KR101424774B1 - 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CCD나 CMOS 등의 구역(area) 촬상소자가 탑재된 다수의 비전센서를 비롯하여 LED 조명과 레이저 조사수단 등을 탑재하여 모노레일의 표면에 대한 정밀 안전진단을 수행할 수 있도록 한 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 CCD나 CMOS 등의 구역(area) 촬상소자를 비롯한 레이저 및 조명수단 등이 탑재된 다수의 비전센서를 이용하여 모노레일 궤도고도 표면의 각 영역에 대한 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 궤도고도 구조물 형상에 맞게 배열하여 하나의 초고해상도 이미지로 접합한 후, 접합된 이미지에 이미지 머징(Image Merging) 기술과 그레이 레벨(Gray-Level)을 통한 균열 폭 측정기술을 적용하여, 주요 결함요소인 균열 폭 등을 보다 정확하게 검사할 수 있도록 한 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 제공하고자 한 것이다.
즉, 본 발명은 CCD나 CMOS 등의 구역(area) 촬상소자를 비롯한 레이저 및 조명수단 등이 탑재된 다수의 비전센서를 이용하여 모노레일 궤도고도 표면의 각 영역에 대한 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 궤도고도 구조물 형상에 맞게 배열하여 하나의 초고해상도 이미지로 접합한 후, 접합된 이미지에 이미지 머징(Image Merging) 기술과 그레이 레벨(Gray-Level)을 통한 균열 폭 측정기술을 적용하여, 주요 결함요소인 균열 폭 등을 보다 정확하게 검사할 수 있도록 한 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 제공하고자 한 것이다.
Description
본 발명은 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CCD나 CMOS 등의 구역(area) 촬상소자가 탑재된 다수의 비전센서를 비롯하여 LED 조명과 레이저 조사수단 등을 탑재하여 모노레일의 표면에 대한 정밀 안전진단을 수행할 수 있도록 한 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치에 관한 것이다.
근래 들어 모노레일의 건설이 늘어나는 추세에 있으며, 이러한 모노레일은 기존의 지하철에 비해 건설비가 40% 이상 저렴하고, 도로나 하천 위 등의 공간을 이용하여 건설할 수 있어 도로교통에 지장이 없으며, 아울러 도시경관을 상공에서 바라볼 수 있어 관광적 목적에서도 효과가 큰 잇점이 있다.
상기 모노레일은 고가 1개의 궤도고도 위를 고무타이어 또는 강제차륜에 의해 주행하는 방식이며, 궤도고도의 구조는 철근콘크리트로 시공된다.
따라서, 상기 철근 콘크리트로 세워진 궤도고도에 대해서도 교량, 도로, 터널 등의 구조물과 같이 안전진단법에 의해 주기적으로 안전점검 및 정밀 안전진단을 수행해야 만 한다.
그러나, 모노레일과 같이 연장길이가 길고, 사람이 걸어다닐 수 없는 구조물을 기존의 육안에 의한 외관조사 방법으로는 조사시간이 오래 걸리고 객관적인 조사가 어려우며, 막대한 비용예산이 소요되는 문제점이 있다.
종래 기술로서, 모노레일 시스템에서 운행되는 모노레일카에 전문 점검보수요원이 탑승한 상태에서 모노레일 작업차의 하부에 설치된 점검카메라를 통하여 하부에 설치된 레일, 지지대등에 대한 관찰을 함으로써, 모노레일 시스템의 이상유무를 판독하는 방법이 등록실용신안공보 20-371912(2005.01.10)에 개시되어 있지만, 이 또한 작업자가 단순히 점검카메라를 통해 육안 검사를 실시하는 것이므로, 정밀한 안전진단이 이루어질 수 없는 단점이 있다.
이에, 모노레일에 대한 조사 방법의 자동화, 정확성, 신속성이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, CCD나 CMOS 등의 구역(area) 촬상소자를 비롯한 레이저 및 조명수단 등이 함께 탑재된 것을 의미하는 다수의 비전센서를 이용하여, 모노레일 궤도고도 표면의 각 영역에 대한 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 궤도고도 구조물 형상에 맞게 배열하여 하나의 초고해상도 이미지로 접합한 후, 접합된 이미지에 이미지 머징(Image Merging) 기술과 그레이 레벨(Gray-Level)을 통한 균열 폭 측정기술을 적용하여, 주요 결함요소인 균열 폭 등을 보다 정확하게 검사할 수 있도록 한 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 모노레일 검사차량의 전단부에 일체로 장착되어, 모노레일의 궤도고도 상면을 비롯한 좌측면 및 우측면에 대하여 이격 배치되는 메인바디와; 상기 메인바디의 둘레방향을 따라 등간격으로 배치되면서 메인바디의 전후방향 중앙 위치에 장착되어, 궤도고도의 표면을 촬영하는 다수의 카메라 모듈과; 상기 메인바디의 둘레방향을 따라 등간격으로 배치되면서 메인바디의 전단 및 후단 위치에 각각 장착되어, 궤도고도의 표면을 비추어주는 다수의 조명 모듈과; 상기 카메라 모듈에서 촬영된 이미지의 왜곡을 보정하기 위하여 궤도고도에 레이저 포인트를 형성하는 것으로서, 각 조명모듈의 바깥쪽 위치에 일체로 장착되는 다수의 레이저 모듈과; 상기 메인바디의 상면에 장착되어, 카메라 모듈을 비롯하여 레이저 모듈 및 조명 모듈에 전원을 공급하는 동시에 영상신호 및 제어신호를 수신하는 링크박스; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 메인바디는: 궤도고도 상면을 비롯한 좌측면 및 우측면에 대하여 이격 배치되는 역 'U'자형 구조로서, 상면 및 좌우측면이 각각 카메라 모듈의 설치자리면으로 형성되는 메인 케이스와; 메인 케이스내에서 전후방향으로 배설 장착되어 강성 유지 기능을 하는 메인 파이프와; 조명 모듈 및 레이저 모듈의 설치를 위하여 메인 케이스의 전단 및 후단에 각각 일체로 형성되는 서브 케이스와; 서브 케이스내에서 전후방향으로 배설 장착되어 강성 유지 기능을 하는 서브 파이프; 로 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 메인바디를 구성하는 메인 케이스 및 파이프와, 서브 케이스 및 파이프는 강성 유지 및 경량화를 위하여 티타늄 합금으로 제작되고, 메인케이스 및 서브 케이스의 티타늄 합금 표면에는 카본이 더 코팅된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 메인바디의 후면에는 모노레일 검사차량의 전단부와의 진동 절연을 위한 진동절연부재가 부착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인바디내에는 링크박스로부터 각 카메라 모듈을 비롯한 조명 모듈 및 레이저 모듈쪽으로 전원 공급 가능하게 연결되는 커넥트 라인이 배설된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 커넥트 라인은 광섬유 케이블로 채택된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 카메라 모듈은: 메인바디의 상면 및 좌우측면에 장착되는 카메라 장착용 외부케이스와; 2개 이상의 조립용 디바이스가 결합된 카메라와; 조립용 디바이스가 슬라이드 체결되도록 2개 이상의 슬라이드홈이 내경면에 형성된 카메라 장착용 내부케이스와; 내부케이스의 후부에 마감 장착되는 내부캡 및 외부케이스의 후부에 마감 장착되는 외부캡과; 카메라 장착용 내부케이스와 외부케이스 사이에 진동 절연을 위하여 삽입 장착되는 진동절연부재와; 링크박스로부터 연장된 커넥트 라인과 도전 가능하게 연결되어, 카메라에 전원 및 제어신호를 전달하는 동시에 카메라로부터의 영상신호를 링크박스로 전송하는 단자박스; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 카메라 장착용 외부케이스의 내경면에 다수개의 체결홈이 형성되고, 상기 내부케이스와 진동절연부재의 외경면에는 각 체결홈에 삽입 체결되는 다수개의 돌기가 일체로 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단자박스는 전원단자, 제어신호 단자, 영상신호 단자를 포함하는 것으로서, 카메라 장착용 내부케이스의 상단부에 장착 고정되는 동시에 각 단자는 카메라 장착용 외부케이스 및 진동절연부재의 상면에 형성된 관통홀을 통해 노출되어 링크박스로부터 연장된 커넥트 라인과 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 조명 모듈은: 메인 케이스의 전단 및 후단에 각각 일체로 형성된 서브 케이스의 내면쪽에 장착 고정되되, 서브 케이스의 둘레방향을 따라 등간격으로 배열되는 다수의 절연 케이싱과; 상기 각 절연 케이싱내에 가로 및 세로방향을 따라 등간격으로 장착되어 궤도고도 표면을 비추어주는 다수의 LED와; 링크박스로부터 연장된 커넥트라인과 연결되면서 절연 케이싱의 이면 위치에 장착되는 LED 제어용 전자기판; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 LED 교체 및 LED 제어용 전자기판의 보호를 위하여, 서브 케이스의 외면에는 슬라이딩 도어가 개폐 가능하게 장착된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 레이저 모듈은: 메인 케이스의 전단 및 후단에 각각 일체로 형성된 서브 케이스의 외끝단부에 장착되되, 서브 케이스의 둘레방향을 따라 등간격으로 장착되는 다수의 절연 통과; 각 절연 통내에 장착되어 궤도고도의 표면에 레이저 조사를 통한 레이저 포인트를 형성하는 레이저 빔 조사기와; 링크박스로부터 연장된 커넥트라인과 연결되면서 절연 통의 상부에 장착되어, 레이저 빔 조사기에 전원을 공급하는 DC단자와; 절연 통의 후부에 마감 체결되는 캡; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따르면 상기 메인바디의 상면에서 링크박스 옆에는 위치 정보를 측정 및 기록하는 GPS 장치가 더 장착되고, 또한 상기 모노레일 검사차량에는 링크박스로부터 수신되는 영상신호를 기반으로 궤도고도 표면에 대한 일련의 검사 프로세싱이 이루어지는 프로세싱 시스템과, 발전 전력을 제공하는 소형 발전기가 탑재된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 구역(area) 촬상소자를 비롯한 레이저 및 조명수단 등을 모노레일 검사차량의 전단부에 일체로 장착하여, 모노레일 궤도고도 표면의 각 영역에 대한 이미지를 획득할 수 있고, 획득된 이미지를 궤도고도 구조물 형상에 맞게 배열하여 하나의 초고해상도 이미지로 접합한 후, 접합된 이미지에 이미지 머징(Image Merging) 기술과 그레이 레벨(Gray-Level)을 통한 균열 폭 측정기술을 적용함으로써, 궤도고도의 주요 결함요소인 균열 폭 및 길이 등을 보다 정확하게 검사할 수 있고, 보다 신뢰성 높은 균열검사를 보장할 수 있으며, 모노레일 검사 작업의 편의성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 나타내는 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 나타내는 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치의 카메라 모듈을 나타내는 단면도,
도 5는 도 4의 C-C선 단면도,
도 6은 본 발명의 카메라 모듈의 구성중 카메라를 고정시키기 위한 조립용 디바이스를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치의 조명모듈 및 레이저 모듈을 나타내는 도면,
도 8 및 도 9는 각각 도 7의 A-A선 및 B-B선 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 촬영영역과, 촬영영역에 레이저가 조사되는 것을 보여주는 개략도,
도 11은 본 발명에 따른 카메라 모듈에서 촬영된 이미지의 왜곡을 레이저 포인트를 이용하여 보정하는 과정을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 나타내는 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치의 카메라 모듈을 나타내는 단면도,
도 5는 도 4의 C-C선 단면도,
도 6은 본 발명의 카메라 모듈의 구성중 카메라를 고정시키기 위한 조립용 디바이스를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치의 조명모듈 및 레이저 모듈을 나타내는 도면,
도 8 및 도 9는 각각 도 7의 A-A선 및 B-B선 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 촬영영역과, 촬영영역에 레이저가 조사되는 것을 보여주는 개략도,
도 11은 본 발명에 따른 카메라 모듈에서 촬영된 이미지의 왜곡을 레이저 포인트를 이용하여 보정하는 과정을 나타낸 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 모노레일의 궤도고도(철근콘크리트 구조물)에 대한 정밀 안전진단을 용이하게 수행하기 위하여 모노레일 검사차량의 전단부에 일체로 설치되는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치를 제공하고자 한 것이다.
참고로, 상기 비전센서는 CCD나 CMOS 등의 구역(area) 촬상소자를 포함하는 카메라 모듈을 비롯하여 조명 모듈 및 레이저 모듈 등이 함께 조합된 것으로 이해해야 할 것이다.
첨부한 도 1 내지 도 3에서, 도면부호 600은 모노레일의 궤도고도(602)를 따라 이송하는 통상의 모노레일 검사차량을 나타낸다.
여기서, 본 발명의 모노레일 표면 검사 장치의 골격을 이루는 구성으로서, 메인바디(100)가 모노레일 검사차량(600)의 전단부에 일체로 조립된다.
상기 메인바디(100)는 모노레일 검사차량(600)의 전단부에 일체로 장착되는 것으로서, 모노레일의 궤도고도(602) 상면을 비롯한 좌측면 및 우측면에 대하여 이격 배치되는 역 'U'자형 단면 형상으로 제작된다.
보다 상세하게는, 상기 메인바디(100)는 궤도고도(602)의 상면을 비롯한 좌측면 및 우측면에 대하여 이격 배치되는 역 'U'자형 구조로서, 그 상면 및 좌우측면이 각각 카메라 모듈(200)의 설치자리면이 되는 메인 케이스(102)와, 메인 케이스(102)내에서 전후방향으로 배설 장착되어 메인 케이스의 강성 유지 기능을 하는 메인 파이프(104)를 포함한다.
또한, 상기 메인바디(100)의 메인 케이스(102)의 전단 및 후단부에는 조명 모듈(300) 및 레이저 모듈(400)의 설치를 위한 구조물로서 서브 케이스(106)가 일체로 연결되고, 서브 케이스(106)내에는 서브케이스(106)의 강성 유지를 위하여 서브 파이프(108)가 전후방향으로 배설 장착된다.
특히, 상기 메인바디(100)를 구성하는 메인 케이스(102) 및 메인 파이프(104), 그리고 서브 케이스(106) 및 서브 파이프(108)는 강성 유지 및 경량화를 위하여 티타늄 합금으로 제작되고, 더욱 바람직하게는 상기 메인 케이스(102) 및 서브 케이스의 티타늄 합금 표면에는 마모 방지 및 표면 보호를 위하여 카본이 더 코팅된다.
이때, 상기 모노레일 검사차량(600)의 전단부와 메인바디(100)의 후면 사이에는 모노레일 검사차량(600)에서 주행중 발생되는 진동 등이 메인바디쪽으로 전달되는 것을 흡수하여 차단하는 진동절연부재(110)가 삽입 부착된다.
본 발명에 따르면, 상기 메인바디(100)의 상면에는 카메라 모듈(200)을 비롯하여 조명 모듈(300) 및 레이저 모듈(400) 등에 전원을 공급하는 동시에 제어신호를 전송하고, 카메라 모듈로부터 영상신호 등을 수신하는 링크박스(500)가 탑재된다.
또한, 상기 링크박스(500)로부터 각 카메라 모듈(200)을 비롯한 조명 모듈(300) 및 레이저 모듈(400)쪽으로 커넥트 라인(502)이 연장되고, 이 커넥트 라인(502)은 메인바디(100)의 내면 등에 배설 고정된다.
이에, 상기 커넥트 라인(502)은 링크박스(500)로부터 각 카메라 모듈(200)을 비롯한 조명 모듈(300) 및 레이저 모듈(400)쪽으로 전원 공급 및 제어신호를 전송하거나, 카메라 모듈(200)로부터 링크박스(500)쪽으로 영상신호를 전송하는 매개체 역할을 하게 되며, 바람직하게는 상기 커넥트 라인(502)은 배설을 위한 유연성을 가지는 동시에 다중 신호 전송에 유리한 광섬유 케이블이 채택된다.
한편, 상기 메인바디(100)의 상면에서 링크박스(500)의 옆쪽 위치에는 현재의 모노레일 검사 위치 등에 대한 위치 정보 등을 측정 및 기록하는 GPS 장치(510)가 장착된다.
여기서, 상기 메인바디(100)의 전후 폭방향에서 중앙 위치에 배열된 상기 메인 케이스(102)의 상면 및 좌우측면에는 다수의 카메라 모듈(200)이 장착된다.
첨부한 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 다수의 카메라 모듈(200)은 역 'U'자형 단면을 갖는 메인 케이스(102)의 상면에 장착되어 궤도고도(602)의 상면을 촬영하는 다수개의 카메라 모듈과, 메인 케이스(102)의 좌측 및 우측면에 장착되어 궤도고도(602)의 좌측 및 우측면을 촬영하는 다수개의 카메라 모듈을 포함한다.
상기 카메라 모듈(200)은 그 골격 구성으로서, 메인바디(100)의 상면 및 좌우측면에 장착되는 카메라 장착용 외부케이스(202)와, 실질적으로 카메라(208)가 삽입되어 체결 고정되는 구성으로서 외부케이스(202)내에 삽입 체결되는 내부케이스(210)를 포함하고, 바람직하게는 카메라(208)에 대한 진동 전달을 흡수하도록 카메라 장착용 내부케이스(210)와 외부케이스(202) 사이에는 진동 절연을 위한 진동절연부재(218)가 삽입 부착된다.
이때, 상기 카메라 장착용 내부케이스(210)의 내경면에는 2개 이상의 슬라이드홈(212)이 형성되는 바, 카메라(208)와 일체로 조립된 2개 이상의 조립용 디바이스(204)가 각 슬라이드홈(212)내에 슬라이드되며 삽입 체결됨으로써, 내부케이스(210)내에 카메라(208)가 견고하게 고정 장착되는 상태가 된다.
첨부한 도 6을 참조하면, 상기 조립용 디바이스(204)는 슬롯(206)이 관통 형성된 기구로서, 스크류 등을 슬롯(206)을 통과시켜 카메라(208)의 스크류홀(미도시됨)에 체결시킴으로써, 카메라(208)와 일체가 되고, 이에 조립용 디바이스(204)를 각 슬라이드홈(212)내에 슬라이드시키며 삽입 체결함으로써, 내부케이스(210)내에 카메라(208)가 견고하게 고정 장착되는 상태가 된다.
또한, 본 발명의 카메라 모듈(200)은 링크박스(500)로부터 연장된 커넥트 라인(502)과 도전 가능하게 연결되어, 카메라(208)에 전원 및 제어신호를 전달하는 동시에 카메라(208)로부터의 영상신호를 링크박스(500)로 전송하는 단자박스(220)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 단자박스(220)는 전원단자, 제어신호 단자, 영상신호 단자를 포함하는 것으로서, 카메라 장착용 내부케이스(210)의 상단부에 고정 장착되고, 이때 단자박스(220)의 각 단자는 카메라 장착용 외부케이스(202) 및 진동절연부재(218)의 상면에 형성된 관통홀(226)을 통해 노출되어 링크박스(500)로부터 연장된 커넥트 라인(502)과 접속 가능하게 연결된다.
바람직하게는, 상기 단자박스(220)의 각 단자와 커넥트 라인(502) 간의 연결부에 산화 방지를 위한 수단으로서 골드 도금(gold plating)을 실시하는 것이 좋다.
한편, 상기 카메라 장착용 내부케이스(210)와 진동절연부재(218)를 비롯하여 카메라(208) 등이 원주방향으로 헛도는 현상을 방지하고자, 상기 카메라 장착용 외부케이스(202)의 내경면에는 다수개의 체결홈(222)이 형성되고, 내부케이스(210)와 진동절연부재(218)의 외경면에는 각 체결홈(222)에 삽입 체결되는 다수개의 돌기(224)가 일체로 돌출 형성된다.
또한, 도 4 및 도 5에서 보듯이 상기 내부케이스(210)의 후부에는 카메라 보호를 위하여 내부캡(214) 이 장착되고, 또한 외부케이스(202)의 후부에도 카메라의 이중 보호를 위하여 외부캡(216)이 장착된다.
여기서, 상기 메인바디(100)의 전단 및 후단 위치 즉, 메인 케이스(102)의 전단 및 후단 위치에 일체로 연결되는 서브 케이스(106)에는 궤도고도(602)의 표면을 비추어주는 다수의 조명 모듈(300)이 장착된다.
첨부한 도 7 및 도 9를 참조하면, 상기 조명 모듈(300)은 카메라(208)의 명확한 촬영을 위하여 궤도고도(602)의 표면을 밝게 비추어주는 역할을 하는 것으로서, 상기 서브 케이스(106)의 내면쪽에 장착 고정되되 서브 케이스(106)의 둘레방향을 따라 등간격으로 배열되는 다수의 절연 케이싱(302)과, 각 절연 케이싱(302)내에 가로 및 세로방향을 따라 등간격으로 장착되어 궤도고도(602)의 표면을 비추어주는 다수의 LED(304)를 포함한다.
이때, 상기 절연 케이싱(302)의 이면에는 링크박스(500)로부터 연장된 커넥트라인(502)과 연결되어 각 LED에 대한 온/오프 제어 등을 하는 LED 제어용 전자기판(미도시됨)이 내장된다.
또한, 상기 서브케이스의 외면에는 LED를 교체하거나, LED 제어용 전자기판 등을 비, 눈 등으로부터 보호하기 위한 수단으로서, 강화 플라스틱 재질의 슬라이딩 도어(306)가 개폐 가능하게 장착된다.
여기서, 상기 서브프레임의 외끝단 위치 즉, 각 조명 모듈(300)의 바깥쪽 위치에는 카메라 모듈(200)에서 촬영된 이미지의 왜곡을 보정하기 위하여 궤도고도(502)에 레이저 포인트를 형성하는 다수의 레이저 모듈(400)이 장착된다.
첨부한 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 레이저 모듈(400)은 서브 케이스(104)의 둘레방향을 따라 등간격으로 장착되는 다수의 절연 통(402)과, 각 절연 통(402)내에 장착되어 궤도고도(502)의 표면에 레이저를 조사하여 레이저 포인트를 형성하는 레이저 빔 조사기(404)를 포함한다.
또한, 상기 절연 통(402)의 상부에는 링크박스(500)로부터 연장된 커넥트라인(502)과 연결되어 레이저 빔 조사기(404)에 전원을 공급하는 DC단자(406)가 장착되고, 절연 통(406)의 후부에는 레이저 빔 조사기(404)를 보호하기 위한 캡(408)이 마감 체결된다.
한편, 도 2에서 보듯이 상기 모노레일 검사차량(600)의 상판부에는 링크박스(500)로부터 수신되는 영상신호를 기반으로 하여, 궤도고도 표면에 대한 일련의 검사 프로세싱이 이루어지는 프로세싱 시스템(610), 즉 카메라 모듈, 조명 모듈, 레이저 모듈, GPS 제어 및 영상 모니터링 등이 가능한 컴퓨터 시스템이 탑재되고, 또한 카메라 모듈을 비롯한 조명 모듈 및 레이저 모듈 등에서 사용되는 전력을 발전하는 15~25KW의 소형 발전기(620)가 탑재된다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 모노레일 표면 검사 장치에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 모노레일 검사차량(600)이 궤도고도(602)를 따라 운행을 시작하면, 링크박스(500)로부터 카메라 모듈(200)과, 조명 모듈(300)과, 레이저 모듈(400)에 전원이 공급된다.
따라서, 상기 조명 모듈(300)의 LED(304)가 궤도고도(602)의 표면을 밝게 비추어주는 동시에 카메라 모듈(200)의 카메라(208)에서 궤도고도(602)의 표면을 촬영하게 된다.
이와 함께, 상기 레이저 모듈(400)의 레이저 빔 조사기(404)에서 궤도고도(602)의 촬영면에 레이저를 조사하여 촬영면의 양측부에 다수의 레이저 포인트를 형성한다(도 10 참조).
이에, 상기 카메라(208)는 궤도고도(602)를 구역(area)으로 나누어 연속 촬영하여 레이저 포인트가 포함된 이미지를 링크박스(500)를 통해 프로세싱 시스템(610)으로 전송하게 되고, 프로세싱 시스템(610)에서 다수의 이미지를 접합하여 하나의 접합 이미지를 생성하는 프로세싱이 이루어진다.
즉, 상기 모노레일의 궤도고도(602) 표면의 각 촬영영역으로 레이저를 조사하여 각 이미지에 레이저 포인트가 생성되는 단계와, 각 이미지 간의 레이저 포인트의 중첩을 통해 각 이미지의 왜곡을 보정하는 단계(도 11 참조)와, 각 이미지 간의 레이저 포인트의 중첩을 통해 각 이미지를 하나의 접합 이미지로 접합하는 단계를 포함하는 프로세싱이 진행된다.
다음으로, 상기 프로세싱 시스템(610)에서 위와 같이 접합된 접합 이미지를 선정된(predetermined) 균열 캘리브레이션 데이터와 비교하여, 접합 이미지로부터 궤도고도(602)의 균열에 대한 손상정보를 생성하는 프로세싱을 진행하게 된다.
보다 상세하게는, 상기 접합 이미지를 8비트의 그레이 스케일(gray-scale) 이미지로 변환하는 단계와; 접합 이미지를 관찰하여 균열영역이 있는 경우 사용자가 균열영역을 선택하는 단계와; 선택된 균열영역의 픽셀 그레이 레벨(pixel gray-level)을 균열 캘리브레이션 데이터의 픽셀 그레이 레벨과 비교하여, 선택된 균열영역의 폭을 산출하는 단계와; 균열영역의 좌표를 균열 캘리브레이션 데이터의 해당좌표와 비교하여 균열영역의 길이를 산출하는 단계와; 산출된 균열영역의 폭 및 길이를 통해 괘도고도 표면의 균열에 대한 손상정보를 생성하는 단계를 포함하는 프로세싱 시스템(610)의 프로세싱이 진행된다.
결과적으로, 산출된 균열영역의 폭에 대응하는 색상정보가 그레이 스케일 이미지의 균열영역에 각각 디스플레이 되도록 함으로써, 측정자는 궤도고도에 대한 표면 균열 상태를 용이하게 확인할 수 있게 된다.
100 : 메인바디 102 : 메인 케이스
104 : 메인 파이프 106 : 서브 케이스
108 : 서브 파이프 110 : 진동절연부재
200 : 카메라 모듈 202 : 카메라 장착용 외부케이스
204 : 조립용 디바이스 206 : 슬롯
208 : 카메라 210 : 카메라 장착용 내부케이스
212 : 슬라이드홈 214 : 내부캡
216 : 외부캡 218 : 진동절연부재
220 : 단자박스 222 : 체결홈
224 : 돌기 226 : 관통홀
300 : 조명 모듈 302 : 절연 케이싱
304 : LED 306 : 슬라이딩 도어
400 : 레이저 모듈 402 : 절연 통
404 : 레이저 빔 조사기 406 : DC단자
408 : 캡 500 : 링크박스
502 : 커넥트 라인 510 : GPS 장치
600 : 모노레일 검사차량 602 : 궤도고도
610 : 프로세싱 시스템 620 : 소형 발전기
104 : 메인 파이프 106 : 서브 케이스
108 : 서브 파이프 110 : 진동절연부재
200 : 카메라 모듈 202 : 카메라 장착용 외부케이스
204 : 조립용 디바이스 206 : 슬롯
208 : 카메라 210 : 카메라 장착용 내부케이스
212 : 슬라이드홈 214 : 내부캡
216 : 외부캡 218 : 진동절연부재
220 : 단자박스 222 : 체결홈
224 : 돌기 226 : 관통홀
300 : 조명 모듈 302 : 절연 케이싱
304 : LED 306 : 슬라이딩 도어
400 : 레이저 모듈 402 : 절연 통
404 : 레이저 빔 조사기 406 : DC단자
408 : 캡 500 : 링크박스
502 : 커넥트 라인 510 : GPS 장치
600 : 모노레일 검사차량 602 : 궤도고도
610 : 프로세싱 시스템 620 : 소형 발전기
Claims (14)
- 모노레일 검사차량(600)의 전단부에 일체로 장착되어, 모노레일의 궤도고도 (602) 상면을 비롯한 좌측면 및 우측면에 대하여 이격 배치되는 것으로서, 궤도고도(602)의 상면을 비롯한 좌측면 및 우측면에 대하여 이격 배치되는 역 'U'자형 구조로서, 상면 및 좌우측면이 각각 카메라 모듈의 설치자리면으로 형성되는 메인 케이스(102)와, 메인 케이스(102)내에서 전후방향으로 배설 장착되어 강성 유지 기능을 하는 메인 파이프(104)와, 조명 모듈(300) 및 레이저 모듈(400)의 설치를 위하여 메인 케이스(102)의 전단 및 후단에 각각 일체로 형성되는 서브 케이스(106)와, 서브 케이스(106)내에서 전후방향으로 배설 장착되어 강성 유지 기능을 하는 서브 파이프(108)로 구성된 메인바디(100)와;
상기 메인바디(100)의 둘레방향을 따라 등간격으로 배치되면서 메인바디(100)의 전후방향 중앙 위치에 장착되어, 궤도고도(602)의 표면을 촬영하는 다수의 카메라 모듈(200)과;
상기 메인바디(100)의 둘레방향을 따라 등간격으로 배치되면서 메인바디(100)의 전단 및 후단 위치에 각각 장착되어, 궤도고도(602)의 표면을 비추어주는 다수의 조명 모듈(300)과;
상기 카메라 모듈(200)에서 촬영된 이미지의 왜곡을 보정하기 위하여 궤도고도(502)에 레이저 포인트를 형성하는 것으로서, 각 조명 모듈(300)의 바깥쪽 위치에 일체로 장착되는 다수의 레이저 모듈(400)과;
상기 메인바디(100)의 상면에 장착되어, 카메라 모듈(200)을 비롯하여 조명 모듈(300) 및 레이저 모듈(400)에 전원을 공급하는 동시에 영상신호 및 제어신호를 수신하는 링크박스(500);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 메인바디(100)를 구성하는 메인 케이스(102) 및 파이프(104)와, 서브 케이스(106) 및 파이프(108)는 강성 유지 및 경량화를 위하여 티타늄 합금으로 제작되고, 메인 케이스(102) 및 서브 케이스의 티타늄 합금 표면에는 카본이 더 코팅된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 메인바디(100)의 후면에는 모노레일 검사차량(600)의 전단부와의 진동 절연을 위한 진동절연부재(110)가 부착된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 메인바디(100)내에는 링크박스(500)로부터 각 카메라 모듈(200)을 비롯한 조명 모듈(300) 및 레이저 모듈(400)쪽으로 전원 공급 가능하게 연결되는 커넥트 라인(502)이 배설된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 커넥트 라인(502)은 광섬유 케이블로 채택된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 카메라 모듈(200)은:
메인바디(100)의 상면 및 좌우측면에 장착되는 카메라 장착용 외부케이스(202)와;
2개 이상의 조립용 디바이스(204)가 결합된 카메라(208)와;
조립용 디바이스(204)가 슬라이드 체결되도록 2개 이상의 슬라이드홈(212)이 내경면에 형성된 카메라 장착용 내부케이스(210)와;
내부케이스(210)의 후부에 마감 장착되는 내부캡(214) 및 외부케이스(202)의 후부에 마감 장착되는 외부캡(216)과;
카메라 장착용 내부케이스(210)와 외부케이스(202) 사이에 진동 절연을 위하여 삽입 장착되는 진동절연부재(218)와;
링크박스(500)로부터 연장된 커넥트 라인(502)과 도전 가능하게 연결되어, 카메라(208)에 전원 및 제어신호를 전달하는 동시에 카메라(208)로부터의 영상신호를 링크박스(500)로 전송하는 단자박스(220);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 7에 있어서,
상기 카메라 장착용 외부케이스(202)의 내경면에 다수개의 체결홈(222)이 형성되고, 상기 내부케이스(210)와 진동절연부재(218)의 외경면에는 각 체결홈(222)에 삽입 체결되는 다수개의 돌기(224)가 일체로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 7에 있어서,
상기 단자박스(220)는 전원단자, 제어신호 단자, 영상신호 단자를 포함하는 것으로서, 카메라 장착용 내부케이스(210)의 상단부에 장착 고정되는 동시에 각 단자는 카메라 장착용 외부케이스(202) 및 진동절연부재(218)의 상면에 형성된 관통홀(226)을 통해 노출되어 링크박스(500)로부터 연장된 커넥트 라인(502)과 접속 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 조명 모듈(300)은:
메인 케이스(102)의 전단 및 후단에 각각 일체로 형성된 서브 케이스(106)의 내면쪽에 장착 고정되되, 서브 케이스(106)의 둘레방향을 따라 등간격으로 배열되는 다수의 절연 케이싱(302)과;
상기 각 절연 케이싱(302)내에 가로 및 세로방향을 따라 등간격으로 장착되어 궤도고도(602)의 표면을 비추어주는 다수의 LED(304)와;
링크박스(500)로부터 연장된 커넥트라인(502)과 연결되면서 절연 케이싱(302)의 이면 위치에 장착되는 LED 제어용 전자기판;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 10에 있어서,
상기 LED 교체 및 LED 제어용 전자기판의 보호를 위하여, 서브 케이스(106)의 외면에는 슬라이딩 도어(306)가 개폐 가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 레이저 모듈(400)은:
메인 케이스(102)의 전단 및 후단에 각각 일체로 형성된 서브 케이스(104)의 외끝단부에 장착되되, 서브 케이스(104)의 둘레방향을 따라 등간격으로 장착되는 다수의 절연 통(402)과;
각 절연 통(402)내에 장착되어 궤도고도(502)의 표면에 레이저 조사를 통한 레이저 포인트를 형성하는 레이저 빔 조사기(404)와;
링크박스(500)로부터 연장된 커넥트라인(502)과 연결되면서 절연 통(402)의 상부에 장착되어, 레이저 빔 조사기(404)에 전원을 공급하는 DC단자(406)와;
절연 통(402)의 후부에 마감 체결되는 캡(408);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 메인바디(100)의 상면에서 링크박스(500) 옆에는 위치 정보를 측정 및 기록하는 GPS 장치(510)가 더 장착된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 모노레일 검사차량(600)에는 링크박스(500)로부터 수신되는 영상신호를 기반으로 궤도고도 표면에 대한 일련의 검사 프로세싱이 이루어지는 프로세싱 시스템(610)과, 발전 전력을 제공하는 소형 발전기(620)가 탑재된 것을 특징으로 하는 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130030817A KR101424774B1 (ko) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130030817A KR101424774B1 (ko) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101424774B1 true KR101424774B1 (ko) | 2014-08-01 |
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---|---|---|---|
KR1020130030817A KR101424774B1 (ko) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 비전센서를 이용한 모노레일 표면 검사 장치 |
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KR (1) | KR101424774B1 (ko) |
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2013
- 2013-03-22 KR KR1020130030817A patent/KR101424774B1/ko active IP Right Grant
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