KR102397409B1 - 영상을 이용한 철도시설물의 검측시스템 - Google Patents

영상을 이용한 철도시설물의 검측시스템 Download PDF

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Abstract

영상을 이용한 철도시설물의 검측시스템이 개시된다. 본 발명의 영상을 이용한 철도시설물의 검측시스템은, 차량 본체와, 상기 차량 본체의 전부에 설치되어, 선로 변에 설치된 절대위치 표시장치를 촬영하는 절대위치 판독 카메라와, 상기 차량 본체의 전부에 설치되어 시설물을 촬영하는 시설물 검측 카메라와, 상기 차량 본체의 내부에 설치되어 절대위치 카메라 및 시설물 검측 카메라의 영상을 전송받아 처리하는 영상 처리장치와, 상기 영상 처리장치에서 처리한 정보를 저장하는 데이터 저장 장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

영상을 이용한 철도시설물의 검측시스템{Inspection system for railway ground facility using image processing technology and method thereof}
본 발명은, 철도시설물의 검측시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 보수차량에 위치 감지 장치를 설치하지 않고, 카메라를 사용하여 촬영한 영상을 처리하여 위치를 계산하도록 함으로써, 설치비용을 줄일 수 있고, 보다 정확한 위치를 알 수 있는 영상을 이용한 철도시설물의 검측시스템에 관한 것이다.
최근 지하철 또는 일반 철도차량의 터널이나 다른 시설물들의 결함이 많이 발생하여 신속한 유지보수가 필요한데, 특히 일반 철도 또는 지하철과 같은 도시철도의 경우 한번에 많은 승객이 탑승 이용하는 운송수단이기 때문에 차량 또는 시설물의 결함 발생은 곧 대형사고로 이어지기 쉽기 때문에 주기적으로 신속하고 정확한 시설물의 상태 점검 및 안전진단을 필요로 하고 있다.
이를 위하여 일반적으로 사용하던 방법은, 영업시간 종료후 야간 유지보수 담장자들이 유지보수 차량에 직접 탑승하여, 차량이 운행되지 않는 시간을 이용하여 이동하면서 육안으로 관찰하게 된다.
이러한 방법은 선로 진입 작업의 경우 영업시간을 제외한 유지보수 시간이 제한되어 있기 때문에 면밀한 조사가 어렵고, 한번에 전체 노선에 걸쳐 시행하기가 곤란하며, 육안 검사를 통해 발견된 시설물의 결함은 그 정도에 따라 바로 현장에서 조치하지 못하는 경우가 발생하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술이 한국등록특허 제10-0994159호에 기재되어 있고 여기에 기재된 기술은 촬영한 영상을 이용하여 전차선로 시설물의 변형 및 파손을 파악하도록 함으로써, 보다 신속하고 안전하게 시설물의 이상을 감지할 수 있는 장점은 있으나, 별도의 보수차량(V)에 촬영을 위한 카메라 뿐만 아니라, 타코메타와 같은 위치 감지장치를 별도로 설치하여야 하므로, 설치가 용이하지 않을 뿐만 아니라 구조가 복잡하여 설치 비용이 증가하는 문제점이 있다.
특히 전술한 선행기술에 사용되는 카메라는 주변 환경의 영향을 받기 쉽고 내구성도 떨어지므로 이에 대한 개선책이 요구된다.
전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.
한국등록특허공보 제10-2231356호(중앙대학교 산학협력단, 투아이시스 주식회사) 2021. 03. 18.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 보수차량에 위치를 감지하기 위한 별도의 장치를 구비하지 않고, 카메라를 사용하여 촬영한 영상을 처리하여 이상이 발생한 위치를 계산하도록 함으로써, 위치 감지 장치를 설치하지 않아도 되므로, 설치 비용을 줄일 수 있으며, 주변 환경의 영향을 받지 않고 시설물을 촬영할 수 있으며 내구성이 향상된 영상을 이용한 철도시설물의 검측시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량 본체와, 상기 차량 본체의 전부에 설치되어, 선로 변에 설치된 절대위치 표시장치를 촬영하는 절대위치 판독 카메라와, 상기 차량 본체의 전부에 설치되어 시설물을 촬영하는 시설물 검측 카메라와, 상기 차량 본체의 내부에 설치되어 절대위치 카메라 및 시설물 검측 카메라의 영상을 전송받아 처리하는 영상 처리장치와, 상기 영상 처리장치에서 처리한 정보를 저장하는 데이터 저장 장치로 이루어지되, 상기 영상 처리장치는 시설물의 이상을 감지하는 이상감지 모듈과, 차량 본체의 절대위치를 계측하는 거리측정 모듈로 이루어지고, 상기 거리측정 모듈은 절대위치 판독 카메라에서 촬영한 영상을 처리하여 절대위치 표시장치의 절대위치를 판독하고, 시설물 검측 카메라의 영상을 처리하여 절대위치 표시장치와의 상대위치를 계측하여, 절대위치 표시장치의 절대위치에 표시장치와의 상대위치를 합하여 현재의 절대위치를 계측하고, 상기 시설물 검측 카메라는, 카메라 바디; 전방부는 상기 카메라 바디의 후방에 상기 카메라 바디와 경사지게 탈착 결합되며 후방부는 상기 차량 본체에 탈착 결합되는 탈착 바디; 상기 카메라 바디의 전방부에 이동 가능하게 마련되어 상기 카메라 바디로 입사되는 빛을 반사시킴과 아울러 외부 이물질이 상기 카메라 바디로 유입되는 것을 방지하는 카메라 커버부; 및 상기 카메라 바디에 마련되며 상기 카메라 커버부와 연결되어 상기 카메라 커버부를 전후 방향으로 이동시키는 카메라 커버 구동부를 포함하고, 상기 카메라 바디는, 상기 카메라 바디의 전방부에 마련되는 카메라 렌즈; 상기 카메라 바디의 전방부에 마련되어 상기 카메라 커버부와 상기 카메라 커버 구동부가 서로 접하는 영역을 덮는 보호 커버; 상기 카메라 바디의 후방부에 마련되며 상기 탈착 바디가 분리 시 상기 카메라 바디를 상기 차량 본체에 결합시키는 제1 결합 플랜지; 상기 보호 커버와 근접되게 상기 카메라 바디에 마련되는 결합홈; 및 상기 카메라 바디의 전방부에 마련되며 상기 카메라 커버부의 외벽과 접촉되어 상기 카메라 커버부의 회전을 가이드하는 지지 기어를 포함하고, 상기 탈착 바디는, 상기 탈착 바디의 후방부에 마련되어 상기 차량 본체에 탈착 결합되는 제2 결합 플랜지; 및
상기 탈착 바디를 관통하도록 마련되어 상기 탈착 바디를 상기 카메라 바디에 결합시키는 볼트 부재의 결합 장소로 제공되는 체결홀을 포함하고, 상기 카메라 커버부는, 상기 카메라 바디의 전방부에 전후 방향으로 이동되게 마련되며 상기 카메라 바디의 전방부를 덮어 상기 카메라 바디로 입사되는 빛을 반사시킴과 아울러 외부 이물질이 상기 카메라 바디로 유입되는 것을 방지하는 카메라 커버 바디; 상기 카메라 커버 바디의 전방부에 마련되는 투명부; 및 상기 카메라 커버 바디의 후방부에 마련되어 상기 결합홈에 결합되는 결합바를 포함하고, 상기 카메라 커버 구동부는, 상기 카메라 바디에 마련되는 구동 모터; 및 상기 구동 모터에 연결되어 회전되며 상기 카메라 커버 바디의 외벽에 마련된 기어와 기어 맞물림 되어 상기 카메라 커버 바디를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동 기어를 포함하는 영상을 이용한 철도시설물의 검측시스템이 제공될 수 있다.
상기 결합바는 상기 카메라 커버 바디의 후방 이동 시 상기 결합홈에 삽입되어 상기 카메라 커버 바디의 흔들림을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 보수차량에 위치를 감지하기 위한 별도의 장치를 구비하지 않고, 카메라를 사용하여 촬영한 영상을 처리하여 이상이 발생한 위치를 계산하도록 함으로써, 위치 감지 장치를 설치하지 않아도 되므로, 설치 비용을 줄일 수 있다.
또한 시설물 검측 카메라의 카메라 바디에 카메라 커버부가 이동 가능하게 마련됨과 아울러 카메라 렌즈로 조사되는 빛을 반사하게 마련되어 카메라 렌즈로 입사되는 빛을 감소시켜 선명한 카메라 영상을 얻을 수 있고 카메라 렌즈를 외부 환경으로부터 안전하게 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상을 이용한 철도 시설물 유지보수 검측 시스템의 차량 본체의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 영상을 이용한 철도 시설물 유지보수 검측 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 다른 영상을 이용한 철도 시설물 유지보수 검측 시스템의 절대 위치를 계산하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상을 이용한 철도 시설물 유지보수 검측 시스템의 블록도이다.
도 5는 블록 매칭을 통하여 각 프레임의 거리차이를 계산하는 개념도이다.
도 6은 도 3에 도시된 시설물 검측 카메라의 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 카메라 커버부가 후방으로 이동되어 카메라 커버부에 마련된 결합바가 커메라 바디에 마련된 결합홈에 삽입된 것을 도시한 도면이다.
도 8은 도 4에 도시된 탈착 바디가 카메라 바디로부터 분리된 것을 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 영상을 이용한 철도 시설물 유지보수 검측 시스템의 차량 본체의 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 영상을 이용한 철도 시설물 유지보수 검측 시스템의 블록도이고, 도 3은 본 발명에 다른 영상을 이용한 철도 시설물 유지보수 검측 시스템의 절대 위치를 계산하는 개념도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상을 이용한 철도 시설물 유지보수 검측 시스템의 블록도이다.
또한 도 5는 블록 매칭을 통하여 각 프레임의 거리차이를 계산하는 개념도이고, 도 6은 도 3에 도시된 시설물 검측 카메라의 개략적인 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 카메라 커버부가 후방으로 이동되어 카메라 커버부에 마련된 결합바가 커메라 바디에 마련된 결합홈에 삽입된 것을 도시한 도면이고, 도 8은 도 4에 도시된 탈착 바디가 카메라 바디로부터 분리된 것을 도시한 도면이다.
본 발명은 영상을 이용한 철도 시설물 유지보수 검측 시스템에 관한 것으로 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 그 구성은 보수차량의 차량 본체(100)와 상기 차량 본체(100)의 전부에 설치되는 절대위치 판독 카메라(110)와 시설물 검측 카메라(200)와 절대위치 카메라(110) 및 시설물 검측 카메라(200)의 영상을 전송받아 처리하는 영상 처리장치(300)와 상기 영상 처리장치(300)에서 처리한 정보를 저장하는 데이터 저장 장치(400)로이루어진다.
여기서, 상기 절대위치 판독 카메라(110)는 선로 주변에 설치되는 절대위치 표시장치(500)를 촬영하기 위하여, 차량 본체(100) 전부의 측부 또는 하부에 설치되어, 절대위치 표시장치(500)를 정확하게 촬영할 수 있게 한다.
그리고, 상기 시설물 검측 카메라(200)는 선로 주변에 설치된 시설물을 촬영하게 되는데, 선로 주변의 시설물이 란 선로 자체를 포함하여, 터널 등과 같은 시설물을 포함한다.
그래서, 이러한 시설물은 각각의 위치가 다르기 때문에, 상기 시설물 검측 카메라(200)는 차량 본체(100)의 전두부에서, 각각의 시설물에 따라 그 위치를 하부, 상부, 측부, 정면 등 다양하게 설치하여, 보다 정확하게 시설물을 촬영할 수 있게 하며, 이러한 시설물 검측 카메라(200)는 한대가 아니라 여러 대를 하나의 차량 본체(100)에 설치하여 사용할 수도 있다.
본 실시 예에서 시설물 검측 카메라(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 바디(210)와, 전방부는 카메라 바디(210)의 후방에 카메라 바디(210)와 경사지게 탈착 결합되며 후방부는 차량 본체(100)에 탈착 결합되는 탈착 바디(220)와, 카메라 바디(210)의 전방부에 이동 가능하게 마련되어 카메라 바디(210)로 입사되는 빛을 반사시킴과 아울러 외부 이물질이 카메라 바디(210)로 유입되는 것을 방지하는 카메라 커버부(230)와, 카메라 바디(210)에 마련되며 카메라 커버부(230)와 연결되어 카메라 커버부(230)를 전후 방향으로 이동시키는 카메라 커버 구동부(240)를 포함할 수 있다.
카메라 바디(210)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 바디(210)의 전방부에 마련되는 카메라 렌즈(211)와, 카메라 바디(210)의 전방부에 마련되어 카메라 커버부(230)와 카메라 커버 구동부(240)가 서로 접하는 영역을 덮는 보호 커버(212)와, 카메라 바디(210)의 후방부에 마련되며 탈착 바디(220)가 분리 시 카메라 바디(210)를 차량 본체(100)에 결합시키는 제1 결합 플랜지(213)와, 보호 커버(212)와 근접되게 상기 카메라 바디(210)에 마련되는 결합홈(214)과, 카메라 바디(210)의 전방부에 마련되며 카메라 커버부(230)의 외벽과 접촉되어 카메라 커버부(230)의 회전을 가이드하는 지지 기어(215)를 포함한다.
본 실시 예에서 카메라 바디(210)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 탈착 바디(220)와 분리될 수 있고, 카메라 바디(210)만을 제1 결합 플랜지(213)를 이용하여 캐빈(120)이나 차량 본체(100)에 볼트 또는 용접 결합시킬 수 있다. 이 경우 카메라 바디(210)의 후방부가 경사지게 마련되어 별도의 구조없이 카메라 바디(210)를 캐빈(120)이나 차량 본체(100)에 경사지게 설치하여 영상 각도를 조절할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 실시 예에서 지지 기어(215)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 커버 바디(231)의 외벽에 마련된 기어이와 기어 맞물림되어 카메라 커버부(230)의 전후 이동 즉 도 6를 기준으로 좌우 방향 이동을 가이드할 수 있다.
탈착 바디(220)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 탈착 바디(220)의 후방부에 마련되어 차량 본체(100)에 용접 또는 볼트 결합되는 제2 결합 플랜지(221)와, 탈착 바디(220)를 관통하도록 마련되어 탈착 바디(220)를 상기 카메라 바디(210)에 결합시키는 볼트 부재의 결합 장소로 제공되는 체결홀(222)을 포함한다.
본 실시 예에서 체결홀(222)의 전방 단부에는 볼트 부재의 헤드가 지지되는 단턱이 마련될 수 있다.
카메라 커버부(230)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 바디(210)의 전방부에 전후 방향으로 이동되게 마련되며 카메라 바디(210)의 전방부를 덮어 카메라 바디(210)로 입사되는 빛을 반사시킴과 아울러 외부 이물질이 카메라 바디(210)로 유입되는 것을 방지하는 카메라 커버 바디(231)와, 카메라 커버 바디(231)의 전방부에 마련되는 투명부(232)와, 카메라 커버 바디(231)의 후방부에 마련되어 결합홈(214)에 결합되는 결합바(233)를 포함한다.
본 실시 예에서 카메라 커버 바디(231)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 바디(210)의 외벽에 나사 결합되어 있고, 카메라 구동부의 구동에 의해 카메라 바디(210)의 전후 방향으로 이동될 수 있다. 본 실시 예에서 결합바(233)는 카메라 커버 바디(231)의 후방 이동 시, 도 7에 도시된 바와 같이, 카메라 바디(210)에 마련된 결합홈(214)에 삽입되어 카메라 커버 바디(231)의 흔들림을 방지할 수 있다. 이는 차량 본체(100)가 고속으로 주행하거나 비포장 도로 등 도로 환경이 좋지 않을 경우에 유용하게 사용될 수 있다.
본 실시 예에서 투명부(232)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 커버 바디(231)의 선단부에 마련되어 카메라 렌즈(211)의 촬상 영역을 확장시킬 수 있고, 이물질이 카메라 렌즈(211)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
카메라 커버 구동부(240)는, 카메라 커버 바디(231)를 전후 방향으로 이동시키는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 바디(210)에 마련되는 구동 모터(241)와, 구동 모터(241)에 연결되어 회전되며 카메라 커버 바디(231)의 외벽에 마련된 기어와 기어 맞물림 되어 카메라 커버 바디(231)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동 기어(242)를 포함한다.
본 실시 예는 카메라 바디(210)에 마련되는 제어부에 의해 외부 환경이나 태양의 조도, 운행 등에 따라 카메라 커버 구동부(240)를 작동시켜 카메라 렌즈(211)의 노출 정도를 제어할 수 있다.
예를 들어 태양에서 조사되는 빛이 강한 경우 카메라 커버부(230)가 카메라 렌즈(211)를 더 덮도록 이동시킬 수 있고, 고속 주행 중에는 카메라 커버부(230)를 후방으로 이동시켜, 도 7에 도시된 바와 같이, 카메라 커버부(230)에 마련된 결합바(233)를 카메라 바디(210)에 마련된 결합홈(214)에 삽입시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 카메라 렌즈(211)는, 메틸알콜 속에 무기산화물이 콜로이드상으로 포함되는 무기산화물 졸에 실란계 수지를 혼합하여 합성된 개질 무기질 필러와, 셀로솔브류 용매와, 이타코닉산(Itaconic acid)을 포함하는 경화촉매와, 설폰산을 포함하는 산촉매와, 계면활성제 및 물을 포함하는 코팅용 조성물로 렌즈 표면에 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 카메라렌즈(211)의 코팅용 조성물에서 개질 무기질 필러는 30 내지 80중량부로 포함될 수 있다. 또한, 상기 개질 무기질 필러는 80 내지 88중량부의 무기산화물 졸에 12 내지 20중량부의 실란계 수지로 구성될 수 있다.
이와 같이 상기 코팅용 조성물로 카메라렌즈(211)에 코팅층을 형성하면, 렌즈에서 간섭 현상 및 UV 황변 현상을 제거할 수 있고, 우수한 광투과율을 나타내므로, 보다 더 정확한 영상 이미지 획득이 가능한 장점이 있다.
상기 영상 처리장치(300)는 차량 본체(100)의 내부에 설치되고, 시설물의 이상을 감지하는 이상감지 모듈(310)과 차량 본체(100)의 절대위치를 계측하는 거리측정 모듈(320)로 이루어진다.
여기서, 상기 영상 처리장치(300)의 이상감지 모듈(310)은 시설물 검측 카메라(200)를 사용하여 촬영된 영상을 블록매칭 기법을 사용하여 각 시설물의 정상적인 상태의 영상과 비교하여 시설물의 이상을 감지하게 된다.
이때, 상기 데이터 저장 장치(400)는 종래에 촬영한 정상상태의 시설물을 위치에 따라 데이터 베이스화 한 기본영상이 저장되게 되므로, 상기 영상 처리장치(300)의 이상감지 모듈(310)에서는 상기 데이터 저장 장치(400)의 기본영상과 시설물 검측 카메라(200)의 영상을 비교하여 시설물의 이상 여부를 판단하므로, 정확하게 시설물의 이상 여부를 판단할 수 있게 된다.
한편, 상기 영상처리장치(300)의 거리측정 모듈(320)은 현재 차량 본체(100)가 위치한 절대 위치를 계측하게 되는데, 우선, 절대위치 판독 카메라(110)에서 촬영한 절대위치 표시장치(500)의 영상을 처리하여 절대위치 표시장치(500)에 기재된 절대위치를 판독하게 된다.
그리고, 상기 시설물 검측 카메라(110)에서 촬영한 영상을 처리하여 절대위치 표시장치(500)와의 상대 위치를 계측하게 되는데, 여기서 사용하는 시설물 검측 카메라(110)의 영상은, 영상 자체가 아니라 영상을 촬영한 프레임의 수를 사용하여 상대 위치를 계산하게 된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 절대위치 표시장치(500) 사이를 차량 본체(100)가 주행하여 지나가게 되는데, 이때, 차량 본체(100)의 주행속도는 일정하고, 시설물 검측 카메라(200)에서 촬영하는 프레임 레이트(RF, 초당 프레임 개수)를 일정하게 하여, 서로 인접한 절대위치 표시장치(500) 사이를 통과하는 동안에 촬영한 프레임(영상)의 개수와 시설물이 위치한 현재 위치까지 촬영한 프레임의 개수를 비교하여 절대위치 표시장치(500)와의 상대위치를 계산하게 된다.
이때, 상대위치를 계산하는 식은 d = N_Curr / FR × D / (N_IMG / FR)
= D × N_Curr / N_IMG 가 된다.
[ d : 표시장치와의 상대위치(m),
D : 표시장치 사이의 간격,
FR : 프레임 레이트(초당 촬영한 영상의 개수)
N_IMG : 표시장치 사이에서 촬영한 영상의 개수(frames),
N_Curr : 표시장치에서 현재 위치까지 촬영한 영상의 개수(frames) ]
그리고, 마지막으로 상기 절대위치 판독 카메라(110)의 영상을 판독하여 알아낸 절대위치 표시장치(500)의 절대 위치에 상기 계산식을 활용하여 계산한 상대위치를 합하여, 시설물의 절대위치를 알 수 있게 된다.
이렇게, 상기 절대위치 판독 카메라(110)와 시설물 검측 카메라(200)의 영상을 통하여 감지한 시설물의 이상 여부와 시설물의 절대위치를 상기 데이터 저장 장치(400)에 저장하게 되는데, 이때 저장하는 정보는 각 촬영한 카메라의 고유 번호, 시설물의 이상 유무, 카메라에서 촬영한 영상, 현재 영상의 절대위치, 영상의 촬영 시간을 포함하게 된다.
그래서, 관리자가 상기 데이터 저장 장치의 정보를 열람하여 이상이 있는 시설물을 즉시 알 수 있고, 시설물의 위치를 정확하게 알 수 있어, 신속한 대처를 가능하게 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 보수차량의 차량 본체(100)에는 영상 처리 장치(200)와 데이터 저장 장치(400), 그리고 절대위치 판독 카메라(110)와 시설물 검측 카메라(200) 이외에 이동거리 감지 카메라(130)가 더 구비되는데, 상기 이동거리 감지 카메라(130)는 차량 본체(100)의 저부에 설치하여 선로를 촬영하게 하여, 이동거리를 용이하게 감지할 수 있게 한다.
여기서, 상기 영상 처리장치(300)는 시설물의 이상을 감지하는 이상감지 모듈(310)과 차량 본체(100)의 절대위치를 계측하는 거리측정 모듈(320)로 이루어는데, 상기 거리측정 모듈(320)은 상기 절대위치 판독 카메라(110)에서 촬영한 영상을 처리하여 절대위치 표시장치(500)의 절대위치를 판독하고, 상기 이동거리 검지 카메라(130)의 영상을 처리하여 절대위치 표시장치(500)와의 상대위치를 계측하여, 절대위치 표시장치(500)의 절대위치에 절대위치 표시장치(500)와의 상대위치를 합하여 현재의 절대위치를 계측하게 된다.
이때, 상기 절대위치 표시장치(500)와의 상대위치는, 상기 영상처리 장치(200)의 거리측정 모듈(320)에서 절대위치 표시장치(500)를 촬영한 시점의 프레임부터 현재의 프레임까지 각 프레임을 시간의 순서로 순차적으로 나열하고, 도 5에 도시된 바와 같이 서로 인접한 프레임 중, 이후 프레임과 이전 프레임을 블록매칭 기법으로 동일한 부분의 변화된 픽셀을 측정하여, 각 프레임 사이의 변화된 픽셀을 합한 후, 픽셀당 실제 거리의 비를 적용하여 상대위치를 계산하게 된다.
여기서, 상기 픽셀당 실제 거리의 비는 영상의 각 픽셀이 실제의 거리와 매칭될 수 있도록 한 것으로, 이동거리 검지 카메라(130)의 설치위치에 따라 달라지므로, 설치할 때마다 이를 설정하여야 한다.
그리고, 나머지 구성들은 전술한 구성들과 동일하므로 별도의 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 차량 본체 110 : 절대위치 판독 카메라
130 : 이동거리 검지 카메라 200 : 시설물 검측 카메라
210 : 카메라 바디 211 : 카메라 렌즈
212 : 보호 커버 213 : 제1 결합 플랜지
214 : 결합홈 215 : 지지 기어
220 : 탈착 바디 221 : 제2 결합 플랜지
222 : 체결홀 230 : 카메라 커버부
231 : 카메라 커버 바디 232 : 투명부
233 : 결합바 240 : 카메라 커버 구동부
241 : 구동 모터 242 : 구동 기어
300 : 영상처리 장치 310 : 이상감지 모듈
320 : 거리측정 모듈 400 : 데이터 처리 장치
500 : 절대위치 표시장치

Claims (1)

  1. 차량 본체와, 상기 차량 본체의 전부에 설치되어, 선로 변에 설치된 절대위치 표시장치를 촬영하는 절대위치 판독 카메라와, 상기 차량 본체의 전부에 설치되어 시설물을 촬영하는 시설물 검측 카메라와, 상기 차량 본체의 내부에 설치되어 절대위치 카메라 및 시설물 검측 카메라의 영상을 전송받아 처리하는 영상 처리장치와, 상기 영상 처리장치에서 처리한 정보를 저장하는 데이터 저장 장치로 이루어지되,
    상기 영상 처리장치는 시설물의 이상을 감지하는 이상감지 모듈과, 차량 본체의 절대위치를 계측하는 거리측정 모듈로 이루어지고,
    상기 거리측정 모듈은 절대위치 판독 카메라에서 촬영한 영상을 처리하여 절대위치 표시장치의 절대위치를 판독하고, 시설물 검측 카메라의 영상을 처리하여 절대위치 표시장치와의 상대위치를 계측하여, 절대위치 표시장치의 절대위치에 표시장치와의 상대위치를 합하여 현재의 절대위치를 계측하고,
    상기 시설물 검측 카메라는,
    카메라 바디;
    전방부는 상기 카메라 바디의 후방에 상기 카메라 바디와 경사지게 탈착 결합되며 후방부는 상기 차량 본체에 탈착 결합되는 탈착 바디;
    상기 카메라 바디의 전방부에 이동 가능하게 마련되어 상기 카메라 바디로 입사되는 빛을 반사시킴과 아울러 외부 이물질이 상기 카메라 바디로 유입되는 것을 방지하는 카메라 커버부; 및
    상기 카메라 바디에 마련되며 상기 카메라 커버부와 연결되어 상기 카메라 커버부를 전후 방향으로 이동시키는 카메라 커버 구동부를 포함하고,
    상기 카메라 바디는,
    상기 카메라 바디의 전방부에 마련되는 카메라 렌즈;
    상기 카메라 바디의 전방부에 마련되어 상기 카메라 커버부와 상기 카메라 커버 구동부가 서로 접하는 영역을 덮는 보호 커버;
    상기 카메라 바디의 후방부에 마련되며 상기 탈착 바디가 분리 시 상기 카메라 바디를 상기 차량 본체에 결합시키는 제1 결합 플랜지;
    상기 보호 커버와 근접되게 상기 카메라 바디에 마련되는 결합홈; 및
    상기 카메라 바디의 전방부에 마련되며 상기 카메라 커버부의 외벽과 접촉되어 상기 카메라 커버부의 회전을 가이드하는 지지 기어를 포함하고,
    상기 탈착 바디는,
    상기 탈착 바디의 후방부에 마련되어 상기 차량 본체에 탈착 결합되는 제2 결합 플랜지; 및
    상기 탈착 바디를 관통하도록 마련되어 상기 탈착 바디를 상기 카메라 바디에 결합시키는 볼트 부재의 결합 장소로 제공되는 체결홀을 포함하고,
    상기 카메라 커버부는,
    상기 카메라 바디의 전방부에 전후 방향으로 이동되게 마련되며 상기 카메라 바디의 전방부를 덮어 상기 카메라 바디로 입사되는 빛을 반사시킴과 아울러 외부 이물질이 상기 카메라 바디로 유입되는 것을 방지하는 카메라 커버 바디;
    상기 카메라 커버 바디의 전방부에 마련되는 투명부; 및
    상기 카메라 커버 바디의 후방부에 마련되어 상기 결합홈에 결합되는 결합바를 포함하고,
    상기 카메라 커버부 구동부는,
    상기 카메라 바디에 마련되는 구동 모터; 및
    상기 구동 모터에 연결되어 회전되며 상기 카메라 커버 바디의 외벽에 마련된 기어와 기어 맞물림 되어 상기 카메라 커버 바디를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동 기어를 포함하는 영상을 이용한 철도시설물의 검측시스템.
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