KR101693734B1 - Precise measuring system of water and sewage pipe and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상하수도 관로 내부에 대한 균열 등을 영상으로 판별하는 시스템을 구비한 로봇에 있어서, 상기 로봇이 상하수도 관로 내부를 이동할 때 필요한 전원과 제어선의 피딩 길이 변화에 따라 상하수도 관로 내부의 영상 촬영 위치를 판단할 때 발생되는 오류를 최소화함으로써 상하수도 내부의 열화 상태를 정확히 판단함과 동시에 후속 보수 공사시에 정확한 열화 위치를 제공할 수 있는 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for accurately inspecting the interior of a water supply and drainage duct, and more particularly, to a robot including a system for discriminating an image of a crack or the like inside a water supply and drainage duct, Which can minimize the error occurring when determining the image capturing position inside the water supply and drainage pipe according to the variation of the feeding length of the control line, thereby accurately determining the deterioration state in the water supply and sewerage system, The present invention relates to an inspection system for an inside of a pipeline.
일반적으로 상·하수도관의 관로 내부에는 스케일이나 침전물이 쌓인 상태를 점검하거나 또는 관로의 이상여부를 점거하기 위하여 폐쇄회로 티브이용 카메라가 장착된 소형 로보트 카를 이용하여 관로 내부를 촬영하고 있다.In general, the inside of the pipeline is photographed using a small robot car equipped with a closed circuit television camera for checking the accumulation of scale or sediment in the piping of the sewer pipeline or occupying the pipeline abnormality.
종래 기술의 소형 로보트 카는 통상적으로 기계적인 구조로 제작되고 있으며, 주행방식은 바퀴 구동식을 채택하고 있다. 그러나 종래와 같이 바퀴 구동식을 채택할 경우에는 바퀴를 구동시키는 장치가 복잡하기 때문에 동력모터가 장착되는 본체의 규격이 커질 수 밖에 없었으며, 이에 따라 종래 로보트 카는 관경이 ø300 이상인 관로에만 사용할 수 있으 뿐 관경 ø300 이하의 관로에는 사용할 수 없는 것이 있었다. 또한 관로에 침적되는 침적물은 진흙이나 갯벌 또는 모래와 같이 매우 연약한 상태이고 또 울퉁 불퉁하게 쌓이게 되기 때문에 바퀴가 침적물에 빠져 헛돌거나 돌출되게 쌓인 곳은 등판하지 못하게 되어 관로 내부를 촬영하지 못하게 되어 있을 뿐만 아니라, 카메라를 이용하여 관로를 촬영할 때 카메라로부터 먼거리에 있는 관로의 내부는 헤드라이트가 밝게 조명하고 있다 하더라도 카메라에 선명하게 촬영할 수 없는 문제점이 있다.Conventionally, a small-sized robot car is usually manufactured in a mechanical structure, and a wheel drive type is adopted as a driving method. However, in the case of employing the wheel drive type as in the prior art, since the device for driving the wheels is complicated, the size of the main body to which the power motor is mounted has to be increased. Thus, the conventional robot car can be used only for the pipe having the diameter of ø300 or more But there was something that could not be used for ducts with a diameter of ø300 or less. Also, deposits deposited in pipelines are very fragile like mud, tidal-flats, or sand, and accumulate ruggedly, so that the wheels do not fall into the sediment, However, there is a problem that when the pipeline is photographed using the camera, the inside of the pipeline at a distance from the camera can not shoot clearly in the camera even if the headlight is illuminated brightly.
따라서 선명한 상하수도 관로 내부의 영상을 획득하기 위한 시도가 실용신안등록 제214386호에 개시되어 있다.Therefore, an attempt to acquire an image inside a clear water supply and drainage duct is disclosed in Utility Model Registration No. 214386. [
실용신안등록 제214386호에 의하면, 동력장치인 정·역구동용 모터가 내장된 본체와, 상기 본체의 전,후 양측에 정·역구동용 모터로부터 동력을 전달받아 구동하는 바퀴와, 상기 본체의 전방에 장착되어 관로의 내부를 조명하는 헤드라이트와According to the Utility Model Registration No. 214386, there are provided a main body having a built-in motor for forward and backward driving which is a power unit, wheels for driving the front and rear sides of the main body by receiving power from forward and reverse driving motors, A headlight mounted on the front of the duct to illuminate the inside of the duct
카메라가 내장된 촬영장치와, 상기 본체의 후방에 장착되어 전원을 공급받는 전선박스와로 구성된 관로 촬영용 로보트 카에 있어서, 상기 본체의 전방측 기어 하우징을 관통하는 구동축의 일측에 축착되는 구동용 스파이럴 베벨기어와; 상기 본체에 내장되어 정·역구동 및 구동속도가 조절되는 정·역구동용 감속모터의 출력축에 축착되어 상기 구동 스파이럴 베벨기어와 치합되는 동력전달용 스파이럴 베벨기어와; 상기 본체의 전방측 구동축과 후방측 종동축 각각의 양단에 축착되는 체인기어에 설치되는 캐터필러와; 상기 본체의 전방측에 낮은 높이로 부착되는 고정반과; 및 상기 본체와는 분리된 채 상기 고정반에 고정 설치되며 내부 중심부에는 카메라가, 상기 카메라의 양쪽에는 두개의 헤드라이트가 내장되는 촬영기 어셈블리;로 구성되는 상·하수도 관로 폐쇄회로 티브이 촬영용 로봇카가 개시되어 있다.A robot for traction photographing comprising a photographing device with a built-in camera and an electric box box mounted on the rear of the main body and supplied with power, the robot car comprising: a spiral driving spiral which is accommodated on one side of a driving shaft passing through a front side gear housing of the main body; A bevel gear; A spiral bevel gear for power transmission which is built in the main body and is fixed to an output shaft of a forward / reverse drive decelerating motor, the forward / reverse drive and the drive speed of which are adjusted, and is engaged with the drive spiral bevel gear; A caterpillar installed in a chain gear which is accommodated at both ends of a front drive shaft and a rear drive shaft of the main body; A fixed plate attached to the front side of the main body at a low height; And a camera assembly, which is fixed to the fixed plate and separated from the main body, the camera assembly including a camera at an inner center portion and two headlights at both sides of the camera, and a robot car for photographing a closed circuit television .
상기 로봇카에 의하면 캐터필러 방식으로 로봇카가 이동됨으로써 로봇카 차체 자체는 슬립이 발생되지 않게 되지만, 상기 로봇카에 영상 촬영, 헤드라이트 및 차체의 구동에 필요한 전원은 모두 외부, 즉, 상하수도 관로로 로봇카를 진입시킨 지상의 맨홀 밖에서 케이블로 제공되고 있다. According to the robot car, the robot car is moved by the caterpillar system, so that the robot car body itself is not slip. However, all the power supplies necessary for driving the robot, such as image capturing, headlight and bodywork, The cable is provided outside the ground manhole into which the car entered.
이 때, 로봇카가 상하수도 관로 내부를 이동하는 거리는 케이블의 중량과 출렁거림의 제약으로 인하여 제한된 거리 밖에 이동하지 못하는 문제점이 있다. At this time, the distance traveled by the robot car in the water supply and sewer pipe is limited by the limited distance due to the weight of the cable and the restriction of the swinging.
이와 같이 종래 로봇카는 케이블의 중량과 출렁거림으로 인하여 실시간 영상의 출력을 통하여 지상에서 공급되는 개략적인 케이블의 풀림을 유추하여 영상 촬영 위치를 파악하고 있는 바, 정확한 영상 촬영의 위치를 파악할 수 없기 때문에 후속의 보수 작업 등을 위하여 상하수도 관로의 위치를 특정하여 작업해야 하는 공간이 상대적으로 넓은 문제점이 있으며, 그에 따른 시민들의 불편함이 따르는 문제점이 있다.In the conventional robot car, since the weight of the cable and the squeezing of the cable are used to estimate the position of the image capturing by estimating the outline of the cable supplied from the ground through the output of the real-time image, Therefore, there is a problem that the space required to specify the location of the water supply and drainage pipe is relatively large for subsequent repair work, and the citizens are disadvantaged accordingly.
더욱이, 종래 로봇카에 연결되는 케이블은 일반적으로 150m 정도되며, 이 때, 케이블이 지상의 케이블 공급장치로부터 풀릴 때 케이블의 외주연에 접하여 엔코딩하는 엔코더의 출력값에 따라 대략적인 위치를 확인하고 있다.Further, the cable connected to the conventional robot car is generally about 150 m, and the approximate position is confirmed according to the output value of the encoder which is in contact with the outer circumference of the cable when the cable is released from the cable supply device on the ground.
그러나, 케이블은 상하수도 관로 내의 침전물이나 슬러지 등으로 인하여 엔코더로부터 엔코딩될 때 슬립(slip)이 발생되어 정확하게 영상이 촬영되는 위치를 확인할 수 없는 문제점이 있었다.However, there has been a problem that a cable slip occurs when the encoder is encoded due to sediments or sludge in the water supply and drainage pipe, and the position at which the image is accurately captured can not be confirmed.
따라서 정확하게 상하수도 관로 내부에서 영상이 촬영되는 위치를 정확히 파악할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is required to develop a technique that accurately grasps the position where the image is captured in the water supply and drainage pipe.
따라서 본 발명의 목적은 상하수도 관로 내부에서 촬영되는 영상의 위치를 정확히 파악할 수 있는 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a system for inspecting the inside of a water supply and sewer pipe which can accurately grasp the position of an image photographed inside a water supply and drainage pipe.
본 발명의 일면에 의하면, 상하수도 관로(P)의 내부를 주행하면서 상하수도 관로의 내벽에 대한 영상을 입력받기 위한 점검 차량(10); According to an aspect of the present invention, there is provided a check vehicle (10) for receiving an image of an inner wall of a water supply and drainage pipe while traveling in a water supply and drainage pipe (P);
점검 차량(10)에 전원과 제어신호를 제공하기 위한 케이블(20); A cable (20) for providing power and control signals to the inspection vehicle (10);
점검 차량(10)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)에 대한 시공간적 변화율을 검출하며 케이블(20)이 상하수도 관로(P)의 외부에서 권해될 때의 권해속도를 검출한 상태에서 이미지(I)에 대한 시공간적 변화율과 케이블(20)의 권해속도를 비교함으로써 케이블(20)이 권해될 때 발생되는 공회전(슬립)을 보정하여 케이블(20)의 실제 권해 길이를 생성하기 위한 거리 연산부(30); 및 The image I is detected in a state in which the speed at which the
거리 연산부(30)에 의하여 생성되는 케이블(20)의 실제 권해 길이에 대응하여 점검 차량(10)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)를 연속하여 매핑하기 위한 이미지 매핑부(40)로 이루어지는 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템이 제공된다.An
여기서, 거리 연산부(30)는 케이블(20)의 권취와 권해에 대한 구동력을 제공하기 위한 권취부(31), 권취부(31)에 의하여 권해되는 케이블(20)의 권해 속도를 검출하기 위한 권해속도 검출부(32), 점검 차량(10)의 영상 입력부(16)로부터 입력되는 상하수도 관로(P)의 내부의 영상 이미지(I)를 시간 함수에 대한 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)로 추출하기 위한 이미지 추출부(33), 이미지 추출부(33)에 의하여 추출된 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)에 대하여 시간에 따른 공간적 변화율을 검출하기 위한 이미지 변환율 검출부(34), 이미지 변환율 검출부(34)에 대하여 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간에 따른 공간적 변환율에 대한 기준 데이터(D_I)를 제공하기 위한 메모리부(35), 권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간에 따른 공간적 변화율의 관계를 비교하기 위한 속도 비교부(36), 및 속도 비교부(36)에 의한 비교에 의하여 케이블(20)이 권해될 때 발생되는 공회전을 보정하여 케이블(20)의 실제 권해 길이를 생성하기 위한 권해 길이 보정부(37)로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the
한편, 거리 연산부(30)의 이미지 추출부(33)는 점검 차량(10)의 영상 입력부(16)로부터 입력되는 상하수도 관로(P)의 내부의 영상 이미지(I)를 시간 함수에 대한 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)로 추출하며, 식별 화소(I_f)는 연속되는 영상의 이미지(I)에 있어서 특정 영역으로 구분되는 화소이며, 식별 이미지(I_i)는 예를 들면 선이나 도형으로 이루어지는 이미지로서 주변 이미지와 식별되는 화소들의 집합체로 이루어지는 것이 바람직하다.The image extracting unit 33 of the
또한, 이미지 변환율 검출부(34)는 연속되는 프레임에 있어서 이미지 추출부(33)에 의하여 추출되는 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)가 상하수도 관로(P)의 내부에서 시간에 대한 공간적 변화율을 검출하는 것이 바람직하다.The image conversion ratio detection unit 34 detects the spatial variation rate of time in the interior of the water supply and drainage pipe P from the identification pixel I_f or the identification image I_i extracted by the image extraction unit 33 in successive frames It is preferable to detect it.
또한, 메모리부(35)는 이미지 변환율 검출부(34)에 대하여 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간에 따른 공간적 변환율에 대한 기준 데이터(D_I)를 제공하며, 상기 기준 데이터(D_I)는 사전에 입력되는 데이터로서, 연속되는 프레임상에서 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)가 시간에 대한 화소 이동의 변화율과 점검 차량(10)의 이동속도의 상관 관계에 대한 데이터로 이루어지는 것이 바람지하다.The
또한, 속도 비교부(36)는 권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도를 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간에 따른 공간적 변화율에 의하여 점검 차량(10)의 이동 속도를 비교하는 것이 바람직하다.The
또한, 권해 길이 보정부(37)는 속도 비교부(36)에 의하여 비교되는 권취부(31)에 의한 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 점검 차량(10)의 이동 속도의 결과에 따라 케이블(20)이 권취부(31)로부터 공회전(슬립)되어 권해되고 있는지 여부를 판단하며, 공회전으로 권해되고 있는 권취부(31)의 슬립 구간의 길이를 보정함으로써 실제 케이블(20)의 권해 길이를 생성하는 것이 바람직하다.The wrapping length correcting unit 37 corrects the winding speed of the
한편, 본 발명의 다른 일면에 의하면, 점검 차량(10)이 이동하면서 상하수도 관로(P)의 내부에 대한 영상이 입력되는 단계;According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an air conditioner, comprising: inputting an image of an inside of a water supply and drainage pipe (P) while a check vehicle (10) is moving;
상하수도 관로(P)의 외부에서 점검 차량(10)에 연결된 케이블(20)의 권해 속도를 엔코딩하여 검출하는 단계;Encode and detect the winding speed of the cable (20) connected to the inspection vehicle (10) outside the water supply and drainage pipe (P);
점검 차량(10)의 영상 입력부(16)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)에 대한 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간적 변화를 메모리부(35)에 저장된 데이터(D_I)에 기초하여 점검 차량(10)의 이동속도를 검출하는 단계;The temporal change of the identification pixel I_f or the identification image I_i with respect to the image I of the image input by the
권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 이미지(I)의 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 변화율에 따른 점검 차량(10)의 이동 속도를 비교하는 단계;(I_f) of the image (I) detected by the image conversion rate detecting section 34 and the rate of change of the identification image I_i detected by the image search
권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 이미지(I)의 변화율에 따른 점검 차량(10)의 이동 속도가 선형관계에 있을 경우 권취부(31)에서는 논슬립(none slip)되어 권해되는 것으로 판단하여 케이블(20)이 정상적으로 권해되어 케이블(20)의 권해 길이를 출력하며, When the winding speed of the
권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 이미지(I)의 변화율에 따른 점검 차량(10)의 이동 속도가 비선형관계에 있을 경우 권취부(31)에서는 슬립(slip)되어 권해되는 것으로 판단하여 권해 길이를 보정하여 출력하는 단계; 및When the moving speed of the
권해되는 길이의 보정값에 기초하여 상하수도 관로(P)의 이미지를 매핑하는 단계로 이루어진 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 측정 방법이 제공된다.And mapping the image of the water supply and drainage pipe (P) based on the correction value of the recommended length.
따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템에 의하면 정확하게 상하수도 관로(P)의 내부의 열화 위치를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 사후적으로 위치에 기반하여 정확한 영상데이터를 생성할 수 있다.Therefore, according to the system for inspecting the inside of the water supply and drainage pipe according to the preferred embodiment of the present invention, it is possible to accurately detect the internal deterioration position of the water supply and drainage pipe P and to accurately generate image data based on the position .
도 1은 실용신안등록 제214386호에 따른 종래 로봇카의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템의 동작에 대한 흐름도이다.1 is a schematic plan view of a conventional robot car according to Utility Model Registration No. 214386;
2 is a schematic block diagram of an inspection system for the inside of a water supply and drainage pipe according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an inspection system for the inside of a water supply and drainage pipe according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an operation of the system for inspecting the inside of a water supply and drainage pipe according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed inspection system for an interior of a water supply and drainage pipe according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템의 블록도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템의 동작에 대한 흐름도이다.3 is a block diagram of a system for inspecting the interior of a water supply and drainage pipe according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross- 4 is a flowchart illustrating an operation of the system for inspecting the inside of a water supply and drainage pipe according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템에 의하면, 상하수도 관로(P)의 내부를 주행하면서 상하수도 관로의 내벽에 대한 영상을 입력받기 위한 점검 차량(10), 점검 차량(10)에 전원과 제어신호를 제공하기 위한 케이블(20), 점검 차량(10)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)에 대한 시공간적 변화율을 검출하며 케이블(20)이 상하수도 관로(P)의 외부에서 권해될 때의 권해속도를 검출한 상태에서 이미지(I)에 대한 시공간적 변화율과 케이블(20)의 권해속도를 비교함으로써 케이블(20)이 권해될 때 발생되는 공회전을 보정하여 케이블(20)의 실제 권해 길이를 생성하기 위한 거리 연산부(30), 및 거리 연산부(30)에 의하여 생성되는 케이블(20)의 실제 권해 길이에 대응하여 점검 차량(10)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)를 연속하여 매핑하기 위한 이미지 매핑부(40)로 이루어진다.As shown in FIGS. 2 to 3, according to the preferred embodiment of the present invention, an image of the inner wall of the water supply and drainage pipe is inputted while traveling in the water supply and drainage pipe P, A
여기서, 점검 차량(10)은 종래와 마찬가지로 케이블(20)이 접속되기 위한 인터페이스(12), 점검 차량(10)을 구동하기 위한 구동부(14), 및 점검 차량(10)이 이동하면서 상하수도 관로(P)의 내부에 대한 영상을 입력 받기 위한 영상 입력부(16)로 이루어진다.Here, the
점검 차량(10)의 구동부(14)는 점검 차량(10)의 안정적인 주행을 위하여 좌우 양측에 3열의 차륜을 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable that the
점검 차량(10)의 영상 입력부(16)는 점검 차량(10)의 전면부에 상하 좌우로 틸트가 가능한 CCD 소자로 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferable that the
케이블(20)은 점검 차량(10)에 대한 전원과 제어신호를 공급하기 위한 케이블로 이루어진다.The
거리 연산부(30)는 케이블(20)의 권취와 권해에 대한 구동력을 제공하기 위한 권취부(31), 권취부(31)에 의하여 권해되는 케이블(20)의 권해 속도를 검출하기 위한 권해속도 검출부(32), 점검 차량(10)의 영상 입력부(16)로부터 입력되는 상하수도 관로(P)의 내부의 영상 이미지(I)를 시간 함수에 대한 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)로 추출하기 위한 이미지 추출부(33), 이미지 추출부(33)에 의하여 추출된 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)에 대하여 시간에 따른 공간적 변화율을 검출하기 위한 이미지 변환율 검출부(34), 이미지 변환율 검출부(34)에 대하여 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간에 따른 공간적 변환율에 대한 기준 데이터(D_I)를 제공하기 위한 메모리부(35), 권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간에 따른 공간적 변화율의 관계를 비교하기 위한 속도 비교부(36), 및 속도 비교부(36)에 의한 비교에 의하여 케이블(20)이 권해될 때 발생되는 공회전을 보정하여 케이블(20)의 실제 권해 길이를 생성하기 위한 권해 길이 보정부(37)로 이루어진다.The
거리 연산부(30)의 권취부(31)는 케이블(20)의 권취와 권해에 대한 구동력을 제공하기 위한 롤러로 이루어지는 것이 바람직하다.The
거리 연산부(30)의 권해속도 검출부(32)는 권취부(31)에 의하여 권해되는 케이블(20)의 권해 속도를 검출하기 위한 엔코더로 이루어지는 것이 바람직하다.The winding
거리 연산부(30)의 이미지 추출부(33)는 점검 차량(10)의 영상 입력부(16)로부터 입력되는 상하수도 관로(P)의 내부의 영상 이미지(I)를 시간 함수에 대한 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)로 추출한다. 식별 화소(I_f)는 연속되는 영상의 이미지(I)에 있어서 특정 영역으로 구분되는 화소인 것이 바람직하다. 식별 화소(I_f)는 예를 들면 음영에 의하여 주변 화소와 식별되는 화소나 화소들의 단위로 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, 식별 이미지(I_i)는 연속되는 영상의 이미지(I)에 있어서 특정 이미지로 구분되는 이미지인 것이 바람직하다. 식별 이미지(I_i)는 예를 들면 선이나 도형으로 이루어지는 이미지로서 주변 이미지와 식별되는 화소들의 집합체로 이루어지는 것이 바람직하다.The image extracting unit 33 of the
이미지 변환율 검출부(34)는 이미지 추출부(33)에 의하여 추출된 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)에 대하여 연속하는 프레임에 있어서 시간에 따른 공간적 변화율을 검출한다. 즉, 이미지 변환율 검출부(34)는 연속되는 프레임에 있어서 이미지 추출부(33)에 의하여 추출되는 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)가 상하수도 관로(P)의 내부에서 시간에 대한 공간적 변화율을 검출한다.The image conversion ratio detecting unit 34 detects a spatial rate of change with time in a continuous frame with respect to the identification pixel I_f or the identification image I_i extracted by the image extracting unit 33. [ That is, the image conversion ratio detection unit 34 determines whether the identification pixel I_f or the identification image I_i extracted by the image extraction unit 33 in the subsequent frame has a spatial change rate with respect to time in the interior of the water supply and drainage pipe P .
메모리부(35)는 이미지 변환율 검출부(34)에 대하여 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간에 따른 공간적 변환율에 대한 기준 데이터(D_I)를 제공한다. 메모리부(35)의 기준 데이터(D_I)는 사전에 입력되는 데이터로서, 연속되는 프레임상에서 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)가 시간에 대한 화소 이동의 변화율과 점검 차량(10)의 이동속도의 상관 관계에 대한 데이터로 이루어진다. 이 때, 점검 차량(10)의 이동속도에 대한 가상의 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 화소 이동 변화율과의 관계를 시뮬레이션 데이터로 저장되는 것이 바람직하다.The
속도 비교부(36)는 권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간에 따른 공간적 변화율의 관계를 비교한다. 즉, 속도 비교부(36)에 의하면, 권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도를 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간에 따른 공간적 변화율에 의하여 점검 차량(10)의 이동 속도를 비교한다.The
권해 길이 보정부(37)는 속도 비교부(36)에 의하여 비교되는 권취부(31)에 의한 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 점검 차량(10)의 이동 속도의 결과에 따라 케이블(20)이 권취부(31)로부터 공회전되어 권해되고 있는지 여부를 판단하며, 공회전으로 권해되고 있는 권취부(31)의 슬립 구간의 길이를 보정함으로써 실제 케이블(20)의 권해 길이를 생성한다.The wrapping length correcting section 37 compares the winding speed of the
이미지 매핑부(40)는 거리 연산부(30)의 권해 길이 보정부(37)에 의하여 생성되는 케이블(20)의 실제 권해 길이에 대응하여 점검 차량(10)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)를 연속하여 매핑하여 생성한다.The
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 점검 차량(10)이 이동하면서 상하수도 관로(P)의 내부에 대한 영상이 입력된다.According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, an image of the interior of the water supply and drainage pipe P is inputted while the
이 때, 상하수도 관로(P)의 외부에서 점검 차량(10)에 연결된 케이블(20)의 권해 속도를 엔코딩하여 검출한다.At this time, the winding speed of the
또한, 점검 차량(10)의 영상 입력부(16)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)에 대한 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간적 변화를 메모리부(35)에 저장된 데이터(D_I)에 기초하여 점검 차량(10)의 이동속도를 검출한다.The temporal change of the identification pixel I_f or the identification image I_i with respect to the image I of the image input by the
이후, 권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 이미지(I)의 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 변화율에 따른 점검 차량(10)의 이동 속도를 비교한다.Thereafter, depending on the winding speed of the
이 때, 권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 이미지(I)의 변화율에 따른 점검 차량(10)의 이동 속도가 선형관계에 있을 경우 권취부(31)에서는 논슬립(none slip)되어 권해되는 것으로 판단하여 케이블(20)이 정상적으로 권해되어 케이블(20)의 권해 길이를 출력한다.At this time, the moving speed of the
한편, 권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 이미지(I)의 변화율에 따른 점검 차량(10)의 이동 속도가 비선형관계에 있을 경우 권취부(31)에서는 슬립(slip)되어 권해되는 것으로 판단하여 권해 길이를 보정하여 출력한다.On the other hand, the traveling speed of the
이와 같이 권해되는 길이의 보정값에 기초하여 상하수도 관로(P)의 이미지를 매핑한다.The image of the water supply and drainage pipe P is mapped based on the correction value of the recommended length.
따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템에 의하면 정확하게 상하수도 관로(P)의 내부의 열화 위치를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 사후적으로 위치에 기반하여 정확한 영상데이터를 생성할 수 있다.Therefore, according to the system for inspecting the inside of the water supply and drainage pipe according to the preferred embodiment of the present invention, it is possible to accurately detect the internal deterioration position of the water supply and drainage pipe P and to accurately generate image data based on the position .
10: 점검 차량
12: 인터페이스
14: 구동부
16: 영상 입력부
20: 케이블
30: 거리 연산부
31: 권취부
32: 권해속도 검출부
33: 이미지 추출부
34: 이미지 변환율 검출부
35: 메모리부
36: 속도 비교부
37: 권해 길이 보정부
40: 이미지 매핑부10: Inspection vehicle
12: Interface
14:
16:
20: Cable
30:
31:
32:
33: Image extracting unit
34: Image Conversion Ratio Detection Unit
35:
36: speed comparator
37: Recommendation Length Correction
40: image mapping unit
Claims (8)
점검 차량(10)에 전원과 제어신호를 제공하기 위한 케이블(20);
점검 차량(10)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)에 대한 시공간적 변화율을 검출하며 케이블(20)이 상하수도 관로(P)의 외부에서 권해될 때의 권해속도를 검출한 상태에서 이미지(I)에 대한 시공간적 변화율과 케이블(20)의 권해속도를 비교함으로써 케이블(20)이 권해될 때 발생되는 공회전(슬립)을 보정하여 케이블(20)의 실제 권해 길이를 생성하기 위한 거리 연산부(30); 및
거리 연산부(30)에 의하여 생성되는 케이블(20)의 실제 권해 길이에 대응하여 점검 차량(10)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)를 연속하여 매핑하기 위한 이미지 매핑부(40)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템.A checking vehicle (10) for receiving an image of the inner wall of the water supply and drainage pipe while traveling in the water supply and drainage duct (P);
A cable (20) for providing power and control signals to the inspection vehicle (10);
The image I is detected in a state in which the speed at which the cable 20 is pulled out of the water supply and drainage duct P is detected while detecting the temporal and spatial variation rate of the image I inputted by the inspection vehicle 10, (30) for correcting an idling (slip) generated when the cable (20) is pulled up by comparing the rate of temporal change of the cable (20) with the rate of winding of the cable (20) to generate the actual winding length of the cable (20); And
And an image mapping unit 40 for continuously mapping an image I of an image input by the inspection vehicle 10 in correspondence with the actual winding length of the cable 20 generated by the distance calculating unit 30 Inspection system for the inside of water and sewage pipeline.
식별 화소(I_f)는 연속되는 영상의 이미지(I)에 있어서 특정 영역으로 구분되는 화소이며,
식별 이미지(I_i)는 선이나 도형으로 이루어지는 이미지로서 주변 이미지와 식별되는 화소들의 집합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템.The image processing apparatus according to claim 2, wherein the image extracting unit (33) of the distance calculating unit (30) calculates the image (I) of the inside of the water supply and sewer pipe (P) input from the image input unit (16) (I_f) or the identification image (I_i)
The identification pixel I_f is a pixel that is divided into a specific region in the image I of a continuous image,
Wherein the identification image (I_i) is an image composed of a line or a figure, and is composed of an aggregate of pixels identified with the surrounding image.
상기 기준 데이터(D_I)는 사전에 입력되는 데이터로서, 연속되는 프레임상에서 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)가 시간에 대한 화소 이동의 변화율과 점검 차량(10)의 이동속도의 상관 관계에 대한 데이터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 조사 시스템.5. The image processing apparatus according to claim 4, wherein the memory unit (35) provides the image conversion ratio detecting unit (34) with reference data (D_I) about the spatial conversion rate of the identification pixel (I_f) or the identification image (I_i)
The reference data D_I are previously input data and the identification pixel I_f or the identification image I_i on the successive frame is correlated with the rate of change of the pixel movement with respect to time and the moving speed of the check vehicle 10 Wherein the data is based on the data of the first and second sensors.
상하수도 관로(P)의 외부에서 점검 차량(10)에 연결된 케이블(20)의 권해 속도를 엔코딩하여 검출하는 단계;
점검 차량(10)의 영상 입력부(16)에 의하여 입력되는 영상의 이미지(I)에 대한 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 시간적 변화를 메모리부(35)에 저장된 데이터(D_I)에 기초하여 점검 차량(10)의 이동속도를 검출하는 단계;
권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 이미지(I)의 식별 화소(I_f)나 식별 이미지(I_i)의 변화율에 따른 점검 차량(10)의 이동 속도를 비교하는 단계;
권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 이미지(I)의 변화율에 따른 점검 차량(10)의 이동 속도가 선형관계에 있을 경우 권취부(31)에서는 논슬립(none slip)되어 권해되는 것으로 판단하여 케이블(20)이 정상적으로 권해되어 케이블(20)의 권해 길이를 출력하며,
권해속도 검출부(32)에 의하여 검출되는 케이블(20)의 권해 속도와 이미지 변환율 검출부(34)에 의하여 검출되는 이미지(I)의 변화율에 따른 점검 차량(10)의 이동 속도가 비선형관계에 있을 경우 권취부(31)에서는 슬립(slip)되어 권해되는 것으로 판단하여 권해 길이를 보정하여 출력하는 단계; 및
권해되는 길이의 보정값에 기초하여 상하수도 관로(P)의 이미지를 매핑하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상하수도 관로 내부에 대한 정밀 측정 방법.A step of inputting an image of the inside of the water supply and drainage pipe (P) while the inspection vehicle (10) moves;
Encode and detect the winding speed of the cable (20) connected to the inspection vehicle (10) outside the water supply and drainage pipe (P);
The temporal change of the identification pixel I_f or the identification image I_i with respect to the image I of the image input by the image input unit 16 of the inspection vehicle 10 is stored in the data D_I stored in the memory unit 35 Detecting a moving speed of the inspection vehicle (10) based on the moving speed of the inspection vehicle (10);
(I_f) of the image (I) detected by the image conversion rate detecting section 34 and the rate of change of the identification image I_i detected by the image search rate detecting section 32, (10);
When the winding speed of the cable 20 detected by the winding speed detection unit 32 and the moving speed of the inspection vehicle 10 according to the rate of change of the image I detected by the image conversion rate detection unit 34 are in a linear relationship In the winding unit 31, it is judged that the cable 20 is slipped in a non slip manner, and the cable 20 is normally pulled to output the winding length of the cable 20,
When the moving speed of the inspection vehicle 10 is in a nonlinear relationship with the winding speed of the cable 20 detected by the winding speed detection unit 32 and the rate of change of the image I detected by the image conversion rate detection unit 34 A step of judging that the winding unit (31) slips and is recommended, correcting and outputting the recommended length; And
And mapping an image of the water supply and drainage pipe (P) based on the correction value of the recommended length.
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