KR20200063302A - System and method for inspection of ship painting condition using image analysis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 딥러닝(Deep-Learning) 기술을 이용해 선박의 외관을 촬영하여 획득한 이미지를 분석하여 선박의 도장상태를 판단하고, 판단 결과에 따른 가이드를 사용자에게 제공하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ship painting condition inspection system and method using image analysis, and more specifically, to analyze the image obtained by photographing the exterior of a ship using deep-learning technology to determine the ship's painting status. The present invention relates to a ship painting condition inspection system and method using image analysis that provides a guide to the user according to the judgment result.
일반적으로 선박의 건조 단계에서는 공기 또는 물의 접촉에 따른 선체의 부식을 방지하기 위하여 선박의 표면에 대한 도장공정이 수행된다. 선박의 표면에 대한 도장공정은 그 수행 상태에 따라 선박의 수명이 달라지는 만큼 매우 중요한 공정에 해당하고, 이에 따라 선박 도장 표면의 상태 또는 품질을 검사할 수 있는 기술이 요구된다.In general, in the drying stage of the ship, a painting process is performed on the surface of the ship to prevent corrosion of the hull due to contact with air or water. The painting process on the surface of the ship is a very important process as the life of the ship varies depending on its performance, and accordingly, a technique capable of inspecting the condition or quality of the painting surface of the ship is required.
종래에는 이러한 도장상태 또는 품질을 검사함에 있어서, 손의 감각 또는 육안과 같이 검사자의 감각에 의존하는 방법을 이용하거나, 혹은 도장의 깊이 등을 측정할 수 있는 장치를 이용해왔다. 그러나 이와 같은 종래 기술에 따른 검사 방법은 검사자에 의한 수작업으로 행하여지므로 오류의 가능성이 클 뿐만 아니라 검사자 마다 기준이 서로 상이하여 일괄적인 도장상태 또는 품질 관리에 어려움이 있고, 검사자가 거대한 선박의 모든 도장 표면을 일일이 검사해야 하므로 매우 비효율적이라는 문제점이 있다.Conventionally, in inspecting such a painting state or quality, a method that depends on an inspector's sense, such as the hand's sense or the naked eye, has been used, or a device capable of measuring the depth of the paint has been used. However, since the inspection method according to the prior art is performed manually by the inspector, there is a high possibility of error, and the standards are different for each inspector, which makes it difficult to control the quality or quality of the coating. There is a problem that it is very inefficient because the surface must be inspected individually.
이러한 종래 기술의 문제점에 따라, 효율적이면서 정확하게 선박의 도장상태에 대한 검사를 수행하여 선박을 관리할 수 있는 기술이 요구된다.According to the problems of the prior art, there is a need for a technique capable of efficiently and accurately inspecting a ship's painting condition to manage the ship.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 딥러닝(Deep Learning)을 이용한 이미지 분석을 통해 선박의 도장상태를 정확하고 효율적으로 검사할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a system and method for accurately and efficiently inspecting a ship's painting state through image analysis using deep learning.
또한, 본 발명은 선박의 도장상태에 대한 검사 결과에 따라 현재 수행해야 할 도장작업에 대한 가이드를 제공함으로써, 효율적인 도장작업이 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is to provide an efficient coating operation by providing a guide for the current coating operation to be performed according to the inspection result of the coating condition of the ship.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by a person skilled in the art from the following description.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템은, 선박의 외관을 촬영하여 이미지를 획득하는 카메라, 선박의 표면에 도장된 도막의 두께를 측정하는 도막두께 측정기, 상기 카메라가 획득한 이미지를 분석하여 선박의 도장상태를 판단하는 검사부 및 상기 분석부의 분석 결과를 표시하는 표시부를 포함하되, 상기 검사부는 심층신경망(DNN: Deep Neural Network)를 이용한 딥러닝 기술을 통해 상기 선박의 도장상태를 판단할 수 있다.Vessel painting condition inspection system using image analysis according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described technical problem, the camera to acquire the image by photographing the exterior of the ship, measuring the thickness of the coating film painted on the surface of the ship It includes a film thickness meter, an inspection unit that analyzes the image acquired by the camera to determine the painting condition of the ship, and a display unit that displays the analysis result of the analysis unit, wherein the inspection unit uses a deep neural network (DNN) Through the deep learning technology, it is possible to determine the painting condition of the ship.
일 실시 예에 따르면, 상기 검사부는, 도장의 완료 여부, 도장 표면의 결함 여부 또는 도장 품질 중 어느 하나 이상을 포함하여 도장상태를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the inspection unit may determine a painting state including one or more of whether the painting is completed, whether the painting surface is defective, or the painting quality.
일 실시 예에 따르면, 상기 검사부는, 도장상태에 따른 선박 도장 표면의 이미지 또는 도막의 두께를 수집하여 저장하는 저장부 상기 저장부에 저장된 이미지를 이용해 선박 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습하는 학습부 및 상기 학습 결과에 따라 상기 카메라 또는 도막두께 측정기로부터 획득한 선박의 도장상태를 판단하는 분석부를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the inspection unit, a storage unit for collecting and storing the thickness of the coating film or the image of the ship's painting surface according to the painting state learning unit for learning the image pattern according to the painting state of the ship using the image stored in the storage unit And it may include an analysis unit for determining the coating state of the vessel obtained from the camera or film thickness meter according to the learning result.
일 실시 예에 따르면, 상기 학습부는, 상도, 중도, 하도 각 단계에 따른 선박 도장 표면의 이미지를 학습할 수 있다.According to an embodiment, the learning unit may learn an image of a vessel painting surface according to each stage of top, middle, and bottom.
일 실시 예에 따르면, 상기 학습부는, 선박 도장 표면의 결함 이미지를 학습할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the learning unit may learn a defect image of a ship's painting surface.
일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템은, 상기 검사부의 분석 결과에 따라 사용자에게 도장작업을 위한 가이드를 제공하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.The ship painting condition inspection system using the image analysis according to an embodiment may further include a guide unit providing a guide for painting to the user according to the analysis result of the inspection unit.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드부는, 상기 분석부의 분석 결과 도장이 미완료된 것으로 판단되는 경우 도장 작업 완료를 위한 가이드를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, when it is determined that painting is incomplete as a result of analysis of the analysis unit, the guide unit may provide a guide for completing the painting operation.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드부는, 상기 분석부의 분석 결과 선박 도장 표면에 결함 있는 것으로 판단되는 경우 결함 제거를 위한 가이드를 제공할 수 있다.According to one embodiment, the guide unit may provide a guide for removing a defect when it is determined that the analysis portion of the analysis unit is defective on the surface of the ship.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법은, 카메라가 선박의 외관을 촬영하는 단계, 도막두께 측정기가 선박의 표면에 도장된 도막의 두께를 측정하는 단계, 검사부가 상기 카메라가 획득한 이미지를 분석하여 도장상태를 판단하는 단계, 및 표시부가 상기 분석 결과를 표시하는 단계를 포함하되, 상기 도장상태를 판단하는 단계는, 심층신경망(DNN: Deep Neural Network)를 이용한 딥러닝 기술을 통해 상기 선박의 도장상태를 판단할 수 있다.On the other hand, the ship coating state inspection method using the image analysis according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described technical problem, the camera photographing the exterior of the ship, the film thickness gauge is coated on the surface of the ship coating film Measuring the thickness of the, including the step of determining the painting state by analyzing the image acquired by the camera, the display unit, and displaying the analysis result, the step of determining the painting state, the deep neural network Through the deep learning technology using (DNN: Deep Neural Network), it is possible to determine the painting condition of the ship.
일 실시 예에 따르면, 상기 도장상태를 판단하는 단계는, 도장상태에 따른 선박 도장 표면의 이미지 또는 도막의 두께를 수집하여 저장하는 단계, 상기 저장한 이미지를 이용해 선박 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습하는 단계, 및 상기 학습 결과에 따라 상기 카메라 또는 도막두께 측정기로부터 획득한 선박의 도장상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of determining the painting state is a step of collecting and storing an image of the ship's painting surface or a coating film according to the painting state, and learning the image pattern according to the painting state of the ship using the stored image And determining a coating state of the ship obtained from the camera or the film thickness meter according to the learning result.
일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법은, 분석 결과에 따라 사용자에게 도장작업을 위한 가이드를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.The ship painting state inspection method using the image analysis according to an embodiment may further include providing a guide for a painting operation to a user according to the analysis result.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드를 제공하는 단계는, 상기 분석 결과 도장이 미완료된 것으로 판단되는 경우 도장 작업 완료를 위한 가이드를 제공할 수 있다.According to an embodiment, the step of providing the guide may provide a guide for completing the painting operation when it is determined that the painting is incomplete as a result of the analysis.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드를 제공하는 단계는, 상기 분석 결과 선박 도장 표면에 결함 있는 것으로 판단되는 경우 결함 제거를 위한 가이드를 제공할 수 있다.According to an embodiment, the step of providing the guide may provide a guide for removing a defect when it is determined that the ship's painted surface is defective as a result of the analysis.
본 발명에 의하면, 딥러닝(Deep Learning)을 이용한 이미지 분석을 통해 선박의 도장상태를 정확하고 효율적으로 검사할 수 있는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a system and method for accurately and efficiently inspecting a ship's painting state through image analysis using deep learning.
또한, 본 발명에 의하면 선박의 도장상태에 대한 검사 결과에 따라 현재 수행해야 할 도장작업에 대한 가이드를 제공함으로써, 효율적인 도장작업이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide an efficient painting operation by providing a guide for the painting operation to be performed according to the inspection result of the painting condition of the ship.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 심층신경망(DNN: Deep Neural Network)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 학습부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 선박 도장상태 검사 시스템의 각 구성요소의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사부가 도장상태를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.1 is a view showing the configuration of a ship painting condition inspection system using image analysis according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of a deep neural network (DNN) according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the configuration of a learning unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the operation of each component of the ship painting condition inspection system shown in FIG.
5 is a flowchart illustrating a ship painting condition inspection method using image analysis according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a process in which the inspection unit determines a painting state according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the publication of the present invention to be complete, and general knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. In addition, terms defined in the commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless specifically defined. The terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 “부”란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are attached to the same or similar elements throughout the specification. And, when a part is said to “include” a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components, unless otherwise stated. In addition, "part" described in the specification means a unit or block that performs a specific function.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템(10)의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a ship painting
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템(10)은 카메라(100), 도막두께 측정기(200), 검사부(300), 표시부(400), 가이드부(500) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the ship painting
카메라(100)는 도장상태를 판단하고자 하는 선박의 외관을 촬영하여 해당 선박의 도장 표면을 포함한 이미지를 획득할 수 있다.The
본 명세서에 있어서 이미지라 함은 2차원 또는 3차원의 화면에 재생 및 표시되는 시각 정보를 의미하는 것으로, 대상 물체의 일시적인 형상을 나타내는 사진 이미지 또는 일정 시간 동안 대상 물체를 촬영한 영상 이미지를 모두 포함할 수 있다. 또한, 카메라(100)는 대상에 대한 촬영 이미지를 획득할 수 있는 모든 광학기기를 포함할 수 있으며, 그 종류 및 설치 방법 등에는 제한이 없다.In the present specification, the image refers to visual information displayed and displayed on a 2D or 3D screen, and includes both a photographic image representing a temporary shape of the target object or a video image of the target object for a certain period of time. can do. In addition, the
도막두께 측정기(200)는 선박의 표면에 도장된 도막의 두께를 측정할 수 있다. 도막두께 측정기(200)는, 선박 표면의 일 지점에 대한 도막의 두께를 측정할 수 있고, 또는 횡 방향 또는 종 방향으로 배열된 다수 지점에 대한 도막의 두께를 측정하여 그 최대, 최소값 또는 평균 값을 측정할 수 있다.The coating
검사부(300)는 카메라(100)가 획득한 이미지 또는 도막두께 측정기(200)가 측정한 도막의 두께를 분석하여 선박의 도장상태를 판단할 수 있다.The
일 실시 예에 따르면, 검사부(300)가 카메라(100)가 획득한 이미지를 분석함에 있어서, 심층신경망(DNN: Deep Neural Network)를 이용한 딥러닝(Deep Learning)을 통해 카메라(100)가 획득한 이미지를 분석하여 이미지 내 포함된 선박의 도장상태를 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the
심층신경망(DNN)은 기 학습된 데이터를 기반으로 입력받은 데이터를 분류하는 딥러닝(Machine Learning)의 모델 중 하나로서, 하나 이상의 컴퓨터 내에 복수개의 레이어(Layer)를 구축하여 복수의 데이터를 바탕으로 판단을 수행하는 시스템 또는 네트워크를 의미한다.Deep neural network (DNN) is one of models of deep learning that classifies input data based on pre-trained data, and builds multiple layers in one or more computers to build multiple layers of data. Refers to a system or network that performs judgment.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 심층 신경망(DNN)의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating the configuration of a deep neural network (DNN) according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 심층신경망(DNN)은 입력 레이어(input layer), 하나 이상의 히든 레이어(hidden layer) 및 출력 레이어(output layer)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a deep neural network (DNN) may include an input layer, one or more hidden layers, and an output layer.
입력 레이어(input layer)에는 학습을 위한 데이터가 입력되고, 히든 레이어(hidden layer)와 출력 레이어(output layer)를 통해 계산된 결과 값을 실제값(Ground truth)과 비교하여, 가중치(weight)의 값을 역으로 업데이트 한다. 모든 학습이 끝난 뒤에, 예측이 필요한 정보를 입력하여 결과 값을 얻을 수 있다.Data for learning is input to the input layer, and the result value calculated through the hidden layer and the output layer is compared with the ground truth, and the weight Update the value in reverse. After all the training is over, you can enter the information that requires prediction to get the result value.
일 실시 예에 따르면, 히든 레이어(hidden layer)는 컨볼루션 레이어(convolution layer), 풀링 레이어(pooling layer) 및 풀리 커넥티드 레이어(fully connected layer)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the hidden layer (hidden layer) may include a convolution layer (convolution layer), a pooling layer (pooling layer) and a fully connected layer (fully connected layer).
컨볼루션 레이어(convolution layer)는, 입력 레이어(input layer)에 입력된 이미지에 대해 특징맵을 추출하고 컨볼루션 연산을 수행할 수 있다.The convolution layer may extract a feature map and perform a convolution operation on the image input to the input layer.
풀링 레이어(pooling layer)는 컨볼루션 레이어와 연결되어 컨볼루션 레이어의 출력에 대한 서브샘플링을 수행할 수 있다. The pooling layer is connected to the convolution layer to perform subsampling on the output of the convolution layer.
풀리 커넥티드 레이어(fully connected layer)는 풀링 레이어와 연결되어 서브샘플링 된 풀링 레이어의 출력을 학습하여 출력 레이어(output layer)에 출력될 카테고리에 따라 학습할 수 있다.The fully connected layer can be connected to the pooling layer to learn the output of the subsampled pooling layer and learn according to the category to be output to the output layer.
본 발명의 일 실시 예에 따른 심층신경망(DNN)은 컨볼루션 신경망(Convolutional Neural Network, CNN), 순환 신경망(Recurrent Neural Network, RNN) 또는 이와 유사한 구조를 가진 인공신경망일 수 있다.The deep neural network (DNN) according to an embodiment of the present invention may be a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), or an artificial neural network having a similar structure.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사부(300)의 구성을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the configuration of the
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사부(300)는 저장부(310), 학습부(320) 및 분석부(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
저장부(310)는 도장상태에 따른 선박 도장 표면에 대한 이미지 및 도막의 두께 수치를 수집하여 저장할 수 있다.The
저장부(310)에 저장되는 이미지는, 후술할 학습부(320)를 이용한 딥러닝에 이용되는 것으로, 다양한 도장상태에 따른 이미지를 포함할 수 있으며, 카메라(100)에 의해 직접 촬영된 이미지 또는 외부 서버로부터 수신한 이미지를 포함할 수 있다.The image stored in the
일 실시 예에 따르면, 저장부(310)는 도장의 완료 여부, 도장 표면의 결함 여부 및 도장의 두께를 포함한 도장 품질 등에 따라 다양한 도장상태에 따른 선박 도장 표면에 대한 이미지를 수집하여 저장할 수 있다. 즉, 저장부(310)는 도장 작업의 각 단계에 대한 이미지, 도장 표면에 발생한 결함에 대한 이미지 및 도막의 두께를 포함한 도장 품질 등에 따른 이미지를 포함한 선박 도장 표면의 이미지를 저장하고, 후술할 학습부(320)는 이를 입력 데이터로 하여 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습할 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 저장부(310)는 선박 표면을 도장하는 단계에 있어서 하도, 중도 및 상도 각 단계에 따른 선박 도장 표면의 이미지를 수집하여 저장하거나, 선박 도장 표면에 발생한 다양한 결함 이미지를 수집하여 저장할 수 있다. 또한, 저장부(310)는 도장의 상술한 각 도장 단계에 따른 도장 표면의 평균적인 도막의 두께에 대한 수치를 수집하여 저장할 수 있다.For example, in the step of painting the surface of the ship, the
학습부(320)는 심층신경망(DNN)을 이용하여 저장부(310)에 저장된 이미지를 이용해 선박 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습할 수 있다.The
보다 구체적으로, 학습부(320)는 심층신경망(DNN) 상의 입력 레이어(input layer)에 저장부(310)에 저장된 이미지를 입력하고, 히든 레이어(hidden layer)를 거쳐 출력 레이어(output layer)에서 출력된 결과 값을 실제 도장상태와 비교하여, 가중치(weight)를 업데이트 함으로써 선박 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습할 수 있다.More specifically, the
일 실시 예에 따르면, 학습부(320)는 지도학습(supervised-learning) 또는 강화학습(reinforcement-learning) 중 어느 하나의 방법을 이용해 입력 데이터에 대한 학습을 수행할 수 있다. 지도학습(supervised-learning) 및 강화학습(reinforcement-learning)은 머신러닝의 일종으로, 입력 데이터와 함께 그에 대응하여 출력되어야 할 목표 데이터를 함께 입력하여 학습을 수행한 후, 학습이 완료된 신경망에 예측하고자 하는 데이터를 입력하여 적절한 결과를 출력하는 기술이다.According to one embodiment, the
이와 같이, 학습부(320)는 학습을 위해 입력되는 이미지에 대한 실제 도장상태의 데이터를 함께 입력받고, 입력 데이터에 대응하여 실제 도장상태의 데이터가 출력되도록 심층신경망(DNN)을 구성하는 각 선들의 가중치를 업데이트 함으로써 선박 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습할 수 있다.As described above, the
예를 들어, 사용자는 도장작업 진행 단계를 일정 기준에 따라 미리 분류해두고, 각 이미지를 입력하였을 때 실제 사용자가 분류한 도장작업 진행 단계에 대응되는 데이터가 출력되도록 가중치를 업데이트 할 수 있다.For example, the user can pre-classify the steps of the painting process according to a predetermined criterion, and update the weights so that when each image is input, data corresponding to the painting process progress steps classified by the actual user is output.
또 다른 예로서, 사용자는 일정한 기준에 따라 도장상태에 따른 도장 품질을 미리 분류해두고, 각 이미지를 입력하였을 때 실제 사용자가 분류한 도장 품질에 대응되는 데이터가 출력되도록 가중치를 업데이트 할 수 있다.As another example, the user may classify the painting quality according to the painting state in advance according to a certain criterion, and update the weight so that when each image is input, data corresponding to the painting quality classified by the actual user is output.
다만 이는 예시를 위한 것일 뿐 학습부(230)는 이와 동일한 방법을 이용해 사용자가 임의로 분류한 선박의 도장상태에 대하여 학습을 수행할 수 있다.However, this is for illustration only, and the learning unit 230 may perform learning on the painting state of the ship arbitrarily classified by the user using the same method.
분석부(330)는 학습부(320)의 학습 결과를 이용해 카메라(100)가 촬영하거나 혹은 도막두께 측정기(200)가 도막의 두께를 측정한 선박의 도장상태를 판단할 수 있다.The
일 실시 예에 따르면, 분석부(330)는 선박의 도장 완료 여부, 도장 표면의 결함 여부, 도장 품질 및 도막의 두께 등에 따른 도장상태를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
보다 구체적으로, 분석부(330)는 카메라(100)로부터 획득한 이미지 내 포함된 선박의 도장작업이 완료되었는지, 또는 완료되지 않았다면 현재 어느 단계의 작업이 진행 중인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 분석부(330)는 이미지 내 선박이 현재 하도 작업이 완료된 상태인지, 중도 작업이 완료된 상태인지, 혹은 상도 작업까지 모두 완료된 상태인지 여부를 판단하여, 현재 도장 작업의 진행 상태를 판단할 수 있는 것이다. 다만 이와 같은 하도, 중도, 상도 각 단계에 따른 분류는 예시를 위한 것일 뿐 본 발명의 실시 예를 한정하는 것은 아니며, 사용자의 설정에 따라 다양한 단계로 분류될 수 있음은 물론이다.More specifically, the
또한, 분석부(330)는 카메라(100)로부터 획득한 이미지 내 포함된 선박의 도장 표면에 결함이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 이에 더하여, 분석부(330)는 이미지 내 선박의 도장 표면에 결함이 존재하는 경우, 해당 결함의 종류, 위치 및 크기 등을 포함한 정보들을 분석할 수 있다. In addition, the
또한, 분석부(330)는 카메라(100)로부터 획득한 이미지 내 포함된 선박의 도장 품질을 판단할 수 있다. 도장 품질은 일정 기준에 따라 사용자에 의해 임의로 분류될 수 있는 것으로, 분석부(330)는 학습부(320)에 의해 미리 학습된 이미지 및 이에 대한 도장 품질 분류를 기초로 하여 획득한 이미지 내 포함된 선박의 도장 품질을 판단할 수 있는 것이다.In addition, the
또한, 분석부(330)는 도막두께 측정기(200)가 측정한 선박 도막의 두께를 이용하여 현재 도장 단계 또는 결함 여부를 포함한 선박 도장상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도막두께 측정기(200)가 선박 표면의 다수 지점에 대하여 측정한 도막의 두께가 균일한 경우, 분석부(330)는 상기 균일한 도막의 두께에 대응되는 도장 단계가 진행되고 있는 것으로 판단할 수 있다. 또는, 도막두께 측정기(200)가 선박 표면의 다수 지점 중 도막의 두께가 균일하지 않은 부분이 있는 경우, 해당 부분에 결함이 존재하거나 혹은 아직 도장이 완료되지 않은 것으로 판단할 수 있다.In addition, the
다시 도 1에 대한 설명으로 돌아가, 도장상태 검사 시스템(10)의 나머지 구성에 대하여 설명하도록 한다.Returning to the description of FIG. 1 again, the rest of the configuration of the painting
표시부(400)는 카메라(100)가 획득한 이미지 및 이에 대한 검사부(300)의 분석 결과를 표시할 수 있다.The
가이드부(500)는 검사부(300)의 분석 결과에 따라 사용자에게 도장작업을 위한 가이드를 제공할 수 있다. 즉, 가이드부(500)는 검사부(300)의 분석 결과 카메라(100)가 획득한 이미지 내 포함된 선박의 도장이 완료되지 않은 상태인 것으로 판단되거나, 혹은 결함이 존재하는 것으로 판단되는 경우 등과 같이 현재 수행해야 할 도장작업이 있는 경우, 사용자가 이를 적절한 방법에 따라 수행할 수 있도록 가이드를 제공할 수 있다.The
일 실시 예에 따르면, 가이드부(500)는 상기 검사부(300)의 분석 결과 도장이 미완료된 것으로 판단되는 경우 도장 작업 완료를 위한 가이드를 제공할 수 있다. 즉, 검사부(300)의 분석을 통해 현재 선박의 도장상태를 판단한 후, 아직 도장이 완료되지 않은 상태라면 가이드부(500)는 이를 완료하기 위하여 다음에 수행해야 할 작업에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 가이드부(500)는 상기 검사부(300)의 분석 결과 선박 도장 표면에 결함이 있는 것으로 판단되는 경우 결함 제거를 위한 가이드를 제공할 수 있다. 이 경우, 가이드부(500)는 결함의 종류, 위치 및 크기 등에 대한 정보 및 이를 제거하기 위해 수행해야 할 작업공정에 대한 정보를 제공할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 가이드부(500)가 제공하는 가이드는 표시부(400)에 의해 사용자에게 표시되도록 할 수 있다. According to an embodiment, the guide provided by the
제어부(600)는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The
도 4는 위에서 설명한 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템(10)의 각 구성요소들의 동작을 개략적으로 도식화한 도면이다.4 is a diagram schematically showing the operation of each component of the ship painting
도 4를 참조하면, 저장부(310)는 선박 도장 표면을 포함한 다수의 이미지를 수집하여 저장하고, 학습부(320)는 이를 이용하여 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습한다. Referring to FIG. 4, the
이와 같이 학습부(320)를 이용한 학습이 완료된 후, 카메라(100)는 검사하고자 하는 선박을 촬영하여 이미지를 획득하고, 이를 분석부(330)로 전송한다. As such, after learning using the
분석부(330)는 학습부(320)의 학습 결과를 바탕으로 상기 카메라(100)가 획득한 이미지 내 선박의 도장상태를 판단하고, 가이드부(500)는 상기 분석부(330)의 분석 결과에 따라 사용자에게 도장작업을 위한 가이드를 제공할 수 있다. The
표시부(400)는 카메라(100)가 획득한 선박의 이미지, 분석부(330)의 분석 결과 및 가이드부(500)의 가이드 정보를 사용자에게 표시할 수 있다. The
전술한 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템(10)의 각 구성은 제어부(600)에 의하여 제어될 수 있다.Each component of the ship painting
한편, 전술한 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템(10)을 이용한 선박 도장상태 검사 방법이 제공될 수 있다.Meanwhile, a ship painting condition inspection method using the ship painting
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a ship painting state inspection method using image analysis according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법은, 카메라(100)가 선박의 외관을 촬영하는 단계(S510), 도막두께 측정기(200)가 선박의 표면에 도장된 도막의 두께를 측정하는 단계(S520), 검사부(300)가 상기 카메라(100)가 획득한 이미지 및 도막두께 측정기(200)가 측정한 도막의 두께를 분석하여 도장상태를 판단하는 단계(S530) 및 표시부(400)가 상기 분석 결과를 표시하는 단계(S540)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 5, the ship painting state inspection method using the image analysis according to an embodiment of the present invention, the camera (100) photographing the appearance of the ship (S510), the
일 실시 예에 따르면, 상기 도장상태를 판단하는 단계는, 심층신경망(DNN: Deep Neural Network)를 이용한 딥러닝 기술을 통해 상기 선박의 도장상태를 판단할 수 있다.According to an embodiment, the step of determining the painting state may determine the painting state of the ship through deep learning technology using a deep neural network (DNN).
심층신경망(DNN)과 관련하여는 앞서 도장상태 검사 시스템(10)을 설명함에 있어서 상세히 설명하였으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.With regard to the deep neural network (DNN), the detailed description of the coating
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사부(300)가 카메라(100)가 획득한 이미지를 이용해 도장상태를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a process in which the
일 실시 예에 따르면, 상기 상기 도장상태를 판단하는 단계(S520)는, 도장상태에 따른 선박 도장 표면의 이미지 또는 도막의 두께를 수집하여 저장하는 단계(S610), 상기 저장한 이미지를 이용해 선박 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습하는 단계(S620) 및 상기 학습 결과에 따라 상기 카메라(100) 또는 도막두께 측정기(200)로부터 획득한 선박의 도장상태를 판단하는 단계(S630)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of determining the painting state (S520) is collecting and storing an image of the ship's painting surface or the thickness of the coating film according to the painting state (S610), and painting the ship using the stored image It may include the step of learning the image pattern according to the state (S620) and the step of determining the coating state of the ship obtained from the
한편, 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 도장상태 검사 방법은, 분석 결과에 따라 사용자에게 도장작업을 위한 가이드를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, a method for inspecting a painting state using image analysis according to an embodiment may further include providing a guide for a painting operation to a user according to the analysis result.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드를 제공하는 단계는, 상기 분석 결과 도장이 미완료된 것으로 판단되는 경우 도장 작업 완료를 위한 가이드를 제공할 수 있다. 즉, 도장상태를 판단하는 단계(S520) 이후, 판단 결과 아직 도장이 완료되지 않은 상태라면 이를 완료하기 위하여 다음에 수행해야 할 작업에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.According to an embodiment, the step of providing the guide may provide a guide for completing the painting operation when it is determined that the painting is incomplete as a result of the analysis. That is, after the step (S520) of determining the painting state, if the painting result has not yet been completed, the user may be provided with information on the next task to be performed to complete the painting.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드를 제공하는 단계는, 상기 분석 결과 선박 도장 표면에 결함 있는 것으로 판단되는 경우 결함 제거를 위한 가이드를 제공할 수 있다. 즉, 도장상태를 판단하는 단계(S520) 이후, 판단 결과 선박 도장 표면에 결함이 있는 것으로 판단되는 경우 결함 제거를 위한 가이드를 제공할 수 있다. 이 경우, 가이드부(500)는 결함의 종류, 위치 및 크기 등에 대한 정보 및 이를 제거하기 위해 수행해야 할 작업공정에 대한 정보를 제공할 수 있다.According to an embodiment, the step of providing the guide may provide a guide for removing a defect when it is determined that the ship's painted surface is defective as a result of the analysis. That is, after the step of determining the painting state (S520), if it is determined that there is a defect on the surface of the ship coating as a result of determination, a guide for removing the defect may be provided. In this case, the
이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템 및 방법에 대하여 설명하였다. 본 발명에 의하면, 딥러닝(Deep Learning)을 이용한 이미지 분석을 통해 선박의 도장상태를 정확하고 효율적으로 검사할 수 있고, 선박의 도장상태에 대한 검사 결과에 따라 현재 수행해야 할 도장작업에 대한 가이드를 제공함으로써, 효율적인 도장작업이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.The system and method for inspecting the painted state of a ship using image analysis according to an embodiment of the present invention has been described above. According to the present invention, it is possible to accurately and efficiently inspect the painting state of a ship through image analysis using deep learning, and a guide to the painting task to be performed according to the inspection result of the painting state of the ship. By providing, it is possible to make an efficient painting operation.
또한, 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법의 각 단계는, 선박 도장상태 검사 시스템(10)의 각 구성요소들에 의하여 수행될 수 있으며, 방법을 설명함에 있어서 상세히 기재하지 않았더라도 앞서 상술한 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템(10)의 각 구성요소들이 수행하는 기능들을 이용한 다양한 실시 예에 따른 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법이 제공될 수 있음은 물론이다. In addition, each step of the ship painting condition inspection method using image analysis may be performed by each component of the ship painting
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and the present invention is not limited thereto. In addition, a person having ordinary knowledge in the technical field of the present invention can make various modifications and changes within the spirit and scope of the present invention, and such modifications and changes should be regarded as belonging to the scope of the present invention.
10: 선박 도장상태 검사 시스템
100: 카메라
200: 도막두께 측정기
300: 검사부
310: 저장부
320: 학습부
330: 분석부
400: 표시부
500: 가이드부
600: 제어부10: Ship painting condition inspection system
100: camera 200: film thickness meter
300: inspection unit 310: storage unit
320: learning unit 330: analysis unit
400: display unit 500: guide unit
600: control unit
Claims (13)
선박의 표면에 도장된 도막의 두께를 측정하는 도막두께 측정기;
상기 카메라가 획득한 이미지 또는 도막두께 측정기가 측정한 도막의 두께를 분석하여 선박의 도장상태를 판단하는 검사부; 및
상기 분석부의 분석 결과를 표시하는 표시부;
를 포함하되,
상기 검사부는 심층신경망(DNN: Deep Neural Network)를 이용한 딥러닝 기술을 통해 상기 선박의 도장상태를 판단하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템.
A camera that acquires an image by photographing the exterior of a ship;
A film thickness meter for measuring the thickness of a coating film painted on the surface of a ship;
An inspection unit that analyzes the thickness of the coating film measured by the image or the film thickness meter acquired by the camera to determine the coating state of the ship; And
A display unit that displays an analysis result of the analysis unit;
Including,
The inspection unit is a ship painting condition inspection system using image analysis to determine the painting condition of the ship through deep learning technology using a deep neural network (DNN).
상기 검사부는,
도장의 완료 여부, 도장 표면의 결함 여부 또는 도장 품질 중 어느 하나 이상을 포함하여 도장상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템.
According to claim 1,
The inspection unit,
Ship painting condition inspection system using image analysis characterized in that it determines the painting condition including any one or more of whether the painting is completed, whether the painting surface is defective, or the quality of the painting.
상기 검사부는,
도장상태에 따른 선박 도장 표면의 이미지 또는 도막의 두께를 수집하여 저장하는 저장부;
상기 저장부에 저장된 이미지를 이용해 선박 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습하는 학습부; 및
상기 학습 결과에 따라 상기 카메라 또는 도막두께 측정기로부터 획득한 선박의 도장상태를 판단하는 분석부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템.
According to claim 1,
The inspection unit,
A storage unit for collecting and storing the image of the ship's painting surface or the thickness of the coating film according to the painting state;
A learning unit for learning an image pattern according to a ship painting state using an image stored in the storage unit; And
An analysis unit for determining a painting state of the ship obtained from the camera or the film thickness meter according to the learning result;
Ship painting condition inspection system using image analysis, characterized in that it comprises a.
상기 학습부는,
상도, 중도, 하도 각 단계에 따른 선박 도장 표면의 이미지를 학습하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템.
According to claim 1,
The learning unit,
Ship painting condition inspection system using image analysis, characterized by learning the image of the ship's painting surface according to each stage of top, middle, and bottom.
상기 학습부는,
선박 도장 표면의 결함 이미지를 학습하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템.
According to claim 1,
The learning unit,
Ship painting condition inspection system using image analysis characterized by learning the defect image of the ship's painting surface.
상기 검사부의 분석 결과에 따라 사용자에게 도장작업을 위한 가이드를 제공하는 가이드부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템.
According to claim 1,
A guide unit providing a guide for painting work to a user according to the analysis result of the inspection unit;
Ship painting condition inspection system using image analysis, characterized in that it further comprises.
상기 가이드부는,
상기 분석부의 분석 결과 도장이 미완료된 것으로 판단되는 경우 도장 작업 완료를 위한 가이드를 제공하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템.
The method of claim 6,
The guide portion,
Ship analysis status inspection system using image analysis characterized in that it provides a guide for completing the painting operation when it is determined that the analysis result of the analysis unit is incomplete.
상기 가이드부는,
상기 분석부의 분석 결과 선박 도장 표면에 결함 있는 것으로 판단되는 경우 결함 제거를 위한 가이드를 제공하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 시스템.
The method of claim 6,
The guide portion,
Ship analysis condition inspection system using image analysis characterized in that it provides a guide for removing defects when it is determined that the analysis part of the analysis part is defective on the painted surface of the ship.
도막두께 측정기가 선박의 표면에 도장된 도막의 두께를 측정하는 단계;
검사부가 상기 카메라가 획득한 이미지 또는 상기 도막두께 측정기가 측정한 도막의 두께를 분석하여 도장상태를 판단하는 단계; 및
표시부가 상기 분석 결과를 표시하는 단계;
를 포함하되,
상기 도장상태를 판단하는 단계는,
심층신경망(DNN: Deep Neural Network)를 이용한 딥러닝 기술을 통해 상기 선박의 도장상태를 판단하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법.
A camera photographing the exterior of the ship;
Measuring the thickness of the coating film painted on the surface of the ship by a film thickness meter;
Determining a coating state by analyzing an image obtained by the camera or a thickness of the coating film measured by the coating thickness meter; And
Displaying a result of the analysis by a display unit;
Including,
The step of determining the painting state,
Vessel painting condition inspection method using image analysis to determine the painting condition of the ship through deep learning technology using deep neural network (DNN).
상기 도장상태를 판단하는 단계는,
도장상태에 따른 선박 도장 표면의 이미지 또는 도막의 두께를 수집하여 저장하는 단계;
상기 저장한 이미지를 이용해 선박 도장상태에 따른 이미지 패턴을 학습하는 단계; 및
상기 학습 결과에 따라 상기 카메라 또는 도막두께 측정기로부터 획득한 선박의 도장상태를 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법.
The method of claim 9,
The step of determining the painting state,
Collecting and storing the image of the ship's painting surface or the thickness of the coating film according to the painting state;
Learning an image pattern according to a ship painting state using the stored image; And
Determining a painting state of a ship obtained from the camera or a film thickness meter according to the learning result;
Ship painting state inspection method using the image analysis, characterized in that it comprises a.
분석 결과에 따라 사용자에게 도장작업을 위한 가이드를 제공하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법.
The method of claim 9,
Providing a guide for the painting work to the user according to the analysis results;
Ship painting state inspection method using the image analysis, characterized in that it further comprises.
상기 가이드를 제공하는 단계는,
상기 분석 결과 도장이 미완료된 것으로 판단되는 경우 도장 작업 완료를 위한 가이드를 제공하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법.
The method of claim 11,
The step of providing the guide,
A ship inspection condition inspection method using image analysis, characterized in that a guide for completing the painting operation is provided when it is determined that the painting is incomplete.
상기 가이드를 제공하는 단계는,
상기 분석 결과 선박 도장 표면에 결함 있는 것으로 판단되는 경우 결함 제거를 위한 가이드를 제공하는 것을 특징으로 하는 이미지 분석을 이용한 선박 도장상태 검사 방법.
The method of claim 11,
The step of providing the guide,
When it is determined that the ship's painted surface is defective as a result of the analysis, a method for inspecting the painted state of a ship using image analysis is characterized by providing a guide for removing defects.
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- 2018-11-19 KR KR1020180142589A patent/KR102189951B1/en active IP Right Grant
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