KR20170029367A - Apparatus of obtaing location coordinate of object using two measurement heads and method using the same - Google Patents
Apparatus of obtaing location coordinate of object using two measurement heads and method using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170029367A KR20170029367A KR1020160025560A KR20160025560A KR20170029367A KR 20170029367 A KR20170029367 A KR 20170029367A KR 1020160025560 A KR1020160025560 A KR 1020160025560A KR 20160025560 A KR20160025560 A KR 20160025560A KR 20170029367 A KR20170029367 A KR 20170029367A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- measurement
- signal
- distance
- heads
- measurement object
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 246
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 49
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 24
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 14
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 3
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 측정 물체의 2차원 위치 좌표를 획득하는 기술에 관한 것으로, 특히 두 개의 측정 헤드를 통해 검출된 신호의 강도를 기반으로 측정 물체의 데카르트 좌표를 획득할 수 있는 두 개의 측정헤드를 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for obtaining two-dimensional position coordinates of a measurement object, and more particularly, to a measurement using two measurement heads capable of obtaining Cartesian coordinates of a measurement object based on the intensity of a signal detected through two measurement heads. An apparatus for acquiring position coordinates of an object, and a method using the same.
전자기파나 음향을 이용하여 특정 물체의 2차원 또는 3차원 공간상의 위치를 확보하는 것은 기술의 개발에 있어서 매우 중요한 역할을 해왔으며, 응용의 범위가 매우 넓어 광범위한 분야에서 사용되고 있다. 예를 들어 1930년대에 개발된 레이더는 원래 군사용으로 개발되었지만 현재는 기상 관측에서부터 민간용 항공기의 통제 심지어는 지표면을 검색하는 레이더까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한, 현대 의료 기기 산업에서 사용되는 MRI, CT, PET, 초음파 등의 장비도 광의의 의미에서는 모두 전자기파의 반사 및 흡수를 이용하여 물체의 2차원 또는 3차원의 위치 정보를 찾는 기술을 기반으로 개발되어 왔다.Securing the position of a specific object in two or three dimensional space by using electromagnetic waves or sound has played a very important role in the development of technology and is widely used in a wide range of applications. For example, the radar developed in the 1930s was originally developed for military use, but is now being used in a variety of fields, from weather observations to civilian aircraft control, to radars that search the surface of the earth. In addition, equipment such as MRI, CT, PET, and ultrasonic waves used in the modern medical device industry are developed based on a technique of finding two-dimensional or three-dimensional position information of an object using reflection and absorption of electromagnetic waves Has come.
하지만, 이러한 기술들이 모두 위치 정보 또는 이를 응용한 이미징 확보 등의 동일한 기술을 적용하고 있지는 않다. 예를 들어, X- ray를 기반으로 하는 X-ray CT기술의 경우에는 이미지를 확보하기 위한 신호는 방사선이고, 신호를 이미지 또는 위치정보로 바꾸는 수학적 알고리즘은 스위스의 수학자 라돈이 개발한 라돈 변환을 기반으로 하고 있어 기본적으로는 2차원 토모그램을 기반으로 하는 3차원 영상을 만들어 낸다. 하지만, MRI의 경우는 X-ray와 같이 일정한 방향을 갖는 것이 아니라 다양한 방향에서 영상을 만들어 낼 수 있으므로, 사용하는 수학적 원리 또한 X-ray CT와는 매우 상이하다.However, all of these technologies do not apply the same technology, such as location information or securing imaging applied thereto. For example, in the case of X-ray CT based on X-rays, the signal for acquiring the image is radiation, and the mathematical algorithm for converting the signal to image or position information is the radon transformation developed by the Swiss mathematician Radon And basically creates a three-dimensional image based on a two-dimensional tomogram. However, in the case of MRI, the mathematical principle used is also very different from that of X-ray CT because it can produce images in various directions, rather than having a constant direction like X-ray.
따라서, 확보하고자 하는 정보의 양이나 종류에 따라 장비의 특성이나 물체의 위치 및 이미지의 원리나 장비가 달라져야 하고, 좀더 효율적인 정보를 확보하기 위한 다양한 종류의 측정 장비, 신호 및 영상 처리 알고리즘이 개발되고 있다.Therefore, according to the amount and kind of information to be secured, the characteristics of the equipment, the position of the object, the principle of the image and the equipment should be changed. Various kinds of measuring equipment, signal and image processing algorithms are developed to obtain more efficient information have.
현재 가장 많이 사용되고 있는 MRI, CT, PET등은 모두 개발된 이후에 의료뿐만 아니라 다양한 분야에서 폭 넓게 사용되고 있고, 현재는 개발 당시에는 상상도 하지 못할 수준에 상응하는 정밀도의 고해상도 영상을 확보 할 수 있다. 하지만, 필연적으로 이러한 장비의 개발은 장비, 운영 가격의 상승을 초래 하였고 좀더 간단하고 저렴하게 운영이 가능한 장비의 개발에 대한 요구는 계속 되어 왔다.Currently, MRI, CT, and PET, which are most widely used, are widely used not only in medical services but also in a variety of fields. Therefore, it is possible to obtain high resolution images corresponding to the levels that can not be imagined at the time of development . Inevitably, however, the development of such equipment has resulted in increased equipment and operating costs, and there has been a continuing need for equipment that is simpler and less expensive to operate.
본 발명의 목적은 측정 물체에 대한 2차원 좌표를 빠른 시간 안에 저비용으로 획득하는 것이다.An object of the present invention is to obtain a two-dimensional coordinate for a measurement object at a low cost in a short time.
또한, 본 발명의 목적은 측정헤드들의 움직임만으로 2차원 공간상의 물체의 위치를 파악하는 것이다.It is also an object of the present invention to grasp the position of an object in a two-dimensional space by only the movement of measurement heads.
또한, 본 발명의 목적은 거리에 따른 신호 강도의 차이만으로 측정 물체의 위치를 확보할 수 있으므로 소형의 영상 장비부터 레이더와 같이 광역 정보가 필요한 장비까지 범용적으로 사용할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a technique for universally using small-sized video equipment to equipment requiring wide-area information such as a radar because the position of a measurement object can be secured only by a difference in signal intensity according to distance.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치는, 각각 측정 물체에 상응하는 신호를 검출(detection)하는 두 개의 측정헤드들; 상기 두 개의 측정헤드들이 상기 측정 물체를 사이에 두고 서로 마주보도록 위치시키는 측정헤드 고정부; 상기 측정헤드 고정부를 회전시키는 회전 구조체; 및 상기 측정헤드들이 검출한 두 개의 검출신호들의 강도를 기반으로 상기 측정 물체에 상응하는 위치 좌표를 획득하는 측위부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for obtaining a position coordinate of a measurement object using two measurement heads, including: two measurement heads for detecting a signal corresponding to a measurement object; A measurement head fixing part for positioning the two measurement heads so as to face each other with the measurement object therebetween; A rotating structure for rotating the measuring head fixing part; And a positioning unit for obtaining position coordinates corresponding to the measurement object based on the intensity of the two detection signals detected by the measurement heads.
이 때, 측위부는 상기 회전으로 생성되는 원을 기반으로 상기 측정 물체의 극좌표에 상응하는 반지름을 산출하고, 상기 극좌표에 상응하는 반지름과 상기 측정헤드 고정부가 회전한 각도를 기반으로 상기 극좌표를 데카르트 좌표로 변환하여 상기 위치 좌표를 획득할 수 있다.At this time, the positioning unit calculates the radius corresponding to the polar coordinates of the measurement object on the basis of the circle generated by the rotation, and calculates the polar coordinates based on the radius corresponding to the polar coordinates and the rotation angle of the measurement head fixing unit, To obtain the position coordinates.
이 때, 측위부는 상기 측정 물체와 상기 측정헤드들 중 제1 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제1 거리와 상기 측정 물체와 상기 측정헤드들 중 제2 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제2 거리를 각각 산출하고, 상기 제1 거리 및 제2 거리 중 길이가 더 긴 거리에서 상기 원의 반지름을 빼서 상기 극좌표에 상응하는 반지름을 산출할 수 있다.At this time, the positioning unit is provided with a first distance corresponding to the length between the measurement object and the first one of the measurement heads, and a second distance corresponding to the length between the measurement object and the second one of the measurement heads And a radius corresponding to the polar coordinates may be calculated by subtracting the radius of the circle at a longer length of the first distance and the second distance.
이 때, 측위부는 상기 제1 측정헤드에서 검출한 제1 검출신호의 강도, 상기 제2 측정헤드에서 검출한 제2 검출신호의 강도 및 상기 신호의 종류에 따른 비례상수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 거리와 상기 제2 거리를 산출할 수 있다.At this time, the positioning unit uses at least one of the intensity of the first detection signal detected by the first measurement head, the intensity of the second detection signal detected by the second measurement head, and a proportional constant according to the type of the signal, The first distance and the second distance can be calculated.
이 때, 측위부는 상기 측정헤드들이 시계반대방향으로 180도에 상응하게 회전하면서 검출한 상기 검출신호들에 상응하게 상기 위치 좌표를 획득할 수 있다.At this time, the positioning unit can obtain the position coordinates corresponding to the detection signals detected while the measurement heads rotate 180 degrees counterclockwise.
이 때, 두 개의 측정헤드들은 비선형 마그네틱 파티클을 검출하기 위해 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호를 혼합한 혼합 신호를 기반으로 자기장을 발생시키는 하나의 여기(excitation) 솔레노이드 코일을 포함할 수 있다.At this time, the two measurement heads may include an excitation solenoid coil for generating a magnetic field based on a mixed signal in which a high-frequency sinusoidal signal and a low-frequency sinusoidal signal are mixed to detect non-linear magnetic particles.
이 때, 자기장은 상기 고주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제1 자기장과 상기 저주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제2 자기장을 합한 것에 상응할 수 있다.At this time, the magnetic field may correspond to a sum of a first magnetic field generated corresponding to the high-frequency sinusoidal signal and a second magnetic field generated corresponding to the low-frequency sinusoidal signal.
이 때, 혼합 신호는 두 개의 신호를 더하여 혼합하는 컴바이너(combiner)로 상기 고주파의 정현파 신호와 상기 저주파의 정현파 신호를 혼합하여 생성되는 될 수 있다.In this case, the mixed signal may be generated by mixing a sinusoidal signal of the high frequency and a sinusoidal signal of the low frequency by a combiner which mixes two signals together.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법은, 측정헤드 고정부를 통해 각각 측정 물체에 상응하는 신호를 검출(detection)하는 두 개의 측정헤드들이 상기 측정 물체를 사이에 두고 서로 마주보도록 고정하는 단계; 상기 측정헤드 고정부를 회전시키는 단계; 및 상기 측정헤드들이 검출한 두 개의 검출신호들의 강도를 기반으로 상기 측정 물체에 상응하는 위치 좌표를 획득하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of acquiring a position coordinate of a measurement object using two measurement heads, comprising the steps of: Fixing the measurement object so as to face each other with the measurement object therebetween; Rotating the measuring head fixing part; And acquiring position coordinates corresponding to the measurement object based on the intensity of the two detection signals detected by the measurement heads.
이 때, 위치 좌표를 획득하는 단계는 상기 회전으로 생성되는 원을 기반으로 상기 측정 물체의 극좌표에 상응하는 반지름을 산출하는 단계; 및 상기 극좌표에 상응하는 반지름과 상기 측정헤드 고정부가 회전한 각도를 기반으로 극좌표를 데카르트 좌표로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, acquiring the position coordinates may include calculating a radius corresponding to polar coordinates of the measurement object based on the circle generated by the rotation; And transforming the polar coordinates into Cartesian coordinates based on the radius corresponding to the polar coordinates and the angle of rotation of the measurement head fixture.
이 때, 반지름을 산출하는 단계는 상기 측정 물체와 상기 측정헤드들 중 제1 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제1 거리와 상기 측정 물체와 상기 측정헤드들 중 제2 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제2 거리를 각각 산출하고, 상기 제1 거리 및 제2 거리 중 길이가 더 긴 거리에서 상기 원의 반지름에서 빼서 상기 극좌표에 상응하는 반지름을 산출할 수 있다.Wherein calculating the radius corresponds to a first distance corresponding to the length between the measurement object and the first of the measurement heads and a length between the measurement object and the second one of the measurement heads And a radius corresponding to the polar coordinates may be calculated by subtracting the first distance and the second distance from the radius of the circle at a longer distance.
이 때, 반지름을 산출하는 단계는 상기 제1 측정헤드에서 검출한 제1 검출신호의 강도, 상기 제2 측정헤드에서 검출한 제2 검출신호의 강도 및 상기 신호의 종류에 따른 비례상수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 거리와 상기 제2 거리를 산출할 수 있다.At this time, the step of calculating the radius may include calculating at least one of the intensity of the first detection signal detected by the first measurement head, the intensity of the second detection signal detected by the second measurement head, and the proportionality constant according to the type of the signal The first distance and the second distance can be calculated.
이 때, 위치 좌표를 획득하는 단계는 상기 측정헤드들이 시계반대방향으로 180도에 상응하게 회전하면서 검출한 상기 검출신호들에 상응하게 상기 위치 좌표를 획득할 수 있다.At this time, the step of acquiring the position coordinates may acquire the position coordinates corresponding to the detection signals detected while the measurement heads rotate 180 degrees counterclockwise.
이 때, 두 개의 측정헤드들은 비선형 마그네틱 파티클을 검출하기 위해 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호를 혼합한 혼합 신호를 기반으로 자기장을 발생시키는 하나의 여기(excitation) 솔레노이드 코일을 포함할 수 있다.At this time, the two measurement heads may include an excitation solenoid coil for generating a magnetic field based on a mixed signal in which a high-frequency sinusoidal signal and a low-frequency sinusoidal signal are mixed to detect non-linear magnetic particles.
이 때, 자기장은 상기 고주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제1 자기장과 상기 저주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제2 자기장을 합한 것에 상응할 수 있다.At this time, the magnetic field may correspond to a sum of a first magnetic field generated corresponding to the high-frequency sinusoidal signal and a second magnetic field generated corresponding to the low-frequency sinusoidal signal.
이 때, 혼합 신호는 두 개의 신호를 더하여 혼합하는 컴바이너(combiner)로 상기 고주파의 정현파 신호와 상기 저주파의 정현파 신호를 혼합하여 생성될 수 있다.In this case, the mixed signal may be generated by mixing the high frequency sine wave signal and the low frequency sine wave signal by a combiner which mixes two signals together.
본 발명에 따르면, 측정 물체에 대한 2차원 좌표를 빠른 시간 안에 저비용으로 획득할 수 있다.According to the present invention, two-dimensional coordinates of a measurement object can be acquired at a low cost in a short time.
또한, 본 발명은 측정헤드들의 움직임만으로 2차원 공간상의 물체의 위치를 파악할 수 있다.In addition, the present invention can grasp the position of an object in a two-dimensional space only by the movement of the measuring heads.
또한, 본 발명은 거리에 따른 신호 강도의 차이만으로 측정 물체의 위치를 확보할 수 있으므로 소형의 영상 장비부터 레이더와 같이 광역 정보가 필요한 장비까지 범용적으로 사용할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.In addition, since the position of the object to be measured can be secured only by the difference of the signal intensity according to the distance, the present invention can provide a technique that can be widely used from small image equipment to equipment requiring wide area information like a radar.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 위치 좌표 획득 장치에서 회전 구조체와 측정헤드 고정부의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 좌표 획득 과정을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 위치 좌표를 산출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법 중 검출신호들을 이용하여 위치 좌표를 획득하는 과정을 상세하게 나타낸 동작 흐름도이다.FIG. 1 is a view showing an apparatus for acquiring a position coordinate of a measurement object using two measurement heads according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an example of a rotating structure and a measuring head fixing unit in the position coordinate obtaining apparatus according to the present invention.
FIGS. 3 to 7 illustrate a position coordinate acquisition process according to an embodiment of the present invention.
8 to 9 are diagrams illustrating a process of calculating positional coordinates according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of acquiring position coordinates of a measurement object using two measurement heads according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating an operation of acquiring position coordinates using detection signals in a method of acquiring position coordinates of a measurement object using two measurement heads according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing an apparatus for acquiring a position coordinate of a measurement object using two measurement heads according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치는 두 개의 측정헤드들(110), 두 개의 측정헤드들을 고정하는 두 개의 측정헤드 고정부들(120), 회전 구조체(130) 및 측위부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for obtaining a position coordinate of a measurement object using two measurement heads according to an embodiment of the present invention includes two
이 때, 두 개의 측정헤드들(110)은 도 1과 같이 두 개의 측정헤드 고정부들(120)을 통해서 회전 구조체(130)에 고정될 수 있다. At this time, the two
이 때, 두 개의 측정헤드들(110)은 회전 구조체(130)에서 서로 마주보는 위치에 고정될 수 있다. At this time, the two
또한, 두 개의 측정헤드들(110)은 각각 신호 여기(excitation) 모듈과 신호 검출(detection) 모듈을 포함할 수 있다. In addition, the two
이 때, 두 개의 측정헤드 고정부들(120)을 통해서 신호 여기 모듈과 신호 검출 모듈이 두 개의 측정헤드들(110)이 위치하는 일직선과 평행을 이루도록 두 개의 측정헤드들(110)의 위치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이크로미터(micrometer) 등의 기구를 이용하여 두 개의 측정헤드들(110)의 위치를 정확하게 제어할 수도 있다.At this time, the position of the two
이 때, 두 개의 측정헤드 고정부들(120)이 부착된 회전 구조체(130)가 회전함으로써 두 개의 측정헤드들(110)은 측정 물체 이동 경로(150)를 사이에 두고 회전할 수 있다. At this time, the two
따라서, 측정이 수행될 때에는 측정 물체가 측정 물체 이동 경로(150)를 따라 이동하고 있는 도중에 두 개의 측정헤드들(110)이 계속 회전하면서 각각 신호를 발생시키고 검출할 수 있다. 즉, 신호의 여기(excitation)와 검출(detection)을 수행하는 모듈을 함께 위치시킴으로써 측정 물체의 위치 좌표를 측정하기 위한 장비를 단순화시킬 수 있다.Accordingly, when the measurement is performed, while the measurement object is moving along the measurement
이 때, 측위부(140)는 두 개의 측정헤드들(110)에서 검출된 두 개의 검출신호들을 획득하고, 두 개의 검출신호들의 강도를 기반으로 측정 물체의 위치 좌표를 획득할 수 있다. At this time, the
예를 들어, 두 개의 측정헤드들(110)에서는 동일한 강도의 자기장을 생성하여 측정 물체로 신호를 여기할 수 있다. 이 때, 측정 물체가 두 개의 측정헤드들(110)의 중앙에 위치한다면, 두 개의 측정헤드들(110)로부터 여기되는 신호의 강도가 동일하겠지만, 그렇지 않을 경우에는 두 개의 측정헤드들(110)로부터 측정 물체에 여기되는 신호의 강도가 상이할 수 있다. 이 때, 측정 물체가 다시 방출하는 신호 또한 상이할 수 있기 때문에, 이러한 신호 강도의 차이를 측정하여 측정 물체의 위치 좌표를 획득할 수 있다.For example, two
이 때, 측정헤드 고정부들(120)의 회전으로 생성되는 원을 기반으로 측정 물체의 극좌표에 상응하는 반지름을 산출하고, 극좌표에 상응하는 반지름과 측정헤드 고정부가 회전한 각도를 기반으로 극좌표를 데카르트 좌표로 변환하여 위치 좌표를 획득할 수 있다.At this time, the radius corresponding to the polar coordinates of the measurement object is calculated based on the circle generated by the rotation of the measurement
예를 들어, 극좌표에 상응하는 반지름이 r이고, 측정헤드 고정부가 회전한 각도를 θ라고 가정한다면, 데카르트 좌표로 변환한 위치 좌표는 (x, y)는 (r*cos θ, r*sin θ)에 상응할 수 있다.For example, supposing that the radius corresponding to the polar coordinate is r and the angle of rotation of the measuring head fixing part is θ, the position coordinates converted to Cartesian coordinates are (x, y) (r * cos θ, r * sin θ ). ≪ / RTI >
이 때, 측정 물체와 두 개의 측정헤드들(110) 중 제1 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제1 거리와 측정 물체와 두 개의 측정헤드들(110) 중 제2 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제2 거리를 각각 산출하고, 제1 거리 및 제2 거리 중 길이가 더 긴 거리에서 원의 반지름을 빼서 극좌표에 상응하는 반지름을 산출할 수 있다.At this time, a first distance corresponding to the length between the measurement object and the first one of the two measurement heads 110 corresponds to the length between the measurement object and the second one of the two measurement heads 110 And the radius corresponding to the polar coordinates can be calculated by subtracting the radius of the circle at the longer one of the first distance and the second distance.
예를 들어, 측정헤드 고정부들(120)의 회전으로 생성되는 원의 반지름이 7cm, 제1 거리가 10cm 그리고 제2 거리가 4cm에 각각 상응한다면, 극좌표에 상응하는 반지름은 10cm에서 원의 반지름에 상응하는 7cm를 뺀 3cm에 상응할 수 있다.For example, if the radius of the circle generated by the rotation of the
이 때, 제1 측정헤드에서 검출한 제1 검출신호의 강도, 제2 측정헤드에서 검출한 제2 검출신호의 강도 및 신호의 종류에 따른 비례상수 중 적어도 하나를 이용하여 제1 거리와 제2 거리를 산출할 수 있다.At this time, by using at least one of the intensity of the first detection signal detected by the first measurement head, the intensity of the second detection signal detected by the second measurement head, and the proportionality constant according to the type of the signal, The distance can be calculated.
예를 들어, 제1 측정헤드를 MH1, 제2 측정헤드를 MH2, 제1 거리를 r1, 제2 거리를 r2, 두 개의 측정헤드들(110)에서 여기하는 신호의 강도를 S, 비례상수를 k라고 가정한다면, 제1 검출신호 HMH1과 제2 검출신호 HMH2는 아래의 [수학식 1]과 같이 산출할 수 있다.For example, the first measuring head to MH1, the second strength of the signal that excites the measuring head MH2, the first distance r 1, a second distance from the r 2, both the two measuring heads (110) S, proportional Assuming that the constant is k, the first detection signal H MH1 and the second detection signal H MH2 can be calculated as shown in the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
이 때, 측정헤드 고정부들(120)의 회전으로 생성되는 원의 지름 2R은 r1 + r2에 상응할 수 있다. 따라서, [수학식 1]과 측정헤드 고정부들(120)의 회전으로 생성되는 원의 지름의 식을 이용하여 아래의 [수학식 2]와 같이 제1 거리를 산출할 수 있다.At this time, the
[수학식 2]&Quot; (2) "
또한, 제2 거리는 측정헤드 고정부들(120)의 회전으로 생성되는 원의 지름 2R에서 제1 거리를 빼서 산출할 수 있다.Further, the second distance can be calculated by subtracting the first distance from the
이 때, 두 개의 측정헤드들(110)이 시계반대방향으로 180도에 상응하게 회전하면서 검출한 검출신호들에 상응하게 위치 좌표를 획득할 수 있다. 즉, 제1 측정헤드와 제2 측정헤드가 각각 원의 위와 아래에서 180도에 상응하게 회전함으로써, 실제로는 360도에 상응하게 회전한 것처럼 측정헤드 고정부들(120)의 회전으로 생성되는 원의 내부에 위치하는 측정 물체의 모든 부분에 대한 위치 좌표를 획득할 수 있다. At this time, the two measurement heads 110 may rotate in the counterclockwise direction corresponding to 180 degrees to obtain position coordinates corresponding to the detected detection signals. That is, the first measuring head and the second measuring head rotate corresponding to 180 degrees above and below the circle, respectively, so that a circle generated by rotation of the measuring
이 때, 두 개의 측정헤드들(110)은 비선형 마그네틱 파티클을 검출하기 위해 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호를 혼합한 혼합 신호를 기반으로 자기장을 발생시키는 하나의 여기(excitation) 솔레노이드 코일을 포함할 수 있다.At this time, the two measurement heads 110 include an excitation solenoid coil for generating a magnetic field based on a mixed signal obtained by mixing a high frequency sine wave signal and a low frequency sine wave signal to detect nonlinear magnetic particles can do.
이 때, 자기장은 고주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제1 자기장과 저주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제2 자기장을 합한 것에 상응할 수 있다. 즉, 혼합 신호를 하나의 여기 솔레노이드 코일에 인가함으로써 마치 두 개의 여기 솔레노이드 코일을 이용하여 자기장을 발생시키는 효과를 가져올 수 있다.At this time, the magnetic field may correspond to a sum of a first magnetic field generated corresponding to a high frequency sinusoidal signal and a second magnetic field generated corresponding to a low frequency sinusoidal signal. That is, by applying the mixed signal to one excitation solenoid coil, it is possible to generate a magnetic field by using two excitation solenoid coils.
이 때, 혼합 신호는 두 개의 신호를 더하여 혼합하여 컴바이너(combiner)로 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호를 혼합하여 생성될 수 있다.In this case, the mixed signal can be generated by mixing two signals and mixing them, and mixing the high frequency sine wave signal and the low frequency sine wave signal with a combiner.
이 때, 컴바이너는 두 개의 신호를 더하여 혼합하는 전자적 수동 소자에 상응할 수 있다. 즉, 두 개의 신호를 더하여 혼합함으로써 두 개의 신호가 상호간에 영향을 주지 않으면서 혼합될 수 있다.At this time, the combiner may correspond to an electronic passive element that mixes two signals together. That is, by adding and mixing two signals, the two signals can be mixed without affecting each other.
이 때, 컴바이너는 혼합 신호의 특성에 상응하는 RF(Radio Frequency) 컴바이너 및 가산 증폭기 중 어느 하나에 상응할 수 있다.In this case, the combiner may correspond to any one of an RF (Radio Frequency) combiner and an adder corresponding to the characteristics of the mixed signal.
이 때, RF 컴바이너는 수동회로의 한 종류로 특정 신호의 전력을 균등 혹은 차등하게 분배하거나 합성하는 회로를 의미할 수 있다. 이 때, RF 컴바이너는 두 개의 주파수를 합성하여 그 차이에 해당하는 주파수 신호만 검출하는 믹서(mixer)와는 다르게, 두 개의 신호를 더하여 혼합할 수 있다.In this case, the RF combiner is a type of passive circuit, which may mean a circuit that distributes or combines the power of a specific signal evenly or differentially. In this case, the RF combiner can mix two signals by adding two signals, unlike a mixer that combines two frequencies and detects only the frequency signal corresponding to the difference.
이 때, 가산 증폭기는 복수 개의 신호를 더하거나 빼거나 또는 미적분할 수 있는 기존의 연산 증폭기의 기능에서 더하는 기능만을 수행하는 회로에 상응할 수 있다. At this time, the adder amplifier may correspond to a circuit that performs only the function of adding in the function of a conventional operational amplifier which can add, subtract, or integrate a plurality of signals.
이 때, 본 발명에 따른 컴바이너로 RF 컴바이너와 가산 증폭기 중에서 어느 것을 사용할지는 본 발명을 구현하는 사용자 및 관리자에 의해 설정될 수 있다.At this time, which of the RF combiner and the adder is used as a combiner according to the present invention can be set by a user and an administrator implementing the present invention.
또한, 두 개의 측정헤드들(110)은 제1 증폭기와 제2 증폭기를 이용하여 고주파의 정현파 신호의 강도와 저주파의 정현파 신호의 강도를 각각 증폭시켜 컴바이너로 입력하고, 제3 증폭기를 이용하여 컴바이너에서 혼합되어 출력된 신호의 강도를 증폭시켜 혼합 신호를 생성할 수 있다.The two measuring
이 때, 제1 증폭기와 제2 증폭기는 혼합 신호의 특성에 따라 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호의 강도를 각각 조절하여 증폭시킬 수 있다. 이렇게 각각의 신호의 강도를 달리하여 증폭시킴으로써, 두 개의 여기 솔레노이드 코일을 사용하는 경우에 두 개의 여기 솔레노이드 코일 간의 비율과 기하학적 위치 조정을 통해 입력 신호의 특성을 제어하는 효과를 구현할 수 있다.At this time, the first amplifier and the second amplifier can amplify the high frequency sine wave signal and the low frequency sine wave signal according to the characteristics of the mixed signal, respectively. By varying the intensity of each signal, it is possible to realize the effect of controlling the characteristics of the input signal by adjusting the ratio between the two excitation solenoid coils and the geometrical position when two excitation solenoid coils are used.
또한, 제3 증폭기는 전자적 수동 소자에 상응하는 컴바이너를 통해 두 개의 신호를 혼합하는 과정에서 발생하는 손실에 대응하여 신호의 강도를 조절할 수 있다. 즉, 컴바이너에서 손실되는 강도에 상응하게 컴바이너에서 출력되는 혼합 신호의 강도를 증폭시킬 수 있다.In addition, the third amplifier can adjust the intensity of the signal corresponding to the loss caused by mixing the two signals through the combiner corresponding to the electronic passive element. That is, the strength of the mixed signal output from the combiner can be amplified corresponding to the strength lost in the combiner.
이 때, 측정 물체가 방출하는 신호의 주파수 영역을 분석하여 하모닉 피크(harmonic peak)가 검출되는 경우에, 측정 물체에 비선형 마그네틱 파티클이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.At this time, when the harmonic peak is detected by analyzing the frequency region of the signal emitted from the measurement object, it can be determined that the non-linear magnetic particle exists in the measurement object.
이 때, 하모닉 피크(harmonic peak)는 특정 주파수에 해당하는 주파수 피크에 상응하는 것으로, 측정 물체에 비선형 마그네틱 파티클이 존재하는 경우에 검출될 수 있다. 이 때, 주파수 영역에서 검출되는 하모닉 피크를 기반으로 해당 파티클의 특성까지 파악할 수도 있다.At this time, the harmonic peak corresponds to a frequency peak corresponding to a specific frequency and can be detected when non-linear magnetic particles are present in the measurement object. At this time, it is also possible to grasp the characteristics of the corresponding particle based on the harmonic peak detected in the frequency domain.
이 때, 주파수 영역에서 두 개의 주파수가 합쳐진 신호가 변형된 형태로 검출되는 경우에 하모닉 피크의 검출 여부를 확인할 수 있다. 즉, 측정 물체에 비선형 마그네틱 파티클이 존재하는 경우에 측정 물체가 방출하는 신호가 두 개의 주파수가 합쳐진 신호에 비례하지 않게 검출될 수 있다. At this time, if the signal combining two frequencies in the frequency domain is detected in a deformed form, whether or not the harmonic peak is detected can be confirmed. That is, when the non-linear magnetic particle exists in the measurement object, the signal emitted by the measurement object can be detected not in proportion to the signal in which the two frequencies are combined.
따라서, 이와 같이 두 개의 주파수가 합쳐진 신호에 비례하지 않고 변형된 형태의 신호가 검출되는 경우에는 측정 물체에 비선형 마그네틱 파티클이 존재할 것으로 예상하고 하모닉 피크의 검출을 수행할 수 있다.Therefore, when a deformed signal is detected not in proportion to a signal obtained by combining the two frequencies, it is possible to detect a harmonic peak while anticipating that non-linear magnetic particles exist in the measurement object.
이와 같은 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치를 이용함으로써 측정 물체에 대한 2차원 좌표를 빠른 시간 안에 저비용으로 획득할 수 있다.By using such a position coordinate acquisition apparatus for a measurement object, it is possible to acquire the two-dimensional coordinates of the measurement object in a short time at a low cost.
또한, 측정헤드들의 움직임만으로 2차원 공간상의 물체의 위치를 파악할 수 있으며, 거리에 따른 신호 강도의 차이만으로 측정 물체의 위치를 확보할 수 있으므로 소형의 영상 장비부터 레이더와 같이 광역 정보가 필요한 장비까지 범용적으로 사용할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.In addition, the position of the object in the two-dimensional space can be grasped only by the movement of the measuring heads, and the position of the measuring object can be secured only by the difference of the signal intensity according to the distance. Therefore, A technique that can be used universally can be provided.
도 2는 본 발명에 따른 위치 좌표 획득 장치에서 회전 구조체와 측정헤드 고정부의 일 예를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an example of a rotating structure and a measuring head fixing unit in the position coordinate obtaining apparatus according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 위치 좌표 획득 장치는 두 개의 측정헤드들의 위치를 제어할 수 있는 두 개의 측정헤드 고정부들(220)과 이를 회전시킬 수 있는 회전 구조체(210)를 포함할 수 있다. 2, the position coordinate acquisition apparatus according to the present invention includes two measurement
도 2를 도 1에 도시된 위치 좌표 획득 장치를 연구용으로 구체화한 것으로, 두 개의 측정헤드 고정부들(220)에 각각 하나씩의 측정헤드를 장착하여 신호처리를 수행할 수 있다.FIG. 2 illustrates a position coordinate acquisition apparatus shown in FIG. 1, which is used for research. Signal processing can be performed by mounting one measurement head on each of the two measurement
이 때, 도 2에 도시된 두 개의 측정헤드 고정부들(220)은 두 개의 측정헤드들에 포함된 신호 여기 모듈과 신호 검출 모듈이, 두 개의 측정헤드들이 위치하는 일직선과 평행을 이루는 상태가 되도록 두 개의 측정헤드들의 위치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이크로미터 등의 기구를 이용하여 두 개의 측정헤드들의 위치를 정확하게 제어할 수 있다.In this case, the two measuring
이 때, 회전 구조체(130)는 도 2와 같은 형태에 상응하거나, 도 1과 같이 겐트리 구조에 상응하는 링 형태일 수도 있다. 즉, 두 개의 측정헤드 고정부들(220)에 고정되는 두 개의 측정헤드들에서의 신호 처리를 수행할 수 있는 구조라면, 도 1이나 도 2의 회전 구조체 중 어느 것을 사용하여도 무관하다.In this case, the
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 좌표 획득 과정을 나타낸 도면이다.FIGS. 3 to 7 illustrate a position coordinate acquisition process according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 두 개의 측정헤드(310, 311)들은 회전 반경(340)을 따라 회전하면서 측정 물체(350)에 신호를 여기(excitation)하거나 검출(detection)할 수 있다.3 to 7, the two measuring
이 때, 측정헤드(310, 311)들은 각각 측정 물체(350)에 신호를 여기하는 신호 여기 모듈(320, 321)과 측정 물체(350)가 방출하는 신호를 검출하는 신호 검출 모듈(330, 331)를 포함할 수 있다. 따라서, 하나의 측정헤드(310, 311)에서 각각 신호의 여기와 검출을 수행할 수 있기 때문에 측정 물체의 위치 좌표를 획득하기 위한 장비를 단순화 시킬 수 있으며, 장비의 제작비용 또한 절감할 수 있다.The measuring heads 310 and 311 are connected to signal
또한, 도 3과 같이 동작하는 위치 좌표 획득 장치를 이용하여 도 4에 도시된 오리지널 토모그램 이미지(Original Tonogram Image)에 대한 연산을 수행함으로써, 도 5와 같 rho(ρ)와 theta(θ)에 대한 그래프를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 이미지에서 X축(410)에 대한 연산을 수행한 결과는 도 5에서 theta가 0일 때의 값, 대략 0.008에 상응할 수 있다.By performing an operation on the original tomogram image shown in Fig. 4 by using the position coordinate acquisition device operating as shown in Fig. 3, it is possible to calculate rho (rho) and theta (&thetas; You can create a graph for. For example, the result of performing an operation on the
이 후, 도 4의 X축(410)을 반시계 방향으로 회전하고, 일정한 간격의 theta마다 rho를 계산하여 도 5와 같은 그래프를 생성할 수 있다. 즉, theta를 0부터 2π라디안에 상응하게 360도로 회전하면서 각 theta에 해당하는 rho값을 그래프에 표시할 수 있다.Thereafter, the
이 때, 도 5에 도시된 그래프는 평면 위의 위치를 각도와 거리를 써서 나타내는 극좌표계에 대한 그래프에 상응할 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 그래프를 도 7과 같은 직교 좌표계로 변경하여 측정 물체의 위치를 나타내는 위치 좌표를 획득할 수 있다.At this time, the graph shown in FIG. 5 may correspond to a graph of a polar coordinate system in which a position on a plane is expressed by an angle and a distance. Therefore, it is possible to obtain the position coordinates indicating the position of the measurement object by changing the graph shown in FIG. 5 to the orthogonal coordinate system as shown in FIG.
이 때, 도 5에 도시된 극좌표계는 도 6에 도시된 것과 같이 x값과 y값으로 변환하여 직교 좌표계로 변경할 수 있다.At this time, the polar coordinate system shown in FIG. 5 can be converted into an x coordinate value and a y coordinate value and changed to an orthogonal coordinate system as shown in FIG.
예를 들어, 도 6에 도시된 점 P에 대한 x값은 삼각함수에 따라 rho*cos θ에 상응할 수 있으며, y값은 rho*sin θ에 상응할 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 rho값들을 모두 (x, y)에 상응하는 좌표로 변경하여 표시함으로써 도 7과 같은 위치 좌표를 획득할 수 있다.For example, the x value for the point P shown in Fig. 6 may correspond to rho * cos? According to the trigonometric function, and the y value may correspond to rho * sin ?. Therefore, the position coordinates as shown in FIG. 7 can be obtained by changing the rho values shown in FIG. 5 to coordinates corresponding to all (x, y) and displaying them.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 위치 좌표를 산출하는 과정을 나타낸 도면이다.8 to 9 are diagrams illustrating a process of calculating positional coordinates according to an embodiment of the present invention.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따라 위치 좌표를 산출하기 위해서는 먼저 측정 물체에 대한 극좌표의 반지름 rho(ρ)를 산출해야 할 수 있다. 8 to 9, in order to calculate position coordinates according to an embodiment of the present invention, it is necessary to calculate the radius rho (rho) of polar coordinates for a measurement object.
이를 위해 먼저 두 개의 측정헤드들과 측정 물체(800) 사이의 거리를 각각 산출할 필요가 있다.To do this, it is first necessary to calculate the distance between the two measurement heads and the
이 때, 도 8 내지 도 9에 도시된 원은 측정헤드 고정부들, 즉 두 개의 측정헤드들이 회전하면서 생성되는 2차원 원에 상응할 수 있다. 이 때, 도 8 내지 도 9에 도시된 원의 중심점이 극좌표의 원점에 상응할 수 있다.At this time, the circles shown in Figs. 8 to 9 can correspond to the measurement head fixing portions, that is, the two-dimensional circle generated by rotating the two measurement heads. At this time, the center point of the circle shown in Figs. 8 to 9 may correspond to the origin of the polar coordinates.
이 때, 도 8 내지 도 9에 도시된 MH1과 MH2는 각각 제1 측정헤드와 제2 측정헤드에 상응할 수 있다. 또한, 제1 측정헤드 MH1부터 측정 물체(800)까지의 제1 거리가 r1, 제2 측정헤드 MH2부터 측정 물체(800)까지의 제2 거리가 r2에 상응할 수 있다.At this time, MH1 and MH2 shown in Figs. 8 to 9 may correspond to the first measuring head and the second measuring head, respectively. In addition, the second distance from the measuring head MH1 a first distance to the
이 때, 두 개의 측정헤드들 사이에서의 측정 물체의 위치는 두 개의 측정헤드들이 생성하는 일직선상에 포함되는 측정 물체의 범위 중 중간 지점으로 상응하는 점 P1으로 판단하고 계산할 수 있다.At this time, the position of the measurement object between the two measurement heads can be calculated and determined as a corresponding point P1 at a midpoint of the range of the measurement object included on the straight line generated by the two measurement heads.
이 때, 두 개의 측정헤드들에서 여기하는 신호의 강도를 S, 제1 측정헤드와 제2 측정헤드에서 인가하는 신호의 종류에 따라 제1 측정헤드와 제2 측정헤드에 포함된 신호 검출 모듈에 도달하는 신호 강도의 차이를 나타내는 비례상수는 k라고 가정한다면, MH1과 MH2에서 각각 검출되는 신호의 강도는 [수학식 1]을 통해 산출할 수 있다.At this time, if the intensity of the signal excited by the two measurement heads is S, the signal is detected by the signal detection module included in the first measurement head and the second measurement head according to the type of the signal applied from the first measurement head and the second measurement head Assuming that the proportional constant representing the difference in the signal intensity to be reached is k, the intensity of the signal detected in each of MH1 and MH2 can be calculated by Equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
이 때, 도 8에 도시된 2차원 원의 지름 2R은 제1 거리에 상응하는 r1과 제2 거리에 상응하는 r2를 합한 것일 수 있다. At this time, there may be also the
따라서, [수학식 1]과 원의 지름 2R을 이용하여 아래의 [수학식 2]와 같이 제1 거리 r1을 계산할 수 있다.Therefore, the first distance r 1 can be calculated using the following formula (1) and the diameter of the
[수학식 2]&Quot; (2) "
이 때, 원의 지름 2R에서 제1 거리를 빼서 계산할 수 있다.At this time, it can be calculated by subtracting the first distance from the
상기와 같이 제1 거리 r1과 제2 거리 r2를 산출한 뒤에 제1 거리와 제2 거리의 길이를 비교하고, 더 길이가 긴 제2 거리에서 원의 반지름 R을 빼서 반지름 rho(ρ)를 산출할 수 있다. 즉, ρ = r2 - R에 상응할 수 있다. 이 때, ρ에 상응하는 값은 0보다 크거나 같을 수 있다.After calculating the first distance r 1 and the second distance r 2 as described above, the lengths of the first distance and the second distance are compared, and the radius rho (ρ) is obtained by subtracting the radius R of the circle at the second longer distance. Can be calculated. That is, it may correspond to ρ = r 2 - R. At this time, the value corresponding to p may be equal to or greater than zero.
이 후, 극좌표의 반지름과 두 개의 측정헤드가 회전한 각도를 이용하여 측정 물체의 중간지점에 해당하는 점 P1의 극좌표의 거리(ρ)와 방향(θ)을 구할 수 있다.Thereafter, the distance (rho) and the direction ([theta]) of the polar coordinates of the point P1 corresponding to the midpoint of the measurement object can be obtained using the radius of the polar coordinates and the angle of rotation of the two measurement heads.
이 후, 점 P1의 극좌표를 직교 좌표계에 해당하는 데카르트 좌표로 변환하여 본 발명에 따른 측정 물체의 위치 좌표를 회득할 수 있다.Thereafter, the polar coordinates of the point P1 are converted into Cartesian coordinates corresponding to the orthogonal coordinate system, and the positional coordinates of the measurement object according to the present invention can be obtained.
이 때, 본 발명은 도 9와 같이 두 개의 측정헤드들을 시계반대방향으로 회전하면서 측정 물체의 위치 좌표를 획득할 수 있는데, 이 때, theta(θ)가 바뀌면 제1 거리 r1과 제2 거리 r2가 변경될 수 있기 때문에, MH1에서의 신호 강도와 MH2에서의 신호 강도도 변경될 수 있다. 따라서, rho(ρ)에 상응하는 값은 위치 좌표 획득 장치에서 theta(θ)를 변경했을 때 측정되는 MH1에서의 신호 강도와 MH2에서의 신호 강도에 따라 계산될 수 있다. In this case, the position coordinates of the measurement object can be obtained by rotating the two measurement heads counterclockwise as shown in FIG. 9, wherein when theta (?) Is changed, the first distance r 1 and the second distance since r 2 is can be changed, the signal strength in the signal strength and MH2 in MH1 can be changed. Therefore, the value corresponding to rho (rho) can be calculated according to the signal intensity at MH1 and the signal intensity at MH2 measured when theta ([theta]) is changed in the position coordinate acquisition apparatus.
즉, 아래와 같은 함수 관계가 성립할 수 있다.That is, the following function relation can be established.
rho(ρ) = f(HMH1, HMH2)rho (?) = f ( HHM1 , HHM2 )
HMH1, HMH2 = f(M, theta)H MH1 , H MH2 = f (M, theta)
따라서, rho(ρ)를 계산하기 위해서 theta(θ)는 직접 변수로 사용되지는 않지만, theta(θ)에 의해 변경된 HMH1, HMH2 값들이 대신 rho(ρ)를 계산하는 공식에 포함될 수 있다. 이는 프로젝션 베이스 연산을 수행하는 라돈 트랜스폼에서도 일반적으로 사용하는 방식에 상응할 수 있다.Therefore, to calculate rho (ρ), theta (θ) is not used as a direct variable but H MH1 , H MH2 modified by theta (θ) Values may instead be included in the formula for calculating rho (rho). This may correspond to a method commonly used in radon transforms that perform projection-based calculations.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of acquiring position coordinates of a measurement object using two measurement heads according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법은 측정헤드 고정부를 통해 각각 측정 물체에 상응하는 신호를 검출(detection)하는 두 개의 측정헤드들이 측정 물체를 사이에 두고 서로 마주보도록 고정한다(S1010).Referring to FIG. 10, a method of acquiring a position coordinate of a measurement object using two measurement heads according to an embodiment of the present invention includes two measurement methods for detecting a signal corresponding to a measurement object through a measurement head fixing part, The heads are fixed so as to face each other with the measurement object therebetween (S1010).
이 때, 두 개의 측정헤드들은 회전 구조체에서 서로 마주보는 위치에 고정될 수 있다. 또한, 두 개의 측정헤드들은 각각 신호 여기(excitation) 모듈과 신호 검출(detection) 모듈을 포함할 수 있다.At this time, the two measuring heads can be fixed at positions facing each other in the rotating structure. In addition, the two measurement heads may each include a signal excitation module and a signal detection module.
이 때, 두 개의 측정헤드 고정부들을 통해서 신호 여기 모듈과 신호 검출 모듈이 두 개의 측정헤드들이 위치하는 일직선과 평행을 이루도록 두 개의 측정헤드들의 위치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이크로미터(micrometer)등의 기구를 이용하여 두 개의 측정헤드들의 위치를 정확하게 제어할 수도 있다.At this time, the position of the two measurement heads can be controlled so that the signal excitation module and the signal detection module are parallel to the straight line where the two measurement heads are located, through the two measurement head fixtures. For example, a mechanism such as a micrometer may be used to precisely control the position of two measurement heads.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법은 측정헤드 고정부를 회전시킨다(S1020).Also, in the method of acquiring position coordinates of a measurement object using two measurement heads according to an embodiment of the present invention, the measurement head fixing unit is rotated (S1020).
이 때, 두 개의 측정헤드 고정부들이 부착된 회전 구조체가 회전함으로써 두 개의 측정헤드들은 측정 물체를 사이에 두고 회전할 수 있다.At this time, the two measuring heads can be rotated about the measurement object by rotating the rotating structure with the two measuring head fixing parts.
따라서, 따라서, 측정이 수행될 때에는 측정 물체가 측정 물체 이동 경로를 따라 이동하고 있는 도중에 두 개의 측정헤드들이 계속 회전하면서 각각 신호를 발생시키고 검출할 수 있다. 즉, 신호의 여기(excitation)와 검출(detection)을 수행하는 모듈을 함께 위치시킴으로써 측정 물체의 위치 좌표를 측정하기 위한 장비를 단순화시킬 수 있다.Accordingly, when the measurement is performed, the two measurement heads can continuously generate and detect signals while the measurement object is moving along the measurement object movement path. That is, by positioning the modules that perform the excitation and detection of the signal together, it is possible to simplify the equipment for measuring the positional coordinates of the measurement object.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법은 측정헤드들이 검출한 두 개의 검출신호들의 강도를 기반으로 측정 물체에 상응하는 위치 좌표를 획득한다(S1030).In addition, the position coordinate acquisition method of the measurement object using the two measurement heads according to the embodiment of the present invention acquires the position coordinate corresponding to the measurement object based on the intensity of the two detection signals detected by the measurement heads (S1030 ).
예를 들어, 두 개의 측정헤드들에서는 동일한 강도의 자기장을 생성하여 측정 물체로 신호를 여기할 수 있다. 이 때, 측정 물체가 두 개의 측정헤드들의 중앙에 위치한다면, 두 개의 측정헤드들로부터 여기되는 신호의 강도가 동일하겠지만, 그렇지 않을 경우에는 두 개의 측정헤드들로부터 측정 물체에 여기되는 신호의 강도가 상이할 수 있다. 이 때, 측정 물체가 다시 방출하는 신호 또한 상이할 수 있기 때문에, 이러한 신호 강도의 차이를 측정하여 측정 물체의 위치 좌표를 획득할 수 있다.For example, two measurement heads can generate a magnetic field of the same intensity and excite the signal to the measurement object. At this time, if the object to be measured is located at the center of the two measuring heads, the intensity of the excited signal from the two measuring heads will be the same, otherwise the intensity of the signal excited by the measuring object from the two measuring heads Can be different. At this time, since the signal emitted again by the measured object may also be different, the positional coordinates of the measured object can be obtained by measuring the difference of the signal intensities.
이 때, 회전으로 생성되는 원을 기반으로 측정 물체의 극좌표에 상응하는 반지름을 산출할 수 있다. 즉, 회전으로 생성되는 원의 중심이 극좌표의 원점에 상응할 수 있다. 따라서, 원점으로부터 측정 물체까지의 거리가 극좌표의 반지름에 상응할 수 있다.At this time, the radius corresponding to the polar coordinates of the measurement object can be calculated based on the circle generated by the rotation. That is, the center of the circle generated by rotation may correspond to the origin of polar coordinates. Thus, the distance from the origin to the measured object may correspond to the radius of polar coordinates.
이 때, 측정 물체와 측정헤드들 중 제1 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제1 거리와 측정 물체와 측정헤드들 중 제2 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제2 거리를 각각 산출하고, 제1 거리 및 제2 거리 중 길이가 더 긴 거리에서 원의 반지름을 빼서 극좌표에 상응하는 반지름을 산출할 수 있다.Calculating a first distance corresponding to a length between the measurement object and the first measurement head among the measurement heads and a second distance corresponding to a length between the measurement object and the second measurement head among the measurement heads, The distance corresponding to the polar coordinates can be calculated by subtracting the radius of the circle at a longer distance of the first and second distances.
예를 들어, 원의 반지름이 7cm, 제1 거리가 10cm 그리고 제2 거리가 4cm에 각각 상응한다면, 극좌표에 상응하는 반지름은 10cm에서 원의 반지름에 상응하는 7cm를 뺀 3cm에 상응할 수 있다.For example, if the radius of the circle corresponds to 7 cm, the first distance to 10 cm and the second distance to 4 cm, respectively, the radius corresponding to polar coordinates may correspond to 3 cm minus 7 cm corresponding to the radius of the circle at 10 cm.
이 때, 제1 측정헤드에서 검출한 제1 검출신호의 간도, 제2 측정헤드에서 검출한 제2 검출신호의 강도 및 신호의 종류에 따른 비례상수 중 적어도 하나를 이용하여 제1 거리와 제2 거리를 산출할 수 있다.At this time, by using at least one of the interval of the first detection signal detected by the first measurement head, the intensity of the second detection signal detected by the second measurement head, and the proportionality constant according to the type of the signal, The distance can be calculated.
예를 들어, 제1 측정헤드를 MH1, 제2 측정헤드를 MH2, 제1 거리를 r1, 제2 거리를 r2, 두 개의 측정헤드들에서 여기하는 신호의 강도를 S, 비례상수를 k라고 가정한다면, 제1 검출신호 HMH1과 제2 검출신호 HMH2는 아래의 [수학식 1]과 같이 산출할 수 있다.For example, first the strength of the signal that excites the to the measuring head MH1, a second measuring head MH2, the first distance r 1, a second distance from the r 2, the two measuring heads S, k the proportionality constant , The first detection signal HMH1 and the second detection signal HMH2 can be calculated as shown in the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
이 때, 측정헤드 고정부들의 회전으로 생성되는 원의 지름 2R은 r1 + r2에 상응할 수 있다. 따라서, [수학식 1]과 측정헤드 고정부들(120)의 회전으로 생성되는 원의 지름의 식을 이용하여 아래의 [수학식 2]와 같이 제1 거리를 산출할 수 있다.At this time, the
[수학식 2]&Quot; (2) "
또한, 제2 거리는 측정헤드 고정부들의 회전으로 생성되는 원의 지름 2R에서 제1 거리를 빼서 산출할 수 있다.Also, the second distance can be calculated by subtracting the first distance from the
이 때, 극좌표에 상응하는 반지름과 측정헤드 고정부가 회전한 각도를 기반으로 극좌표를 데카르트 좌표로 변환할 수 있다.At this time, polar coordinates can be converted to Cartesian coordinates based on the radius corresponding to polar coordinates and the angle of rotation of the measurement head fixture.
예를 들어, 극좌표에 상응하는 반지름이 r이고, 측정헤드 고정부가 회전한 각도를 θ라고 가정한다면, 데카르트 좌표로 변환한 위치 좌표 (x, y)는 (r*cosθ, r*sinθ)에 상응할 수 있다.For example, supposing that the radius corresponding to the polar coordinate is r and the angle of rotation of the measurement head fixing part is θ, the position coordinate (x, y) converted to Cartesian coordinates corresponds to (r * cos θ, r * sin θ) can do.
이 때, 측정헤드들이 시계반대방향으로 180도에 상응하게 회전하면서 검출한 검출신호들에 상응하게 위치 좌표를 획득할 수 있다. 즉, 제1 측정헤드와 제2 측정헤드가 각각 원의 위와 아래에서 180도에 상응하게 회전함으로써, 실제로는 360도에 상응하게 회전한 것처럼 측정헤드 고정부들의 회전으로 생성되는 원의 내부에 위치하는 측정 물체의 모든 부분에 대한 위치 좌표를 획득할 수 있다.At this time, the position coordinates can be obtained corresponding to the detected detection signals while the measurement heads rotate 180 degrees counterclockwise. That is, the first measuring head and the second measuring head respectively rotate 180 degrees above and below the circle so that they are positioned inside the circle created by the rotation of the measuring head fixing portions, It is possible to obtain the positional coordinates of all the parts of the object to be measured.
이 때, 두 개의 측정헤드들은 비선형 마그네틱 파티클을 검출하기 위해 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호를 혼합한 혼합 신호를 기반으로 자기장을 발생시키는 하나의 여기(excitation) 솔레노이드 코일을 포함할 수 있다.At this time, the two measurement heads may include an excitation solenoid coil for generating a magnetic field based on a mixed signal in which a high-frequency sinusoidal signal and a low-frequency sinusoidal signal are mixed to detect non-linear magnetic particles.
이 때, 자기장은 고주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제1 자기장과 저주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제2 자기장을 합한 것에 상응할 수 있다. 즉, 혼합 신호를 하나의 여기 솔레노이드 코일에 인가함으로써 마치 두 개의 여기 솔레노이드 코일을 이용하여 자기장을 발생시키는 효과를 가져올 수 있다.At this time, the magnetic field may correspond to a sum of a first magnetic field generated corresponding to a high frequency sinusoidal signal and a second magnetic field generated corresponding to a low frequency sinusoidal signal. That is, by applying the mixed signal to one excitation solenoid coil, it is possible to generate a magnetic field by using two excitation solenoid coils.
이 때, 혼합 신호는 두 개의 신호를 더하여 혼합하는 컴바이너(combiner)로 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호를 혼합하여 생성될 수 있다.In this case, the mixed signal is a combiner which mixes two signals and mixes them. The mixed signal can be generated by mixing a high frequency sine wave signal and a low frequency sine wave signal.
이 때, 컴바이너는 두 개의 신호를 더하여 혼합하는 전자적 수동 소자에 상응할 수 있다. 즉, 두 개의 신호를 더하여 혼합함으로써 두 개의 신호가 상호간에 영향을 주지 않으면서 혼합될 수 있다.At this time, the combiner may correspond to an electronic passive element that mixes two signals together. That is, by adding and mixing two signals, the two signals can be mixed without affecting each other.
이 때, 컴바이너는 혼합 신호의 특성에 상응하는 RF(Radio Frequency) 컴바이너 및 가산 증폭기 중 어느 하나에 상응할 수 있다.In this case, the combiner may correspond to any one of an RF (Radio Frequency) combiner and an adder corresponding to the characteristics of the mixed signal.
이 때, RF 컴바이너는 수동회로의 한 종류로 특정 신호의 전력을 균등 혹은 차등하게 분배하거나 합성하는 회로를 의미할 수 있다. 이 때, RF 컴바이너는 두 개의 주파수를 합성하여 그 차이에 해당하는 주파수 신호만 검출하는 믹서(mixer)와는 다르게, 두 개의 신호를 더하여 혼합할 수 있다.In this case, the RF combiner is a type of passive circuit, which may mean a circuit that distributes or combines the power of a specific signal evenly or differentially. In this case, the RF combiner can mix two signals by adding two signals, unlike a mixer that combines two frequencies and detects only the frequency signal corresponding to the difference.
이 때, 가산 증폭기는 복수 개의 신호를 더하거나 빼거나 또는 미적분할 수 있는 기존의 연산 증폭기의 기능에서 더하는 기능만을 수행하는 회로에 상응할 수 있다. At this time, the adder amplifier may correspond to a circuit that performs only the function of adding in the function of a conventional operational amplifier which can add, subtract, or integrate a plurality of signals.
이 때, 본 발명에 따른 컴바이너로 RF 컴바이너와 가산 증폭기 중에서 어느 것을 사용할지는 본 발명을 구현하는 사용자 및 관리자에 의해 설정될 수 있다.At this time, which of the RF combiner and the adder is used as a combiner according to the present invention can be set by a user and an administrator implementing the present invention.
또한, 두 개의 측정헤드들은 제1 증폭기와 제2 증폭기를 이용하여 고주파의 정현파 신호의 강도와 저주파의 정현파 신호의 강도를 각각 증폭시켜 컴바이너로 입력하고, 제3 증폭기를 이용하여 컴바이너에서 혼합되어 출력된 신호의 강도를 증폭시켜 혼합 신호를 생성할 수 있다.Also, the two measuring heads amplify the intensity of the high-frequency sine-wave signal and the intensity of the low-frequency sine-wave signal using the first amplifier and the second amplifier, respectively, and input the signals as a combiner. The mixed signal can be generated by amplifying the intensity of the mixed output signal.
이 때, 제1 증폭기와 제2 증폭기는 혼합 신호의 특성에 따라 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호의 강도를 각각 조절하여 증폭시킬 수 있다. 이렇게 각각의 신호의 강도를 달리하여 증폭시킴으로써, 두 개의 여기 솔레노이드 코일을 사용하는 경우에 두 개의 여기 솔레노이드 코일 간의 비율과 기하학적 위치 조정을 통해 입력 신호의 특성을 제어하는 효과를 구현할 수 있다.At this time, the first amplifier and the second amplifier can amplify the high frequency sine wave signal and the low frequency sine wave signal according to the characteristics of the mixed signal, respectively. By varying the intensity of each signal, it is possible to realize the effect of controlling the characteristics of the input signal by adjusting the ratio between the two excitation solenoid coils and the geometrical position when two excitation solenoid coils are used.
또한, 제3 증폭기는 전자적 수동 소자에 상응하는 컴바이너를 통해 두 개의 신호를 혼합하는 과정에서 발생하는 손실에 대응하여 신호의 강도를 조절할 수 있다. 즉, 컴바이너에서 손실되는 강도에 상응하게 컴바이너에서 출력되는 혼합 신호의 강도를 증폭시킬 수 있다.In addition, the third amplifier can adjust the intensity of the signal corresponding to the loss caused by mixing the two signals through the combiner corresponding to the electronic passive element. That is, the strength of the mixed signal output from the combiner can be amplified corresponding to the strength lost in the combiner.
이 때, 측정 물체가 방출하는 신호의 주파수 영역을 분석하여 하모닉 피크(harmonic peak)가 검출되는 경우에, 측정 물체에 비선형 마그네틱 파티클이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.At this time, when the harmonic peak is detected by analyzing the frequency region of the signal emitted from the measurement object, it can be determined that the non-linear magnetic particle exists in the measurement object.
이 때, 하모닉 피크(harmonic peak)는 특정 주파수에 해당하는 주파수 피크에 상응하는 것으로, 측정 물체에 비선형 마그네틱 파티클이 존재하는 경우에 검출될 수 있다. 이 때, 주파수 영역에서 검출되는 하모닉 피크를 기반으로 해당 파티클의 특성까지 파악할 수도 있다.At this time, the harmonic peak corresponds to a frequency peak corresponding to a specific frequency and can be detected when non-linear magnetic particles are present in the measurement object. At this time, it is also possible to grasp the characteristics of the corresponding particle based on the harmonic peak detected in the frequency domain.
이 때, 주파수 영역에서 두 개의 주파수가 합쳐진 신호가 변형된 형태로 검출되는 경우에 하모닉 피크의 검출 여부를 확인할 수 있다. 즉, 측정 물체에 비선형 마그네틱 파티클이 존재하는 경우에 측정 물체가 방출하는 신호가 두 개의 주파수가 합쳐진 신호에 비례하지 않게 검출될 수 있다. At this time, if the signal combining two frequencies in the frequency domain is detected in a deformed form, whether or not the harmonic peak is detected can be confirmed. That is, when the non-linear magnetic particle exists in the measurement object, the signal emitted by the measurement object can be detected not in proportion to the signal in which the two frequencies are combined.
따라서, 이와 같이 두 개의 주파수가 합쳐진 신호에 비례하지 않고 변형된 형태의 신호가 검출되는 경우에는 측정 물체에 비선형 마그네틱 파티클이 존재할 것으로 예상하고 하모닉 피크의 검출을 수행할 수 있다.Therefore, when a deformed signal is detected not in proportion to a signal obtained by combining the two frequencies, it is possible to detect a harmonic peak while anticipating that non-linear magnetic particles exist in the measurement object.
이와 같은 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법을 통해 측정 물체에 대한 2차원 좌표를 빠른 시간 안에 저비용으로 획득할 수 있다.Such a method of acquiring the position coordinates of a measurement object can acquire the two-dimensional coordinates of the measurement object at a low cost in a short time.
또한, 측정헤드들의 움직임만으로 2차원 공간상의 물체의 위치를 파악할 수 있으며, 거리에 따른 신호 강도의 차이만으로 측정 물체의 위치를 확보할 수 있으므로 소형의 영상 장비부터 레이더와 같이 광역 정보가 필요한 장비까지 범용적으로 사용할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.In addition, the position of the object in the two-dimensional space can be grasped only by the movement of the measuring heads, and the position of the measuring object can be secured only by the difference of the signal intensity according to the distance. Therefore, A technique that can be used universally can be provided.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법 중 검출신호들을 이용하여 위치 좌표를 획득하는 과정을 상세하게 나타낸 동작 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating an operation of acquiring position coordinates using detection signals in a method of acquiring position coordinates of a measurement object using two measurement heads according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법 중 검출신호들을 이용하여 위치 좌표를 획득하는 과정은 먼저 제1 측정헤드에서 검출된 제1 검출신호의 강도 및 제2 측정헤드에서 검출된 제2 검출신호의 강도를 각각 측정할 수 있다(S1110).Referring to FIG. 11, the process of acquiring the position coordinates using the detection signals from the method of acquiring the position coordinates of the measurement object using the two measurement heads according to an embodiment of the present invention includes: The intensity of the detection signal and the intensity of the second detection signal detected by the second measurement head can be respectively measured (S1110).
이 때, 제1 측정헤드와 제2 측정헤드는 동일한 강도의 자기장을 생성하여 측정 물체로 신호를 여기할 수 있다. 이 때, 측정 물체가 제1 측정헤드와 제2 측정헤드의 정중앙에 위치한다면 두 개의 측정헤드들로부터 여기되는 신호의 강도가 동일하겠지만, 그렇지 않을 경우에는 두 개의 측정헤드들로부터 측정 물체에 여기되는 신호의 강도가 달라질 수 있다. 이 때, 측정 물체가 다시 방출하는 신호 또한 여기되는 신호의 강도에 따라 달리질 수 있기 때문에, 각각의 측정헤드에서 검출되는 검출신호의 강도를 각각 측정할 수 있다.At this time, the first measurement head and the second measurement head can generate a magnetic field of the same intensity and excite the signal to the measurement object. At this time, if the measurement object is located in the center of the first measurement head and the second measurement head, the intensity of the excitation signal from the two measurement heads is equal, but if not, the measurement object is excited to the measurement object from the two measurement heads The strength of the signal can vary. At this time, since the signal emitted again by the object to be measured can also be varied according to the intensity of the excited signal, the intensity of the detection signal detected by each measuring head can be measured individually.
이 후, 제1 검출신호의 강도를 기반으로 제1 거리를 측정하고 제2 검출신호의 강도를 기반으로 제2 거리를 측정할 수 있다(S1120).Thereafter, the first distance may be measured based on the intensity of the first detection signal, and the second distance may be measured based on the intensity of the second detection signal (S1120).
즉, 제1 검출신호의 강도와 제2 검출신호의 강도를 비교하여 그에 반비례하는 비율로 제1 거리와 제2 거리를 측정할 수 있다.That is, the intensity of the first detection signal may be compared with the intensity of the second detection signal, and the first distance and the second distance may be measured at a ratio inversely proportional thereto.
이 후, 제1 거리와 제2 거리 중 더 긴 거리에서 측정헤드들의 회전으로 생성되는 원의 반지름을 빼서 측정 물체의 극좌표에 상응하는 반지름을 산출할 수 있다(S1130). Subsequently, the radius corresponding to the polar coordinates of the measurement object can be calculated by subtracting the radius of the circle generated by the rotation of the measurement heads at a longer distance of the first distance and the second distance (S1130).
이 때, 극좌표의 반지름은 극좌표의 원점으로부터 측정 물체까지의 거리에 상응할 수 있다. At this time, the radius of the polar coordinate may correspond to the distance from the origin of the polar coordinate to the measured object.
이 후, 극좌표의 반지름과 측정헤드들이 회전한 각도를 기반으로 극좌표를 데카르트 좌표로 변환할 수 있다(S1140).Thereafter, polar coordinates can be converted into Cartesian coordinates based on the radius of the polar coordinates and the angle of rotation of the measurement heads (S1140).
예를 들어, 극좌표에 상응하는 반지름이 r이고, 측정헤드 고정부가 회전한 각도를 θ라고 가정한다면, 데카르트 좌표로 변환한 위치 좌표는 (x, y)는 (r*cos θ, r*sin θ)에 상응할 수 있다.For example, supposing that the radius corresponding to the polar coordinate is r and the angle of rotation of the measuring head fixing part is θ, the position coordinates converted to Cartesian coordinates are (x, y) (r * cos θ, r * sin θ ). ≪ / RTI >
이상에서와 같이 본 발명에 따른 두 개의 측정헤드를 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치 및 이를 이용한 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, the apparatus and method for obtaining a position coordinate of a measurement object using two measurement heads according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, All or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.
110: 두 개의 측정헤드들
120, 220: 두 개의 측정헤드 고정부들
130, 210: 회전 구조체
140: 측위부
150: 측정 물체 이동 경로
310, 311: 측정 헤드
320, 321: 신호 여기 모듈
330, 331: 신호 검출 모듈
340: 회전 반경
350, 800: 측정 물체
410: X축110: two measuring
130, 210: rotating structure 140: positioning part
150: Measuring
320, 321:
340:
410: X axis
Claims (16)
상기 두 개의 측정헤드들이 상기 측정 물체를 사이에 두고 서로 마주보도록 위치시키는 측정헤드 고정부;
상기 측정헤드 고정부를 회전시키는 회전 구조체; 및
상기 측정헤드들이 검출한 두 개의 검출신호들의 강도를 기반으로 상기 측정 물체에 상응하는 위치 좌표를 획득하는 측위부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치.Two measurement heads each for detecting a signal corresponding to a measurement object;
A measurement head fixing part for positioning the two measurement heads so as to face each other with the measurement object therebetween;
A rotating structure for rotating the measuring head fixing part; And
And a positioning unit for obtaining position coordinates corresponding to the measurement object based on the intensity of the two detection signals detected by the measurement heads,
Wherein the position coordinates of the measurement object are obtained using two measurement heads.
상기 측위부는
상기 회전으로 생성되는 원을 기반으로 상기 측정 물체의 극좌표에 상응하는 반지름을 산출하고, 상기 극좌표에 상응하는 반지름과 상기 측정헤드 고정부가 회전한 각도를 기반으로 상기 극좌표를 데카르트 좌표로 변환하여 상기 위치 좌표를 획득하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치.The method according to claim 1,
The positioning unit
Calculating a radius corresponding to the polar coordinates of the measurement object based on the circle generated by the rotation, converting the polar coordinates into Cartesian coordinates based on the radius corresponding to the polar coordinates and the angle of rotation of the measurement head fixture, And obtaining coordinates of the measurement object using the two measurement heads.
상기 측위부는
상기 측정 물체와 상기 측정헤드들 중 제1 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제1 거리와 상기 측정 물체와 상기 측정헤드들 중 제2 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제2 거리를 각각 산출하고, 상기 제1 거리 및 제2 거리 중 길이가 더 긴 거리에서 상기 원의 반지름을 빼서 상기 극좌표에 상응하는 반지름을 산출하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치.The method of claim 2,
The positioning unit
A first distance corresponding to a length between the measurement object and the first measurement head of the measurement heads and a second distance corresponding to a length between the measurement object and the second measurement head of the measurement heads, Wherein a radius corresponding to the polar coordinate is calculated by subtracting the radius of the circle at a longer distance of the first distance and the second distance from the measured distance.
상기 측위부는
상기 제1 측정헤드에서 검출한 제1 검출신호의 강도, 상기 제2 측정헤드에서 검출한 제2 검출신호의 강도 및 상기 신호의 종류에 따른 비례상수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 거리와 상기 제2 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치.The method of claim 3,
The positioning unit
A second measuring head for measuring a distance between the first distance and the second distance by using at least one of the intensity of the first detection signal detected by the first measuring head, the intensity of the second detection signal detected by the second measuring head, And the second distance is calculated based on the position of the object to be measured.
상기 측위부는
상기 측정헤드들이 시계반대방향으로 180도에 상응하게 회전하면서 검출한 상기 검출신호들에 상응하게 상기 위치 좌표를 획득하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치.The method of claim 2,
The positioning unit
And the position coordinates are obtained in correspondence with the detection signals detected while the measurement heads rotate 180 degrees counterclockwise to correspond to the detected signals.
상기 두 개의 측정헤드들은
비선형 마그네틱 파티클을 검출하기 위해 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호를 혼합한 혼합 신호를 기반으로 자기장을 발생시키는 하나의 여기(excitation) 솔레노이드 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치.The method according to claim 1,
The two measuring heads
And an excitation solenoid coil for generating a magnetic field based on a mixed signal obtained by mixing a high-frequency sinusoidal signal and a low-frequency sinusoidal signal in order to detect nonlinear magnetic particles. Position coordinate acquisition device for an object.
상기 자기장은
상기 고주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제1 자기장과 상기 저주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제2 자기장을 합한 것에 상응하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치.The method of claim 6,
The magnetic field
Wherein the first magnetic field corresponds to a sum of a first magnetic field generated corresponding to the high frequency sinusoidal signal and a second magnetic field generated corresponding to the low frequency sinusoidal signal.
상기 혼합 신호는
두 개의 신호를 더하여 혼합하는 컴바이너(combiner)로 상기 고주파의 정현파 신호와 상기 저주파의 정현파 신호를 혼합하여 생성되는 되는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 장치.The method of claim 6,
The mixing signal
Wherein the signal is generated by mixing a sinusoidal signal of the high frequency and a sinusoidal signal of the low frequency in a combiner for mixing and adding two signals.
상기 측정헤드 고정부를 회전시키는 단계; 및
상기 측정헤드들이 검출한 두 개의 검출신호들의 강도를 기반으로 상기 측정 물체에 상응하는 위치 좌표를 획득하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법.Fixing two measurement heads for detecting signals corresponding to the measurement object through the measurement head fixing unit so as to face each other with the measurement object therebetween;
Rotating the measuring head fixing part; And
Acquiring position coordinates corresponding to the measurement object based on intensity of the two detection signals detected by the measurement heads
The method of claim 1, wherein the position coordinates of the measurement object are obtained using two measurement heads.
상기 위치 좌표를 획득하는 단계는
상기 회전으로 생성되는 원을 기반으로 상기 측정 물체의 극좌표에 상응하는 반지름을 산출하는 단계; 및
상기 극좌표에 상응하는 반지름과 상기 측정헤드 고정부가 회전한 각도를 기반으로 극좌표를 데카르트 좌표로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법.The method of claim 9,
The step of obtaining the position coordinates
Calculating a radius corresponding to a polar coordinate of the measurement object based on the circle generated by the rotation; And
And converting the polar coordinates into Cartesian coordinates based on the radius corresponding to the polar coordinates and the angle of rotation of the measurement head fixing part.
상기 반지름을 산출하는 단계는
상기 측정 물체와 상기 측정헤드들 중 제1 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제1 거리와 상기 측정 물체와 상기 측정헤드들 중 제2 측정헤드 사이의 길이에 상응하는 제2 거리를 각각 산출하고, 상기 제1 거리 및 제2 거리 중 길이가 더 긴 거리에서 상기 원의 반지름에서 빼서 상기 극좌표에 상응하는 반지름을 산출하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법.The method of claim 10,
The step of calculating the radius
A first distance corresponding to a length between the measurement object and the first measurement head of the measurement heads and a second distance corresponding to a length between the measurement object and the second measurement head of the measurement heads, Calculating a radius corresponding to the polar coordinates by subtracting the radius of the circle at a longer distance from the first distance and the second distance; and calculating a radius corresponding to the polar coordinates.
상기 반지름을 산출하는 단계는
상기 제1 측정헤드에서 검출한 제1 검출신호의 강도, 상기 제2 측정헤드에서 검출한 제2 검출신호의 강도 및 상기 신호의 종류에 따른 비례상수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 거리와 상기 제2 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법.The method of claim 11,
The step of calculating the radius
A second measuring head for measuring a distance between the first distance and the second distance by using at least one of the intensity of the first detection signal detected by the first measuring head, the intensity of the second detection signal detected by the second measuring head, And calculating a second distance based on the position of the object to be measured.
상기 위치 좌표를 획득하는 단계는
상기 측정헤드들이 시계반대방향으로 180도에 상응하게 회전하면서 검출한 상기 검출신호들에 상응하게 상기 위치 좌표를 획득하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법.The method of claim 10,
The step of obtaining the position coordinates
And the position coordinates are obtained in correspondence with the detection signals detected while the measurement heads rotate 180 degrees in a counterclockwise direction.
상기 두 개의 측정헤드들은
비선형 마그네틱 파티클을 검출하기 위해 고주파의 정현파 신호와 저주파의 정현파 신호를 혼합한 혼합 신호를 기반으로 자기장을 발생시키는 하나의 여기(excitation) 솔레노이드 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법.The method of claim 9,
The two measuring heads
And an excitation solenoid coil for generating a magnetic field based on a mixed signal obtained by mixing a high-frequency sinusoidal signal and a low-frequency sinusoidal signal in order to detect nonlinear magnetic particles. A method of acquiring position coordinates of an object.
상기 자기장은
상기 고주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제1 자기장과 상기 저주파의 정현파 신호에 상응하게 발생하는 제2 자기장을 합한 것에 상응하는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법.15. The method of claim 14,
The magnetic field
Wherein the first and second magnetic fields correspond to a sum of a first magnetic field generated corresponding to the high frequency sinusoidal signal and a second magnetic field generated corresponding to the low frequency sinusoidal signal.
상기 혼합 신호는
두 개의 신호를 더하여 혼합하는 컴바이너(combiner)로 상기 고주파의 정현파 신호와 상기 저주파의 정현파 신호를 혼합하여 생성되는 것을 특징으로 하는 두 개의 측정헤드들을 이용한 측정 물체의 위치 좌표 획득 방법.15. The method of claim 14,
The mixing signal
Wherein the signal is generated by mixing a sinusoidal signal of the high frequency and a sinusoidal signal of the low frequency in a combiner for mixing and adding two signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/183,639 US10139214B2 (en) | 2015-09-07 | 2016-06-15 | Apparatus for acquiring location coordinates of object using two measurement heads and method using the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150126519 | 2015-09-07 | ||
| KR20150126519 | 2015-09-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170029367A true KR20170029367A (en) | 2017-03-15 |
| KR102545063B1 KR102545063B1 (en) | 2023-06-20 |
Family
ID=58403179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160025560A KR102545063B1 (en) | 2015-09-07 | 2016-03-03 | Apparatus of obtaing location coordinate of object using two measurement heads and method using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102545063B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530347A (en) * | 1992-06-24 | 1996-06-25 | Andre A. M. Heerwegh | Induction-based semi-automatic device and method for reading coordinates of objects with a complicated structure and inputting data thereon into a computer |
| US6076007A (en) * | 1997-08-19 | 2000-06-13 | Flying Null Limited | Surgical devices and their location |
| KR20090060143A (en) | 2007-12-06 | 2009-06-11 | 한국전자통신연구원 | Quantative detection method of biomolecules using magnetic nano particle and frequency mixing magnetic reader |
| US20150022192A1 (en) * | 2013-07-17 | 2015-01-22 | Infineon Technologies Ag | Discrete magnetic angle sensor device, a magnetic angle sensor arrangement, a method for generating an angle signal and a method for providing a sensor signal |
-
2016
- 2016-03-03 KR KR1020160025560A patent/KR102545063B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530347A (en) * | 1992-06-24 | 1996-06-25 | Andre A. M. Heerwegh | Induction-based semi-automatic device and method for reading coordinates of objects with a complicated structure and inputting data thereon into a computer |
| US6076007A (en) * | 1997-08-19 | 2000-06-13 | Flying Null Limited | Surgical devices and their location |
| KR20090060143A (en) | 2007-12-06 | 2009-06-11 | 한국전자통신연구원 | Quantative detection method of biomolecules using magnetic nano particle and frequency mixing magnetic reader |
| US20150022192A1 (en) * | 2013-07-17 | 2015-01-22 | Infineon Technologies Ag | Discrete magnetic angle sensor device, a magnetic angle sensor arrangement, a method for generating an angle signal and a method for providing a sensor signal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102545063B1 (en) | 2023-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10101282B2 (en) | Scattering tomography method and scattering tomography device | |
| Maheshwari et al. | Emission source microscopy technique for EMI source localization | |
| WO2018147025A1 (en) | Object detection device, object detection method and computer-readable recording medium | |
| AU2015292238A1 (en) | Planar sensor array | |
| EP2369973A1 (en) | Investigation of physical properties of an object | |
| CN111289976B (en) | Array 3-D imaging detection system and imaging method | |
| WO2013019367A1 (en) | Near-field millimeter wave imaging | |
| JP2018517155A (en) | Sensors for non-destructive characterization of objects | |
| US10271735B2 (en) | Investigation of physical properties of an object | |
| CN115791740B (en) | Microwave reflection imaging detection device and method based on diamond NV color center | |
| US10139214B2 (en) | Apparatus for acquiring location coordinates of object using two measurement heads and method using the same | |
| Kusche et al. | Indoor positioning via artificial magnetic fields | |
| CN102668240A (en) | Receiving apparatus for high frequency imaging system | |
| Ott et al. | Radar for tracer particles | |
| Shen et al. | Forward scatter shadow ratio: Concept and its application in shadow profile retrieval | |
| WO2019180767A1 (en) | Object detection device, object detection method, and computer-readable storage medium | |
| KR102545063B1 (en) | Apparatus of obtaing location coordinate of object using two measurement heads and method using the same | |
| JP6164828B2 (en) | Surgical device position detection system and transmitting antenna | |
| CN112014793B (en) | Two-dimensional direction finding system and method based on directional diagram reconfigurable antenna array | |
| Li et al. | Radiated fields of a high-speed moving dipole at oblique incidence | |
| Vinci | Six-port based direction finding and ranging | |
| Elbaz et al. | Hierarchical interpolation algorithm for fast Born approximation analysis of scattering by electrically large objects | |
| Zhang et al. | Hand gesture recognition based on SIMO Doppler radar sensors | |
| Kozlov et al. | Micro-Doppler Frequency Comb Generation by Axially Rotating Scatterers | |
| CN107870267B (en) | Imaging system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |