KR102348335B1 - Ir 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법 - Google Patents

Ir 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 장치는 승강기에 연결된 로프의 후면부에 배치되고 일면에 IR반사 잉크가 도포되어 형성되는 IR 반사판, 상기 IR 반사판에 대향하여 상기 로프의 전면부에 배치되고 상기 로프를 촬영하여 로프 영상을 생성하는 영상 취득 단말 및 상기 승강기의 운행 과정에서 상기 영상 취득 단말로부터 수신한 로프 영상을 기초로 상기 로프의 이상유무를 진단하는 로프 이상 진단부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 IR반사 물질의 특성을 이용하여 엘리베이터 로프 진단을 위한 영상을 취득할 수 있다.

Description

IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법{ELEVATOR ROPE DIAGNOSIS DEVICE AND METHOD USING IR REFLECTOR}
본 발명은 승강기 로프 진단 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IR반사 물질의 특성을 이용하여 엘리베이터 로프 진단을 위한 영상을 취득할 수 있는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 카메라를 통한 영상을 취득한 후 이를 활용하여 기기의 이상 유무를 확인하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 관련하여 엘리베이터 시스템에서 이를 활용하여 로프의 이상 감지, 파손 유무 등을 영상처리를 통하여 진단할 수 있다.
한국공개특허 제10-2018-0113213(2018.10.15)호는 로프 손상 진단 검사 장치에 관한 것으로, 여자 코일 및 검출 소자가, 와이어 로프에 대해서 1개의 외층 스트랜드가 1회전하는 분의 와이어 로프의 길이를 제1 대변의 길이로 하고, 1개의 외층 스트랜드에 포함되는 외층 소선의 직경과 갯수와의 곱을 제2 대변의 길이로 하는 평행 사변형으로 배치되어 있으므로, 컴팩트한 구성에 의해, 와이어 로프의 외주면의 둘레 방향의 일부에만 대향시켜 와이어 로프의 손상의 유무를 검출할 수 있다.
한국등록특허 제10-1292073(2013.07.24)호는 와이어 로프 손상 검출 및 확인장치에 관한 것으로, 카메라가 와이어 로프(wire rope)를 타고 자유자재로 이동하면서 와이어 로프의 손상 여부를 검출하고 그 손상 부위를 촬영하여 중앙 관리부의 통신망에 의해 관리자의 휴대폰 단말기까지 무선으로 전송할 수 있게 하는 기술을 개시하고 있다.
한국공개특허 제10-2018-0113213(2018.10.15)호 한국등록특허 제10-1292073(2013.07.24)호
본 발명의 일 실시예는 IR반사 물질의 특성을 이용하여 엘리베이터 로프 진단을 위한 영상을 취득할 수 있는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 로프의 반대편에 IR 반사판을 설치하여 영상을 취득함으로써 주위 환경에 영향을 받지 않고 보다 정확한 로프의 이상유무를 진단할 수 있는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법은 IR반사 잉크를 사용함으로써 영상처리에서 중요한 요소인 광원 환경을 제어하기 어려운 환경에서도 일정한 환경을 구성할 수 있는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치는 승강기에 연결된 로프의 후면부에 배치되고 일면에 IR반사 잉크가 도포되어 형성되는 IR 반사판, 상기 IR 반사판에 대향하여 상기 로프의 전면부에 배치되고 상기 로프를 촬영하여 로프 영상을 생성하는 영상 취득 단말 및 상기 승강기의 운행 과정에서 상기 영상 취득 단말로부터 수신한 로프 영상을 기초로 상기 로프의 이상유무를 진단하는 로프 이상 진단부를 포함한다.
상기 영상 취득 단말은 IR 카메라 및 IR 수/발광 센서를 포함하고, 상기 IR 반사판은 상기 영상 취득 단말의 렌즈 방향에 대응하여 반사판 전체의 상하 이동을 제공하는 이동 모듈을 포함하여 구현될 수 있다.
상기 로프 이상 진단부는 상기 승강기의 초기 구동 과정에서 상기 영상 취득 단말로부터 수신한 초기 영상에 대해 이진화 변환하여 상기 진단을 위한 기준 테이블을 생성할 수 있다.
상기 로프 이상 진단부는 상기 초기 영상에 대해 Sobel 필터를 적용하여 경계선을 검출하고 해당 경계선을 기준으로 로프 영역과 IR 반사 영역에 대한 밝기 값을 산출하여 상기 이진화 변환을 위한 기준 값을 결정할 수 있다.
상기 로프 이상 진단부는 상기 기준 테이블과 상기 로프 영상에 대한 영상 테이블 간의 차이가 발생한 영역의 크기가 기준크기를 초과한 경우 상기 로프에 관한 이상 발생을 결정할 수 있다.
실시예들 중에서, IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 방법은 일면에 IR반사 잉크가 도포되어 형성되는 IR 반사판이 승강기에 연결된 로프의 후면부에 배치되는 단계, 상기 IR 반사판에 대향하여 상기 로프의 전면부에 배치되는 영상 취득 단말로부터 상기 로프를 촬영한 로프 영상을 수신하는 단계 및 상기 승강기의 초기 구동 과정에서 생성된 비교 기준 영상과 상기 로프 영상 간의 비교를 통해 상기 로프의 이상유무를 진단하는 단계를 포함한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법은 로프의 반대편에 IR 반사판을 설치하여 영상을 취득함으로써 주위 환경에 영향을 받지 않고 보다 정확한 로프의 이상유무를 진단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치 및 방법은 IR반사 잉크를 사용함으로써 영상처리에서 중요한 요소인 광원 환경을 제어하기 어려운 환경에서도 일정한 환경을 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강기 로프 진단 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 진단 장치의 물리적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 진단 장치의 기능적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 진단 장치에서 수행되는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 진단 장치를 설명하는 도면이다.
도 6은 IR 반사판 없이 로프 진단을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 반사판을 이용하여 로프 진단을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 상대 밝기 템플릿을 이용한 승강기 로프 진단 방법을 설명하는 예시도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강기 로프 진단 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 승강기 로프 진단 시스템(100)은 승강기(110), 로프 진단 장치(130) 및 데이터베이스(150)를 포함할 수 있다.
승강기(110)는 고층 건물 내에서 사용자가 원하는 행선층으로 이동시킬 수 있는 장치에 해당할 수 있다. 승강기(110)는 작동 방식에 따라 로프식, 유압식, 권동식, 순환식 등으로 분류할 수 있다. 일 실시예에서, 승강기(110)는 승강기 내부 또는 외부에 적어도 하나의 센서를 포함하여 구현될 수 있고, 적어도 하나의 센서로부터 수집한 정보를 이용하여 승강기(110)의 운행 및 제어를 수행하거나 또는 탑승객에게 유용한 기능을 제공할 수 있다.
예를 들어, 승강기(110)는 무게 센서를 포함하여 구현될 수 있고, 무게 센서를 통해 측정된 승강기(110)의 무게 정보를 기초로 현재 승강기(110) 내부에 탑승하고 있는 사람의 수를 산출할 수 있으며, 탑승 제한 수와 비교하여 승강기(110) 운행을 제한할 수 있다. 또한, 승강기(110)는 CCTV를 포함하여 구현될 수 있고, CCTV를 통해 촬영되는 영상 정보를 기초로 현재 승강기(110) 운행에 관한 정보나 탑승객에 관한 정보를 분석하여 승강기 운행에 활용할 수 있다.
일 실시예에서, 승강기(110)는 로프 진단 장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 승강기(110)들은 로프 진단 장치(130)와 동시에 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 승강기(110)는 도 1과 달리, 로프 진단 장치(130)에 포함되어 구현될 수도 있다.
로프 진단 장치(130)는 로프 영상을 진단하여 로프의 이상 유무를 판단할 수 있는 컴퓨터 또는 프로그램에 해당하는 서버로 구현될 수 있다. 로프 진단 장치(130)는 승강기(110)와 유선 네트워크 또는 블루투스, WiFi 등과 같은 무선 네트워크로 연결될 수 있고, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 승강기(110)와 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 로프 진단 장치(130)는 데이터베이스(150)와 연동하여 로프 영상을 기초로 이상 유무를 진단하는 과정에서 필요한 정보를 저장할 수 있다. 한편, 로프 진단 장치(130)는 도 1과 달리, 데이터베이스(150)를 내부에 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 로프 진단 장치(130)는 프로세서, 메모리, 사용자 입출력부 및 네트워크 입출력부를 포함하여 구현될 수 있고, 이에 대해서는 도 2에서 보다 자세히 설명한다.
데이터베이스(150)는 로프 진단 장치(130)의 동작 과정에서 필요한 다양한 정보들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스(150)는 승강기 로프에 관한 영상을 저장할 수 있고, 로프 영상을 기초로 생성된 영상 테이블에 관한 정보를 저장할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 과정에서 다양한 형태로 수집 또는 가공된 정보들을 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 진단 장치의 물리적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 로프 진단 장치(130)는 프로세서(210), 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)를 포함하여 구현될 수 있다.
프로세서(210)는 로프 진단 장치(130)가 동작하는 과정에서의 각 단계들을 처리하는 프로시저를 실행할 수 있고, 그 과정 전반에서 읽혀지거나 작성되는 메모리(230)를 관리할 수 있으며, 메모리(230)에 있는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리 간의 동기화 시간을 스케줄할 수 있다. 프로세서(210)는 로프 진단 장치(130)의 동작 전반을 제어할 수 있고, 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)와 전기적으로 연결되어 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다. 프로세서(210)는 로프 진단 장치(130)의 CPU(Central Processing Unit)로 구현될 수 있다.
메모리(230)는 SSD(Solid State Drive) 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 비휘발성 메모리로 구현되어 로프 진단 장치(130)에 필요한 데이터 전반을 저장하는데 사용되는 보조기억장치를 포함할 수 있고, RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리로 구현된 주기억장치를 포함할 수 있다.
사용자 입출력부(250)는 사용자 입력을 수신하기 위한 환경 및 사용자에게 특정 정보를 출력하기 위한 환경을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입출력부(250)는 터치 패드, 터치 스크린, 화상 키보드 또는 포인팅 장치와 같은 어댑터를 포함하는 입력장치 및 모니터 또는 터치스크린과 같은 어댑터를 포함하는 출력장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 입출력부(250)는 원격 접속을 통해 접속되는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 그러한 경우, 로프 진단 장치(130)는 서버로서 수행될 수 있다.
네트워크 입출력부(270)은 네트워크를 통해 외부 장치 또는 시스템과 연결하기 위한 환경을 포함하고, 예를 들어, LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), WAN(Wide Area Network) 및 VAN(Value Added Network) 등의 통신을 위한 어댑터를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 진단 장치의 기능적 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 로프 진단 장치(130)는 IR 반사판 (310), 영상 취득 단말(330), 로프 이상 진단부(350) 및 제어부(370)를 포함할 수 있다.
IR 반사판(310)은 영상 촬영 과정에서 촬영 영역의 배경을 효과적으로 촬영하기 위하여 사용하는 장치에 해당할 수 있고, 일반적으로 평면 형태의 사각형상으로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 다양한 형태와 형상으로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, IR 반사판(310)은 IR반사 잉크가 도포되어 형성될 수 있고, 이에 따라 IR 카메라 또는 IR 수/발광 센서에 의해 방출되는 적외선(Infrared Radiation)을 효과적으로 반사시켜 촬영 영상에서 물체와 배경이 명확히 구별될 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, IR 반사판(310)은 승강기(110)에 연결된 로프의 후면부에 배치될 수 있다. 로프의 전면부에는 영상 촬영이 가능한 영상 취득 단말(330)이 배치됨으로써 IR 반사판(310)과 영상 취득 단말(330) 간에 로프를 중심으로 대칭적인 배치 구조를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, IR 반사판(310)은 영상 취득 단말(330)의 렌즈 방향에 대응하여 반사판 전체의 상하 이동을 제공하는 이동 모듈을 포함하여 구현될 수 있다. 즉, IR 반사판(310)은 승강기(110)와 로프가 연결된 지점 인근의 고정 위치에 영상 취득 단말(330)와 대응되어 설치될 수 있으나, 만약 영상 취득 단말(330)이 촬영 방향을 조정하는 경우 영상 취득 단말(330)의 촬영 방향에 대응될 수 있도록 이동 모듈에 의해 상하 위치를 조정할 수 있다.
영상 취득 단말(330)은 승강기와 연결된 로프에 관한 영상을 생성하는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 기본적으로 영상 촬영이 가능한 적어도 하나의 카메라를 포함하여 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 카메라를 포함하는 스마트폰, 노트북 및 태블릿 PC 등 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다. 영상 취득 단말(330)은 로프 진단 장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 영상 취득 단말(330)들은 로프 진단 장치(130)와 동시에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 영상 취득 단말(330)은 IR 반사판(310)에 대향하여 로프의 전면부에 배치될 수 있다. 로프의 후면부에는 IR 반사판(310)이 배치됨으로써 영상 취득 단말(330)과 IR 반사판(310) 간에 로프를 중심으로 대칭적인 배치 구조를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 영상 취득 단말(330)은 IR 카메라 또는 IR 수/발광 센서로 구현될 수 있고, 이에 따라 IR 반사판(310)을 배경으로 승강기(110)에 연결된 로프를 촬영함으로써 승강로 내부와 같이 일정한 광원 환경을 제어하기 어려운 환경에서도 효과적인 로프 영상을 획득할 수 있다.
로프 이상 진단부(350)는 승강기(110)의 운행 과정에서 영상 취득 단말(330)로부터 수신한 로프 영상을 기초로 로프의 이상유무를 진단할 수 있다. 로프 이상 진단부(350)는 IR 반사판(310)과 영상 취득 단말(330)의 배치 구조를 통해 로프 진단의 정확성을 높일 수 있다.
일 실시예에서, 로프 이상 진단부(350)는 승강기(110)의 초기 구동 과정에서 영상 취득 단말(330)로부터 수신한 초기 영상에 대해 이진화 변환하여 진단을 위한 기준 테이블을 생성할 수 있다. 로프 이상 진단부(350)는 정상적인 로프에 관한 기준 영상을 확보하기 위하여 승강기(110)의 초기 구동 시에 기준 영상에 관한 정보를 확보할 수 있다. 여기에서, 기준 테이블은 초기 영상에 관한 정보를 저장한 테이블에 해당할 수 있고, 초기 영상을 기초로 생성될 수 있으며, 로프 이상 진단 과정에서 실시간으로 촬영된 로프 영상의 비교 기준 영상으로서 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 로프 이상 진단부(350)는 초기 영상에 대해 Sobel 필터를 적용하여 경계선을 검출하고 해당 경계선을 기준으로 로프 영역과 IR 반사 영역에 대한 밝기 값을 산출하여 이진화 변환을 위한 기준 값을 결정할 수 있다. Sobel 필터는 경계선 검출 필터에 해당할 수 있고, 로프 이상 진단부(350)는 로프 영상에 대해 Sobel 필터를 적용하여 로프의 경계선을 검출한 후 로프 영역과 IR 반사 영역을 결정할 수 있다. 즉, 로프 영역은 촬영 영상에서 로프가 차지하는 영역에 해당하고 IR 반사 영역은 로프 영역이 아닌 배경 영역에 해당할 수 있다.
또한, 로프 이상 진단부(350)는 로프 영역과 IR 반사 영역 각각에 대한 밝기 값을 산출할 수 있고, 각 영역의 밝기 값을 기초로 이진화 변환을 위한 기준 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 로프 이상 진단부(350)는 각 영역의 밝기 값의 평균을 이진화(binarization) 변환을 위한 기준 값으로 결정할 수 있다. 또한, 로프 이상 진단부(350)는 로프 영역 및 IR 반사 영역 각각의 평균 밝기 값들의 평균으로 기준 값을 결정할 수 있다. 로프 이상 진단부(350)는 기존에 알려진 이진화를 위한 임계값 산출 방법으로 기준 값을 결정할 수 있음은 물론이다.
일 실시예에서, 로프 이상 진단부(350)는 기준 테이블과 로프 영상에 대한 영상 테이블 간의 차이가 발생한 영역의 크기가 기준크기를 초과한 경우 로프에 관한 이상 발생을 결정할 수 있다. 즉, 영상 테이블은 실시간으로 촬영된 로프 영상을 기초로 생성된 테이블에 해당할 수 있고, 기준 테이블과의 비교를 통해 로프의 이상 진단에 사용될 수 있다. 로프 이상 진단부(350)는 로프 영상에 대한 이진화 변환 후 영상 테이블을 생성할 수 있으며, 초기 구동 과정에서 생성된 기준 테이블과의 비교를 통해 차이가 발생하는 부분을 결정할 수 있다.
한편, 로프 이상 진단부(350)는 테이블 간의 차이를 사전에 정의하여 비교 과정에 사용할 수 있다. 즉, 로프 이상 진단부(350)는 테이블 간의 차이가 일정 수준을 초과하는 경우에만 테이블 간의 차이가 발생한 것으로 처리하고 일정 수준 이하의 차이에 대해서는 차이가 발생하지 않은 것으로 처리할 수 있다.
제어부(370)는 로프 진단 장치(130)의 전체적인 동작을 제어하고, IR 반사판 (310), 영상 취득 단말(330) 및 로프 이상 진단부(350) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 진단 장치에서 수행되는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 로프 진단 장치(130)는 승강기(110)에 연결된 로프의 후면부에 배치되는 IR 반사판(310)을 포함할 수 있고, IR 반사판(310)의 위치를 영상 취득 단말(330)에 대응시켜 배치할 수 있다(단계 S410).
또한, 로프 진단 장치(130)는 IR 반사판(310)에 대향하여 로프의 전면부에 배치되는 영상 취득 단말(330)로부터 로프를 촬영한 로프 영상을 수신할 수 있다(단계 S430).
또한, 로프 진단 장치(130)는 로프 이상 진단부(350)를 통해 승강기(110)의 초기 구동 과정에서 생성된 비교 기준 영상과 로프 영상 간의 비교를 통해 로프의 이상유무를 진단할 수 있다(단계 S450).
한편, 로프 이상 진단부(350)는 IR 반사판(310)과 영상 취득 단말(330)을 통해 획득한 로프 영상을 기초로 상대 밝기 템플릿을 이용한 로프 진단 방법을 적용할 수 있다.
도 8은 상대 밝기 템플릿을 이용한 승강기 로프 진단 방법을 설명하는 예시도이다. 도 8을 참조하면, 상대 밝기 템플릿을 이용한 로프 진단 방법은 구체적으로 다음과 같이 수행될 수 있다.
1)영상 취득 단말(330)로부터 로프 영상을 수신하는 단계
2) 로프의 전체 구간에 대해 로프 영상을 기초로 영역별 평균 밝기와 상대 밝기를 산출하여 피처 템플릿(feature template)을 생성하는 단계(도 8의 그림 (a) 내지 (c) 참조)
3)피처 템플릿과 기준 템플릿 간의 비교를 통해 로프 영상의 영역별 평균 밝기의 일치 여부를 결정하고 피처 템플릿에 대한 오류도를 산출하는 단계(도 8의 그림 (d) 내지 (f) 참조)
4)영역별 평균 밝기의 불일치가 결정된 지점을 중심으로 진단 영역을 생성하고 오류도 변화율을 산출하여 로프의 이상 유무를 결정하는 단계
여기에서, 도 8의 그림(c) 또는 (f)와 같이, 피처 템플릿(feature template)은 로프 영상으로부터 추출된 특징 정보로서 이상 진단을 위해 미리 정의된 형식 또는 구조로 표현될 수 있다. 예를 들어, 피처 템플릿은 로프 영상에 대응되는 위치 정보와 특징 정보를 포함하는 테이블 형태로 구현될 수 있다. 도 8의 그림 (e)와 같이, 기준 템플릿은 피터 템플릿의 누적 결과로서 로프 이상 진단에 사용될 수 있는 최종 피처 템플릿에 해당할 수 있고, 실시간으로 생성된 피처 템플릿 과의 비교를 통해 이상 여부를 판단할 수 있는 지표로서 활용될 수 있다.
상기 2) 내지 4) 단계의 각 단계별 동작은 구체적으로 다음과 같이 수행될 수 있다.
2) 피처 템플릿을 생성하는 단계
일 실시예에서, 2) 단계는 (2-1)로프 영상에 대한 기울임 보정 및 영점 보상을 처리하는 단계(도 8의 그림 (a)), (2-2)전처리된 상기 로프 영상을 r * c(상기 r 및 c는 자연수)의 고정된 크기로 분할하여 복수의 영상 영역들을 생성하는 단계(도 8의 그림 (b)), (2-3)복수의 영상 영역들 각각의 평균 밝기를 영역 피처(feature)로 산출하고 영역 피처를 이용하여 영역별 밝기 차 테이블을 피처 템플릿으로서 생성하는 단계(도 8의 그림 (c)) 및 (2-4)피처 템플릿 생성 모듈에 의해 반복적으로 생성되는 피처 템플릿을 누적시켜 기준 템플릿을 생성하는 단계(도 8의 그림 (d) 및 (e))가 순차적으로 수행될 수 있다.
여기에서, 도 8의 그림 (c)와 같이, 밝기 차 테이블은 분할된 영역들의 평균 밝기 간의 차이에 관한 정보를 기초로 생성될 수 있고, 가로축이 피 비교대상인 영역들에 대응되고, 세로축이 비교대상인 영역들에 대응될 수 있다.
일 실시예에서, (2-3) 단계는 복수의 영상 영역들의 개수를 각각 행과 열의 크기로 하는 N * N(상기 N = r * c) 테이블을 상기 밝기 차 테이블로서 생성하고, 밝기 차 기준에 관한 다음의 제1 비교식을 통해 각 테이블 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
[제1 비교식]
Bp > Ba + T
(여기에서, Bp: 피 비교대상 밝기, Ba: 비교 대상 밝기, T: 밝기 차 기준)
일 실시예에서, (2-4) 단계는 피처 템플릿을 누적시키는 과정에서 밝기 차 테이블의 각 테이블 값을 카운트하고 데이터셋 카운트에 관한 다음의 제2 비교식을 통해 상기 기준 템플릿의 각 테이블 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
[제2 비교식]
Ct >= Cds - 1
(여기에서, Ct: 각 테이블 값, Cds: 데이터셋 카운트)
3)피처 템플릿에 대한 오류도를 산출하는 단계
피처 템플릿과 기준 템플릿 간의 비교를 통해 로프 영상의 영역별 평균 밝기의 일치 여부를 결정하고 일치 여부의 결과를 기초로 피처 템플릿에 대한 오류도를 산출할 수 있다. 피처 템플릿과 기준 템플릿 간의 대응되는 테이블 값들 간의 비교를 통해 일치 여부를 결정할 수 있다.
또한, 전체 검사 개수에 대한 비일치 개수의 비율로서 일치 여부에 관한 오류도를 산출할 수 있다. 이 때, 비일치 개수는 전체 검사 개수와 일치 개수의 차이에 해당할 수 있다.
4)진단 영역에 대한 오류도 변화율을 산출하여 로프의 이상 유무를 결정하는 단계
진단 영역은 로프 이상이 의심되는 영역으로서 불일치가 결정된 지점을 중심으로 결정될 수 있다. 실시간 비교 결과 일치하지 않는 분할 영역을 중심으로 오류도의 변화 상태의 추이를 계산하여 로프의 이상 유무를 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 진단 장치를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 로프 진단 장치(130)는 영상 취득 단말(510) 및 IR 반사판(530)을 포함하여 구현될 수 있다. 이 때, 영상 취득 단말(510)은 IR 카메라 또는 IR 수/발광 센서에 해당할 수 있다.
로프 진단 장치(130)는 영상 취득 단말(510)로부터 로프 영상을 수신할 수 있고, 로프 영상은 IR 반사판(530)을 배경으로 촬영된 영상에 해당할 수 있다. 한편, 영상 취득 단말(510)과 IR 반사판(530)은 로프(550)를 기준으로 상호 대향하는 구조로 배치될 수 있다. 즉, 영상 취득 단말(510)은 로프(550)의 전면부에 배치되고, IR 반사판(530)은 로프(550)의 후면부에 배치될 수 있다. 이 때, IR 반사판(530)은 영상 취득 단말(510)의 렌즈 방향을 고려하여 촬영 영역을 모두 포함하는 위치에 배치될 수 있다.
도 6은 IR 반사판 없이 로프 진단을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 그림 (a)는 IR 반사판 없이 촬영한 로프 영상에 해당하고, 그림 (b)는 광원이 밝은 환경에서 촬영된 로프 영상을 기초로 이진화 변환된 영상에 해당하며, 그림 (c)는 광원이 어두운 환경에서 촬영된 로프 영상을 기초로 이진화 변환된 영상에 해당할 수 있다.
IR 반사판 없이 영상을 이진화하여 로프 진단을 수행하는 경우 광원 및 환경을 영향으로 로프의 이상 유무를 정확히 판단할 수 있는 영상을 획득하기가 어려울 수 있다. 그림 (b)와 같이 광원이 밝은 환경인 경우에는 평균 기준(Threshold) 값을 적용하여 이진화 변환하더라도 로프 진단이 가능할 수 있으나, 그림 (c)와 같이 광원이 어두운 환경인 경우에는 이진화 변환 시 로프의 이상 유무를 진단하기 어려울 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 반사판을 이용하여 로프 진단을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 그림 (a)는 1번째 및 4번째 로프에 이상이 발생한 기준값 로프 영상에 해당하고, 그림 (b)는 1번째 및 4번째 로프에만 IR 반사판(310)을 적용한 로프 영상을 기초로 이진화 변환된 영상에 해당하며, 그림 (c)는 전체 로프에 IR 반사판(310)이 적용된 로프 영상을 기초로 이진화 변환된 영상에 해당할 수 있다.
로프 진단 장치(130)는 IR 반사판(310)을 활용하여 촬영하는 경우 로프를 제외한 배경의 영상이 IR에 반응하여 반사되므로 어두운 광원 환경에서도 밝은 영상을 획득할 수 있다. 따라서, 로프 진단 장치(130)는 로프 영상을 이진화 변환 후 이상 유무 진단에 활용함으로써 광원 환경에 영향없이 정확도 높은 로프 진단을 수행할 수 있다.
그림 (b)와 같이, IR 반사판(310)이 적용된 영상을 기초로 이진화 변환된 제1 변환영상(710)과 IR 반사판(310) 없이 촬영된 영상을 기초로 이진화 변환된 제2 변환영상(730)을 비교하면 어두운 광원 환경에서 IR 반사판(310)이 로프 진단에 중요한 영향을 줄 수 있음을 확인할 수 있다.
그림 (c)에서, 로프 진단 장치(130)는 IR 반사판(310)이 적용된 영상을 기초로 이진화 변환된 영상을 통해 로프 이상 영역(750)을 쉽게 진단할 수 있다. 이 경우 로프의 이상 상태는 홀(hole) 발생, 절단, 풀림 등을 포함할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 승강기 로프 진단 시스템
110: 승강기 130: 로프 진단 장치
150: 데이터베이스
210: 프로세서 230: 메모리
250: 사용자 입출력부 270: 네트워크 입출력부
310: IR 반사판 330: 영상 취득 단말
350: 로프 진단 수행부 370: 제어부
510: 영상 취득 단말 530: IR 반사판
550: 로프
710: 제1 변환영상 730: 제2 변환영상
750: 로프 이상 영역

Claims (6)

  1. 승강기에 연결된 로프의 후면부에 배치되고 일면에 IR반사 잉크가 도포되어 형성되는 IR 반사판;
    상기 IR 반사판에 대향하여 상기 로프의 전면부에 배치되고 상기 로프를 촬영하여 로프 영상을 생성하는 영상 취득 단말; 및
    상기 승강기의 운행 과정에서 상기 영상 취득 단말로부터 수신한 로프 영상을 기초로 상기 로프의 이상유무를 진단하는 로프 이상 진단부를 포함하고,
    상기 로프 이상 진단부는 상기 영상 취득 단말로부터 상기 로프 영상을 수신하는 단계, 상기 로프의 전체 구간에 대해 상기 로프 영상을 기초로 영역별 평균 밝기와 상대 밝기를 산출하여 피처 템플릿- 상기 피처 템플릿은 상기 로프 영상을 분할한 복수의 영상 영역들 각각의 평균 밝기에 관한 영역별 밝기 차 테이블로 생성되고 각 테이블 값은 밝기 차 기준이 적용된 상대 밝기에 따라 결정됨 -을 생성하는 단계, 상기 피처 템플릿과 기준 템플릿 간의 비교를 통해 상기 로프 영상의 영역별 평균 밝기의 일치 여부를 결정하고 상기 일치 여부의 결과를 기초로 상기 피처 템플릿에 대한 오류도를 산출하는 단계, 및 상기 영역별 평균 밝기의 불일치가 결정된 지점을 중심으로 진단 영역을 생성하고 해당 진단 영역에 대한 오류도 변화율을 산출하여 상기 로프의 이상 유무를 결정하는 단계를 수행하고,
    상기 피처 템플릿을 생성하는 단계는 상기 로프 영상에 대한 기울임 보정 및 영점 보상을 처리하는 단계; 전처리된 상기 로프 영상을 r * c(상기 r 및 c는 자연수)의 고정된 크기로 분할하여 복수의 영상 영역들을 생성하는 단계; 상기 복수의 영상 영역들 각각의 평균 밝기를 영역 피처(feature)로 산출하고 상기 영역 피처를 이용하여 영역별 밝기 차 테이블을 상기 피처 템플릿으로서 생성하는 단계; 및 반복적으로 생성되는 상기 피처 템플릿을 누적시켜 상기 기준 템플릿을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 취득 단말은 IR 카메라 및 IR 수/발광 센서를 포함하고,
    상기 IR 반사판은 상기 영상 취득 단말의 렌즈 방향에 대응하여 반사판 전체의 상하 이동을 제공하는 이동 모듈을 포함하여 구현되는 것을 특징으로 하는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 로프 이상 진단부는
    상기 승강기의 초기 구동 과정에서 상기 영상 취득 단말로부터 수신한 초기 영상에 대해 이진화 변환하여 상기 진단을 위한 기준 테이블을 생성하는 것을 특징으로 하는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 로프 이상 진단부는
    상기 초기 영상에 대해 Sobel 필터를 적용하여 경계선을 검출하고 해당 경계선을 기준으로 로프 영역과 IR 반사 영역에 대한 밝기 값을 산출하여 상기 이진화 변환을 위한 기준 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 로프 이상 진단부는
    상기 기준 테이블과 상기 로프 영상에 대한 영상 테이블 간의 차이가 발생한 영역의 크기가 기준크기를 초과한 경우 상기 로프에 관한 이상 발생을 결정하는 것을 특징으로 하는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 장치.
  6. 승강기 로프 진단 장치에서 수행되는 방법에 있어서,
    일면에 IR반사 잉크가 도포되어 형성되는 IR 반사판이 승강기에 연결된 로프의 후면부에 배치되는 단계;
    상기 IR 반사판에 대향하여 상기 로프의 전면부에 배치되는 영상 취득 단말로부터 상기 로프를 촬영한 로프 영상을 수신하는 단계; 및
    상기 승강기의 초기 구동 과정에서 생성된 비교 기준 영상과 상기 로프 영상 간의 비교를 통해 상기 로프의 이상유무를 진단하는 단계를 포함하고,
    상기 로프의 이상유무를 진단하는 단계는 상기 영상 취득 단말로부터 상기 로프 영상을 수신하는 단계, 상기 로프의 전체 구간에 대해 상기 로프 영상을 기초로 영역별 평균 밝기와 상대 밝기를 산출하여 피처 템플릿- 상기 피처 템플릿은 상기 로프 영상을 분할한 복수의 영상 영역들 각각의 평균 밝기에 관한 영역별 밝기 차 테이블로 생성되고 각 테이블 값은 밝기 차 기준이 적용된 상대 밝기에 따라 결정됨 -을 생성하는 단계, 상기 피처 템플릿과 기준 템플릿 간의 비교를 통해 상기 로프 영상의 영역별 평균 밝기의 일치 여부를 결정하고 상기 일치 여부의 결과를 기초로 상기 피처 템플릿에 대한 오류도를 산출하는 단계, 및 상기 영역별 평균 밝기의 불일치가 결정된 지점을 중심으로 진단 영역을 생성하고 해당 진단 영역에 대한 오류도 변화율을 산출하여 상기 로프의 이상 유무를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 피처 템플릿을 생성하는 단계는 상기 로프 영상에 대한 기울임 보정 및 영점 보상을 처리하는 단계; 전처리된 상기 로프 영상을 r * c(상기 r 및 c는 자연수)의 고정된 크기로 분할하여 복수의 영상 영역들을 생성하는 단계; 상기 복수의 영상 영역들 각각의 평균 밝기를 영역 피처(feature)로 산출하고 상기 영역 피처를 이용하여 영역별 밝기 차 테이블을 상기 피처 템플릿으로서 생성하는 단계; 및 반복적으로 생성되는 상기 피처 템플릿을 누적시켜 상기 기준 템플릿을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 반사판을 이용한 승강기 로프 진단 방법.
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