KR102265145B1 - 영상정보 기반 철도 콘크리트 도상 균열 검측 방법 - Google Patents

영상정보 기반 철도 콘크리트 도상 균열 검측 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컴퓨터 영상정보 처리를 이용한 철도 콘크리트 도상(道床)(10)의 균열 검측에 관한 것으로, 철도차량에 탑재되어 점검 대상 철도 콘트리트 도상(10)을 촬영하는 카메라(30)가 컴퓨터(50)와 연결되고, 컴퓨터(50)가 영상정보를 이진화 처리하여 균열의 위치 및 형태를 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 콘크리트제 철도 도상(10)에 대한 효율적이고 간편하며 정밀한 점검이 가능하며, 이로써 철도 도상(10) 점검의 편의성 및 정확성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

Description

영상정보 기반 철도 콘크리트 도상 균열 검측 방법{CONCRETE RAILROAD TRACK INSPECTION METHOD USING IMAGE PROCESSING}
본 발명은 컴퓨터 영상정보 처리를 이용한 철도 콘크리트 도상(道床)(10)의 균열 검측에 관한 것으로, 철도차량에 탑재되어 점검 대상 철도 콘트리트 도상(10)을 촬영하는 카메라(30)가 컴퓨터(50)와 연결되고, 컴퓨터(50)가 영상정보를 이진화 처리하여 균열의 위치 및 형태를 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
철도는 여타의 육상 운송수단에 비하여 수송 능력 및 효율이 월등한 장점이 있으나, 사고 발생시 막대한 피해가 수반되므로 운용상 고도의 안전 관리가 요구된다.
철도 시설물 중 콘크리트 도상(10)은 궤도에 작용하는 하중을 직접 지지하는 구조물로서, 여타의 콘크리트 구조체에서와 같이, 핵심 점검 사항은 균열 검사라 할 수 있다.
콘크리트 구조물 균열 검사의 전통적인 방식은 검사 대상 구조물을 전문 기술자가 육안으로 관찰함으로써 균열의 발생 여부 및 형태 등을 파악하고, 균열 부위를 주기적으로 촬영함으로써 균열의 진행 양상을 추정하는 방식인 바, 검사원의 현장 답사 및 검사 대상 도상(10)에 대한 근거리 접근이 전제될 수 밖에 없다.
그러나 철도 도상(10)은 그 연장이 매우 길 뿐 아니라, 사고 위험으로 인하여 점검원의 직접 접근 및 검사에 상당한 애로점이 있으며, 설령 직접 검사가 가능하다 하여도 검사시 통행 차단으로 인한 심각한 불편이 초래될 수 밖에 없었다.
이에, 콘크리트 구조물의 균열 검사에 컴퓨터 영상 처리 기법을 도입하여 검사의 신속성 및 편의성을 도모한 공개특허 제2003-83359호 등의 기술이 개발되어 활용되고 있으며, 이로써 검사원의 근거리 접근 및 직접 육안 관찰 없이도 컴퓨터 영상 처리를 통하여 구조물의 균열 부위에 대한 신속한 검출이 가능하게 되었다.
공개특허 제2003-83359호를 비롯한 종래의 컴퓨터 영상 처리 적용 콘크리트 구조물 균열 검사 기술은 기본적으로 콘크리트 구조물 표면을 촬영하여 디지털 이미지인 영상을 획득하고, 획득된 영상을 컴퓨터 알고리즘을 이용하여 처리함으로써 해당 촬영 부위에 균열이 존재하는 지 여부를 판단하는 것으로, 카메라에서 획득된 촬상정보를 명암(明暗)에 따라 명부(明部)에서 암부(暗部)로 균일 증감하는 수치를 부여하고, 이를 이진화(二進化) 처리함으로써 주로 명부인 배경과 극명하게 대비되는 암부를 검출하게 된다.
즉, 카메라를 통하여 획득된 원시 촬상정보의 각 픽셀(pixel)에 그레이스케일(gray scale)로 통용되는 0 내지 255의 수치를 설정하는 것으로, 최암부(最暗部)와 최명부(最明部)에 각각 0과 225를 부여함으로써 각 픽셀의 명암을 수치화한 후, 일정 기준치를 상회하는 픽셀과 하회하는 픽셀에 단일 수치를 일괄 부여하는 이진화를 실시함으로써, 예컨데 전체 픽셀의 그레이스케일 수치를 평균하여 평균치를 기준치로 설정한 후 기준치를 상회하는 픽셀에는 0을 부여하고 기준치를 하회하는 픽셀에는 1을 부여하는 방식으로 촬상정보를 처리하는 것이다.
이렇듯 이진화 처리된 촬상정보에서는 배경과 명확하게 대비되는 암부인 균열 부위가 촬영된 픽셀에는 1이 부여되고, 상대적으로 명부라 할 수 있는 비균열 부위의 표면이 촬영된 픽셀에는 0이 부여되는 바, 이를 통하여 컴퓨터가 균열의 발생 여부 및 형상을 파악할 수 있게 된다.
한편, 이진화 처리있어 상기에서 예시한 픽셀별 부여 수치인 1과 0은 정보를 이분(二分)함에 있어서 전산 처리상 편의를 위하여 부여되는 논리값일 뿐 일반적인 그레이스케일에서 설정되는 0 내지 225의 수치와 등치되는 것은 아니며, 1과 0 대신 0과 225 등 다양한 수치가 적용될 수도 있다.
전술한 공개특허 제2003-83359호를 비롯한 종래의 컴퓨터 영상 처리 적용 콘크리트 구조물 균열 검사 기술을 통하여, 균열 검사의 신속성, 편의성 및 안전성을 확보할 수 있게 되었으나, 이러한 종래기술은 기본적으로 균열의 존재 여부를 파악히기 위한 것일 뿐, 개별 균열의 정확한 위치 및 구체적인 형상을 체계적으로 기록하는 것은 불가능한 한계를 가진다.
종래기술에서는 촬상된 영상을 전술한 이진화 기법을 적용함으로써 가용한 영상 정보로 처리하고, 이로써 균열의 존재 여부 및 균열의 대략적인 형태를 추출할 수는 있으나, 촬상된 영상정보가 구현하는 화면상에서의 균열의 위치만으로 해당 균열의 정확한 실제 위치를 특정할 수는 없었던 것이다.
이에, 종래기술에서는 영상정보 기반 균열 점검을 주기적으로 수행하되, 일단 균열의 존재 여부가 파악된 영상정보를 매 검사 시기별로 저장한 후, 동일 위치로 추정되는 영상정보를 육안으로 검사하여 균열의 진행 여부를 확인할 수 밖에 없었다.
즉, 수일 내지 수개월의 간격으로 촬영된 영상을 사후에 육안으로 대비하거나, 일단 화면상 균열 위치를 인력으로 조정하여 촬영 시점별 영상정보를 중첩시킨 후, 균열의 진행 양상을 파악하는 것이다.
따라서, 종래기술에서는 촬상된 영상내 균열의 존재 여부 파악은 컴퓨터 영상처리 기법을 통한 자동 수행이 가능하였으나, 균열의 실제 형태, 위치 및 치수를 기초로 수행되는 균열의 진행 여부 또는 진행 속도 등에 대한 판단은 사후 처리 또는 인력에 의한 처리가 반드시 요구되는 한계가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 촬상된 영상내 균열의 실제 위치를 정확하게 설정할 수 있도록 창안된 것으로, 철도 콘크리트 도상(10) 상측에서 주행하는 철도차량(20)에는 카메라(30)가 장착되고, 철도차량(20)에 장착된 카메라(30)는 컴퓨터(50)와 연결되어 카메라(30)의 촬상정보가 컴퓨터(50)로 입력되며, 철도차량(20)에 장착된 카메라(30)가 도상(10)에 형성된 마커(M1, M2)가 포함되도록 도상(10)을 촬영하는 촬영단계(S10)와, 카메라(30)가 촬상된 원시정보(原始情報)인 촬상정보를 컴퓨터(50)로 입력하는 입력단계(S20)와, 컴퓨터(50)가 촬상정보를 수신하여 기억장치에 저장하는 저장단계(S30)와, 컴퓨터(50)가 저장된 촬상정보를 인출하고 촬상정보를 이진화하여 사전 설정된 형태를 가지는 마커(M1, M2)를 추출하는 측위단계(S41)와, 컴퓨터(50)가 마커(M1, M2)를 이용하여 조정거리를 산출하는 산출단계(S42)와, 컴퓨터(50)가 산출된 조정거리를 이용하여 촬상정보를 보정하여 보정정보를 생성하는 보정단계(S43)와, 컴퓨터(50)가 보정정보를 이진화하여 암부(暗部)인 균열부(C)를 추출하고 이진화된 보정정보를 기억장치에 저장하는 기록단계(S50)로 이루어짐을 특징으로 하는 영상정보 기반 철도 콘크리트 도상 균열 검측 방법이다.
또한, 상기 철도차량(20)에는 2색발광기(42)가 장착되어, 촬영단계(S10)에서는 2색발광기(42)의 제1조명이 점등된 상태에서 카메라(30)가 도상(10)에 형성된 마커(M1, M2)가 포함되도록 도상(10)을 촬영하여 제1촬상정보가 생성된 후, 상기 제1조명은 소등되고 2색발광기(42)의 제2조명이 점등된 상태에서 도상(10)에 형성된 마커(M1, M2)가 포함되도록 도상(10)을 촬영하여 제2촬상정보가 생성되며, 입력단계(S20)에서는 카메라(30)가 촬상된 원시정보(原始情報)인 상기 제1촬상정보 및 제2촬상정보를 컴퓨터(50)로 입력하고, 저장단계(S30)에서는 컴퓨터(50)가 상기 제1촬상정보 및 제2촬상정보를 수신하여 기억장치에 저장하며, 촬상정보로서 상기 제1촬상정보가 적용되어 상기 측위단계(S41), 산출단계(S42) 및 보정단계(S43)가 수행됨으로써 제1보정정보가 생성되고, 촬상정보로서 상기 제2촬상정보가 적용되어 상기 측위단계(S41), 산출단계(S42) 및 보정단계(S43)가 수행됨으로써 제2보정정보가 생성되며, 기록단계(S50)에서는 상기 제1보정정보 및 제2보정정보를 각각 이진화하여 제1이진정보 및 제2이진정보를 생성하고, 제1이진정보 및 제2이진정보의 픽셀별 논리값을 논리곱 방식으로 연산하여 차분정보를 생성함으로써 암부(暗部)인 균열부(C)를 추출하고 차분정보를 기억장치에 저장함을 특징으로 하는 영상정보 기반 철도 콘크리트 도상 균열 검측 방법이다.
본 발명을 통하여, 콘크리트제 철도 도상(10)에 대한 효율적이고 간편하며 정밀한 점검이 가능하며, 이로써 철도 도상(10) 점검의 편의성 및 정확성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 촬영된 영상에 있어서 균열의 실제 위치 및 절대 길이를 정확하게 파악할 수 있으므로, 균열의 진행 여부 및 진행 속도 등 당해 도상(10)의 건전성 판단에 있어서 요구되는 핵심 정보를 정확하게 수립할 수 있다.
특히, 상기와 같은 균열의 위치 특정을 영상내 포함 정보를 통하여 자동으로 수행할 수 있는 바, 점검은 물론 사후 처리에 있어서의 효율성 및 신속성을 제고할 수 있다.
도 1은 본 발명의 수행 상황 설명도
도 2는 본 발명의 촬영 방식 설명도
도 3은 본 발명의 흐름도
도 4는 본 발명의 영상정보 예시도
도 5는 본 발명의 영상정보 처리 과정 설명도
도 6은 2색발광기가 적용된 본 발명의 일 실시예 촬영 방식 설명도
도 7은 도 6 실시예의 보정정보 처리 과정 설명도
본 발명의 상세한 구성을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 1은 본 발명의 수행 상황을 예시한 도면으로서, 점검 대상 콘크리트제 철도 도상(10) 상부에 구축된 레일을 따라 철도차량(20)이 주행하고 있으며, 철도차량(20) 하부에는 카메라(30)가 장착되어 도상(10) 상부 표면을 촬영하고 있다.
본 발명에 있어서 철도차량(20)으로는 궤도 점검용 차량은 물론 견인식으로 주행하는 대차(cart)가 적용될 수 있으며, 기관차, 객차 또는 화차 등이 본 발명 수행 철도차량(20)으로 적용될 경우 철도 도상(10)에 대한 상시 점검이 이루어질 수도 있다.
도 2에서와 같이, 본 발명의 철도차량(20)에는 카메라(30)가 장착되고, 철도차량(20)에 장착된 카메라(30)는 컴퓨터(50)와 연결되어 카메라(30)의 촬상정보가 컴퓨터(50)로 입력되는데, 여기서 컴퓨터(50)는 카메라(30)가 장착된 철도차량(20)에 탑재되어 카메라(30)와 컴퓨터(50)가 유선 연결될 수 있음은 물론, 컴퓨터(50)와 카메라(30)가 블루투스 등 통상의 근거리 무선통신이나, 무선랜 무선통신 또는 이동통신망 기반 무선통신 등 다양한 규격의 무선통신을 통하여 연결될 수도 있다.
이러한 본 발명은 도 3에서와 같이, 철도차량(20)에 장착된 카메라(30)가 도상(10)에 형성된 마커(M1, M2)가 포함되도록 도상(10)을 촬영하는 촬영단계(S10)로 개시된다.
여기서 도상(10)에 형성된 마커란 도 4에서와 같이, 일정한 형태를 가지는 고정물로서, 도상(10)에 설치되어 레일을 고정하는 체결구 등을 들 수 있으며, 이러한 마커는 그 형태가 일정하므로 후술할 이진화 처리를 비롯한 이미지 프로세싱에 있어서 마커 이미지에 대한 용이한 추출 내지 확인이 가능하다.
또한, 레일 체결구 등의 마커는 도상(10)에 고정된 시설물이므로 이를 기초로 촬영된 영상의 정확한 촬영 위치를 파악할 수 있다.
이러한 마커(M1, M2)을 통한 영상 촬영 위치의 파악은 철도차량(20)에 카메라(30)가 탑재되어 이동상태에서 촬영이 수행되는 본 발명의 특성상, 촬영된 영상의 정확한 촬영 위치를 특정하기 어려우므로, 이를 해결하기 위하여 요구되는 것으로, 촬영된 영상을 마커(M1, M2)를 기준으로 전, 후 이동시킴에 따라 소기의 정확한 촬영 위치로 영상정보를 보정할 수 있다.
즉, 도 4에 예시된 바와 같은 영상에 있어서는 단일 영상에 있어서 2개소의 마커(M1, M2)가 적용되었는데, 화면상 상부의 마커(M1)와 하부의 마커(M2)의 중간에 화면의 중심선이 위치하는 상황을 정위치 촬영으로 설정하고, 그에 따라 실제 촬영된 영상을 후술할 과정으로 보정하는 것이다.
전술한 촬영단계(S10)가 완료되면 카메라(30)가 촬상된 원시정보(原始情報)인 촬상정보를 무선통신을 통하여 컴퓨터(50)로 입력하는 입력단계(S20)가 수행되고, 이어서 컴퓨터(50)가 도 5의 좌상단에 도시된 바와 같은 촬상정보를 수신하여 기억장치에 저장하는 저장단계(S30)가 수행되어, 촬영된 촬상정보가 컴퓨터(50)의 기억장치에 안전하게 수록될 수 있다.
이후, 컴퓨터(50)가 저장된 촬상정보를 인출하고 촬상정보를 이진화하여 사전 설정된 형태를 가지는 마커(M1, M2)를 추출하는 측위단계(S41)가 수행되며, 도 5에 예시된 실시예에서는 마커로서 레일을 도상(10)에 고정하는 체결구가 적용되었다.
이어서, 도 5의 중간부에 도시된 바와 같이, 컴퓨터(50)가 마커(M1, M2)를 이용하여 조정거리를 산출하는 산출단계(S42)가 수행되는데, 도 5에 예시된 실시예에서는 상측 마커(M1)와 하측 마커(M2)간 중간점이 화면상 상측으로 편중되었는 바, 이후의 처리에 있어서 영상정보를 하측으로 이동시킬 필요가 있다.
또한, 도 5에 도시된 실시예에 있어서, 실제 레일 체결구는 화면상 좌, 우 양측에 구성되어 있으나, 이들 중 일측 체결구만을 마커로 선택하여도 무리 없는 진행이 가능하다.
도 5에 예시된 실시예에 있어서 조정거리는 동 도면의 중간부에 도시된 화면에 있어서 일점쇄선으로 표시된 마커 중심선과 실제 화면 중심선간의 차라 할 수 있으며, 해당 거리가 조정거리로 설정되어 이후의 위치 보정에 활용된다.
산출단계(S42)가 완료되면, 도 5의 좌하단에서와 같이, 컴퓨터(50)가 산출된 조정거리를 이용하여 촬상정보를 보정하여 보정정보를 생성하는 보정단계(S43)가 수행되며, 이로써 마치 정확한 위치에서 정지상태로 촬영한 것과 동일한 조건 및 상태의 영상정보를 획득할 수 있다.
이후, 도 5의 우하단에서와 같이, 컴퓨터(50)가 보정정보를 이진화하여 암부(暗部)인 균열부(C)를 추출하고 이진화된 보정정보를 컴퓨터(50)의 기억장치에 저장하는 기록단계(S50)가 수행됨으로써, 철도 도상(10)에 발생된 균열의 위치 및 형태를 정확하게 파악 및 기록할 수 있으며, 전술한 과정을 정기적으로 수행한 후, 최종 획득된 각각의 보정정보를 대비함으로써 균열의 진행 상황을 파악할 수 있다.
특히, 전술한 조정거리 도입 및 위치 보정을 통하여, 매 점검시 획득된 영상정보가 정확한 위치로 보정될 수 있는 바, 최종 획득된 각각의 보정정보를 단순 중첩하는 처리만으로 균열의 진행 여부 및 속도를 정확하게 파악할 수 있으며, 이러한 단순 중첩 처리는 컴퓨터(50)에 의한 자동 수행이 용이한 바, 방대한 점검 결과를 신속하고 정확하며 간편하게 처리할 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7은 2색발광기(42)가 적용된 실시예를 도시한 것으로서, 도 6에서와 같이, 철도차량(20)에는 2색발광기(42)가 장착되는데, 여기서 2색발광기(42)란 카메라(30)의 촬영용 조명으로서, 단색광이 아닌 2색광을 순차 발광하는 조명이며, 독립적으로 개별 발광되는 제1조명 및 제2조명으로 구성되어 각기 다른 색상의 조명을 피사체에 조사하는 것이다.
예를 들면 2색발광기(42)의 제1조명은 적색광이 적용되고 제2조명은 황색광이 적용되는 방식으로서, 이들 제1조명 및 제2조명은 동시에 점등되지 않고 교호(交互)로 점등된다.
2색 조명의 적용은 점검 대상 도상(10)에 오염물이 침착되거나 부착물이 부착되어 일종의 암부인 이물부(D)를 형성함에 따라, 이를 균열부(C)로 오판하는 현상을 방지하기 위한 것으로, 표면에 형성된 얼룩 또는 부착물 등의 이물질은 조명의 색상에 따라 그 명암 또는 주변부와의 대비가 변동되는 반면, 균열 부위는 조명의 색상에 관계 없이 상시 암부로 관측되는 원리를 이용한 것이다.
이러한 본 발명의 2색발광기(42) 적용 실시예에서는 철도차량(20)이 이동하는 상태에서 동일한 지점에 대하여 제1조명의 점등 상태와 제2조명의 점등 상태 각각에 대한 촬영을 실시하게 되므로, 제1조명하 촬영 영상과 제2조명하 촬영 영상간 위치 편차가 불가피하나, 2회의 촬영이 순간적으로 진행되므로 거리차가 크지 않으며, 전술한 조정거리 도입 및 보정단계(S43)의 수행을 통하여 정위치로의 보정이 가능하므로, 위치 편차로 인한 점검 오류 발생을 차단할 수 있다.
즉, 전술한 촬영단계(S10)를 수행함에 있어서, 2색발광기(42)의 제1조명이 점등된 상태에서 카메라(30)가 도상(10)에 형성된 마커(M1, M2)가 포함되도록 도상(10)을 촬영하여 제1촬상정보가 생성된 후, 상기 제1조명은 소등되고 2색발광기(42)의 제2조명이 점등된 상태에서 도상(10)에 형성된 마커(M1, M2)가 포함되도록 도상(10)을 촬영하여 제2촬상정보가 생성되는 것으로, 제1조명 및 제2조명이 순차로 점등 및 소등되고 2회의 카메라(30) 촬영이 수행되는 등 다수의 단계로 구성되어 있으나, 이러한 일련의 절차는 전기적으로 자동 제어되는 카메라(30)와 2색발광기(42)에 의하여 순간적으로 수행되는 바, 점검원이 체감하지 못할 정도의 단시간에 일괄 수행될 수 있으며, 따라서 철도차량(20)의 정차가 요구되지는 않고 주행상태에서도 무리 없이 수행될 수 있다.
이러한 2색발광기(42)의 교호 발광 및 각 발광 상황에서의 카메라(30)의 순간 촬영은 카메라(30)에 자체 내장된 제어장치에 의하여 수행되거나 카메라(30)와 별도로 구성되어 철도차량(20)에 탑재되는 제어장치에 의하여 수행될 수 있는데, 고속 플래시 촬영 등 인공조명의 발광 및 카메라(30)의 동조 제어는 통상의 디지털 카메라(30)에 있어서 널리 통용되는 기술인 바, 이에 대한 청구범위의 구체적인 한정은 하지 않는다.
이후, 입력단계(S20)에서는 카메라(30)가 촬상된 원시정보(原始情報)인 상기 제1촬상정보 및 제2촬상정보를 컴퓨터(50)로 입력하고, 저장단계(S30)에서는 컴퓨터(50)가 상기 제1촬상정보 및 제2촬상정보를 수신하여 기억장치에 저장한다.
즉, 2색발광기(42) 가동 조건에서, 2회 촬영이 이루어짐에 따라 제1촬상정보 및 제2촬상정보가 생성되고, 이들 각각의 촬상정보에 대하여 전술한 입력단계(S20) 내지 저장단계(S30)가 수행되는 것이다.
이어서, 촬상정보로서 상기 제1촬상정보가 적용되어 상기 측위단계(S41), 산출단계(S42) 및 보정단계(S43)가 수행됨으로써 제1보정정보가 생성되고, 촬상정보로서 상기 제2촬상정보가 적용되어 상기 측위단계(S41), 산출단계(S42) 및 보정단계(S43)가 수행됨으로써 제2보정정보가 생성된다.
이후 수행되는 기록단계(S50)에서는 도 7에서와 같이, 컴퓨터(50)가 상기 제1보정정보 및 제2보정정보를 각각 이진화하여 제1이진정보 및 제2이진정보를 생성하고, 컴퓨터(50)가 제1이진정보 및 제2이진정보의 픽셀별 논리값을 논리곱 방식으로 연산하여 차분정보를 생성함으로써 암부(暗部)인 균열부(C)를 추출하고 차분정보를 컴퓨터(50)의 기억장치에 저장하게 되는데, 이로써 점검 대상 도상(10)에 오염물이 침착되거나 부착물이 부착되어 외형상 균열과 혼동될 수 있는 부분이 존재하는 경우에도, 실제 균열에 대한 정확한 검출이 가능하게 된다.
도 7의 상단부에 예시된 바와 같은 제1보정정보 및 제2보정정보에 대한 이진화 처리 과정을 설명하면, 우선 제1보정정보 및 제2보정정보 각각에 대하여 전체 픽셀에 대한 명도 평균치를 산출하여 이를 상회하는 픽셀과 하회하는 픽셀로 2분하여 표시함으로써 제1이진정보 및 제2이진정보를 생성하며, 이들 제1이진정보 및 제2이진정보가 도 7의 중간부에 예시되어 있다.
제1조명 및 제2조명으로서 전술한 적색광 및 황색광을 각각 적용하고 콘크리트 도상(10)에 진흙 등의 오염물이 침착되어 이물부(D)를 형성하는 상황을 상정하면, 백색에 근접한 회색조의 콘크리트 도상(10) 표면과 적색조의 진흙 오염물에서는 제1조명인 적색광이 다량 반사되고 균열부(C)에서는 균열 내부로 조사된 광선이 반사되지 않으므로 암부를 형성하는 반면, 황색광인 제2조명에서는 콘크리트 도상(10) 표면에서만 다량 반사가 이루어질 뿐, 이물부(D)와 균열부(C) 모두에서 미미한 반사가 이루어짐에 따라, 이물부(D)가 일종의 암부를 형성하게 된다.
결국, 제1조명에서는 이물부(D)가 명부로 감지되는 반면, 제2조명에서는 이물부(D)가 암부로 감지되는 것으로, 이러한 결과를 논리 연산하여 조명 조건과 무관하게 암부로 감지되는 부분만 균열부(C)로 처리함으로써, 오판을 방지하는 것이다.
상기 과정을 전산 처리상 수행되는 논리 연산 관점에서 설명하면, 명도 평균치 이하의 명도 정보가 부여된 픽셀에는 논리값으로 1을 부여하여 암부로 처리하고, 명도 평균치를 초과하는 명도 정보가 부여된 픽셀에는 논리값으로 0을 부여하여 명부로 처리하는 방식으로 제1이진정보와 제2이진정보를 각각 생성한 후, 이들 제1이진정보와 제2이진정보의 동위(同位) 픽셀 논리값을 논리곱(∧) 즉, 두 논리값이 동일하면 그 논리값이 유지되고, 상이하면 논리값으로 0이 부여되는 방식으로 처리하여 도 7의 하단부에 예시된 바와 같은 차분정보를 생성하는 것이다.
따라서, 이진화 및 차분 처리를 거쳐 최종 생성되는 차분정보에는 균열부(C)만이 표시될 뿐, 이물부(D)는 표시되지 않게 되며, 이로써 오판을 방지하고 점검의 정확도를 획기적으로 향상시킬 수 있다.
10 : 도상
20 : 철도차량
30 : 카메라
42 : 2색발광기
50 : 컴퓨터
S10 : 촬영단계
S20 : 입력단계
S30 : 저장단계
S41 : 측위단계
S42 : 산출단계
S43 : 보정단계
S50 : 기록단계

Claims (2)

  1. 철도 콘크리트 도상(10) 상측에서 주행하는 철도차량(20)에는 카메라(30)가 장착되고, 철도차량(20)에 장착된 카메라(30)는 컴퓨터(50)와 연결되어 카메라(30)의 촬상정보가 컴퓨터(50)로 입력되며,
    철도차량(20)에 장착된 카메라(30)가 도상(10)에 형성된 마커(M1, M2)가 포함되도록 도상(10)을 촬영하는 촬영단계(S10)와;
    카메라(30)가 촬상된 원시정보(原始情報)인 촬상정보를 컴퓨터(50)로 입력하는 입력단계(S20)와;
    컴퓨터(50)가 촬상정보를 수신하여 기억장치에 저장하는 저장단계(S30)와;
    컴퓨터(50)가 저장된 촬상정보를 인출하고 촬상정보를 이진화하여 사전 설정된 형태를 가지는 마커(M1, M2)를 추출하는 측위단계(S41)와;
    컴퓨터(50)가 마커(M1, M2)를 이용하여 조정거리를 산출하는 산출단계(S42)와;
    컴퓨터(50)가 산출된 조정거리를 이용하여 촬상정보를 보정하여 보정정보를 생성하는 보정단계(S43)와;
    컴퓨터(50)가 보정정보를 이진화하여 암부(暗部)인 균열부(C)를 추출하고 이진화된 보정정보를 기억장치에 저장하는 기록단계(S50)로 이루어짐을 특징으로 하는 영상정보 기반 철도 콘크리트 도상 균열 검측 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 철도차량(20)에는 2색발광기(42)가 장착되어,
    촬영단계(S10)에서는 2색발광기(42)의 제1조명이 점등된 상태에서 카메라(30)가 도상(10)에 형성된 마커(M1, M2)가 포함되도록 도상(10)을 촬영하여 제1촬상정보가 생성된 후, 상기 제1조명은 소등되고 2색발광기(42)의 제2조명이 점등된 상태에서 도상(10)에 형성된 마커(M1, M2)가 포함되도록 도상(10)을 촬영하여 제2촬상정보가 생성되며;
    입력단계(S20)에서는 카메라(30)가 촬상된 원시정보(原始情報)인 상기 제1촬상정보 및 제2촬상정보를 컴퓨터(50)로 입력하고;
    저장단계(S30)에서는 컴퓨터(50)가 상기 제1촬상정보 및 제2촬상정보를 수신하여 기억장치에 저장하며;
    촬상정보로서 상기 제1촬상정보가 적용되어 상기 측위단계(S41), 산출단계(S42) 및 보정단계(S43)가 수행됨으로써 제1보정정보가 생성되고, 촬상정보로서 상기 제2촬상정보가 적용되어 상기 측위단계(S41), 산출단계(S42) 및 보정단계(S43)가 수행됨으로써 제2보정정보가 생성되며;
    기록단계(S50)에서는 상기 제1보정정보 및 제2보정정보를 각각 이진화하여 제1이진정보 및 제2이진정보를 생성하고, 제1이진정보 및 제2이진정보의 픽셀별 논리값을 논리곱 방식으로 연산하여 차분정보를 생성함으로써 암부(暗部)인 균열부(C)를 추출하고 차분정보를 기억장치에 저장함을 특징으로 하는 영상정보 기반 철도 콘크리트 도상 균열 검측 방법.
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