KR20230036296A

KR20230036296A - 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230036296A
Application number: KR1020210118982A
Authority: KR
Inventors: 우재희; 박호창
Original assignee: 우재희
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-03-14
Also published as: KR102615169B1; KR20230049601A

Abstract

개시된 본 발명에 따른 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법 및 장치 중 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치는, 기설정된 경로를 따라 비행하면서 건축물의 외벽을 촬영하는 비행체; 상기 비행체에 구비되어 상기 건축물의 하자 발생지점에 레이져를 발신하고 수신하는 반사파에 의해 하자의 깊이를 측정하는 하자 깊이 측정부; 상기 비행체에서 촬영된 영상에서 라인 레이져로 형성한 도형 또는 레이져 두께를 통해 하자의 크기를 측정하는 하자 크기 측정부; 및 상기 하자 크기 측정부를 통한 하자의 크기를 촬영하여 얻은 이미지 정보를 통해 실제 하자의 크기를 검출하는 이미지 처리부;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 하자 깊이 측정부 및 하자 크기 측정부에서 레이져 반사파와, 라인 레이져로 형성한 도형 및 레이져 두께 중 적어도 하나의 결과물을 통해 건축물 하자의 깊이 및 크기를 측정 가능하고, 하자의 깊이 및 크기를 촬영하여 얻은 이미지 정보를 통해 실제 하자의 깊이 및 크기를 검출하며, 하자의 변화를 지속적으로 모니터링하고, 하자의 크기가 설정 크기 이상으로 커지는 경우 이를 작업자에게 인지시켜 효율적으로 안전진단이 가능하며, 균열 길이, 폭, 건축 마감재 탈락의 크기, 오시공 등 판독을 위한 측량에 기준으로 활용 가능한 효과가 있다.

Description

레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR BUILDING SAFETY DIAGNOSIS USING LASER BEAM IRRADIATION}

본 발명은 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노후화된 건축물의 안전진단을 위해 균열 정보를 모니터링하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물 하자 및 보수 확인을 위한 진단방법은 종래에 육안으로 검사한 후 이상부위를 개별 사진 촬영하여 기록하고, 하자부위는 직접 게이지를 이용한 측정데이터를 확인하여 보고하는 방식으로 진행중이다.

종래의 건축물 진단방법은 저층 건물 진단은 육안진단 진행시 층고 높이가 낮아 작업자가 진단 작업이 비교적 용이하나, 고층건물의 경우 곤돌라 장비를 이용한 줄타기 작업으로 층고 높이에 따라 이동하면서 육안 검사를 수행하여야 하는 위험성과 작업의 비효율적인 측면이 많다.

따라서 현재는 건축물 진단시 드론을 활용하고 있는 추세이며, 영상촬영용 고해상도 카메라를 탑재한 드론을 비행하여 건축물의 벽면을 촬영하고, 촬영된 데이터를 판독하여 보고하는 형태로 개선되고 있다.

이렇게, 드론을 활용하여 건축물의 하자를 검사하는 기술이 한국공개특허 제2021-0053509호에 제안된 바 있다.

특허문헌 1은 드론을 이용한 영상 촬영시 바람이 부는 풍량의 변화와 같은 기후변화에 따라 드론은 건축물과 일정한 거리를 유지하면서 촬영하기는 힘들고, 드론에 위치보정 자동제어 비행 기술이 탑재되어도 순간 발생하는 돌풍과 기후 변화에는 비행시 흔들림이 발생할 수 있다.

따라서, 드론으로 촬영된 영상데이터도 하자 유무 및 건축 마감 부착물 탈락 등 이상 유무는 판독이 되나 하자의 크기, 탈락물의 크기 등 안전진단에 보고서 필수 기재하는 측량 데이터는 활용할 수 없는 것이 현실이다.

한국공개특허 제2021-0053509호(2021.05.12)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결과제는 레이져 광선 조사를 통해 하자의 깊이 및 크기를 측정하면서 하자의 변화를 지속적으로 모니터링하게 한 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치는, 기설정된 경로를 따라 비행하면서 건축물의 외벽을 촬영하는 비행체; 상기 비행체에 구비되어 상기 건축물의 하자 발생지점에 레이져를 발신하고 수신하는 반사파에 의해 하자의 깊이를 측정하는 하자 깊이 측정부; 상기 비행체에서 촬영된 영상에서 라인 레이져로 형성한 도형 또는 레이져 두께를 통해 하자의 크기를 측정하는 하자 크기 측정부; 및 상기 하자 크기 측정부를 통한 하자의 크기를 촬영하여 얻은 이미지 정보를 통해 실제 하자의 크기를 검출하는 이미지 처리부;를 포함할 수 있다.

상기 이미지 처리부에서 검출된 하자의 깊이 및 크기의 데이터가 전송 및 저장되고 전송된 데이터의 변화를 모니터링하는 서버를 포함할 수 있다.

상기 서버는 하자의 변화를 비교하고 하자의 깊이 및 크기가 설정값 이상으로 감지되면 시각 또는 청각으로 인지할 수 있도록 알람 발생부를 포함할 수 있다.

상기 하자 깊이 측정부는 레이져를 하자 발생지점에 발신하는 레이져 발신부와, 하자 발생지점에서 반사된 레이져를 수신하는 레이져 수신부를 포함할 수 있다.

상기 하자 크기 측정부는 라인 레이져를 교차시켜 형성한 도형을 하자 위치에 위치시킨 후 연속 배열에 따른 하자 길이와, 하자 길이 및 폭을 통해 하자의 넓이를 계산할 수 있다.

상기 하자 크기 측정부는 레이져의 조사 거리에 따라 발생되는 빛퍼짐을 통한 레이져 두께를 기준으로 상기 건축물의 하자의 두께를 비교 측정할 수 있다.

상기 비행체와 상기 건축물의 표면 각도가 수직방향이 아니면, 상기 하자 크기 측정부에서 라인 레이져로 형성한 도형의 모양을 통해 상기 비행체의 위치를 보정하는 위치 보정부를 더 포함할 수 있다.

상기 위치 보정부는 라인 레이져로 형성한 도형의 모양의 비대칭인 경우 상기 비행체 위치를 보정할 수 있다.

상기 건축물마다 해당 건축물을 인식하도록 인식표를 부착할 수 있다.

또한, 본 발명의 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법은, 비행체가 비행하면서 건축물의 표면을 촬영하는 제1 단계; 상기 비행체가 촬영한 건축물 표면 영상에서 하자 부위와 비하자 부위를 비교하는 제2 단계; 상기 하자 부위와 비하자 부위를 비교한 후 결과에 따라 하자 부위를 발견하는 제3 단계; 상기 하자 부위에 레이져를 발신하고 수신하는 반사파에 의해 하자의 깊이를 측정하는 제4 단계; 상기 비행체에서 촬영된 영상에서 라인 레이져로 형성한 도형 또는 레이져 두께를 통해 하자의 크기를 측정하는 제5 단계; 상기 하자 부위를 촬영하여 얻은 이미지 정보를 통해 실제 하자의 깊이 및 크기를 검출하는 제6 단계; 상기 하자의 깊이 및 크기의 데이터가 서버로 전송 및 저장되고 상기 서버에서 전송된 데이터의 변화를 모니터링하는 제7 단계;를 포함할 수 있다.

상기 하자의 깊이 및 크기의 변화를 검출값과 비교하고, 하자의 깊이 및 크기가 설정값 이상으로 감지되면 관리자가 인지하도록 하는 제8 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 단계 수행시 건축물마다 부착된 인식표를 인식하여 해당 건축물에 대한 위치 정보를 파악할 수 있다.

상기 제1 단계 수행시 상기 비행체와 상기 건축물의 표면 각도가 수직방향이 아니면, 라인 레이져로 형성한 도형의 모양을 통해 상기 비행체의 위치를 보정할 수 있다.

상기 제2 단계는 하자 부위와 비하자 부위에 대한 기준이상의 음영을 점검하는 단계일 수 있다.

상기 제5 단계는 상기 라인 레이져를 교차시켜 형성한 도형을 하자 위치에 위치시킨 후 연속 배열에 따른 하자 길이와, 하자 길이 및 폭을 통해 하자의 넓이를 계산할 수 있다.

상기 제5 단계는 상기 레이져의 조사 거리에 따라 발생되는 빛퍼짐을 통한 레이져 두께를 기준으로 상기 건축물의 하자의 두께를 비교 측정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 하자 깊이 측정부 및 하자 크기 측정부에서 레이져 반사파와, 라인 레이져로 형성한 도형 및 레이져 두께 중 적어도 하나의 결과물을 통해 건축물 하자의 깊이 및 크기를 측정 가능하고, 하자의 깊이 및 크기를 촬영하여 얻은 이미지 정보를 통해 실제 하자의 깊이 및 크기를 검출하며, 하자의 변화를 지속적으로 모니터링하고, 하자의 크기가 설정 크기 이상으로 커지는 경우 이를 작업자에게 인지시켜 효율적으로 안전진단이 가능하며, 균열 길이, 폭, 건축 마감재 탈락의 크기, 오시공 등 판독을 위한 측량에 기준으로 활용 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치에서 비행체와 건축물 벽면과의 수직 상태 및 경사진 상태를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치에서 하자 깊이 측정부를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치에서 하자 크기 측정부를 통한 하자의 길이 및 폭을 측정하는 상태를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치에서 하자 크기 측정부를 통한 레이져 두께를 통해 하자의 크기를 측정하는 상태를 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치에서 촬영 위치와 표적 대상물과의 거리를 측정하는 과정을 설명한 이미지이다.
도 7은 본 발명의 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법을 도시한 블록도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법 및 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치(100)는 비행체(110), 위치 보정부(120), 하자 깊이 측정부(130), 차이 비교부(140), 하자 크기 측정부(150), 서버(160) 및 이미지 처리부(170)를 포함한다.

이때, 건축물 하자는 균열, 줄눈 시공 불량, 유리 코킹 시공 누락, 지붕층 외벽판넬 변형 및 용접부위 탈락, 외벽광고판 고정지지대 철물 노출, 외벽대리석 손상부위 보수 흔적, 외벽대리석 표면 오염, 유리상부 간격고정상태 불량, 코킹 시공 누락, 창틀 훼손에 따른 녹물발생, 기존 외부광고판 철재 고정물 보수, 창틀 프레임 오시공(정상시공[창틀 배수고 하단)], 지붕 물 고임에 의한 배수불량 및 방수층 열화에 의한 파손 등을 포함하며, 본 실시예에서의 하자는 균열(C)인 것으로 예시한다.

한편, 건축물 하자의 크기 및 깊이 측정을 위한 건축물(B)은 건축물(B)마다 인식표(도면에 미도시)를 부착하고, 인식표에 의해 여러 개 중 특정 위치의 건축물 식별이 가능하다.

이때, 인식표는 바코드 등이 이에 적용되며, 설치 위치는 건축물(B)의 모서리 등이 이에 부착 가능하다. 더욱이, 건축물(B)의 식별을 인식표 외에 GPS나 비행체(110)의 카메라 방향으로도 인식 가능하다.

비행체(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 드론 등이 이에 적용되되, 사용자가 지정한 건축물(B)의 외부를 기설정된 경로를 따라 비행하면서 건축물(B)의 외관을 촬영하기 위한 것으로, 하자 발생지점과 인접 지점 등을 촬영하기 위한 카메라(도면에 미도시)가 구비된다.

더욱이, 비행체(110)는 도면에는 도시하지 않았지만 촬영된 이미지를 저장하기 위한 저장부와, 촬영된 이미지와 하자 깊이 측정부(130)의 측정값을 이미지 처리부(170)로 전송하기 위한 유무선의 통신부가 포함될 수 있다.

또한, 비행체(110)는 영상 촬영시 건축물 벽면과 거리를 10m, 20m 등으로 설정하고 비행할 수 있다. 그리고 비행체(110)는 비행시 약한 바람에 의한 스윙(흔들림)이 발생하나 스윙으로 인한 오차는 비행거리 기준 ±1m 이내로 오차범위로 하며, 강한 바람에 의한 비행경로 이탈은 드론의 GPS 데이터를 확인하여 측정데이터에서 배제하면서 비행 경로 이탈시 제 위치 진입 후 촬영된 데이터를 활용 가능하다.

위치 보정부(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 비행체(110)와 건축물의 표면 각도가 수직방향이 아닌 경우, 하자 크기 측정부(150)에서 라인 레이져로 형성한 도형의 모양을 통해 비행체(110)의 위치를 보정한다.

즉, 위치 보정부(120)는 비행체(110)와 건축물의 표면 각도가 수직방향인 경우 레이져를 3종류를 사용하여 도형이 삼각형으로 표시되도록 한 후 라인 레이져로 형성한 도형의 모양이 좌우 대칭으로 표시되지만[도 2(a) 참조], 라인 레이져로 형성한 도형의 모양의 비대칭 삼각형인 경우 비행체(110)와 건축물의 표면 각도가 수직방향이 아닌 것으로 확인되므로[도 2(b) 참조] 이 경우 비행체(110)의 위치를 자동으로 보정하게 제어한다. 이외에도 위치 보정부(120)는 건축물의 표면이 상, 하방향으로 경사진 경우에도 라인 레이져로 형성한 도형의 길이를 건축물의 표면이 수직면일 때 기설정된 도형의 길이와 비교하여 비행체(110)의 각도 조절이 가능하다.

또한, 위치 보정부(120)는 비행체(110) 촬영시 GPS와 센서를 이용하여 표적 대상물(건축물(B) 촬영 이미지 상의 하자 위치)과의 일정거리 간격을 두고 자율비행하나 바람 등 환경 변화와 제어 오차에 따른 부분을 삼각형 이미지 데이터를 비교하여 보정한다.

하자 깊이 측정부(130)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 비행체(110)에 구비되어 건축물의 하자 발생지점(또는 하자 발생지점과 하자가 발생하지 않은 지점)에 레이져를 발신하고 수신하는 반사파에 의해 하자의 깊이를 측정한다.

이때, 하자 깊이 측정부(130)는 레이져를 하자 발생지점에 발신하는 레이져 발신부(132)와, 하자 발생지점에서 반사된 레이져를 수신하는 레이져 수신부(134)를 포함한다.

차이 비교부(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 비행체(110)가 촬영한 건축물(B)의 표면 영상에서 하자 부위와 비하자 부위의 차이를 비교한다.

즉, 차이 비교부(140)는 건축물(B) 표면에 대한 이미지 정보를 토대로 하자 부위와 비하자 부위를 음영(명암 차이) 등을 영상처리 등의 방법을 통해 점검하여, 명암 차이가 나는지 여부를 비교하는 것이다.

이때, 차이 비교부(140)는 하자 부위와 비하자 부위에 대한 색상, 채도 및 명도 중 적어도 하나의 조건 비교를 통해 하자 여부를 결정하게 된다

하자 크기 측정부(150)는 도 1, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 비행체(110)에서 촬영된 영상에서 라인 레이져로 형성한 도형 또는 레이져 두께 등을 통해 하자의 크기를 측정한다.

즉, 하자 크기 측정부(150)는 복수의 라인 레이져를 교차시켜 형성한 도형을 건축물(B) 촬영 이미지 상의 하자 위치에 위치시켜 하자의 길이만큼 도형의 연속 배열에 따른 하자 길이(L)와, 하자 길이(L) 및 폭(W)을 통해 하자의 넓이를 계산하게 되거나(도 4 참조), 레이져의 조사 거리에 따라 발생되는 빛퍼짐을 통한 레이져 두께를 기준으로 건축물의 하자의 두께(T)를 비교 측정하게 된다(도 5 참조). 이때, 라인 레이져를 교차시켜 형성한 도형의 면적은 계산에 의해 구함으로써 하자의 폭도 측정 가능하다.

예컨대, 삼각형 도형의 높이가 10cm이고 밑면이 10cm인 경우 삼각형 도형이 하자 길이(L)에 5배에 해당한다면 하자 길이(L)가 50cm이고, 삼각형 도형의 밑면이 하자 두께(W)와 일치하면 하자 뚜께(W)는 10cm이다.

또한, 하자 크기 측정부(150)는 상술한 바와 같이 도형에 의한 하자 면적을 구비하는 방식과, 레이져 두께를 통해 하자 면적을 구하는 방식을 동시에 사용 가능하다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 복수의 라인 레이져를 교차시켜 형성한 도형의 크기를 작게 조절한 상태에서 도형의 사이즈를 기준으로 하자 길이(L)와, 하자 길이(L) 및 폭(W)을 통해 하자의 넓이를 계산 가능하다.

이때, 하자 크기 측정부(150)는 하자의 넓이를 계산하기 위해 도형을 형성하는 방법으로 레이져에 의한 마킹 방식에 의해 구현된다.

레이져 마킹 방식은 도면에선 도시하지 않았지만 레이져 포인터와 유사한 방식의 레이져 다이오드를 사용하며, 렌즈는 포웰렌즈(Powell Lens)를 사용하여 라인 표시방식으로 구현하여 건축물 벽면에 라인으로 표시될 수 있도록 한다.

그리고 라인 레이져는 하자 길이(L)와, 하자 길이(L) 및 폭(W)을 통해 하자의 넓이를 계산할 때 라인 레이져를 교차시켜 형성된 삼각형이나 사각형 등의 도형이 사용된다.

예컨대, 도형이 삼각형인 경우 라인 레이져를 3종류를 사용하며, 비행체 영상 촬영의 특성을 고려하여 라인 레이져의 초점을 예를 들어 15m, 20m, 25m 용으로 제작된 라인 레이져를 사용한다(도 6 참조).

그리고 라인 레이져를 표시 각도를 조정하여 삼각형 모양으로 표시되도록 고정하며, 삼각형 모양이 표적 대상물에 표시한 후 측정거리에 따라 근거리는 작은 삼각형 원거리는 큰 삼각형 모양으로 변화되는 광학 특성을 고려하여 측정거리별 삼각형 모양을 이미지 촬영하고 삼각형의 크기를 계산한 후 거리별 데이터로 변환하여 거리측정의 기준데이터로 활용한다. 이미지 촬영 후 촬영된 이미지의 삼각형 모양을 계산하여 거리별 데이터를 비교하여 거리 기준으로 삼는다.

한편, 표적 대상물과의 거리가 원거리인 경우 삼각형의 모양이 확대되어 전체가 보여지지 않을 수 있으나, 삼각형 각도를 정삼각형으로 고정하여 2변의 위치와 각도만 확인하면 삼각형의 크기와 면적을 구할 수 있다.

여기서, 라인 레이져에 의해 형성된 도형인 삼각형의 크기는 라인 레이져가 표시된 벽면에 측정대상(건축물 벽면에 형성된 하자)에 표시한 후 특정거리에서 영상촬영하고 촬영된 이미지에서 거리별 레이져 두께테이블을 데이터를 기준으로 레이져 두께와 비교하여 측정대상의 크기를 이미지 픽셀 비교하여 크기를 측정할 수 있다.

그리고 측정데이터는 변화율 확인을 위한 간이시험방법으로 측정오차는 있으나, 거리에 따라 레이져 두께의 변화가 비선형적이긴 하지만 변화 확인이 가능하고 향후 실제 사용거리인 15미터용, 20미터용, 30미터용 레이져를 사용할 경우 초점위치에서 레이져 라인 두께를 렌즈로 픽스 할 수 있으며(예: 20미터 라인 두께 8mm), 조정한 레이져의 거리별 데이터 테이블을 작성하여 측정기준으로 산정 가능하다.

또한, 실측 기준데이터로 레이져 두께 및 삼각형 사각형(우물정), 평행선 간격 등 다양한 형태로 변형가능하다.

또한, 도형이 사각형, 즉, 격자모양(우물정)인 경우 초점거리를 구분한 4종류의 레이져(예: 15미터, 20미터, 25미터, 30미터)를 사용하여 벽면에 조사한다.

레이져는 광학기기의 특성상 거리에 따라 빛퍼짐이 발생하며, 벽면에 표시된 라인의 두께도 거리에 따라 측정두께가 달라지게 된다.

예컨대, 20미터 초점의 라인 레이져의 경우 20미터 표시두께는 약 9.1mm이고, 15미터 표시두께는 약 5.9mm이며, 10미터 표시두께는 약 3.3mm이다.

따라서 촬영된 영상에서 표시된 라인 레이져의 두께를 기준으로 삼고 같이 표시된 하자의 두께와 길이를 비교하여 측량데이터를 확인할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 비행체(110)가 영상 촬영시 건축물 벽면과 거리를 10m, 20m 등으로 설정하고 비행할 수 있는 점을 감안하였을 때 비행거리 설정데이터와 라인표시데이터 거리별 두께를 비교하여 측정기준으로 한다.

예를 들어, 20미터 비행거리 설정 비행체 촬영시 촬영된 영상에서 라인 레이져의 20미터 두께는 약 9미리 이므로 촬영 영상 데이터 라인 레이져 두께가 5미리로 측정될 경우 변화 비율 계산하여 약 45% 축소비율로 결정한 후 같이 촬영된 하자의 길이를 이미지 기준으로 측정한 후 보정비율을 45% 확대하면 실제 예측 가능한 실측길이를 결정할 수 있다.

또한, 하자 크기 측정부(150)는 하자의 넓이를 계산하기 위해 레이져 두께를 통해 하자의 크기를 측정하는 경우 앞선 방법과 같이 초점거리를 구분한 레이져를 조사하고 빛퍼짐을 통한 레이져 두께를 기준으로 건축물의 하자의 두께나 길이를 비교 측정하게 된다.

여기서, 하자 크기 측정부(150)에서 사용되는 레이져는 조사 파장이 650nm 인 것을 사용하면서 카메라 이미지 판독을 위한 650nm BPF(band pass filter)(대역필터)가 적용 가능하다.

즉, 라인 레이져는 650nm 파장을 사용하며 이는 레이져 포인터와 동일한 파장대역으로 레이져 다이오드 램프의 출력과 초점렌즈를 조정하여 20m용, 30m용 등 특정거리 고정용으로 제조하여 사용한다.

그리고 라인 레이져는 특성상 옥외용으로 사용시 광량과 가시광선의 영향으로 육안 식별이 불분명할 수 있으므로 출력과 초점렌즈를 보정하여 선명도를 향상시키며(라인 레이져 허용출력 레벨 정보 표시가능 단 용도 제한 문제 있음), 촬영카메라에 650nm 밴드패스필터, 즉 대역통과 필터를 사용하여 가시광선영역을 배제하고 라인 레이져의 주파수 영역만 투과시켜 촬영시 선명도를 증가시킨다.

또한, BPF 사용시 가시광선이 배제되므로 레이져의 라인은 선명해지고 나머지 범위는 흑백으로 표시되어 지지만 하자 두께, 하자 길이, 건축마감재 탈락 크기 등 크기 측정용으로는 용이하게 사용할 수 있으며 가시광선 영역의 칼라 사진이 필요할 경우 칼라용 카메라와 레이져 측정용 카메라를 2대를 설치하여 촬영하여 비교할 수 있다(실제 건축물 촬영시 칼라용 카메라와 열화상 카메라를 2대를 설치 동시에 촬영하여 건축물 진단에 활용하기도 함).

서버(160)는 이미지 처리부(170)에서 검출된 실제 하자의 깊이 및 크기의 데이터가 전송되어 지속적으로 저장되고 전송된 데이터의 변화를 모니터링한다.

더욱이, 서버(160)에는 데이터의 변화를 모니터링하다가 하자의 변화를 비교하고 하자의 깊이 및 크기가 설정값 이상으로 감지되면 관리자에게 알람(경고음)을 통해 인지하게 할 수 있도록 알람 발생부(162)를 포함한다.

이때, 알람 발생부(162) 대신에 점등에 의해 관리자에게 인지시킬 수 있게 점등부(도면에 미도시)로 대체 가능하다.

이미지 처리부(170)는 차이 비교부(140)에서 하자 부위와 비하자 부위의 차이를 비교하고 하자인 경우로 결정되면 하자 깊이 측정부(130)에서 측정한 하자의 깊이와 하자 크기 측정부(150)에서 측정한 하자 크기를 촬영하여 얻은 이미지 정보를 통해 실제 하자의 깊이 및 크기를 검출한다.

따라서, 본 발명은 드론 영상 촬영 방식을 이용한 건축물 안전진단에 촬영영상데이터의 측량 기준이 되는 표시장치를 레이져 마킹을 통한 측정 대상물에 표시하고 표시된 벽면에 영상을 동시에 촬영하여 균열 길이, 폭, 건축 마감재 탈락의 크기, 오시공 등 판독을 위한 측량에 기준으로 활용하는 방식으로 촬영된 영상데이터에 레이져 마킹이 표신된 상태를 비교하여 진단항목에 대한 측량이 가능하다.

도 7 참조하면, 본 발명의 드론 촬영 및 레이져 조사를 통한 건축물 하자의 크기 및 깊이 측정 방법은, 비행체 건축물 표면 촬영 단계(S200), 하자 부위와 비하자 부위 비교 단계(S210), 하자 부위 발견 단계(S220), 하자 깊이 측정 단계(S230), 하자 크기 측정 단계(S240), 실제 하자 크기 검출 단계(S250), 데이터 변화 모니터링 단계(S260) 및 알람 발생 단계(S270)를 포함한다.

비행체 건축물 표면 촬영 단계(S200)는 사용자가 지정한 건축물(B)의 외부를 기설정된 경로를 따라 비행체(110)가 비행하면서 비행체(110)의 카메라를 통해 건축물(B)의 외관을 촬영하는 단계이다.

이때, 비행체 건축물 표면 촬영 단계(S200)는 비행체(110)와 건축물의 표면 각도가 수직방향이 아닌 경우, 하자 크기 측정부(140)에서 라인 레이져로 형성한 도형의 모양을 통해 비행체(110)의 위치를 위치 보정부(120)의 보정에 의해 보정한다.

즉, 라인 레이져로 형성한 도형의 모양의 비대칭 삼각형인 경우 비행체(110)와 건축물의 표면 각도가 수직방향이 아닌 것으로 확인되므로 이 경우 비행체(110)의 위치를 위치 보정부(120)를 통해 자동으로 보정하게 제어한다.

한편, 비행체 건축물 표면 촬영 단계(S200) 수행시 건축물 중 특정 건축물의 인식이 건축물(B)마다 부착된 인식표 등을 통해 인식하게 되면서 해당 건축물에 대한 위치 정보를 파악 가능하다.

하자 부위와 비하자 부위 비교 단계(S210)는 비행체(110)가 촬영한 건축물(B) 표면 영상에서 하자 부위와 비하자 부위를 차이 비교부(140)를 통해 비교하는 단계이다.

이때, 하자 부위와 비하자 부위 비교 단계(S210)는 건축물(B) 표면에 대한 이미지 정보를 토대로 하자 부위와 비하자 부위에 대한 기준이상의 음영(명암 차이) 등을 영상처리 등의 방법을 통해 차이 비교부(140)에서 점검하여, 명암 차이가 나는 부위가 하자 부위로 판명나게 된다.

여기서, 하자 부위와 비하자 부위를 음영 차이에 의해 비교하는 것으로 예시하였으나, 이에 한정하지 않고 색상, 채도 등을 통해서도 비교 가능하다.

하자 부위 발견 단계(S220)는 하자 부위와 비하자 부위를 비교한 후 결과에 따라 하자 부위를 발견하는 단계이다.

즉, 하자 부위 발견 단계(S220)는 하자 부위와 비하자 부위의 명암 차이가 설정값 이상 차이가 나는 경우 차이 비교부(140)를 통해 하자 부위인 것으로 판명나면서 하자 부위의 위치를 발견하는 단계이다.

하자 깊이 측정 단계(S230)는 하자 부위 및 비하자 부위에 레이져를 발신하고 수신하는 반사파에 의해 하자의 깊이를 측정하는 단계이다.

즉, 하자 깊이 측정 단계(S230)는 비행체(110)에 구비된 하자 깊이 측정부(130) 중 레이져 발신부(132)에서 레이져를 하자 발생지점에 발신하고 하자 발생지점에서 반사된 레이져를 레이져 수신부(134)에서 수신한 결과값에 따라 하자 깊이를 측정하는 단계이다.

하자 크기 측정 단계(S240)는 비행체(110)에서 촬영된 영상에서 라인 레이져로 형성한 도형 또는 레이져 두께를 통해 하자의 크기를 측정하는 단계이다.

즉, 하자 크기 측정 단계(S240)는 하자 크기 측정부(150)에서 복수의 라인 레이져를 교차시켜 형성한 도형을 건축물(B) 촬영 이미지 상의 하자 위치에 위치시켜 하자의 길이만큼 도형의 연속 배열에 따른 하자 길이와, 하자 길이 및 폭을 통해 하자의 넓이를 계산하게 되는 단계이다.

또한, 하자 크기 측정 단계(S240)는 하자 크기 측정부(150)에서 레이져의 조사 거리에 따라 발생되는 빛퍼짐을 통한 레이져 두께를 기준으로 건축물의 하자의 두께를 비교 측정하게 된다. 이때, 라인 레이져를 교차시켜 형성한 도형의 면적은 계산에 의해 구함으로써 하자의 폭도 측정 가능하다.

실제 하자 크기 검출 단계(S250)는 차이 비교부(140)에서 하자 부위와 비하자 부위의 차이를 비교하고 하자인 경우로 결정되면 하자 깊이 측정부(130)에서 측정한 하자의 깊이와 하자 크기 측정부(150)에서 측정한 하자 크기를 촬영하여 얻은 이미지 정보를 통해 실제 하자의 깊이 및 크기를 이미지 처리부(170)에서 검출하는 단계이다.

데이터 변화 모니터링 단계(S260)는 이미지 처리부(170)에서 검출된 하자의 깊이 및 크기의 데이터가 전송 및 저장되고 전송된 데이터의 변화를 서버(160)에서 모니터링하는 단계이다.

즉, 데이터 변화 모니터링 단계(S260)는 서버(160)에서 하자의 깊이 및 크기의 변화가 있는지를 지속적으로 모니터링하다가 변화정도가 기준치 이상이 되면 알람 발생 단계(S270)가 수행하도록 제어한다.

알람 발생 단계(S270)는 서버(160)에서 데이터의 변화를 모니터링하다가 하자의 변화를 비교하고 하자의 깊이 및 크기가 설정값 이상으로 감지되면 알람 발생부(162)에서 알람을 발생시켜 관리자에게 인지하게 할 수 있도록 하는 단계이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치
110: 비행체
120: 위치 보정부
130: 하자 깊이 측정부
140: 차이 비교부
150: 하자 크기 측정부
160: 서버
170: 이미지 처리부

Claims

기설정된 경로를 따라 비행하면서 건축물의 외벽을 촬영하는 비행체;
상기 비행체에 구비되어 상기 건축물의 하자 발생지점에 레이져를 발신하고 수신하는 반사파에 의해 하자의 깊이를 측정하는 하자 깊이 측정부;
상기 비행체에서 촬영된 영상에서 라인 레이져로 형성한 도형 또는 레이져 두께를 통해 하자의 크기를 측정하는 하자 크기 측정부; 및
상기 하자 깊이 측정부 및 하자 크기 측정부를 통한 하자의 깊이 및 크기를 촬영하여 얻은 이미지 정보를 통해 실제 하자의 깊이 및 크기를 검출하는 이미지 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 이미지 처리부에서 검출된 하자의 깊이 및 크기의 데이터가 전송 및 저장되고 전송된 데이터의 변화를 모니터링하는 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치.
제2항에 있어서,
상기 서버는 하자의 변화를 비교하여, 하자의 깊이 및 크기가 설정값 이상으로 감지되면 관리자가 인지할 수 있도록 알람 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 하자 깊이 측정부는 레이져를 하자 발생지점에 발신하는 레이져 발신부와, 하자 발생지점에서 반사된 레이져를 수신하는 레이져 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 하자 크기 측정부는 라인 레이져를 교차시켜 형성한 도형을 하자 위치에 위치시킨 후 연속 배열에 따른 하자 길이와, 하자 길이 및 폭을 통해 하자의 넓이를 계산하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 하자 크기 측정부는 레이져의 조사 거리에 따라 발생되는 빛퍼짐을 통한 레이져 두께를 기준으로 상기 건축물의 하자의 두께를 비교 측정하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 비행체와 상기 건축물의 표면 각도가 수직방향이 아니면, 상기 하자 크기 측정부에서 라인 레이져로 형성한 도형의 모양을 통해 상기 비행체의 위치를 보정하는 위치 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치.
제7항에 있어서,
상기 위치 보정부는 라인 레이져로 형성한 도형의 모양의 비대칭인 경우 상기 비행체 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 건축물마다 해당 건축물을 인식하도록 인식표를 부착하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 장치.
비행체가 비행하면서 건축물의 표면을 촬영하는 제1 단계;
상기 비행체가 촬영한 건축물 표면 영상에서 하자 부위와 비하자 부위를 비교하는 제2 단계;
상기 하자 부위와 비하자 부위를 비교한 후 결과에 따라 하자 부위를 발견하는 제3 단계;
상기 하자 부위에 레이져를 발신하고 수신하는 반사파에 의해 하자의 깊이를 측정하는 제4 단계;
상기 비행체에서 촬영된 영상에서 라인 레이져로 형성한 도형 또는 레이져 두께를 통해 하자의 크기를 측정하는 제5 단계;
상기 하자 부위를 촬영하여 얻은 이미지 정보를 통해 실제 하자의 깊이 및 크기를 검측하는 제6 단계;
상기 하자의 깊이 및 크기의 데이터가 서버로 전송 및 저장되고 상기 서버에서 전송된 데이터의 변화를 모니터링하는 제7 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법.
제10항에 있어서,
상기 하자의 깊이 및 크기의 변화를 검출값과 비교하고, 하자의 깊이 및 크기가 설정값 이상으로 감지되면 관리자가 인지하도록 알람을 발생시키는 제8 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 단계 수행시 건축물마다 부착된 인식표를 인식하여 해당 건축물에 대한 위치 정보를 파악하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 단계 수행시 상기 비행체와 상기 건축물의 표면 각도가 수직방향이 아니면, 라인 레이져로 형성한 도형의 모양을 통해 상기 비행체의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법.
제10항에 있어서,
상기 제2 단계는 하자 부위와 비하자 부위에 대한 기준이상의 음영을 점검하는 단계인 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법.
제10항에 있어서,
상기 제5 단계는 상기 라인 레이져를 교차시켜 형성한 도형을 하자 위치에 위치시킨 후 연속 배열에 따른 하자 길이와, 하자 길이 및 폭을 통해 하자의 넓이를 계산하는 것을 특징으로 하는 레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법.
제10항에 있어서,
상기 제5 단계는 상기 레이져의 조사 거리에 따라 발생되는 빛퍼짐을 통한 레이져 두께를 기준으로 상기 건축물의 하자의 두께를 비교 측정하는 것을 특징으로 하는레이져 광선 조사 이용한 건축물 안전진단 방법.