KR20200042162A - 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 그 방법 - Google Patents

다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR20200042162A
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Abstract

본 발명은 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 방법에 관한 것으로, 다축 진동 센서가 부착된 대상물 기준좌표 상에서 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가하는 단계, 상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 단계, 상기 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출하는 단계 및 상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 상기 산출된 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법에 의해 대상물 및 센서의 방향 측정을 용이하게 하고, 대상물에 센서가 부착되는 방향에 상관없이 진동방향의 측정 및 계산을 정확히 파악할 수 있다.

Description

다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 그 방법{Apparatus for orientation mapping of multi-axis vibration sensor measurment and Driving mathod thereof}
본 발명은 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 방법에 관한 것으로 특히 변환 행렬을 이용하여 진동 방향을 보정하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 방법에 관한 것이다.
특정 물체 또는 특정 위치에 설치되어 진동을 측정하는 진동 센서는 다양한 분야에 응용되어 사용되고 있다. 일례로, 진동 센서는 교량에 설치되어 교량의 진동을 측정하게 된다. 이때, 측정된 교량의 진동량은 교량의 안전도 평가에 중요한 척도로 사용된다. 이외에도, 진동센서는 다양한 분야에서 응용되어 이용되고 있다.
그런데 진동 센서로 대상물의 진동을 측정하는 경우에 센서 자체의 자세를 기준으로 한 측정 보다는 센서가 부착된 대상물을 기준으로 축방향, 경방향, 수직방향, 수평 방향의 측정값에 기반하여 측정하는 것이 정확도를 높이는 것보다 좀 더 사용하기 쉬운 방안이다.
일 예로 3축 센서를 사용하는 경우, 대상물의 설치 상태 및 형상이 수평, 수직이 뚜렷하게 구분되는 경우에는 센서의 방향에 맞춰 센서를 부착하는 것이 용이하기 때문에 원하는 방향의 측정값을 찾을 수 있다.
그러나 대상물의 설치 조건이나 형상에 따라 뚜렷한 수평, 수직 방향을 확인하기 어려운 경우에는 원하는 방향의 측정값을 얻기 위해서는 대상물 및 센서의 자세, 방향에 관한 값을 측정하여 대상물의 조건에 맞게 계산할 필요가 있다.
즉, 대상물 형태에 따른 센서의 방향 측정을 위해 별도의 장비나 시간, 노력이 필요하다.
(공개특허공보 1) 10-2013-0030156 (공개특허공보 2) 10-2018-0067543 (등록특허공보 3) 10-1167446
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로 대상물이 곡선형태인 경우와 같이 진동 센서를 일관된 방향으로 부착하기 어려운 경우에도 진동방향의 측정 및 계산을 대상물 기준으로 정확히 파악할 수 있도록 함에 있다.
뿐만 아니라 진동 센서를 진동 방향에 맞게 부착해야하는 번거로움을 없앨 수 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.
즉 본 발명의 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법은 다축 진동 센서가 부착된 대상물에 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가하는 단계, 상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 단계, 상기 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준축 중심으로 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준축 중심의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출하는 단계 및 상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준축 상의 진동 좌표값에 상기 산출된 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준축 상의 진동 좌표값으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면 상기 변환 행렬을 산출하는 단계는, 상기 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하는 단계, 상기 산출된 두개의 단위 벡터에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출하는 단계, 상기 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하는 단계 및 상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치는 다축 진동 센서가 부착된 대상물에 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가하는 가진부, 상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 진동 감지부, 상기 진동 감지부에서 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준축 중심으로 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준축 중심의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출하는 변환행렬 산출부 및 상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준축 상의 진동 좌표값에 상기 산출된 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준축 상의 진동 좌표값으로 변환하는 진동 좌표값 변환부를 포함한다.
본 발명에 따르면 대상물 및 센서의 방향 측정을 용이하게 하고, 대상물에 센서가 부착되는 방향에 상관없이 진동방향의 측정 및 계산을 정확히 파악할 수 있는 효과가 도출된다.
뿐만 아니라 진동 센서를 대상물의 진동 방향에 맞게 부착해야하는 번거로움을 없앨 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 기준 좌표와 센서 기준 좌표를 설명하기 위한 예시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법의 흐름도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법의 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
일 실시예에 있어서 진동의 방향 사상 장치는 다축 진동 센서와 일체로 형성되거나, 다축 진동 센서에 연결되어 사용가능하게 마련되는 별개의 장치로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 방향 사상 장치는 가진부(10), 진동 감지부(20), 변환행렬 산출부(30) 및 진동 좌표값 변환부(40)를 포함한다.
가진부(10)는 다축 진동 센서가 부착된 대상물에 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 기준 좌표와 센서 기준 좌표를 설명하기위한 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 일 실시예에 있어서, 감속기와 같은 대상물 기준좌표(G)와 다축 진동 센서 기준좌표(S)가 각각 별개로 존재한다.
가진부(10)는 예를 들어 대상물 기준좌표(G)의 X축과, Z축과 평행하게 진동을 가한다. 가진부(10)는 대상물인 감속기가 작동하지 않고 외부로부터 진동과 같은 자극이 없는 상태에서 X축과, Z축에 평행한 방향으로 진동을 가한다.
이때 가진부(10)는 감속기의 중심, 예를 들어 출력 축 끝단, 몸체 중앙 등에 가까운 위치에서 진동을 가한다. 바람직하게는 최대한 설정된 좌표축과 평행하게 진동을 가하도록 구현된다.
또한 가진부(10)에서 가하는 진동의 크기는 다축 진동 센서의 측정 범위이내인 것이 바람직하고, 감속기에 파손이되지 않는 한도에서 진동을 가하도록 구현된다.
진동 감지부(20)는 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 구현되며, 가진부(10)에서 둘 이상의 대상물 기준축 일예로 G 좌표의 X축과 Z축 방향으로 진동이 가해진 이후에 진동의 크기와 방향을 감지한다.
일 실시예에 있어서 진동 감지부(20)는 감지되는 진동의 크기와 방향을 3차원 좌표 형태로 인식한다.
예를들어 대상물 기준 좌표 상의 x축에 평행하게 가해진 진동을 측정한 값을
Figure pat00001
라 하면,
Figure pat00002
와 같은 3차원 좌표 형태로 인식할 수 있다.
이와 동일하게 y 축에 가해진 진동에 대해서는
Figure pat00003
, z 축에 대해서 가해진 진동에 대해서는
Figure pat00004
형태로 각각 인식할 수 있다.
변환행렬 산출부(30)는 진동 감지부(20)에서 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 다축 진동 센서 기준축 중심(S)으로 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준축 중심(G)의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬
Figure pat00005
를 산출한다.
진동 좌표값 변환부(40)는 대상물에 부착된 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 센서 기준축 상(S)의 진동 좌표값에 변환행렬 산출부(30)에서 산출된 변환 행렬을 적용하여 대상물 기준축 상(G)의 진동 좌표값으로 변환한다.
진동 좌표값 변환부(40)는 변환행렬 산출부(30)에서 산출된
Figure pat00006
를 적용하여 센서 기준축 상(S)의 진동 좌표값을 대상물 기준축 상(G)의 진동 좌표값으로 변환한다.
본 발명의 일 양상에 따르면 변환행렬 산출부(30)는 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하고, 산출된 두개의 단위 벡터에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출하고 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하며, 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구한다.
변환 행렬을 구하는 과정을 보다 상세히 설명하면, 먼저, 변환행렬 산출부(30)는 진동 감지부(20)에서 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을
Figure pat00007
,
Figure pat00008
라 하고 이를 이용하여 변환행렬을 구한다.
Figure pat00009
,
Figure pat00010
의 단위 벡터
Figure pat00011
,
Figure pat00012
를 구하여 회전 변환(3×3) 행렬
Figure pat00013
의 첫번째, 세번째 열로 삼는다. 두번째 열은 각각의 행이 단위 행렬이 되도록 하는 값을 구해서 회전 변환
Figure pat00014
를 완성할 수 있다.
여기서, 회전 변환
Figure pat00015
는 다축 진동 센서의 좌표계를 기준으로하는 대상물(감속기)의 좌표계 자세를 나타내는 것이며, 다축 진동 센서 기준 좌표(S)상 기준으로 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준 좌표(G)상의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬
Figure pat00016
는
Figure pat00017
의 역행렬이다. 즉,
Figure pat00018
로 구할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면 변환행렬 산출부(30)는 서로 수직인 세 개의 대상물 기준축 각각과 평행하게 가해진 진동의 진동 좌표값을 각각 정규화하여 단위 벡터를 산출하고, 산출되는 단위벡터들을 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하며 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구할 수도 있다.
대상물 기준 좌표상의 x, y, z 각각 축 각각에 평행한 진동을 가하고 이를 측정한 값을 이용하여 변환 행렬
Figure pat00019
를 구할 수 있다.
대상물 기준좌표상의 x축에 평행하게 가해진 진동을 측정한 값을
Figure pat00020
라 하면,
Figure pat00021
와 같은 3차원 좌표 형태로 인식할 수 있다.
이와 동일하게 y 축에 가해진 진동에 대해서는
Figure pat00022
, z 축에 대해서 가해진 진동에 대해서는
Figure pat00023
형태로 각각 인식할 수 있다.
그리고 3차원 좌표 형태 벡터의 단위 벡터
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
를 찾아 이들을 열로 갖는 행렬을 구성하면 대상물 기준 좌표(G)상의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준좌표(S)상의 진동 좌표값으로 변환하는
Figure pat00027
를 구할 수 있다.
이를 식으로 표현하면,
Figure pat00028
와 같다.
이 같이 대상물 좌표계의 좌표 기준축 세 방향(x, y, z)으로 모두 진동을 가하고 측정하여 변환을 얻을 수 있다. 그러나 관심의 대상이 되는 두개의 기준축에만 진동을 가하여 진동값을 측정하고 행렬을 구성하는 각 열과 행이 모두 단위벡터라는 변환행렬의 성질을 이용하여 변환행렬의 역행렬인
Figure pat00029
를 구하는 것도 가능하다.
여기서 구해진
Figure pat00030
는 대상물 기준좌표(G) 상의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준좌표(S) 상의 진동 좌표값으로 변환하는 것이어서 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00031
따라서 다축 진동 센서 기준좌표(S)상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준축 기준좌표(G) 상의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬
Figure pat00032
는
Figure pat00033
의 역행렬을 사용하여 구할 수 있다.
이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00034
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법의 흐름도이다.
먼저, 다축 진동 센서가 부착된 대상물 기준좌표 상에서 서로 수직인 대상물 기준의 좌표상에서 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가한다(S300).
도 2 에서 대상물 기준좌표(G)의 X축과, Z축과 평행하게 진동을 가한다. 이때 대상물인 감속기가 작동하지 않고 외부로부터 진동과 같은 자극이 없는 상태에서 X축과, Z축에 평행한 방향으로 진동을 가한다.
그리고 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식한다(S310).
대상물 기준좌표 상의 x축에 평행하게 가해진 진동을 측정한 값을
Figure pat00035
라 하면,
Figure pat00036
와 같은 3차원 좌표 형태로 인식할 수 있다.
이와 동일하게 y 축에 가해진 진동에 대해서는
Figure pat00037
, z 축에 대해서 가해진 진동에 대해서는
Figure pat00038
형태로 각각 인식할 수 있다.
이 후에 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출한다.
일 양상에 따르면 먼저 기준 축 들 중 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출한다(S320).
일 예로 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을
Figure pat00039
,
Figure pat00040
라 하고 이를 이용하여 변환행렬을 구한다. 먼저
Figure pat00041
,
Figure pat00042
의 단위 벡터
Figure pat00043
,
Figure pat00044
를 구한다.
그리고 산출된 두개의 단위 벡터
Figure pat00045
,
Figure pat00046
에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출한다(S330).
이후에 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출한다(S340).
단위벡터
Figure pat00047
,
Figure pat00048
를 회전 변환(3×3) 행렬
Figure pat00049
의 첫번째, 세번째 열로 삼는다. 두번째 열은 각각의 행이 단위 행렬이 되도록 하는 값을 구해서 회전 변환
Figure pat00050
를 완성할 수 있다.
이 같이 대상물 좌표계의 좌표 기준축 세 방향(x, y, z)으로 모두 진동을 가하고 측정하여 변환을 얻을 수 있다. 그러나 관심의 대상이 되는 두개의 기준축에만 진동을 가하여 진동값을 측정하고 행렬을 구성하는 각 열과 행이 모두 단위벡터라는 변환행렬의 성질을 이용하여 변환행렬의 역행렬인
Figure pat00051
를 구하는 것도 가능하다.
구체적으로 3차원 좌표 형태 벡터의 단위 벡터
Figure pat00052
,
Figure pat00053
,
Figure pat00054
를 찾아 이들을 열로 갖는 행렬을 구성하면 대상물 기준축 중심(G)의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준축 중심(S)으로 인식되는 진동 좌표값으로 변환하는
Figure pat00055
를 구할 수 있다.
이를 식으로 표현하면,
Figure pat00056
와 같다.
여기서 구해진
Figure pat00057
는 대상물 기준축 중심(G)의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준축 중심(S)으로 인식되는 진동 좌표값으로 변환하는 것이어서 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00058
이렇게 산출되는 3×3 형태의 행렬
Figure pat00059
의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구한다(S350).
따라서
다축 진동 센서 기준좌표(S)상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준축 기준좌표(G) 상의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬
Figure pat00060
는
Figure pat00061
의 역행렬을 사용하여 구할 수 있다.
이후에 다축 진동 센서에 진동이 감지되면, 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 산출된 변환 행렬을 적용하여 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환한다(S360).
이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00062
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법의 흐름도이다.
먼저, 다축 진동 센서가 부착된 대상물 기준좌표 상에서 서로 수직인 대상물 기준의 좌표상에서 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가한다(S400).
도 2 에서 대상물 기준좌표(G)의 X축과, Z축과 평행하게 진동을 가한다. 이때 대상물인 감속기가 작동하지 않고 외부로부터 진동과 같은 자극이 없는 상태에서 X축과, Y축, Z축에 평행한 방향으로 진동을 가한다.
그리고 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식한다(S410).
대상물 기준좌표 상의 x축에 평행하게 가해진 진동을 측정한 값을
Figure pat00063
라 하면,
Figure pat00064
와 같은 3차원 좌표 형태로 인식할 수 있다.
이와 동일하게 y 축에 가해진 진동에 대해서는
Figure pat00065
, z 축에 대해서 가해진 진동에 대해서는
Figure pat00066
형태로 각각 인식할 수 있다.
이 후에 인식된 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면 먼저 기준 축 들 중 서로 수직인 세 개의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출한다(S420).
이 같이 대상물 좌표계의 좌표 기준축 세 방향(x, y, z)으로 모두 진동을 가하고 측정하여 변환을 얻을 수 있다. 구체적으로 3차원 좌표 형태 벡터의 단위 벡터
Figure pat00067
,
Figure pat00068
,
Figure pat00069
를 찾아 이들을 열로 갖는 3×3 형태의 행렬을 구성하면(S430),
대상물 기준축 기준좌표(G) 상에서 인식되는 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준좌표(S)상에서 인식되는 진동 좌표값으로 변환하는
Figure pat00070
를 구할 수 있다.
이를 식으로 표현하면,
Figure pat00071
와 같다.
여기서 구해진
Figure pat00072
는 대상물 기준 좌표(G) 상의 진동 좌표값을 다축 진동 센서 기준 좌표(S)상의 진동 좌표값으로 변환하는 것이어서 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00073
이렇게 산출되는 3×3 형태의 행렬
Figure pat00074
의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구한다(S440).
따라서 다축 진동 센서 기준 좌표(S)상에서 인식되는 진동 좌표값을 대상물 기준 좌표(G) 상의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬
Figure pat00075
는
Figure pat00076
의 역행렬을 사용하여 구할 수 있다.
이후에 다축 진동 진동이 감지되면, 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 산출된 변환 행렬을 적용하여 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환한다(S450).
이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00077
10 : 가진부 20 : 진동 감지부
30 : 변환행렬 산출부 40 : 진동 좌표값 변환부

Claims (6)

  1. 다축 진동 센서가 부착된 대상물 기준좌표 상에서 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가하는 단계;
    상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 단계;
    상기 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출하는 단계; 및
    상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 상기 산출된 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환 행렬을 산출하는 단계는,
    상기 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하는 단계,
    상기 산출된 두개의 단위 벡터에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출하는 단계,
    상기 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하는 단계 및
    상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    변환 행렬을 산출하는 단계는,
    상기 서로 수직인 세 개의 대상물 기준축 각각과 평행하게 가해진 진동의 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하는 단계,
    상기 산출되는 단위벡터들을 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하는 단계, 및
    상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 방법.
  4. 다축 진동 센서가 부착된 대상물에 서로 수직인 대상물 기준축들 중 둘 이상의 기준축과 평행하게 진동을 가하는 가진부;
    상기 대상물에 부착된 다축 진동 센서로 상기 둘 이상의 대상물 기준축과 평행하게 가해진 진동을 감지하여 3차원 좌표 형태로 인식하는 진동 감지부;
    상기 진동 감지부에서 인식된 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 기반으로 상기 다축 진동 센서 기준 좌표상에서 인식되는 진동 좌표값을 상기 대상물 기준 좌표 상에서의 진동 좌표값으로 변환하기 위한 변환 행렬을 산출하는 변환행렬 산출부; 및
    상기 다축 진동 센서에서 진동이 감지되면, 상기 센서 기준 좌표상에서의 진동 좌표값에 상기 산출된 변환 행렬을 적용하여 상기 대상물 기준 좌표 상의 진동 좌표값으로 변환하는 진동 좌표값 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 변환 행렬 산출부는,
    상기 서로 수직인 둘 이상의 대상물 기준축 별 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하고, 상기 산출된 두개의 단위 벡터에 근거하여, 3×3 행렬의 각각의 행이 단위행렬이 되게 하는 또 하나의 축에 대한 단위 벡터를 산출하고 상기 산출된 또 하나의 축에 대한 단위벡터를 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하며, 상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 변환 행렬 산출부는,
    상기 서로 수직인 세 개의 대상물 기준축 각각과 평행하게 가해진 진동의 진동 좌표값을 정규화하여 단위 벡터를 산출하고, 상기 산출되는 단위벡터들을 포함하는 3×3 형태의 행렬을 산출하며 상기 산출되는 3×3 형태의 행렬의 역행렬을 산출하여 변환 행렬을 구하는 것을 특징으로 하는 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치.
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