KR100526136B1 - 후크의 트러니온 체결 감지장치 - Google Patents

후크의 트러니온 체결 감지장치 Download PDF

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KR100526136B1 KR10-2003-0080730A KR20030080730A KR100526136B1 KR 100526136 B1 KR100526136 B1 KR 100526136B1 KR 20030080730 A KR20030080730 A KR 20030080730A KR 100526136 B1 KR100526136 B1 KR 100526136B1
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Abstract

본 발명은 트러니온(trunnion)이 부착된 물체를 예를 들어, 크레인으로 이동시키기 위하여 크레인 후크가 상기 트러니온에 체결된 상태를 감지하는 후크의 트러니온 체결 감지장치에 관한 것이다.
본 발명은, 이동대상물에 부착된 일정 길이의 트러니온을 후크로 체결하는 경우 상기 후크의 트러니온 체결 감지장치에 있어서, 상기 후크의 트러니온 체결전에 특정 기준위치에서 상기 트러니온이 부착된 이동대상물까지의 제1거리를 검출하고, 상기 후크의 상기 트러니온 체결후에 상기 특정 기준위치에서 상기 후크까지의 제2거리를 검출하는 거리검출부; 상기 후크 및 트러니온의 체결 상태를 영상으로 획득하는 영상획득부; 상기 획득한 영상을 이용하여 상기 체결 상태의 후크 및 트러니온의 외곽선 이미지를 검출하고 상기 검출된 외곽선을 제외한 다른 이미지를 제거하여 상기 후크 및 트러니온의 체결 상태의 이미지 패턴을 추출하는 이미지필터링부; 상기 추출된 후크 및 트러니온의 체결 상태의 이미지 패턴과 미리 설정된 기준 이미지 패턴의 유사정도를 비교하는 비교부; 상기 거리검출부에서 검출한 제1 및 제2거리의 편차값이 상기 트러니온의 길이보다 작으면 상기 후크의 트러니온 체결 적합으로 판단하고 상기 편차값이 상기 트러니온의 길이보다 크거나 같으면 상기 후크의 트러니온 체결 부적합으로 판단하는 제1판단부; 및 상기 제1판단부에서 체결 부적합으로 판단되면 최종 체결 부적합으로 판단하고 상기 제1판단부에서 체결 적합으로 판단되면 상기 비교부에서의 비교결과 상기 두 이미지 패턴의 유사정도가 미리 설정된 유사범위내에 있는 경우 최종 체결 적합으로 판단하는 제2판단부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 후크의 트러니온 체결상태를 신뢰성있고 정확하게 감지할 수 있다.

Description

후크의 트러니온 체결 감지장치{APPARATUS FOR DETECTING THE TRUNNION LOCKING OF HOOK}
본 발명은 후크(hook)의 트러니온(trunnion) 체결 감지장치에 관한 것으로서, 특히 트러니온이 부착된 물체를 이동시키기 위하여 후크를 상기 트러니온에 체결할 때 상기 후크 및 트러니온의 체결상태를 감지하는 후크의 트러니온 체결 감지장치에 관한 것이다.
통상적으로 물건의 위치를 이동시키거나 산업현장에서 제품을 적재 또는 출고하는 과정에서 주로 사용되는 후크장치는 그 형태 및 구성이 다양하고 작동에서도 다양한 방법이 적용되고 있다. 이러한 후크장치는 예를 들어, 크레인 등에 매달려 무거운 물체를 이동시키는데 사용된다. 이와 같은 후크장치는 일반적으로 직접적으로 이동 대상물을 걸거나 와이어 등의 매개부재를 사용해서 이동 대상물을 거는 후크(hook)를 구비한다.
예를 들어, 철강 제조 공정 중 제강 공장에서 래들(ladle)에 쇳물을 받아 제공 공정의 전로로 이동하는 공정에서는 천정 크레인(Over Head Crane)의 후크를 상기 래들에 부착된 트러니온(trunnion)에 체결한 후 크레인을 이용하여 상기 래들을 전로로 이동시키게 된다. 상기한 일예를 포함하여 후크를 트러니온에 체결하여 물체를 이동시키는 공정 또는 작업에서 후크와 트러니온의 체결 상태를 감지하는 것은 매우 중요하다. 왜냐하면 후크와 트러니온의 체결 상태가 불량하면 안전사고(이동 대상물의 낙하사고 등)가 발생될 수 있기 때문이다.
종래의 후크의 트러니온 체결 상태 감지방법은, 예를 들어 래들내에 쇳물을 받은 후 래들의 트러니온과 후크의 체결상태를 신호수가 눈으로 직접 확인하여 크레인 운전자에게 무선으로 알려주는 방법이었다. 그러나, 이와 같은 종래의 방법에서는 래들내 고온의 쇳물에 의한 높은 복사열로 신호수가 래들에 가까이 접근하기가 힘들어 후크의 트러니온 체결 상태를 정확하게 파악하기는 어려웠다. 또한 신호수가 눈으로 체결 상태를 확인하기 때문에 체결 상태의 판단기준이 달라 정확한 판단이 어려웠다.
이러한 문제를 개선하기 위하여 종래에는 래들의 연결 고리인 트러니온의 측면 상부에 설치된 감시용 카메라에서 전송된 체결 상태 영상을 운전자가 중앙 운전실에서 모니터상으로 확인하여 후크의 체결 상태를 감지한다. 그러나 이와 같은 방법에서도 운전자가 모니터상에서 눈으로 후크의 체결 상태를 감지하기 때문에 정확한 체결 상태를 판단하기가 어렵다.
이와 같이 종래에는 작업자가 후크의 체결 상태를 직접 눈으로 확인하거나 모니터상에서 영상을 통해 판단함으로써 정확한 판단이 어려웠으며, 이로써 후크의 체결 불량으로 인한 안전사고 뿐만 아니라 엄청난 물적 피해가 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 당 기술분야에서는 후크와 트러니온과의 체결 상태를 신뢰성있고 안전하게 감지할 수 있는 시스템의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 거리측정센서를 이용하여 이동대상물까지의 거리 및 상기 이동대상물에 부착된 트러니온에 체결된 후크까지의 거리의 편차값과 상기 트러니온의 길이값의 차이를 계산함으로써 후크의 트러니온 체결상태를 1차적으로 감지하고, 상기 트러니온에 체결된 후크의 체결상태에 대한 영상 이미지 패턴과 기준 이미지 패턴을 비교함으로써 상기 후크의 트러니온 체결상태를 2차적으로 감지하여 보다 신뢰성있고 정확하게 후크의 트러니온 체결 상태를 감지하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동대상물에 부착된 일정 길이의 트러니온을 후크로 체결하는 경우 상기 후크의 트러니온 체결 감지장치에 있어서,
상기 후크의 트러니온 체결전에 특정 기준위치에서 상기 트러니온이 부착된 이동대상물까지의 제1거리를 검출하고, 상기 후크의 상기 트러니온 체결후에 상기 특정 기준위치에서 상기 후크까지의 제2거리를 검출하는 거리검출부; 상기 후크 및 트러니온의 체결 상태를 영상으로 획득하는 영상획득부; 상기 획득한 영상을 이용하여 상기 체결 상태의 후크 및 트러니온의 외곽선 이미지를 검출하고 상기 검출된 외곽선을 제외한 다른 이미지를 제거하여 상기 후크 및 트러니온의 체결 상태의 이미지 패턴을 추출하는 이미지필터링부; 상기 추출된 후크 및 트러니온의 체결 상태의 이미지 패턴과 미리 설정된 기준 이미지 패턴의 유사정도를 비교하는 비교부; 상기 거리검출부에서 검출한 제1 및 제2거리의 편차값이 상기 트러니온의 길이보다 작으면 상기 후크의 트러니온 체결 적합으로 판단하고 상기 편차값이 상기 트러니온의 길이보다 크거나 같으면 상기 후크의 트러니온 체결 부적합으로 판단하는 제1판단부; 및 상기 제1판단부에서 체결 부적합으로 판단되면 최종 체결 부적합으로 판단하고 상기 제1판단부에서 체결 적합으로 판단되면 상기 비교부에서의 비교결과 상기 두 이미지 패턴의 유사정도가 미리 설정된 유사범위내에 있는 경우 최종 체결 적합으로 판단하는 제2판단부를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명의 도면에서 동일한 기능과 동작을 수행하는 구성요소들에는 동일한 도면부호를 기재할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 후크 및 트러니온의 일 실시예가 도시된 사시도이다. 도 1에 도시된 후크 및 트러니온의 일 실시예를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 적용되는 이동대상물은 예를 들어, 제철소의 제강 공정에서 쇳물을 담아 전로로 이동시키는데 사용되는 래들(ladle)(3)이고, 후크(hook)(1)는 예를 들어, 크레인의 끝단에 연결되는 통상의 고리형태를 갖는다. 또한, 트러니온(trunnion)(2)은 상기 래들(3)의 일측면에 일정길이(Y)만큼 돌출되어 고정 부착되며 상기 후크(1)가 체결되는 곳이다. 따라서, 상기 후크(1)는 운전자의 조작에 의해 상기 래들(3)에 부착된 일정길이(Y)의 트러니온(2)에 체결되고 최종적으로 쇳물이 담겨져 있는 상기 래들(3)을 전로로 이동하게 된다. 상술한 본 발명의 일 실시예에서는 크레인에서 사용되는 후크(1) 및 제철소 등에서 쇳물을 담는 래들(3)에 한정하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 후크를 이용하여 이동대상물에 부착된 트러니온을 체결할 수 있는 모든 분야에서 상기 후크, 트러니온 및 이동대상물이 적용될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후크의 트러니온 체결 감지장치의 개략 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후크의 트러니온 체결 감지장치는, 레이저 측정 센서(11)를 부착하여 특정 위치에서 이동대상물인 래들(3) 및 트러니온(2)에 체결된 후크(1)까지의 거리를 검출하는 거리검출부(10), 상기 이동대상물인 래들(3)에 부착된 트러니온(2)과 후크(1)의 체결상태의 영상을 획득하는 영상획득부(20), 상기 획득된 영상으로부터 후크(1) 및 트러니온(2)의 이미지 패턴을 추출하는 이미지필터링부(30), 상기 추출된 이미지 패턴과 미리 설정된 기준 이미지 패턴을 비교하는 비교부(40), 상기 거리검출부(10)에서 검출된 거리를 이용하여 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결상태를 1차 판단하는 제1판단부(50) 및 상기 제1판단부(50)의 판단결과와 상기 비교부(40)의 비교결과에 따라 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결상태를 2차(최종)판단하는 제2판단부(60)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서 따르면, 본 발명에 따른 후크의 트러니온 체결 감지장치는, 상기 제1판단부(50)에서 체결 부적합으로 판단하거나 상기 제2판단부(60)에서 최종 체결 부적합으로 판단하면 경고신호를 발생하는 경고신호발생부(70)를 추가로 포함할 수 있으며, 나아가 상기 거리검출부(10)의 주위를 둘러싸도록 형성되어 소정의 냉각물질을 이용하여 상기 거리검출부(10)를 열로부터 보호하는 냉각부(미도시)를 추가로 포함할 수도 있다. 도 2에는 본 발명의 일 실시예로서 이동대상물인 래들(3)의 일측면에만 본 발명에 따른 후크의 트러니온 감지장치가 도시되어 있으나, 바람직하게는 상기 래들(3)의 타측면에도 동일하게 적용된다.
상기 거리검출부(10)는 레이저 측정 센서(11)를 이용하여 특정 위치(P)에서 이동대상물인 래들(3)까지의 거리 및 트러니온(2)에 체결된 후크(1)까지의 거리를 검출한다. 상기 거리검출부(10)는 소정의 레이저빔(laser beam)을 물체에 발사하고 그 반사된 레이저빔을 레이저 측정 센서(11)로 수신하여 상기 물체까지의 거리를 계산하게 된다. 상기 거리검출부(10)의 동작을 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 후크의 트러니온 체결상태에 대한 일례를 도시한 것으로서, 도 3(a)는 후크가 정상적으로 체결된 상태를 도시하고 있으며, 도 3(b)는 후크가 비정상적으로 체결된 상태를 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 우선, 후크(1)가 이동대상물인 래들(3)에 부착된 트러니온(2)에 체결되기 전에 상기 거리검출부(10)가 위치한 특정 위치(P)에서 상기 트러니온(2)이 부착된 래들(3)까지의 제1거리(A)를 검출한다. 이후, 상기 후크(1)가 상기 트러니온(2)에 체결된 상태에서 상기 특정 위치(P)에서 상기 체결된 상태의 후크(1)까지의 제2거리(B)를 검출한다. 이와 같이 상기 거리검출부(10)는 일정한 시간적 간격을 두고 제1거리(A) 및 제2거리(B)를 검출한다. 도면을 참조하면, 도면부호 X는 상기 제1거리(A)와 제2거리(B)의 편차값으로서 상기 트러니온(2)이 부착된 래들(3)에서부터 상기 트러니온(2)에 체결된 후크(1)의 두께를 포함한 상기 후크(1)의 최외면까지의 거리를 나타내는 값이다.
제1판단부(50)는 상기한 상기 거리검출부(10)에서 검출한 제1거리(A) 및 제2거리(B)의 편차값(X)과 상기 트러니온(2)의 길이(Y)를 비교하여 상기 편차값(X)이 상기 트러니온(2)의 길이(Y)보다 작은 경우 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결 적합으로 1차 판단하고, 반대로 상기 편차값(X)이 상기 트러니온(2)의 길이(Y)보다 크거나 같은 경우 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결 부적합으로 1차 판단한다. 도 3(a)를 참조하면, 후크(1)가 래들(3)의 트러니온(2)에 정상적으로 체결된 경우 제1판단부(50)는 상기 거리검출부(10)에서 검출한 제1거리(A) 및 제2거리(B)의 편차값(X)이 상기 트러니온(2)의 길이(Y)보다 작음을 확인하고, 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결 적합으로 1차 판단한다. 한편, 도 3(b)를 참조하면, 후크(1)가 래들(3)의 트러니온(2)에 비정상적으로 체결된 경우 상기 제1판단부(50)는 상기 거리검출부(10)에서 검출한 제1거리(A) 및 제2거리(B)의 편차값(X)이 상기 트러니온(Y)보다 큼을 확인하고 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결 부적합으로 1차 판단한다.
영상획득부(20)는 설정된 주기로 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결 상태에 대한 영상을 획득한다. 상기 영상획득부(20)는 고속의 데이터 처리를 위하여 바람직하게는 흑백 CCD 카메라를 이용한다. 또한, 상기 영상획득부(20)는 바람직하게는 외부 조명환경이 열악한 상태에서도 동작이 원활히 수행될 수 있는 고감도의 CCD 카메라를 사용한다.
이미지필터링부(30)는 상기 영상획득부(20)에서 획득한 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결상태의 영상을 이용하여 상기 후크(1) 및 트러니온(2) 이미지의 외곽선을 검출하고 상기 검출된 외곽선을 제외한 다른 부분의 이미지를 제거함으로써 상기 후크(1) 및 트러니온(2)의 체결상태의 이미지 패턴만을 추출하게 된다. 상기 이미지 패턴의 추출과정을 단계적으로 상세하게 설명한다. 먼저, 제1단계로 상기 획득된 영상으로부터 화소별 데이터를 이용하여 상기 후크(1) 및 트러니온(2)의 체결 상태의 영상의 외곽선 이미지를 검출한다. 제2단계로 상기 검출된 후크(1) 및 트러니온(2)의 외곽선 이미지를 제외한 나머지 이미지를 제거하여 상기 후크(1) 및 트러니온(2)의 외곽선 이미지만을 추출한다. 여기서, 상기 후크(1) 및 트러니온(2)의 외곽선 이미지 추출은 상기 획득된 화소별 영상 데이터 중 미리 설정된 임계치보다 큰 화소별 영상 데이터를 갖는 후크 및 트러니온의 외곽선 이미지는 일례로서 검정색으로 구분하고 상기 임계치보다 작은 화소별 영상 데이터를 갖는 나머지 이미지는 일례로 하얀색으로 구분함으로써, 상기 후크(1) 및 트러니온(2)의 외곽선을 추출하는 것이다. 이와 같이 이미지필터링부(30)는 상기 후크(1)가 상기 트러니온(2)에 체결된 상태의 영상을 이용하여 후크(1) 및 트러니온(2)의 외곽선 이미지 패턴을 검정색으로 구분하여 추출하게 되며 이러한 이미지 패턴의 추출은 통상적으로 레벨링(leveling) 기법 및/또는 중첩이미지 추출기법으로 사용할 수도 있다.
비교부(40)는 상기 추출된 후크(1) 및 트러니온(2)의 체결 상태의 이미지 패턴과 미리 설정된 기준 이미지 패턴의 유사정도를 비교한다. 상기 비교부(40)는 상기 추출된 이미지 패턴이 상기 설정된 기준 이미지 패턴과 어느 정도 유사한지를 비교하는 것이다. 바람직하게는 그 유사정도를 백분율로 나타낸다. 이때, 상기 비교부(40)는 바람직하게는 상기 추출된 후크 및 트러니온의 외곽선 이미지 패턴에 대한 화소별 영상 데이터와 상기 미리 설정된 기준 이미지 패턴에 대한 화소별 영상 데이터를 비교하여 상기 두 이미지 패턴의 유사성을 비교하는 것이다. 여기서, 상기 기준 이미지 패턴은 상기 후크(1) 및 트러니온(2)이 정상적으로 체결된 상태의 후크(1) 및 트러니온(2)의 외곽선 이미지 패턴을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 기준 이미지 패턴은 복수개일 수도 있다. 즉, 후크(1)와 트러니온(2)의 체결상태가 각각 서로 약간의 차이만을 보이는 다수개의 기준 이미지 패턴을 단계적으로 설정한 후 상기 추출된 이미지 패턴과 여러개의 기준 이미지 패턴을 비교하여 몇 단계의 기준 이미지 패턴이 동일한지 판단하여 그 유사정도를 비율로 나타낼 수 있다.
제2판단부(60)는 상기 제1판단부(50) 및 상기 비교부(40)의 판단 및 비교결과를 수신하고 그 결과에 따라 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결 상태를 최종적으로 판단한다. 이때, 상기 제2판단부(60)는 상기 제1판단부(50)에서 체결 적합으로 판단한 경우에만 상기 비교부(40)의 비교결과에 따라 상기 후크의 트러니온 체결 상태를 최종적으로 판단한다. 먼저, 상기 제2판단부(50)는 상기 제1판단부(50)로부터 체결 부적합이라는 판단결과를 수신하면 최종적으로 후크의 트러니온 체결 부적합으로 판단한다. 이때는 영상획득부(20)의 영상획득은 수행되지 않는다. 그러나, 상기 제1판단부(50)로부터 체결 적합이라는 판단결과를 수신하면 상기 비교부(40)로부터 유사정도의 백분율이 미리 설정된 유사범위내에 있는 경우에 최종적으로 후크의 트러니온 체결 적합으로 판단한다. 그리고, 상기 제1판단부(50)로부터 체결 적합이라는 판단결과를 수신하더라도 상기 비교부(40)로부터 유사정도의 백분율이 상기 유사범위내에 있지 않는 경우에는 최종적으로 후크의 트러니온 체결 부적합으로 판단한다. 상기 유사범위는 70% ~ 100%가 바람직하다. 상기와 같이, 상기 제2판단부(60)에서의 체결 적합 또는 부적합 판단은 상기 제1판단부(50)의 판단이 최우선 순위가 되며, 상기 제2판단부(60)는 상기 제1판단부(50)에서 체결 적합으로 판단하는 경우에만 상기 비교부(40)에서의 유사정도를 이용하여 최종 적합 또는 부적합을 판단한다.
경고신호발생부(70)는 상기 제1판단부(50)에서 체결 부적합으로 판단하거나 상기 제2판단부(60)에서 최종 체결 부적합으로 판단하면 경고신호를 발생한다. 우선적으로 상기 제1판단부(50)에서 체결 부적합으로 판단하는 경우 상기 제2판단부(60)의 판단결과에 상관없이 경고신호를 발생하게 되며 상기 제1판단부(50)에서 체결 적합으로 판단하는 경우에도 상기 제2판단부(60)에서 최종 체결 부적합으로 판단하면 경고신호를 발생하게 된다.
냉각부(80)는 상기 거리검출부(10)의 주위를 둘러싸도록 하우징으로 형성되며, 특정 냉각물질 또는 전자식 냉각소자를 이용하여 상기 거리검출부(10)를 열로부터 보호한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 냉각물질은 바람직하게는 상기 거리검출부(10)를 열로부터 충분히 보호할 수 있을만큼 저온의 냉각수 또는 공기를 이용한다. 또한, 상기 전자식 냉각소자는 바람직하게는 열전반도체 소자에 일정 전압을 가하면 한쪽에서는 열이 발생하고 그 반대편에서는 열을 흡수하여 냉각이 되는 소자를 이용한다. 본 발명의 일 실시예에서 전자식 냉각소자를 이용한 냉각부(80)는 바람직하게는 '오토데이터 시스템(주)'사에서 개발한 'clean cooler'를 이용한다. 상기 냉각부(80)는 냉각하우징을 더 구비하여 열, 분진 등의 환경장애으로부터 카메라, 각종센서등을 보호한다. 이와 같이, 본 발명의 냉각부(80)에서는 바람직하게는 반도체를 이용한 냉각방식이므로 소음이 거의 없다는 장점이 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 냉각하우징을 구비한 냉각부(80)를 이용하여 상기 거리검출부(10)를 열로부터 보호하는 것으로 기재되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명에 따른 후크의 트러니온 체결 감지장치가 고온의 환경에서 적용되지 않는 경우에는 상기한 냉각부(80)는 제거될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 후크의 트러니온 감지장치의 동작을 보이는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 거리검출부(10)가 특정 위치(P)로부터 트러니온(2)이 부착된 이동대상물인 래들(3)까지의 제1거리(A)를 검출한다(S402). 여기서, 상기 제1거리(A)는 상기 거리검출부(10)가 위치한 특정 위치(P)에서부터 상기 트러니온(2)이 부착되어 있는 래들(3)의 측면까지의 거리를 나타낸다. 이어, 상기 거리검출부(10)는 일정한 시간간격을 두고 상기 특정 위치(P)로부터 상기 트러니온(2)에 체결된 상태의 후크(1)까지의 제2거리(B)를 검출한다(S404). 여기서, 상기 제2거리(B)는 상기 트러니온(2)에 체결된 후크(1)의 두께를 포함하여 상기 거리검출부(10)가 위치한 상기 특정 위치(P)에서부터 상기 트러니온(2)에 체결된 후크(1)의 최외곽면까지의 거리를 나타낸다. 상기 검출된 제1거리(A) 및 제2거리(B)의 편차값(X)과 상기 트러니온(2)의 길이값(Y)을 비교하고(S406) 그 결과 상기 편차값(X)이 상기 길이값(Y)보다 크거나 같으면(S408) 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결 부적합으로 판단하여 경고신호를 발생하고(S422), 상기 편차값(X)이 상기 길이값(Y)보다 작으면(S408) 상기 후크(1)의 트러니온(2) 체결 적합으로 제1차 판단한다(S410).
상기와 같이 후크(1)의 트러니온(2) 체결 적합으로 판단되면(S410), 영상획득부(20)에서 상기 후크 및 트러니온의 체결 상태의 영상을 획득한다(S412). 상기 획득된 영상으로부터 후크 및 트러니온의 체결 상태의 외곽선을 검출하고(S414), 나머지 부분은 제거함으로써 상기 후크 및 트러니온에 대한 이미지 패턴을 추출한다(S416). 이때, 상기 이미지 패턴의 추출은 상기 획득된 후크 및 트러니온의 체결 상태의 영상 데이터 중에서 설정된 임계치보다 큰 영상 데이터를 갖는 후크 및 트러니온의 외곽선 이미지는 일례로 검정색으로 구분하고 상기 설정된 임계치보다 작은 영상 데이터를 갖는 그외 다른 부분의 이미지는 일례로 하얀색을 구분함으로써 상기 후크 및 트러니온의 체결상태의 이미지 패턴을 추출하는 것이다.
이어, 상기 추출된 후크 및 트러니온의 이미지 패턴과 미리 설정된 기준 이미지 패턴의 유사정도가 설정된 유사범위 내에 있는지 판단한다(S418). 여기서, 상기 유사정도는 상기 추출된 후크 및 트러니온의 이미지 패턴에 따른 화소별 영상 데이터와 상기 기준 이미지 패턴의 화소별 영상 데이터를 비교하여 어느정도 유사한지를 판단하는 것이다. 상기 유사정도는 바람직하게는 백분율로 나타내며, 상기 유사범위는 바람직하게는 70~100%이다. 상기 단계(S418)에서의 판단결과 상기 유사정도가 상기 유사범위내에 있으면 제2판단부(60)에서 최종 체결 적합으로 판단한다(S420). 즉, 일례로서 상기 유사정도가 70% 이상이면 체결이 정상적으로 수행되었다고 판단하여 상기 제2판단부(60)에서는 최종적으로 체결 적합으로 판단하는 것이다. 그러나, 상기 단계(S418)에서의 판단결과 상기 유사정도가 상기 유사범위내에 있지 않으면 상기 제2판단부(60)는 최종 체결 부적합으로 판단하여 경고신호를 발생한다(S422).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 거리검출부(10)에서 트러니온(2)과 후크(1)의 거리정보를 이용하여 후크의 트러니온 체결 적합여부를 1차적으로 판단하고, 상기 1차 판단에서 체결 적합이 된 이후에 상기 후크 및 트러니온의 체결 상태의 영상과 기준 영상을 이용하여 상기 후크의 트러니온 체결 적합여부를 2차적으로 판단하여 후크의 트러니온 체결을 감지하게 된다.
상기한 상세한 설명 및 도면의 내용은 본 발명의 일 실시예에 관한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 특히 상기한 본 발명에 따른 후크의 트러니온 체결 감지장치는 제철소의 래들에만 적용되는 것이 아니라 트러니온이 부착된 이동대상물을 후크로 체결하는 다양한 분야에 폭넓게 적용될 수 있을 것이다. 나아가, 상기 후크 및 트러니온의 구조 및 동작등은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 적용할 수 있음은 당업자에게 자명한 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 상세한 설명 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니라 첨부된 청구범위에 의해 결정되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 제철소 등과 같은 고온의 작업환경에서도 정확한 체결 상태를 감지할 수 있으며 이로써 생산효율 및 작업 능률이 향상된다.
또한, 본 발명에 따르면 거리검출부에서 검출된 거리정보를 이용하여 체결 적합여부를 1차로 판단하고 영상이미지를 이용하여 체결 적합여부를 2차로 판단함으로써 체결상태를 신뢰성있고 정확하게 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 후크 및 트러니온의 일 실시예가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후크의 트러니온 체결 감지장치의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 후크의 트러니온 체결상태에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 후크의 트러니온 감지장치의 동작을 보이는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 후크 2 : 트러니온
3 : 래들 10 : 거리검출부
20 : 영상획득부 30 : 이미지필터링부
40 : 비교부 50 : 제1판단부
60 : 제2판단부 70 : 경고신호발생부
80 : 냉각부

Claims (7)

  1. 이동대상물에 부착된 일정 길이(Y)의 트러니온을 후크로 체결하는 경우 상기 후크의 트러니온 체결 감지장치에 있어서,
    상기 후크의 트러니온 체결전에 특정 기준위치(P)에서 상기 트러니온이 부착된 이동대상물까지의 제1거리(A)를 검출하고, 상기 후크의 상기 트러니온 체결후에 상기 특정 기준위치(P)에서 상기 후크까지의 제2거리(B)를 검출하는 거리검출부;
    상기 후크 및 트러니온의 체결 상태를 영상으로 획득하는 영상획득부;
    상기 획득한 영상을 이용하여 상기 체결 상태의 후크 및 트러니온의 외곽선 이미지를 검출하고 상기 검출된 외곽선을 제외한 다른 이미지를 제거하여 상기 후크 및 트러니온의 체결 상태의 이미지 패턴을 추출하는 이미지필터링부;
    상기 추출된 후크 및 트러니온의 체결 상태의 이미지 패턴과 미리 설정된 기준 이미지 패턴의 유사정도를 비교하는 비교부;
    상기 거리검출부에서 검출한 제1 및 제2거리의 편차값(X)이 상기 트러니온의 길이(Y)보다 작으면 상기 후크의 트러니온 체결 적합으로 판단하고 상기 편차값(X)이 상기 트러니온의 길이(Y)보다 크거나 같으면 상기 후크의 트러니온 체결 부적합으로 판단하는 제1판단부; 및
    상기 제1판단부에서 체결 부적합으로 판단되면 최종 체결 부적합으로 판단하고 상기 제1판단부에서 체결 적합으로 판단되면 상기 비교부에서의 비교결과 상기 두 이미지 패턴의 유사정도가 미리 설정된 유사범위내에 있는 경우 최종 체결 적합으로 판단하는 제2판단부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 후크의 트러니온 체결 감지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 이미지필터링부는,
    상기 체결상태의 후크 및 트러니온의 영상 데이터를 이용하여 설정된 임계치보다 큰 영상 데이터를 갖는 후크 및 트러니온의 외곽선 이미지는 제1색으로 구분하고, 상기 임계치보다 작은 영상 데이터를 갖는 나머지 이미지는 제2색으로 구분하여 상기 후크 및 트러니온의 외곽선을 추출하는 것을 특징으로 하는 후크의 트러니온 체결 감지장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 거리검출부의 주위를 둘러싸도록 형성된 하우징을 구비하고 특정 냉각물질 또는 전자식 냉각소자를 이용하여 상기 거리검출부를 열로부터 보호하는 냉각부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 후크의 트러니온 체결 감지장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 영상획득부는 고속의 데이터 처리를 수행하는 CCD 카메라인 것을 특징으로 하는 후크의 트러니온 체결 감지장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1판단부에서 체결 부적합으로 판단하거나 상기 제2판단부에서 최종 체결 부적합으로 판단하면 경고신호를 발생하는 경고신호발생부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 후크의 트러니온 체결 감지장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 비교부는,
    상기 추출된 후크 및 트러니온의 체결 상태의 이미지 패턴과 상기 미리 설정된 기준 이미지 패턴의 유사정도를 백분율로 나타내는 것을 특징으로 하는 후크의 트러니온 체결 감지장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제2판단부는,
    상기 유사정도의 백분율이 70%~100% 범위 내에 있으면 최종 체결 접합으로 판단하는 것을 특징으로 하는 후크의 트러니온 체결 감지장치.
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