KR102536981B1 - System for measuring moving distance - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따라 이동거리 측정 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, 배관 내부를 주행하는 이동체; 상기 이동체에 구비되고, 상기 배관의 내벽을 촬영하여 일련의 배관 표면 이미지를 생성하는 광학식 주행거리계; 및 상기 배관 표면 이미지에서 나타나는 패턴의 화상 위치 변화에 기초하여 상기 이동체의 주행거리를 결정하고, 상기 이동체의 위치를 추정하는 제어부를 포함할 수 있다. A movement distance measurement system is provided according to an embodiment of the present invention. The system includes a moving body traveling inside the pipe; an optical odometer provided in the movable body and generating a series of pipe surface images by photographing the inner wall of the pipe; and a controller configured to determine a travel distance of the movable body based on a change in image position of a pattern appearing in the pipe surface image and to estimate a position of the movable body.
Description
본 발명은 이동거리 측정 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로, 배관 내를 주행하는 이동체의 이동거리를 측정하는 이동거리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a movement distance measuring system, and more particularly, to a movement distance system for measuring a movement distance of a moving object traveling in a pipe.
여러 산업 분야에서 다양한 형태의 배관이 설치된다. 예를 들어 상하수도관, 도시가스관, 석유화학 공장의 플랜트관 등을 통해 물, 유류, 가스 등의 유체가 이송된다. 이러한 배관은 설치된 후 시간의 흐름에 따라 노화나 부식으로 인하여 흠결이 생기거나 공사 등으로 인한 외부 충격으로 배관에 손상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 대형사고의 원인으로 작용할 수도 있다.Various types of piping are installed in various industries. For example, fluids such as water, oil, and gas are transported through water and sewage pipes, city gas pipes, plant pipes of petrochemical plants, and the like. After these pipes are installed, defects may occur due to aging or corrosion over time, or damage may occur to the pipes due to external impact due to construction, etc., which may cause a major accident.
따라서, 수시로 또는 일정기간 마다 배관의 내부 상태를 확인하여 사고 발생을 예방하도록 유지 보수작업이 이루어지는데, 이러한 유지보수작업은 배관 주변의 시설물들로 인하여 점검하려는 배관에 접근이 어렵고 또한 배관이 지하에 매설되어 있는 경우에는 배관에 접근이 불가능하므로 많은 비용과 인력이 소요된다.Therefore, maintenance work is performed to prevent accidents by checking the internal state of the pipe at any time or for a certain period of time. This maintenance work is difficult to access to the pipe to be inspected due to facilities around the pipe, and the pipe is underground. If it is buried, it is impossible to access the pipe, so a lot of cost and manpower are required.
이를 해결하기 위해 배관 검사 장비가 배관 내를 이동하면서, 손상 부위를 검사하도록 하고 있으며, 이때, 배관 검사 장비의 정확한 위치를 지속적으로 확인할 수 있어야 정밀/장거리 탐측과 평가가 가능하다.In order to solve this problem, pipe inspection equipment is moved inside the pipe to inspect the damaged part, and at this time, precise/long-distance detection and evaluation are possible only when the exact location of the pipe inspection equipment can be continuously checked.
본 발명은 위치 추정의 신뢰도를 개선하는 이동거리 측정 시스템을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is a movement distance measuring system that improves the reliability of position estimation.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 실시예에 따라 이동거리 측정 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, 배관 내부를 주행하는 이동체; 상기 이동체에 구비되고, 상기 배관의 내벽을 촬영하여 일련의 배관 표면 이미지를 생성하는 광학식 주행거리계; 및 상기 배관 표면 이미지에서 나타나는 패턴의 화상 위치 변화에 기초하여 상기 이동체의 주행거리를 결정하고, 상기 이동체의 위치를 추정하는 제어부를 포함할 수 있다. A movement distance measurement system is provided according to an embodiment of the present invention. The system includes a moving body traveling inside the pipe; an optical odometer provided in the movable body and generating a series of pipe surface images by photographing the inner wall of the pipe; and a controller configured to determine a travel distance of the movable body based on a change in image position of a pattern appearing in the pipe surface image and to estimate a position of the movable body.
또한, 상기 배관 표면 이미지는 제 1 패턴이 나타나는 제 1 배관 표면 이미지 및 제 2 패턴이 나타나는 제 2 배관 표면 이미지를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴 간의 변화 벡터를 결정하고, 상기 변화 벡터에서 주행 방향 벡터만을 추출하여, 상기 이동체의 주행거리를 결정할 수 있다.In addition, the pipe surface image includes a first pipe surface image in which a first pattern appears and a second pipe surface image in which a second pattern appears, and the control unit determines a change vector between the first pattern and the second pattern And, the traveling distance of the moving body may be determined by extracting only the traveling direction vector from the change vector.
또한, 상기 제어부는 상기 배관 표면 이미지에 대해 1차 엣지 디텍션(edge detection)을 수행하여 상기 패턴을 이루는 특징 영역을 추출하고, 상기 특징 영역 간의 연관성을 분석하여 상기 변화 벡터를 결정할 수 있다.In addition, the control unit may perform primary edge detection on the pipe surface image to extract feature regions constituting the pattern, and may determine the change vector by analyzing a correlation between the feature regions.
또한, 상기 제어부는 상기 특징 영역에 대해 2차 엣지 디텍션을 수행하여 상기 특징 영역의 연관성을 분석할 수 있다.In addition, the controller may perform secondary edge detection on the feature region to analyze the correlation of the feature region.
또한, 상기 광학식 주행거리계는 복수 개로 구성되고, 각각의 상기 광학식 주행거리계는 상기 이동체로부터 상기 배관의 내벽을 향하여 연장 형성되며, 상기 제어부는, 각각의 상기 광학식 주행거리계의 배관 표면 이미지 변화로부터 1차 주행거리를 결정하고, 복수의 상기 1차 주행거리에 기초하여 2차 주행거리를 결정하며, 상기 2차 주행거리는 상기 1차 주행거리의 적어도 일부의 평균 또는 상기 2차 주행거리는 상기 1차 주행거리 중 가장 큰 값일 수 있다.In addition, the optical odometer is composed of a plurality of odometers, each optical odometer extends from the movable body toward the inner wall of the pipe, and the control unit is configured to first detect a change in the pipe surface image of each optical odometer. Determines a mileage, determines a secondary mileage based on a plurality of the primary mileage, wherein the secondary mileage is an average of at least a portion of the primary mileage or the secondary mileage is the primary mileage may be the largest value among them.
또한, 상기 제어부는 상기 1차 주행거리에 대한 유효성을 판단하고, 유효한 상기 1차 주행거리를 기초로 2차 주행거리를 결정할 수 있다In addition, the controller may determine the validity of the first mileage and determine a second mileage based on the effective first mileage.
또한, 상기 이동체가 주행하는 상기 배관은 직관, 수평 곡관, 수직 곡관, 복합 곡관 및 분기관(tee) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제어부는 상기 배관의 형상 및 복수의 상기 1차 주행거리에 기초하여 2차 주행거리를 결정할 수 있다.In addition, the pipe on which the movable body travels includes at least one of a straight pipe, a horizontal bend pipe, a vertical bend pipe, a compound bend pipe, and a branch pipe (tee), and the control unit is based on the shape of the pipe and the plurality of primary travel distances. Thus, the second mileage can be determined.
또한, 상기 이동체에 구비되고, 상기 배관의 내벽에 밀착하여 상기 이동체의 이동거리를 측정하는 접촉식 주행거리계를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 접촉식 주행거리계의 상기 이동거리와 상기 광학식 주행거리계의 상기 주행거리에 기초하여 상기 이동체의 위치를 추정할 수 있다.In addition, a contact odometer provided in the movable body and closely attached to an inner wall of the pipe to measure a moving distance of the movable body, wherein the control unit measures the moving distance of the contact odometer and the optical odometer. It is possible to estimate the position of the moving object based on the traveling distance of .
또한, 상기 제어부는 상기 접촉식 주행거리계에 기초하여 상기 이동체의 위치를 추정하되, 상기 접촉식 주행거리계가 상기 배관의 내벽으로부터 이격될 경우, 상기 광학식 주행거리계에 기초하여 상기 이동체의 위치를 추정할 수 있다.In addition, the controller estimates the position of the movable body based on the contact odometer, and estimates the position of the movable body based on the optical odometer when the contact odometer is separated from the inner wall of the pipe. can
또한, 상기 제어부는 상기 광학식 주행거리계에 따른 상기 주행거리의 유효성을 판단하고, 상기 주행거리가 유효하지 않을 경우, 상기 접촉식 주행거리계에 기초하여 상기 이동체의 위치를 추정할 수 있다.In addition, the control unit may determine validity of the mileage according to the optical odometer, and estimate the position of the moving object based on the contact odometer when the mileage is not valid.
또한, 상기 접촉식 주행거리계는 상기 광학식 주행거리계와 동일 또는 인접한 방향으로 형성되고, 상기 제어부는 상기 접촉식 주행거리계의 상기 이동거리와 상기 광학식 주행거리계의 상기 주행거리의 평균으로부터 상기 이동체의 위치를 추정할 수 있다.In addition, the contact odometer is formed in the same or adjacent direction as the optical odometer, and the controller calculates the position of the movable body from the average of the travel distance of the contact odometer and the mileage of the optical odometer. can be estimated
또한, 상기 접촉식 주행거리계는 상기 광학식 주행거리계와 동일 또는 인접한 방향으로 형성되고, 상기 제어부는 상기 접촉식 주행거리계의 상기 이동거리와 상기 광학식 주행거리계의 상기 주행거리 중 더 큰 값으로부터 상기 이동체의 위치를 추정할 수 있다.In addition, the contact-type odometer is formed in the same or adjacent direction as the optical odometer, and the controller determines the moving object from a larger value of the moving distance of the contact-type odometer and the mileage of the optical odometer. location can be estimated.
또한, 상기 접촉식 주행거리계는, 상기 이동체로부터 외측으로 연장하는 지지부; 지지부의 단부에 회전 가능하게 결합하는 오도미터; 및 상기 지지부에서 상기 오도미터에 인접한 위치에서 상기 지지부의 둘레를 따라 함몰 형성되는 굴곡부를 포함하고, 상기 굴곡부가 굴곡하면서 상기 오도미터가 상기 배관의 내벽에 밀착하거나 상기 오도미터가 주행 방향을 향하도록 할 수 있다.In addition, the contact type odometer includes a support extending outwardly from the moving body; an odometer rotatably coupled to an end of the support; And a bent part formed in a depression along the circumference of the support part at a position adjacent to the odometer in the support part, and while the bent part is bent, the odometer adheres to the inner wall of the pipe or the odometer faces the running direction. can do.
또한, 상기 접촉식 주행거리계는, 상기 이동체로부터 외측으로 연장하는 제 1 지지부 및 제 2 지지부; 상기 제 1 지지부의 단부에 회전 가능하게 결합하는 오도미터; 상기 오도미터 측에서 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부를 연결하는 링크를 포함하고, 상기 제 1 지지부 및 상기 제 2 지지부 중 적어도 하나는 외력에 의해 탄성 변형될 수 있다. In addition, the contact type odometer includes a first support part and a second support part extending outwardly from the moving body; an odometer rotatably coupled to an end of the first support; A link connecting the first support part and the second support part at the odometer side may be included, and at least one of the first support part and the second support part may be elastically deformed by an external force.
본 발명의 실시예에 따라 이동거리 측정 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하도록 구성되는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 명령어들을 실행함으로써 광학식 주행거리계가 배관의 내벽을 촬영하여 생성되는 일련의 배관 표면 이미지에서 나타나는 패턴의 화상 위치 변화에 기초하여 이동체의 주행거리를 결정하고, 상기 이동체의 위치를 추정할 수 있다.A movement distance measurement system is provided according to an embodiment of the present invention. The system includes at least one processor; and a memory configured to store instructions executable by the at least one processor, wherein the processor executes the instructions to determine a pattern appearing in a series of pipe surface images generated by the optical odometer photographing the inner wall of the pipe. Based on the image position change, the travel distance of the moving object can be determined, and the position of the moving object can be estimated.
본 발명에 따르면, 광학식 주행거리계를 이용함으로써, 접촉식 주행거리계의 슬립이나 마모 등에 따라 측정오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, by using the optical odometer, it is possible to prevent a measurement error from occurring due to slip or wear of the contact odometer.
또한, 본 발명에 따르면, 배관 중심선의 벡터와 접촉식 주행거리계의 속도 측정 벡터 간의 방향 오차에 의한 측정 오차에 의한 영향을 저감할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to reduce the influence of the measurement error due to the direction error between the vector of the center line of the pipe and the speed measurement vector of the contact odometer.
본 발명에 따르면, 주행거리 산출의 신뢰도를 개선하고, 항법 알고리즘에 제공함으로써, 위치 추정(localization)의 정확도를 향상시키고, 정밀 위치기반의 결함 정보를 제공하여 효율적인 배관 건전성 관리를 가능하게 할 수 있다.According to the present invention, by improving the reliability of mileage calculation and providing it to a navigation algorithm, it is possible to improve the accuracy of localization and provide precise location-based defect information to enable efficient pipe integrity management. .
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동거리 측정 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배관 이동 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배관 표면 이미지의 패턴 분석을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접촉식 주행거리계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접촉식 주행거리계를 설명하기 위한 도면이다.In order to more fully understand the drawings cited in the detailed description of the present invention, a brief description of each drawing is provided.
1 is a block diagram of a movement distance measurement system according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of a pipe moving device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining pattern analysis of a pipe surface image according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a contact type odometer according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a contact type odometer according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 이하에서 기재되는 편의상 상하좌우의 방향은 도면을 기준으로 한 것이며, 해당 방향으로 본 발명의 권리범위가 반드시 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the contents described in the accompanying drawings. Like reference numerals or numerals in each drawing indicate parts or components that perform substantially the same function. For convenience described below, directions of up, down, left, and right are based on the drawings, and the scope of the present invention is not necessarily limited to the corresponding directions.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various elements, but elements are not limited by the terms. Terms are only used to distinguish one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include a combination of a plurality of related items or any one of a plurality of related items.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 제한 및/또는 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. Terms used in this specification are used to describe embodiments, and are not intended to limit and/or limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms include or have are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features, numbers, or steps However, it should be understood that it does not preclude the possibility of existence or addition of operations, components, parts, or combinations thereof.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only a case where it is directly connected but also a case where it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, when a part includes a certain component, this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동거리 측정 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배관 이동 장치의 측면도이다.1 is a block diagram of a movement distance measuring system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of a pipe moving device according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이동거리 측정 시스템(100)은 이동체(110), 광학식 주행거리계(120), 접촉식 주행거리계(130), 관성측정부(140), 전자기파 발생기(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다. 1 and 2, the movement
이동거리 측정 시스템(100)에서, 이동체(110), 광학식 주행거리계(120), 접촉식 주행거리계(130), 관성측정부(140) 및 전자기파 발생기(150)는 배관 이동 장치(또는 배관 검사 장치)로 지칭될 수 있으며, 이때 제어부(160)는 배관 이동 장치에 함께 내장되거나 배관 이동 장치와 물리적으로 분리, 이격될 수 있다. In the movement distance measuring
이동체(110)는 배관 이동 장치의 몸체를 형성하는 부분으로서, 배관 내부로 삽입되어 이동 가능한 크기와 형상을 가질 수 있다. The
실시예에서, 이동체(110)는 내부 및 외부에 다양한 구성(배관 내벽 세정장치, 누설자속 감지장치, 측정데이터 수집/전송장치, 배관의 이상진단 장치, 배터리 팩 등)을 수용할 수 있다. 또한, 이동체(110)는 이동체(110)의 전단과 후단 사이에서의 발생하는 배관 내부 유체의 압력 차이에 따라 배관 내부를 주행하면서 해당 구성이 배관 내부를 검사하는 등 각종 기능을 수행하도록 할 수 있다.In the embodiment, the
실시예에서, 이동체(110)는 하나 또는 복수 개로 구성될 수 있다. 복수 개로 구성되는 경우, 유니버셜 조인트와 같은 링크 부재를 통해 이동체(110)가 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전단의 제 1 이동체는 배관 내의 주행을 담당하고, 후단의 제 2 이동체는 배관 검사를 담당할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. In an embodiment, the
광학식 주행거리계(120)는 이동체(110)에 구비되고, 배관의 내벽을 촬영하여 일련의 배관 표면 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 배관 표면 이미지는 제 1 패턴이 나타나는 제 1 배관 표면 이미지 및 제 2 패턴이 나타나는 제 2 배관 표면 이미지를 포함할 수 있다. 제 1 배관 표면 이미지와 제 2 배관 표면 이미지는 연속적 또는 이산적인 촬영에 의해 생성될 수 있다. 배관 표면 이미지에서 나타나는 패턴의 (특히 화소 또는 픽셀 단위의) 위치 변화에 기초하여 이동체(110)의 주행거리가 결정되고, 나아가 이동체(110)의 위치가 추정될 수 있다.The
실시예에서, 광학식 주행거리계(120)는 배관 내벽을 촬영하여 배관 표면 이미지를 생성하는 카메라부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 광학식 주행거리계(120)는 카메라부가 촬영하고자 하는 배관의 내벽을 향하여 빛을 조사하는 조명부를 더 포함할 수 있다. 이때 빛은 레이져 광, LED 광 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In an embodiment, the
실시예에서, 광학식 주행거리계(120)는 복수 개로 구성되고, 각각의 광학식 주행거리계(120)는 이동체(110)로부터 배관의 내벽을 향하되 서로 상이한 방향으로 연장 형성될 수 있다. 복수의 광학식 주행거리계(120)로부터 복수의 배관 표면 이미지가 생성될 수 있으며, 이로부터 이동체(110)의 주행거리가 결정될 수 있다. 이때 복수의 광학식 주행거리계(120) 각각에 대해 복수의 주행거리가 결정되며, 이들을 가공하여 최종 주행거리가 결정되고, 나아가 이동체(110)의 위치가 추정될 수 있다.In the embodiment, the
접촉식 주행거리계(130)는 이동체(110)에 구비되고, 배관의 내벽에 밀착하여 이동체(110)의 이동거리를 측정할 수 있다. 접촉식 주행거리계(130)는, 하나 또는 복수 개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 접촉식 주행거리계(130)는 3개 또는 4개로 이루어질 수 있다. The
실시예에서, 접촉식 주행거리계(130)는 이동체(110)로부터 외측으로 연장하는 지지부 및 지지부의 단부에 형성되는 오도미터를 포함할 수 있다. 지지부는 이동체(110)에 대해 회동 가능하게 결합될 수 있으며, 오도미터는 지지부에 대해 회전 가능하게 결합할 수 있다. 이를 통해 배관 중심선의 벡터와 접촉식 주행거리계의 속드 측정 벡터 방향 오차를 저감한다. 오도미터는 배관의 내벽에 밀착하며, 이동체(110)의 이동 시에 내벽을 따라 회전할 수 있다. 이때 오도미터는 배관의 내벽에 밀착하는 바퀴부 및 바퀴부의 회전량을 측정하는 회전 측정부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 측정부는 바퀴부와 함께 회전하고, 바퀴부의 회전량을 측정하는 자기 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 측정부는 인크리멘탈 엔코더를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 접촉식 주행거리계(130)에는 이동체(110)의 이동거리를 측정할 수 있는 다양한 기술이 적용될 수 있다. In an embodiment, the
실시예에서, 광학식 주행거리계(120)와 접촉식 주행거리계(130)는 서로 인접하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 광학식 주행거리계(120)는 접촉식 주행거리계(130)의 지지부의 단부에서 오도미터에 인접하여 형성될 수 있다. In an embodiment, the
실시예에서, 접촉식 주행거리계(130)는 광학식 주행거리계(120)와 동일 또는 인접한 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 광학식 주행거리계(120)는 접촉식 주행거리계(130)에 대해 이동체(110)의 중심을 기준으로 대칭이 되도록 연장 형성될 수 있다.In an embodiment, the
관성측정부(140)는 이동체(110)에 구비되어, 이동체(110)가 배관의 내벽을 주행할 때 이동체(110)의 움직임에 따른 관성의 변화를 측정 및 기록하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해 관성측정부(140)는 배관 내에서 전후, 좌우, 상하 3축으로의 이동을 감지하는 가속도센서와, 피치(Pitch), 롤(Roll), 요(Yaw)의 3축 회전 각속도를 검출하는 자이로스코프 센서를 포함할 수 있다.The
전자기파 발생기(150)는 이동체(110)에 구비되고, 전자기파를 발생시키고, AGM(above ground marker)에 설치된 TBMS(time based market system)가 이를 감지하여 이동체(110)가 통과한 시간과 AGM의 위치 좌표를 제공하도록 한다. TBMS는 이동체(110)와 시간 동기를 유지하며, 배관 직상부 지표면에 설치될 수 있다. 여기서, AGM 위치 좌표는 TBMS가 설치된 장소에서 GPS를 통해 측정함으로써 획득할 수 있다.The
제어부(160)는, 이동체(110)의 주행거리를 결정하고, 이동체의 위치를 추정할 수 있다. 이를 위해 제어부(160)는 예를 들어, 메모리에 저장된 프로그램을 실행하여 이에 따라 연산 동작할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 이동거리 측정 시스템(100)의 동작을 위한 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 적어도 하나의 인스트럭션(instruction)을 처리하도록 구성될 수 있다. 상술된 인스트럭션은 메모리로부터 프로세서에 제공될 수 있다. 즉, 프로세서는 메모리와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 인스트럭션을 실행하도록 구성될 수 있다. 혹은 인스트럭션은 통신부를 통해 이동거리 측정 시스템(100)으로 수신되어 프로세서로 제공될 수도 있다.The
실시예에 따라, 제어부(160)는 이동체(110)에 내장되어 배관 이동 장치의 일부로 지칭되거나, 이동체(110)와는 물리적으로 분리, 이격되어, 예를 들어, 서버, 제어 장치 등의 형태로 구현될 수 있다. 후자의 경우, 광학식 주행거리계(120) 등에서 측정된 각종 데이터는, 예를 들어, 통신부 등을 통해 제어부(160)로 전달될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.Depending on the embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는 관성측정부(140)에 의해 측정되는 관성 변화에 기초하여 이동체(110)의 위치, 속도, 자세를 계산할 수 있다. 이로부터 제어부(160)는 이동체(110)의 이동거리로부터 이동체(110)의 위치를 추정하고(순수 항법 계산), 배관의 위치를 추정할 수 있다. 실시예에 따라 제어부(160)는 광학식 주행거리계(120), 접촉식 주행거리계(130) 및 전자기파 발생기(150) 중 적어도 하나에 기초하여 순수 항법 계산에 따른 위치를 보정할 수 있다.In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는 광학식 주행거리계(120)에 의해 측정되는 이동거리를 활용하여 순수 항법 계산에 따른 속도 또는 위치를 보정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(160)는 배관 표면 이미지에서 나타나는 패턴의 화상 위치 변화에 기초하여 이동체(110)의 주행거리 및/또는 방향을 결정하고, 이동체(110)의 위치를 추정할 수 있다. 이때, 제어부(160)는, 광학식 주행거리계(120)의 주행거리를 직접 위치 추정에 활용하거나, 주행거리를 미분하여 속도를 산출한 후, 이를 위치 추정에 활용할 수 있다.In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는, 제 1 배관 표면 이미지의 제 1 패턴과 제 2 배관 표면 이미지의 제 2 패턴 간의 변화 벡터를 결정하고, 변화 벡터에서 주행 방향 벡터만을 추출하여 이동체(110)의 주행거리를 결정할 수 있다. 주행 방향과 상이한 방향의 벡터는 예를 들어, 이동체(110)의 회전 등에 의해 발생하는 것으로서, 이동체(110)의 주행에 영향을 주지 않는 벡터를 제거하기 위한 것이다.In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는 배관 표면 이미지에 대해 엣지 디텍션(edge detection)을 수행하여 배관 표면 이미지를 변화시킨 후에 패턴 간의 변화 벡터를 결정할 수 있다. 엣지 디텍션을 통해 배관 표면 이미지가 패턴 검출에 적합하도록 보정하기 위한 것으로서, 엣지 디텍션에는 당해 기술 분야에서 적용 가능한 다양한 영상 처리 알고리즘이 적용될 수 있다 .In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는 엣지 디텍션을 1회 또는 복수 회에 걸쳐서 수행할 수 있다. 복수 회의 엣지 디텍션이 수행되는 경우, 상이한 엣지 디텍션 알고리즘이 적용될 수 있다.In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는, 1차 엣지 디텍션을 수행하여 패턴을 이루는 특징 영역을 추출하고, 특징 영역에 대해 2차 엣지 디텍션을 수행하여 특징 영역 간의 연관성을 분석한 후 변화 벡터를 결정할 수 있다. 이때 연관성은 특징 영역 간의 동일성, 위치 변화 등을 포함할 수 있다. 즉, 1차 엣지 디텍션을 통해 전체 배면 표면 이미지로부터 적어도 하나의 특징 영역을 검출할 수 있으며, 2차 엣지 디텍션을 통해 각 검출 영역의 텍스쳐나 내측 형상을 보다 세밀하여 분석하여 특징 영역 간의 동일성 및 동일한 특징 영역의 위치 변화를 분석할 수 있다. 예를 들어, 1차 엣지 디텍션은 전체적인 경계 파악에 효과적인 캐니 엣지 디텍션 알고리즘에 의해 수행될 수 있고 및/또는 2차 엣지 디텍션은 텍스쳐의 파악에 효과적인 LBP (local binary pattern) 알고리즘에 의해 수행될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. In an embodiment, the
실시예에서 광학식 주행거리계(120)가 복수 개인 경우, 제어부(160)는, 각각의 광학식 주행거리계(120)의 배관 표면 이미지 변화로부터 1차 주행거리를 결정하고, 복수의 1차 주행거리에 기초하여 2차 주행거리를 결정할 수 있다. 2차 주행거리는 1차 주행거리의 적어도 일부의 평균 또는 2차 주행거리는 1차 주행거리 중 가장 큰 값일 수 있다.In the embodiment, when there are a plurality of
실시예에서, 제어부(160)는 광학식 주행거리계(120)에 의해 촬영되는 배관 표면 이미지의 유효성을 판단할 수 있다. 배관 이미지의 해상도가 너무 낮아서 패턴 파악이 어렵거나, 광학식 주행거리계(120)가 급격히 배관의 내벽으로부터 멀어지면서 위치 변화를 정확하게 산출하기 어려운 경우, 배관 표면 이미지가 유효하지 않다고 판단할 수 있다. 이때 제어부(160)는 주행거리를 결정하는 데 있어, 유효하지 않은 배관 표면 이미지를 제외할 수 있다. 부가적으로, 제어부(160)는 배관 표면 이미지가 유효하지 않은 경우, 접촉식 주행거리계(130)에 기초하여 이동체(110)의 위치를 추정할 수 있다. In an embodiment, the
실시예에서 제어부(160)는 복수의 광학식 주행거리계(120)로부터 측정되는 1차 주행거리에 대한 유효성을 판단할 수 있다. 제어부(160)는 유효한 1차 주행거리를 기초로 2차 주행거리를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는, 복수의 광학식 주행거리계(120)로부터 산출되는 1차 주행거리 간의 편차가 큰 경우, 편차가 큰 1차 주행거리를 제외한 후 남은 1차 주행거리에 기초하여 2차 주행거리를 결정할 수 있다.In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는 배관의 형상 및 복수의 1차 주행거리에 기초하여 2차 주행거리를 결정할 수 있다. 이때 배관은 형상에 따라 직관, 수평 곡관, 수직 곡관, 복합 곡관, 분기관(tee) 등으로 분류될 수 있으며, 복합 곡관의 경우 수평 방향 변화와 수직 방향 변화를 모두 포함하는 곡관을 의미한다. 배관의 형상은 제어부(160)가 관성측정부(140)에 의해 측정되는 이동체(110)의 자세 변화로부터 판단할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 이동체(110)가 직관을 이동하는 경우, 제어부(160)는 복수의 1차 주행거리 중 가장 큰 값의 주행거리를 2차 주행거리로 결정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 이동체(110)가 곡관을 이동하는 경우, 복수의 1차 주행거리 중 적어도 일부의 평균을 2차 주행거리로 결정할 수 있다. In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는 접촉식 주행거리계(130)에 의해 측정되는 이동거리를 순수 항법 계산에 따른 위치를 보정할 수 있다. 이와 같은 위치 보정은 광학식 주행거리계(120)에 의한 위치 보정에 부가적으로 또는 대안적으로 이루어질 수 있다. 이때, 제어부(160)는, 접촉식 주행거리계(130)의 이동거리로부터 직접 주행거리를 산출하거나, 이동거리를 미분하여 속도를 산출한 후, 이를 위치 추정에 활용할 수 있다. In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는 접촉식 주행거리계(130)의 측정치를 기초로 주행거리를 산출할 수 있다. 접촉식 주행거리계(130)가 복수 개로 이루어지는 경우, 복수의 측정치를 가공하여 주행거리를 산출할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 배관의 형상을 추가적으로 고려하여 주행거리를 산출할 수 있다. In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는 접촉식 주행거리계(130)의 이동거리와 광학식 주행거리계(120)의 주행거리에 기초하여 이동체(110)의 위치를 추정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는 접촉식 주행거리계(130)의 이동거리와 광학식 주행거리계(120)의 주행거리의 평균으로부터 이동체(110)의 위치를 추정할 수 있다. 또한 예를 들어, 제어부(160)는 접촉식 주행거리계(130)의 이동거리와 광학식 주행거리계(120)의 주행거리 중 더 큰 값으로부터 이동체(110)의 위치를 추정할 수 있다. 이와 같은 위치 추정은, 접촉식 주행거리계(130)는 광학식 주행거리계(120)와 동일 또는 인접한 방향으로 형성되는 경우에 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In an embodiment, the
실시예에서, 제어부(160)는 접촉식 주행거리계(130)에 기초하여 이동체(110)의 위치를 추정하되, 접촉식 주행거리계(130)가 이동거리를 제대로 측정하기 어렵거나(예를 들어, 접촉식 주행거리계(130)가 배관의 내벽으로부터 이격할 경우 등), 측정된 이동거리의 신뢰도가 낮은 경우, 광학식 주행거리계(120)에 기초하여 이동체(110)의 위치를 추정할 수 있다. In the embodiment, the
도 1 및 도 2에는 도시되지 않으나, 실시예에 따라, 이동거리 측정 시스템(100)은 배관 형상 측정부를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 배관 형상 측정부는 이동체(110)에 구비되어, 이동체(110)의 전방에 위치한 배관을 촬영하고, 촬영된 이미지로부터 배관의 형상을 판단할 수 있다. 예를 들어, 배관 형상 측정부는 전방으로 레이저를 조사하고, 배관 내부 지형에 따라 반사하는 레이저를 관측부가 관측하여, 배관의 형상을 판단할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.Although not shown in FIGS. 1 and 2 , according to an embodiment, the movement
도 1 및 도 2에는 도시되지 않으나, 실시예에 따라, 이동거리 측정 시스템(100)은 자세 측정부를 더 포함할 수 있다. 자세 측정부는 이동체(110)에 구비되어 이동체(110)와 배관의 내벽 사이의 거리를 측정하여, 이동체(110)의 자세를 측정할 수 있다. 자세 측정부는 적어도 하나의 거리 측정 센서를 포함할 수 있으며, 이동체(110)의 전단과 후단에 각각 상하좌우 방향으로 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.Although not shown in FIGS. 1 and 2 , according to an embodiment, the movement
도 1 및 도 2에는 도시되지는 않으나, 실시예에 따라 이동거리 측정 시스템(100)은 통신부를 더 포함할 수 있다. 통신부는 내부 및/또는 외부와의 직접 연결 또는 네트워크를 통한 연결을 위해 제공되는 것으로서, 유선 및/또는 무선 통신부일 수 있다. 구체적으로, 통신부는 메모리, 제어부(160) 등으로부터의 데이터를 유선 또는 무선으로 전송하거나, 외부로부터 데이터를 유선 또는 무선 수신하여 제어부(160)로 전달하거나 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들어, 통신부는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 자기장 통신부(Near Field Communication), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 통신부는 적어도 하나의 모듈 또는 칩으로 구현될 수 있다.Although not shown in FIGS. 1 and 2 , the movement
도 1 및 도 2에는 도시되지 않으나, 실시예에 따라 이동거리 측정 시스템(100)은 메모리를 더 포함할 수 있다. 메모리는 이동거리 측정 시스템(100)의 동작 수행을 위한 프로그램, 동작 수행에 따른 데이터 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.Although not shown in FIGS. 1 and 2 , the movement
다만, 도 1 및 도 2에서 도시된 구성 요소 모두가 이동거리 측정 시스템(100)에 필수 구성 요소인 것은 아니다. 실시예에 따라, 도 1 및 도 2에 도시된 구성 요소보다 더 많은 구성 요소에 의해 이동거리 측정 시스템(100)이 구현될 수 있고, 도 1 및 도 2에서 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 이동거리 측정 시스템(100)이 구현될 수도 있다.However, not all of the components shown in FIGS. 1 and 2 are essential components of the movement
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배관 표면 이미지의 패턴 분석을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining pattern analysis of a pipe surface image according to an embodiment of the present invention.
도 3의 (a)를 참조하면, 제 1 배관 표면 이미지(310)가 도시된다. 제 1 배관 표면 이미지(310)에는 3개의 제 1 특징 영역이 분포하고 있으며, 제 1 특징 영역의 세부적인 형상, 제 1 특징 영역 간의 위치 관계가 제 1 패턴(320)을 형성하고 있다. Referring to (a) of FIG. 3 , a first
마찬가지로, 도 3의 (b)를 참조하면, 제 2 배관 표면 이미지(330)가 도시된다. 제 2 배관 표면 이미지(330)는 제 1 배관 표면 이미지(310)로부터 후속하는 것으로서, 제 1 배관 표면 이미지(310)와 마찬가지로 3개의 제 2 특징 영역이 분포하고 있으며, 제 2 특징 영역의 세부적인 형상, 제 2 특징 영역 간의 위치 관계가 제 2 패턴(340)을 형성하고 있다. Similarly, referring to (b) of FIG. 3 , a second
도 3의 (c)를 참조하면, 제 1 배관 표면 이미지(310)와 제 2 배관 표면 이미지(330)를 비교하여 제 1 패턴(320)과 제 2 패턴(340) 간의 변화 벡터(350)를 결정할 수 있다. 변화 벡터(350)는 제 1 특징 영역과 제 2 특징 영역 간의 화상 위치 변화를 통해 결정될 수 있다. Referring to (c) of FIG. 3 , a
도 3의 (d)를 참조하면, 변화 벡터(350)에서 주행 방향 벡터(360)만을 추출하고, 이에 기초하여 이동체(110)의 주행거리를 결정할 수 있다. 주행거리 결정은 추출된 벡터의 길이와 이에 대응하는 화소 또는 픽셀의 개수, 배관 표면 이미지의 해상도, 카메라의 화각 등에 기초할 수 있다. 도 3의 (d)에서는 주행 방향이 배관 표면 이미지에서 수평 방향인 것으로 도시되나 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to (d) of FIG. 3 , only the traveling
도 3에서 도시되는 패턴 분석은 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 구성이 적용될 수 있다.The pattern analysis shown in FIG. 3 is exemplary, and various configurations may be applied according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접촉식 주행거리계를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a contact type odometer according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 접촉식 주행거리계(130')는, 이동체(110)로부터 외측으로 연장하는 지지부(131); 지지부(131)의 단부에 회전 가능하게 결합하는 오도미터(132); 및 지지부(131)에서 오도미터(132)에 인접한 위치에서 지지부(131)의 둘레를 따라 함몰 형성되는 굴곡부(133)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the contact type odometer 130' includes a
굴곡부(133)가 굴곡하면서 오도미터(132)가 배관의 내벽에 밀착하거나 오도미터(132)가 주행 방향을 향하도록 할 수 있다. 이는 이동체(110)가 배관 내부를 이동하면서 회전하거나, 이동체(110)의 전방 기울어짐 등으로 인하여 배관 방향 벡터와 오도미터(132)의 측정 방향 벡터가 어긋나는 것을 방지하기 위함이다.While the
도 4에서 도시되는 접촉식 주행거리계(130')는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 구성이 적용될 수 있다.The contact type odometer 130' shown in FIG. 4 is exemplary, and various configurations may be applied according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접촉식 주행거리계를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a contact type odometer according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 접촉식 주행거리계(130'')는, 이동체(110)로부터 외측으로 연장하는 제 1 지지부(131'-1) 및 제 2 지지부(131'-2); 제 1 지지부(131'-1)의 단부에 회전 가능하게 결합하는 오도미터(132); 오도미터(132) 측에서 제 1 지지부(131'-1)와 제 2 지지부(131'-2)를 연결하는 링크(134)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5 , the contact type odometer 130'' includes a first support part 131'-1 and a second support part 131'-2 extending outwardly from the moving
즉, 오도미터(132)를 회전 가능하게 지지하는 지지부(131'-1, 131'-2)가 복수 개로 구성되어, 보다 안정적으로 오도미터(132)를 지지하고, 오도미터(132)가 배관의 내벽에 밀착하도록 할 수 있다. That is, a plurality of supports 131'-1 and 131'-2 rotatably supporting the
이때 복수의 지지부가 오도미터(132)에 연결됨으로써 오도미터(132)에 회전 저항이 발생하는 것을 방지하기 위해 복수의 지지부(131'-1, 131'-2)는 링크(134)를 통해 연결되도록 할 수 있다. 특히 링크(134)는 제 1 지지부(131'-1) 및 제 2 지지부(131'-2)에 대해 회전 가능하게 연결될 수 있다. 따라서 오도미터(132)가 배관의 내벽에 밀착하면서, 발생하는 외력이 제 1 지지부(131'-1)를 거쳐 링크(134) 및 제 2 지지부(131'-2)로 전달될 때, 링크(134)가 회전하면서 제 2 지지부(131'-2)로 전달되는 외력을 일부 해소하도록 할 수 있다.At this time, the plurality of supports 131'-1 and 131'-2 are connected through a
또한, 제 1 지지부(131'-1) 및 제 2 지지부(131'-2) 중 적어도 하나는 외력에 의해 탄성 변형되도록 하여, 이동체(110)의 주행, 슬립 등이 발생하더라도, 이에 능동적으로 대응하여 오도미터(132)가 배관의 내벽에 밀착하도록 할 수 있다. 예를 들어, 오도미터(132)의 회전 축이 존재하는 제 1 지지부(131'-1)는 제 2 지지부(131'-2)에 비하여 보다 탄성이 높을 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제 2 지지부(131'-2)가 제 1 지지부(131'-1)에 비하여 탄성이 높을 수도 있다.In addition, at least one of the first support part 131'-1 and the second support part 131'-2 is elastically deformed by an external force, so that even if the moving
도 5에서 도시되는 접촉식 주행거리계(130'')는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 구성이 적용될 수 있다.The contact type odometer 130'' shown in FIG. 5 is exemplary, and various configurations may be applied according to an embodiment to which the present invention is applied.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 또한, 각각의 실시예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예와 다른 일 실시예의 일부분들이 서로 조합되어 장치의 동작이 운용될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, even if the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents, appropriate results can be achieved. In addition, each embodiment can be operated in combination with each other as needed. For example, the operation of the device may be operated by combining parts of one embodiment of the present invention and another embodiment. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
100: 이동거리 측정 시스템 110: 이동체
120: 광학식 주행거리계 130, 130', 130'': 접촉식 주행거리계
131: 지지부 131'-1: 제 1 지지부
131'-2: 제 2 지지부 132: 오도미터
133: 굴곡부 134: 링크
140: 관성측정부 150: 전자기파 발생기
160: 프로세서 310: 제 1 배관 표면 이미지
320: 제 1 패턴 330: 제 2 배관 표면 이미지
340: 제 2 패턴 350: 변화 벡터
360: 주행 방향 벡터100: moving distance measuring system 110: moving object
120:
131: support 131'-1: first support
131'-2: second support 132: odometer
133: bend 134: link
140: inertial measurement unit 150: electromagnetic wave generator
160: processor 310: first pipe surface image
320: first pattern 330: second pipe surface image
340: second pattern 350: change vector
360: driving direction vector
Claims (14)
배관 내부를 주행하는 이동체;
상기 이동체에 구비되고, 상기 배관의 내벽을 촬영하여 일련의 배관 표면 이미지를 생성하는 광학식 주행거리계; 및
상기 배관 표면 이미지에서 나타나는 패턴의 화상 위치 변화에 기초하여 상기 이동체의 주행거리를 결정하고, 상기 이동체의 위치를 추정하는 제어부를 포함하고,
상기 배관 표면 이미지는 제 1 패턴이 나타나는 제 1 배관 표면 이미지 및 제 2 패턴이 나타나는 제 2 배관 표면 이미지를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴 간의 변화 벡터를 결정하고, 상기 변화 벡터에서 주행 방향 벡터만을 추출하여, 상기 이동체의 주행거리를 결정하는, 이동거리 측정 시스템.As a moving distance measurement system,
A moving body traveling inside the pipe;
an optical odometer provided in the movable body and generating a series of pipe surface images by photographing the inner wall of the pipe; and
A control unit determining a travel distance of the movable body based on a change in image position of a pattern appearing in the pipe surface image and estimating a position of the movable body;
The pipe surface image includes a first pipe surface image in which a first pattern appears and a second pipe surface image in which a second pattern appears,
wherein the control unit determines a travel distance of the moving object by determining a change vector between the first pattern and the second pattern and extracting only a traveling direction vector from the change vector.
상기 제어부는 상기 배관 표면 이미지에 대해 1차 엣지 디텍션(edge detection)을 수행하여 상기 패턴을 이루는 특징 영역을 추출하고, 상기 특징 영역 간의 연관성을 분석하여 상기 변화 벡터를 결정하는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 1,
Wherein the control unit performs primary edge detection on the pipe surface image to extract a feature region constituting the pattern, and analyzes a correlation between the feature regions to determine the change vector.
상기 제어부는 상기 특징 영역에 대해 2차 엣지 디텍션을 수행하여 상기 특징 영역의 연관성을 분석하는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 3,
Wherein the controller performs secondary edge detection on the feature region to analyze the correlation of the feature region.
상기 광학식 주행거리계는 복수 개로 구성되고, 각각의 상기 광학식 주행거리계는 상기 이동체로부터 상기 배관의 내벽을 향하여 연장 형성되며,
상기 제어부는, 각각의 상기 광학식 주행거리계의 배관 표면 이미지 변화로부터 1차 주행거리를 결정하고, 복수의 상기 1차 주행거리에 기초하여 2차 주행거리를 결정하며, 상기 2차 주행거리는 상기 1차 주행거리의 적어도 일부의 평균 또는 상기 2차 주행거리는 상기 1차 주행거리 중 가장 큰 값인, 이동거리 측정 시스템.According to claim 1,
The optical odometer is composed of a plurality, and each optical odometer is formed extending from the moving body toward the inner wall of the pipe,
The control unit determines a first travel distance from a change in the pipe surface image of each of the optical travel distance meters, determines a second travel distance based on a plurality of the first travel distances, and the second travel distance determines the first travel distance. The average of at least a portion of the travel distance or the secondary travel distance is the largest value of the primary travel distance, the travel distance measuring system.
상기 제어부는 상기 1차 주행거리에 대한 유효성을 판단하고, 유효한 상기 1차 주행거리를 기초로 2차 주행거리를 결정하는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 5,
Wherein the control unit determines the validity of the first mileage, and determines a second mileage based on the valid first mileage.
상기 이동체가 주행하는 상기 배관은 직관, 수평 곡관, 수직 곡관, 복합 곡관 및 분기관(tee) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제어부는 상기 배관의 형상 및 복수의 상기 1차 주행거리에 기초하여 2차 주행거리를 결정하는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 5,
The pipe on which the movable body travels includes at least one of a straight pipe, a horizontal bend pipe, a vertical bend pipe, a composite bend pipe, and a branch pipe (tee), and the controller determines 2 based on the shape of the pipe and the plurality of primary travel distances. A travel distance measurement system that determines the mileage of a car.
상기 이동체에 구비되고, 상기 배관의 내벽에 밀착하여 상기 이동체의 이동거리를 측정하는 접촉식 주행거리계를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 접촉식 주행거리계의 상기 이동거리와 상기 광학식 주행거리계의 상기 주행거리에 기초하여 상기 이동체의 위치를 추정하는, 이동거리 측정 시스템. According to claim 1,
Further comprising a contact odometer provided on the movable body and in close contact with an inner wall of the pipe to measure a moving distance of the movable body,
Wherein the control unit estimates the position of the moving body based on the moving distance of the contact odometer and the traveling distance of the optical odometer.
상기 제어부는 상기 접촉식 주행거리계에 기초하여 상기 이동체의 위치를 추정하되, 상기 접촉식 주행거리계가 상기 배관의 내벽으로부터 이격될 경우, 상기 광학식 주행거리계에 기초하여 상기 이동체의 위치를 추정하는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 8,
The control unit estimates the position of the moving body based on the contact travel odometer, and estimates the position of the movable body based on the optical travel odometer when the contact travel odometer is spaced from the inner wall of the pipe. distance measurement system.
상기 제어부는 상기 광학식 주행거리계에 따른 상기 주행거리의 유효성을 판단하고, 상기 주행거리가 유효하지 않을 경우, 상기 접촉식 주행거리계에 기초하여 상기 이동체의 위치를 추정하는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 8,
Wherein the control unit determines the validity of the mileage according to the optical odometer, and estimates the position of the moving object based on the contact odometer when the mileage is not valid.
상기 접촉식 주행거리계는 상기 광학식 주행거리계와 동일 또는 인접한 방향으로 형성되고, 상기 제어부는 상기 접촉식 주행거리계의 상기 이동거리와 상기 광학식 주행거리계의 상기 주행거리의 평균으로부터 상기 이동체의 위치를 추정하는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 8,
The contact odometer is formed in the same or adjacent direction as the optical odometer, and the controller estimates the position of the moving object from the average of the moving distance of the contact odometer and the mileage of the optical odometer. , travel distance measurement system.
상기 접촉식 주행거리계는 상기 광학식 주행거리계와 동일 또는 인접한 방향으로 형성되고, 상기 제어부는 상기 접촉식 주행거리계의 상기 이동거리와 상기 광학식 주행거리계의 상기 주행거리 중 더 큰 값으로부터 상기 이동체의 위치를 추정하는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 8,
The contact odometer is formed in the same or adjacent direction as the optical odometer, and the controller determines the position of the movable body from a larger value of the moving distance of the contact odometer and the mileage of the optical odometer. estimating, travel distance measurement system.
상기 접촉식 주행거리계는, 상기 이동체로부터 외측으로 연장하는 지지부; 지지부의 단부에 회전 가능하게 결합하는 오도미터; 및 상기 지지부에서 상기 오도미터에 인접한 위치에서 상기 지지부의 둘레를 따라 함몰 형성되는 굴곡부를 포함하고, 상기 굴곡부가 굴곡하면서 상기 오도미터가 상기 배관의 내벽에 밀착하거나 상기 오도미터가 주행 방향을 향하도록 하는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 8,
The contact type odometer includes a support part extending outwardly from the moving body; an odometer rotatably coupled to an end of the support; And a bent part formed in a depression along the circumference of the support part at a position adjacent to the odometer in the support part, and while the bent part is bent, the odometer adheres to the inner wall of the pipe or the odometer faces the running direction. , a travel distance measurement system.
상기 접촉식 주행거리계는, 상기 이동체로부터 외측으로 연장하는 제 1 지지부 및 제 2 지지부; 상기 제 1 지지부의 단부에 회전 가능하게 결합하는 오도미터; 상기 오도미터 측에서 상기 제 1 지지부와 상기 제 2 지지부를 연결하는 링크를 포함하고,
상기 제 1 지지부 및 상기 제 2 지지부 중 적어도 하나는 외력에 의해 탄성 변형되는, 이동거리 측정 시스템.According to claim 8,
The contact type odometer includes a first support part and a second support part extending outwardly from the moving body; an odometer rotatably coupled to an end of the first support; A link connecting the first support and the second support at the odometer side,
At least one of the first support and the second support is elastically deformed by an external force, the movement distance measuring system.
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JP2004333149A (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Jfe Engineering Kk | Method for measuring and evaluating shape of pipeline |
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