초록 ▼

본 발명은 싱크홀을 탐지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 싱크홀을 탐지하기 위하여 지질층을 파괴함으로 인해 싱크홀 발달을 악화시키고 광범위한 지역을 탐사하기에 부적합한 단점이 있었던 종래기술의 파괴식 싱크홀 탐지방법들의 문제점과, 드론에 적외선 카메라를 설치하여 탐지를 수행함으로 인해 탐지시간 및 탐지범위에 제약이 있고 실시간 탐지가 불가능한 한계가 있었던 종래기술의 비파괴식 싱크홀 탐지방법들의 문제점을 모두 해결하기 위해, 지리정보 시스템(GIS)과 전자지도 및 GPS와 같은 위치정보 시스템을 이용하여,

본 발명은 싱크홀을 탐지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 싱크홀을 탐지하기 위하여 지질층을 파괴함으로 인해 싱크홀 발달을 악화시키고 광범위한 지역을 탐사하기에 부적합한 단점이 있었던 종래기술의 파괴식 싱크홀 탐지방법들의 문제점과, 드론에 적외선 카메라를 설치하여 탐지를 수행함으로 인해 탐지시간 및 탐지범위에 제약이 있고 실시간 탐지가 불가능한 한계가 있었던 종래기술의 비파괴식 싱크홀 탐지방법들의 문제점을 모두 해결하기 위해, 지리정보 시스템(GIS)과 전자지도 및 GPS와 같은 위치정보 시스템을 이용하여, 싱크홀 발생가능성이 높을 것으로 예상되는 후보지역을 지도상에 표시하여 탐지경로를 설정하고, 설정된 탐지경로를 따라 차량으로 이동하면서 차량에 설치된 적외선(IR) 카메라를 이용하여 후보지역에 대한 정밀조사를 수행하도록 구성됨으로써, 상하수도 배관의 누수 등으로 인한 인공적인 싱크홀 발생을 조기에 발견하고, 싱크홀 발생 가능성을 미리 예측하여 각종 사고를 미연에 방지할 수 있도록 구성되는 적외선 영상분석을 이용한 싱크홀 탐지시스템 및 이를 이용한 싱크홀 탐지방법이 제공된다.

대표청구항 ▼

적외선(infrared ray ; IR) 영상분석을 이용한 싱크홀 탐지시스템에 있어서, 싱크홀을 탐지하기 위해 차량에 장착되어 지표면의 열 영상을 촬영하는 적외선(IR) 카메라를 포함하여 이루어지는 영상취득부; 상기 영상취득부를 통해 얻어진 지표면의 열 영상을 분석하여 싱크홀을 탐지하는 처리가 수행되도록 이루어지는 영상분석부; 사용자에 의해 입력되거나 미리 설정된 탐지경로에 근거하여 상기 차량의 이동경로를 생성하고 상기 차량의 이동시 운행에 대한 각종 정보를 제공하는 처리가 수행되는 탐지경로 생성부; 상기 영상취득부에 의해 촬영된

적외선(infrared ray ; IR) 영상분석을 이용한 싱크홀 탐지시스템에 있어서, 싱크홀을 탐지하기 위해 차량에 장착되어 지표면의 열 영상을 촬영하는 적외선(IR) 카메라를 포함하여 이루어지는 영상취득부; 상기 영상취득부를 통해 얻어진 지표면의 열 영상을 분석하여 싱크홀을 탐지하는 처리가 수행되도록 이루어지는 영상분석부; 사용자에 의해 입력되거나 미리 설정된 탐지경로에 근거하여 상기 차량의 이동경로를 생성하고 상기 차량의 이동시 운행에 대한 각종 정보를 제공하는 처리가 수행되는 탐지경로 생성부; 상기 영상취득부에 의해 촬영된 영상과, 상기 영상분석부를 통해 얻어진 분석결과 및 상기 탐지경로 생성부에 의해 생성된 탐지경로를 포함하는 각종 정보를 표시하기 위한 모니터나 디스플레이를 포함하여 이루어지는 영상표시부; 및 상기 탐지시스템의 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨으로써, 사용자에 의해 입력되거나 미리 설정된 탐지경로를 따라 상기 차량이 이동하면서 자동으로 탐지가 이루어질 수 있도록 구성되고,상기 탐지경로 생성부는, GIS(geographic information systems)를 포함하는 지리정보 시스템과 전자지도 및 GPS(Global Positioning System)를 포함하는 위치정보 시스템과 연계하여, 사용자가 출발지와 도착지 또는 탐사를 수행할 지역을 입력하면, 상기 지리정보시스템(GIS)에 저장된 지하 매설물 정보에 근거하여 도로 밑에 매설된 상하수도 배관을 따라 상기 전자지도 상에 차량의 이동경로를 설정하는 것에 의해 도로기반의 탐지경로를 생성하고, 상기 차량의 운행시 이동경로 및 도로정보나 교통정보를 포함하는 운행에 필요한 각종 정보를 제공하는 처리가 수행되도록 구성되며,상기 영상분석부는, 상기 탐지시스템에 유선 또는 무선으로 연결되는 컴퓨터나 노트북을 포함하는 정보처리장치에 싱크홀의 존재여부, 크기 및 위치를 탐지하기 위한 영상분석 처리를 수행하는 영상분석 프로그램을 설치하여 구성되고,상기 영상분석부에 적용되는 싱크홀 탐지 알고리즘은,온도편차에 의한 이진 분할(binary segmentation)을 수행하여 열화상 이미지의 비디오 프레임에서 후보 싱크홀 위치를 결정하는 후보 싱크홀 분할 단계;CNN(Convolutional neural network) 전이학습(transfer learning) 방법을 이용하여 후보 싱크홀 분할단계에서 선정된 후보 싱크홀들 중에서 실제 싱크홀을 분류하는 싱크홀 분류 단계; 및헝가리언 알고리즘(Hungarian Algorithm)을 이용한 데이터 결합(data association)을 이용하여 싱크홀 분류단계에서 분류된 실제 싱크홀들을 추적하는 싱크홀 추적 단계를 포함하며,상기 후보 싱크홀 분할단계는, 이하의 수학식을 이용하여, 이중 임계(dual-thresholding) 방법을 적용하여 후보 싱크홀 위치를 결정하고,분할된 영역의 가장자리 잡음을 제거하기 위해, 개방(opening), 폐쇄(closing), 팽창(dilate), 침식(erode)을 포함하는 형태학적 동작(morphological operation)을 적용하여 형태학적 잡음을 제거하는 것을 특징으로 하는 적외선 영상분석을 이용한 싱크홀 탐지시스템. (여기서, I는 입력 이미지, (x, y)는 특정 픽셀의 위치, Tl 과 Th는 각각 미리 정해진 임계값을 의미함.)