KR100228137B1 - System for examining the cable of a bridge using a robot - Google Patents
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Abstract
로봇을 조정하여 자동으로 표면 상태의 영상을 촬영하고 이를 검사하는 로복을 이용한 케이블 검사 시스템이 제공된다. 본 발명의 목적은 무선으로 조정되는 로봇을 이용하여 케이블 검사하므로써 그 검사가 안전하면서도 정확하도록 한 것이다.There is provided a cable inspection system using Loboc that adjusts the robot to automatically take an image of the surface state and inspect it. An object of the present invention is to make the inspection safe and accurate by inspecting the cable using a robot that is adjusted wirelessly.
교량의 케이블 상태를 검사하기 위한 이 시스템에서 로봇은 케이블에 체결되며, 케이블을 따라 이동하면서 케이블의 표면을 촬영하여 촬영된 영상신호를 발생한다. 무선 조정기는 지상에서 로봇을 제어한다. 영상 수신 시스템은 로봇으로부터 발생하는 영상 신호를 수신하고, 수신된 영상신호를 기록한다. 영상 검색 시스템은 영상 수신 시스템에 연결되며, 기설정된 영상 관리 방법에 따라 영상을 관리하며 촬영된 영상 신호로부터 케이블의 이상 유무를 판단한다.In this system for inspecting the cable condition of the bridge, the robot is fastened to the cable and moves along the cable, photographing the surface of the cable and generating a captured video signal. The radio controller controls the robot from the ground. The image receiving system receives an image signal generated from the robot and records the received image signal. The image retrieval system is connected to the image receiving system, manages the image according to a preset image management method, and determines whether there is an error in the cable from the captured image signal.
Description
제1도는 로봇을 이용한 교량의 케이블 검사 시스템을 도시하는 도면.1 is a diagram showing a cable inspection system of a bridge using a robot.
제2(a)도 및 제2(b)도는 제1도의 시스템에서 로봇을 상세히 도시하는 도면.2 (a) and 2 (b) show details of the robot in the system of FIG.
제3도는 제1도의 시스템에서 영상 수신 및 기록 장치를 상세히 도시하는 도면.FIG. 3 shows details of an image receiving and recording apparatus in the system of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 로봇 20 : 무선 조종기10: robot 20: radio controller
30 : 영상 수신 및 기록 장치 40 : 영상 관리 시스템30: video receiving and recording device 40: video management system
200 : 구동부 202 : 이동거리 제어장치200: driving unit 202: moving distance control device
204 : 표면확인 분사부 206 : 로봇동체 결합부204: surface confirmation injection unit 206: robot body coupling portion
208 : 카메라 회전부 210 : 영상 촬영 및 전송부208: camera rotation unit 210: video recording and transmission unit
212 ; MPU(Micro Processor Unit) 214 : 제어신호 수신부212; MPU (Micro Processor Unit) 214: Control signal receiver
302 : 영상 신호 수신부 304 : 로봇 모니터링 데이터 수신부302: Image signal receiver 304: Robot monitoring data receiver
306 : 영상 신호 및 모니터리 데이터 결합부306: video signal and monitor data combining unit
308 : 영상 신호 기록부308: video signal recording unit
본 발명은 사장교 형식을 지닌 교량의 주요 요소인 케이블의 표면 상태를 점검하기 위해 케이블의 상태를 검사하는 시스템에 관한 것으로, 특히 탐사 로봇을 조정하여 표면 상태를 촬영하고 촬영된 영상을 검사하는 로봇을 이용한 교량의 케이블 검사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for inspecting the state of the cable to check the surface state of the cable, which is the main element of the bridge having the form of a cable-stayed bridge. The cable inspection system of the bridge used.
건설 기술이 점차 발전해감에 따라 현수교나 시장교와 같은 높은 기술을 요하는 교량 구조물이 증가되고 있다. 특히, 최근에는 건설된 교량의 유지관리가 차지하는 비중이 점차 확대됨에 따라 이들 교량의 주요 요소를 항상 정확히 판단하고 이상이 있을 경우 이를 적절히 대비해야 할 필요성이 증가되고 있다.As construction technology develops, bridge structures that require high technologies such as suspension bridges and market bridges are increasing. In particular, in recent years, as the weight of maintenance of the bridges is gradually increased, the necessity of always accurately determining the main elements of these bridges and properly preparing them in case of abnormalities is increasing.
교량의 주요 요소인 케이블은 높은 위치에 자리한 주탑과 교량 도로부 사이를 연결하는 것으로, 이 케이블을 유지관리 하기 위해서는 케이블의 상태를 정확히 파악해야 한다. 이 케이블의 상태를 파악하는 종래의 방법은 사람이 직접 점검하는 것이다. 하지만, 사람이 직접 올라가 점검하는 이 방법은 지극히 어려울 뿐만 아니라 상당히 위험한 문제점이 있었다.The main component of the bridge, the cable, is the connection between the high tower and the bridge road. The maintenance of the cable requires an accurate understanding of the cable's condition. The conventional method of determining the state of this cable is to inspect it yourself. However, this method of checking up by person is not only extremely difficult but also quite dangerous.
따라서, 본 발명의 목적은 무선으로 조종되는 로봇을 이용하여 케이블을 검사하므로써 안전하면서도 정확한 검사가 가능한 로봇을 이용한 케이블 검사 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cable inspection system using a robot that can safely and accurately inspect the cable by using a robot that is wirelessly controlled.
본 발명에 따른 로봇을 이용한 케이블 검사 시스템은 교량의 케이블 상태를 검사하기 위한 것으로, 상기 케이블에 체결되며, 상기 케이블을 따라 이동하면서 상기 케이블의 표면을 촬영하여 촬영된 영상 신호를 발생하는 로봇; 상기 로봇을 제어하는 로봇 조종 수단; 상기 로봇으로부터 발생하는 영상 신호를 수신하고, 수신된 영상 신호를 기록하는 수신 및 기록 수단; 및 상기 수신 및 기록 수단에 연결되며, 기설정된 영상 관리 방법에 따라 영상을 관리하며, 상기 촬영된 영상 신호로부터 케이블의 이상 유무를 판단하는 수단을 포함한다.The cable inspection system using a robot according to the present invention is for inspecting a cable state of a bridge, which is fastened to the cable and moves along the cable to generate a photographed image signal by photographing the surface of the cable; Robot control means for controlling the robot; Receiving and recording means for receiving an image signal generated from the robot and recording the received image signal; And means connected to the receiving and recording means, for managing an image according to a preset image management method, and for determining an abnormality of a cable from the photographed image signal.
이 케이블 검사 시스템에서 로봇은, 상기 로봇 조종 수단으로부터의 제어 신호를 수신하는 수단; 상기 제어 신호에 따라 적어도 한가지 이상의 제어 동작을 수행하는 제어 수단; 상기 제어 동작중 하나에 응답하여, 상기 케이블을 따라 위치 이동하는 수단; 및 상기 제어 동작중 하나에 응답하여, 상기 케이블 표면을 촬영하고, 촬영된 영상 신호를 상기 영상 수신 및 기록 수단으로 송신하는 촬영 및 송신 수단을 포함한다.In this cable inspection system, the robot comprises: means for receiving a control signal from the robot control means; Control means for performing at least one control operation according to the control signal; Means for relocating along the cable in response to one of the control actions; And photographing and transmitting means for photographing the surface of the cable and transmitting the photographed video signal to the video receiving and recording means in response to one of the control operations.
이외에도, 로봇은 상기 촬영된 영상신호로부터 상기 케이블 표면에 이상이 확인된 경우 차후의 수리를 위해 그 위치를 사람이 인식할 수 있도록 표시하는 수단과, 상기 로봇이 이동할 때 케이블에서 미끄러지거나 떨어지는 현상을 방지하기 위해 체결 압력을 조정하는 장치를 더 포함한다.In addition, the robot is a means for displaying the position so that the human can recognize for later repair when the abnormality on the surface of the cable from the captured video signal, and the phenomenon of slipping or falling off the cable when the robot moves It further includes a device for adjusting the clamping pressure to prevent.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
제1도는 본 발명에 따른 로봇을 이용한 케이블 검사 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다. 제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 케이블 검사 시스템의 구성은 크게 교량 현장에 설치되는 것과, 사무실에 설치되는 것으로 나눌 수 있다. 교량 현장에 설치되는 것은 로봇(10), 휴대용 무선 조종기(20) 및 영상 수신 및 기록장치(30)이고, 사무실에 설치되는 것은 영상 관리 시스템(40)이다. 본 실시예에서, 현장과 사무실을 구분한 것은 단지 설명을 편리하기 위한 것일 뿐이며, 모든 구성 요소가 현장에서 차량으로 지원될 수도 있고, 통신이 발달하면 로봇을 제외한 모든 구성 요소를 사무실에 배치할 수도 있다.1 is a diagram schematically showing a cable inspection system using a robot according to the present invention. As shown in FIG. 1, the configuration of the cable inspection system of the present invention can be broadly divided into being installed in a bridge site and being installed in an office. Installed at the bridge site is a
본 발명의 따른 일실시예를 좀더 상세히 설명하면, 교량현장에 설치되는 케이블 검사 로봇(10)은 케이블에 체결되며, 휴대용 무선 조종기(20)를 이용한 운용자의 제어신호에 따라, 케이블 위를 이동하면서 케이블 표면을 촬영하고, 촬영된 표면 영상 신호를 영상 수신 및 기록 장치(30)로 전송한다. 지상용 무선 조종기(20)의 기능은 지상에서 검사자가 케이블 검사 로봇(10)을 원격 제어하는 역할을 수행한다. 지상에 설치되는 영상수신 및 기록 장치는 로봇(10)에서 송신된 영상정보를 수신장치를 통해 수신하며, 수신된 영상을 내부의 기록 저장매체(예를들면, 비디오 테이프 레코더)에 저장한다. 영상 관리 시스템(40)은 영상수신 및 기록장치(30)에서 제공되는 케이블 표면의 영상 신호를 받아서, 이를 기설정된 관리방법에 따라 관리하여 케이블의 이상 유무를 판단한다. 케이블의 이상유무 판단은 필요한 경우, 점검이력관리, 영상저장관리 등을 통해 이루어진다.When explaining the embodiment of the present invention in more detail, the
영상검색 소프트웨어는 지상수신 시스템에서 기록한 케이블 표면영상정보를 필요시 기록관리 하며, 케이블에 대한 점검이력관리를 수행한다. 운영 환경은, 예를들면 도시된 바와 같이 클라이언트,서버 환경이고, 영상정보 기록 관리는 MPEG/JPEG을 통하여 영상정보를 동영상 또는 정지화상으로 관리한다. 영상정보는 영상정보 기록시 점검이력과 함께 정보로 관리한다. 점검이력관리는 케이블에 대하여 별도의 이력관리를 수행하고, 영상정보위수의 점검이력관리를 수행한다. 영상정보/점검이력정보의 데이터베이스 활용으로 타 시스템으로의 지원도 가능하다.The image retrieval software records and manages the cable surface image information recorded by the terrestrial receiving system if necessary, and performs the inspection history management of the cable. The operating environment is, for example, a client and server environment as shown, and the image information recording management manages the image information as a moving picture or a still picture through MPEG / JPEG. Image information is managed as information along with inspection history when recording image information. Inspection history management performs a separate history management for the cable, and performs inspection history management of image information rating. It is also possible to support other systems by using database of image information / check history information.
다음은, 제2(a)도 및 제2(b)도를 참조하여 검사 로봇(10)을 설명한다. 제2(a)도는 로봇의 외형을 개략적으로 나타낸 도면이고, 제2(b)도는 검사 로봇의 내부 구성에 대한 블록도이다.Next, the
먼저, 제어신호 수신부(214)는 지상으로부터 무선으로 전송되는 명령을 수신하여 바로 아래에 기술되는 마이크로 프로세서 유닛(MPU: Micro Processor Unit)(212)에 전달한다. MPU(212)는 지상으로부터 수신된 명령에 따라 로봇의 다른 모든 구성 요소를 제어한다. MPU(212)에 의해 제어되는 구성 요소는 다음과 같다. 먼저, 로봇동체 결합부(206)는 로봇이 이동할 때 케이블에서 미끄러지거나 떨어지는 현상을 방지하기 위해 체결 압력을 조정하는 장치이다. 카메라 회전부(208)는 2개 이상으로 구성되는 카메라가 케이블이 원형인 관계로 발생될 수 있는 시각을 없애기 위헤 케이블 표면을 따라 회전시키는 기능이다. 영상 촬영장치 및 전송부(210)는 케이블 표면을 촬영하여 촬영된 영상을 지상으로 송신하는 장치이다.First, the control
이외에도, 표면확인 분사부(204)는 케이블 표면에 이상이 확인된 경우 차후의 수리를 위해 그 위치를 사람이 인식할 수 있도록 표시하는 장치이며, 구동부(200)는 MPU(212)가 지정하는 방향과 거리로 이동하기 위해 구동 모터(도시안됨)를 제어하는 장치이다. 또한, 이동거리 제어부(202)는 이동한 거리 또는 이동할 위치를 파악하기 위해 거리를 기억하는 장치이다. 본 도면에는 도시되어있지 않지만, 로봇의 상태 정보, 예를들면, 이동 및 동작정보를 발생시키고 이를 송신하는 장치도 포함한다.In addition, the surface
제3도는 제1도에 도시된 영상 수신 및 기록 장치(30)의 상세 블록도이다. 제3도에 도시된 바와 같이, 이 장치는 로봇(10)이 촬영한 케이블 영상신호를 수신하는 영상 신호 수신부(302)와, 로봇이 케이블 위를 이동하면서 케이블을 검사한 상태 정보 데이터를 수신하는 로봇 모니터링 데이터 수신부(304) 및 이를 두 수신부의 신호를 결합하는 영상 신호 및 모니터링 데이터 결합부(306) 및 결합된 신호를 녹화하는 영상 신호 기록부(308)로 구성된다. 영상을 녹화할 때 사용하는 녹화 방식으로서, 아날로그의 VHS 방식이나 디지틀 방식을 사용할 수도 있다. 영상정보 생성은 문자발생기를 통한 정보 영상에 기록/발생하고, 화면 혼합기를 통해 영상을 합성하며, 카메라의 영상정보를 한 화면으로 관리하여, 이동거리, 시간, 날짜정보 등을 합성 관리한다. 외부 인터페이스로서 제1도에서 설명한 영상관리 시스템(40)에서 연결된다.3 is a detailed block diagram of the image receiving and
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 로봇을 이용한 케이블 검사 시스템의 작동은 다음과 같다. 먼저, 로봇(10)의 몸체를 케이블에 고정하고, 로봇(10)과 무선조종기(20), 영상수신 및 기록장치에 전원을 공급한다. 로봇(10)과 무선 조종기(20)의 통신작동상태(예를들면, 전후진, 카메라 동작 상태등)을 확인한다. 로봇(10)과 조종기(20)에 전원이 공급되면 로봇(10)의 초기화 상태가 조종기(20)의 디스플레이 판넬상에 출력된다. 로봇(10)은 전원공급과 동시에 카메라의 영상을 영상수신장치로 전송한다. 로봇의 초기화 과정이 실행되면 이동 거리 카운터가 영(0)으로 리셋 된다. 로봇(10)의 이동은 저속과 고속으로 구분하여 세팅이 가능하다. 로봇(10)의 초기화 및 동작상태가 확인되면 케이블의 표면검색을 시작한다. 로봇(10)의 카메라는 사각을 없애기 위해 180도 회전이 가능하다(회전동작은 휴대용 조종기로 조종한다). 영상수신 및 기록장치(30) 및 조종기(20)의 LCD상에는 로봇(10)의 이동 및 동작 정보가 수신되고 이를 저장하고 영상 처리를 행하게 된다.The operation of the cable inspection system using a robot configured as described above is as follows. First, the body of the
본 실시예에서는 교량의 케이블을 예를들어 설명한 것으로서, 교량의 케이블과 유사한 다른 구조물에 설치된 케이블도 물론 검사할 수 있다.In this embodiment, the cable of the bridge has been described as an example, and the cable installed in another structure similar to the cable of the bridge can of course be inspected.
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- 1997-05-30 KR KR1019970022103A patent/KR100228137B1/en not_active IP Right Cessation
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