KR101995973B1 - System for Analyzing Aggregate Size and Method thereof - Google Patents

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KR101995973B1
KR101995973B1 KR1020180079546A KR20180079546A KR101995973B1 KR 101995973 B1 KR101995973 B1 KR 101995973B1 KR 1020180079546 A KR1020180079546 A KR 1020180079546A KR 20180079546 A KR20180079546 A KR 20180079546A KR 101995973 B1 KR101995973 B1 KR 101995973B1
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기형호
서명국
이호연
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삼영플랜트주식회사
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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C2/00—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers
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    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group

Abstract

According to a system for analyzing the aggregate size and a method thereof, an image of crushed aggregate is measured through a cone crusher and an average value of distribution information by the aggregate size is drawn from the measured image so a warning display for friction correction is generated if aggregate over the certain size exceeds acceptable distribution. A manager performs liner gap control of the cone crusher through the warning display so aggregate can be crushed in a certain size range.

Description

골재 크기 분석 시스템 및 방법{System for Analyzing Aggregate Size and Method thereof}[0001] The present invention relates to a system for analyzing aggregate size,

본 발명은 골재 크기 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파쇄된 골재의 이미지를 측정하고 이미지 내의 골재 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여, 일정 크기 이상의 골재가 허용 분포 이상을 넘을 시 마모 교정을 위한 경고가 발생되도록 한 골재 크기 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a system and method for analyzing aggregate size, and more particularly, to a method and system for analyzing aggregate size, And a method for analyzing an aggregate size in which a warning for calibration is generated.

일반적으로 건축 폐기물, 채석장이나 광산에서 채취된 석재 등은 파쇄기를 통해 일정 크기로 파쇄되는 파쇄 과정을 갖는다.Generally, construction waste, quarry or stone collected from a mine has a crushing process which is crushed to a certain size through a crusher.

파쇄기로는 비교적 큰 덩어리의 골재를 파쇄하는 죠 크러셔와, 그 죠 크러셔로부터 파쇄된 골재를 더 작은 크기로 파쇄시키는 콘 크러셔 등이 있다.The crusher includes a jaw crusher for crushing a relatively large mass of aggregate, and a cone crusher for crushing aggregate crushed from the jaw crusher to a smaller size.

특히 콘 크러셔는, 편심 회전되는 콘 형상의 맨틀과 고정 설치된 콘 케이브 사이에 골재를 투입하여 파쇄하는 것으로, 대략 원통 형상의 메인 프레임과, 그 메인 프레임의 내부에 익센트릭(eccentric)을 매개로 하여 편심된 상태로 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 그 회전축의 외주면에 결합되는 콘 형상의 맨틀 코어 및 맨틀과, 그 메인 프레임의 상부에 안착 설치되는 탑프레임과, 상기 탑프레임에 나사 결합되며 맨틀과 적정 거리 이격된 콘 케이브가 설치된 탑셀로 구성된다.Particularly, a cone crusher is an apparatus for crushing and crushing an aggregate between a cone-shaped mantle which is eccentrically rotated and a fixed concealed cage, and comprises a substantially cylindrical main frame and an eccentric A cone-shaped mantle core and a mantle coupled to an outer circumferential surface of the rotating shaft, a top frame seated on an upper portion of the main frame, And a top cell equipped with a cone cube spaced at an appropriate distance.

또한, 회전축을 사용하지 않고 맨틀 코어를 구동시키는 콘 크러셔도 있다.There is also a cone crusher that drives the mantle core without using a rotary shaft.

그 외에도, 상기 탑프레임과 상기 메인 프레임 사이에 골재의 파쇄 과정 시 발생되는 수직 부하를 감당하기 위한 릴리즈 수단 등이 설치된다.In addition, there is provided a releasing means between the top frame and the main frame for supporting a vertical load generated during the crushing process of the aggregate.

이와 같이 구성된 종래 기술에 의한 콘 크러셔에 의하면, 풀리의 회전력에 의해 구동축이 회전하고, 이 구동축의 회전력에 의해 서로 치합된 베벨기어가 회전되어 익센트릭이 회전하게 된다. According to the conventional cone crusher constructed as described above, the drive shaft is rotated by the rotational force of the pulley, and the bevel gear meshed with each other by the rotational force of the drive shaft is rotated to rotate the extensible wheel.

이어서, 상기 익센트릭에 편심된 회전축이 회전하여 상기 맨틀 코어가 구동하면서 맨틀과 콘케이브 사이의 간격이 좁아지거나 넓어져 투입된 골재를 파쇄하게 된다.Subsequently, the rotation axis eccentric to the centrifugal rotates and the gap between the mantle and the cone is narrowed or widened while the mantle core is driven, so that the charged aggregate is crushed.

콘 크러셔는 운전 가동시간이 경과함에 따라서 맨틀과 콘 케이브가 점점 마모되어가기 때문에 적절한 시기에 교환해주어야 하며, 맨틀과 콘 케이브의 적절한 교환시점을 놓치면 설비 본체의 파손을 유발할 수 있는 문제점이 있었다.The cone crusher has to be replaced at an appropriate time because the mantle and cone are getting worn out as the operation time of the cone is lengthened, and if the proper replacement time of the mantle and cone cave is missed, there is a problem that the main body of the cone can be damaged.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1087961호Korean Registered Patent Publication No. 10-1087961

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 콘 크러셔를 통해 파쇄된 골재의 이미지를 측정하고, 측정된 이미지에서 골재 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여 일정 크기 이상의 골재가 허용 분포 이상을 넘을 시 마모 교정을 위한 경고 표시가 발생되도록 하며, 관리자는 경보 표시를 통해 콘 크러셔의 라이너 갭 조정을 수행함으로써, 일정 크기의 범위 내로 골재가 파쇄될 수 있도록 하는 골재 크기 분석 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring an image of crushed aggregate through a cone crusher and deriving an average value of distribution information by aggregate size in the measured image, A warning display for wear correction is generated at the time of overrun, and the manager performs an adjustment of the liner gap of the cone crusher through an alarm indication, thereby providing an aggregate size analysis system and a method for allowing the aggregate to be shattered within a predetermined size range will be.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 골재 크기 분석 시스템은 컨베이어 상에 고정 구비되는 것으로, 콘 크러셔를 통해 파쇄되어 컨베이어를 따라 이동되는 골재의 이미지를 미리 설정한 시간 주기로 촬영하는 영상획득부; 및 영상획득부를 통해 촬영된 골재의 이미지를 입력받아 골재의 크기 별 분포 정보를 분석하고, 미리 설정된 시간 동안의 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여, 평균값이 허용 분포 이상의 크기이면 이에 따른 마모 교정 경보를 발생시키는 제어수단을 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an aggregate size analyzing system comprising: an image acquiring unit that is fixedly mounted on a conveyor and images an image of an aggregate moved along a conveyor in a predetermined time period, the aggregate being crushed through a cone crusher; And an image of the aggregate taken through the image acquiring unit, analyzes the distribution information according to the size of the aggregate, derives an average value of the distribution information for each predetermined time, and if the average value is larger than the allowable distribution, And a control unit for generating the control signal.

영상획득부는 지면에 수직으로 고정된 장착지그와, 장착지그에 상부에 고정되어 컨베이어가 위치한 하부를 향하여 빛을 조사하는 조명수단과, 장착지그의 상부에 고정되어 조명수단과 동일한 방향인 컨베이어가 위치한 하부를 향하여 영상 촬영을 수행하는 카메라가 포함되어 구성되며; 조명수단 및 카메라는 개방된 하부를 제외한 나머지 면은 빛이 차단되도록 형성된 보호케이스에 둘러싸여 구비될 수 있다.The image acquiring unit includes a mounting jig fixed vertically to the ground surface, lighting means fixed to the mounting jig at an upper portion thereof for irradiating light toward a lower portion where the conveyor is located, and a conveyor And a camera for photographing the image downward; The illumination means and the camera may be surrounded by a protective case formed so that light is shielded from the other surface except the opened lower portion.

제어수단은 영상획득부를 통해 촬영된 골재의 이미지를 입력받아 영상 처리하여 골재 별 이미지를 생성하고; 생성된 골재 별 이미지를 통하여 골재의 크기 및 형상을 분석하고; 골재 크기를 보정 후 골재 크기 별로 분류하여 입도 분포 곡선이 작성되도록 할 수 있다.The control means receives an image of the aggregate photographed through the image acquisition unit and performs image processing to generate an aggregate image; Analyze the size and shape of the aggregate through the generated image of the aggregate; After the aggregate size is corrected, it is possible to classify the aggregate size according to the aggregate size to create the particle size distribution curve.

그리고 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 골재 크기 분석 방법은 콘 크러셔를 통해 파쇄되어 컨베이어를 따라 이동되는 골재를 컨베이어 상에 고정 구비된 영상획득부를 통해 미리 설정한 시간 주기로 촬영하여 골재 이미지를 획득하는 제1단계; 제1단계를 통하여 획득된 골재 이미지를 제어수단이 입력받아 영상 처리하여 골재 별 이미지를 생성하는 제2단계; 제2단계를 통하여 생성된 골재 별 이미지에서 골재의 크기 별 분포 정보를 분석하고, 미리 설정된 시간 동안의 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여, 골재의 크기 및 형상을 분석하는 제3단계 및 제3단계를 통하여 분석된 골재의 크기를 보정 후 골재 크기 별로 분류하여 입도 분포 곡선이 작성되도록 하는 제4단계를 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides an aggregate size analyzing method, wherein an aggregate material that has been shredded through a cone crusher and moved along a conveyor is photographed at a preset time period through an image acquisition unit fixed on a conveyor to acquire an aggregate image ; A second step of receiving an aggregate image obtained through the first step and receiving an image of the aggregate image to generate an aggregate image; A third step of analyzing the distribution information of the aggregate size in the aggregate image generated through the second step and deriving an average value of the distribution information of each size during the predetermined time period to analyze the size and shape of the aggregate, And a fourth step of classifying the size of the analyzed aggregate through the step and then classifying the size of the analyzed aggregate according to the aggregate size so that the particle size distribution curve is formed.

제2단계에서는 골재 이미지를 이진화하는 단계와, 이진화된 골재 이미지에 모폴로지 연산을 수행하는 단계를 포함하고; 제3단계에서는 모폴로지 연산이 수행된 골재 이미지를 둘러싸는 골재 타원을 생성하는 단계와, 각각의 골재 타원의 평균 크기 및 장/단축 비율을 산출하는 단계를 포함하고; 제4단계에서는 골재의 크기를 보정하여 크기 별로 분류하는 단계와, 이에 따른 입도 분포 곡선을 작성하는 단계를 포함할 수 있다.The second step includes binarizing the aggregate image, and performing a morphology operation on the binarized aggregate image; In the third step, an aggregate ellipse surrounding the aggregate image subjected to the morphology operation is generated; and calculating the average size and the short / long axis ratio of each aggregate ellipse; In the fourth step, the size of the aggregate may be corrected and classified according to size, and a step of creating a particle size distribution curve may be included.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 골재 크기 분석 시스템 및 방법에 따르면, 콘 크러셔를 통해 파쇄된 골재의 이미지를 측정하고, 측정된 이미지에서 골재 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여 일정 크기 이상의 골재가 허용 분포 이상을 넘을 시 마모 교정을 위한 경고 표시가 발생되도록 하며, 관리자는 경보 표시를 통해 콘 크러셔의 라이너 갭 조정을 수행함으로써, 일정 크기의 범위 내로 골재가 파쇄될 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the aggregate size analyzing system and method of the present invention as described above, the image of the aggregate broken through the cone crusher is measured, and the average value of the distribution information of the aggregate size is derived from the measured image, A warning indication for wear correction is generated when the distribution abnormality is exceeded and the manager performs an adjustment of the liner gap of the cone crusher through an alarm display so that the aggregate can be crushed to a certain size range.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 골재 크기 분석 시스템을 나타낸 도면이며,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 골재 크기 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views showing an aggregate size analysis system according to an embodiment of the present invention,
3 and 4 are views for explaining an aggregate size analysis method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 골재 크기 분석 시스템은 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 영상획득부(500) 및 제어수단(700)을 포함하여 구성된다.The aggregate size analysis system according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition unit 500 and a control unit 700, as shown in FIG. 1 to FIG.

영상획득부(500)는 컨베이어(300) 상에 고정 구비되는 것으로, 콘 크러셔(100)를 통해 파쇄되어 컨베이어(300)를 따라 이동되는 골재의 이미지를 미리 설정한 시간 주기로 촬영한다.The image acquiring unit 500 is fixed on the conveyor 300 and scrapes through the cone crusher 100 to take an image of the aggregate moving along the conveyor 300 at a predetermined time period.

영상획득부(500)는 장착지그(310), 조명수단(510) 및 카메라(530)를 포함하여 구성된다.The image acquisition unit 500 includes a mounting jig 310, an illumination unit 510, and a camera 530.

장착지그(310)는 컨베이어(300)의 양측으로 지면에 수직으로 고정되도록 구비되며, 하부에는 지면으로부터 전달되는 진동을 저감시키기 위한 진동 저감 수단이 더 구비될 수 있다.The mounting jig 310 may be vertically fixed to both sides of the conveyor 300 and may be further provided with vibration reduction means for reducing vibrations transmitted from the ground.

조명수단(510)은 장착지그(310)에 상부에 고정되어 컨베이어(300)가 위치한 하부를 향하여 수직으로 빛을 조사하도록 구비된다.The lighting means 510 is fixed to the mounting jig 310 so as to vertically irradiate light toward the lower portion where the conveyor 300 is located.

카메라(530)는 장착지그(510)의 상부에 조명수단(510)으로부터 일측으로 이격된 상태로 고정되어 조명수단(510)과 동일한 방향인 컨베이어(300)가 위치한 하부를 향하여 수직으로 영상 촬영을 수행한다.The camera 530 is fixed to the upper portion of the mounting jig 510 so as to be spaced apart from the illuminating means 510 so as to photograph the image vertically toward the lower portion where the conveyor 300 in the same direction as the illuminating means 510 is located .

장착지그(310)의 상부에는 하부가 개방된 중공의 보호케이스가 구비되며, 보호케이스는 개방된 하부를 제외한 나머지 면은 빛이 차단되도록 형성되어 조명수단(510) 및 카메라(530)가 내부에 위치되도록 구비된다.The upper surface of the mounting jig 310 is provided with a hollow protective case with an open bottom and the other surface except the opened lower side is configured to block light so that the lighting means 510 and the camera 530 are disposed inside Respectively.

보호케이스는 조명수단(510) 및 카메라(530)를 비 또는 먼지 등으로부터 손상되는 것을 보호할 수도 있다.The protective case may protect the illumination means 510 and the camera 530 from being damaged from rain or dust or the like.

따라서 콘 크러셔(100)를 통하여 파쇄된 골재가 컨베이어(300)를 통하여 장착지그(310)를 통과하면, 조명수단(510)에 의해 골재에 빛이 조사되면서 카메라(530)를 통하여 컨베이어(300)에서 운반되는 골재를 수직으로 촬영하여 골재 이미지를 획득한다.Therefore, when the aggregate crushed through the cone crusher 100 passes through the mounting jig 310 through the conveyor 300, the light is irradiated to the aggregate by the lighting means 510, And the aggregate image is obtained by vertically photographing the aggregate conveyed in the aggregate.

이때, 골재를 촬영하는 시간 주기를 미리 설정할 수 있으며, 예를 들어, 5초 간격으로 시간 주기를 설정하였다면, 컨베이어(300)에서 운반되는 골재는 카메라(530)를 통하여 5초 간격으로 연속하여 촬영이 수행된다.At this time, the time period for photographing the aggregate can be set in advance. For example, if the time period is set at an interval of 5 seconds, the aggregate carried by the conveyor 300 is continuously shot at intervals of 5 seconds through the camera 530 Is performed.

제어수단(700)은 PC, 노트북 등으로 구성될 수 있으며, 영상획득부(500)를 통해 촬영된 골재의 이미지를 입력받아 골재의 크기 별 분포 정보를 분석하고, 미리 설정된 시간 동안의 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여, 평균값이 허용 분포 이상의 크기이면 이에 따른 마모 교정 경보를 발생시킨다.The control unit 700 may be configured as a PC or a notebook computer. The control unit 700 receives the image of the aggregate photographed through the image acquisition unit 500, analyzes the distribution information of each aggregate size, The average value of the information is derived. If the average value is larger than the allowable distribution, a wear calibration warning is generated.

제어수단(700)은 먼저, 영상획득부(500)를 통한 촬영에 앞서, 제어수단(700)을 구성하는 PC 또는 노트북 등의 작동 및 조명수단(510), 카메라(530)가 모두 작동되는 지 확인한다.The control means 700 first determines whether the operation of the PC or the notebook computer constituting the control means 700 and the operation of the lighting means 510 and the camera 530 are all performed Check.

이어서, 프로그램 파라미터 설정을 수행하는 것으로, 파쇄된 골재의 크기 분석 범위(예를 들어 10mm ~ 30mm) 및 기본 단위(예를 들어 5mm)를 설정하고, 크기 분석 주기(예를 들어 1초 ~ 10초마다 측정) 및 시간(예를 들어 1분 ~ 5분 단위로 평균값 산출)을 설정하고, 파쇄된 골재의 관심 크기(예를 들어 25mm 이상) 및 허용 분포범위(예를 들어 20%)를 설정하고, 영상처리 관련 상세 파라미터를 설정한다.Subsequently, by setting the program parameters, a size analysis range (for example, 10 mm to 30 mm) and a basic unit (for example, 5 mm) of the shredded aggregate are set and a size analysis period (For example, 25 mm or more) and an allowable distribution range (for example, 20%) of the shredded aggregate is set , And set detailed parameters related to image processing.

이어서, 관련 장치들이 정상 작동하고, 관련 파라미터가 설정되면, 콘 크러셔(100)를 통해 파쇄되어 컨베이어(300)를 따라 이동되는 골재를 컨베이어 상에 고정 구비된 조명수단(510)으로 조사하면서 카메라(530)를 통해 미리 설정한 시간 주기로 촬영하여 골재 이미지(10)를 획득한다(S110).Then, when the related devices are operating normally and related parameters are set, the aggregate, which is shredded through the cone crusher 100 and moved along the conveyor 300, is irradiated onto the conveyor by the lighting means 510, 530) to acquire the aggregate image 10 (S110).

이때 제어수단(700)은 촬영된 골재 이미지(10)를 입력받아서, 분석하기 위한 적당한 크기로 조정을 하고(S120), 컬러 카메라로 촬영된 경우, 크기 조정된 골재 이미지를 흑백 이미지(30)로 변환하고(S130), 분석 정확도 향상을 위해 흑백 변환된 골재 이미지의 히스토그램 보정 및 명암을 보정(S140)하는 등의 전처리 과정이 수행된다.At this time, the control means 700 receives the captured aggregate image 10, adjusts it to an appropriate size for analysis (S120), and when it is photographed with a color camera, converts the resized aggregate image into a monochrome image 30 (S130). In order to improve the accuracy of the analysis, a preprocessing process such as histogram correction of the monochrome converted aggregate image and correction of the contrast (S140) is performed.

이어서, 제어수단(700)은 전처리 과정이 수행된 골재 이미지에 모폴로지 연산을 수행하여 이미지에서 골재를 하나씩 분리하는 과정이 수행된다(S150).Then, the control unit 700 performs a morphology operation on the aggregate image subjected to the preprocessing process to separate the aggregates one by one in operation S150.

모폴로지 연산에서 골재 간 경계 부근이 그림자로 인하여 픽셀 값이 낮은 특성을 이용하고, 설정된 경계값 이하를 윤곽으로 설정한다.In the morphology operation, the property of low pixel value is used due to the shadow around the boundary between the aggregates, and the contour is set below the set boundary value.

즉, 모폴로지 연산은 골재 이미지에서 골재 영역과 배경, 골재와 골재를 분리하는 것에 목적이 있으며, 골재 이미지에서는 각 골재 간 경계 부근(골재 바깥 부분과 골재 간 사이 영역)은 그림자가 생성되어 골재 영역보다 어둡게 된다.That is, the purpose of the morphology operation is to separate the aggregate area from the background, the aggregate and the aggregate in the aggregate image, and in the aggregate image, the shadow near the boundary between the aggregates (the area between the aggregate and the aggregate) It becomes dark.

따라서 이러한 특성을 이용하여 골재 이미지에서 골재 영역을 분리할 수 있는 것으로, 예를 들어, 골재 이미지에서 픽셀 값 70 이상은 골재 영역으로 설정할 수 있고, 그 이하는 배경으로 설정할 수 있다.Therefore, it is possible to separate the aggregate area from the aggregate image by using this characteristic. For example, in the aggregate image, a pixel value of 70 or more can be set as an aggregate area, and a value less than 70 can be set as a background.

경계값을 기준으로 골재 이미지에서 배경 및 윤곽은 0, 그 외는 1로써 이진화를 수행할 수 있다.In the aggregate image based on the boundary value, the background and contour can be binarized by 0, and others can be binarized.

골재의 분리 정확도를 향상시키기 위해서 이미지 엣지 추출, 모폴로지 파라미터값 설정은 골재마다 상이하게 할 수 있다.In order to improve the separation accuracy of the aggregate, image edge extraction and setting of the morphology parameter values can be made different for each aggregate.

이어서, 모폴로지 연산을 통하여 생성된 골재 별 이미지에서 골재의 크기 별 분포 정보를 분석하고, 미리 설정된 시간 동안의 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여, 골재의 크기 및 형상을 분석한다.Next, the distribution information of the aggregate size is analyzed in the aggregate image generated through the morphology operation, and the average value of the distribution information by size during the predetermined time is derived, and the size and shape of the aggregate are analyzed.

먼저, 모폴로지 연산이 수행된 골재 이미지에 타원 피팅 알고리즘을 적용하여, 골재 이미지를 둘러싸는 골재 타원(50)을 생성한다(S160).First, an ellipse fitting algorithm is applied to an image of an aggregate on which a morphology operation has been performed, thereby generating an aggregate ellipse 50 surrounding the aggregate image (S160).

이어서 사전 설정된 프로그램 파라미터 값에 따라 각각의 골재 타원의 평균 크기를 분석하고, 장/단축 비율을 산출(70)한다(S170).Then, the average size of each aggregate ellipse is analyzed according to a predetermined program parameter value, and the length / shortening ratio is calculated 70 (S170).

각각의 골재 타원의 평균 크기 산출 과정, 장/단축 비율 산출하는 과정은 골재를 둘러싸는 타원의 장축 값과 단축 값을 이용하여, 각각의 골재의 장축과 단축 크기를 평균하고, 장축과 단축을 합한 값을 2로 나누어 평균 직경 크기를 산출하여 구할 수 있다.The process of calculating the average size of each aggregate ellipse and calculating the length / shortening ratio is to average the long and short axes of each aggregate using the long axis value and the short axis value of the ellipse surrounding the aggregate, The value can be obtained by dividing the value by 2 and calculating the average diameter size.

또는 수학식 1 및 수학식2에 나타낸 바와 같이, 등가 직경 이론을 기반으로 평균 직경 크기를 산출하여 구할 수 있다.Alternatively, as shown in Equations (1) and (2), it can be obtained by calculating the average diameter size based on the equivalent diameter theory.

Figure 112018067450162-pat00001
Figure 112018067450162-pat00001

Figure 112018067450162-pat00002
Figure 112018067450162-pat00002

여기서, A는 타원의 넓이이며 D는 원으로 가정된 골재 직경이다.Where A is the width of the ellipse and D is the assumed aggregate diameter.

이어서, 분석된 골재의 크기를 보정 후(S180), 골재 크기 별로 분류하여(S190), 입도 분포 곡선(90)을 작성한다(S200).Subsequently, the size of the analyzed aggregate is corrected (S180), classified according to aggregate size (S190), and a particle size distribution curve 90 is created (S200).

먼저, 상술한 바와 같이 산출된 골재 크기는 골재 이미지 상에서 픽셀 단위로 계산된 값이므로, 골재 이미지의 픽셀 크기와 실제 길이 간 관계 값을 이용하여 골재 크기 값을 실제 길이에 맞게 보정한다(예를 들어 1픽셀 = 1.2mm) First, since the aggregate size calculated as described above is a value calculated on a pixel basis on the aggregate image, the aggregate size value is corrected to the actual length using the relationship between the pixel size and the actual length of the aggregate image (for example, 1 pixel = 1.2 mm)

이어서, 미리 설정된 골재 크기 범위 및 단위에 따라 골재를 분류한다.Subsequently, the aggregates are classified according to the predetermined aggregate size range and unit.

예를 들어, 골재 크기 범위를 10mm~30mm로, 단위를 5mm 설정한 경우, 10mm 이하는 10mm 구간에, 10mm초과 15mm이하는 15mm 구간에, 25mm 초과 30mm 이하는 30mm 구간에, 그 외 이상의 크기는 30mm 초과 구간으로 분류할 수 있다.For example, if the aggregate size range is 10mm to 30mm and the unit is set to 5mm, 10mm or less is divided into 10mm section, 10mm to 15mm section is to 15mm section, 25mm to 30mm section is 30mm section, It can be classified into sections exceeding 30mm.

한편, 골재 타원 피팅 과정에서 각 골재의 타원 넓이 합이 이미지의 넓이의 50% 미만(설정 값)일 경우 그 이미지에서 도출한 값은 사용하지 않을 수 있다.On the other hand, when the sum of the ellipses of each aggregate is less than 50% (set value) of the width of the image in the course of the aggregate elliptical fitting, the value derived from the image may not be used.

즉, 골재 이미지에서 대다수의 골재가 타원 피팅되면 각 타원의 넓이 합은 이미지의 넓이의 80% 이상이 될 수 있다.That is, when the majority of the aggregate in the aggregate image is elliptically fitted, the sum of the widths of the respective ellipses can be more than 80% of the width of the image.

하지만 골재 타원 피팅 이전 과정에서 골재가 확실하게 분리되지 않을 경우, 일부 소수 골재만 타원피팅이 되는 경우가 발생하고, 이 경우는 골재 이미지에서 각 크기 별 골재 분포를 분석하기에는 부정확하기 때문에 사용하지 않게 된다.However, when the aggregate is not surely separated in the process before the aggregate elliptic fitting, only a small number of aggregates may become an elliptical fitting. In this case, the aggregate image is not used because it is inaccurate to analyze the aggregate distribution by each size .

이어서, 상술한 바와 같이 분류한 각 구간별 골재 수를 이용하여 크기별 분포 곡선인 입도 분포 곡선을 작성한다.Next, a particle size distribution curve, which is a size distribution curve, is created by using the aggregate count for each section classified as described above.

입도 분포 곡선은 일정 시간(예를 들어 1분마다) 동안 분석된 파쇄 골재의 평균 크기 및 분포 정보 표시를 표시하고, 이어서 일정 시간 동안의 시간대별 파쇄 골재의 분포 정보의 평균 값을 도출한다.The particle size distribution curve displays the average size and distribution information of the broken aggregate analyzed during a certain period of time (for example, every minute), and then derives the average value of the distribution information of the broken aggregate for a predetermined time period.

입도 분포 곡선에 따라 골재의 크기가 허용된 범위 내에 분포될 경우, 콘크러셔(100)가 정상 동작하는 것으로 판단하며, 반면에, 입도 분포 곡선에 따라 골재의 크기가 허용된 범위를 초과 시 모니터 등의 화면에 알람 표시(경보음 발생)를 하여, 관리자에게 콘크러셔(100)의 라이너 마모 교정을 경고한다.When the size of the aggregate is distributed within the allowable range according to the particle size distribution curve, it is determined that the cone crusher 100 operates normally. On the other hand, when the size of the aggregate exceeds the allowable range according to the particle size distribution curve, (Alarm sound is generated) on the screen of the cone crusher 100 to warn the manager of the liner wear correction of the cone crusher 100.

예를 들어, 파쇄하고자 하는 골재마다 설정 값이 다르지만, 설정 크기(예를 들어 직경 25cm) 이상의 골재가 전체에서 20%(설정 값) 이상이 될 경우 모니터 화면에 경보 표시 또는 경보음을 발생시킨다.For example, although the set value is different for each aggregate to be crushed, an alarm display or an alarm sound is generated on the monitor screen when the aggregate having a set size (for example, diameter 25 cm) or more becomes 20% (set value) or more.

따라서 관리자는 경보 표시 또는 경보음이 발생하면, 라이너 갭 조정을 수행하여 콘크러셔(100)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, when an alarm display or an audible alarm occurs, the manager can perform the liner gap adjustment to prevent the cone crusher 100 from being damaged.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 골재 크기 분석 시스템 및 방법에 따르면, 콘 크러셔를 통해 파쇄된 골재의 이미지를 측정하고, 측정된 이미지에서 골재 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여 일정 크기 이상의 골재가 허용 분포 이상을 넘을 시 마모 교정을 위한 경고 표시가 발생되도록 하며, 관리자는 경보 표시를 통해 콘 크러셔의 라이너 갭 조정을 수행함으로써, 일정 크기의 범위 내로 골재가 파쇄될 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the aggregate size analyzing system and method of the present invention as described above, the image of the aggregate broken through the cone crusher is measured, and the average value of the distribution information of the aggregate size is derived from the measured image, A warning indication for wear correction is generated when the distribution abnormality is exceeded and the manager performs an adjustment of the liner gap of the cone crusher through an alarm display so that the aggregate can be crushed to a certain size range.

한편, 본 발명에 따른 단계 S110 내지 단계 S200에 따른 골재 크기 분석 방법을 프로그램화하여 컴퓨터가 읽을 수 있도록 시디롬, 메모리, ROM, EEPROM 등의 기록매체에 저장시킬 수도 있다.Meanwhile, the method of analyzing aggregate size according to the steps S110 to S200 according to the present invention may be programmed and stored in a recording medium such as a CD-ROM, a memory, a ROM, and an EEPROM so as to be read by a computer.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It will be readily apparent that various substitutions, modifications, and alterations can be made herein.

100: 콘 크러셔 300: 컨베이어
310: 장착지그 500: 영상획득부
510: 조명수단 530: 카메라
700: 제어수단100: Cone crusher 300: Conveyor
310: mounting jig 500: image acquiring unit
510: Lighting means 530: Camera
700: control means

Claims (6)

컨베이어 상에 고정 구비되는 것으로, 콘 크러셔를 통해 파쇄되어 컨베이어를 따라 이동되는 골재의 이미지를 미리 설정한 시간 주기로 촬영하는 영상획득부; 및 영상획득부를 통해 촬영된 골재의 이미지를 입력받아 골재의 크기 별 분포 정보를 분석하고, 미리 설정된 시간 동안의 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여, 평균값이 허용 분포 이상의 크기이면 이에 따른 마모 교정 경보를 발생시키는 제어수단을 포함하여 구성되고;
제어수단은 영상획득부를 통해 촬영된 골재의 이미지를 입력받아 영상 처리하여 골재 별 이미지를 생성하고, 생성된 골재 별 이미지를 통하여 골재의 크기 및 형상을 분석하고, 골재 크기를 보정 후 골재 크기 별로 분류하여 입도 분포 곡선이 작성되도록 하며; 영상획득부를 통해 촬영된 골재의 이미지를 입력받아 영상 처리하여 골재 별 이미지를 생성시키기 위하여 골재 이미지를 이진화하고, 이진화된 골재 이미지에 모폴로지 연산을 수행하고; 생성된 골재 별 이미지를 통하여 골재의 크기 및 형상을 분석하기 위하여 모폴로지 연산이 수행된 골재 이미지를 둘러싸는 골재 타원을 생성하고, 각각의 골재 타원의 평균 크기 및 장/단축 비율을 산출하고; 골재 크기를 보정 후 골재 크기 별로 분류하여 입도 분포 곡선이 작성되도록 하기 위하여, 골재의 크기를 보정하여 크기 별로 분류하고, 이에 따른 입도 분포 곡선을 작성하는 것을 특징으로 한 골재 크기 분석 시스템.An image acquiring unit fixedly mounted on the conveyor and configured to take an image of the aggregate that is shattered through the cone crusher and moved along the conveyor at a predetermined time period; And an image of the aggregate taken through the image acquiring unit, analyzes the distribution information according to the size of the aggregate, derives an average value of the distribution information for each predetermined time, and if the average value is larger than the allowable distribution, And control means for generating the control signal;
The control means receives an image of the aggregate photographed through the image acquiring unit, performs image processing to generate an image of the aggregate, analyzes the size and shape of the aggregate through the generated image of the aggregate, corrects the aggregate size, Thereby creating a particle size distribution curve; An image of the aggregate photographed through the image acquiring unit is received, and image processing is performed to binarize the aggregate image to generate an image of the aggregate, and a morphology operation is performed on the binarized aggregate image; To analyze the size and shape of the aggregate through the generated image of the aggregate, an aggregate ellipse surrounding the aggregate image subjected to the morphology operation is generated, and the average size and the length / shortening ratio of each aggregate ellipse are calculated; The aggregate size analyzing system according to claim 1, wherein the size of the aggregate is corrected, the size of the aggregate is corrected, and the particle size distribution curve is created in order to create the particle size distribution curve by classifying the aggregate size by the aggregate size. 청구항 1에 있어서, 영상획득부는 지면에 수직으로 고정된 장착지그와, 장착지그에 상부에 고정되어 컨베이어가 위치한 하부를 향하여 빛을 조사하는 조명수단과, 장착지그의 상부에 고정되어 조명수단과 동일한 방향인 컨베이어가 위치한 하부를 향하여 영상 촬영을 수행하는 카메라가 포함되어 구성되며; 조명수단 및 카메라는 개방된 하부를 제외한 나머지 면은 빛이 차단되도록 형성된 보호케이스에 둘러싸여 구비된 것을 특징으로 한 골재 크기 분석 시스템.The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image acquiring unit includes: a mounting jig vertically fixed to the ground; illumination means fixed on the mounting jig to irradiate light toward a lower portion of the conveying unit; And a camera for photographing an image toward a lower portion where a conveyor is installed; Wherein the illuminating means and the camera are surrounded by a protective case formed so that light is shielded from the other surface except the opened lower portion. 삭제delete 콘 크러셔를 통해 파쇄되어 컨베이어를 따라 이동되는 골재를 컨베이어 상에 고정 구비된 영상획득부를 통해 미리 설정한 시간 주기로 촬영하여 골재 이미지를 획득하는 제1단계; 제1단계를 통하여 획득된 골재 이미지를 제어수단이 입력받아 영상 처리하여 골재 별 이미지를 생성하는 제2단계; 제2단계를 통하여 생성된 골재 별 이미지에서 골재의 크기 별 분포 정보를 분석하고, 미리 설정된 시간 동안의 크기 별 분포 정보의 평균값을 도출하여, 골재의 크기 및 형상을 분석하는 제3단계; 및 제3단계를 통하여 분석된 골재의 크기를 보정 후 골재 크기 별로 분류하여 입도 분포 곡선이 작성되도록 하는 제4단계를 포함하며;
제2단계에서는 골재 이미지를 이진화하는 단계와, 이진화된 골재 이미지에 모폴로지 연산을 수행하는 단계를 포함하고; 제3단계에서는 모폴로지 연산이 수행된 골재 이미지를 둘러싸는 골재 타원을 생성하는 단계와, 각각의 골재 타원의 평균 크기 및 장/단축 비율을 산출하는 단계를 포함하고; 제4단계에서는 골재의 크기를 보정하여 크기 별로 분류하는 단계와, 이에 따른 입도 분포 곡선을 작성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한 골재 크기 분석 방법A first step of acquiring an aggregate image by photographing the aggregate, which is crushed through the cone crusher and moved along the conveyor, at a predetermined time period through an image acquisition unit fixed on the conveyor; A second step of receiving an aggregate image obtained through the first step and receiving an image of the aggregate image to generate an aggregate image; A third step of analyzing the distribution information of each aggregate size in the aggregate image generated through the second step and deriving an average value of the distribution information of each size during the predetermined time to analyze the size and shape of the aggregate; And a fourth step of correcting the size of the aggregate analyzed through the third step and then classifying the size of the aggregate according to the aggregate size so that the particle size distribution curve is formed;
The second step includes binarizing the aggregate image, and performing a morphology operation on the binarized aggregate image; In the third step, an aggregate ellipse surrounding the aggregate image subjected to the morphology operation is generated; and calculating the average size and the short / long axis ratio of each aggregate ellipse; In the fourth step, the size of the aggregate is corrected and classified by size, and a step of creating a particle size distribution curve is performed. 삭제delete 청구항 4항의 골재 크기 분석 방법을 실행하는 프로그램이 기록되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium on which a program for executing the method of analyzing the aggregate size according to claim 4 is recorded.
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