KR102191094B1 - 시설물 예방정비 및 이상상황 탐지를 위한 열화상 장치 기반 시설물 모니터링 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
산업분야(공장 및 플랜트)에서 시설물 및 장비의 정비 및 예지보전을 위해 온도측정을 위해, 사용되는 산업용 열화상 카메라의 알림 및 데이터 분석을 위한 설정 방법과 자동화된 모니터링 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 시설물 모니터링 방법은 열화상 장치에서 수신되는 시설물의 열화상 이미지에서 관심 영역을 설정하는 단계; 관심 영역에 대한 이상 발생 조건을 설정하는 단계; 및 설정된 조건에 따라 관심 영역의 이상 발생을 모니터링하는 단계;를 포함한다.
이에 의해, 열화상 장치와 연동하는 온라인 기반 플랫폼을 구축하여, 품질, 시설물 관리 시스템의 도입 비용 및 시간이 단축되어, 저렴한 비용으로 관리시스템 도입이 가능하게 된다.
이에 의해, 열화상 장치와 연동하는 온라인 기반 플랫폼을 구축하여, 품질, 시설물 관리 시스템의 도입 비용 및 시간이 단축되어, 저렴한 비용으로 관리시스템 도입이 가능하게 된다.
Description
본 발명은 시설물 모니터링 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업분야(공장 및 플랜트)에서 시설물 및 장비의 정비 및 예지보전을 위한 시설물 모니터링 방법 및 시스템에 관한 것이다.
산업용 열화상 카메라는 공장이나 플랜트에 설치되어 대상물(시설물, 설비, 상품, 환경 등)의 온도를 비접촉식으로 측정을 가능하게 하여, 안전이나 고장 예방을 위해 비정상적 상황의 발생(예. 기기설비가 과열되는 경우를 탐지)을 모니터링 하기 위해서 활용될 수 있다.
하지만, 기존의 기법에서 자동화된 모니터링이 이루어지기 위해서는 열화상 장비의 공정에 설치 후, 대상물의 크기, 위치, 주변 환경에 따른 설정 및 특정 상황에 대한 알림 조건과 같은 변수에 따라 매번 모니터링 시스템을 새로 구축해야 하기 때문에 전문제작업체에 의뢰하여 시간적 비용적으로 비효율적이다.
또한, 한번 구축된 시스템은 적용된 장소나 환경 또는 대상물 등이 바뀌는 경우, 이러한 변경 부분(탐지영역이나 알림조건 변경 등)을 손쉽게 반영하기가 어려워, 모니터링 프로그램을 새로 제작을 해야 하거나, 새로운 환경에 맞게 수정하여야 하기 때문에, 시스템의 유연성이 떨어지는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 산업분야(공장 및 플랜트)에서 시설물 및 장비의 정비 및 예지보전을 위해 온도측정을 위해, 사용되는 산업용 열화상 카메라의 알림 및 데이터 분석을 위한 설정 방법과 자동화된 모니터링 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 모니터링 방법은 열화상 장치에서 수신되는 시설물의 열화상 이미지에서 관심 영역을 설정하는 단계; 관심 영역에 대한 이상 발생 조건을 설정하는 단계; 및 설정된 조건에 따라 관심 영역의 이상 발생을 모니터링하는 단계;를 포함한다.
본 실시예에 따른 시설물 모니터링 방법은 이상 발생이 감지되면, 이상 발생 사실을 통보하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 시설물 모니터링 방법은 관심 영역의 변경 필요 여부를 판별하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
아울러, 본 실시예에 따른 시설물 모니터링 방법은 이상 발생 조건의 변경 필요 여부를 판별하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
나아가, 본 실시예에 따른 시설물 모니터링 방법은 클라우드 기반으로 이상 발생 관련 데이터를 수집하여 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
더 나아가, 본 실시예에 따른 시설물 모니터링 방법은 이상 발생의 빈도, 횟수, 시기 등의 정보를 분석하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
더 나아가, 본 실시예에 따른 시설물 모니터링 방법은 이상 발생의 빈도, 횟수, 시기를 도표화하여 제공하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시설물의 열화상 이미지를 생성하는 열화상 장치; 및 열화상 이미지에서 관심 영역을 설정하고, 관심 영역에 대한 이상 발생 조건을 설정하며, 설정된 조건에 따라 관심 영역의 이상 발생을 모니터링하는 서비스 플랫폼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 모니터링 시스템이 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 열화상 장치와 연동하는 온라인 기반 플랫폼을 구축하여, 품질, 시설물 관리 시스템의 도입 비용 및 시간이 단축되어, 저렴한 비용으로 관리시스템 도입이 가능하게 된다.
도 1은 열화상 장치 기반 품질 모니터링 솔루션을 예시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 장치 기반 품질 분석 및 시설물 이상 모니터링 시스템의 개요도,
도 3은 열화상 기반 이상 탐지 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 4는 열화상 영상에서 관심영역(RoI) 설정 방법의 일 예를 나타낸 도면,
도 5는 열화상 장치의 관리를 위한 정보 테이블,
도 6은 관심 영역의 관리를 위한 정보 테이블, 그리고,
도 7은 모니터링 조건의 정의/관리를 위한 정보 테이블이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 장치 기반 품질 분석 및 시설물 이상 모니터링 시스템의 개요도,
도 3은 열화상 기반 이상 탐지 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 4는 열화상 영상에서 관심영역(RoI) 설정 방법의 일 예를 나타낸 도면,
도 5는 열화상 장치의 관리를 위한 정보 테이블,
도 6은 관심 영역의 관리를 위한 정보 테이블, 그리고,
도 7은 모니터링 조건의 정의/관리를 위한 정보 테이블이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
열화상 장치는 물체에서 나오는 적외선 에너지를 광학렌즈를 통해 적외선 감지기로 감지하여 적외선 에너지를 데이터화 한 후, 표준 비디오 모니터나 LCD 화면의 뷰파인더에서 볼 수 있도록 이미지 변화하여 서모그래피 엔진을 통해 적외선 이미지로부터 온도 값을 읽을 수 있도록 하는 장치이다.
공장이나 플랜트 산업 현장에서, 오랜 기간 연속적으로 동작하는 고압 장비, 저전압 캐비닛, 모터, 펌프, 고온 장비를 모니터링하거나 절연 손실을 찾고자 할 때 열화상 장치는 비침입적으로 연속적으로 탐지가 가능하기에 장치의 이상 유무 및 예방 정비를 위한 자동화된 실시간 모니터링 시스템에 적용가능 하다.
도 1에는 열화상 장치 기반 품질 모니터링 솔루션을 예시하였다.
이와 같은 시설물의 모니터링이 필요한 공장에 시스템을 도입하기 위해, 개별적으로 의뢰하여 제작을 하고 있어 높은 도입 비용이 필요한 기존과 달리, 본 발명의 실시예에서는 해당 시스템의 요소 기술을 공통화 및 모델화 하고, 분석 관리 플랫폼을 클라우드 기반으로 서비스화를 위한 구조를 제시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 장치 기반 품질 분석 및 시설물 이상 모니터링 시스템의 개요도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 시설물 모니터링 시스템은 열화상 장치(110), 게이트웨이(120) 및 품질검사 서비스 플랫폼(130)을 포함한다.
1) 열화상 기반 이상 유무 탐지
도 2에 도시된 시설물 모니터링 시스템에 의한 열화상 기반 이상 탐지 절차에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 열화상 기반 이상 탐지 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 열화상 장치(110)를 공장에 설치 하고, 품질검사 서비스 플랫폼(130)에서 해당 장치로부터 수신되는 열화상 이미지 영역에서, 모니터링 관심 영역(RoI)를 지정한다(S220).
그리고, 해당 영역에서, 기기의 이상 유무를 판별할수 있는 조건을 질검사 서비스 플랫폼(130)에서 설정하여(S230), 게이트웨이(120)를 통해 실시간으로 수신되는 데이터가 조건을 충족하는지 유무를 모니터링하여 이상 유무를 판별한다(S240,S250).
온도 데이터가 조건을 충족하는 경우, 즉 이상이 발생한 경우에는(S260-Yes), 질검사 서비스 플랫폼(130)은 사용자에게 이상 발생 사실을 알려준다(S270).
한편, 열화상 장치(110)의 설치 위치가 바뀌거나 탐지 대상물 이상 유무 조건을 변경이 필요한 경우에는(S210-Yes), 해당 부분의 모델링 정보만 변경이 가능하다(S220,S230).
2) 관심 영역 및 조건 설정 관리
시설물 모니터링 시스템을 위해, 질검사 서비스 플랫폼(130)은 열화상 이미지 데이터에서 유효성 학습을 위한 유효 탐지 구역(ROI : Region of Interest) 설정 기능을 지원하고, 해당 영역의 온도 조건 설정을 정의 및 설정 가능하도록 모델링하여 변경사항을 반영한다.
도 4에는 열화상 영상에서 관심영역(RoI) 설정 방법의 일 예를 나타내었다.
3) 열화상 장치 관리
도 5는 열화상 장치(110)의 관리를 위한 정보 테이블이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 공장에 설치된 열화상 장치(110)들에 대해서는, sensorId, name, sensorType, location, numMonitor를 저장/관리한다.
sensorId는 열화상 장치 식별할 수 있는 고유 ID이고, name은 장치 이름이며, sensorType은 장치의 종류(모델명)이고, location은 센서가 설치된 위치(나라, 도시, 번지 등)이며, numMonitor는 탐지 영역 수이다.
4) 관심 영역(Region of Interest) 관리
도 6은 관심 영역의 관리를 위한 정보 테이블이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 실제로 탐지되는 영역들인 관심 영역들에 대해서는, RoI_ID, RoI_type, startPoint, endPoind, alarm_type, monitor_type, numCondition를 정의/관리한다.
RoI_ID는 탐지 영역 ID이고, RoI_type는 ROI의 타입/형태로 point = 0, circle = 1, rectangle = 2로 지정한다. startPoint는 영역 시작점 좌표 (x,y)이고, endPoind는 영역 끝지점 좌표 (x,y)이며, alarm_type은 이상 발생시 알림 유무를 정의한다.
monitor_type은 모니터링 온도 타입을 나타내는 정보로, 0은 현재온도, 1은 최대온도, 2는 최소온도, 3은 영역평균온도이다. numCondition은 영역의 알림 조건 개수에 대한 정보이다.
5) 모니터링 조건
도 7은 모니터링 조건의 정의/관리를 위한 정보 테이블이다. 모니터링 조건은 알림을 위한 조건으로, 도 7에 도시된 바와 같이, conditionID, conditionType, thresholdValue, thresholdTime을 정의/관리한다.
conditionID는 조건 설정 ID이고, conditionType는 데이터 처리 함수로 1은 크다는 조건 2는 작다는 조건을 나타낸다. thresholdValue는 판단 값이고, thresholdTime는 milli second 단위로 정의된다.
6) 이상 분석 탐지 서비스
품질검사 서비스 플랫폼(130)은 클라우드 기반으로 데이터를 수집, 저장하고, 이상발생시 알림 뿐만 아니라, 이상발생의 빈도, 횟수, 시기 등의 정보를 분석 관리, 도표화하여 사용자에게 제공한다.
또한 사용자로부터 부정확한 모니터링 정보를 피드백 받아 기록하여, 정확도를 기반으로 탐지 영역이나 이상 발생 조건을 새롭게 지정해야 하는 경우를 판별한다.
지금까지, 시설물 예방정비 및 이상상황 탐지를 위한 열화상 장치 기반 시설물 모니터링 방법 및 시스템에 대해 바람직한 실시예들을 들어 상세히 설명하였다.
본 발명의 실시예를 통해, 전기 및 기계 설비등의 대상물의 실시간 모니터링을 시스템을 위한 열화상 장치의 설정(관심 영역, 알림조건, 정보처리) 및 관리가 가능해지고, 모니터링 시스템을 개별 프로그램이 아닌 클라우드 기반 도입하여 비용 및 환경의 문제로 시스템 도입이나 적용이 어려웠던 중소기업에도 서비스가 가능해진다.
기존의 시설물 관리 모니터링 솔루션은 범용성, 유연성이 떨어지는 문제점이 있어, 솔루션 제작업체에 의뢰하여, 개별적으로 시스템을 구축하여 도입하였기에, 영세기업은 해당 시스템의 도입이 어려운 문제를 가지고 있었지만, 본 발명의 실시예에 따르면, 자동화된 설정 및 관리기법과 클라우드를 기반으로 한 서비스를 사용하여, 공장내 시스템을 개별적으로 구축하지 않고, 서비스를 도입할 수 있고, 자동화된 설정 및 관리기법과 클라우드를 기반으로 한 서비스를 사용하여, 공장내 시스템을 개별적으로 구축하지 않고, 서비스를 도입할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.
110 : 열화상 장치
120 : 게이트웨이
130 : 품질검사 서비스 플랫폼
120 : 게이트웨이
130 : 품질검사 서비스 플랫폼
Claims (8)
- 열화상 장치에서 수신되는 시설물의 열화상 이미지에서 관심 영역을 설정하는 단계;
관심 영역에 대한 이상 발생 조건을 설정하는 단계; 및
설정된 조건에 따라 관심 영역의 이상 발생을 모니터링하는 단계;를 포함하고,
관심 영역의 관리를 위한 정보에는,
관심 영역의 ID, 관심 영역의 type, 관심 영역의 시작점 좌표, 관심 영역의 끝점 좌표, 알람 타입을 포함하며,
관심 영역의 type은,
관심 영역의 형태를 나타내는 정보로, 형태에는 point, circle, rectangle 를 포함하며,
알람 타입은,
관심 영역에 이상 발생시 알림 유무를 나타내는 것을 특징으로 하는 시설물 모니터링 방법.
- 청구항 1에 있어서,
이상 발생이 감지되면, 이상 발생 사실을 통보하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 모니터링 방법.
- 청구항 1에 있어서,
관심 영역의 변경 필요 여부를 판별하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 모니터링 방법.
- 청구항 1에 있어서,
이상 발생 조건의 변경 필요 여부를 판별하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 모니터링 방법.
- 청구항 1에 있어서,
클라우드 기반으로 이상 발생 관련 데이터를 수집하여 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 모니터링 방법.
- 청구항 1에 있어서,
이상 발생의 빈도, 횟수, 시기 등의 정보를 분석하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 모니터링 방법.
- 청구항 6에 있어서,
이상 발생의 빈도, 횟수, 시기를 도표화하여 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 모니터링 방법.
- 시설물의 열화상 이미지를 생성하는 열화상 장치; 및
열화상 이미지에서 관심 영역을 설정하고, 관심 영역에 대한 이상 발생 조건을 설정하며, 설정된 조건에 따라 관심 영역의 이상 발생을 모니터링하는 서비스 플랫폼;을 포함하고,
관심 영역의 관리를 위한 정보에는,
관심 영역의 ID, 관심 영역의 type, 관심 영역의 시작점 좌표, 관심 영역의 끝점 좌표, 알람 타입을 포함하며,
관심 영역의 type은,
관심 영역의 형태를 나타내는 정보로, 형태에는 point, circle, rectangle 를 포함하며,
알람 타입은,
관심 영역에 이상 발생시 알림 유무를 나타내는 것을 특징으로 하는 시설물 모니터링 시스템.
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