KR102365732B1 - 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치, 이를 이용한 원단 분류 방법 및 원단 표면 접촉 피드백 데이터 획득 방법 - Google Patents

원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치, 이를 이용한 원단 분류 방법 및 원단 표면 접촉 피드백 데이터 획득 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 영상이나 이미지 등 시각 정보로 판단하기 어려운 원단의 두께, 중량 등에 대한 분류를 수행되는 장치를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치는, 평면인 상부면에 원단을 위치시키는 베이스부; 원단의 표면과 선택적으로 접촉하는 프로브를 구비하고, 원단의 표면과 프로브 접촉 시 프로브를 이동시키면서 프로브의 변위를 측정하는 데이터계측부; 베이스부 및 데이터계측부와 결합하고, 베이스부 상부에서 데이터계측부를 3차원 이동시키는 위치조절부; 및 데이터계측부로부터 프로브의 변위에 대한 정보를 전달 받고, 원단의 종류를 판단하는 분석제어부;를 포함한다.

Description

원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치, 이를 이용한 원단 분류 방법 및 원단 표면 접촉 피드백 데이터 획득 방법 {FABRIC CLASSIFICATION DEVICE BASED ON THE CONTACT FEEDBACK DATA ON THE FABRIC SURFACE, A FABRIC CLASSIFICATION METHOD USING THE SAME, AND A METHOD FOR ACQUIRING FABRIC SURFACE CONTACT FEEDBACK DATA}
본 발명은 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치, 이를 이용한 원단 분류 방법 및 원단 표면 접촉 피드백 데이터 획득 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 영상이나 이미지 등 시각 정보로 판단하기 어려운 원단의 두께, 중량 등에 대한 분류를 수행되는 장치에 관한 것이다.
4차 산업혁명의 물결은 ICT 기술을 다양한 분야에 융합시켜 나가고 있으며, 제조업 또한 이런 흐름에 따라 변화해 가고 있다. 기존의 제조업은 소품종 대량 생산을 통해 가격을 낮추는 방식으로 제품을 생산하였으나, 최근에 점점 다양화되고 있는 구매자의 요구를 충족시키기에는 부족한 실정이다. 이에 따라, 많은 제조업 분야에서 다품종 소량 생산을 위한 제조 방식을 적용하기 위해 지속적으로 연국 개발을 수행하고 있다.
의류 제조 분야에서는, 다품종 소량 생산을 구현하기 위해, 다양한 종류의 원단을 분류하고 분류된 원단을 해당 원단을 이용하여 의복을 가공하는 파트로 이송하는 공정, 가공되어 적재된 의복을 배송 조건 별로 분류하는 공정 등을 자동화 및 인공지능화하는 기술에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에 따라, 원단 또는 해당 원단으로 제작된 옷에 대한 물성 측정 등을 통해 원단 또는 의복을 분류하는 기술에 대한 연구 개발이 증대되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1779908호(발명의 명칭: 실시간 섬유제품 분석 시스템)에서는, 섬유제품과의 거리를 측정하여 출력하는 거리 측정기와, 상기 섬유제품을 소정 배율로 확대하고 확대된 영상을 출력하는 고배율 현미경과, 상기 측정된 거리값을 참조하여 의류 시료를 분석하고, 상기 확대된 영상을 참조하여 원단 시료와 실 시료를 분석하는 휴대단말기와, 상기 휴대단말기로부터 분석된 시료정보를 수신하여 관리하는 서버를 포함하는 시스템이 개시되어 있다.
대한민국 등록특허 제10-1779908호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 영상이나 이미지 등 시각 정보로 판단하기 어려운 원단의 두께, 중량 등에 대한 분류를 수행되는 장치를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 목적은, 원단에 대한 분석 정보가 자동으로 획득되고, 원단에 대한 분석에 대한 정확도를 향상시키는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 평면인 상부면에 원단을 위치시키는 베이스부; 상기 원단의 표면과 선택적으로 접촉하는 프로브를 구비하고, 상기 원단의 표면과 상기 프로브 접촉 시 상기 프로브를 이동시키면서 상기 프로브의 변위를 측정하는 데이터계측부; 상기 베이스부 및 상기 데이터계측부와 결합하고, 상기 베이스부 상부에서 상기 데이터계측부를 3차원 이동시키는 위치조절부; 및 상기 데이터계측부로부터 상기 프로브의 변위에 대한 정보를 전달 받고, 상기 원단의 종류를 판단하는 분석제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 데이터계측부는, 상기 프로브와 결합하여 상기 프로브를 지지하고 상기 프로브에 대한 측정을 수행하는 프로브홀더, 및 상기 프로브홀더와 결합하여 상기 프로브홀더를 상하 방향으로 직선 운동시키는 홀더구동기를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 데이터계측부는, 상기 프로브홀더와 상기 홀더구동기 사이에 위치하여 상기 홀더구동기와 결합하고 상기 프로브홀더의 운동을 가이드하는 홀더가이드를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 프로브홀더는, 상기 프로브의 가속도 변화를 측정하는 가속도센서, 및 상기 원단에 대한 상기 프로브의 누름하중을 측정하는 누름하중센서를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분석제어부는, 상기 가속도센서에 의해 측정된 상기 프로브의 진동 응답 신호를 분석하여 상기 원단의 종류를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 일단이 고정된 상기 원단의 타단을 가압하고 상기 원단의 타단을 이동시켜 상기 원단의 장력을 조절하는 장력조절부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 장력조절부는, 상기 원단의 타단을 가압하여 고정시키는 원단고정기, 및 상기 원단고정기와 결합하고 상기 원단고정기를 직선 운동시키는 고정체구동기를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 장력조절부에 인접하게 설치되고 상기 원단의 장력 조절 시 상기 원단을 가이드하는 원단가이드부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 위치조절부는, 상기 데이터계측부와 결합하여 상기 데이터계측부를 좌우 방향으로 직선 운동시키는 좌우위치조절기, 상기 좌우위치조절기와 결합하여 상기 좌우위치조절기를 상하 방향으로 직선 운동시키는 상하위치조절기, 및 상기 상하위치조절기와 결합하여 상기 상하위치조절기를 전후 방향으로 직선 운동시키는 전후위치조절기를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 프로브의 전후 및 좌우 방향 이동 영역에 대응되는 면적을 구비하도록 상기 베이스부의 상부면에 위치하고 탄성을 구비하는 계측베이스를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상기 프로브와 상기 원단을 접촉시킨 후 상기 프로브를 이동시켜 상기 프로브의 가속도 데이터를 수집하고, 데이터 전처리를 수행하는 제1단계; 상기 데이터가 훈련용 또는 시험용인지 여부를 구분하는 제2단계; 상기 데이터가 훈련용 데이터인 경우, 상기 데이터를 이용하여 딥러닝을 수행하고, 상기 데이터를 저장 및 갱신하여 딥러닝 데이터를 생성하는 제3단계; 상기 데이터가 시험용 데이터인 경우, 상기 딥러닝 데이터를 이용하여 원단 분류 프로그램을 활성화시키는 제4단계; 상기 원단 분류 프로그램에서 상기 데이터를 분석하여 상기 원단에 대한 분류 신호를 출력하는 제5단계; 및 상기 원단에 대한 분류 신호를 검증하는 제6단계;를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상기 베이스부의 상부면에 상기 원단을 위치시키고 상기 원단의 장력을 조절하는 제1단계; 상기 위치조절부가 작동하여 상기 데이터계측부가 상기 원단의 표면 상으로 이동하는 제2단계; 상기 홀더구동기가 상기 프로브홀더를 이동시켜 상기 프로브의 팁과 상기 원단의 표면을 접촉시키며, 상기 누름하중센서로부터 신호를 전달 받은 상기 분석제어부가 상기 홀더구동기로 제어 신호를 전달하는 제3단계; 상기 위치조절부가 작동하여 상기 데이터계측부가 좌우 방향 운동을 시작하여 상기 팁이 상기 원단의 표면에 접촉 이동하고, 상기 가속도센서에 의해 상기 프로브의 진동이 측정되는 제4단계; 및 상기 분석제어부가 상기 프로브의 진동 응답 신호를 분석하여 상기 원단을 분석하는 제5단계;를 포함한다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 원단의 표면 성질에 따른 피드백 데이터를 이용하여 원단을 분류함으로써, 영상이나 이미지 등 시각 정보로 판단하기 어려운 원단의 종류, 두께 및 중량 등에 대한 분류가 가능하다는 것이다.
그리고, 본 발명의 효과는, 원단의 종류, 두께 및 중량 등에 분석이 자동으로 수행되므로, 원단에 대한 분류가 신속하면서도 정확하게 수행될 수 있다는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원단 분류 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터계측부의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀더가이드와 홀더구동기의 결합체에 대한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원단 분류 장치의 일 부위에 대한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원단 분류 장치에 의해 측정된 신호에 대한 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 획득 방법에 대한 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원단 분류 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터계측부(100)의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀더가이드(140)와 홀더구동기(130)의 결합체에 대한 정면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원단 분류 장치의 일 부위에 대한 확대도이다.
도 1 내지 도 4에서, 도 1에 표시된 좌표에 따라, 좌우 방향은 x축 방향을 의미하고, 전후 방향은 y축 방향을 의미하며, 상하 방향은 z축 방향을 의미할 수 있다. 이하, 동일하다.
도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 원단 분류 장치는, 평면인 상부면에 원단(10)을 위치시키는 베이스부(510); 원단(10)의 표면과 선택적으로 접촉하는 프로브(110)를 구비하고, 원단(10)의 표면과 프로브(110) 접촉 시 프로브(110)를 이동시키면서 프로브(110)의 변위를 측정하는 데이터계측부(100); 베이스부(510) 및 데이터계측부(100)와 결합하고, 베이스부(510) 상부에서 데이터계측부(100)를 3차원 이동시키는 위치조절부(200); 및 데이터계측부(100)로부터 프로브(110)의 변위에 대한 정보를 전달 받고, 원단(10)의 종류를 판단하는 분석제어부;를 포함한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 베이스부(510)는 상부면이 평면으로 형성되어 상부면에 원단(10)이 위치하도록 하여 원단(10)에 대한 계측 공간을 제공할 수 있다. 그리고, 베이스부(510)의 상부면에 데이터계측부(100), 위치조절부(200), 장력조절부(300), 원단가이드부(400), 계측베이스(520) 등의 구성이 설치됨으로써 하나의 장치가 형성될 수 있으며, 이에 따라, 본 발명의 원단 분류 장치의 설치 공간을 감소시켜 공간 효율을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 원단 분류 장치는, 프로브(110)의 전후 및 좌우 방향 이동 영역에 대응되는 면적을 구비하도록 베이스부(510)의 상부면에 위치하고 탄성을 구비하는 계측베이스(520)를 더 포함할 수 있다. 계측베이스(520)는, 상부면이 평면이며 탄성을 구비하고 원단(10)과 프로브(110)의 접촉 시 원단(10)에 지지면을 제공하는 원단지지판(521), 및 베이스부(510)의 상부면에 형성되고 원단지지판(521)과 결합하여 원단지지판(521)을 고정 지지하는 지지판고정체(522)를 구비할 수 있다.
상기와 같이 프로브(110)와 원단(10)이 접촉 가능한 공간 영역에 있어서, 탄성을 구비하는 원단지지판(521) 상 원단(10)에 프로브(110)가 접촉 후 프로브(110)가 원단(10)을 누름하중으로 가압하면, 원단지지판(521)이 비탄성인 경우와 비교하여 프로브(110)와 원단(10) 간 접촉면적과 접촉압력이 증가하고, 이에 따라 프로브(110)가 원단(10) 상 접촉 이동 시 원단(10) 표면의 요철에 의한 프로브(110)의 진동(가속도 변화) 효율이 증대될 수 있다.
데이터계측부(100)는, 프로브(110)와 결합하여 프로브(110)를 지지하고 프로브(110)에 대한 측정을 수행하는 프로브홀더(120), 및 프로브홀더(120)와 결합하여 프로브홀더(120)를 상하 방향으로 직선 운동시키는 홀더구동기(130)를 구비할 수 있다. 그리고, 데이터계측부(100)는, 프로브홀더(120)와 홀더구동기(130) 사이에 위치하여 홀더구동기(130)와 결합하고 프로브홀더(120)의 운동을 가이드하는 홀더가이드(140)를 더 구비할 수 있다.
프로브(110)는 탐침의 기능을 수행하는 것으로써, 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 가느다란 원형 바의 형상으로 형성될 수 있으며, 프로브(110)는 텅스텐과 같이 상대적으로 강성이 높은 소재로 형성될 수 있다.
그리고, 프로브(110)의 말단에는 구 형상으로 형성되고 원단(10)과 직접 접촉하는 팁(Tip)(111)이 형성될 수 있다. 팁(111)은 인공 루비와 같이 마찰에 강한 소재로 형성될 수 있으며, 프로브(110)의 말단에 팁(111)이 형성됨으로써 원단(10)의 손상없이 프로브(110)가 원단(10)의 표면에 접촉 이동할 수 있다.
프로브홀더(120)는, 프로브(110)의 가속도 변화를 측정하는 가속도센서, 및 원단(10)에 대한 프로브(110)의 누름하중을 측정하는 누름하중센서를 구비할 수 있다. 그리고, 도 2에서 보는 바와 같이, 프로브홀더(120)는, 프로브홀더(120)의 하부에 원기둥의 형상으로 형성되고 내부에 가속도센서가 설치된 하부홀더(122), 및 프로브홀더(120)의 상부에 원기둥의 형상으로 형성되고 내부에 누름하중센서가 설치된 상부홀더(121)로 이루어질 수 있다.
프로브(110)의 일 부위는 하부홀더(122)와 상부홀더(121)를 관통할 수 있으며, 이와 같은 프로브(110)의 일 부위가 가속도센서 및 누름하중센서와 연결될 수 있다. 이에 따라, 가속도센서와 누름하중센서는 프로브(110)의 운동과 위치에 따른 가속도 변화와 누름하중 변화를 측정할 수 있다.
도 3에서 보는 바와 같이, 홀더구동기(130)는, 프로브홀더(120)와 결합하고 프로브홀더(120)를 상하 방향으로 이동시키는 홀더구동연결체(132), 및 홀더구동연결체(132)와 결합하고 홀더구동연결체(132)를 상하 방향으로 이동시키는 홀더구동모터(131)를 구비할 수 있다.
그리고, 홀더가이드(140)는, 홀더구동모터(131)와 결합하는 벽체인 후방가이드벽체(143), 및 후방가이드벽체(143)의 양 측에서 전방으로 연장되게 형성되는 제1측방가이드벽체(141)와 제2측방가이드벽체(142)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 홀더가이드(140)는 'ㄷ'자 공간을 구비할 수 있고, 이와 같은 공간 내 프로브홀더(120)가 위치하여, 프로브홀더(120)가 상하 방향 운동을 수행하는 경우, 홀더가이드(140)에 의해 프로브홀더(120)의 이동이 가이드됨으로써, 프로브홀더(120)의 회전 등이 방지될 수 있다.
후방가이드벽체(143)는, 상하 방향으로 연장되게 형성되는 형상으로 형성되는 타공부인 연결홀(143a)을 구비할 수 있다. 홀더구동연결체(132)는 연결홀(143a)을 관통하여 프로브홀더(120)와 결합될 수 있으며, 홀더구동연결체(132)가 연결홀(143a)에 가이드되어 상하 직선 운동을 수행함으로써, 프로브홀더(120)가 상하 방향으로 이동할 수 있다.
분석제어부는, 가속도센서에 의해 측정된 프로브(110)의 진동 응답 신호를 분석하여 원단(10)의 종류를 판단할 수 있다. 그리고, 분석제어부는 가속도센서의 의해 측정된 프로브(110)의 진동 응답 신호 진폭이 사전에 분석제어부에 저장된 기준 진폭보다 작은 경우, 홀더구동기(130)의 홀더구동모터(131)로 제어 신호를 전달하여 프로브홀더(120)가 하방으로 이동되도록 하고, 누름하중센서로부터 프로브(110)가 원단(10)을 가압하는 하중에 대한 정보를 전달 받을 수 있다.
이와 같이, 진동 응답 신호의 세기에 따라 프로브(110)가 원단(10)을 가압하는 누름하중 값이 변경되어 신호 강도가 적정 수준을 유지하도록 할 수 있다. 그리고, 분석제어부는 누름하중센서로부터 누름하중 값을 실시간으로 전달 받을 수 있으며, 누름하중 값이 사전에 저장된 누름하중 범위 내 형성되도록 홀더구동모터(131)로 제어 신호를 전달할 수 있다. 이에 따라, 원단(10)에 대한 프로브(110)의 가압이 적정 수준으로 수행되어 프로브(110)의 팁(111)이 원단(10)의 표면 상 접촉 이동하더라도 원단(10)의 손상을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원단 분류 장치에 의해 측정된 신호에 대한 이미지이다. 도 5에서, A 내지 C 각각의 이미지는 A 내지 C각각의 원단 종류에 따른 원단 표면의 촬상 이미지이다. 그리고, 본 발명의 원단 분류 장치를 이용하여 A 내지 C 원단 각각에 대해 측정을 수행한 경우, 도 5의 (a)는 A원단 측정 시 수집된 진동 응답 신호에 대한 그래프이고, 도 5의 (b)는 B 원단 측정 시 수집된 진동 응답 신호에 대한 그래프이며, 도 5의 (c)는 C 원단 측정 시 수집된 진동 응답 신호에 대한 그래프이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 원단 분류 장치를 이용하여 A, B 및 C 원단의 표면에 프로브(110)를 접촉시켜 상기와 같은 측정을 수행하는 경우, 서로 다른 종류의 원단으로 형성되는 A 원단과 B 원단 및 C 원단 각각에 따라 가속도센서에서 측정된 진동 응답 신호가 상이하게 형성될 수 있다. 그리고, 상기와 같은 진동 응답 신호는 각각의 원단 종류뿐만 아니라, 원단의 두께와 중량 등에 따라서도 진동 응답 신호가 상이하게 형성될 수도 있는 것이다. 이와 같은 진동 응답 신호 데이터를 피드백 데이터로 이용하는 것이다.
상기와 같이 각각의 원단에 따라 측정된 진동 응답 신호가 상이하므로, 분석제어부는 측정된 진동 응답 신호를 이용하여 원단의 종류를 판단할 수 있다. 구체적으로, 분석제어부에는 하기된 딥러닝 데이터가 사전에 저장되어 있고, 분석제어부는 실시간으로 측정된 해당 원단의 진동 응답 신호와 딥러닝 데이터에 포함된 원단의 진동 응답 신호를 비교하여, 측정 대상인 원단의 종류, 두께, 중량 등을 분석 및 판단할 수 있다. 딥러닝 데이터의 획득과 이에 대한 검증에 대해서는 하기에 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 원단 분류 장치는, 일단이 고정된 원단(10)의 타단을 가압하고 원단(10)의 타단을 이동시켜 원단(10)의 장력을 조절하는 장력조절부(300)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 장력조절부(300)는, 원단(10)의 타단을 가압하여 고정시키는 원단고정기(310), 및 원단고정기(310)와 결합하고 원단고정기(310)를 직선 운동시키는 고정체구동기(320)를 구비할 수 있다. 그리고, 장력조절부(300)는 고정체구동기(320)와 결합하고 고정체구동기(320)의 좌우 방향 직선 운동을 가이드하는 고정체구동가이드(330)를 더 구비할 수 있다.
도 3에서 보는 바와 같이, 원단고정기(310)는, 베이스부(510)의 상부면과 결합하는 고정기하부체(312) 및, 고정기하부체(312)와 결합하고 원단(10)의 타단을 가압하는 고정기상부체(311)를 구비할 수 있다. 그리고, 고정기상부체(311)는 회전을 통해 고정기하부체(312)와 고정기상부체(311) 사이의 간격을 조절하게 하는 간격조절체(313)와 결합될 수 있다. 여기서, 간격조절체(313)의 하단은 고정기하부체(312)에 회동 가능하게 연결되고 간격조절체(313)의 나머지 부위가 고정기상부체(311)와 나사 결합될 수 있다.
고정체구동가이드(330)는 베이스부(510)의 상부면과 결합하고 좌우 방향으로 타공되는 홀을 구비하는 가이드본체(331) 및, 가이드본체(331)의 홀을 관통하여 형성되고 말단이 고정기하부체(312)와 결합되는 가이드바(332)를 구비할 수 있다.
그리고, 고정체구동기(320)는, 베이스부(510)의 상부면과 결합하는 구동기본체(321), 및 구동기본체(321)를 관통함으로써 구동기본체(321)와 결합되고 회전 운동을 수행하는 구동회전체(322)를 구비하고, 구동회전체(322)의 말단이 고정기하부체(312)와 결합하며 구동회전체(322)의 나머지 부위가 구동기본체(321)와 나사결합됨으로써 구동회전체(322)의 회전에 따라 고정기하부체(312)가 좌우 방향으로 직선 운동을 수행함으로써 원단(10)의 장력이 조절될 수 있다.
여기서, 고정기하부체(312)가 좌우 방향으로 직선 운동 수행 시, 가이드바(332)에 의해 고정기하부체(312)의 운동 방향이 구속되어 가이드될 수 있다. 또한, 구동회전체(322)는 수동 또는 모터와 연결되어 자동으로 작동할 수 있다. 그리고, 베이스부(510)의 상부면에는 원단(10)의 일단을 파지하여 고정시키는 원단파지부(530)가 형성될 수 있다.
본 발명의 원단 분류 장치는, 장력조절부(300)에 인접하게 설치되고 원단(10)의 장력 조절 시 원단(10)을 가이드하는 원단가이드부(400)를 더 포함할 수 있다. 원단가이드부(400)는 복수 개의 가이드봉을 구비할 수 있다. 가이드봉은 단면이 원형인 봉의 형상으로 양 측에 형성된 받침대에 의해 지지될 수 있다.
상기와 같이 장력조절부(300)에 의해 원단(10)에 장력 제공 시 가이드봉 각각은 원단(10)과 접촉하여 원단(10)의 주름 발생을 방지할 수 있다. 도 1에서 보는 바와 같이, 원단가이드부(400)는, 베이스부(510)의 상부면에 형성되는 하부가이드봉(410) 및, 베이스부(510)의 상부면 기준 하부가이드봉(410) 보다 더 높은 위치에 형성되는 상부가이드봉(420)을 구비할 수 있다. 그리고, 각각의 가이드봉은 원단(10)과 면접촉할 수 있다.
위치조절부(200)는, 데이터계측부(100)와 결합하여 데이터계측부(100)를 좌우 방향으로 직선 운동시키는 좌우위치조절기(210), 좌우위치조절기(210)와 결합하여 좌우위치조절기(210)를 상하 방향으로 직선 운동시키는 상하위치조절기, 및 상하위치조절기와 결합하여 상하위치조절기를 전후 방향으로 직선 운동시키는 전후위치조절기를 구비할 수 있다. 여기서, 좌우위치조절기(210), 상하위치조절기 및 전후위치조절기 각각은 리니어 모터를 구비할 수 있다.
상기와 같이 홀더구동모터(131)의 전면에는 상기와 같이 홀더가이드(140)의 후방가이드벽체(143)가 결합되고, 홀더구동모터(131)의 후면에는 홀더구동모터(131)를 고정 지지하는 모터지지체(150)가 형성될 수 있다. 모터지지체(150)는 위치조절부(200)의 좌우위치조절기(210)와 결합하게 되고, 좌우위치조절기(210)가 모터지지체(150)를 좌우 방향으로 이동시킴으로써, 데이터계측부(100)가 좌우 방향 운동을 수행할 수 있다.
또한, 좌우위치조절기(210)의 양 측 각각은 상하위치조절기인 제1상하위치조절기(221)와 제2상하위치조절기(222)에 각각 결합되고, 각각의 상하위치조절기가 작동하여 좌우위치조절기(210)를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 데이터계측부(100)가 상하 방향 운동을 수행할 수 있다. 그리고, 제1상하위치조절기(221)의 하단은 전후위치조절기 중 하나인 제1전후위치조절기(231)와 결합되고, 제2상하위치조절기(222)는 전후위치조절기 중 하나인 제2전후위치조절기(232)와 결합되어, 각각의 전후위치조절기가 작동하여 제1상하위치조절기(221)와 제2상하위치조절기(222) 각각을 전후 방향으로 이동시킴으로써, 데이터계측부(100)가 전후 방향 운동을 수행할 수 있다.
본 발명의 원단 분류 장치가 상기와 같이 구성됨으로써, 원단(10)의 표면 성질에 따른 피드백 데이터를 이용하여 원단(10)을 분류함으로써, 영상이나 이미지 등 시각 정보로 판단하기 어려운 원단(10)의 종류, 두께 및 중량 등에 대한 분류가 가능할 수 있다. 그리고, 원단(10)의 종류, 두께 및 중량 등에 분석이 자동으로 수행되므로, 원단(10)에 대한 분류가 신속하면서도 정확하게 수행될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 원단 분류 장치를 포함하는 원단 분류 및 이송 시스템을 형성할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 원단 분류 장치에 의해 분류된 원단(10)은, 원단(10)을 이송시키는 원단 이송 장치로 전달되고, 원단(10)은 원단 이송 장치에 의해 해당 원단(10)을 이용하여 의복을 제조하는 의복 제조 장치로 전달될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 획득 방법에 대한 순서도이다. 이하, 본 발명의 데이터 획득 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 제1단계에서, 프로브(110)와 원단을 접촉시킨 후 프로브(110)를 이동시켜 프로브(110)의 가속도 데이터를 수집하고, 데이터 전처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, S110단계에서, 본 발명의 원단 분류 장치에 데이터 수집용 샘플 원단을 위치시키고, 샘플 원단에 대한 피드백 데이터를 수집할 수 있다. 그리고, S120단계에서 피드백 데이터에 대한 이상치 보정, 정규화 등의 전처리를 수행할 수 있다.
다음으로, 제2단계에서, 데이터가 훈련용 또는 시험용인지 여부를 구분할 수 있다. 구체적으로, S110단계에서 사용자는 분석제어부에 피드백 데이터가 훈련용 또는 시험용인지 여부를 입력할 수 있으며, 이를 이용하여 S130단계에서, 피드백 데이터가 훈련용 또는 시험용인지 여부를 판단할 수 있다.
제3단계에서, 데이터가 훈련용 데이터인 경우, 데이터를 이용하여 딥러닝을 수행하고, 데이터를 저장 및 갱신하여 딥러닝 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 딥러닝을 위한 심층 신경망(Deep Neural Network, DNN), 합성곱 신경망(Convolutional neural network, CNN) 또는 순환 신경망(Recurrent neural network, RNN) 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, S110단계에서는 사용자가 샘플 원단의 이름을 입력할 수 있고, S210단계에서는 샘플 원단의 이름을 이용하여 데이터 레이블 입력을 수행할 수 있다. 그리고, S220단계에서 상기와 같은 딥러닝 알고리즘을 이용하여 피드백 데이터를 이용한 기계 학습을 수행할 수 있다.
제4단계에서, 데이터가 시험용 데이터인 경우, 딥러닝 데이터를 이용하여 원단 분류 프로그램을 활성화시킬 수 있다. 구체적으로, S220단계에서 딥러닝에 의해 생성된 딥러닝 데이터는 원단 분류 프로그램으로 전달되어 저장 및 갱신될 수 있다. 그리고, S130단계에서 샘플 원단에 대한 데이터가 시험용 피드백 데이터로 판단되는 경우, S310단계로 이동하여 원단 분류 프로그램을 활성화시키고, 제5단계, 즉, S320단계에서, 원단 분류 프로그램에서 시험용인 데이터(피드백 데이터)를 분석하여 원단에 대한 분류 신호를 출력할 수 있다.
다음으로, 제6단계에서, 원단에 대한 분류 신호를 검증할 수 있다. 구체적으로, 원단 분류 신호에 의한 원단 정보(종류, 두께, 중량 등)와 샘플 원단 정보를 비교하여 원단 분류 신호의 오차를 검증할 수 있다.
이하, 본 발명의 원단 분류 장치를 이용한 원단 분류 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 제1단계에서, 베이스부(510)의 상부면에 원단(10)을 위치시키고 원단(10)의 장력을 조절할 수 있다. 그리고, 제2단계에서, 위치조절부(200)가 작동하여 데이터계측부(100)가 원단(10)의 표면 상으로 이동할 수 있다.
다음으로, 제3단계에서, 홀더구동기(130)가 프로브홀더(120)를 이동시켜 프로브(110)의 팁(111)과 원단(10)의 표면을 접촉시키며, 누름하중센서로부터 신호를 전달 받은 분석제어부가 홀더구동기(130)로 제어 신호를 전달할 수 있다.
그 후, 제4단계에서, 위치조절부(200)가 작동하여 데이터계측부(100)가 좌우 방향 운동을 시작하여 팁(111)이 원단(10)의 표면에 접촉 이동하고, 가속도센서에 의해 프로브(110)의 진동이 측정될 수 있다.
그리고, 제5단계에서, 분석제어부가 프로브(110)의 진동 응답 신호를 분석하여 원단(10)에 대해 분석할 수 있다. 다음으로, 제6단계에서, 본 발명의 원단 분류 장치에 포함되고 분석제어부에서 분석된 원단(10)에 대한 정보(종류, 두께, 중량 등)를 화면에 표시하는 디스플레이부에 원단(10)에 대한 정보가 표시될 수 있다.
본 발명의 원단 분류 방법에 대한 나머지 사항은 상기된 본 발명의 원단 분류 장치에 대한 사항과 동일하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 원단 100 : 데이터계측부
110 : 프로브 111 : 팁
120 : 프로브홀더 121 : 상부홀더
122 : 하부홀더 130 : 홀더구동기
131 : 홀더구동모터 132 : 홀더구동연결체
140 : 홀더가이드 141 : 제1측방가이드벽체
142 : 제2측방가이드벽체 143 : 후방가이드벽체
143a : 연결홀 150 : 모터지지체
200 : 위치조절부 210 : 좌우위치조절기
221 : 제1상하위치조절기 222 : 제2상하위치조절기
231 : 제1전후위치조절기 232 : 제2전후위치조절기
300 : 장력조절부 310 : 원단고정기
311 : 고정기상부체 312 : 고정기하부체
313 : 간격조절체 320 : 고정체구동기
321 : 구동기본체 322 : 구동회전체
330 : 고정체구동가이드 331 : 가이드본체
332 : 가이드바 400 : 원단가이드부
410 : 하부가이드봉 420 : 상부가이드봉
510 : 베이스부 520 : 계측베이스
521 : 원단지지판 522 : 지지판고정체
530 : 원단파지부

Claims (13)

  1. 평면인 상부면에 원단을 위치시키는 베이스부;
    상기 원단의 표면과 선택적으로 접촉하는 프로브를 구비하고, 상기 원단의 표면과 상기 프로브 접촉 시 상기 프로브를 이동시키면서 상기 프로브의 변위를 측정하는 데이터계측부;
    상기 베이스부 및 상기 데이터계측부와 결합하고, 상기 베이스부 상부에서 상기 데이터계측부를 3차원 이동시키는 위치조절부;
    상기 데이터계측부로부터 상기 프로브의 변위에 대한 정보를 전달 받고, 상기 원단의 종류를 판단하는 분석제어부; 및
    일단이 고정된 상기 원단의 타단을 가압하고 상기 원단의 타단을 이동시켜 상기 원단의 장력을 조절하는 장력조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터계측부는,
    상기 프로브와 결합하여 상기 프로브를 지지하고 상기 프로브에 대한 측정을 수행하는 프로브홀더, 및
    상기 프로브홀더와 결합하여 상기 프로브홀더를 상하 방향으로 직선 운동시키는 홀더구동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 데이터계측부는, 상기 프로브홀더와 상기 홀더구동기 사이에 위치하여 상기 홀더구동기와 결합하고 상기 프로브홀더의 운동을 가이드하는 홀더가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 프로브홀더는,
    상기 프로브의 가속도 변화를 측정하는 가속도센서, 및
    상기 원단에 대한 상기 프로브의 누름하중을 측정하는 누름하중센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 분석제어부는, 상기 가속도센서에 의해 측정된 상기 프로브의 진동 응답 신호를 분석하여 상기 원단의 종류를 판단하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 장력조절부는,
    상기 원단의 타단을 가압하여 고정시키는 원단고정기, 및
    상기 원단고정기와 결합하고 상기 원단고정기를 직선 운동시키는 고정체구동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 장력조절부에 인접하게 설치되고 상기 원단의 장력 조절 시 상기 원단을 가이드하는 원단가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치조절부는,
    상기 데이터계측부와 결합하여 상기 데이터계측부를 좌우 방향으로 직선 운동시키는 좌우위치조절기,
    상기 좌우위치조절기와 결합하여 상기 좌우위치조절기를 상하 방향으로 직선 운동시키는 상하위치조절기, 및
    상기 상하위치조절기와 결합하여 상기 상하위치조절기를 전후 방향으로 직선 운동시키는 전후위치조절기를 구비하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로브의 전후 및 좌우 방향 이동 영역에 대응되는 면적을 구비하도록 상기 베이스부의 상부면에 위치하고 탄성을 구비하는 계측베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 5 및 청구항 7 내지 청구항 10 중 선택되는 어느 하나의 항에 의한 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 원단 분류 및 이송 시스템.
  12. 청구항 1의 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치를 이용한 원단 표면 접촉 피드백 데이터 획득 방법에 있어서,
    상기 프로브와 상기 원단을 접촉시킨 후 상기 프로브를 이동시켜 상기 프로브의 가속도 데이터를 수집하고, 데이터 전처리를 수행하는 제1단계;
    상기 데이터가 훈련용 또는 시험용인지 여부를 구분하는 제2단계;
    상기 데이터가 훈련용 데이터인 경우, 상기 데이터를 이용하여 딥러닝을 수행하고, 상기 데이터를 저장 및 갱신하여 딥러닝 데이터를 생성하는 제3단계;
    상기 데이터가 시험용 데이터인 경우, 상기 딥러닝 데이터를 이용하여 원단 분류 프로그램을 활성화시키는 제4단계;
    상기 원단 분류 프로그램에서 상기 데이터를 분석하여 상기 원단에 대한 분류 신호를 출력하는 제5단계; 및
    상기 원단에 대한 분류 신호를 검증하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원단 표면 접촉 피드백 데이터 획득 방법.
  13. 청구항 4의 원단 표면 접촉 피드백 데이터 기반 원단 분류 장치를 이용한 원단 분류 방법에 있어서,
    상기 베이스부의 상부면에 상기 원단을 위치시키고 상기 원단의 장력을 조절하는 제1단계;
    상기 위치조절부가 작동하여 상기 데이터계측부가 상기 원단의 표면 상으로 이동하는 제2단계;
    상기 홀더구동기가 상기 프로브홀더를 이동시켜 상기 프로브의 팁과 상기 원단의 표면을 접촉시키며, 상기 누름하중센서로부터 신호를 전달 받은 상기 분석제어부가 상기 홀더구동기로 제어 신호를 전달하는 제3단계;
    상기 위치조절부가 작동하여 상기 데이터계측부가 좌우 방향 운동을 시작하여 상기 팁이 상기 원단의 표면에 접촉 이동하고, 상기 가속도센서에 의해 상기 프로브의 진동이 측정되는 제4단계; 및
    상기 분석제어부가 상기 프로브의 진동 응답 신호를 분석하여 상기 원단을 분석하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원단 분류 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH067007U (ja) * 1992-06-30 1994-01-28 株式会社豊田中央研究所 織物の凹凸欠陥検出装置
JP2001215103A (ja) * 2000-02-01 2001-08-10 Canon Inc プリント媒体測定装置および画像形成装置
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