KR20200143760A

KR20200143760A - 아날로그 및 디지털로 표현되는 산업장비의 수치패널 인식장치

Info

Publication number: KR20200143760A
Application number: KR1020190071208A
Authority: KR
Inventors: 장인성
Original assignee: 장인성
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-12-28

Abstract

본 발명은 산업장비에 부착되어 장비의 동작상태나 현황을 디지털이나 아날로그 수치로 표시하는 수치표시 패널의 수치를 인식하여 원격에서도 산업장비의 모니터링이 가능한 인식장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 산업장비의 수치패널 인식장치는 아날로그 또는 디지털로 수치를 표시하는 산업장비의 수치패널에 표시되는 수치를 인식하는 장치로서, 상기 산업장비에 설치된 수치패널의 영상을 촬영하는 영상촬영부와, 상기 영상촬영부로부터 수치패널의 영상이미지와 촬영된 수치패널의 정보를 통신망을 통해 전송받아 수치를 인식하는 영상인식장치를 구비하며, 상기 영상인식장치는 상기 영상촬영부로부터 전송받은 영상이미지를 흑과 백의 이진 영상이미지로 변환하는 이진영상변환부와, 상기 이진 영상이미지에서 수치가 표시되는 인식영역 이미지를 추출하는 인식영역 이미지 추출부, 및 상기 인식영역 이미지와 저장된 상기 수치패널의 영상패턴과 비교하여 수치를 판정하는 인식수치 판정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

아날로그 및 디지털로 표현되는 산업장비의 수치패널 인식장치{Appartus for recognizing numeric value expressed in analog and digital of industrial equipment express}

본 발명은 영상인식이 가능한 인식장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업장비에 부착되어 장비의 동작상태나 현황을 디지털이나 아날로그 수치로 표시하는 수치표시 패널의 수치를 영상으로 인식하여 원격에서도 산업장비의 모니터링이 가능한 인식장치에 관한 것이다.

종래 산업현장에서 설치된 다수의 기계나 설비를 현장에서 직접 확인하고 관리가 필요함에 따라 다수의 인력이 필요하고 효율적인 공정 및 생산관리가 이루어지지 않았는데, 최근 4차 산업혁명의 도래에 따른 스마트 공장에 대한 관심이 집중되어 스마트공장의 보급이 확산되고 있다.

스마트공장은 각각의 생산기계나 설비의 가동상황이나 상태를 실시간으로 측정하는 센서와 센서에 의해 측정된 생산 현장의 데이터가 제어시스템으로 통신망을 통하여 전달되고, 전달된 생산현장의 데이터를 관리자가 원격에서 모니터링할 수 있어 최소의 인력으로 효과적인 생산 및 공정관리가 이루어질 수 있는 장점이 있다.

원격에서 생산현장을 모니터링할 수 있는 기술로 대한민국 공개특허 제10-2016-0034023호의 "인터넷 기반의 통합 웹 모니터링 시스템"이 제안되었는데, 상기 모니터링 시스템은 센서로 산업현장 내의 기기의 상태를 계측한 계측기기 데이터를 인터넷을 통해 접속한 사용자에게 제공하고 시스템이 개시되어 있다.

하지만 이와 같은 시스템은 모니터링 대상인 기기마다 데이터 전송이 가능한 계측기기가 설치되어야 함에 따라, 외부와 통신되지 않는 단순 계측기능만 구비되는 종래 산업장비에 적용하기 위해서는 장비를 분해하여 별도로 계측기기를 설치해야 하는 부담이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0034023호(발명의 명칭: 인터넷 기반의 통합 웹 모니터링 시스템. 2016.03.19. 공개)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 발명으로, 본 발명의 목적은 산업장비에 부착되어 장비의 동작상태나 현황을 표시하는 수치패널을 영상으로 인식하여 데이터를 전송함으로써 종래 산업장비에도 쉽게 적용할 수 있는 산업장비의 수치패널 인식장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 산업장비의 수치패널 인식장치는 아날로그 또는 디지털로 수치를 표시하는 산업장비의 수치패널에 표시되는 수치를 인식하는 장치로서, 상기 산업장비에 설치된 수치패널의 영상을 촬영하는 영상촬영부와, 상기 영상촬영부로부터 수치패널의 영상이미지와 촬영된 수치패널의 정보를 통신망을 통해 전송받아 수치를 인식하는 영상인식장치를 구비하며, 상기 영상인식장치는 상기 영상촬영부로부터 전송받은 영상이미지를 흑과 백의 이진 영상이미지로 변환하는 이진영상변환부와, 상기 이진 영상이미지에서 수치가 표시되는 인식영역 이미지를 추출하는 인식영역 이미지 추출부, 및 상기 인식영역 이미지와 저장된 상기 수치패널의 영상패턴과 비교하여 수치를 판정하는 인식수치 판정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 인식영역 이미지 추출부는 상기 수치패널의 가장자리에 부착된 식별 스티커를 인식하고 상호 연결하여 인식영역 이미지를 추출할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 인식수치 판정부는 촬영된 수치패널이 아날로그 수치패널이면, 상기 인식영역 이미지에서 추출된 계기침의 패턴과 일치되는 상기 수치패널의 영상패턴을 추출하여, 추출된 수치패널의 영상패턴에 매칭되는 수치로 판정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 인식수치 판정부는 촬영된 수치패널이 디지털 수치패널이면, 추출된 상기 인식영역 이미지와 일치하는 상기 수지패널의 영상패턴을 추출하여, 추출된 수치패널의 영상패턴에 매칭되는 수치로 판정할 수 있다.

본 발명에 따르면 산업장비의 동작상태나 현황을 표시하는 수치패널의 정보를 영상으로 인식하여 외부로 전송할 수 있어 산업장비를 분해나 해체없이도 산업장비의 각종 데이터를 외부로 전송할 수 있고, 계측되는 아날로그 데이터와 디지털 데이터 모두를 인식할 수 있어 다양한 장비에 적용될 수 있으며, 원격에서도 실시간으로 장비의 동작상태나 현황을 파악할 수 있어 장비 별로 일일이 점검할 필요가 없어 장비 점검작업이 간이할 뿐만 아니라, 실시간으로 장비의 이상 유무를 판단할 수 있어 신속한 대응 및 유지보수가 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수치패널 인식장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 인식대상인 아날로그 수치패널(a)과 디지털 수치패널(b)이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상인식장치의 기능적 구성도이다.

이하, 본 발명을 구현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 산업장비의 동작상태나 현황을 표시하는 수치패널을 영상처리를 통해 수치를 인식하는 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 수치패널 인식장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 산업장비(M)에 설치된 수치패널(20)의 영상을 촬영하는 영상촬영부(10)와, 영상촬영부(10)로부터 수치패널의 영상이미지를 통신망을 통해 전송받아 수치를 인식하는 영상인식장치(30)로 이루어진다.

영상촬영부(10)는 산업장비(M)의 동작이나 현황을 표시하는 수치패널(20)을 촬영하는 카메라로, 선명하고 정확한 촬영이 가능하도록 도 1에 도시된 바와 같이 수치패널(20)의 전면방향에 초점거리가 맞춰져 설치된다. 영상촬영부(10)는 촬영된 수치패널(20)의 영상이미지와 함께 촬영되는 수치패널(20) 정보를 함께 영상인식장치(30)로 전송한다. 수치패널(20) 정보는 도 2(a),(b)에 도시된 바와 같이 수치패널(20)이 수치가 표시된 계기판(21)과 계기침(22)으로 이루어지는 아날로그 수치패널(23)인지, 7세그먼트(Segment) 또는 FND(Flexible Numeric Display)와 같이 수치가 독립적으로 표시되는 디지털 수치패널(24)인지에 관한 정보이다. 이와 같은 수치패널 (20)정보는 도시되지 않은 입력부로 사전에 설정되어 유무선 통신망을 통해 촬영된 영상이미지와 함께 영상인식장치(30)로 전송된다.

영상인식장치(30)는 영상촬영부(10)로부터 전송받은 영상이미지와 수치패널 (20)정보에 따라 영상을 처리하여 수치를 인식하는 판정하는 장치로, 도 3에 도시된 바와 같이 이진영상 변환부(31), 인식영역 이미지 추출부(32), 인식수치 판정부(33), 영상패턴 데이터베이스(34)를 포함하여 이루어진다.

이진영상 변환부(31)는 영상촬영부(10)로부터 전송받은 영상이미지를 흑과 백의 이진 영상이미지로 변환한다.

인식영역 이미지 추출부(32)는 이진 영상이미지에서 수치가 표시되는 인식영역 이미지를 추출하는 구성으로, 이를 위해 수치패널(20)이 다른 배경과 구분되게 명확하게 인지될 수 있도록 수치패널(20)의 가장자리에 식별 스티커가 부착된다. 인식영역 이미지 추출부(32)는 이진 영상이미지에서 식별 스티커를 인식하고 상호 연결하여 인식영역 이미지를 추출한다.

인식수치 판정부(33)는 인식영상 이미지 추출부(32)에 의하여 추출된 인식영역 이미지와 영상패턴 데이터베이스(34)에 저장된 영상패턴을 비교하여 수치를 판정하는 구성으로, 영상촬영부(10)로부터 전송되는 수치패널(20) 정보에 따라 아날로그 수치패널(23)을 인식하여 판정하는 아날로그 인식수치 판정부(33a)와 디지털 수치패널(24)을 인식하여 판정하는 디지털 인식수치 판정부(33b)를 구비한다.

아날로그 인식수치 판정부(33a)는 수치패널(20) 가장자리에 부착된 식별 스티커로부터 인식되는 인식영역 이미지의 중심영역을 찾고 중심영역에서 계기침(22)을 추출한다. 계기침(22)의 추출은 이진영상에서 흰 픽셀로 표현되는 계기판(21)의 중심영역에서 상부로 직선방향으로 구분되는 검은 픽셀로 표현되는 계기침(22) 패턴으로부터 추출될 수 있다. 한편, 영상패턴 데이터베이스(34)에는 중심을 기준으로 계기침(22)의 각도에 따른 아날로그 수치패널(23)의 이진 영상패턴과, 이진 영상패턴의 계기침(22) 각도에 매칭되는 수치가 저장되어 있다. 따라서, 아날로그 인식수치 판정부(33a)는 인식영역 이미지에서 추출된 계기침(22) 패턴을 영상패턴 데이터베이스(34)에 저장된 아날로그 수치패널(23)의 이진 영상패턴과 비교하여 일치하는 이진 영상패턴을 추출하여, 추출된 수치패널의 영상패턴에 매칭되어 저장된 수치로 판정한다.

또한 디지털 인식수치 판정부(33b)는 인식영역 이미지와 영상패턴 데이터베이스(34)에 저장된 디지털 수치패널(24)의 이진영상과 비교하여, 역시 일치하는 이진 영상패턴을 추출하여, 추출된 수치패널의 영상패턴에 매칭되어 저장된 수치로 판정한다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 수치패널(20)의 인식방법을 이하 설명한다. 먼저, 산업장비 수치패널(20)의 전면에 설치되어 있는 영상촬영부(10)에서 수치패널(20)의 영상을 촬영하고 수치패널이 아날로그 수치패널(23)인지 디지털 수치패널(24)인지의 정보와 함께 영상인식장치(30)로 전송된다. 수치패널(20)의 영상이미지를 전송받은 영상인식장치(30)는 흑과 백의 이진 영상이미지로 변환한 후, 수치패널(20)의 가장자리에 부착된 식별 스티커를 인식하고 상호 연결하여 인식영역 이미지를 추출한다. 여기서, 추출된 인식영역 이미지가 아날로그 수치패널(23)이면, 인식영역 이미지의 중심영역에서 계기침(22)을 추출하여 영상패턴 데이터베이스(34)에 저장된 아날로그 수치패널(23)의 이진 영상패턴과 비교하여 일치하는 이진 영상패턴에 매칭되는 수치로 판정한다. 만일, 추출된 인식영역 이미지가 디지털 수치패널(24)이면, 추출된 인식영역 이미지와 영상패턴 데이터베이스(34)에 저장된 디지털 수치패널(24)의 이진 영상패턴과 비교하여 일치하는 이진영상에 매칭되는 수치로 판정한다.

이와 같이 판단된 수치는 해당 산업장비의 관리자 단말기 등에 출력되거나 외부로 전송될 수 있어, 직접 장비를 살펴보지 않고도 원격에서도 산업장비의 동작상태나 현황을 실시간으로 파악할 수 있어 장비 점검 작업이 용이하고 실시간으로 이상유무를 판단할 수 있다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 영상촬영부 20: 수치패널
21: 계기판 22: 계기침
23: 아날로그 수치패널 24: 디지털 수치패널
30: 영상인식장치 31: 이진영상 변환부
32: 인식영역 이미지 추출부 33: 인식수치 판정부
33a: 아날로그 인식수치 판정부 33b: 디지털 인식수치 판정부
34: 영상패턴 데이터베이스 100: 수치패널 인식장치
M: 산업장비

Claims

아날로그 또는 디지털로 수치를 표시하는 산업장비의 수치패널에 표시되는 수치를 인식하는 장치에 있어서,
상기 산업장비에 설치된 수치패널의 영상을 촬영하는 영상촬영부와, 상기 영상촬영부로부터 수치패널의 영상이미지와 촬영된 수치패널의 정보를 통신망을 통해 전송받아 수치를 인식하는 영상인식장치를 구비하며,
상기 영상인식장치는,
상기 영상촬영부로부터 전송받은 영상이미지를 흑과 백의 이진 영상이미지로 변환하는 이진영상변환부;
상기 이진 영상이미지에서 수치가 표시되는 인식영역 이미지를 추출하는 인식영역 이미지 추출부; 및,
상기 인식영역 이미지와 저장된 상기 수치패널의 영상패턴과 비교하여 수치를 판정하는 인식수치 판정부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업장비의 수치패널 인식장치
제1항에 있어서,
상기 인식영역 이미지 추출부는 상기 수치패널의 가장자리에 부착된 식별 스티커를 인식하고 상호 연결하여 인식영역 이미지를 추출하는 것을 특징으로 하는 산업장비의 수치패널 인식장치.
제2항에 있어서,
상기 인식수치 판정부는,
촬영된 수치패널이 아날로그 수치패널이면, 상기 인식영역 이미지에서 추출된 계기침의 패턴과 일치되는 상기 수치패널의 영상패턴을 추출하여, 추출된 수치패널의 영상패턴에 매칭되는 수치로 판정하는 것을 특징으로 하는 산업장비의 수치패널 인식장치.
제3항에 있어서,
상기 인식수치 판정부는,
촬영된 수치패널이 디지털 수치패널이면, 추출된 상기 인식영역 이미지와 일치하는 상기 수지패널의 영상패턴을 추출하여, 추출된 수치패널의 영상패턴에 매칭되는 수치로 판정하는 것을 특징으로 하는 산업장비의 수치패널 인식장치.