KR101105071B1

KR101105071B1 - 단조 프레스기의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템

Info

Publication number: KR101105071B1
Application number: KR1020090092213A
Authority: KR
Inventors: 배성호
Original assignee: 동명대학교산학협력단
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2012-01-13
Also published as: KR20110034780A

Abstract

본 발명은 단조 프레스의 누유, 파손에 대해 원격지에서의 카메라를 사용하여 영상 감지하기 위한 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템에 관한 것으로,

유압유 누유가 빈번하게 발생되거나 예상되는 배관 영역에 설치되어 배관을 촬영하기 위한 팬/틸트/줌 가능한 카메라부, 운영관리 컴퓨터로부터의 명령에 의해 카메라부를 이동 및 회전시키기 위한 팬/틸트/줌 구동부, 상기 카메라부로부터 촬영된 영상을 저장하기 위한 비디오 서버, 및 상기 비디오 서버로부터 전송되어온 촬영 영상에 대해 영상처리를 수행하고, 영상처리된 영상과 누유가 없는 기준영상을 비교하여 누유 여부를 결정하기 위한 운영관리 컴퓨터를 포함한다.

누유, 경계 박스, 종횡비, 원형도, 누유 감지

Description

단조 프레스기의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템{IMAGE DETECTION SYSTEM FOR LEAKAGE REGIONS OF HYDRAULIC FLUID IN FORING PRESS MACHINE}

본 발명은 단조 프레스기의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템에 관한 것으로, 각종 액체(기름, 물)를 감지하여 액체 누출되는 지점을 신속히 알려주는 시스템에 관한 것이다.

대형 단조 프레스는 반복적으로 공급하는 순환 급유 방법을 사용하는데 펌프를 이용하여 강제적으로 오일을 순환시켜 압력을 높여 급유하고 도중에 오일을 여과하여 세정 및 냉각하는 장치를 보유하고 있는 강제 순환 급유 장치를 구비한다.

이러한 강제 순환 급유 장치는 압력을 이용하여 오일을 공급하고 정상적인 운동을 하고 있는지 고장이 일어났는지 여부를 측정하고 제어한다. 이 시스템은 필요한 압력을 조절하여 원할하게 공급하기 위한 주요 구성 요소로서, 오일 탱크, 펌프, 필터, 쿨러, 배관 시스템, 각종 제어 및 알람 장치 등으로 구성된다. 여기서 제어 장치는 규정 압력 및 온도에서 오일이 유동할 수 있도록 오일 공급 장치가 적정하게 운영되도록 도와주는 기능을 한다.

오일 탱크에서 오일의 높이를 적정선으로 유지시키기 위한 유량 게이지는 펌프를 제어함으로써 오일의 유동률 및 압력을 제어하고 압력 변화를 이용하여 필터의 오염도와 교체 시기를 알려준다.

오일 탱크, 펌프와 공급 배관 시스템에서의 유압유(hydraulic fluid)의 누유, 배관 파손 등은 인명 피해 등 심각한 위험성이 있으며, 단조 공정중의 대형 프레스의 파손을 초래하게 된다. 그러므로, 인적, 물적 사고 및 손실을 최소화하기 위해 유압실 내부의 영상 감지에 의한 누유, 파괴의 조기 자동 감지 시스템의 개발은 필수적이다.

이와 관련해서 기존 누유 감지 시스템으로서 센서를 이용하여 누유를 감지하기 위해서 첨가물을 섞거나 파이프 배관을 따라서 추적용 센서 라인을 설치한 구성이 알려져 있다. 이러한 종류의 누유 감지 시스템에서의 누유 감지 및 경보 장치는 누유 여부를 모니터하고 누유시 램프 점멸등 및 경보가 울리는 단순한 구조이다.

그러나 이러한 센서를 이용한 기존의 누유 감지 시스템에서의 알람 장치는 오일 공급 시스템에 이상이 발생한 경우 자동으로 경보하여 긴급조치를 취할 수 있 도록 작동하긴 하지만, 이런 장치는 알람 설정치가 어느 일정 수준 이상이어야만 동작하게 되므로, 사전 예방적이거나 초기의 이상 징후를 발견하기에는 미흡한 실정이다.

또한 배관시스템에서 누유 및 유출사고는 배관의 부식 및 접합부분에 의한 누유가 가장 빈번한 것으로 알려지고 있으나, 우리나라는 배관에 관한 규정이 매우 부족한 실정이지만, 미국 CA주에서 최근 조사한 바에 따르면 대부분의 유출이 탱크 배관에서 84%를 차지하고 나머지가 주유장치 등에서 발생되므로, 탱크 배관에서의 누유를 집중적으로 감시할 필요가 있다.

본 발명은 전술한 문제점에 기반하여 안출된 것으로, 인적, 물적 사고 및 손실을 최소화하기 위해 유압실 내부의 영상 감지에 의한 누유의 조기 자동 감지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템은, 유압유 누유가 빈번하게 발생되거나 예상되는 배관 영역에 설치되어 배관을 촬영하기 위한 팬/틸트/줌 가능한 카메라부, 운영관리 컴퓨터로부터의 명령에 의해 카메라부를 이동 및 회전시키기 위한 팬/틸트/줌 구동부, 상기 카메라부로부터 촬영된 영상을 저장하기 위한 비디오 서버, 및 상기 비디오 서버로부터 전송되어온 촬영 영상에 대해 영상처리를 수행하고, 영상처리된 영상과 누유가 없는 기준영상을 비교하여 누유 여부를 결정하기 위한 운영관리 컴퓨터를 포함한다.

여기서, 상기 비디오 서버로부터 운영관리 컴퓨터로의 촬영 영상의 전송은 무선 랜 방식 또는 유선 랜 방식을 통해 이루어질 수 있다.

또한, 상기 운영관리 컴퓨터는, 입력 영상에 대해 유압실 내의 진동으로 인한 잡음을 제거하기 위한 전기적 잡음 제거 처리, 전기적 잡음이 제거된 영상에 대 해 카메라의 팬/틸트시 발생되는 화소 위치의 변위를 보정하는 화소 위치 변위 보정 처리를 수행하도록 구성된다.

상기 전기적 잡음 제거 처리는 카메라에서 입력받은 영상의 잡음을 제거하기 위하여 3x3 마스크의 가우시안 블러(blur)를 통하여 영상내 전기적 진동 잡음을 제거하며, 상기 화소 위치 변위 보정 처리는, 상기 입력 영상의 중심을 기준으로 80x80 블록에 대해서만 기준 영상과 입력 영상 간의 이동과 회전 변위 값을 구하여 위치 오차에 대한 보정을 수행한다.

또한 상기 운영관리 컴퓨터는, 화소 위치 변위 보정 처리를 수행한 후, 상기 보정된 입력 영상과 기준 영상의 차 영상을 구하고, 상기 차 영상에서 배경과 물체 영역을 구분하도록 이진 영상을 생성하기 위한 영상 이진화 처리를 수행하며, 이진 영상을 생성한 후, 이진화된 영상에서 구해진 객체의 특징을 추출하기 위해 영역 라벨링을 수행하고, 라벨링된 영역들에 대해 경계 박스(bounding box)를 구하여 분리된 객체 영역을 생성한다.

또한 상기 운영관리 컴퓨터는, 상기 분리된 객체 영역에 대해 잡음 영역과 실제 누유 영역을 구분하기 위해 누유 형상을 나타내는 특징의 높이와 폭의 종횡비와, 누유 형상의 원형도를 구하고, 상기 경계 박스의 종횡비와, 상기 누유 형상의 원형도가 임계치 범위에 있는 경우 누유 영역으로 설정하고, 상기 임계치를 벗어나 는 경우에는 잡음 영역으로 설정하도록 구성된다.

이때, 상기 경계 박스의 종횡비와 상기 누유 형상의 원형도가 임계치 범위에 있는 경우 누유 영역으로 설정함과 동시에 상기 뉴유 영역의 영상을 운영 관리 컴퓨터내의 저장 장소에 저장함과 동시에 소리 경보, 화면 경보 또는 미리 지정된 관리자의 연락처로 상기 누유 발생을 알린다.

또한, 본 발명은 누유 감시 영역에 설치된 카메라로부터 영상을 취득하는 단계, 상기 카메라로부터 취득된 영상을 운영관리 컴퓨터로 전송하는 단계, 상기 운영관리 컴퓨터에서 상기 카메라로부터 얻어진 영상에 대해, 전처리를 수행하는 단계, 상기 전처리된 입력 영상과 누유가 없는 기준 영상으로부터 차영상을 구하는 단계, 상기 차영상으로부터 이진화 처리를 수행하는 단계, 이진화 처리된 영상으로부터 종횡비와 원형도를 이용하여 누유 영역을 추출하는 단계, 추출된 누유 영역에 대해 누유의 발생 여부를 판단하는 단계, 및 누유라고 판단된 경우 누유 영상을 저장하고, 관리자에게 누유의 발생을 경보로서 알리는 단계를 포함하는 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 방법을 제공한다.

여기서 상기 전처리는, 가우시안 블러링을 통해 입력 영상으로부터 진동 잡음 제거 처리를 수행하는 단계, 상기 진동 잡음 처리된 영상에 대해 카메라의 팬/틸트 보정을 수행하는 단계를 포함한다.

카메라로부터 취득된 영상은 무선 랜 방식 또는 유선 랜 방식을 통해 운영관리 컴퓨터로 전송되어, 관리자가 원격지에 위치한 배관 등에서의 누유 여부를 쉽게 확인할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

기준 영상과 입력 영상의 위치에 대한 팬/틸트 보정은, 연산량을 줄이기 위하여 입력 영상의 중심을 기준으로 80x80 블록에 대해서만 기준 영상과 입력 영상 간의 이동과 회전 변위값을 구하여 위치 오차에 대한 보정을 수행하며, 상기 이진화 처리된 영상으로부터 종횡비와 원형도를 이용하여 누유 영역을 추출하는 단계는 상기 종횡비와 누유 형상의 원형도가 일정 임계치 범위 내에 있는 경우에는 누유 영역으로 설정된다.

또한 본 발명은 단조 프레스의 누유, 파손에 대해 원격지에 설치된 카메라로부터 전송되어 온 영상을 감지하여 누유 발생을 감지하기 위한 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 장치를 제공하며, 이 장치는, 상기 카메라로부터 촬영된 영상에 대해 전기적 진동 잡음 제거 및 화소 위치 보정의 전처리 과정을 수행한 후, 누유가 없는 기준 영상과 상기 전처리된 카메라 입력 영상과의 차영상을 구하고, 상기 차영상에 대해 이진화를 수행하여 객체 영역을 나타내는 경계 박스를 구하고, 경계박스에 대한 높이와 폭에 대한 종횡비와 누유 형상의 원형도를 이용하여 누유 영역을 추출하는 것을 구성적 특징으로 한다.

전기적 진동 잡음 제거 처리는 카메라에서 입력받은 영상의 잡음을 제거하기 위하여 3x3 마스크의 가우시안 블러(blur)를 통하여 영상내 전기적 진동 잡음을 제거하고, 상기 화소 위치 변위 보정 처리는, 상기 입력 영상의 중심을 기준으로 80x80 블록에 대해서만 기준 영상과 입력 영상 간의 이동과 회전 변위 값을 구하여 위치 오차에 대한 보정을 수행한다.

본 발명에 따른 단조 프레스기의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템은 주요 감시 영역을 회전형 카메라에 의한 영상을 모니터링 하고, 기준 영상과 입력 영상의 변화에 따른 차이를 추출하여 누유 여부를 감지하여, 기존의 단순한 누유 감지 장치에 대한 단점을 개선할 수 있으며, 누유 및 파손에 따른 사고를 사전에 방지할 수 있다.

구체적으로 본 발명에 따른 특정 장소의 자연 환경이 아닌 다양한 자연 환경에서 유압 공급 장치에 누유 발생할 경우에도 정확히 감지할 수 있도록 기능을 향상시킬 수 있고, 감시 카메라의 위치와 유압 공급 장치의 위치가 멀리 있을 경우에도 누유를 정확히 감지할 수 있으며, 본 발명에 따른 시스템을 다른 분야(송유관, 상수도 등)에 적용할 경우 기존 시스템의 많은 수정이 없이 적용이 가능하고, 모니터링 관리자가 외근중 또 기타 일등을 통해 모니터링을 지속적으로 하지 못하였을 때 누유가 발생하였을 경우 관리자의 핸드폰이나 모바일 기기에 경고를 보낼 수 있는 시스템을 구축할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 단조 프레스기의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템에 대해 설명하도록 한다.

1. 본 발명에 따른 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템의 규격과 구성

▷ 영상 촬영용 카메라

- 고해상도 초 저조도급 회전형 줌카메라(삼성테크윈사의 SHC-730 사용)

▷ 영상 획득 보드

- A/D 컨버터 및 비디오 서버

- PAN/TILT/ZOOM 드라이버(SPT-30P 사용)

▷ 광학 렌즈부

- Video Iris Controlled Lens

- 줌배율: 10배 이상

▷ 영상 저장 및 영상 처리 컴퓨터

- 영상처리: 펜티엄 4 이상의 PC 사용

2. 시스템의 구성

도 1은 단조 프레스기의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로, 본 발명에 따른 단조 프레스기의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템은, 유압유 누유가 빈번하게 발생되는 탱크 배관 등의 영역에 설치되고 탱크 배관 등을 촬영하기 위한 팬/틸트/줌 가능한 카메라부(100), 운영관리 컴퓨터로부터의 명령에 의해 카메라부(100)를 이동 및 회전시키기 위한 팬/틸트/줌 구동부(Pan/Tilt/Zoom Driver), 상기 카메라부(100)로부터 촬영된 영상을 저장하기 위한 비디오 서버(300), 및 상기 비디오 서버로부터 전송되어온 촬영 영상에 대해 영상처리를 수행하고, 영상처리된 영상과 누유가 없는 기준영상을 비교하여 누유 여부를 결정하기 위한 운영관리 컴퓨터(400)를 포함한다. 비디오 서버(300)로부터 운영관리 컴퓨터(400)로의 촬영된 영상의 전송은 거리에 따라 무선 랜 방식을 채용하거나 유선 랜 방식을 채용하여 이루어질 수 있다.

이는 카메라가 비디오 서버에 유압 공급 장치의 영상을 지속적으로 보내고, 비디오 서버는 운영관리 컴퓨터와 TCP/IP 통신으로 카메라로부터의 유압 공급 장치의 영상을 지속적으로 운영 관리 컴퓨터에 영상을 보내어 분석하는 구성이다.

3. 누유 감지의 구현 방법

본 발명에서의 누유 감지의 구현을 요약하면, 입력 영상의 진동 잡음을 제거하기 위해 가우시안 블러(Blur)를 이용하여 진동 잡음을 제거하고, 기준 위치에서 다음 기준 위치로 카메라의 회전시 발생되는 위치 오차에 대하여 보정을 하며, 누 유 영역을 추출하기 위해 라벨링(labeling)된 객체 영역들에 대해 경계 박스(bounding box)의 높이와 폭의 비율 그리고 누유 형상의 원형도(comapactness)를 이용하여 누유 영역을 추출한다.

4. 누유 후보 영상의 이미지 전처리

본 발명에 따른 누유 영역 영상 감지 시스템은 카메라를 이용해 촬용한 후보 누유 영상과, 누유 영역이 없는 기준 영상의 차영상을 이진 영상으로 만들어 물체를 인식하는 방법을 사용하였다. 이는 물체의 인식을 간단하면서 쉽게 추출할 수 있는 장점과 함께 운영 관리가 편리하다는 장점이 있다.

다만, 이런 물체 인식 방법에서는 다양한 잡음으로 인해 물체 인식률이 현저하게 떨어지는 단점이 있으며, 인식률을 향상시키기 위해 본 발명에서는 촬영된 누유 후보 영상과 기준 영상을 비교하기 전에, 누유 후보 영상에 이미지 전처리를 수행하여 비교함으로써 누유의 인식률 또는 누유 감지율을 향상시켰다.

4-1) 영상의 잡음 제거와 이동, 회전 보정

누유 영역이 없는 기준 영상과 비교하기 전에, 입력 영상에 대한 유압실 내의 진동, 전기적 잡음 제거와, 카메라(100)의 팬/틸트시 발생되는 화소 위치의 변위를 보정하는 전처리 과정이 필요하다.

이는 입력 영상을 팬/틸트 후 기준 영상과 비교할 경우 영상의 위치가 맞는 않는 경우가 발생하기 때문에 위치 변위의 값으로 입력 영상을 기준 영상과 맞게 보정을 행하여야 한다.

기준 영상과 카메라에서 입력받은 영상의 잡음을 제거하기 위하여 본 발명에서는 3x3 마스크의 가우시안 블러(blur)를 통하여 영상내 잡음을 제거한다. 그리고 이동과 회전 변위의 구현 방법은 연산량을 줄이기 위하여 입력 영상(Ｒ)의 중심(x,y)를 기준으로 80x80 블록에 대해서만 기준 영상과 입력 영상 간의 이동과 회전 변위 값을 구하여 위치 오차에 대한 보정을 수행한다.

기준 영상과 입력 영상의 위치에 대한 변위는 식(1)과 같이 블록의 유사도를 나타내는 평균절대값차이(MAD: Mean Absolute Difference)를 구하고 최소 MAD 값을 가지는 이동 변위(m,n)를 구한다.

식(1)

여기서 k는 영상에서 각각 R, G, B 프레임을 나타내며, 블록의 이동 변위는 영상의 중심을 기준으로 하여 상하와 좌우 각각 -1에서 1까지로 탐색영역을 설정하였다. 그리고 블록의 이동 위치에서 식 (2)와 같이 회전 최대 변화 값을 -1°에서 1°까지 설정하여 0.5°씩 변화하면서 최소절대값 차이의 값을 가지는 회전 변위(z)를 구한다.

식(2)

구하여진 이동과 회전 변위 값들을 역으로 하여 입력 영상 전체에 대하여 이동과 회전 변위를 보정하여 기준 영상과의 차 영상(

)를 구한다.

4-2) 이진 영상화

위의 보정된 입력 영상과 기준 영상의 차 영상(

)에서 배경과 물체 영역을 구분하기 위해 이진 영상을 생성한다. 기준 영상과 위치 보정된 입력 영상과의 차영상(

)에서 누유 영역과 누유가 발생되지 않는 배경을 구분하여 이진 영상을 만들기 위한 임계치(threshold)는 아래와 같이 반복적으로 순환하여 최적의 값을 구하였다.

1. 초기 임계치 T를 임의로 결정한다.

2. 화소 값이 T보다 작은 화소들의 평균을 M₁이라고 하고 T보다 큰 화소들의 평균을 M₂라고 하여 임계치(threshold)를 아래와 같이 갱신한다.

T = (M₁ + M₂) / 2 식(3)

3. T값에 변화가 없을 때까지 2번 과정을 반복한다.

구해진 임계치 미만은 배경으로 설정하고 임계치 이상은 객체로 설정하여 차영상(

)의 이진 영상을 구한다. 그러나 객체로 분류된 화소들이 잡음으로 인하여 발생하였는지 아니면 실제 누유에 의해서 발생하였는지를 구분하는 과정이 필요하다.

4-3) 누유 영역의 추출

이진 영상을 생성하면 각각의 영역들이 영상에 생성되는데 영상에서 분리되어진 각 영역에 고유한 번호를 부여하는 영역 라벨링(blob labeling)은 영상의 분할, 영역의 특징 추출 및 영상의 복원 등에 이용된다. 영상의 이진화에서 구하여진 객체의 특징을 추출하기 위해 영역 라벨링을 수행하여 도 2와 같이 라벨링된 영역들에 대해 경계 박스를 구하여 분리된 객체영역(object region)을 구한다.

본 발명에서 누유 영역을 추출하기 위해 적용한 방법은 객체영역들 중에서 잡음영역과 실제 누유 영역을 구분하기 위하여 누유 형상을 묘사하는 특징의 높이와 폭의 비인 식 (4)와 누유 형상의 원형도(comapactness)인 식 (5)를 사용하는 방 법으로 적용하였다. 경계 박스의 높이와 폭의 비(ratio)와 누유 형상의 원형도 e가 일정 임계치 범위 내에 있는 경우에는 누유 영역으로 설정하고, 임계치 범위를 벗어날 경우에는 잡음 영역으로 설정한다.

식(4)

식(5)

여기서 k는 분리된 영역의 라벨을 나타내며 폭(width)와 높이(height)는 경계 박스의 폭과 높이를 나타낸다. A는 누유 형상의 면적을 나타내고, P은 누유 형상의 경계 길이를 나타낸다. 원형도는 누유 형상의 모양이 얼마나 원에 가까운가를 나타내며, 0에 가까울수록 원의 원형도에 가깝고, 1에 가까울수록 보다 복잡한 형상을 가진다.

제안한 방법은 경계 박스 내의 누유 영상의 특징 분석을 통해 경계 박스의 폭과 높이의 비(ratio)와 누유 형상의 원형도 e가 항상 일정 임계치 범위내의 값으로만 나타나는 것에 기인한다.

도 3은 본 발명에 따른 누유 영역 검출 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 단계 S10에서, 먼저 누유 감시 영역에 설치된 카 메라로부터 영상이 얻어지고, 카메라로부터 얻어진 영상은 운영관리 컴퓨터로 전송된다. 카메라로부터 얻어진 영상에 대해, 단계 S20에서, 운영관리 컴퓨터는 가우시안 블러링을 통해 영상에 잡음 제거 처리를 수행하고, 단계 S30에서, 잡음 처리된 영상에 대해 이동과 회전 보정을 수행한다. 이후 단계 S40에서 영상의 이진화 처리를 수행하고, 단계 S50에서 종횡비(ratio)와 원형도(e)를 이용하여 누유 영역을 추출하고, 단계 S60에서 추출된 누유 영역에 대해 누유의 발생 여부를 판단한다.

만일 단계 S60에서 누유가 발생한 것으로 판단되면 누유 영역의 영상을 자동으로 저장함(S70)과 동시에 경보 알람이나 경보 화면을 생성(S90)한다. 또한, 사용자가 운영 관리실 등에 없는 경우에 대비하여 미리 정해진 비상 연락처 등으로 긴급 호출 메시지 또는 누유의 위치를 영상에 표시하여 운영자에게 보내도록 구성될 수도 있다. 만일 단계 S60에서 누유가 발생하지 않은 것으로 판단되면 일반적인 영상 출력을 계속하는 동시에 다시 단계 S10으로 복귀하여 단계 S90까지 반복한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

따라서 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 단조 프레스의 누유, 파손에 대해 원격지에서의 카메라를 사용하여 영상 감지하기 위한 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 라벨링된 영역들에 대해 경계 박스를 구하여 분리된 객체영역(object region)을 도시한 도면.

도 3은 단조 프레스의 누유, 파손에 대해 원격지에서의 카메라를 사용하여 영상 감지하기 위한 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 방법을 개략적으로 도시한 흐름도.

Claims

단조 프레스의 누유, 파손에 대해 원격지에서의 카메라를 사용하여 영상 감지하기 위한 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템에 있어서,

유압유 누유가 빈번하게 발생되거나 예상되는 배관 영역에 설치되어 배관을 촬영하기 위한 팬/틸트 가능한 카메라부,

운영관리 컴퓨터로부터의 명령에 의해 카메라부를 이동 및 회전시키기 위한 팬/틸트/줌 구동부,

상기 카메라부로부터 촬영된 영상을 저장하기 위한 비디오 서버, 및

상기 비디오 서버로부터 전송되어온 촬영 영상에 대해 영상처리를 수행하고, 영상처리된 영상과 누유가 없는 기준영상을 비교하여 누유 여부를 결정하기 위한 운영관리 컴퓨터를 포함하고,

상기 운영관리 컴퓨터는,

입력 영상에 대해 유압실 내의 진동으로 인한 잡음을 제거하기 위한 전기적 잡음 제거 처리, 전기적 잡음이 제거된 영상에 대해 카메라의 팬/틸트시 발생되는 화소 위치의 변위를 보정하는 화소 위치 변위 보정 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템.
제1항에 있어서,

상기 비디오 서버로부터 운영관리 컴퓨터로의 촬영 영상의 전송은 무선 랜 방식 또는 유선 랜 방식을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템.
삭제
제1항에 있어서,

상기 전기적 잡음 제거 처리는 카메라에서 입력받은 영상의 잡음을 제거하기 위하여 3x3 마스크의 가우시안 블러(blur)를 통하여 영상내 전기적 진동 잡음을 제거하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템.
제1항에 있어서,

상기 화소 위치 변위 보정 처리는,

상기 입력 영상의 중심을 기준으로 80x80 블록에 대해서만 기준 영상과 입력 영상 간의 이동과 회전 변위 값을 구하여 위치 오차에 대한 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템.
제1항에 있어서,

상기 운영관리 컴퓨터는,

화소 위치 변위 보정 처리를 수행한 후, 상기 보정된 입력 영상과 기준 영상의 차 영상을 구하고, 상기 차 영상에서 배경과 물체 영역을 구분하도록 이진 영상을 생성하기 위한 영상 이진화 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템.
제6항에 있어서,

상기 운영관리 컴퓨터는,

이진 영상을 생성한 후, 이진화된 영상에서 구해진 객체의 특징을 추출하기 위해 영역 라벨을 수행하고, 라벨링된 영역들에 대해 경계 박스(bounding box)를 구하여 분리된 객체 영역을 생성하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템.
제7항에 있어서,

상기 운영관리 컴퓨터는,

상기 분리된 객체 영역에 대해 잡음 영역과 실제 누유 영역을 구분하기 위해 누유 형상을 나타내는 특징의 높이와 폭의 종횡비와, 누유 형상의 원형도를 구하고,

상기 경계 박스의 종횡비와, 상기 누유 형상의 원형도가 임계치 범위에 있는 경우 누유 영역으로 설정하고, 상기 임계치를 벗어나는 경우에는 잡음 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템.
제8항에 있어서,

상기 운영관리 컴퓨터는,

상기 경계 박스의 종횡비와 상기 누유 형상의 원형도가 임계치 범위에 있는 경우 누유 영역으로 설정함과 동시에 상기 누유 영역의 영상을 운영 관리 컴퓨터내의 저장 장소에 저장함과 동시에 소리 경보, 화면 경보 또는 미리 지정된 관리자의 연락처로 상기 누유 발생을 알리도록 구성된 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 시스템.
누유 감시 영역에 설치된 카메라로부터 영상을 취득하는 단계,

상기 카메라로부터 취득된 영상을 운영관리 컴퓨터로 전송하는 단계,

상기 운영관리 컴퓨터에서 상기 카메라로부터 얻어진 영상에 대해, 이미지 전처리를 수행하는 단계,

상기 이미지 전처리된 입력 영상과 누유가 없는 기준 영상으로부터 차영상을 구하는 단계;

상기 차영상으로부터 이진화 처리를 수행하는 단계,

이진화 처리된 영상으로부터 종횡비와 원형도를 이용하여 누유 영역을 추출하는 단계,

추출된 누유 영역에 대해 누유의 발생 여부를 판단하는 단계,

누유라고 판단된 경우 누유 영상을 저장하고, 관리자에게 누유의 발생을 경보로서 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 방법.
제10항에 있어서,

상기 이미지 전처리는,

가우시안 블러링을 통해 입력 영상으로부터 진동 잡음 제거 처리를 수행하는 단계,

상기 진동 잡음 처리된 영상에 대해 카메라의 팬/틸트 보정을 수행하는 단계를 포함하는 것을

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 방법.
제10항에 있어서,

상기 카메라로부터 취득된 영상을 운영관리 컴퓨터로 전송하는 단계는 무선 랜 방식 또는 유선 랜 방식을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 방법.
제11항에 있어서,

기준 영상과 입력 영상의 위치에 대한 팬/틸트 보정은, 연산량을 줄이기 위하여 입력 영상의 중심을 기준으로 80x80 블록에 대해서만 기준 영상과 입력 영상 간의 이동과 회전 변위값을 구하여 위치 오차에 대한 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 방법.
제13항에 있어서,

상기 이진화 처리된 영상으로부터 종횡비와 원형도를 이용하여 누유 영역을 추출하는 단계는 상기 종횡비와 누유 형상의 원형도가 일정 임계치 범위 내에 있는 경우에는 누유 영역으로 설정되는 것을 특징으로 하는 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 방법.
단조 프레스의 누유, 파손에 대해 원격지에 설치된 카메라로부터 전송되어 온 영상을 감지하여 누유 발생을 감지하기 위한 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 장치에 있어서,

상기 카메라로부터 촬영된 영상에 대해 전기적 진동 잡음 제거 및 화소 위치 보정의 전처리 과정을 수행한 후, 누유가 없는 기준 영상과 상기 전처리된 카메라 입력 영상과의 차영상을 구하고,

상기 차영상에 대해 이진화를 수행하여 객체 영역을 나타내는 경계 박스를 구하고,

경계박스에 대한 높이와 폭에 대한 종횡비와 누유 형상의 원형도를 이용하여 누유 영역을 추출하는 것을 특징으로 하는 단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 장치.
제15항에 있어서,

상기 전기적 진동 잡음 제거 처리는 카메라에서 입력받은 영상의 잡음을 제거하기 위하여 3x3 마스크의 가우시안 블러(blur)를 통하여 영상내 전기적 진동 잡음을 제거하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 장치.
제15항에 있어서,

상기 화소 위치 변위 보정 처리는,

상기 입력 영상의 중심을 기준으로 80x80 블록에 대해서만 기준 영상과 입력 영상 간의 이동과 회전 변위 값을 구하여 위치 오차에 대한 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는

단조 프로세스의 유압유 누유 영역 영상 감지 장치.