calculation step S72 or the borehole calculation step S62 in the three-dimensional shaping method of the underground cavity according to the embodiment of the present invention will be described.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 지자계인 Mnorth의 세기는 3축(x, y, z)에 대해 자기장센서를 이용하여 측정된 측정값 Mx, My, Mz 의 크기로 결정 된다.5 to 8, the strength of the magnetic field Mnorth is determined by the magnitudes of the measured values Mx, My, and Mz measured using a magnetic field sensor on three axes (x, y, z).

도 5에 도시된 바와 같이 탐사유닛(200)의 초기화상태에서 측정센서의 측정방향은 Mz 축 방향과 일치하므로, 이를 기준으로 하여 MyMz 평면에 투사된 자계성분인 M'North 를 시계 방향으로 측정한 각을 방위각(θM)으로 정의하면, 방위각은 [수학식 1]로 표현된다.As shown in FIG. 5, since the measurement direction of the measurement sensor in the initial state of the exploration unit 200 coincides with the Mz axis direction, the magnetic field component M'North projected on the MyMz plane is measured in the clockwise direction. If the angle is defined as the azimuth angle [theta] M, the azimuth angle is expressed by [Equation 1].

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112019071799579-pat00001
Figure 112019071799579-pat00001

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 탐사유닛(200)의 틸팅축(243)을 중심으로 좌표축을 설정하고, 시추공(WP1, WP2)의 깊이방향을 z축으로 정의하며, 지표면을 향하는 방향을 +z축으로 정의하고, 틸팅 운동의 기준축을 +y축으로 정의한다.In addition, as shown in FIG. 6, the coordinate axis is set around the tilting axis 243 of the exploration unit 200, the depth directions of the boreholes WP1 and WP2 are defined as the z-axis, and the direction toward the ground surface is +. The z axis is defined, and the reference axis of the tilting motion is defined as the + y axis.

탐사유닛(200)의 롤링 운동에 의한 회전량을 롤링각(θRot) 이라고 하면, 롤링각은 지면과 실질적으로 평행한 평면인 xy 평면 상에 +y축을 기준으로 시계 방향으로 정의한다.When the rotational amount of the exploration unit 200 due to the rolling motion is a rolling angle θRot, the rolling angle is defined in the clockwise direction with respect to the + y axis on the xy plane, which is a plane substantially parallel to the ground.

탐사유닛(200)의 틸팅 운동에 의한 변화량을 틸팅각(θTilt) 이라고 하면, 지면과 실질적으로 수직인 평면 yz 평면 상에 +y축을 기준으로 시계 방향으로 정의한다.When the amount of change due to the tilting motion of the exploration unit 200 is referred to as a tilting angle θTilt, it is defined in a clockwise direction based on the + y axis on a plane yz plane that is substantially perpendicular to the ground.

탐사유닛(200)의 초기화상태 또는 탐사유닛(200)이 기준좌표에 위치한 상태에서 롤링각이 0도이고, 틸팅각이 90도일 때로 정의하면, 탐사유닛(200)의 초기화상태 또는 탐사유닛(200)이 기준좌표에 위치한 상태에서 탐사유닛(200)의 측정센서에 의해 시추공(WP1, WP2)의 벽면 또는 지하공동(C)의 벽면까지 측정된 거리(d)는 +y축 방향으로 측정되며, 측정센서는 틸팅축(243)으로부터 h 만큼 이격되어 있다는 점을 고려하면, 측정된 벽면의 3차원 공간에서 좌표는 [수학식 2]와 같이 벡터로 표현된다.When the rolling angle is 0 degrees and the tilting angle is 90 degrees when the initial state of the exploration unit 200 or the exploration unit 200 is located at the reference coordinate, the initial state of the exploration unit 200 or the exploration unit 200 is defined. ) And the distance (d) measured to the wall surface of the boreholes (WP1, WP2) or the wall of the underground cavity (C) by the measuring sensor of the exploration unit 200 is measured in the + y-axis direction in the state where the reference coordinate is located, Considering that the measurement sensor is spaced apart from the tilting axis 243 by h, the coordinates in the measured three-dimensional space of the wall surface are expressed as a vector as shown in [Equation 2].

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112019071799579-pat00002
Figure 112019071799579-pat00002

지하공동(C)에서 벽면거리의 측정을 위해 측정센서가 기울어지는 경우, 탐사유닛(200)이 틸팅 운동할 때, 측정헤드수단(210)이 틸팅축(243)을 중심으로 틸팅 운동되어 +x축을 기준으로 yz 평면에서 시계 방향으로 틸팅 운동을 하게 된다.When the measuring sensor is tilted to measure the wall distance in the underground cavity C, when the exploration unit 200 is tilted, the measuring head means 210 is tilted about the tilting axis 243 to + x. The tilting movement is made clockwise in the yz plane about the axis.

탐사유닛(200)의 초기화상태 또는 탐사유닛(200)이 기준좌표에 위치한 상태에서 측정헤드수단(210)이 틸팅 운동한 각도를 수직각(θv)이라고 하면, 수직각(θv)은 틸팅각(θTilt)과 일정한 관계가 있으므로, [수학식 3]으로 표현된다.When the angle at which the measurement head means 210 tilts in the initial state of the probe unit 200 or the probe unit 200 is located at the reference coordinate is a vertical angle θv, the vertical angle θv is a tilting angle ( Since there is a constant relationship with [theta] Tilt, it is represented by [Equation 3].

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112019071799579-pat00003
Figure 112019071799579-pat00003

한편,[수학식 2]는 수직각(θv)만큼의 틸팅 운동에 의해

Figure 112019071799579-pat00004
로 위치 변환되고, 행렬식을 이용한 [수학식 4]로 표현된다.On the other hand, [Equation 2] by the tilting motion by the vertical angle (θv)
Figure 112019071799579-pat00004
It is position-transformed into and is represented by [Equation 4] using determinant.

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112019071799579-pat00005
Figure 112019071799579-pat00005

틸팅 운동을 한 탐사유닛(200)의 측정헤드수단(210)은 +z축을 기준으로 xy 평면에서 회전각(θRot) 만큼 시계 방향으로 회전 운동을 한다면,

Figure 112019071799579-pat00006
는 [수학식 5]에서 정의되는 수평각(θh) 만큼 +z축을 기준으로 롤링 운동하여
Figure 112019071799579-pat00007
로 위치 변환되고, 행렬식을 이용한 [수학식 6]으로 표현된다.If the measurement head means 210 of the exploration unit 200 that has a tilting motion rotates clockwise by the rotation angle θRot in the xy plane with respect to the + z axis,
Figure 112019071799579-pat00006
Is a rolling motion about the + z axis by the horizontal angle (θh) defined in [Equation 5]
Figure 112019071799579-pat00007
The position is transformed into and is represented by Equation 6 using the determinant.

이때, 기준 좌표계인 +y축은 방위각(θM) 만큼 회전되어 있으므로, 이를 고려해야 한다.In this case, the + y axis, which is the reference coordinate system, is rotated by the azimuth angle θM, and thus it should be considered.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112019071799579-pat00008
Figure 112019071799579-pat00008

[수학식 6][Equation 6]

Figure 112019071799579-pat00009
Figure 112019071799579-pat00009

다음으로, 탐사유닛(200)의 측정자세(θi)에 따른 3차원 벽면좌표 (X, Y, Z)는 [수학식 7]로 표현된다.Next, the three-dimensional wall coordinates (X, Y, Z) according to the measurement position (θ i) of the exploration unit 200 is expressed by Equation 7.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112019071799579-pat00010
Figure 112019071799579-pat00010

[수학식 7]을 참조하면, 3차원 직교좌표 (X, Y, Z)는 (x'', y'', z'')의 함수로 표현되고, (x'', y'', z'')는 [수학식 6]의 좌표 변환에 의해 (0, y', z')로 표현되며, (0, y', z')는 [수학식 4]의 좌표 변환에 의해 [수학식 2]의 (0, d, -h)의 형태로 최종 표시됨을 알 수 있다.Referring to equation (7), the three-dimensional rectangular coordinates (X, Y, Z) are represented as a function of (x '', y '', z ''), and (x '', y '', z '') Is represented by (0, y ', z') by the coordinate transformation of Equation 6, and (0, y ', z') is represented by the coordinate transformation of Equation 4 2] in the form of (0, d, -h).

이를 이용하여 시추공(WP1, WP2)의 벽면에 대한 벽면좌표 및 지하공동(C)의 벽면에 대한 벽면좌표를 산출할 수 있다.Using this, the wall coordinates for the wall surfaces of the boreholes WP1 and WP2 and the wall coordinates for the wall surfaces of the underground cavity C can be calculated.

상술한 지하공동의 3차원 형상화시스템과 지하공동의 3차원 형상화방법에 따르면, 지피에스수신유닛(100)으로 획득한 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기반으로 지하공동(C)의 벽면에 대한 3차원 좌표를 절대 좌표계로 표현할 수 있고, 지하공동(C)의 3차원 형상 및 위치에 대해 신뢰도 있는 자료를 제공할 수 있다.According to the three-dimensional shaping system of the underground cavity and the three-dimensional shaping method of the underground cavity described above, the underground cavity (C) based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2 acquired by the GS receiving unit 100. Three-dimensional coordinates of the wall surface of) can be expressed in the absolute coordinate system, and can provide reliable data on the three-dimensional shape and position of the underground cavity (C).

다른 표현으로, 지피에스수신유닛(100)으로 획득한 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)를 기준으로 탐사유닛(200)의 이동거리, 탐사유닛(200)의 측정자세, 탐사유닛(200)과 지하공동(C)의 벽면 사이의 벽면거리(D1, D2), 해당 지하공동(C)의 벽면에 대한 영상을 매칭시켜 점 기반으로 생성된 지하공동(C)의 벽면에 대한 3차원 좌표를 절대 좌표계로 표현할 수 있고, 3차원으로 형상화된 지하공동(C)의 모델링을 간편하게 할 수 있어 지하공동(C)의 3차원 형상 및 위치에 대해 신뢰도있는 자료를 제공할 수 있다.In other words, the moving distance of the exploration unit 200 based on the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2 acquired by the GPS receiving unit 100, the measurement position of the exploration unit 200, the exploration unit Wall distances (D1, D2) between (200) and walls of underground cavities (C), 3 for the walls of underground cavities (C) generated based on points by matching images of walls of the corresponding underground cavities (C) The dimensional coordinates can be expressed in an absolute coordinate system, and the modeling of the underground cavity (C) shaped in three dimensions can be simplified, thereby providing reliable data on the three-dimensional shape and position of the underground cavity (C).

또한, 시추공(WP1, WP2) 및 지하공동(C)에 대한 형상 및 단면 등 추가 정보를 간편하게 획득할 수 있는 통합시스템을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide an integrated system that can easily obtain additional information, such as the shape and cross section for the borehole (WP1, WP2) and underground cavity (C).

또한, 하나의 지하공동(C) 뿐만 아니라, 복수의 지하공동(C)을 단위 행정구역별로 통합하여 관리할 수 있다.In addition, not only one underground cavity (C), but also a plurality of underground cavity (C) can be integrated and managed by unit administrative districts.

또한, 시추공(WP1, WP2)의 입구위치(BP0, BP1)와 지하공동(C)에 대한 벽면좌표를 활용하여 지하공동(C)의 벽면을 부드럽게 형상화하여 보다 안정된 지하공동(C)의 3차원 형상을 획득할 수 있다.In addition, by utilizing the wall coordinates of the inlet positions BP0 and BP1 of the boreholes WP1 and WP2 and the underground cavity C, the wall surface of the underground cavity C is smoothly shaped to make the three-dimensional of the underground cavity C more stable. The shape can be obtained.

또한, 시추공(WP1, WP2)의 3차원 형상을 획득할 수 있다.In addition, the three-dimensional shape of the boreholes WP1 and WP2 can be obtained.

또한, 형상화된 지하공동(C)의 3차원 형상을 실시간으로 출력함으로써, 현장 작업자와 원격의 매체를 사용하는 지하공동(C)의 관계인 사이에서 실시간으로 정보를 공유할 수 있다.In addition, by outputting the three-dimensional shape of the shaped underground cavity (C) in real time, it is possible to share information in real time between the relationship between the site operator and the underground cavity (C) using a remote medium.

또한, 하나의 지하공동(C)에 대응하여 둘 이상의 시추공(WP1, WP2)이 형성되는 경우, 둘 이상 획득되는 지하공동(C)의 3차원 형상을 상호 조합하여 지하공동(C)의 3차원 형상을 구체화시킬 수 있다.In addition, when two or more boreholes WP1 and WP2 are formed corresponding to one underground cavity C, the three-dimensional shape of the underground cavity C may be combined by mutually combining three-dimensional shapes of two or more underground holes C obtained. The shape can be specified.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.While the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings as described above, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be modified in various ways without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Can be modified or changed.

l0: 좌측 시추공의 길이 l01: 좌측 시추공의 출구와 기준탐사점 사이 거리
l1: 우측 시추공의 길이 l11: 우측 시추공의 출구와 기준탐사점 사이 거리
C: 지하공동 WP1, WP2: 시추공
A: 투입각 D1, D2: 벽면거리
BP0, BP1: 시추공의 입구위치 BP01, BP11: 시추공의 출구위치
BP02, BP12: 기준탐사점
100: 지피에스수신유닛 200: 탐사유닛 210: 측정헤드수단
211: 헤드기울기센서 212: 헤드가속도센서 213: 헤드자기장센서
214: 헤드자이로센서 215: 레이저센서 216: 소나센서
217: 카메라부 218: 조명부 219: 수센서
220: 가이드로드수단 221: 로드기울기센서 222: 로드가속도센서
223: 로드자기장센서 224: 로드자이로센서 230: 회전수단
240: 틸팅수단 241: 회전브라켓 242: 틸팅브라켓
243: 틸팅축 244: 틸팅모터 250: 커넥터
300: 윈치유닛 301: 케이블 310: 드럼
320: 엔코더 330: 윈치모터 340: 모터제어부
350: 길이표시부 360: 케이블영점부 400: 지상제어유닛
410: 정보초기화부 421: 베이스좌표저장부 422: 탐사저장부
423: 윈치저장부 430: 정보매칭부 441: 출구확인부
442: 시추공산출부 451: 공동확인부 452: 공동좌표산출부
460: 형상제어부 500: 출력유닛 510: 좌표확인부
520: 형상보정부 530: 출력제어부 610: 디스플레이유닛
620: 프린팅유닛 630: 중계기유닛 710: 휴대단말
720: 착용단말 730: 방송단말
S1: 유닛세팅단계 S2: 지피에스수신단계 S3: 정보초기화단계
S41: 윈치구동단계 S42: 탐사구동단계 S43: 데이터백업단계
S5: 정보매칭단계 S61: 출구확인단계 S62: 시추공산출단계
S71: 공동확인단계 S72: 공동좌표산출단계 S8: 형상제어단계
S91: 좌표확인단계 S92: 형상보정단계 S93: 출력제어단계
S101: 디스플레이단계 S102: 프린팅단계 S103: 중계단계
l0: length of left borehole l01: distance between exit of left borehole and reference point
l1: length of right borehole l11: distance between outlet of right borehole and reference point
C: underground cavity WP1, WP2: borehole
A: input angle D1, D2: wall distance
BP0, BP1: Borehole Inlet Locations BP01, BP11: Borehole Outlet Locations
BP02, BP12: reference point
100: GPS receiver unit 200: exploration unit 210: measuring head means
211: head tilt sensor 212: head acceleration sensor 213: head magnetic field sensor
214: head gyro sensor 215: laser sensor 216: sonar sensor
217: camera unit 218: lighting unit 219: water sensor
220: guide rod means 221: rod tilt sensor 222: rod acceleration sensor
223: magnetic field sensor 224: rod gyro sensor 230: rotation means
240: tilting means 241: rotation bracket 242: tilting bracket
243: tilting shaft 244: tilting motor 250: connector
300: winch unit 301: cable 310: drum
320: encoder 330: winch motor 340: motor control unit
350: length indicator 360: cable zero 400: ground control unit
410: information initialization unit 421: base coordinate storage unit 422: exploration storage unit
423: winch storage unit 430: information matching unit 441: exit confirmation unit
442: drilling hole calculation unit 451: joint identification unit 452: joint coordinate calculation unit
460: shape control unit 500: output unit 510: coordinate check unit
520: shape correction 530: output control unit 610: display unit
620: printing unit 630: repeater unit 710: mobile terminal
720: wearing terminal 730: broadcasting terminal
S1: unit setting step S2: GPS receiving step S3: information initialization step
S41: winch driving step S42: exploration driving step S43: data backup step
S5: Matching information step S61: Exit confirmation step S62: Drilling hole calculation step
S71: joint confirmation step S72: joint coordinate calculation step S8: shape control step
S91: Coordinate check step S92: Shape correction step S93: Output control step
S101: Display step S102: Printing step S103: Relay step

Claims (15)

지면과 지하공동을 연결하는 시추공의 입구위치를 측정하기 위해 위성으로부터 자기 위치에 대한 3차원 좌표를 수신하는 지피에스수신유닛;
상기 시추공 또는 상기 지하공동에서 측정자세(방위각, 경사도)와, 상기 시추공의 벽면이나 상기 지하공동의 벽면까지의 벽면거리를 측정하고, 상기 측정자세에서 상기 벽면거리의 측정시 해당 벽면의 영상을 촬영하는 탐사유닛;
상기 탐사유닛과 결합되는 케이블이 권취되고, 상기 시추공 또는 상기 지하공동에서 상기 탐사유닛의 이동에 따른 이동거리를 측정하는 윈치유닛; 및
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 이동거리별 상기 측정자세별 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상에 근거하여 해당 벽면을 3차원으로 형상화시키는 지상제어유닛;을 포함하고,
상기 지상제어유닛은,
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 상기 측정자세와 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 시계열순으로 저장하는 탐사저장부;
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 상기 이동거리를 시계열순으로 저장하는 윈치저장부;
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 시계열에 따라 상기 이동거리와 상기 측정자세와 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 상호 매칭시켜 탐사매칭정보를 생성하는 정보매칭부;
상기 탐사매칭정보의 변화에 따라 상기 지하공동에 대한 벽면좌표를 산출하는 공동좌표산출부;
상기 지하공동에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 상기 지하공동을 3차원으로 형상화시키는 형상제어부;
상기 탐사유닛이 상기 지하공동에 진입하는 경우, 상기 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 상기 시추공의 출구위치를 산출하는 출구확인부; 및
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사매칭정보의 변화에 따라 상기 시추공에 대한 벽면좌표를 산출하는 시추공산출부를 포함하고,
상기 형상제어부는,
상기 시추공에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 상기 지하공동과 함께 상기 시추공을 3차원으로 형상화시키는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화시스템.
A GPS receiver unit receiving three-dimensional coordinates of a magnetic position from a satellite to measure an entrance position of a borehole connecting the ground and an underground cavity;
Measure the measurement posture (azimuth, inclination) and the wall distance from the borehole or the wall of the underground cavity in the borehole or the underground cavity, and take an image of the wall surface when the wall distance is measured in the measurement posture. An exploration unit;
A winch unit for winding a cable coupled to the exploration unit and measuring a movement distance according to the movement of the exploration unit in the borehole or the underground cavity; And
And a ground control unit configured to three-dimensionally form a corresponding wall surface based on the wall distance according to the measurement posture and the image of the wall based on the entrance position of the borehole.
The ground control unit,
An exploration storage unit storing the measurement posture, the wall distance, and the image of the wall in chronological order in response to the movement of the exploration unit with respect to the inlet position of the borehole;
A winch storage unit configured to store the moving distance in chronological order in response to the movement of the exploration unit based on the inlet position of the borehole;
An information matching unit for generating exploration matching information by matching the moving distance, the measurement posture, the wall distance, and the image of the wall according to a time series in response to the movement of the exploration unit based on the inlet position of the borehole;
A joint coordinate calculation unit for calculating wall coordinates of the underground cavity according to the change of the exploration matching information;
A shape control unit which connects the wall coordinates of the underground cavity vertically and horizontally to form a three-dimensional grid, and shape the underground cavity in three dimensions based on the three-dimensional grid;
An exit checker configured to calculate an exit position of the borehole based on at least one of the exploration matching information when the exploration unit enters the underground cavity; And
It includes a borehole calculation unit for calculating the wall coordinates for the borehole in accordance with the change of the exploration matching information on the basis of the inlet location of the borehole,
The shape control unit,
And connecting the wall coordinates of the borehole vertically and horizontally to form a three-dimensional grid, and forming the borehole in three dimensions with the underground cavity based on the three-dimensional grid.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 지상제어유닛은,
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛과 상기 윈치유닛을 초기화하는 정보초기화부;
상기 시추공의 입구위치에 대응하여 상기 지피에스수신유닛이 측정한 3차원 좌표를 베이스좌표로 저장하는 베이스좌표저장부; 및
상기 탐사유닛이 상기 지하공동에 진입하는 경우, 상기 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 기준좌표를 산출하는 공동확인부; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화시스템.
The method of claim 1,
The ground control unit,
An information initialization unit for initializing the exploration unit and the winch unit based on the inlet position of the borehole;
A base coordinate storage unit for storing three-dimensional coordinates measured by the GPS receiver unit as base coordinates corresponding to the inlet position of the borehole; And
A joint check unit for calculating a reference coordinate based on at least one of the exploration matching information when the exploration unit enters the underground cavity; Underground cavity three-dimensional shaping system, characterized in that it further comprises at least one of.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 3차원으로 형상화된 지하공동의 외부 출력을 제어하는 출력유닛;을 더 포함하고,
상기 출력유닛을 통해 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 디스플레이하는 디스플레이유닛;
상기 출력유닛을 통해 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 모형으로 제작하는 프린팅유닛; 및
상기 출력유닛을 통해 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 원격의 매체와 통신하는 중계기유닛;
중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화시스템.
The method of claim 1,
And an output unit for controlling an external output of the three-dimensionally shaped underground cavity.
A display unit for displaying at least the underground cavity among the boreholes and the underground cavity output through the output unit;
A printing unit for producing at least the underground cavity as a model among boreholes and underground cavities output through the output unit; And
A repeater unit configured to communicate at least the underground cavity with a remote medium of the borehole and the underground cavity output through the output unit;
Underground cavity three-dimensional shaping system, characterized in that it further comprises at least one of.
제5항에 있어서,
상기 출력유닛은,
하나의 지하공동에 대응하여 상기 시추공의 입구위치가 둘 이상인지 확인하는 좌표확인부;
상기 좌표확인부의 확인 결과, 상기 시추공의 입구위치가 둘 이상인 경우, 상기 시추공의 입구위치별로 형상화된 지하공동을 상호 조합하는 형상보정부; 및
상기 좌표확인부의 확인 결과 하나의 시추공의 입구위치를 기준으로 형상화된 지하공동 또는 상기 형상보정부에서 조합된 지하공동의 외부 출력을 제어하는 출력제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화시스템.
The method of claim 5,
The output unit,
A coordinate checking unit for confirming whether two or more entrance positions of the boreholes correspond to one underground cavity;
A result of the coordinate checking unit, when the inlet positions of the borehole are two or more, a shape correction unit for mutually combining the underground cavity shaped for each inlet position of the borehole; And
An output control unit configured to control an external output of the underground cavity or the underground cavity combined by the shape correction unit based on the entrance position of one borehole as a result of the checking of the coordinate checking unit; Shaping system.
제1항에 있어서,
상기 탐사유닛은,
상기 벽면거리를 측정하는 측정센서와, 해당 벽면을 촬영하는 카메라부가 포함된 측정헤드수단;
상기 측정헤드수단이 롤링 운동 가능하게 결합되는 가이드로드수단; 및
상기 가이드로드수단을 기준으로 상기 측정헤드수단을 롤링 운동시키는 회전수단;을 포함하고,
상기 측정헤드수단과 상기 가이드로드수단 중 적어도 측정헤드수단에는,
상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 해당 수단에 대한 측정자세를 측정하는 자세센서;가 포함되는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화시스템.
The method of claim 1,
The exploration unit,
Measuring head means including a measuring sensor measuring the wall distance and a camera unit photographing the wall surface;
Guide rod means to which the measuring head means is coupled in a rolling motion; And
Rotating means for rolling the measuring head means relative to the guide rod means;
At least the measuring head means of the measuring head means and the guide rod means,
And a posture sensor for measuring a measurement posture with respect to a corresponding means in response to the movement of the exploration unit.
제7항에 있어서,
상기 탐사유닛은,
상기 가이드로드수단을 기준으로 상기 측정헤드수단을 틸팅 운동시키는 틸팅수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화시스템.
The method of claim 7, wherein
The exploration unit,
And three tilting means for tilting the measuring head means based on the guide rod means.
제1항에 있어서,
상기 윈치유닛에는,
상기 이동거리를 측정하는 엔코더; 및
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛이 정위치될 때, 상기 이동거리를 초기화시키는 케이블영점부;가 포함되는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화시스템.
The method of claim 1,
The winch unit,
An encoder for measuring the moving distance; And
And a zero point cable for initializing the movement distance when the exploration unit is positioned on the basis of the inlet position of the borehole. 3.
청구항 1에 기재된 지하공동의 3차원 형상화시스템을 이용한 지하공동의 3차원 형상화방법으로,
상기 시추공의 입구위치에 대응하여 위성으로부터 자기 위치에 대한 3차원 좌표를 수신하는 지피에스수신단계; 및
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 이동거리별 상기 측정자세별 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 획득하고, 이에 근거하여 해당 벽면을 3차원으로 형상화시키는 지상제어단계;를 포함하고,
상기 지상제어단계는,
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛을 동작시켜 상기 측정자세와, 상기 벽면거리와, 해당 벽면의 영상을 획득하는 탐사구동단계;
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 윈치유닛을 동작시켜 상기 이동거리를 획득하는 윈치구동단계;
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 상기 측정자세와 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 시계열순으로 저장하는 한편, 상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 상기 이동거리를 시계열순으로 저장하는 데이터백업단계;
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛의 이동에 대응하여 시계열에 따라 상기 이동거리와 상기 측정자세와 상기 벽면거리와 상기 벽면의 영상을 상호 매칭시켜 탐사매칭정보를 생성하는 정보매칭단계;
상기 탐사매칭정보의 변화에 따라 상기 지하공동에 대한 벽면좌표를 산출하는 공동좌표산출단계;
상기 지하공동에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 상기 지하공동을 3차원으로 형상화시키는 형상제어단계;
상기 탐사유닛이 상기 지하공동에 진입하는 경우, 상기 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 상기 시추공의 출구위치를 산출하는 출구확인단계; 및
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사매칭정보의 변화에 따라 상기 시추공에 대한 벽면좌표를 산출하는 시추공산출단계;를 포함하고,
상기 형상제어단계는,
상기 시추공에 대한 벽면좌표들을 종횡으로 연결하여 3차원 그리드를 형성하고, 3차원 그리드를 바탕으로 상기 지하공동과 함께 상기 시추공을 3차원으로 형상화시키는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화방법.
In the three-dimensional shaping method of the underground cavity using the three-dimensional shaping system of the underground cavity of claim 1,
GPS receiving step of receiving three-dimensional coordinates of the magnetic position from the satellite corresponding to the inlet position of the borehole; And
And a ground control step of acquiring the image of the wall surface distance and the wall surface of the measurement posture for each movement distance based on the inlet position of the borehole, and shaping the wall surface in three dimensions based on the image.
The ground control step,
An exploration driving step of operating the exploration unit based on the inlet position of the borehole to obtain the measurement posture, the wall distance, and an image of the wall surface;
A winch driving step of operating the winch unit based on the inlet position of the borehole to obtain the moving distance;
In response to the movement of the exploration unit with respect to the inlet position of the borehole, the measurement posture, the wall distance, and the image of the wall surface are stored in chronological order, and the movement of the exploration unit based on the inlet position of the borehole A data backup step of storing the moving distances in chronological order;
An information matching step of generating exploration matching information by matching the moving distance, the measurement posture, the wall distance, and the image of the wall according to a time series in response to the movement of the exploration unit based on the inlet position of the borehole;
A joint coordinate calculation step of calculating wall coordinates for the underground cavity according to the change of the exploration matching information;
A shape control step of forming a three-dimensional grid by connecting the wall coordinates of the underground cavity longitudinally and horizontally, and shaping the underground cavity three-dimensionally based on the three-dimensional grid;
An exit checking step of calculating an exit position of the borehole based on at least one of the exploration matching information when the exploration unit enters the underground cavity; And
And a borehole calculation step of calculating wall coordinates for the borehole in accordance with the change of the exploration matching information on the basis of the inlet position of the borehole.
The shape control step,
And connecting the wall coordinates of the borehole vertically and horizontally to form a three-dimensional grid, and forming the borehole in three dimensions with the underground cavity based on the three-dimensional grid.
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 지상제어단계는,
상기 시추공의 입구위치를 기준으로 상기 탐사유닛과 상기 윈치유닛을 초기화하는 정보세팅단계와, 상기 시추공의 입구위치에 대응하여 상기 지피에스수신단계를 거쳐 측정한 3차원좌표를 베이스좌표로 저장하는 좌표저장단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정보초기화단계; 및
상기 탐사유닛이 상기 지하공동에 진입하는 경우, 상기 탐사매칭정보 중 적어도 어느 하나를 기반으로 기준좌표를 산출하는 공동확인단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화방법.
The method of claim 10,
The ground control step,
An information setting step of initializing the exploration unit and the winch unit on the basis of the inlet position of the borehole, and storing the three-dimensional coordinates measured through the GPS reception step corresponding to the inlet position of the borehole as base coordinates An information initialization step including at least one of the steps; And
A joint checking step of calculating a reference coordinate based on at least one of the exploration matching information when the exploration unit enters the underground cavity; Underground cavity three-dimensional shaping method characterized in that it further comprises at least one of.
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 3차원으로 형상화된 지하공동의 외부 출력을 제어하는 출력단계;를 더 포함하고,
상기 출력단계를 거쳐 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 디스플레이하는 디스플레이단계;
상기 출력단계를 거쳐 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 모형으로 제작하는 프린팅단계; 및
상기 출력단계를 거쳐 출력되는 시추공과 지하공동 중 적어도 상기 지하공동을 원격의 매체와 통신하는 중계단계;
중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화방법.
The method of claim 10,
And an output step of controlling an external output of the three-dimensionally shaped underground cavity.
A display step of displaying at least the underground cavity of the borehole and the underground cavity outputted through the output step;
A printing step of manufacturing at least the underground cavity as a model among boreholes and underground cavities output through the output stage; And
A relay step of communicating at least the underground cavity with a remote medium of the borehole and the underground cavity output through the output step;
Underground cavity three-dimensional shaping method characterized in that it further comprises at least one of.
제14항에 있어서,
상기 출력단계는,
하나의 지하공동에 대응하여 상기 시추공의 입구위치가 둘 이상인지 확인하는 좌표확인단계;
상기 좌표확인단계를 거쳐 상기 시추공의 입구위치가 둘 이상인 경우, 상기 시추공의 입구위치별로 형상화된 지하공동을 상호 조합하는 형상보정단계; 및
상기 좌표확인단계를 거쳐 하나의 시추공의 입구위치를 기준으로 형상화된 지하공동 또는 상기 형상보정단계를 거쳐 조합된 지하공동의 외부 출력을 제어하는 출력제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공동의 3차원 형상화방법.
The method of claim 14,
The output step,
A coordinate checking step of checking whether two or more entrance positions of the boreholes correspond to one underground cavity;
A shape correction step of mutually combining the underground cavities formed by the inlet positions of the boreholes when the inlet positions of the boreholes are two or more through the coordinate checking step; And
An output control step of controlling the external output of the underground cavity shaped through the coordinate checking step based on the inlet location of one borehole or the underground cavity combined through the shape correction step; 3D shaping method.
KR1020190084749A 2019-07-12 2019-07-12 3d shape system of underground construction and 3d shape method of underground construction KR102069343B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190084749A KR102069343B1 (en) 2019-07-12 2019-07-12 3d shape system of underground construction and 3d shape method of underground construction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190084749A KR102069343B1 (en) 2019-07-12 2019-07-12 3d shape system of underground construction and 3d shape method of underground construction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102069343B1 true KR102069343B1 (en) 2020-01-22

Family

ID=69368084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190084749A KR102069343B1 (en) 2019-07-12 2019-07-12 3d shape system of underground construction and 3d shape method of underground construction

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102069343B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102205218B1 (en) * 2020-04-27 2021-01-19 한국광해관리공단 Towing-type high-speed three-dimensional shaping device and method for sinkholes and underground cavities
CN112285751A (en) * 2020-10-14 2021-01-29 深圳市城安物联科技有限公司 Method for monitoring drilling operation by using positioning system
KR20220071488A (en) * 2020-11-24 2022-05-31 이성 주식회사 Borehole Deviation Measuring Apparatus with Self-Calibration and Control Method thereof
KR102609258B1 (en) * 2023-05-30 2023-12-05 주식회사 제이에스이앤씨 Hybrid collaboration recovering method
KR102609269B1 (en) * 2023-05-31 2023-12-05 주식회사 제이에스이앤씨 Smart collaboration recovery system and smart collaboration recovering method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100773302B1 (en) * 2005-12-20 2007-11-05 한국지질자원연구원 Borehole ultrasonic system for measuring the volumes of cavities
KR101039834B1 (en) * 2009-09-07 2011-06-09 한국광해관리공단 Apparatus and method for investigating joint exploitation of three-dimensional underground
KR20150049207A (en) 2013-10-29 2015-05-08 한국광해관리공단 Three-dimensional shaping device in underground region
KR20180003172A (en) * 2016-06-30 2018-01-09 삼성중공업 주식회사 Drilling facilities

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100773302B1 (en) * 2005-12-20 2007-11-05 한국지질자원연구원 Borehole ultrasonic system for measuring the volumes of cavities
KR101039834B1 (en) * 2009-09-07 2011-06-09 한국광해관리공단 Apparatus and method for investigating joint exploitation of three-dimensional underground
KR20150049207A (en) 2013-10-29 2015-05-08 한국광해관리공단 Three-dimensional shaping device in underground region
KR20180003172A (en) * 2016-06-30 2018-01-09 삼성중공업 주식회사 Drilling facilities

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102205218B1 (en) * 2020-04-27 2021-01-19 한국광해관리공단 Towing-type high-speed three-dimensional shaping device and method for sinkholes and underground cavities
CN112285751A (en) * 2020-10-14 2021-01-29 深圳市城安物联科技有限公司 Method for monitoring drilling operation by using positioning system
KR20220071488A (en) * 2020-11-24 2022-05-31 이성 주식회사 Borehole Deviation Measuring Apparatus with Self-Calibration and Control Method thereof
KR102470855B1 (en) * 2020-11-24 2022-11-25 이성 주식회사 Borehole Deviation Measuring Apparatus with Self-Calibration and Control Method thereof
KR102609258B1 (en) * 2023-05-30 2023-12-05 주식회사 제이에스이앤씨 Hybrid collaboration recovering method
KR102609269B1 (en) * 2023-05-31 2023-12-05 주식회사 제이에스이앤씨 Smart collaboration recovery system and smart collaboration recovering method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102069343B1 (en) 3d shape system of underground construction and 3d shape method of underground construction
AU760824B2 (en) Self-contained mapping and positioning system utilizing point cloud data
CN106715800B (en) Guidance system for earth-moving plant
JP2020509272A (en) Augmented reality display for material transfer machines
CN103201590B (en) Measure and mark the device along the spatial point of the outline line of horizontal-extending
US5996702A (en) System for monitoring movement of a vehicle tool
US6094625A (en) Augmented vision for survey work and machine control
US7184088B1 (en) Apparatus and method for obtaining 3D images
JP3049053B1 (en) Automated guide and measurement device and method for measuring and navigating a movable platform
AU2022201209B2 (en) A drill rig positioning and drill rod alignment system
JP2844040B2 (en) 3D display device
KR20150049207A (en) Three-dimensional shaping device in underground region
KR101695479B1 (en) Three-dimensional shaping and quantify operating system and method in underground region
KR101144727B1 (en) Excavation supporting system using stereo vision technology
CN110864692A (en) Pose determination method of heading machine
Bernold Spatial integration in construction
KR102030612B1 (en) Navigation system using map which position is defined as spatial shape information
KR102145346B1 (en) Tunnel map generation system including spatial information
Morris et al. Case studies of a borehole deployable robot for limestone mine profiling and mapping
CA2686249C (en) Method and apparatus for surveying a cavity
Jardón et al. Extended range guidance system for the teleoperation of microtunnelling machines
WO2024196287A1 (en) Method, control node & computer program for aligning a feed beam in a post-drilling operation
WO2024196286A1 (en) Method, control node & computer program for aligning a feed beam in a drilling operation
RU47437U1 (en) INCLINOMETER COMPLEX
JP2019219287A (en) Survey system and survey method

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant