KR20190015400A - 기계 원격 측정 전송 및 디지털화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 기계 배선, 신호, 전기 또는 기계 요소 또는 작동 모드를 재 작업하거나 기계의 작동을 방해하지 않거나 기계에 새로운 디지털화 장비를 추가할 필요가 없이, 게이지, 조명 및 기타 인간이 판독할 수 있는 기계 게이지와 기능 및 상태를 다지털화 하는 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기계 상태에 대한 디지털화 된 이미지의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 아날로그 이미징을 기반하여 변화하는 상태를 모니터링 하거나, 혹은 변화가 일어날 때 발생하는 장치의 다른 물리적 상태 조건을 모니터링 하는 것이다.
글로벌 통신 링크의 편재로 인하여, 세계와 그 기계의 대부분은 전세계에 걸쳐 다른 기계 및 디지털 제어 시스템에 빠르고 쉽게 연결될 수 있다. 이제 디지털 제어 루프를 작성하고 글로벌 네트워크를 사용하여 기계가 중요한 정보를 다른 시스템(소위 M2M 어플리케이션)과 직접 통신할 수 있으므로, 인간의 개입 없이 자동 의사 결정이 가능하다. 그러나 음성 또는 이미지의 형태 일 수 있는 인간 대 인간 커뮤니케이션과는 달리, M2M 어플리케이션은 일반적으로 디지털 데이터의 전송을 필요로한다. 오늘날 많은 M2M 어플리케이션의 한 가지 공통적인 부분은, 아날로그 원격 측정 및 신호를 기계에서 디지털 형식으로 변환하고, 인터넷을 통한 전송에 적합하도록 하는 것이다. 실시예들은, 차량, 보트 또는 비행기와 같은 모바일 기기 상의 아날로그 유형 게이지를 구동하거나 혹은 스위치 야드에 있는 오일 장치 또는 스위치 기어와 같은 원격 위치에 있는 기계를 게이지에 구동하는 전기 신호를 상기 신호의 디지털 표현으로 변환하는 단계, 및 다른 기계 또는 인간에 의한 추가 동작 또는 모니터링을 위해 유선 또는 무선 인터넷을 통해 다른 장소로 전기 신호의 결과적인 디지털 표현을 전송하는 단계를 제한 없이 포함한다. 그러나 대부분의 기계는 원래 사람이 볼 수 있는 게이지 및 표시기 조명 장치가 설계되어 있으며, 이러한 기계가 표시기 조명 장치 또는 계량기의 디지털 버전을 전송할 수 있게 하려면 기계를 광범위하게 수정하고 그러한 기계의 전기 신호 시스템을 중단해야 한다. 아날로그-디지털 변환을 수행하거나 이미 디지털 정보 게이지를 인터넷을 통해 전송할 수 있는 형식으로 복사하는 데 필요한 노력으로 인하여, M2M 통신 기능을 활용할 수 있는 시스템 어플리케이션에 채택되는 전송률은 감소하고 있다. 또한, 일부 기계는 규제 시스템이나 게이지에서 디지털 정보를 전송할 수 있도록 규제, 안전 또는 보증 문제를 제시하고 있다. 예를 들어 스위치 기어 또는 모터 제어 기어의 고전압은 일반적으로 인터넷을 통해 데이터를 디지털화하고 통신하는 저전압 회로와 완전히 격리되어야 한다. 항공기의 게이지 및 배선은 항공기의 감항 증명서에 영향을 미치지 않고 위조되거나 변경될 수 없다. 아날로그 게이지를 디지털화하거나 차량의 디지털 형태로 이미 존재하는 신호를 활용하는 것은 차량에 대한 보증을 위반하지 않으면 쉽게 추가될 수 없다.
기존의 기계 배선, 신호, 전기 또는 기계 요소 또는 작동 모드를 재 작업하거나 기계의 작동을 방해하지 않거나 기계에 새로운 디지털화 장비를 추가할 필요가 없이, 게이지, 조명 및 기타 인간이 판독할 수 있는 기계 게이지와 기능 및 상태를 다지털화 하는 시스템이 요구된다.
본 발명은 게이지들(gauges), 조명들(lights) 및 기타 사람이 판독 가능한 기계 게이지들(machine gauges) 및 기능 및 상태와 같은 장치를 디지털화하는 시스템을 제공한다.
상기 시스템은 모니터링 되는 장치의 동작들 또는 전자 구성요소들을 재구성할 필요 없이 작동한다. 기계 동작에 불리한 영향을 미칠 잠재성이 제거되고, 기계 구성요소들을 재 작업하거나 기존 기계 배선, 신호, 전기 또는 기계 구성요소들 또는 동작 모드들을 방해할 필요가 없다. 또한 상기 시스템은 해당 시스템에 구성된 장비를 사용하여 구현될 수 있고, 장비에 새로운 디지털 장비를 추가할 필요가 없다.
이들 및 다른 이점이 본 발명에 의해 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예로서, 카메라 및 패널의 전개도 및 제1실시 예에 따른 시스템의 바람직한 구현 예를 도시 한 도면이다.
도 2는 상기 시스템의 예시적인 구현에 따른 패널의 특정 미터기를 도시하는 확대된 추출 이미지 부분을 갖는 도 1의 패널의 정면도, 및 공정도이다.
도 3은 상기 시스템의 예시적인 구현에 따른 디지털 패널 미터기의 정면도, 및 공정도이다.
도 4a는 모터의 이미지 캡쳐를 예시하기 위해 사용된 예시적인 프레임의 도면이다.
도 4b는 이미지 캡쳐 영역의 예시적인 분산 영역을 도시하는 도 4a의 예시적인 프레임의 도면이다.
도 5는 일정 시간 동안 캡쳐된 이미지에 대한 동작 장치의 이미지 변화를 도시하는 예시적인 도면을 나타내는 그래프이다.
도 2는 상기 시스템의 예시적인 구현에 따른 패널의 특정 미터기를 도시하는 확대된 추출 이미지 부분을 갖는 도 1의 패널의 정면도, 및 공정도이다.
도 3은 상기 시스템의 예시적인 구현에 따른 디지털 패널 미터기의 정면도, 및 공정도이다.
도 4a는 모터의 이미지 캡쳐를 예시하기 위해 사용된 예시적인 프레임의 도면이다.
도 4b는 이미지 캡쳐 영역의 예시적인 분산 영역을 도시하는 도 4a의 예시적인 프레임의 도면이다.
도 5는 일정 시간 동안 캡쳐된 이미지에 대한 동작 장치의 이미지 변화를 도시하는 예시적인 도면을 나타내는 그래프이다.
도 1에는 이미지-M2M 시스템이라 불리는 본 발명의 바람직한 실시 예가 도시되어 있다. 바람직한 실시 예에서, 미터기, 표시기 및 스위치를 포함하는 패널(101)이 모니터링 되고, 상기 표시기의 일부 또는 전부는 본 발명에 의해 디지털화 된다. 주변 또는 목적 조명 외에, 패널(101A)에서 반사광(일반성을 벗어나지 않고 적외선 광 또는 다른 비가시성 파장일 수 있음)은 패널과 본 발명 사이의 유일한 관계이며, 본 발명과 모니터링 되는 기계 사이에는 어떠한 물리적 또는 전기적 연결도 없다. 카메라(102)는 모니터링 되는 기계의 근방에 물리적으로 배치되어, 그 시야(101A)가 하나 이상의 게이지 또는 조명 내지는 모니터링 되는 제어 패널을 커버하도록 한다. 일부 다른 실시 예에 따르면, 카메라는 적외선 가능 카메라를 포함할 수 있다(그리고 일부 실시 예에 따르면, 카메라는 가시광선 및 적외선 조명 모두를 이미징 할 수 있다). 어두운 방이나 밤에 패널이 카메라에 의해 캡쳐될 수 있도록 패널을 조명하기 위해(예를 들어, 카메라의 일부로서, 또는 이와 관련하여 별도로) 적외선 조명 수단이 제공될 수 있다. 카메라(102)의 해상도는 각 미터기 또는 표시기의 궁극적인 디지털화에 요구되는 필요한 해상도를 제공하기 위해 픽셀 단위로 필요한 입도를 제공하기에 충분하도록 선택된다. 카메라(102)는 패널의 사진을 찍는다. 화상 프레임들의 속도는 수동으로 또는 소프트웨어 또는 펌웨어 프로그램(106A)을 실행하기 위한 범용 또는 특수 목적 프로세서 또는 패널 자체의 변경이 발생할 때(103) 또는 카메라가 연속 비디오를 생성할 수 있을 때(105), 패널의 프레임만 캡쳐하는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들 둘의 조합으로 구현 된 처리 기능 중 하나를 내부에 포함할 수 있는 로컬 제어 시스템을 통해 원격적으로 프로그래밍되는 프레임 타이머(104)에 기초하여 간헐적 일 수 있다. 상기 프레임들 또는 비디오는 선택적으로 압축되고, 포맷되고 암호화되며(106), 감독 회로 또는 컴퓨터(106A)에 의해 필요에 따라 능동적으로 전송되거나 검색되도록 이용될 수 있다. 상기 기능들(102, 103, 104, 105, 106, 및 106A) 모두는 단일 프로세서 상의 하드웨어, 소프트웨어, 또는 펌웨어에서 단일 구현으로 결합될 수 있고, 임의로 카메라(102)에 완전히 포함될 수 있으며, 이러한 모든 기능들은 감독 제어 컴퓨터(106A)에 의해 선택적으로 제어될 수 있음을 이해해야 한다. 이들 요소들은 원격 시스템(100)으로 불리는 것을 포함한다.
그런 다음 상기 이미지들은 인터넷 또는 개인 통신 링크일 수 있는 네트워크 연결(107)을 통해 통신되고, 그 중 하나 이상의 세그먼트는 지상 무선 링크 또는 위성 무선 링크를 통해 전기적으로 유선, 광학적으로 링크 또는 무선으로 링크될 수 있다. 또한, 이러한 네트워크 접속(107)은 감독 및 제어 지시를 감독 제어 회로(106A)에 제공하는 역할을 한다. 원격 시스템(100)에 의해 제공된 이미지는 별도의 감독 및 제어 회로(108A), 및 후속 압축 해제, 포맷 및 복호화 기능(108)에 도달한다. 계속해서, 생성된 이미지는 영구적으로 또는 일시적으로 메모리 또는 다른 전자 저장 장치(109)에 저장될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 패널의 이미지에서 표시기, 미터기, 게이지 또는 스위치 중 임의의 것 또는 모든 것과 관련된 디지털 값의 시퀀스로 각 이미지를 전환시키는 추출 및 디지털화 알고리즘이 이용된다(110, 111). 추출 알고리즘(110) 및 디지털화 알고리즘(111)은 사전 프로그램될 수 있거나 요청 기준에 따라 패널의 다양한 부분에 선택적으로 작용할 수 있으며, 광학 문자 인식(OCR) 서브 알고리즘을 포함할 수 있다. 상기 결과들은 선택적으로 메모리(112)에 저장될 수 있고, 상기 메모리 장치는 SCADA 네트워크와 같은 사설 통신 시스템 또는 인터넷과 같은 표준 기반 네트워크에 의해 액세스 될 수 있다. 당업자에게 잘 알려진 많은 수단에 의하여, 메모리(112)에서 이용 가능한 데이터는 개별적으로 어드레싱 가능하거나 서브-어드레싱 가능한 데이터 요소로서 인터넷에 제공될 수 있다. 지시된 바와 같이, 모든 상기 기능들(108a, 108, 109, 110, 111 및 112)은 하드웨어 및 소프트웨어의 단일 서브 시스템 (120) 내에 포함되거나, 보다 큰 서버 팜(도시되지 않음) 상에서 동작하는 소프트웨어 내에서만 포함될 수 있다.
상기 방식으로, 하나 이상의 표시기, 판독기, 미터기 등은 패널(101) 내의 상기 표시기의 동작에 직접 연결되거나 그 간섭을 받지 않고, 인터넷을 통해 어드레싱 또는 서브-어드레싱에서 각각 어드레싱 가능한 디지털 번호가 될 수 있다.
변경 검출 기능(103)은 가령, 조작자가 제어를 조정하거나 다른 동작을 취하는 것과 같이, 임의의 외부 물체가 패널 또는 미터기의 시야를 방해할 때 프레임 또는 비디오의 캡쳐를 제공하도록 프로그램될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명은 패널 자체 내의 신호들의 디지털화에 의해 형성된 단순한 디지털 원격 측정 스트림에 필수적으로 존재하지 않는 추가적인 보안 및 정보를 제공한다. 또한, 원격 시스템(100)은 특정 표시기 조명 또는 고온과 같은 특정 경보 상태를 인식하고 자체적으로 로컬 시스템과 통신을 개시하도록 프로그래밍 될 수 있다.
이제, 도 2 및 도 3을 참조하여 판독 추출 및 디지털화 알고리즘이 설명될 것이다. 도 2의 아날로그 형식 미터기의 경우, 로컬 시스템에서, 디지털화할 필요가 없는 표시기, 미터기 또는 게이지가 많은 경우 이미지 캡쳐의 첫 번째 인스턴스가 발생할 때, 더 큰 이미지(201)로부터 디지털화될 각각의 미터기는 간단한 마스터 마스크 또는 잘 알려진 다른 간단한 하위 이미지 추출 알고리즘을 사용하여 매트랩(Matlab)과 같은 많은 일반적인 상용 이미지 처리 패키지에서 사용할 수 있는 서브 이미지(202)로 추출된다. 이미지 마스크(201A)는 서브 이미지 생성 단계를 보조하도록 자동적으로 또는 일회적으로 수동으로 생성될 수 있다. 특정 미터기 또는 표시기의 서브 이미지가 생성되면 미터기 유형에 따라 다양한 직접 이미지 처리 및 추출 방법을 사용하여 미터기 판독 값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 미터기(203)에서, 허프(Hough) 변환을 이용하여 수평으로부터의 표시기의 각도를 자동으로 확인하고, 표시된 미터기 값과 함께 테이블과 관련된 각도를 확인할 수 있다. 일반화된 방법의 경우, 이미지의 픽셀화에 의해 식별 가능한 각각의 표시에서 미터기의 기준 이미지는 로컬 프로세싱 시스템에 선험적으로 저장될 수 있고, 여기서 각각의 이미지는 기준 이미지들 중 어느 것은 수신된 서브-이미지에 가장 근접한 매칭인지를 결정하기 위해 미터기에 의해 지시된 디지털 값과 관련되고, 서브 이미지(203)와도 상관관계가 있다. 본 발명에서 벗어나지 않고 단계(203)에서 사용될 수 있으며 화상 처리분야의 기술자들에게 일반적으로 잘 알려진 많은 다른 화상 처리 방법이 있다. 단계(203)의 결론에서, 미터기 또는 표시기 값(204)은 디지털 값으로, 이 경우에는 마이너스 5 값으로 로컬 시스템에 저장된다.
도 3을 참조하면, 서브-이미지 생성 후, 기존의 디지털 패널 미터기(301)는 일반적으로 기성품 소프트웨어에서 일반적으로 이용 가능한 간단한 광학 문자 인식 프로그램(302)을 통해 서브 이미지로부터 디지털 값(303)으로 쉽게 변환될 수 있다.
또한, 상기 이미지-M2M 발명 시스템은 카메라가 미터기 또는 표시기에 정면으로 장착되지 않은 경우 혹은 큰 패널이 이미지화되는 경우의 투영 뒤틀림(perspective de-warping)과 같이, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 이미지 프로세싱에 부가 기능을 추가할 수 있다. 공통 미터기의 라이브러리들은 손쉬운 수동 및/또는 자동화된 초기 설정을 위해 유지 관리될 수 있다.
제시된 상기 이미지-M2M 발명은 전통적인 임베디드 원격 측정 및 아날로그-디지털 전기 또는 기계 기술을 사용하여 디지털화하기 쉽지 않은 많은 것들을 포함하며, 다양한 게이지, 미터기, 및 표시기에 적응할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 카메라와 이미지 시스템을 사용하여 많은 미터기 또는 표시기들을 캡쳐하고 한 번에 디지털화할 수 있다. 또한, 상기 이미지-M2M 시스템은 직원이 다이얼을 조작하거나 기계를 검사한 경우 또는 그렇지 않은 경우 기록되지 않은 유사한 환경 또는 부수적인 사건과 같이 기존의 원격 측정법에서 일반적으로 얻을 수 없는 추가 정보를 제공할 수 있다. 카메라는 모터 또는 엔진 또는 풀리 또는 벨트 세트에 초점을 맞출 수 있으며 모터 또는 엔진에서의 진동 또는 토크 이동량을 결정하기 위해 프레임 대 프레임 비교를 할 수 있으며, 그렇지 않으면 정교한 원격 측정법을 사용하여도 원격으로 확인하기가 매우 어려울 정보를 제공할 수 있다.
예시적인 일 실시 예에 따르면, 상기 시스템은 예를 들어 구동 또는 구동 메커니즘과 같은 연결된 또는 연관된 구성 요소를 포함하여 모터 또는 엔진의 하나 이상의 양상에 초점을 맞추는 하나 이상의 카메라로 구성된다. 예를 들어, 카메라는 엔진 또는 모터 또는 동작 부분 또는 구성요소로 초점이 맞춰지도록 배치된다. 카메라는 시야를 촬영하고 이미지 영역(A)으로 구성된 이미지 프레임을 제공한다. 이미지 영역(A)은 이미지 프레임의 예시적인 묘사를 도시하는 도 4a 및 도 4b에 도시된다. 도 4a에 도시된 이미지 영역(A)에는 모터의 캡쳐된 이미지인 모터(310)가 도시되어 있다. 모터 이미지(310)는 이미지 영역(A)의 일부분을 차지한다. 모터 이미지 영역은 픽셀을 포함할 수 있는 이미지 좌표를 나타내는 것이 바람직하다. 도 4a의 실선 모터(310)의 설명에서, 모터(310)는 모터 이미지 영역(Ams)으로 나타낸 정적 상태로 도시된다. 점선 묘사는 동작 위치에서 모터(310)를 나타내며, 동작 중 모터(310)는 진동 중이다. 프레임 영역(A) 내의 동작 모터(310)의 캡쳐 된 이미지는 프레임 영역 (A) 내의 다른 위치에 있으며, 모터 위치(Am1, Am2, Am3) (설명을 위해 3개의 상이한 위치가 도시됨)에 의해 표현된다. 진동 모터 위치가 도면에서 2차원 좌표로 도시되어 있지만, 다른 실시 예에 따르면, 시스템은 2차원 평면에 추가적으로 또는 선택적으로, 전방(페이지면으로) 또는 후방(페이지면 밖으로)의 이동을 설명하도록 구성될 수 있다.
모터 이미지 영역 또는 동작 모터(Ao)는 동작 시에 모터(310)가 이미징 되는 이미지 영역 좌표로 설정될 수 있으며, 보다 바람직하게는 허용 가능한 범위 내에서 동작할 때 설정될 수 있다. 이번 예에서 범위는 허용 가능한 진동 수준을 나타낸다. 모터 진동은 이미지 영역(A) 내의 모터 위치에 의해 이미징 된다. 모터 이미지 영역은 다수의 분리된 다수 모터 이미지들(Am1, Am2, Am3, ... AmN)을 나타낼 수 있으며, 각각의 개별 이미지는 (상이한 시간들에서) 이미지 프레임 캡쳐의 이미지 좌표들 또는 픽셀들의 세트와 대응하며, 이미지 영역(A)으로 표현될 수 있다. 각 이미지의 이미지 좌표는 동작 파라미터 (본 실시예에서는 진동 레벨 및 허용 가능한 진동 레벨)를 결정하는데 사용될 수 있다. 도 4b를 참조하면, 본 실시예에서, 동작 모터 이미지 위치의 이미지 영역 또는 경계는 Ao으로 표시된다. 동작 모터의 이미지 영역(Ao)은 허용 가능한 작동 조건하에서 진동 운동 또는 작동 모터의 교란 결과로서 허용 가능한 위치에 대응하는 카메라 프레임 내의 대표적인 모터 위치에 의해 생성될 수 있다. 모터(310)는 프레임 또는 영역(A) 내의 모터 정적 위치 레벨을 나타내는 정지 이미지 Ams(도 4a 참조)를 제공하기 위해 비-동작 상태로 이미징 될 수 있다. 진동 편차는 주어진 시간에서, 또는 주어진 시간 간격 또는 일련의 프레임에 걸쳐 이미지 영역(A) 내의 모터(310)의 위치에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 수용 가능한 모터 진동(Ao)의 경계가 초과하는 경우, 동작 이벤트가 검출되고 기록될 수 있다. 상기 시스템은 동작 이벤트를 검출하는 명령을 포함하는 소프트웨어로 구성될 수 있고, 동작 이벤트가 검출될 때(예를 들어, 긍정적인 검출 결과) 응답을 생성할 수 있다. 예를 들어, 일부 응답에는 로그에 이벤트 기록, 경고 발행, 특정 개인이나 기계(컴퓨터), 장치 종료 (본 예의 모터) 또는 이들의 조합에 대한 알림이 포함될 수 있다.
일부 구현 예에 따르면, 상기 시스템은 모터 이미지(AmT)(예를 들어, 모터 이미지 Am가 특정 시간 T에서 이미지를 나타내는)를 처리하고, 모터 이미지 파라미터의 위반 여부를 결정하기 위해 이미지 필드 상의 모터 이미지 위치의 픽셀 또는 좌표를 비교하도록 구성된다. 상기 위반은 처리된 이미지가 지정된 모터 이미지 경계 영역(본 예에서는 모터 이미지 경계 영역(Ao)이다) 외부에 있는 프레임 내의 위치에서 검출되는 모터(예를 들어, 그 일부)를 나타내는 결정에 의해 확인될 수 있다. 예를 들어, Ao는 모터 이미징이 모터 위치 또는 배치에 대해 수용 가능한 좌표 세트를 정의하며, 모터 이미지가 좌표 경계를 벗어나면 양의 검출 결과가 기록 될 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 수용 가능한 동작 조건의 위반이 발생했는지 여부를 결정하기 위해, 모터 이미지의 픽셀 위치 및 값(예를 들어, 절대 값 또는 기준 값)이 비교될 수 있다.
또는, 모터 진동은 정지 이미지 위치(Ams)로부터의 편차를 참조하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 모터의 동작 동안 모터의 분리 된 이미지(Am1, Am2, Am3, ... AmN)는 정적 이미지 좌표(Ams)와 다른 이미지 좌표를 제공할 수 있다(이미지 Am1, ... AmN 중 일부는 모터가 작동 중임을 나타내는 상태 이미지 Ams와 일치 할 수도 있다). 분산 레벨은 동작 모터의 이미지 영역에 대해 결정될 수 있으며, 카메라는 연속 이미징 또는 모터의 이미지를 확인하는 프레임 레이트 이미징을 사용하여 도시되고 기술된 바와 같이 동작할 수 있다. 도 5를 참조하면, 시간 T에 걸친 정적 조건 이미지(Ams)로부터의 모터 이미지 변경 또는 변환 ΔAm의 플롯이 도시된다. 그래프는 허용 가능한 분산 범위 영역과 허용 가능한 범위 영역 밖에 있는 변형된 범위 영역을 나타낸다. 상기 범위 또는 변환 파라미터는 정상 동작 또는 허용 가능한 것으로 간주되는 동작 중에 모터의 허용 된 이동 또는 진동에 기초하여 지정되고 미리 결정될 수 있다. 상기 변환은 모터 진동이 허용 가능한 수준 또는 임계 값을 초과할 때 금지될 수 있고, 이는 이미지 프레임 내의 모터 이미징 위치에 의해 표현되며, 이러한 모터 이미징 위치는 픽셀 또는 좌표로 표현될 수 있다.
일부 다른 실시 예에 따르면, 상기 시스템은 모터와 같은 구성요소의 특정 부분을 이미징 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도르래 휠 또는 상부 부분과 같은 그 일부분이 이미징 될 수 있고, (예를 들어, 프레임 좌표에 의해 정의 된 바와 같이) 그 방사상 부분이 이미징 될 때 아크 범위를 벗어난 것으로 검출될 수 있고, 이전에 허용 가능한 작동 범위로 결정된 경우, 플러스의 검출 결과가 개시 될 수 있다. 또한 경고 또는 기타 동작이 생성될 수 있다.
상기 시스템은 플러스 검출에 대한 응답을 생성하도록 구성될 수 있고(모터 진동이 감지되고 허용 가능한 파라미터 밖에서 동작하는 것으로 결정되는 경우), 나중에 유지 보수에 사용하기 위해 결과를 저장하거나 모터를 셧다운하기 위한 지시를 릴레이 하거나 운영자 또는 기술자에게 경보를 보내는 것과 같이 (모터가 계속되도록) 다른 응답을 보낼 수 있다. 또한, 진동 레벨 이미지 데이터는 처리되거나 이미지로서, 또는 처리된 정보로서 저장될 수 있다. 상기 진동 레벨은 이미징 된 모터 움직임을 재생성하기 위해 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어, 프레임 내의 모터의 위치와 같은 진동 이미지 데이터 또는 이미지로부터 확인된 처리 된 진동 데이터는, 동작 시간의 표시를 제공하기 위해 타임 스탬프가 될 수 있다. 이것은 특정 로드, 시간 또는 관련 모터 동작을 생성하는 작동이 있는지 여부를 판단하는 데 유용할 수 있다.
이러한 예는 모터와 관련하여 제공되지만, 다른 동작 구성 요소가 사용되어 이미지화될 수 있고, 이미지 정보가 처리되어 상기 구성요소 동작이 수용 가능한 동작 파라미터 또는 조건 내에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 복수의 카메라가 각각의 복수 구성요소들을 이미지화하기 위해 제공될 수 있고, 다수의 구성요소들의 이미지가 시스템에 의해 결정되고 검출될 수 있다.
또한, 카메라 시스템은 부저, 경보 또는 화상 시스템에 의해 관찰되지 않는 다른 가청 신호의 소리를 기록할 수 있는 오디오 정보 또는 오디오 트랙으로 보강 될 수 있다. 또한 모터나 엔진 소리가 녹음되어 비정상적인 소리가 나기 시작하면 관측되지 않는 원격 현상이 발생할 수 있는 지역의 행동을 취할 수 있다.
이들 및 다른 이점은 본 발명으로 실현될 수 있다. 본 발명은 특정 실시 예를 참조하여 설명되었지만, 설명은 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 도 4a의 이미지 프레임(A) 상에 다수의 모터 이미지가 도시되어 있지만, 이미지는 개별 프레임에서 캡쳐 된 이미지를 나타내며 별도로 캡쳐 된 이미지 프레임을 나타낼 수 있다. 당업자는 본원에 기술된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 바와 같이 다양한 변형 및 변경이 가능할 수 있다.
Claims (46)
- 상태 변화에 대한 디지털화 된 모니터링을 제공하기 위해 기존 장치들과 함께 사용하기 위한 시스템에 관한 것으로서,
a) 카메라;
b) 감독 컴퓨터 또는 제어 회로를 포함하는 서브 시스템;
c) 상기 카메라로 획득된 이미지를 상기 서브 시스템에 전달하기 위한 통신 구성요소;
d) 상기 서브 시스템은 통신 된 상기 이미지를 수신하도록 구성되고, 통신 된 상기 이미지를 저장하고 상기 이미지를 조작하기 위한 명령을 포함하는 프로세서 및 소프트웨어를 갖는 서브 시스템; 및
e) 상기 시스템은 상기 이미지를 추출하고 디지털화함으로써 상기 이미지를 조작하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
이미지의 추출 및 디지털화는 이미지의 선택적인 부분을 추출 및 디지털화하는 것을 포함하며,
상기 이미지는 패널 표현을 포함하고, 그리고
상기 이미지의 상기 선택된 부분은 판독 가능한 요소가 위치하는 상기 패널 상의 위치를 나타내는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 판독 가능한 요소는 게이지, 미터기, 스위치, 다이얼, 조명 또는 표시기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 카메라 및 이미지를 전달하기 위한 상기 통신 구성요소는 함께 구성되고, 상기 카메라로부터 상기 이미지를 프로세싱하기 위한 회로를 갖는 하나 이상의 프로세싱 구성요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 이미지 캡쳐 속도의 주파수를 조절하기 위한 프레임 타이머를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 구성요소는, 이미징 되는 패널의 변경이 발생할 때, 상기 패널의 프레임을 캡쳐 하기 위해 이미지 캡쳐를 조절하기 위한 명령을 포함하는 소프트웨어를 실행하기 위해 상기 회로와 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
제1서브 시스템 및 제2서브 시스템을 포함하며, 상기 제1서브 시스템은 상기 카메라 및 상기 통신 구성요소를 포함하고, 그리고
상기 제2서브 시스템은 감독 컴퓨터 또는 제어 회로를 갖는 상기 서브 시스템을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1서브 시스템은 상기 카메라로 획득된 상기 이미지 데이터를 처리하고, 상기 모니터링 되는 장치의 변경이 언제 발생했는지 식별하며, 상기 모니터링 되는 장치의 변경이 검출될 때 상기 모니터링 되는 장치의 이미지 프레임 캡쳐를 활성화하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 모니터링되는 장치는 패널을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 패널은 모니터링되는 구성요소를 포함하고, 변경 프레임 검출 메커니즘은 상기 모니터링되는 구성요소에 대한 변경이 언제 발생했는지를 식별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 모니터링되는 구성요소는 미터기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 8 항에 있어서,
복수의 카메라가 제공되고, 그리고
상기 모니터링되는 장치는 상기 각 복수의 카메라에 의해 각각 모니터링되는 복수의 구성요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 카메라는 단일 하우징 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1서브 시스템은 이미지 캡쳐 속도의 주파수를 조절하기 위한 프레임 타이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1서브 시스템은 상기 카메라로부터 연속적인 비디오를 캡쳐 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1서브 시스템은 압축, 포맷팅, 암호화 또는 하나 이상의 이들 프로세스에 의해 상기 이미지 프레임 또는 비디오를 프로세싱하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1서브 시스템은 감독 카메라 또는 상기 감독 카메라로부터의 이미지 입력을 수신하도록 결합 된 제어 회로를 포함하고,
상기 제1서브 시스템은 다음 단계를 통하여 상기 감독 카메라 이미지를 조작하고,
상기 다음 단계는,
a) 프레임 타이머로 상기 이미지 캡쳐 속도의 주파수를 조절하는 단계;
b) 상기 이미지 프레임 또는 비디오를 압축, 포맷팅 또는 암호화하는 것 중 하나 이상에 의해 상기 이미지 프레임 또는 비디오를 프로세싱하는 단계; 그리고
c) 처리된 상기 이미지 프레임 또는 비디오를 상기 제2서브 시스템에 전송하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 제1서브 시스템은 원격 서브 시스템을 포함하고,
상기 제2서브 시스템은 상기 제1서브 시스템으로부터 처리된 이미지 프레임들 또는 비디오들을 수신하고,
상기 제2서브 시스템은 상기 처리 된 이미지 프레임들 또는 비디오들을 다음과 같이 조작하도록 구성되며; 상기 다음 단계는,
a) 상기 제1서브 시스템으로부터 수신된 상기 이미지 프레임들 또는 비디오들을 하나 이상의 압축 해제, 포맷팅 또는 복호화하는 것에 의하여, 상기 이미지 프레임 또는 비디오를 프로세싱하는 단계;
b) 상기 이미지 프레임 또는 비디오를 메모리 또는 저장 구성요소에 저장하는 단계;
c) 상기 이미지의 적어도 하나의 부분을 추출하는 단계; 및
d) 상기 추출된 이미지 부분을 디지털화하여 일련의 디지털 값을 생성하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 18 항에 있어서,
상기 모니터링 된 장치는 그 위에 복수의 판독 가능한 구성요소들을 갖는 패널을 포함하고,
상기 판독 가능한 구성요소들은 적어도 하나의 제1판독 가능한 구성요소 및 적어도 하나의 제2판독 가능한 구성요소를 포함하며;
상기 이미지의 적어도 하나의 부분을 추출하는 단계는, 상기 제1판독 가능한 구성요소의 이미지를 포함하는 이미지의 적어도 제1부분을 상기 이미지로부터 추출하는 단계와, 상기 제2판독 가능한 구성요소의 이미지를 포함하는 상기 이미지의 적어도 제2부분을 상기 이미지로부터 추출하는 단계를 포함하며;
상기 추출된 이미지 부분을 디지털화하여 디지털 값들의 시퀀스를 생성하는 단계는 각각의 추출된 이미지에 대해 수행되어 상기 제1판독 가능한 구성요소에 대한 디지털 값들의 시퀀스 및 상기 제2판독 가능한 구성요소에 대한 디지털 값들의 제2시퀀스를 생성하는 단계를 포함하는 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 18 항에 있어서,
상기 제1서브 시스템의 감독 컴퓨터 또는 제어 회로는 제1감독 컴퓨터 또는 제어 회로를 포함하고, 그리고
상기 제2서브 시스템의 감독 컴퓨터 또는 제어 회로는 제2감독 컴퓨터 또는 제어 회로를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1서브 시스템은 상기 카메라의 일부로서 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1서브 시스템은 상기 제2서브 시스템에 근접한 원격 서브 시스템을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 이미지 프로세싱은 아날로그 구성요소인 장치의 이미지를 프로세싱 하여 아날로그 값을 디스플레이하는 단계를 포함하고, 그리고
상기 디지털화는 상기 아날로그 값에 대한 디지털 값을 생성하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 카메라는 적외선-가능 카메라를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 24 항에 있어서,
적외선 조명 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 통신 구성요소는 통신 링크를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 26 항에 있어서,
상기 통신 구성요소는 무선 셀룰러 링크를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 26 항에 있어서,
상기 통신 링크는 셀룰러 무선 부분을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 26 항에 있어서,
상기 통신 링크는 위성 무선 부분을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
이미지가 이미지 프레임 또는 이미지 프레임의 지정된 부분 내에서 미터기 이외의 것을 캡쳐할 때 캡쳐된 이미지의 변경을 검출하는 변경 검출 시스템을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 카메라로부터 수신된 이미지를 처리하기 위한 명령을 포함하는 소프트웨어로 구성되고, 상기 이미지가 이미지 패널 또는 부분인지 또는 이미지 패널 또는 부분 이외인지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
변경을 검출하기 위한 변경 검출 시스템을 포함하며, 상기 변경 검출은 프레임 또는 비디오의 전송을 트리거하는 관점으로의 물체 또는 손의 입력을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 32 항에 있어서,
상기 카메라 및 상기 변경 검출 시스템은 모터 또는 엔진의 진동을 모니터링 하기 위해 원격으로 사용되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 33 항에 있어서,
상기 카메라 및 변경 검출 시스템은 모터 또는 엔진 상의 로딩 또는 토크를 모니터링 하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
가청 가능한 이벤트를 검출하기 위한 센서를 포함하는 사운드 검출 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 35 항에 있어서,
제1서브 시스템 및 제2서브 시스템을 포함하며,
상기 제1서브 시스템은 상기 제2서브 시스템에 근접한 원격이며, 상기 카메라 및 통신 구성요소를 포함하는 원격 서브 시스템을 포함하고,
상기 제2서브 시스템은 감독 컴퓨터 또는 제어 회로를 갖는 서브 시스템을 포함하고, 그리고
가청 가능한 이벤트의 검출은 부저, 경보 또는 청각 적 경고가 원격 서브 시스템의 근접 내에서 작동되는지를 확인하는 것을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 장치는 모터이고, 상기 카메라는 상기 모터의 이미지를 캡쳐하고, 상기 이미지를 처리하여 상기 모터 동작의 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 37 항에 있어서,
상기 모터 동작 상태는 모터 진동인 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 38 항에 있어서,
상기 캡쳐된 이미지들 각각은 프레임 영역을 갖는 프레임을 포함하고, 상기 모터는 상기 프레임 영역에서 이미징되고,
상기 모터가 동작 할 때 상기 프레임 영역 내의 다른 위치에서 캡쳐되며-;
상기 모터의 캡쳐 위치는 모터 동작 조건을 결정하기 위해 평가되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 39 항에 있어서,
상기 프레임 영역은 상기 프레임 내의 위치를 정의하는 좌표들을 포함하고,
상기 모터 이미지는 좌표로 표시되며, 상기 모터 이미지 좌표는 모터의 진동 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 39 항에 있어서,
허용 가능한 진동 상태는 좌표 세트에 의해 표현되는 이미지 프레임의 진동 영역에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 39 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 카메라 이미지에 의해 결정된 상기 모터 진동이 허용 가능한 진동 상태 내에서 작동하지 않을 때 경보를 발생시키는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
프레임 속도, 패널 자체의 변경 또는 이들의 조합을 기반으로 상기 카메라를 제어하는 로컬 제어 시스템을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 통신 구성요소는 통신 링크를 포함하고, 그리고
상기 제1서브 시스템은 통신 링크로부터 명령 및 제어 지시를 수신하여 구성됨을 특징으로 하는 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 패널은 판독 가능한 구성요소를 포함하고, 그리고
상기 시스템은 판독 가능한 구성요소의 서브-이미지를 생성하기 위해 서브 마스크를 적용하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
디지털화될 복수의 장치에 대한 초기 셋업 파라미터를 포함하는 장치 라이브러리를 포함하며, 상기 장치 라이브러리의 장치는 상기 카메라 및 이미지 프로세싱 동작을 지시하는 설정을 적용하도록 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
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