KR20210084847A - Detection system of pipe defect - Google Patents

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KR20210084847A
KR20210084847A KR1020190177300A KR20190177300A KR20210084847A KR 20210084847 A KR20210084847 A KR 20210084847A KR 1020190177300 A KR1020190177300 A KR 1020190177300A KR 20190177300 A KR20190177300 A KR 20190177300A KR 20210084847 A KR20210084847 A KR 20210084847A
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윤원섭
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창신대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an underground pipeline defect detection system. The underground pipeline defect detection system can photograph a pipeline without additional lighting by photographing the inside of the pipeline using a thermal imaging camera, can photograph the inside of the pipeline even if there are foreign substances or gas inside the pipeline, can accurately analyze the internal defects of the pipeline by analyzing the photographed thermal image, can irradiate a laser beam to a specific point within a photographing area, and can calculate the position on the thermal image therethrough, thereby analyzing the thermal image photographed by the thermal imaging camera to detect defects inside the pipeline, and also accurately calculating locations of the defects.

Description

지하 관로 결함 검출 시스템{DETECTION SYSTEM OF PIPE DEFECT}Underground pipeline defect detection system {DETECTION SYSTEM OF PIPE DEFECT}

본 발명은 지하 관로 결함 검출 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 열화상 카메라를 이용하여 관로 내부를 촬영함으로써, 별도의 조명이 없이도 촬영이 가능하고, 관로 내부에 이물질이나 가스 등이 존재하더라도 관로 내부에 대한 촬영이 가능하며, 촬영된 열화상 이미지를 분석하여 관로 내부 결함을 정확하게 분석할 수 있고, 촬영 영역 내의 특정 지점에 레이저 빔을 조사하고, 이를 통해 열화상 이미지 상의 위치를 산출할 수 있도록 함으로써, 열화상 카메라에 의해 촬영된 열화상 이미지를 분석하여 관로 내부의 결함을 검출함은 물론 결함의 위치 또한 정확하게 산출할 수 있는 지하 관로 결함 검출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an underground pipeline fault detection system. In more detail, by photographing the inside of the pipe using a thermal imaging camera, it is possible to shoot without additional lighting, and even if there is a foreign substance or gas inside the pipe, it is possible to take a picture of the inside of the pipe. can accurately analyze the internal defects of the pipeline by analyzing , and irradiate a laser beam to a specific point within the imaging area, thereby calculating the position on the thermal image through the thermal imaging image taken by the thermal imaging camera. It relates to an underground pipeline defect detection system that can not only detect defects inside the pipeline by analyzing it, but also accurately calculate the location of the defect.

일반적으로 관로라 함은 지하에 매설되는 상수도관, 하수도관, 송유관 등에 사용되는 각종 파이프를 총칭하는 것으로, 특히 지중 하수관의 경우 시공 후 사용기간이 경과함에 따라 표면부식이나 부유물의 퇴적 등으로 인해 서서히 노후되어 관로에 균열이 발생하거나 통수 단면이 좁아지며, 이로 인해 하수가 관로 밖으로 누설되거나 배수량이 많을 때 역류하는 등의 문제가 있다. 또한, 관로로부터 하수나 오물이 유출되어 관로 주변이나 하천을 오염시키는 문제가 있다. 그러나 이는 불가피한 일종의 자연현상으로 사용 수명이 경과한 후에는 교체를 하거나 원인에 따라 다양한 복구조치를 취해야 한다.In general, pipeline is a generic term for various pipes used for water supply pipes, sewage pipes, oil pipelines, etc. buried underground. In particular, in the case of underground sewage pipes, as the period of use after construction has elapsed, the As it ages, cracks occur in the pipeline or the cross section of the water passage becomes narrow, which causes problems such as leakage of sewage out of the pipeline or backflow when there is a large amount of drainage. In addition, there is a problem in that sewage or sewage is discharged from the pipeline to contaminate the vicinity of the pipeline or river. However, this is an unavoidable kind of natural phenomenon, and after the service life has elapsed, it must be replaced or various recovery measures must be taken depending on the cause.

따라서, 이러한 관로 복구조치에 앞서 관로의 이상 유무를 파악하고 이상이 있는 지점의 위치를 정확하게 확인하는 관로 측정 작업이 선행되어야 하는바, 이를 위해 도 1에 도시된 관로 측정 시스템이 제안된 바 있다. Therefore, prior to the restoration of the pipeline, a pipeline measurement operation of determining the presence or absence of an abnormality in the pipeline and accurately confirming the location of the abnormality point should be preceded. For this purpose, the pipeline measurement system shown in FIG. 1 has been proposed.

종래의 관로 측정 시스템은 도 1에 도면부호 101로 도시된 바와 같이 크게 주제어부(103)와 이동로봇부(105)로 구성되는바, 주제어부(103)는 이동로봇부(105)의 이동 및 조명을 제어하며, 이를 위해 무선으로 또는 도시된 것처럼 케이블(107) 등을 통해 유선으로 이동로봇부(105)와 연결될 수 있고, 이동로봇부(105)는 주제어부(103)로부터의 동작명령에 따라 관로(110) 내부를 이동하면서 관로(110)의 이상 유무를 확인한다. 한편, 관로 측정 시스템(101)은 이동로봇부(105)의 이동 거리를 정확히 측정하기 위해 초음파 수신장치(109)를 구비하고 있다. 이 초음파 수신장치(109)는 도시된 것처럼 수신케이블(111)을 통해 주제어부(103)와 연결되어 이동로봇부(105)의 초음파발신장치(113)에서 발신되는 신호를 수신함으로써 이동로봇부(105)의 이동 거리를 측정하도록 되어 있다.As shown by reference numeral 101 in FIG. 1 , the conventional pipe measurement system is largely composed of a main control unit 103 and a mobile robot unit 105 , and the main control unit 103 is configured to move and The lighting is controlled, and for this purpose, it can be connected to the mobile robot unit 105 wirelessly or by wire through a cable 107 or the like as shown, and the mobile robot unit 105 responds to an operation command from the main control unit 103. As it moves inside the conduit 110 , it is checked whether the conduit 110 is abnormal. Meanwhile, the pipeline measuring system 101 includes an ultrasonic receiving device 109 to accurately measure the moving distance of the mobile robot unit 105 . The ultrasonic receiver 109 is connected to the main control unit 103 through a receiving cable 111 as shown in the figure to receive a signal transmitted from the ultrasonic transmitter 113 of the mobile robot unit 105 to thereby receive a signal from the mobile robot unit ( 105) to measure the moving distance.

여기에서, 다시 주제어부(103)는 도 2에 모식적으로 도시된 바와 같이 전원부(131), 표시부(133), 연산부(135), 저장부(137), 입력부(139), 및 제어부(141)와 초음파 수신장치(109)로 이루어져 있으며, 전원부(131)는 전체 시스템(101)에 필요한 전원을 공급하며, 표시부(133)는 이동로봇부(105)에서 측정한 동영상자료나 거리 측정자료 등을 제어부(141)를 통하여 수신받아 디스플레이한다. 또한, 연산부(135)는 거리 측정 자료를 받아 실제 거리로 연산하며, 저장부(137)는 연산결과나 동영상자료 및 프로그램을 저장한다. 그리고 입력부(139)는 자료를 입력하는 부분으로 키보드 등의 입력장치가 사용되며, 끝으로 제어부(141)는 위 장치들을 제어하도록 되어 있다.Here, again, the main control unit 103 includes a power supply unit 131 , a display unit 133 , a calculation unit 135 , a storage unit 137 , an input unit 139 , and a control unit 141 as schematically shown in FIG. 2 . ) and the ultrasonic receiver 109, the power supply 131 supplies the power required for the entire system 101, and the display 133 includes video data or distance measurement data measured by the mobile robot unit 105, etc. is received through the control unit 141 and displayed. In addition, the calculation unit 135 receives the distance measurement data and calculates the actual distance, and the storage unit 137 stores the calculation result or the moving picture data and the program. In addition, the input unit 139 is a part for inputting data, and an input device such as a keyboard is used, and finally, the control unit 141 is configured to control the above devices.

한편, 이동로봇부(105)는 구동부(151), 카메라 구동부(152), 촬영부(153), 측정부(155), 조명부(157), 및 로봇 제어부(159)와 초음파 송신부(113)로 구성되는바, 구동부(151)는 주제어부(141)로부터 받은 전원과 제어신호에 따라 구동되며, 카메라 구동부(152)는 카메라의 방향을 변경하는 역할을 한다. 또, 촬영부(153)는 카메라 구동부(152)에 의해 구동되면서 관로(110) 내부를 동영상 촬영하며, 측정부(155)는 관로(110)의 기울기를 측정하고, 조명부(157)는 촬영 시 피사면을 조사한다. 그리고 로봇제어부(159)는 주제어부(103)로부터 전달된 제어명령에 따라 위와 같은 이동로봇부(105)의 각 구성을 제어하며, 초음파 송신부(113)도 제어 신호를 변환하여 초음파 수신장치(109)로 초음파 신호를 발신한다.Meanwhile, the mobile robot unit 105 includes a driving unit 151 , a camera driving unit 152 , a photographing unit 153 , a measuring unit 155 , a lighting unit 157 , and a robot control unit 159 and an ultrasonic transmitting unit 113 . As configured, the driving unit 151 is driven according to power and a control signal received from the main control unit 141 , and the camera driving unit 152 serves to change the direction of the camera. In addition, the photographing unit 153 is driven by the camera driving unit 152 to photograph the inside of the conduit 110 , the measuring unit 155 measures the inclination of the conduit 110 , and the lighting unit 157 when shooting Investigate the surface. The robot controller 159 controls each configuration of the mobile robot 105 as described above according to the control command transmitted from the main controller 103, and the ultrasonic transmitter 113 also converts the control signal to the ultrasonic receiver 109 ) to transmit an ultrasonic signal.

이러한 종래의 관로 측정 시스템은 일반 광학 카메라를 통해 관로 내부 공간을 촬영하고, 촬영 이미지를 분석하여 관로에 형성된 결함을 찾아내는 방식으로 시스템이 구성된다. 그러나, 관로 내부는 매우 어두울 뿐만 아니라 수많은 오염물질이 부착되어 있어 일반 광학 카메라를 통한 촬영 방식으로는 관로 내부의 상태를 정확하게 촬영할 수 없고, 이러한 광학 카메라의 촬영 이미지를 분석하더라도 관로 내부의 결함 상태를 정확하게 검출하지 못하는 문제가 있다.Such a conventional pipe measurement system is configured in such a way that the internal space of the pipe is photographed through a general optical camera, and defects formed in the pipe are found by analyzing the photographed image. However, since the inside of the pipe is very dark and many contaminants are attached to it, it is impossible to accurately capture the condition of the inside of the pipe with a general optical camera. There is a problem in that it cannot be accurately detected.

국내등록특허 제10-0828308호Domestic Registered Patent No. 10-0828308

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 열화상 카메라를 이용하여 관로 내부를 촬영함으로써, 별도의 조명이 없이도 촬영이 가능하고, 관로 내부에 이물질이나 가스 등이 존재하더라도 관로 내부에 대한 촬영이 가능하며, 촬영된 열화상 이미지를 분석하여 관로 내부 결함을 정확하게 분석할 수 있는 지하 관로 결함 검출 시스템을 제공하는 것이다.The present invention was invented to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to photograph the inside of a pipe using a thermal imaging camera, so that it is possible to take pictures without additional lighting, and foreign substances or gas inside the pipe It is possible to photograph the inside of the pipeline even if it exists, and to provide an underground pipeline defect detection system that can accurately analyze defects inside the pipeline by analyzing the captured thermal image.

본 발명의 다른 목적은 촬영 영역 내의 특정 지점에 레이저 빔을 조사하고, 이를 통해 열화상 이미지 상의 위치를 산출할 수 있도록 함으로써, 열화상 카메라에 의해 촬영된 열화상 이미지를 분석하여 관로 내부의 결함을 검출함은 물론 결함의 위치 또한 정확하게 산출할 수 있는 지하 관로 결함 검출 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to irradiate a laser beam to a specific point within the imaging area, and thereby calculate the position on the thermal image, thereby analyzing the thermal image taken by the thermal imaging camera to detect defects in the pipe. It is an object to provide an underground pipeline defect detection system capable of not only detecting but also accurately calculating the location of the defect.

본 발명은, 지하에 매립된 관로 내에 투입되어 상기 관로에 대한 결함을 검출하는 지하 관로 결함 검출 시스템에 있어서, 상기 관로 내부 공간에 투입되어 상기 관로를 따라 이동할 수 있도록 형성되는 이동 본체; 상기 이동 본체의 일측에 장착되며 상기 이동 본체가 미리 설정된 기준 촬영 거리만큼 이동할 때마다 상기 관로 내부를 촬영하여 상기 관로 내부에 대한 열화상 이미지를 생성하는 열화상 카메라; 상기 이동 본체 및 열화상 카메라의 작동 상태를 동작 제어하는 제어부; 상기 열화상 카메라에 의해 생성된 열화상 이미지를 인가받고, 인가받은 열화상 이미지 정보와 온도 정보를 매핑하여 상기 열화상 이미지 정보에 대응되는 온도 정보를 산출하는 영상 분석부; 및 상기 영상 분석부에 의한 분석 결과를 기초로 산출된 온도 정보 중 주변 온도에 비해 기준 온도 차이 이상으로 온도가 상이한 비정상 영역이 있는지 판단하는 영상 판단부를 포함하고, 상기 영상 판단부의 판단 결과가 별도의 디스플레이부에 표시되도록 상기 제어부에 의해 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 지하 관로 결함 검출 시스템을 제공한다.The present invention provides an underground pipeline defect detection system for detecting defects in the pipeline by being put into a pipeline buried underground, comprising: a moving body that is input into the space inside the pipeline and is formed to move along the pipeline; a thermal imaging camera mounted on one side of the moving body and capturing the inside of the conduit whenever the moving body moves by a preset reference shooting distance to generate a thermal image of the inside of the conduit; a controller for controlling operation states of the moving body and the thermal imaging camera; an image analyzer configured to receive a thermal image generated by the thermal imaging camera, map the thermal image information and temperature information, and calculate temperature information corresponding to the thermal image information; and an image determination unit for determining whether there is an abnormal region having a different temperature by more than a reference temperature difference or more from the ambient temperature among the temperature information calculated based on the analysis result by the image analysis unit, wherein the determination result of the image determination unit is separate It provides an underground pipeline defect detection system, characterized in that the operation is controlled by the control unit to be displayed on the display unit.

또한, 상기 지하 관로 결함 검출 시스템은, 상기 영상 판단부에 의해 상기 비정상 영역이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부에 의해 동작 제어된 상기 이동 본체의 이동 거리 및 상기 비정상 영역에 대한 상기 열화상 이미지 상의 위치를 분석하여 상기 비정상 영역에 대한 실제 위치 정보를 산출하는 위치 산출부를 더 포함할 수 있다.In addition, when it is determined by the image determination unit that the abnormal region exists, the underground pipeline defect detection system may include a moving distance of the moving body controlled by the controller and the thermal image for the abnormal region. The method may further include a location calculator configured to analyze the location to calculate actual location information on the abnormal region.

또한, 상기 이동 본체에는 상기 이동 본체가 주행하는 상기 관로의 내측면 상에 상기 이동 본체로부터 전방에 미리 설정된 기준 이격 거리만큼 이격된 지점에 레이저 빔을 조사하는 레이저 포인터가 장착되고, 상기 레이저 빔이 조사되는 위치는 상기 열화상 카메라의 촬영 영역 이내에 위치하도록 설정되고, 상기 위치 산출부는 상기 열화상 카메라에 의해 촬영된 열화상 이미지 상에서 상기 레이저 빔의 위치를 기준으로 상기 비정상 영역에 대한 위치 정보를 산출할 수 있다.In addition, the movable body is equipped with a laser pointer irradiating a laser beam to a point spaced apart from the movable body by a preset reference separation distance in front from the movable body on the inner surface of the conduit through which the movable body travels, and the laser beam is The irradiated position is set to be located within a photographing area of the thermal imaging camera, and the position calculating unit calculates position information on the abnormal region based on the position of the laser beam on the thermal image photographed by the thermal imaging camera. can do.

본 발명에 의하면, 열화상 카메라를 이용하여 관로 내부를 촬영함으로써, 별도의 조명이 없이도 촬영이 가능하고, 관로 내부에 이물질이나 가스 등이 존재하더라도 관로 내부에 대한 촬영이 가능하며, 촬영된 열화상 이미지를 분석하여 관로 내부 결함을 정확하게 분석할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by photographing the inside of the pipe by using a thermal imaging camera, it is possible to take pictures without a separate lighting, and even if foreign substances or gases are present inside the pipe, it is possible to photograph the inside of the pipe, and the taken thermal image By analyzing the image, it has the effect of accurately analyzing the defects inside the pipeline.

또한, 촬영 영역 내의 특정 지점에 레이저 빔을 조사하고, 이를 통해 열화상 이미지 상의 위치를 산출할 수 있도록 함으로써, 열화상 카메라에 의해 촬영된 열화상 이미지를 분석하여 관로 내부의 결함을 검출함은 물론 결함의 위치 또한 정확하게 산출할 수 있는 효과가 있다.In addition, by irradiating a laser beam to a specific point within the imaging area and calculating the position on the thermal image through this, the thermal image captured by the thermal imaging camera is analyzed to detect defects in the pipeline. The location of the defect also has the effect of being able to accurately calculate it.

도 1은 종래 기술에 따른 관로 검사 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 관로 검사 장치의 기능적인 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 관로 결함 검출 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 이미지의 분석 방식을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 관로 결함 검출 시스템의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라를 통해 촬영한 열화상 이미지를 예시적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a pipe inspection apparatus according to the prior art;
Figure 2 is a functional block diagram schematically showing the functional configuration of the pipe inspection apparatus shown in Figure 1;
3 is a diagram schematically showing the configuration of an underground pipeline defect detection system according to an embodiment of the present invention;
4 is a view for explaining an analysis method of a thermal image according to an embodiment of the present invention;
5 is a functional block diagram schematically illustrating a functional configuration of an underground pipeline defect detection system according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram exemplarily showing a thermal image captured by a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 관로 결함 검출 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 이미지의 분석 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 관로 결함 검출 시스템의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라를 통해 촬영한 열화상 이미지를 예시적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically showing the configuration of an underground pipeline defect detection system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram for explaining an analysis method of a thermal image according to an embodiment of the present invention, 5 is a functional block diagram schematically illustrating a functional configuration of an underground pipeline defect detection system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a thermal image taken through a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention. It is a diagram illustrating by way of example.

본 발명의 일 실시예에 따른 지하 관로 결함 검출 시스템은, 열화상 카메라를 이용하여 관로 내부를 촬영하고, 촬영 이미지를 분석하여 관로 내부의 결함을 검출하는 시스템으로, 이동 본체(100)와, 열화상 카메라(200)와, 제어부(400)와, 영상 분석부(610)와, 영상 판단부(620)를 포함하여 구성된다.The underground pipeline defect detection system according to an embodiment of the present invention is a system for photographing the interior of the pipeline using a thermal imaging camera, and analyzing the captured image to detect defects in the pipeline. It is configured to include an image camera 200 , a control unit 400 , an image analysis unit 610 , and an image determination unit 620 .

이동 본체(100)는 관로(10) 내부 공간에 투입되어 관로(10)를 따라 이동할 수 있도록 형성된다. 이러한 이동 본체(100)는 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 예를 들면, 이동 바퀴를 통해 이동 가능한 형태로 형성될 수 있으며, 종래 기술과 같이 기존에 사용하던 이동 본체가 그대로 적용될 수 있다.The movable body 100 is inserted into the inner space of the conduit 10 and is formed to move along the conduit 10 . The moving body 100 may be formed in various forms, for example, may be formed in a form that is movable through a moving wheel, and the existing moving body as in the prior art may be applied as it is.

열화상 카메라(200)는 이동 본체(100)의 일측에 장착되며 이동 본체(100)가 미리 설정된 기준 촬영 거리만큼 이동할 때마다 관로 내부를 촬영하여 관로(10) 내부에 대한 열화상 이미지(IM)를 생성한다. 열화상 카메라(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 이동 본체(100)의 전방에 장착되어 관로(10) 내부를 길이 방향으로 촬영할 수도 있으나, 관로(10) 내부롤 반경 방향으로 촬영하도록 이동 본체(100)의 상하부에 장착될 수도 있다.The thermal imaging camera 200 is mounted on one side of the moving body 100, and whenever the moving body 100 moves by a preset reference shooting distance, the inside of the conduit is photographed to obtain a thermal image (IM) of the inside of the conduit 10 . create The thermal imaging camera 200 is mounted on the front of the moving body 100 as shown in FIG. 3 to photograph the inside of the conduit 10 in the longitudinal direction, but the inner roll of the conduit 10 moves in the radial direction of the moving body. It may be mounted on the upper and lower parts of (100).

이러한 열화상 카메라(200)는 물체에서 방출하는 열복사를 감지하여 다양한 색깔로 시각화하여 보여 주는 카메라로서, 열화상 카메라(200)를 통해 촬영한 열화상 이미지(IM)에는 촬영된 물체에 대한 온도 차이가 색상을 통해 다르게 나타나므로, 다양한 분야에 활용되고 있으며, 열복사 에너지를 감지하여 촬영하므로, 연기가 발생하거나 빛이 없는 어둠속에서도 촬영 대상을 정확하게 촬영할 수 있다.The thermal imaging camera 200 is a camera that detects thermal radiation emitted from an object and visualizes it in various colors. In the thermal imaging image IM taken through the thermal imaging camera 200, the temperature difference of the photographed object is Because color appears differently through color, it is used in various fields, and because it detects thermal radiation energy and shoots, it is possible to accurately photograph a subject even in darkness without smoke or light.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 관로 결함 시스템은, 열화상 카메라(200)를 이용하여 관로 내부를 촬영함으로써, 별도의 조명이 없이도 촬영이 가능하고, 관로 내부에 이물질이나 가스 등이 존재하더라도 관로 내부에 대한 촬영이 가능하며, 촬영된 열화상 이미지를 분석하여 관로 내부 결함을 정확하게 분석할 수 있다.Therefore, in the underground pipeline defect system according to an embodiment of the present invention, by photographing the inside of the pipeline using the thermal imaging camera 200, it is possible to shoot without additional lighting, and there is a foreign substance or gas in the pipeline. Even so, it is possible to take pictures of the inside of the pipe, and by analyzing the captured thermal image, it is possible to accurately analyze the internal defects of the pipe.

제어부(400)는 이동 본체(100) 및 열화상 카메라(200)를 동작 제어한다. 즉, 이동 본체(100)를 관로(10)를 따라 기준 촬영 거리만큼 이동시키고, 이동 본체(100)가 기준 촬영 거리만큼 이동할 때마다 열화상 카메라(200)를 작동시켜 관로(10) 내부를 촬영하도록 할 수 있다.The controller 400 controls the operation of the moving body 100 and the thermal imaging camera 200 . That is, the moving body 100 is moved along the conduit 10 by the reference shooting distance, and whenever the moving body 100 moves by the reference shooting distance, the thermal imaging camera 200 is operated to photograph the inside of the conduit 10 . can make it

영상 분석부(610)는 열화상 카메라(200)에 의해 촬영된 열화상 이미지(IM)를 인가받고, 인가받은 열화상 이미지 정보와 온도 정보를 매핑하여 열화상 이미지 정보에 대응되는 온도 정보를 산출한다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 열화상 이미지에 나타나는 이미지 영역별 색상에 따른 온도 정보를 산출한다.The image analysis unit 610 receives the thermal image (IM) photographed by the thermal imaging camera 200 and maps the received thermal image information and temperature information to calculate temperature information corresponding to the thermal image information. do. That is, as shown in FIG. 6 , temperature information according to the color of each image area appearing in the thermal image is calculated.

영상 판단부(620)는 영상 분석부(610)에 의한 분석 결과를 기초로 산출된 온도 정보 중 주변 온도에 비해 기준 온도 차이 이상으로 온도가 상이한 비정상 영역(S1,S2)이 있는지 여부를 판단한다. 이러한 영상 판단부(620)의 판단 결과는 별도의 디스플레이부(500)에 표시되도록 제어부(400)에 의해 동작 제어된다.The image determination unit 620 determines whether there are abnormal regions S1 and S2 in which the temperature is different than the reference temperature difference or more from the ambient temperature among the temperature information calculated based on the analysis result by the image analysis unit 610 . . The determination result of the image determination unit 620 is controlled by the control unit 400 to be displayed on a separate display unit 500 .

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 관로(10) 내부에 균열과 같은 결함(S1,S2)이 존재하는 경우, 해당 결함(S1,S2) 부위를 통해 외부 가스 또는 물질등이 관로 내부에 유입되는 등의 이유로 결함(S1,S2) 부위는 관로(10) 내부의 다른 영역보다 상대적으로 온도가 낮게 되는데, 이러한 이유로, 열화상 카메라(200)를 통해 촬영한 열화상 이미지(IM)에는 해당 결함(S1,S2) 부위가 주변 영역의 온도에 비해 기준 온도 차이 이상으로 온도가 낮게 된다. 영상 판단부(620)에서는 이러한 영역을 비정상 영역(S1,S2)으로 추출한다.For example, as shown in FIG. 3 , when defects S1 and S2 such as cracks exist inside the conduit 10 , external gas or material enters the conduit through the corresponding defect S1 and S2. For reasons such as inflow, the defect (S1, S2) portion has a relatively lower temperature than other areas inside the conduit 10. For this reason, the thermal image IM taken through the thermal imaging camera 200 corresponds to The temperature of the defect (S1, S2) area is lower than the reference temperature difference compared to the temperature of the surrounding area. The image determination unit 620 extracts these regions as abnormal regions S1 and S2.

이와 같이 열화상 이미지(IM) 상에 나타나는 비정상 영역(S1,S2)은 관로(10) 내부의 결함(S1,S2)을 나타내는 것이므로, 열화상 이미지(IM)에 비정상 영역(S1,S2)이 검출되면, 이를 디스플레이부(500)에 표시하여 관로(10) 내부에 결함(S1,S2)이 존재함을 표시할 수 있다.As described above, the abnormal regions S1 and S2 appearing on the thermal image IM indicate defects S1 and S2 inside the conduit 10 , so the abnormal regions S1 and S2 appear on the thermal image IM. When detected, this may be displayed on the display unit 500 to indicate that the defects S1 and S2 exist in the conduit 10 .

이때, 영상 판단부(620)에 의해 비정상 영역(S1,S2)이 있는 것으로 판단된 경우, 제어부(400)에 의해 동작 제어된 이동 본체(100)의 이동 거리 및 비정상 영역(S1,S2)에 대한 열화상 이미지(IM) 상의 위치를 분석하여 비정상 영역(S1,S2)에 대한 실제 위치 정보를 산출하기 위해 위치 산출부(630)가 구비될 수 있다.At this time, when it is determined by the image determination unit 620 that the abnormal regions S1 and S2 exist, the movement distance of the moving body 100 controlled by the control unit 400 and the abnormal regions S1 and S2 are A position calculator 630 may be provided to analyze the position on the thermal image IM of the DPRK to calculate actual position information on the abnormal regions S1 and S2 .

또한, 이동 본체(100)에는 이동 본체(100)가 주행하는 관로(10)의 내측면 상에 이동 본체(100)로부터 전방에 미리 설정된 기준 이격 거리(L1)만큼 이격된 지점(P)에 레이저 빔을 조사하는 레이저 포인터(300)가 장착되고, 레이저 빔이 조사되는 위치는 열화상 카메라(200)의 촬영 영역 이내에 위치하도록 설정되고, 위치 산출부(630)는 열화상 카메라(200)에 의해 촬영된 열화상 이미지(IM) 상에서 레이저 빔의 위치를 기준으로 비정상 영역(S1,S2)에 대한 위치 정보를 산출하도록 구성될 수 있다.In addition, the movable body 100 has a laser at a point P spaced apart from the movable body 100 by a preset reference separation distance L1 in front of the moving body 100 on the inner surface of the conduit 10 through which the movable body 100 travels. A laser pointer 300 for irradiating a beam is mounted, a position to which the laser beam is irradiated is set to be located within a photographing area of the thermal imaging camera 200 , and the position calculating unit 630 is configured by the thermal imaging camera 200 . It may be configured to calculate position information on the abnormal regions S1 and S2 based on the position of the laser beam on the captured thermal image IM.

이때, 열화상 카메라(200)의 촬영 영역은 이동 본체(100)로부터 L2만큼 이격된 위치부터 시작된다고 하면, 촬영 영역 시작 지점으로부터 레이저 빔의 조사 지점(P)까지의 거리 L3를 알 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 열화상 이미지(IM) 상에서 나타나는 레이저 빔의 조사 지점(P)에 대한 거리(L3')은 비례 관계를 통해 알 수 있는 값이므로, 열화상 이미지(IM) 상에서 나타나는 결함(S1,S2)의 위치(X1,X2)는 L3:L3'의 비례 관계를 적용하여 실제 위치를 산출할 수 있다.In this case, assuming that the imaging area of the thermal imaging camera 200 starts from a position spaced apart by L2 from the moving body 100 , the distance L3 from the starting point of the imaging area to the irradiation point P of the laser beam can be known. Therefore, as shown in FIG. 4 , the distance L3 ′ to the irradiation point P of the laser beam appearing on the thermal image IM is a value that can be known through a proportional relationship, so that on the thermal image IM The positions (X1, X2) of the defects (S1, S2) appearing can be calculated by applying the proportional relationship of L3:L3' to calculate the actual position.

이러한 과정을 통해 관로 내부의 결함(S1,S2)을 검출함은 물론 결함(S1,S2)의 위치 또한 정확하게 산출할 수 있다.Through this process, it is possible to not only detect the defects S1 and S2 in the pipeline, but also accurately calculate the positions of the defects S1 and S2.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 관로
100: 이동 본체
200: 열화상 카메라
300: 레이저 포인터
400: 제어부
500: 디스플레이부
610: 영상 분석부
620: 영상 판단부
630: 위치 산출부10: pipeline
100: mobile body
200: thermal imaging camera
300: laser pointer
400: control unit
500: display unit
610: image analysis unit
620: image determination unit
630: position calculation unit

Claims (3)

지하에 매립된 관로 내에 투입되어 상기 관로에 대한 결함을 검출하는 지하 관로 결함 검출 시스템에 있어서,
상기 관로 내부 공간에 투입되어 상기 관로를 따라 이동할 수 있도록 형성되는 이동 본체;
상기 이동 본체의 일측에 장착되며 상기 이동 본체가 미리 설정된 기준 촬영 거리만큼 이동할 때마다 상기 관로 내부를 촬영하여 상기 관로 내부에 대한 열화상 이미지를 생성하는 열화상 카메라;
상기 이동 본체 및 열화상 카메라의 작동 상태를 동작 제어하는 제어부;
상기 열화상 카메라에 의해 생성된 열화상 이미지를 인가받고, 인가받은 열화상 이미지 정보와 온도 정보를 매핑하여 상기 열화상 이미지 정보에 대응되는 온도 정보를 산출하는 영상 분석부; 및
상기 영상 분석부에 의한 분석 결과를 기초로 산출된 온도 정보 중 주변 온도에 비해 기준 온도 차이 이상으로 온도가 상이한 비정상 영역이 있는지 판단하는 영상 판단부
를 포함하고, 상기 영상 판단부의 판단 결과가 별도의 디스플레이부에 표시되도록 상기 제어부에 의해 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 지하 관로 결함 검출 시스템.
In the underground pipeline defect detection system for detecting defects in the pipeline by being put into the pipeline buried underground,
a moving body which is input into the inner space of the conduit and is formed to move along the conduit;
a thermal imaging camera mounted on one side of the moving body and generating a thermal image of the inside of the conduit by photographing the inside of the conduit whenever the moving body moves by a preset reference shooting distance;
a controller for controlling operation states of the moving body and the thermal imaging camera;
an image analyzer configured to receive a thermal image generated by the thermal imaging camera, map the thermal image information and temperature information, and calculate temperature information corresponding to the thermal image information; and
An image determination unit that determines whether there is an abnormal region having a different temperature by more than a reference temperature difference compared to the ambient temperature among the temperature information calculated based on the analysis result by the image analysis unit
and, an underground pipeline defect detection system, characterized in that the operation is controlled by the control unit so that the determination result of the image determination unit is displayed on a separate display unit.
 제 1 항에 있어서,
상기 영상 판단부에 의해 상기 비정상 영역이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부에 의해 동작 제어된 상기 이동 본체의 이동 거리 및 상기 비정상 영역에 대한 상기 열화상 이미지 상의 위치를 분석하여 상기 비정상 영역에 대한 실제 위치 정보를 산출하는 위치 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 관로 결함 검출 시스템.
The method of claim 1,
When it is determined by the image determination unit that there is the abnormal region, the movement distance of the moving body controlled by the control unit and the position on the thermal image with respect to the abnormal region are analyzed and the actual information for the abnormal region is analyzed. Underground pipeline defect detection system, characterized in that it further comprises a location calculator for calculating location information.
 제 2 항에 있어서,
상기 이동 본체에는 상기 이동 본체가 주행하는 상기 관로의 내측면 상에 상기 이동 본체로부터 전방에 미리 설정된 기준 이격 거리만큼 이격된 지점에 레이저 빔을 조사하는 레이저 포인터가 장착되고,
상기 레이저 빔이 조사되는 위치는 상기 열화상 카메라의 촬영 영역 이내에 위치하도록 설정되고,
상기 위치 산출부는 상기 열화상 카메라에 의해 촬영된 열화상 이미지 상에서 상기 레이저 빔의 위치를 기준으로 상기 비정상 영역에 대한 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 지하 관로 결함 검출 시스템.

3. The method of claim 2,
The movable body is equipped with a laser pointer irradiating a laser beam to a point spaced apart from the movable body by a preset reference separation distance in front of the movable body on the inner surface of the conduit through which the movable body travels,
The position to which the laser beam is irradiated is set to be located within the photographing area of the thermal imaging camera,
The position calculator calculates the position information of the abnormal region on the basis of the position of the laser beam on the thermal image taken by the thermal imaging camera.
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KR100828308B1 (en) 2006-11-06 2008-05-08 류재용 Device for detecting deflection of an underground conduit

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