KR20160124334A - Image diagnostic apparatus using multi-camera - Google Patents

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KR20160124334A
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Abstract

The present invention relates to an image diagnosing device using multiple cameras. By using the image diagnosing device using multiple cameras according to the present invention, it is possible that reasons, positions, and degrees of excessive heat and noise, which occur during operation of power stations or operation systems and other industrial facilities, etc., can be measured at the same time by implementing sensors for detecting an image, heat, and a sound in one entity. Also, an operation fault or a malfunction of a target can be diagnosed and analyzed quickly and accurately. The image diagnosing device using multiple cameras according to the present invention comprises: a sensing unit which includes an image camera module, a thermal imaging camera module, and a sound camera module, and photographs an operation state of a facility to generate respective input images; a control unit which generates a combined image by using the input images photographed in the sensing unit; a storage unit which stores the input images photographed in the sensing unit and the combined image generated in the control unit; and an output unit which displays at least one among the input images and the combined image on a screen, wherein the control unit is characterized in that it receives the input images from at least two of the image camera module, the thermal imaging camera module, and the sound camera module and combines the input images to generate the combined image.

Description

다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치{Image diagnostic apparatus using multi-camera}[0001] The present invention relates to an image diagnostic apparatus using multi-camera,

본 발명은 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치에 관한 것으로서, 영상과 열 및 사운드를 감지하는 각각의 센서를 일체형으로 통합 구현함으로써 발전소 또는 구동계 및 기타 산업 설비 등의 작동에 있어서 발생하는 과열 및 소음의 발생 원인, 발생 위치 및 그 세기 등을 동시에 측정할 수 있도록 하여, 대상물에 대한 작동 불량 또는 고장의 진단 및 분석을 신속하고 정확하게 수행하도록 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an image diagnostic apparatus using multiple cameras, and more particularly, to an image diagnostic apparatus using multiple cameras, in which each sensor for sensing image, heat and sound is integrally integrated to generate overheating and noise generated in operation of a power plant, And more particularly, to an image diagnostic apparatus using a multi-camera capable of performing simultaneous measurement of a cause, an occurrence position, and the intensity thereof, thereby quickly and accurately diagnosing and analyzing malfunctions or failures of an object.

일반적으로 발전 설비의 정비 시에는 주요 설비를 점검하기 위해 접촉식 장비를 이용하여 진행하고 있으나, 운전 중인 발전설비의 상태를 진단하고 점검하는데 있어서 신뢰성과 안전성 확보에 어려움이 있다. 한편, 통풍계통 설비류(팬 등)의 기존 고장 진단방식은 베어링 온도 설계치를 기준으로 설비 이상 유무를 판단하거나 윤활유 펌프의 진동 및 운전상태와 유압상태를 확인하여 설비 이상 유무를 판단하고 있으며, 소음의 경우에는 발전소 운전원이 직접 소음을 청취하여 고장 여부를 판별하고 있으나 주변 소음 및 개인별 측정능력이 달라 정확한 예측 진단이 어렵고 설비의 운전 조건, 내부 매체의 유동상태 및 설비의 내외부 환경조건에 따라 소음을 통한 정확한 고장 여부의 판별이 쉽지 않다. Generally, during maintenance of power generation facilities, contact type equipment is used to check major facilities, but there is a difficulty in securing reliability and safety in diagnosing and checking the state of power generation facilities in operation. On the other hand, existing fault diagnosis methods for ventilation systems (fans, etc.) are based on the design of bearing temperature, determine whether there is a facility fault or not, check the vibration, operation and hydraulic conditions of the lubricating oil pump, The operator of the power plant hears the direct noise to determine whether it is faulty. However, due to the noise and the ability to measure by individual, accurate predictive diagnosis is difficult, and the noise due to the operating conditions of the equipment, the flow conditions of the internal media, It is not easy to determine whether or not the fault is correct.

종래기술인 대한민국 등록특허공보 제10-0018858 "CCD 카메라와 적외선 열영상 카메라를 이용한 원자로시설 이상진단 방법 및 그 장치"에는 육안관측이 양호한 상태의 탐사영상을 DB 영상처리하여 저장하고, 육안관측조건에 따라 저장된 DB영상과 관측되는 실제 영상을 비교한 후, DB 영상과 실제 영상을 선택적으로 적외선 열영상 카메라의 획득영상과 매칭시켜 이상발생부위를 파악할 수 있는 CCD 카메라와 적외선 열영상 카메라를 이용한 원자로시설 이상진단 방법 및 그 장치에 관하여 기재되어 있다.Korean Patent Registration No. 10-0018858 entitled " Method and Apparatus for Diagnosing Reactor Facilities Faults Using a CCD Camera and an Infrared Thermal Imaging Camera ", which is a prior art, discloses a method of processing a DB image and storing the exploded image in a state of good visual observation, After comparing the stored DB image with the actual image to be observed, a CCD camera capable of matching the DB image and the actual image selectively with the acquired image of the infrared thermal imaging camera to identify the abnormal occurrence site, and a nuclear reactor using the infrared thermal imaging camera An abnormal diagnosis method and apparatus thereof are described.

현재 차량 및 전자 기기의 고장 및 불량 진단을 위해 열화상 카메라를 사용하기도 하는데, 단순히 대상물에서 열이 발생하는 부분만을 알 수 있으며 열 발생을 동반하지 않는 크랙 또는 이로 인한 소음 등의 불량은 파악하기 어려운 문제점이 있다. Currently, thermal cameras are used to diagnose malfunctions and defects in vehicles and electronic equipment. It is possible to know only the part where heat is generated in the object, and it is difficult to grasp a defect such as a crack which does not accompany heat generation or noise caused by the heat. There is a problem.

한편, FPGA(Field Programmable Gate Array, 일종의 IC) 기술에 기반한 휴대용 실시간 음향 카메라 기술이 상용화되어 특정 소음 발생원을 찾아 분석하는 장비는 활용되고 있으나, 단순히 소음이 발생하는 부분을 표시해줄 뿐이므로 기기의 작동 불량으로 발열이 발생하는 것을 파악할 수 없어서 구동계 등에 있어서 소음이 발생하는 부분에만 한정적으로 적용하고 있다. 즉, 컴프레서, 터빈, 기어박스 등의 구동계에 발열과 소음이 함께 동반되는 경우에는 발열과 소음이 같은 위치에서 발생하는지 또는 다른 위치에서 독립적으로 발생하는지 등을 쉽게 파악하기 어려운 문제점이 있으며, 실시간 점검을 통해 소음원과 열원을 하나의 영상 데이터로 매칭하여 시각화하는 장비는 없는 실정이다.
On the other hand, portable real-time audio camera technology based on FPGA (Field Programmable Gate Array, IC) technology has been commercialized and used to find and analyze specific noise sources. However, since it only displays the area where noise is generated, It is impossible to grasp that heat is generated due to defects, so that it is limitedly applied to a portion where noise is generated in a driving system or the like. That is, when a driving system such as a compressor, a turbine, or a gear box is accompanied by heat and noise, it is difficult to easily grasp whether heat and noise occur at the same position or independently at different positions. There is no equipment for visualizing and matching the noise source and the heat source with one image data.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 발전소 또는 구동계 및 기타 산업 설비 등의 작동에 있어서 발생하는 과열 및 소음의 발생 원인, 발생 위치 및 그 세기 등을 동시에 측정할 수 있도록 함으로써, 대상물에 대한 작동 불량 또는 고장의 진단 및 분석을 신속하고 정확하게 수행하도록 하는 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to simultaneously measure a cause of occurrence of overheat and noise, an occurrence position and intensity thereof generated in operation of a power plant, , And it is an object of the present invention to quickly and accurately perform diagnosis and analysis of malfunction or failure of an object.

한편, 영상과 열 및 사운드를 감지하는 각각의 센서를 일체형으로 통합 구현함으로써 개별 장비를 모두 소지하는 것에 비해 저가, 소형화, 경량화가 가능하도록 하는 다른 목적이 있다.
On the other hand, there is another purpose of enabling low cost, small size, and light weight as compared with the case where each sensor for sensing video, heat and sound is integrally integrated.

본 발명의 상기 목적은 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치에 있어서, 영상 카메라모듈과 열화상 카메라모듈 및 사운드 카메라모듈로 구성하며 설비의 작동 상태를 촬상하여 각 입력 이미지를 생성하는 감지부, 상기 감지부에서 촬상한 상기 입력 이미지를 이용하여 합성 이미지를 합성하는 제어부, 상기 감지부에서 촬상한 상기 입력 이미지 및 상기 제어부에서 생성한 상기 합성 이미지를 저장하는 저장부 및 상기 입력 이미지 또는 상기 합성 이미지 중 어느 하나 이상을 화면으로 나타내는 출력부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 영상 카메라모듈, 상기 열화상 카메라모듈 및 상기 사운드 카메라모듈 중 두 개 이상으로부터 상기 입력 이미지를 전달받아 상기 합성 이미지를 합성하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치에 의해 달성된다.
The above object of the present invention is also achieved by an image diagnostic apparatus using multiple cameras, comprising: a sensing unit including a video camera module, a thermal camera module, and a sound camera module, A storage unit configured to store the input image captured by the sensing unit and the composite image generated by the control unit, and a storage unit configured to store the composite image using the input image or the composite image Wherein the control unit receives the input image from at least two of the image camera module, the thermal image camera module, and the sound camera module, and synthesizes the composite image, To an imaging device using a camera It is achieved.

따라서, 본 발명의 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치는 영상과 열 및 사운드를 감지하는 각각의 센서를 일체형으로 통합 구현함으로써 개별 장비를 모두 소지하는 것에 비해 저가, 소형화, 경량화가 가능하도록 하는 효과가 있다.Therefore, the image diagnostic apparatus using the multiple cameras of the present invention has the effect of enabling low cost, small size, and light weight as compared with the case where the respective sensors for sensing the image, the heat and the sound are integrally integrated .

또한, 영상 카메라, 열화상 카메라, 마이크로폰으로부터 취득한 데이터를 기반으로 사운드 및 열화상 정보를 매핑(Mapping)하여 하나의 이미지 형태로 출력이 가능하도록 함으로써, 발전 설비(급수펌프, 팬 등) 및 기타 산업 설비의 작동에 있어서 발생하는 영상, 열화상, 사운드 정보를 시각화하여 현재상태를 파악하고 작동 불량 또는 고장발생 유무 및 원인을 용이하고 정확하게 파악할 수 있도록 하는 효과가 있다.
In addition, by mapping sound and thermal image information based on data acquired from a video camera, a thermal imaging camera, and a microphone, it is possible to output in a single image form, It is possible to visualize the image, thermal image, and sound information generated in the operation of the facility to grasp the current state and to easily and accurately grasp the malfunction or the occurrence and the cause of the malfunction.

도 1은 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 감지부의 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 개요도,
도 4는 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 블록 구성도,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 이미지 합성에 관한 예시도이다.
1 is a configuration diagram of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention,
2 is an exemplary view of a sensing unit of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention,
3 is an outline view of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention,
4 is a block diagram of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention.
5A to 5D are views illustrating an example of image synthesis of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 감지부의 예시도이다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 감지부(100), 제어부(200), 출력부(300), 저장부(310), 통신부(320), 전원부(330) 및 사용자 입력부(340)를 포함하여 구성한다. FIG. 1 is a configuration diagram of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention, and FIG. 2 is an exemplary view of a sensing unit of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention. 1 and 2, the present invention includes a sensing unit 100, a control unit 200, an output unit 300, a storage unit 310, a communication unit 320, a power unit 330, and a user input unit 340).

상기 감지부(100)는 영상 카메라모듈(110), 열화상 카메라모듈(120) 및 사운드 카메라모듈(130)을 포함하여 구성하며, 발전 설비 또는 구동계 등 대상물의 작동 상태를 각 모듈이 일체화된 하나의 장치 내에서 동시에 촬상하여 각 입력 이미지를 생성하도록 하는데, 이러한 상기 입력 이미지는 영상 이미지와 열화상 이미지 및 사운드 이미지를 포함한다.The sensing unit 100 includes a video camera module 110, a thermal camera module 120, and a sound camera module 130. The sensing unit 100 can measure the operation states of objects such as a power generation facility or a driving system, To simultaneously generate an input image, which includes a video image, an infrared image and a sound image.

한편, 각 카메라모듈의 상하 또는 좌우 배치 순서는 다양하게 할 수 있으나, 양질의 이미지 합성을 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 상측에 상기 영상 카메라모듈(110)을, 하측에 상기 열화상 카메라모듈(120)을 배치하는 것이 바람직하며, 두 센서 간의 배치간격이 좁을수록 영상이미지와 열화상이미지의 합성시에 발생할 수 있는 오차를 줄일 수 있다.2, the image camera module 110 is mounted on the upper side and the thermal camera module (not shown) is mounted on the lower side of the camera module 110 120 may be arranged. As the arrangement interval between the two sensors becomes narrower, an error that may occur in the synthesis of the image and the thermal image may be reduced.

상기 제어부(200)는 상기 감지부(100)에서 촬상한 상기 입력 이미지를 전달받아 탑재된 이미지 시각화 알고리즘을 이용하여 최종 이미지를 합성하도록 하는데, 제1 제어모듈(210), 제2 제어모듈(220) 및 제3 제어모듈(230)을 포함하여 구성한다.The control unit 200 receives the input image captured by the sensing unit 100 and synthesizes a final image using an image visualization algorithm. The first control module 210, the second control module 220 And a third control module 230, as shown in FIG.

상세하게는, 상기 제1 제어모듈(210)은 상기 영상 이미지 및 상기 열화상 이미지를 제어하고 서로 융합하여 제1 이미지를 생성하며, 상기 제2 제어모듈(220)은 상기 사운드 데이터를 처리하여 제2 이미지를 생성하고, 상기 제1 제어모듈(210)과 상기 제2 제어모듈(220)로부터 전달받은 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 합성하여 최종적으로 상기 합성 이미지를 생성하는 제3 제어모듈(230)을 포함한다.In detail, the first control module 210 controls the image and the thermal image to fuse with each other to generate a first image, and the second control module 220 processes the sound data, A second control module 220, and a third control module 220. The third control module 220 generates a composite image by combining the first image and the second image received from the first control module 210 and the second control module 220, (230).

한편, 상기 제1 제어모듈(210)에서 생성하는 제1 이미지는 상기 열화상 이미지에 상기 영상 이미지 상의 대상물의 윤곽을 융합하여 생성하거나(Edge mode), 상기 영상 이미지에 설정된 온도 이상의 상기 열화상 이미지를 융합하여 생성하도록 한다(Threshold mode).The first image generated by the first control module 210 may be generated by fusing an outline of an object on the image image to the thermal image (Edge mode) (Threshold mode).

즉, 상기 제3 제어모듈(230)에서 생성하는 합성 이미지는 상기 영상 이미지와 상기 열화상 이미지를 합성하거나, 상기 영상 이미지와 상기 사운드 이미지를 합성하거나, 상기 열화상 이미지와 상기 사운드 이미지를 합성하거나 또는 상기 영상 이미지와 상기 열화상 이미지 및 상기 사운드 이미지를 합성하여 생성하도록 하는데, 특히 상기 영상 이미지와 합성하여 상기 합성 이미지를 생성하는 경우에는 상기 열화상 이미지 또는 상기 사운드 이미지 중 어느 하나 이상에 상기 영상 이미지 상의 대상물의 윤곽 부분만을 매칭하여 나타내도록 할 수 있다.That is, the composite image generated by the third control module 230 may be obtained by synthesizing the image image and the thermal image, compositing the image image with the sound image, synthesizing the thermal image and the sound image Or a combination of the image image, the thermal image, and the sound image. In particular, when the composite image is synthesized with the image image, the synthesized image is generated by combining at least one of the thermal image or the sound image with the image It is possible to display only the outline portion of the object on the image.

상기 출력부(300)는 상기 입력 이미지 또는 상기 합성 이미지 중 어느 하나 이상을 디스플레이 화면으로 나타내거나 스피커를 통해 음성으로 나타낸다. The output unit 300 displays at least one of the input image or the composite image as a display screen or a voice through a speaker.

한편, 상기 출력부(300)는 상기 제어부(200)에서 상기 합성 이미지를 상기 저장부(310) 또는 외부 데이터베이스 서버에 저장한 기준 영상 이미지, 기준 열화상 이미지, 기준 사운드 이미지와 비교한 결과를 전달받아 출력하게 되는데, 시각화된 이미지의 비교 또는 미리 설정한 열 및 소음의 임계치와의 비교가 수행된다.The output unit 300 transmits the result of comparing the composite image with the reference image image, the reference thermal image, and the reference sound image stored in the storage unit 310 or the external database server in the control unit 200 A comparison of visualized images or a comparison with a preset threshold of heat and noise is performed.

상기 출력부(300)는 작동 불량을 경고하도록 하는 알람 모듈(미도시)을 포함하는데, 상기 알람 모듈이 경고하는 작동 불량에는 설비나 기구의 균열, 오설치, 미설치, 이상 과열, 소음 중 어느 하나 이상을 포함한다.The output unit 300 includes an alarm module (not shown) for alarming malfunctions. The malfunction that the alarm module warns may include any one of cracks, erroneous installation, non-installation, abnormal overheating, Or more.

상기 저장부(310)는 대상물의 정상 상태를 나타내는 상기 기준 영상 이미지, 기준 열화상 이미지, 기준 사운드 이미지 뿐만 아니라 상기 감지부(100)에서 촬상한 상기 입력 이미지 및 상기 제어부(200)에서 생성한 상기 합성 이미지를 포함하여 저장한다.The storage unit 310 stores not only the reference image, the reference thermal image, and the reference sound image indicating the steady state of the object, but also the input image captured by the sensing unit 100 and the input image captured by the controller 200 Include a composite image and save it.

또한, 본 발명은 영상 진단 장치와 상기 외부 데이터베이스 서버와 통신하기 위한 통신부(320), 안정적인 전원 공급을 위한 전원부(330) 및 영상 진단 장치의 동작 및 기능을 제어하기 위한 사용자 입력부(340)를 추가로 포함하여 구성한다.In addition, the present invention includes a communication unit 320 for communicating with the image diagnostic apparatus and the external database server, a power supply unit 330 for stable power supply, and a user input unit 340 for controlling operations and functions of the image diagnostic apparatus .

도 3은 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 개요도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 블록 구성도이다.FIG. 3 is a schematic diagram of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 영상 카메라모듈(110)에서 감지한 영상 데이터는 상기 제1 제어모듈(210)을 통해 YCbCr 8비트에서 Y(휘도신호), C(색차신호) 각각 8비트로 출력하는 버퍼링(buffering)과 열화상 데이터와 영상 데이터의 위치를 조정하기 위한 틸팅(tilting)을 거친 후 열화상 이미지와 융합(fusion)된다. 한편 융합된 이미지는 최종적으로 상기 제3 제어모듈(230)로 보내져 하기의 사운드 이미지와 합성하게 된다.3 to 4, the image data sensed by the image camera module 110 is converted into Y (luminance signal) and C (chrominance signal) from YCbCr 8 bits through the first control module 210 Buffering for outputting in 8 bits and tilting for adjusting the position of the thermal image data and the image data and then fusion with the thermal image. Meanwhile, the fused image is finally sent to the third control module 230 and synthesized with the following sound image.

상기 열화상 카메라모듈(120)은 물체의 표면으로부터 방사되는 적외선 파장 형태의 에너지를 측정하여 에너지의 양에 따라 각각의 다른 색상으로 나타내주는 카메라로, 적외선 에너지를 광학렌즈를 통해 마이크로 볼로미터(micro-bolometer, 광 검출기)에서 빛의 흡수로 인한 온도의 상승으로 센서의 전기저항이 변화하는 것을 이용하여 전기적 신호로 검출하도록 한다.The infrared camera module 120 is a camera that measures energy in the form of infrared rays emitted from the surface of an object and displays the infrared energy in different colors according to the amount of energy. The infrared camera is a micro- a bolometer, and a photodetector), the electrical resistance of the sensor changes due to the temperature rise due to the absorption of light.

상기 열화상 카메라모듈(120)에서 감지한 열화상 데이터는 샘플링 및 데이터 변환을 거쳐 온도 값에 해당하는 화상으로 변환하여 열화상 이미지를 생성하게 되는데, 상세하게는 적외선 카메라로부터 출력되어 8bit로 두 번 입력되는 raw 데이터를 14bit 데이터로 변환하는 샘플링(sampling), 열화상의 각 픽셀(pixel)의 불균일한 값을 보정하는 NUC(non-uniformity correction), 데드 픽셀 주변의 정상 픽셀을 이용하여 보정하는 DPC(dead pixel correction), NR(noise reduction), 14bit 데이터를 8bit 데이터로 변환하는 BIT 변환, 디지털 줌으로 2배 확대하는 Upscale 및 흑백의 열화상 이미지에 온도 값에 해당하는 색을 입혀주는 Color Palette를 거친 후, 마찬가지로 Y(휘도신호), C(색차신호) 각각 8비트로 변환되어 상기 변환된 영상 이미지와 융합하게 된다. 한편 융합된 이미지는 최종적으로 상기 제3 제어모듈(230)로 보내져 하기의 사운드 이미지와 합성하게 된다.The thermal image data sensed by the thermal imaging camera module 120 is converted into an image corresponding to a temperature value through sampling and data conversion to generate a thermal image. More specifically, the thermal image data is output from the infrared camera, A non-uniformity correction (NUC) for correcting a non-uniformity value of each pixel of the deterioration image, a DPC (non-uniformity correction) for correcting using a normal pixel around the dead pixel, dead pixel correction, NR (noise reduction), BIT conversion to convert 14-bit data into 8-bit data, Upscale to enlarge by 2 times with digital zoom, and Color Palette to color the temperature image in black- Similarly, Y (luminance signal) and C (chrominance signal) are respectively converted to 8 bits and fused with the converted image. Meanwhile, the fused image is finally sent to the third control module 230 and synthesized with the following sound image.

사운드 이미지는 MEMS(Micro Electro Mechanical System, 멤스)기반의 마이크로폰(Micro-phone), DAQ(Data Acquisition) 장치와 함께 FPGA(Field Programmable Gate Array, 일종의 IC)를 통해 처리하는 방식을 이용하여 생성하는 것이 바람직하며, 이러한 방식은 정확도와 처리속도를 높이면서 소음을 시각적으로 표현해주는 기능을 한다. The sound image is generated by processing through a FPGA (Field Programmable Gate Array (IC)) together with a Micro-phone and a DAQ (Data Acquisition) device based on a MEMS (Micro Electro Mechanical System) This method provides a visual representation of noise while increasing accuracy and processing speed.

상기 사운드 카메라모듈(130)에서 감지한 사운드 데이터는 상기 제2 제어모듈(220)에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하고 신호를 컨디셔닝(conditioning)하는 DAQ, 사운드 신호의 샘플링 및 데이터 분석을 실행하는 FPGA를 거쳐 상기 제3 제어모듈(230)로 전달된다.The sound data sensed by the sound camera module 130 is transmitted to the second control module 220 through a DAQ for converting an analog signal into a digital signal and conditioning the signal, And then transmitted to the third control module 230.

한편, 상기 제3 제어모듈(230)은 상기 제1 제어모듈(210)과 상기 제2 제어모듈(220)로부터 전달받은 상기 영상 이미지와 상기 열화상 이미지 및 상기 사운드 이미지를 합성하는 알고리즘에 따라 상기 합성 이미지를 생성하여 상기 출력부(300)로 보내게 된다. 한편, 제3 제어모듈(230)은 비메모리 반도체로 일반 컴퓨터의 중앙처리장치와 같은 역할을 하는 AP(Application Processor)로 구성하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the third control module 230 controls the first control module 210 and the second control module 220 according to an algorithm for combining the image image received from the first control module 210 and the thermal image and the sound image, And outputs the composite image to the output unit 300. Meanwhile, the third control module 230 may be an AP (Application Processor) serving as a central processing unit of a general computer with a non-memory semiconductor.

한편, 상기 데이터베이스 서버는 상기 영상 카메라모듈(110), 상기 열화상 카메라모듈(120) 및 상기 사운드 카메라모듈(130)을 포함하는 다중 카메라모듈을 통해 온도, 날씨 또는 압력 등 여러 조건하에서 다방면으로 데이터를 수집하고, 또한 상기 합성 이미지의 수집을 통해 다중 시각화 빅 데이터의 관리 및 활용을 지원하도록 한다. 이때, 빠른 수렴특성을 갖고 안전성이 높은 다중 채널 분석 알고리즘을 개발하여 발전 설비별로 FFT(Fast Fourier Transform) 분석 및 상기 다중 시각화 데이터의 트랜드 분석을 수행하게 되고, 이를 통해 발전 설비 등의 고장 예측과 조기 진단 및 조기 경보가 가능하도록 한다.Meanwhile, the database server receives data in various directions through various camera modules including the video camera module 110, the thermal camera module 120, and the sound camera module 130 under various conditions such as temperature, And also supports the management and utilization of multiple visualization big data through the collection of the composite images. At this time, a multichannel analysis algorithm having a fast convergence characteristic and a high safety is developed to perform Fast Fourier Transform (FFT) analysis and trend analysis of the multiple visualization data for each power generation facility, Diagnosis and early warning.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치의 이미지 합성에 관한 예시도이다. 도시된 바와 같이, 도 5a와 도 5b는 상기 영상 이미지와 상기 열화상 이미지를 합성하여 하나의 화면으로 출력한 합성 이미지를 나타낸 것으로, 상세하게는 도 5a는 전력 설비에 대하여 상기 영상 이미지에 설정된 온도 이상의 상기 열화상 이미지를 합성하여 하나의 이미지로 나타낸 것이며(Threshold mode), 도 5b는 배선용 차단기에 대하여 상기 열화상 이미지에 상기 영상 이미지 상의 대상물의 윤곽부분만을 합성하여 하나의 이미지로 나타낸 것이다(Edge mode). 5A to 5D are views illustrating an example of image synthesis of an image diagnostic apparatus using multiple cameras according to the present invention. 5A and 5B illustrate a composite image obtained by synthesizing the image image and the thermal image and outputting them as one screen. In particular, FIG. 5A illustrates a composite image generated by combining a temperature FIG. 5B shows an image obtained by synthesizing only the outline portion of the object on the image image in the thermal image with respect to the circuit breaker (FIG. 5B) mode).

한편, 도 5c는 차량의 엔진룸 내부에 대하여 상기 영상 이미지에 상기 사운드 이미지를 합성하여 하나의 이미지로 나타낸 것으로, 이때 사운드를 컬러로 표현하였으며 적색일수록 소음의 세기가 강한 것임을 확인할 수 있다.On the other hand, FIG. 5C shows a synthesized image of the sound image in the engine room of the vehicle, which is represented by one image. In this case, the sound is expressed in color, and the more the red, the stronger the noise intensity is.

또한, 도 5d는 화력발전소의 미분기 실린더부에 대하여 상기 영상 이미지와 상기 열화상 이미지 및 상기 사운드 이미지를 함께 합성하여 하나의 이미지로 출력한 것으로, 열화상의 경우는 흑백으로 표현하여 검을수록 온도가 높은 것으로 나타내었고, 사운드의 경우에는 컬러로 표현하여 적색으로 갈수록 해당 영역의 소음의 발생이 큰 것으로 나타내어 발열 또는 소음의 세기나 발생 위치 등을 파악할 수 있도록 함으로써, 이와 같이 구동계 등에 발열과 소음이 함께 동반되는 경우에 발열과 소음이 같은 위치에서 발생하는지 또는 다른 위치에서 독립적으로 발생하는지 아니면 다른 시간에 개별적으로 발생하는지 등을 쉽게 파악할 수 있게 된다.FIG. 5D shows that the image image, the thermal image, and the sound image are synthesized with respect to the differentiator cylinder portion of the thermal power plant and output as a single image. In the case of degradation, the image is expressed in black and white, In the case of sound, it is expressed by color, and as it goes to red, it is shown that the generation of noise in the corresponding region is large, so that it is possible to grasp the intensity of heat or noise and the position where the noise is generated. It can be easily understood whether the heat and noise are generated at the same position or independently at different positions or individually at different times.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.

100 : 감지부 110 : 영상 카메라모듈
120 : 열화상 카메라모듈 130 : 사운드 카메라모듈
200 : 제어부 210 : 제1 제어모듈
220 : 제2 제어모듈 230 : 제3 제어모듈
300 : 출력부
100: sensing unit 110: video camera module
120: thermal imaging camera module 130: sound camera module
200: control unit 210: first control module
220: second control module 230: third control module
300:

Claims (8)

다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치에 있어서,
영상 카메라모듈과 열화상 카메라모듈 및 사운드 카메라모듈로 구성하며 설비의 작동 상태를 촬상하여 각 입력 이미지를 생성하는 감지부;
상기 감지부에서 촬상한 상기 입력 이미지를 이용하여 합성 이미지를 생성하는 제어부;
상기 감지부에서 촬상한 상기 입력 이미지 및 상기 제어부에서 생성한 상기 합성 이미지를 저장하는 저장부; 및
상기 입력 이미지 또는 상기 합성 이미지 중 어느 하나 이상을 화면으로 나타내는 출력부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 영상 카메라모듈, 상기 열화상 카메라모듈 및 상기 사운드 카메라모듈 중 두 개 이상으로부터 상기 입력 이미지를 전달받아 상기 합성 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치.
1. An image diagnostic apparatus using multiple cameras,
A sensing unit including a video camera module, an infrared camera module, and a sound camera module, for sensing an operation state of the equipment and generating an input image;
A control unit for generating a composite image using the input image picked up by the sensing unit;
A storage unit for storing the input image captured by the sensing unit and the composite image generated by the control unit; And
And an output unit that displays at least one of the input image or the composite image on a screen,
Wherein the control unit receives the input image from at least two of the image camera module, the thermal image camera module, and the sound camera module to generate the composite image.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 이미지는 영상 이미지와 열화상 이미지 및 사운드 이미지를 포함하며, 상기 감지부에서 동시에 촬상하여 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the input image includes a video image, an infrared image, and a sound image, and the sensing unit simultaneously captures and generates the input image.
제 1 항에 있어서,
상기 합성 이미지는 상기 영상 이미지와 상기 열화상 이미지를 합성하거나, 상기 영상 이미지와 상기 사운드 이미지를 합성하거나, 상기 열화상 이미지와 상기 사운드 이미지를 합성하거나 또는 상기 영상 이미지와 상기 열화상 이미지 및 상기 사운드 이미지를 합성하여 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치.
The method according to claim 1,
The composite image may be obtained by combining the image image and the thermal image, compositing the image image and the sound image, compositing the thermal image and the sound image, or compositing the thermal image and the thermal image, And the image is synthesized and generated.
제 3 항에 있어서,
상기 영상 이미지와 합성하여 상기 합성 이미지를 생성하는 경우에는 상기 열화상 이미지 및 상기 사운드 이미지 중 어느 하나 이상에 상기 영상 이미지 상의 대상물의 윤곽 부분만을 겹쳐서 나타내는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치.
The method of claim 3,
Wherein when the combined image is generated by combining the image with the image, only the outline part of the object on the image is superimposed on at least one of the thermal image and the sound image.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 영상 이미지 및 상기 열화상 이미지를 제어하고 서로 융합하여 제1 이미지를 생성하는 제1 제어모듈과, 상기 사운드 이미지를 제어하여 제2 이미지를 생성하는 제2 제어모듈 및 상기 제1 제어모듈과 상기 제2 제어모듈로부터 전달받은 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 합성하여 상기 합성 이미지를 생성하는 제3 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit comprises: a first control module for controlling the image and the thermal image to generate a first image by merging with each other; a second control module for controlling the sound image to generate a second image; And a third control module for synthesizing the first image and the second image received from the second control module to generate the composite image.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 제어모듈에서 생성하는 제1 이미지는 상기 열화상 이미지에 상기 영상 이미지 상의 대상물의 윤곽을 융합하여 생성하거나, 상기 영상 이미지에 설정된 온도 이상의 상기 열화상 이미지를 융합하여 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the first image generated by the first control module is generated by fusing an outline of an object on the image image to the thermal image or by merging the thermal image over a temperature set in the image, An imaging device using multiple cameras.
제 1 항에 있어서,
상기 출력부는 상기 합성 이미지를 상기 저장부에 저장한 기준 영상 이미지, 기준 열화상 이미지, 기준 사운드 이미지의 어느 하나 이상과 비교하여 작동 불량을 경고하는 알람 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the output unit includes an alarm module for comparing the composite image with at least one of a reference image image, a reference thermal image, and a reference sound image stored in the storage unit, thereby alerting an operation failure. Imaging device.
제 7 항에 있어서,
상기 알람 모듈이 경고하는 작동 불량에는 설비나 기구의 균열, 오설치, 미설치, 이상 과열, 소음 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 영상 진단 장치.















8. The method of claim 7,
Wherein the malfunctioning warning by the alarm module includes at least one of a crack, an erroneous setting, an uninstalled state, an abnormal overheating, and a noise of a facility or an apparatus.















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