KR20180033954A

KR20180033954A - 이미지 프로세싱을 이용한 아날로그 계측 기반 가스 설비의 안전 관리 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20180033954A
Application number: KR1020160123826A
Authority: KR
Inventors: 신준호; 이원희
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2018-04-04
Also published as: WO2018062578A1

Abstract

이미지 프로세싱을 이용한 아날로그 계측 기반 가스 설비의 안전 관리 방법 및 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 안전 관리 방법은, 아날로그 계측기를 촬영하여, 촬영 영상으로부터 계측 값을 추출한다. 이에 의해, 이미지 프로세싱을 이용하여 가스 설비에서 아날로그 계측기에 의해 측정된 계측 값들을 수집할 수 있게 되어, 가스 안전 관리의 효용을 증대시킬 수 있다.

Description

이미지 프로세싱을 이용한 아날로그 계측 기반 가스 설비의 안전 관리 방법 및 시스템{Safety Management Method and System for a Gas Facilities with Analog Gauge using the Image Processing}

본 발명은 가스 안전 관리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아날로그 계측 기반의 가스 설비에 대한 안전 관리 방법 및 이를 적용한 시스템에 관한 것이다.

가스 안전 관리의 가장 큰 이슈는 폭발 사고가 발생하기 않도록 사전에 예방하는 것이다. 이를 위해서 가스 설비에 대한 문제점을 미리 예측할 수 있는 지능적인 안전 관리의 필요성이 대두되어 왔다.

종래의 가스 안전 관리 시스템은 USN 기술을 기반으로 하여 단순한 센서 정보의 모니터링만을 이용하여 운용되었으며, 이는 가스 안전 관리의 위험요소를 명확히 파악하고 예측하는데 한계가 있다.

특히 아날로그 계측기의 경우 USN 기능이 없어 계측 값을 수집하는 것이 불가능하므로, 아날로그 계측기에 대한 정량화된 데이터 추출 방안이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 이미지 프로세싱을 이용한 아날로그 계측 기반 가스 설비의 안전 관리 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 안전 관리 방법은, 아날로그 계측기를 촬영하는 단계; 및 촬영 영상으로부터 계측 값을 추출하는 단계;를 포함한다.

그리고, 촬영 단계는, 카메라 모듈에 의해 수행되고, 추출 단계는, 카메라 모듈에 연결된 센서 노드로부터 촬영 영상을 수신한 게이트웨이에 의해 수행될 수 있다.

또한, 추출 단계는, 촬영 영상과 표본 영상들을 비교하여, 계측 값을 추출할 수 있다.

그리고, 표본 영상들은, 각기 다른 특정 계측 값을 지시하는 아날로그 계측기를 촬영한 영상들일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 안전 관리 방법은, 추출한 계측 값을 서버로 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

그리고, 게이트웨이는, 각기 다른 다수의 센서 노드들로부터 촬영 영상들을 수신할 수 있다.

또한, 센서 노드는, 자신이 생성한 센서 값를 게이트웨이로 전송할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 안전 관리 시스템은, 아날로그 계측기를 촬영하는 카메라 모듈; 및 카메라 모듈에 의해 생성된 촬영 영상으로부터 계측 값을 추출하는 게이트웨이;를 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 이미지 프로세싱을 이용하여 가스 설비에서 아날로그 계측기에 의해 측정된 계측 값들을 수집할 수 있게 되어, 가스 안전 관리의 효용을 증대시킬 수 있다.

특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 인적 자원 없이도 실시간으로 가스 안전을 위한 아날로그 계측 값을 획득할 수 있어, 경제성과 신속성 모두를 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 설비 안전 관리 시스템을 도시한 도면,
도 2는 B type 센서 노드의 연결 구조를 나타낸 도면,
도 3은, 도 1에 도시된 B type 센서 노드의 동작 과정을 나타낸 흐름도,
도 4는, 도 1에 도시된 게이트웨이의 동작 과정을 나타낸 흐름도,
도 5는, 도 1에 도시된 B type 센서 노드의 상세 블럭도,
도 6은, 도 1에 도시된 게이트웨이의 상세 블럭도,
도 7은, 도 1에 도시된 서버의 상세 블럭도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 설비 안전 관리 시스템을 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 가스 설비 안전 관리 시스템은, 사물인터넷 기술을 활용하여, 장치 간 상호 운용성을 통한 지능적인 관리 및 제어를 통해 가스 설비의 안전을 관리한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 가스 설비 안전 관리 시스템은, 가스로 인해 발생할 수 있는 위험을 방지하기 위해, 가스 설비 안전 관리에 필요한 정보들을 수집/처리하여 지능화된 가스 안전 점검을 수행한다.

이와 같은 기능을 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 가스 설비 안전 관리 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 센서 노드들(10, 100), 게이트웨이들(200-1, 200-2) 및 서버들(300-1, 300-2)이 상호 통신 가능하도록 연결되어 구축된다.

구체적으로, 센서 노드들(10, 100)과 게이트웨이들(200-1, 200-2)은 N:1로 무선 통신 가능하도록 연결되고, 게이트웨이들(200-1, 200-2)과 서버들(300-1, 300-2)은 유선 백본 네트워크를 통해 N:N으로 통신 가능하도록 연결된다.

센서 노드는 A type 센서 노드(10)와 B type 센서 노드(100)로 구분된다. A type 센서 노드(10)는 내장된 센서를 이용하여 센서 값(이를 테면, 환경 데이터)을 생성하여 게이트웨이(200-1, 200-2)에 주기적으로 또는 요청에 의해 전송하는 센서 노드이다.

B type 센서 노드(100)는 A type 센서 노드(10)의 기능 외에 촬영 기능을 구비하고 있어, 촬영된 영상을 게이트웨이(200-1, 200-2)에 전송하는 기능을 더 수행할 수 있다.

이를 위해, B type 센서 노드(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈(150)을 포함 또는 그에 연결되어 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 게이트웨이(200-1, 200-2)에 다수의 B type 센서 노드들(100)이 연결될 수 있다. 더 나아가, 하나의 게이트웨이(200-1, 200-2)에 다수의 A type 센서 노드들(10)이 연결될 수 있음은 물론이다.

카메라 모듈(150)은 가스 설비의 아날로그 계측기(이를 테면, 가스 압력 게이지)를 촬영하고, B type 센서 노드(100)는 카메라 모듈(150)에 의해 생성된 영상을 게이트웨이(200-1, 200-2)에 전송한다.

게이트웨이(200-1, 200-2)는 A/B type 센서 노드(10, 100)로부터 수신되는 센서 값들을 수집하고, B type 센서 노드(100)로부터 영상이 수신되는 경우 해당 영상을 분석하여 계측 값을 추출한다.

게이트웨이(200-1, 200-2)에 의해 아날로그 계측기의 게이지 값이 수치화되는데, 이 기능은 후술할 서버들(300-1, 300-2)에 의해 수행되도록 구현할 수도 있다.

게이트웨이(200-1, 200-2)는 센서 값과 계측 값을 서버들(300-1, 300-2)에 전송하며, 서버들(300-1, 300-2)은 게이트웨이(200-1, 200-2)로부터 수신되는 값들을 DB화 한다.

그리고, 서버들(300-1, 300-2)은 DB에 저장된 센서 값과 계측 값을 분석하여, 가스 설비의 안전을 실시간으로 점검/관리한다.

도 3은, 도 1에 도시된 B type 센서 노드(100)의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, B type 센서 노드(100)는 먼저, 게이트웨이(200-1, 200-2)와 무선 통신 연결을 설정한다(S410).

다음, B type 센서 노드(100)가 센싱을 수행하여 센서 값을 생성/저장하고(S420,S430), B type 센서 노드(100)에 포함/연결된 카메라 모듈(150)이 아날로그 계측기를 촬영하여 아날로그 계측기에 대한 영상을 생성하고(S440), B type 센서 노드(100)는 생성된 영상을 저장한다(S450).

이후, 전송 주기가 도래하였거나 게이트웨이(200-1, 200-2)로부터 요청이 있는 경우, B type 센서 노드(100)는 S430단계에서 저장된 센서 값과 S450단계에서 저장된 영상을 게이트웨이(200-1, 200-2)에 전송한다(S460).

전송 전에 데이터는 가공되는데, 데이터 가공은 시스템 운용을 위한 OID(Object Identifier) 주소체계에 따라 정해진 메시지 프로토콜 형식에 맞추기 위한 작업이다. 센서 값과 영상 모두 가공 절차를 거친다.

도 4는, 도 1에 도시된 게이트웨이(200-1, 200-2)의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 게이트웨이(200-1, 200-2)는 먼저, 센서 노드들(10, 100)과 무선 통신 연결을 설정하고(S510), 센서 값과 영상을 수신한다(S520).

수신된 영상에 대해, 게이트웨이(200-1, 200-2)는 표본 영상들을 비교하여, 계측 값을 추출한다(S530). 표본 영상들은, 각기 다른 계측 값(이를 테면, 10bar, 20bar, ... 70bar)을 지시하는 아날로그 계측기를 미리 촬영한 영상들이다.

S530단계에서 게이트웨이(200-1, 200-2)는 수신 영상과 게이지 위치가 가장 유사한 표본 영상(유사도가 가장 높은 표본 영상)을 선정하고, 선정된 표본 영상에 태깅되어 있는 계측 값을 획득함으로써, 아날로그 계측기 영상으로부터 계측 값을 추출한다.

다음, 게이트웨이(200-1, 200-2)는 S520단계에서 수신한 센서 값과 S530단계에서 추출한 계측 값을 서버(300-1, 300-2)에 전송한다(S540).

도 5는, 도 1에 도시된 B type 센서 노드(100)의 상세 블럭도이다. B type 센서 노드(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 센서(110), 컨트롤러(120), 통신 모듈(130) 및 카메라 인터페이스(140)를 포함한다.

센서(110)는 주변 환경을 센싱하여 센서 값을 생성하고, 생성된 센서 값을 컨트롤러(120)에 전달한다.

카메라 인터페이스(140)는 카메라 모듈(150)에 통신 가능하도록 연결되어, 카메라 모듈(150)로부터 아날로그 계측기 영상을 전달 받아, 컨트롤러(120)에 전달한다.

통신 모듈(130)은 게이트웨이(200-1, 200-2)와 통신 가능하도록 연결된다. 컨트롤러(120)는 센서(110)로부터 수신한 센서 값과 카메라 인터페이스(140)를 통해 카메라 모듈(150)로부터 수신한 영상을 통신 모듈(130)을 통해 게이트웨이(200-1, 200-2)로 전송한다.

도 6은, 도 1에 도시된 게이트웨이(200-1, 200-2)의 상세 블럭도이다. 게이트웨이(200-1, 200-2)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 무선 통신부(210), 프로세서(220), 네트워크 인터페이스(230) 및 저장부(240)를 포함한다.

무선 통신부(210)는 센서 노드들(10, 100)과 무선 통신 연결하여, 센서 값과 영상을 수신한다. 네트워크 인터페이스(230)는 네트워크에 액세스하여, 궁극적으로 서버(300-1, 300-2)에 통신 가능하도록 연결된다.

프로세서(220)는 무선 통신부(210)를 통해 B type 센서 노드(100)로부터 수신한 영상으로부터 계측 값을 추출한다. 계측 값 추출은, 저장부(240)에 저장된 표본 영상들과의 비교를 기반으로 수행된다.

또한, 프로세서(220)는 표본 비교를 통해 추출한 계측 값을 무선 통신부(210)를 통해 수신한 센서 값과 함께 네트워크 인터페이스(230)를 통해 서버(300-1, 300-2)로 전송한다.

도 7은, 도 1에 도시된 서버(300-1, 300-2)의 상세 블럭도이다. 서버(300-1, 300-2)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 네트워크 인터페이스(310), 프로세서(320) 및 DB(330)를 포함한다.

네트워크 인터페이스(310)는 네트워크에 액세스하여, 궁극적으로 게이트웨이(200-1, 200-2)에 통신 가능하도록 연결된다.

프로세서(320)는 네트워크 인터페이스(310)를 통해 게이트웨이(200-1, 200-2)로부터 수신되는 센서 값과 계측 값을 DB(330)에 저장한다. 또한, 프로세서(320)는 DB(330)에 저장된 센서 값과 계측 값을 분석하여, 가스 설비의 안전을 실시간으로 점검/관리한다.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.

10 : A type 센서 노드
100 : B type 센서 노드
200-1, 200-2 : 게이트웨이
300-1, 300-2 : 서버

Claims

아날로그 계측기를 촬영하는 단계;
촬영 영상으로부터 계측 값을 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 관리 방법.
청구항 1에 있어서,
촬영 단계는,
카메라 모듈에 의해 수행되고,
추출 단계는,
카메라 모듈에 연결된 센서 노드로부터 촬영 영상을 수신한 게이트웨이에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
청구항 2에 있어서,
추출 단계는,
촬영 영상과 표본 영상들을 비교하여, 계측 값을 추출하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
청구항 3에 있어서,
표본 영상들은,
각기 다른 특정 계측 값을 지시하는 아날로그 계측기를 촬영한 영상들인 것을 특징으로 하는 관리 방법.
청구항 2에 있어서,
추출한 계측 값을 서버로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
청구항 2에 있어서,
게이트웨이는,
각기 다른 다수의 센서 노드들로부터 촬영 영상들을 수신하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
청구항 2에 있어서,
센서 노드는,
자신이 생성한 센서 값를 게이트웨이로 전송하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
아날로그 계측기를 촬영하는 카메라 모듈; 및
카메라 모듈에 의해 생성된 촬영 영상으로부터 계측 값을 추출하는 게이트웨이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 관리 시스템.