KR102192141B1 - Apparatus for orientation mapping of multi-axis vibration sensor measurment and Driving mathod thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 방법에 관한 것으로, 다축 진동 센서가 부착된 대상물 기준좌표 상에서 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가하는 단계, 상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 단계, 상기 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출하는 단계 및 상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 상기 산출된 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법에 의해 대상물 및 센서의 방향 측정을 용이하게 하고, 대상물에 센서가 부착되는 방향에 상관없이 진동방향의 측정 및 계산을 정확히 파악할 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for mapping the direction of vibration detected by a multi-axis vibration sensor, the step of applying vibration in parallel with two or more reference axes of an object reference axes perpendicular to each other on an object reference coordinate to which a multi-axis vibration sensor is attached, Recognizing the vibration applied in parallel to the two or more object reference axes with a multi-axis vibration sensor attached to the object and recognizing it in a three-dimensional coordinate format, the multi-axis vibration based on the recognized vibration coordinate values for each of the two or more object reference axes Calculating a transformation matrix for converting a vibration coordinate value recognized on a sensor reference coordinate to a vibration coordinate value on the object reference coordinate, and when vibration is detected by the multi-axis vibration sensor, the vibration coordinate value on the sensor reference coordinate Applying the calculated transformation matrix to facilitate measurement of the direction of the object and the sensor by a method of mapping the direction of vibration detected by a multi-axis vibration sensor, comprising the step of converting into a vibration coordinate value on the object reference coordinate, , Regardless of the direction in which the sensor is attached to the object, the measurement and calculation of the vibration direction can be accurately grasped.
Description
본 발명은 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 방법에 관한 것으로 특히 변환 행렬을 이용하여 진동 방향을 보정하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for mapping the direction of vibrations sensed by a multi-axis vibration sensor, and more particularly, to an apparatus and method for mapping the direction of vibrations detected by a multi-axis vibration sensor that corrects the direction of vibration using a transformation matrix.
특정 물체 또는 특정 위치에 설치되어 진동을 측정하는 진동 센서는 다양한 분야에 응용되어 사용되고 있다. 일례로, 진동 센서는 교량에 설치되어 교량의 진동을 측정하게 된다. 이때, 측정된 교량의 진동량은 교량의 안전도 평가에 중요한 척도로 사용된다. 이외에도, 진동센서는 다양한 분야에서 응용되어 이용되고 있다.Vibration sensors that are installed on a specific object or a specific location to measure vibration have been applied and used in various fields. For example, a vibration sensor is installed on a bridge to measure the vibration of the bridge. At this time, the measured vibration amount of the bridge is used as an important measure for the safety evaluation of the bridge. In addition, the vibration sensor has been applied and used in various fields.
그런데 진동 센서로 대상물의 진동을 측정하는 경우에 센서 자체의 자세를 기준으로 한 측정 보다는 센서가 부착된 대상물을 기준으로 축방향, 경방향, 수직방향, 수평 방향의 측정값에 기반하여 측정하는 것이 정확도를 높이는 것보다 좀 더 사용하기 쉬운 방안이다. However, when measuring the vibration of an object with a vibration sensor, it is better to measure based on measured values in the axial direction, radial direction, vertical direction, and horizontal direction of the object to which the sensor is attached, rather than the measurement based on the attitude of the sensor itself. It's a more easy-to-use solution than increasing the accuracy.
일 예로 3축 센서를 사용하는 경우, 대상물의 설치 상태 및 형상이 수평, 수직이 뚜렷하게 구분되는 경우에는 센서의 방향에 맞춰 센서를 부착하는 것이 용이하기 때문에 원하는 방향의 측정값을 찾을 수 있다. For example, in the case of using a 3-axis sensor, when the installation state and shape of the object are clearly separated horizontally and vertically, it is easy to attach the sensor according to the direction of the sensor, so that the measurement value in the desired direction can be found.
그러나 대상물의 설치 조건이나 형상에 따라 뚜렷한 수평, 수직 방향을 확인하기 어려운 경우에는 원하는 방향의 측정값을 얻기 위해서는 대상물 및 센서의 자세, 방향에 관한 값을 측정하여 대상물의 조건에 맞게 계산할 필요가 있다. However, if it is difficult to check the clear horizontal and vertical directions according to the installation condition or shape of the object, it is necessary to measure the values of the attitude and direction of the object and sensor to obtain the desired measurement value and calculate it according to the conditions of the object. .
즉, 대상물 형태에 따른 센서의 방향 측정을 위해 별도의 장비나 시간, 노력이 필요하다. That is, separate equipment, time, and effort are required to measure the direction of the sensor according to the object type.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로 대상물이 곡선형태인 경우와 같이 진동 센서를 일관된 방향으로 부착하기 어려운 경우에도 진동방향의 측정 및 계산을 대상물 기준으로 정확히 파악할 수 있도록 함에 있다. The present invention has been derived to solve the above problems, and is to accurately grasp the measurement and calculation of the vibration direction based on the object even when it is difficult to attach a vibration sensor in a consistent direction, such as when the object has a curved shape.
뿐만 아니라 진동 센서를 진동 방향에 맞게 부착해야하는 번거로움을 없앨 수 있다. In addition, the hassle of attaching the vibration sensor to the vibration direction can be eliminated.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다. The present invention for achieving the above object includes the following configuration.
즉 본 발명의 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법은 다축 진동 센서가 부착된 대상물에 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가하는 단계, 상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 단계, 상기 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준축 중심으로 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준축 중심의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출하는 단계 및 상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준축 상의 진동 좌표값에 상기 산출된 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준축 상의 진동 좌표값으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.That is, the method for mapping the direction of vibration detected by a multi-axis vibration sensor according to an embodiment of the present invention includes applying vibration in parallel to two or more reference axes of an object reference axes perpendicular to each other to an object to which the multi-axis vibration sensor is attached, the object Recognizing the vibration applied in parallel with the two or more object reference axes with a multi-axis vibration sensor attached to and recognizing the vibration in the form of three-dimensional coordinates, based on the recognized vibration coordinate values for each of the two or more object reference axes, based on the multi-axis vibration sensor Calculating a transformation matrix for converting a vibration coordinate value recognized as an axis center into a vibration coordinate value at the center of the target reference axis, and when vibration is detected by the multi-axis vibration sensor, the calculation is made in the vibration coordinate value on the sensor reference axis. And converting into a vibration coordinate value on the reference axis of the object by applying the transformed matrix.
본 발명의 일 양상에 따르면 상기 변환 행렬을 산출하는 단계는, 상기 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하는 단계, 상기 산출된 두개의 단위 벡터에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출하는 단계, 상기 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하는 단계 및 상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the calculating of the transformation matrix includes: normalizing vibration coordinate values for each of the two or more object reference axes perpendicular to each other to calculate a unit vector, based on the calculated two unit vectors, Calculating a unit vector for another axis that makes each row of a 3×3 matrix a unit matrix, calculating a 3×3 matrix including a unit vector for the calculated another axis And calculating an inverse matrix of the calculated 3×3 matrix to obtain a transformation matrix.
한편, 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치는 다축 진동 센서가 부착된 대상물에 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가하는 가진부, 상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 진동 감지부, 상기 진동 감지부에서 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준축 중심으로 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준축 중심의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출하는 변환 행렬 산출부 및 상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준축 상의 진동 좌표값에 상기 산출된 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준축 상의 진동 좌표값으로 변환하는 진동 좌표값 변환부를 포함한다.Meanwhile, the device for mapping the direction of vibration detected by the multi-axis vibration sensor includes an excitation unit that applies vibration in parallel to two or more of the reference axes of the object perpendicular to the object to which the multi-axis vibration sensor is attached, and the multi-axis vibration attached to the object. A vibration detection unit that senses vibrations applied in parallel with the two or more object reference axes by a sensor and recognizes them in a three-dimensional coordinate form, the multi-axis vibration sensor based on vibration coordinate values for each reference axis of two or more objects recognized by the vibration detection unit When vibration is detected by the multi-axis vibration sensor and a transformation matrix calculator that calculates a transformation matrix for converting the vibration coordinate value recognized as the center of the reference axis into the vibration coordinate value of the object reference axis, the vibration coordinate on the sensor reference axis And a vibration coordinate value conversion unit that applies the calculated transformation matrix to a value and converts it into a vibration coordinate value on the reference axis of the object.
본 발명에 따르면 대상물 및 센서의 방향 측정을 용이하게 하고, 대상물에 센서가 부착되는 방향에 상관없이 진동방향의 측정 및 계산을 정확히 파악할 수 있는 효과가 도출된다. According to the present invention, it is possible to easily measure the direction of an object and a sensor, and to accurately grasp the measurement and calculation of the vibration direction regardless of the direction in which the sensor is attached to the object.
뿐만 아니라 진동 센서를 대상물의 진동 방향에 맞게 부착해야하는 번거로움을 없앨 수 있다.In addition, it is possible to eliminate the hassle of attaching the vibration sensor to the vibration direction of the object.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 기준 좌표와 센서 기준 좌표를 설명하기 위한 예시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법의 흐름도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법의 흐름도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of a vibration direction mapping apparatus sensed by a multi-axis vibration sensor according to an embodiment of the present invention;
2 is an exemplary view for explaining an object reference coordinate and a sensor reference coordinate according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart of a method for mapping a direction of vibration sensed by a multi-axis vibration sensor according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart of a method for mapping a direction of vibration detected by a multi-axis vibration sensor according to another embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be interpreted as generally understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, and is excessively comprehensive. It should not be construed as a human meaning or an excessively reduced meaning.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a vibration direction mapping apparatus sensed by a multi-axis vibration sensor according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 있어서 진동의 방향 사상 장치는 다축 진동 센서와 일체로 형성되거나, 다축 진동 센서에 연결되어 사용가능하게 마련되는 별개의 장치로 구현될 수 있다. In an embodiment, the vibration direction mapping device may be formed integrally with a multi-axis vibration sensor or may be implemented as a separate device provided to be used by being connected to the multi-axis vibration sensor.
일 실시예에 따른 방향 사상 장치는 가진부(10), 진동 감지부(20), 변환 행렬 산출부(30) 및 진동 좌표값 변환부(40)를 포함한다. The direction mapping apparatus according to an embodiment includes an
가진부(10)는 다축 진동 센서가 부착된 대상물에 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가한다. The
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 기준 좌표와 센서 기준 좌표를 설명하기위한 예시도이다. 2 is an exemplary diagram for explaining an object reference coordinate and a sensor reference coordinate according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 일 실시예에 있어서, 감속기와 같은 대상물 기준좌표(G)와 다축 진동 센서 기준좌표(S)가 각각 별개로 존재한다. As shown in FIG. 2, in one embodiment, a reference coordinate G of an object such as a speed reducer and a reference coordinate S of a multi-axis vibration sensor exist separately.
가진부(10)는 예를 들어 대상물 기준좌표(G)의 X축과, Z축과 평행하게 진동을 가한다. 가진부(10)는 대상물인 감속기가 작동하지 않고 외부로부터 진동과 같은 자극이 없는 상태에서 X축과, Z축에 평행한 방향으로 진동을 가한다. The
이때 가진부(10)는 감속기의 중심, 예를 들어 출력 축 끝단, 몸체 중앙 등에 가까운 위치에서 진동을 가한다. 바람직하게는 최대한 설정된 좌표축과 평행하게 진동을 가하도록 구현된다. At this time, the
또한 가진부(10)에서 가하는 진동의 크기는 다축 진동 센서의 측정 범위이내인 것이 바람직하고, 감속기에 파손이되지 않는 한도에서 진동을 가하도록 구현된다. In addition, the magnitude of the vibration applied by the
진동 감지부(20)는 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 구현되며, 가진부(10)에서 둘 이상의 대상물 기준축 일예로 G 좌표의 X축과 Z축 방향으로 진동이 가해진 이후에 진동의 크기와 방향을 감지한다.The vibration detection unit 20 is implemented as a multi-axis vibration sensor attached to the object, and the magnitude of the vibration after vibration is applied in the X-axis and Z-axis directions of the G coordinate as an example of two or more object reference axes in the
일 실시예에 있어서 진동 감지부(20)는 감지되는 진동의 크기와 방향을 3차원 좌표 형태로 인식한다. In an embodiment, the vibration detection unit 20 recognizes the magnitude and direction of the detected vibration in the form of three-dimensional coordinates.
예를들어 대상물 기준 좌표 상의 x축에 평행하게 가해진 진동을 측정한 값을 라 하면, 와 같은 3차원 좌표 형태로 인식할 수 있다.For example, measure the vibration applied parallel to the x-axis on the object reference coordinate. If you say, It can be recognized in the form of three-dimensional coordinates such as.
이와 동일하게 y 축에 가해진 진동에 대해서는 , z 축에 대해서 가해진 진동에 대해서는 형태로 각각 인식할 수 있다. Similarly, for the vibration applied to the y-axis , for the vibration applied about the z-axis Each can be recognized as a form.
변환 행렬 산출부(30)는 진동 감지부(20)에서 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 다축 진동 센서 기준축 중심(S)으로 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준축 중심(G)의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬를 산출한다.The transformation matrix calculation unit 30 calculates a vibration coordinate value recognized as the multi-axis vibration sensor reference axis center S based on the vibration coordinate values for each of two or more object reference axes recognized by the vibration detection unit 20 to the object reference axis center ( Transformation matrix for converting to vibration coordinate values of G) Yields
진동 좌표값 변환부(40)는 대상물에 부착된 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 센서 기준축 상(S)의 진동 좌표값에 변환 행렬 산출부(30)에서 산출된 변환 행렬을 적용하여 대상물 기준축 상(G)의 진동 좌표값으로 변환한다. When vibration is detected by the multi-axis vibration sensor attached to the object, the vibration coordinate value conversion unit 40 applies the transformation matrix calculated by the transformation matrix calculation unit 30 to the vibration coordinate value on the sensor reference axis S It converts into vibration coordinates on the reference axis (G).
진동 좌표값 변환부(40)는 변환 행렬 산출부(30)에서 산출된 를 적용하여 센서 기준축 상(S)의 진동 좌표값을 대상물 기준축 상(G)의 진동 좌표값으로 변환한다. The vibration coordinate value conversion unit 40 is calculated by the conversion matrix calculation unit 30 By applying, the vibration coordinate value on the sensor reference axis (S) is converted into the vibration coordinate value on the object reference axis (G).
본 발명의 일 양상에 따르면 변환 행렬 산출부(30)는 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하고, 산출된 두개의 단위 벡터에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출하고 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하며, 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구한다. According to an aspect of the present invention, the transformation matrix calculator 30 normalizes vibration coordinate values for each of two or more object reference axes perpendicular to each other to calculate a unit vector, and based on the calculated two unit vectors, a 3×3 matrix Calculates a unit vector for another axis that makes each row of s a unit matrix, calculates a 3×3 matrix including the calculated unit vector for another axis, and calculates a 3×3 form Calculate the inverse matrix of the matrix of to obtain the transformation matrix.
변환 행렬을 구하는 과정을 보다 상세히 설명하면, 먼저, 변환 행렬 산출부(30)는 진동 감지부(20)에서 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을,라 하고 이를 이용하여 변환행렬을 구한다. To explain the process of obtaining the transformation matrix in more detail, first, the transformation matrix calculating unit 30 calculates the vibration coordinate values for each of two or more object reference axes recognized by the vibration detection unit 20. , And use this to find the transformation matrix.
,의 단위 벡터 , 를 구하여 회전 변환(3×3) 행렬 의 첫번째, 세번째 열로 삼는다. 두번째 열은 각각의 행이 단위 행렬이 되도록 하는 값을 구해서 회전 변환 를 완성할 수 있다. , Unit vector of , Find the rotation transformation (3×3) matrix The first and third columns of The second column is a rotation transformation by finding the value that makes each row an identity matrix. Can be completed.
여기서, 회전 변환 는 다축 진동 센서의 좌표계를 기준으로하는 대상물(감속기)의 좌표계 자세를 나타내는 것이며, 다축 진동 센서 기준 좌표(S)상 기준으로 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준 좌표(G)상의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬 는 의 역행렬이다. 즉, 로 구할 수 있다. Here, rotation transformation Denotes the attitude of the object (reducer) based on the coordinate system of the multi-axis vibration sensor, and converts the vibration coordinate value recognized as the reference on the multi-axis vibration sensor reference coordinate (S) into the vibration coordinate value on the object reference coordinate (G). Transformation matrix for Is Is the inverse matrix of In other words, It can be obtained by
본 발명의 다른 양상에 따르면 변환 행렬 산출부(30)는 서로 수직인 세 개의 대상물 기준축 각각과 평행하게 가해진 진동의 진동 좌표값을 각각 정규화하여 단위 벡터를 산출하고, 산출되는 단위벡터들을 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하며 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구할 수도 있다. According to another aspect of the present invention, the transformation matrix calculation unit 30 calculates a unit vector by normalizing the vibration coordinate values of vibrations applied in parallel with each of the three object reference axes perpendicular to each other, and includes the calculated unit vectors. The transformation matrix can also be obtained by calculating a 3×3 matrix and calculating the inverse matrix of the 3×3 matrix.
대상물 기준 좌표상의 x, y, z 각각 축 각각에 평행한 진동을 가하고 이를 측정한 값을 이용하여 변환 행렬 를 구할 수 있다. Transformation matrix by applying parallel vibrations to each axis of x, y, and z on the target reference coordinate and using the measured values Can be obtained.
대상물 기준좌표상의 x축에 평행하게 가해진 진동을 측정한 값을 라 하면, 와 같은 3차원 좌표 형태로 인식할 수 있다.Measure the vibration applied parallel to the x-axis on the object reference coordinate If you say, It can be recognized in the form of three-dimensional coordinates such as.
이와 동일하게 y 축에 가해진 진동에 대해서는 , z 축에 대해서 가해진 진동에 대해서는 형태로 각각 인식할 수 있다. Similarly, for the vibration applied to the y-axis , for the vibration applied about the z-axis Each can be recognized as a form.
그리고 3차원 좌표 형태 벡터의 단위 벡터 ,,를 찾아 이들을 열로 갖는 행렬을 구성하면 대상물 기준 좌표(G)상의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준좌표(S)상의 진동 좌표값으로 변환하는 를 구할 수 있다. And the unit vector of the three-dimensional coordinate form vector , , If you find and construct a matrix having them as columns, the vibration coordinate value on the object reference coordinate (G) is converted to the vibration coordinate value on the multi-axis vibration sensor reference coordinate (S). Can be obtained.
이를 식으로 표현하면, Expressing this in this way,
와 같다. Same as
이 같이 대상물 좌표계의 좌표 기준축 세 방향(x, y, z)으로 모두 진동을 가하고 측정하여 변환을 얻을 수 있다. 그러나 관심의 대상이 되는 두개의 기준축에만 진동을 가하여 진동값을 측정하고 행렬을 구성하는 각 열과 행이 모두 단위벡터라는 변환행렬의 성질을 이용하여 변환행렬의 역행렬인 를 구하는 것도 가능하다.In this way, it is possible to obtain transformation by applying vibration and measuring in all three directions (x, y, z) of the coordinate reference axis of the object coordinate system. However, the vibration value is measured by applying vibration only to the two reference axes of interest, and using the property of the transformation matrix that each column and row constituting the matrix are unit vectors, the inverse matrix of the transformation matrix It is also possible to obtain.
여기서 구해진 는 대상물 기준좌표(G) 상의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준좌표(S) 상의 진동 좌표값으로 변환하는 것이어서 수식으로 표현하면 다음과 같다. Obtained here Is converting the vibration coordinate value on the object reference coordinate (G) into the vibration coordinate value on the multi-axis vibration sensor reference coordinate (S), and is expressed as an equation as follows.
따라서 다축 진동 센서 기준좌표(S)상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준축 기준좌표(G) 상의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬 는 의 역행렬을 사용하여 구할 수 있다. Therefore, a transformation matrix for converting the vibration coordinate value recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinate (S) into the vibration coordinate value on the object reference axis reference coordinate (G) Is It can be found using the inverse matrix of
이를 식으로 표현하면 다음과 같다. This can be expressed in terms of the following.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법의 흐름도이다. 3 is a flowchart of a method for mapping a direction of vibration detected by a multi-axis vibration sensor according to an embodiment of the present invention.
먼저, 다축 진동 센서가 부착된 대상물 기준좌표 상에서 서로 수직인 대상물 기준의 좌표상에서 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가한다(S300). First, vibrations are applied in parallel with two or more of the reference axes on the object reference coordinates that are perpendicular to each other on the object reference coordinates to which the multi-axis vibration sensor is attached (S300).
도 2 에서 대상물 기준좌표(G)의 X축과, Z축과 평행하게 진동을 가한다. 이때 대상물인 감속기가 작동하지 않고 외부로부터 진동과 같은 자극이 없는 상태에서 X축과, Z축에 평행한 방향으로 진동을 가한다. In Fig. 2, vibration is applied parallel to the X-axis and Z-axis of the object reference coordinate (G). At this time, vibration is applied in a direction parallel to the X-axis and Z-axis in the state that the target reducer does not operate and there is no stimulation such as vibration from the outside.
그리고 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식한다(S310).In addition, the multi-axis vibration sensor attached to the object detects the vibration applied parallel to the reference axis of two or more objects, and recognizes it in the form of a three-dimensional coordinate (S310).
대상물 기준좌표 상의 x축에 평행하게 가해진 진동을 측정한 값을 라 하면, 와 같은 3차원 좌표 형태로 인식할 수 있다.Measure the vibration applied parallel to the x-axis on the object reference coordinate If you say, It can be recognized in the form of three-dimensional coordinates such as.
이와 동일하게 y 축에 가해진 진동에 대해서는 , z 축에 대해서 가해진 진동에 대해서는 형태로 각각 인식할 수 있다. Similarly, for the vibration applied to the y-axis , for the vibration applied about the z-axis Each can be recognized as a form.
이 후에 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출한다.Thereafter, based on the recognized vibration coordinate values for each of the two or more object reference axes, a transformation matrix for converting the vibration coordinate values recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinates to the vibration coordinate values on the object reference coordinates is calculated.
일 양상에 따르면 먼저 기준 축 들 중 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출한다(S320).According to an aspect, first, a unit vector is calculated by normalizing vibration coordinate values of two or more object reference axes that are perpendicular to each other among the reference axes (S320).
일 예로 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을,라 하고 이를 이용하여 변환행렬을 구한다. 먼저 ,의 단위 벡터 , 를 구한다.For example, the vibration coordinate values for each reference axis of two or more objects , And use this to find the transformation matrix. first , Unit vector of , Find
그리고 산출된 두개의 단위 벡터, 에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출한다(S330). And the calculated two unit vectors , Based on, a unit vector for another axis that makes each row of the 3×3 matrix a unit matrix is calculated (S330).
이후에 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출한다(S340).A 3×3 matrix including a unit vector for another axis calculated thereafter is calculated (S340).
단위벡터 , 를 회전 변환(3×3) 행렬 의 첫번째, 세번째 열로 삼는다. 두번째 열은 각각의 행이 단위 행렬이 되도록 하는 값을 구해서 회전 변환 를 완성할 수 있다. Unit vector , Rotation transform (3×3) matrix The first and third columns of The second column is a rotation transformation by finding the value that makes each row an identity matrix. Can be completed.
이 같이 대상물 좌표계의 좌표 기준축 세 방향(x, y, z)으로 모두 진동을 가하고 측정하여 변환을 얻을 수 있다. 그러나 관심의 대상이 되는 두개의 기준축에만 진동을 가하여 진동값을 측정하고 행렬을 구성하는 각 열과 행이 모두 단위벡터라는 변환행렬의 성질을 이용하여 변환행렬의 역행렬인 를 구하는 것도 가능하다.In this way, it is possible to obtain transformation by applying vibration and measuring in all three directions (x, y, z) of the coordinate reference axis of the object coordinate system. However, the vibration value is measured by applying vibration only to the two reference axes of interest, and using the property of the transformation matrix that each column and row constituting the matrix are unit vectors, the inverse matrix of the transformation matrix It is also possible to obtain.
구체적으로 3차원 좌표 형태 벡터의 단위 벡터 ,,를 찾아 이들을 열로 갖는 행렬을 구성하면 대상물 기준축 중심(G)의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준축 중심(S)으로 인식되는 진동 좌표값으로 변환하는 를 구할 수 있다. Specifically, the unit vector of the three-dimensional coordinate form vector , , If you find and construct a matrix having them as columns, the vibration coordinate value of the object reference axis center (G) is converted into a vibration coordinate value recognized as the reference axis center (S) of the multi-axis vibration sensor. Can be obtained.
이를 식으로 표현하면, Expressing this in this way,
와 같다. Same as
여기서 구해진 는 대상물 기준축 중심(G)의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준축 중심(S)으로 인식되는 진동 좌표값으로 변환하는 것이어서 수식으로 표현하면 다음과 같다. Obtained here Is converting the vibration coordinate value of the object reference axis center (G) into a vibration coordinate value recognized as the multi-axis vibration sensor reference axis center (S).
이렇게 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구한다(S350).The resulting 3×3 matrix A transformation matrix is obtained by calculating the inverse matrix of (S350).
따라서 therefore
다축 진동 센서 기준좌표(S)상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준축 기준좌표(G) 상의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬 는 의 역행렬을 사용하여 구할 수 있다. Conversion matrix for converting the vibration coordinate value recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinate (S) into the vibration coordinate value on the object reference axis reference coordinate (G) Is It can be found using the inverse matrix of
이후에 다축 진동 센서에 진동이 감지되면, 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 산출된 변환 행렬을 적용하여 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환한다(S360).Thereafter, when vibration is detected by the multi-axis vibration sensor, the calculated transformation matrix is applied to the vibration coordinate value on the sensor reference coordinate to convert it into a vibration coordinate value on the object reference coordinate (S360).
이를 식으로 표현하면 다음과 같다. This can be expressed in terms of the following.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법의 흐름도이다. 4 is a flowchart of a method for mapping a direction of vibration detected by a multi-axis vibration sensor according to another embodiment of the present invention.
먼저, 다축 진동 센서가 부착된 대상물 기준좌표 상에서 서로 수직인 대상물 기준의 좌표상에서 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가한다(S400). First, vibration is applied in parallel with two or more of the reference axes on the object reference coordinates perpendicular to each other on the object reference coordinate to which the multi-axis vibration sensor is attached (S400).
도 2 에서 대상물 기준좌표(G)의 X축과, Z축과 평행하게 진동을 가한다. 이때 대상물인 감속기가 작동하지 않고 외부로부터 진동과 같은 자극이 없는 상태에서 X축과, Y축, Z축에 평행한 방향으로 진동을 가한다. In Fig. 2, vibration is applied parallel to the X-axis and Z-axis of the object reference coordinate (G). At this time, vibration is applied in a direction parallel to the X-axis, Y-axis, and Z-axis in a state where the target reducer does not operate and there is no stimulation such as vibration from the outside.
그리고 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식한다(S410).In addition, the multi-axis vibration sensor attached to the object detects the vibration applied parallel to the reference axis of two or more objects, and recognizes it in the form of three-dimensional coordinates (S410).
대상물 기준좌표 상의 x축에 평행하게 가해진 진동을 측정한 값을 라 하면, 와 같은 3차원 좌표 형태로 인식할 수 있다.Measure the vibration applied parallel to the x-axis on the object reference coordinate If you say, It can be recognized in the form of three-dimensional coordinates such as.
이와 동일하게 y 축에 가해진 진동에 대해서는 , z 축에 대해서 가해진 진동에 대해서는 형태로 각각 인식할 수 있다. Similarly, for the vibration applied to the y-axis , for the vibration applied about the z-axis Each can be recognized as a form.
이 후에 인식된 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출한다.Thereafter, a transformation matrix for converting the vibration coordinate value recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinate to the vibration coordinate value on the object reference coordinate is calculated based on the recognized vibration coordinate value for each object reference axis.
본 발명의 다른 양상에 따르면 먼저 기준 축 들 중 서로 수직인 세 개의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출한다(S420).According to another aspect of the present invention, a unit vector is calculated by first normalizing vibration coordinate values for each of three object reference axes that are perpendicular to each other among reference axes (S420).
이 같이 대상물 좌표계의 좌표 기준축 세 방향(x, y, z)으로 모두 진동을 가하고 측정하여 변환을 얻을 수 있다. 구체적으로 3차원 좌표 형태 벡터의 단위 벡터 ,,를 찾아 이들을 열로 갖는 3×3 형태의 행렬을 구성하면(S430), In this way, it is possible to obtain transformation by applying vibration and measuring in all three directions (x, y, z) of the coordinate reference axis of the object coordinate system. Specifically, the unit vector of the three-dimensional coordinate form vector , , Finding and constructing a 3×3 matrix having them as columns (S430),
대상물 기준축 기준좌표(G) 상에서 인식되는 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준좌표(S)상에서 인식되는 진동 좌표값으로 변환하는 를 구할 수 있다. Converts the vibration coordinate value recognized on the object reference axis reference coordinate (G) into the vibration coordinate value recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinate (S) Can be obtained.
이를 식으로 표현하면, Expressing this in this way,
와 같다. Same as
여기서 구해진 는 대상물 기준 좌표(G) 상의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준 좌표(S)상의 진동 좌표값으로 변환하는 것이어서 수식으로 표현하면 다음과 같다. Obtained here Is converting the vibration coordinate value on the object reference coordinate (G) into the vibration coordinate value on the multi-axis vibration sensor reference coordinate (S), and is expressed by an equation as follows.
이렇게 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구한다(S440).The resulting 3×3 matrix A transformation matrix is obtained by calculating the inverse matrix of (S440).
따라서 다축 진동 센서 기준 좌표(S)상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준 좌표(G) 상의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬 는 의 역행렬을 사용하여 구할 수 있다. Therefore, a transformation matrix for converting the vibration coordinate value recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinate (S) into the vibration coordinate value on the object reference coordinate (G) Is It can be found using the inverse matrix of
이후에 다축 진동 진동이 감지되면, 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 산출된 변환 행렬을 적용하여 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환한다(S450).Thereafter, when the multi-axis vibration vibration is detected, the calculated transformation matrix is applied to the vibration coordinate value on the sensor reference coordinate to convert it into a vibration coordinate value on the object reference coordinate (S450).
이를 식으로 표현하면 다음과 같다. This can be expressed in terms of the following.
10 : 가진부 20 : 진동 감지부
30 : 변환 행렬 산출부 40 : 진동 좌표값 변환부10: excitation unit 20: vibration detection unit
30: transformation matrix calculation unit 40: vibration coordinate value converter
Claims (6)
상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 단계;
상기 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 제 1 변환 행렬을 각각 산출하는 단계; 및
상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 상기 산출된 제 1 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환하는 단계를 포함하며,
상기 진동이 상기 대상물 기준좌표(G)의 X축, Z축과 평행하게 가해질 시, 상기 다축 진동 센서는 상기 대상물인 감속기가 미작동하고 외부 자극이 미존재한 상태에서 상기 X축, Z축 뿐만 아니라 Y축에 평행한 방향으로도 상기 진동을 가하는 것을 특징으로 하며,
상기 제 1 변환 행렬의 산출 단계는, 상기 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하는 단계, 상기 산출된 두개의 단위 벡터에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출하는 단계, 상기 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하는 단계 및 상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 상기 제 1 변환 행렬을 구하는 단계를 포함하는 것을 더 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법.
Applying vibration in parallel with two or more of the reference axes of the objects perpendicular to each other on the reference coordinate of the object to which the multi-axis vibration sensor is attached;
Detecting vibrations applied in parallel with the reference axes of the two or more objects with a multi-axis vibration sensor attached to the object and recognizing it as a three-dimensional coordinate form;
Calculating a first transformation matrix for converting a vibration coordinate value recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinate into a vibration coordinate value on the object reference coordinate based on the recognized vibration coordinate values for each of the two or more object reference axes ; And
When vibration is detected by the multi-axis vibration sensor, applying the calculated first transformation matrix to a vibration coordinate value on the sensor reference coordinate and converting it into a vibration coordinate value on the object reference coordinate,
When the vibration is applied in parallel with the X-axis and Z-axis of the object reference coordinate (G), the multi-axis vibration sensor includes only the X-axis and Z-axis in a state in which the reducer, which is the object, is not operating and no external stimulus is present. In addition, it is characterized in that the vibration is applied also in a direction parallel to the Y axis,
The calculating of the first transformation matrix includes: calculating unit vectors by normalizing vibration coordinate values for each of the reference axes of two or more objects perpendicular to each other, based on the calculated unit vectors, each of a 3×3 matrix Calculating a unit vector for another axis that makes the row of s a unit matrix, calculating a 3×3 matrix including the calculated unit vector for another axis, and the calculated 3 A method for mapping a direction of vibration detected by a multi-axis vibration sensor, further comprising the step of calculating an inverse matrix of a ×3 type matrix to obtain the first transformation matrix.
상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 단계;
상기 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 제 2 변환 행렬을 각각 산출하는 단계; 및
상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 상기 산출된 제 2 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환하는 단계를 포함하며,
상기 진동이 상기 대상물 기준좌표(G)의 X축, Z축과 평행하게 가해질 시, 상기 다축 진동 센서는 상기 대상물인 감속기가 미작동하고 외부 자극이 미존재한 상태에서 상기 X축, Z축 뿐만 아니라 Y축에 평행한 방향으로도 상기 진동을 가하는 것을 특징으로 하며,
상기 제 2 변환 행렬의 산출 단계는, 상기 서로 수직인 세 개의 대상물 기준축 각각과 평행하게 가해진 진동의 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하는 단계, 상기 산출되는 단위벡터들을 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하는 단계, 및 상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 상기 제 2 변환 행렬을 구하는 단계를 포함하는 것을 더 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법.
Applying vibration in parallel with two or more of the reference axes of the objects perpendicular to each other on the reference coordinate of the object to which the multi-axis vibration sensor is attached;
Detecting vibrations applied in parallel with the reference axes of the two or more objects with a multi-axis vibration sensor attached to the object and recognizing it as a three-dimensional coordinate form;
Calculating a second transformation matrix for converting a vibration coordinate value recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinate into a vibration coordinate value on the object reference coordinate based on the recognized vibration coordinate values for each of the two or more object reference axes ; And
When vibration is detected by the multi-axis vibration sensor, applying the calculated second transformation matrix to a vibration coordinate value on the sensor reference coordinate and converting it into a vibration coordinate value on the object reference coordinate,
When the vibration is applied in parallel with the X-axis and Z-axis of the object reference coordinate (G), the multi-axis vibration sensor includes only the X-axis and Z-axis in a state in which the reducer, which is the object, is not operating and no external stimulus is present. In addition, it is characterized in that the vibration is applied also in a direction parallel to the Y axis,
The calculating of the second transformation matrix includes: calculating a unit vector by normalizing the vibration coordinate values of the vibrations applied in parallel with each of the three object reference axes perpendicular to each other, 3×3 including the calculated unit vectors A method for mapping the direction of vibration detected by a multi-axis vibration sensor, further comprising the step of calculating a shape matrix, and calculating an inverse matrix of the calculated 3×3 shape matrix to obtain the second transformation matrix .
상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 진동 감지부;
상기 진동 감지부에서 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 제 1 변환 행렬을 각각 산출하는 변환 행렬 산출부; 및
상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 상기 산출된 제 1 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환하는 진동 좌표값 변환부를 포함하며,
상기 진동이 상기 대상물 기준좌표(G)의 X축, Z축과 평행하게 가해질 시, 상기 다축 진동 센서는 상기 대상물인 감속기가 미작동하고 외부 자극이 미존재한 상태에서 상기 X축, Z축 뿐만 아니라 Y축에 평행한 방향으로도 상기 진동을 가하는 것을 특징으로 하며, 상기 변환 행렬 산출부는,
상기 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하고, 상기 산출된 두개의 단위 벡터에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출하고 상기 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하며, 상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 상기 제 1 변환 행렬을 구하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치.
An excitation unit for applying vibration in parallel to two or more reference axes of the object reference axes perpendicular to the object to which the multi-axis vibration sensor is attached;
A vibration detection unit configured to detect vibrations applied in parallel with the reference axes of the two or more objects by a multi-axis vibration sensor attached to the object and recognize it in a three-dimensional coordinate form;
A first transformation matrix for converting a vibration coordinate value recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinate to a vibration coordinate value on the object reference coordinate based on the vibration coordinate value for each of two or more object reference axes recognized by the vibration detection unit A transformation matrix calculator that calculates each; And
When vibration is detected by the multi-axis vibration sensor, a vibration coordinate value converting unit that applies the calculated first transformation matrix to a vibration coordinate value on the sensor reference coordinate and converts it into a vibration coordinate value on the object reference coordinate,
When the vibration is applied in parallel with the X-axis and Z-axis of the object reference coordinate (G), the multi-axis vibration sensor includes only the X-axis and Z-axis in a state in which the reducer, which is the object, is not operating and no external stimulus In addition, it is characterized in that the vibration is applied also in a direction parallel to the Y axis, and the transformation matrix calculator,
A unit vector is calculated by normalizing the vibration coordinate values for each of the two or more object reference axes perpendicular to each other, and based on the calculated two unit vectors, each row of a 3×3 matrix becomes a unit matrix. The first transformation is performed by calculating a unit vector for an axis, calculating a 3×3 matrix including the calculated unit vector for another axis, and calculating an inverse matrix of the calculated 3×3 matrix A vibration direction mapping device detected by a multi-axis vibration sensor, characterized in that obtaining a matrix.
상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 진동 감지부;
상기 진동 감지부에서 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 제 2 변환 행렬을 각각 산출하는 변환 행렬 산출부; 및
상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 상기 산출된 제 2 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환하는 진동 좌표값 변환부를 포함하며,
상기 진동이 상기 대상물 기준좌표(G)의 X축, Z축과 평행하게 가해질 시, 상기 다축 진동 센서는 상기 대상물인 감속기가 미작동하고 외부 자극이 미존재한 상태에서 상기 X축, Z축 뿐만 아니라 Y축에 평행한 방향으로도 상기 진동을 가하는 것을 특징으로 하며, 상기 변환 행렬 산출부는,
상기 서로 수직인 세 개의 대상물 기준축 각각과 평행하게 가해진 진동의 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하고, 상기 산출되는 단위벡터들을 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하며 상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 상기 제 2 변환 행렬을 구하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치.An excitation unit for applying vibration in parallel to two or more reference axes of the object reference axes perpendicular to the object to which the multi-axis vibration sensor is attached;
A vibration detection unit configured to detect vibrations applied in parallel with the reference axes of the two or more objects by a multi-axis vibration sensor attached to the object and recognize it in a three-dimensional coordinate form;
A second transformation matrix for converting a vibration coordinate value recognized on the multi-axis vibration sensor reference coordinate into a vibration coordinate value on the object reference coordinate based on the vibration coordinate value for each of two or more object reference axes recognized by the vibration detection unit A transformation matrix calculator that calculates each; And
When vibration is detected by the multi-axis vibration sensor, a vibration coordinate value converting unit for converting the vibration coordinate value of the object reference coordinate by applying the calculated second transformation matrix to the vibration coordinate value on the sensor reference coordinate,
When the vibration is applied in parallel with the X-axis and Z-axis of the object reference coordinate (G), the multi-axis vibration sensor includes only the X-axis and Z-axis in a state in which the reducer, which is the object, is not operating and no external stimulus is present. In addition, it is characterized in that the vibration is applied also in a direction parallel to the Y axis, and the transformation matrix calculator,
A unit vector is calculated by normalizing the vibration coordinate values of the vibrations applied in parallel with each of the three object reference axes perpendicular to each other, and a 3×3 matrix including the calculated unit vectors is calculated, and the calculated 3× A vibration direction mapping device sensed by a multi-axis vibration sensor, characterized in that the second transformation matrix is calculated by calculating an inverse matrix of a three-shaped matrix.
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