KR20220001300A - 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법 - Google Patents

카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220001300A
KR20220001300A KR1020200079490A KR20200079490A KR20220001300A KR 20220001300 A KR20220001300 A KR 20220001300A KR 1020200079490 A KR1020200079490 A KR 1020200079490A KR 20200079490 A KR20200079490 A KR 20200079490A KR 20220001300 A KR20220001300 A KR 20220001300A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mechanical device
axis
frequency characteristic
camera
distance measuring
Prior art date
Application number
KR1020200079490A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102392900B1 (ko
Inventor
이상준
Original Assignee
주식회사 화인
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 화인 filed Critical 주식회사 화인
Priority to KR1020200079490A priority Critical patent/KR102392900B1/ko
Publication of KR20220001300A publication Critical patent/KR20220001300A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102392900B1 publication Critical patent/KR102392900B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/03—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring coordinates of points

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 카메라를 이용하여 기계 장치의 X, Y축 진동을 측정하고, 거리측정센서를 이용하여 기계장치의 Z축 진동을 측정함으로써 운전중인 소정 기계 장치의 진동을 3차원적으로 측정하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제 1 실시예인 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법은,
상기 기계 장치의 X 및 Y축 변이를 측정하기 위하여
(a-1) 카메라를 통하여 측정 대상인 기계 장치의 영상을 획득하는 단계;
(a-2) 상기 영상 속 상기 기계 장치에 대하여 코너 검출법을 실시하여 상기 기계 장치를 특정하기 위한 복수개의 특징 위치를 추출하는 단계;
(a-3) 상기 특징 위치들의 변이를 측정하는 단계;
(a-4) 상기 특징 위치들의 변이를 X축 및 Y축 변이로 구분하는 단계;
(a-5) 상기 특징 위치들의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 구하는 단계;
(a-6) 상기 X축 변이 평균치와 상기 Y축 변이 평균치를 실시간으로 표시하는 단계를 실시하며,
상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하기 위하여
(b-1) 비운전 상태에서 상기 기계 장치의 소정 위치에 대하여 거리측정센서에서 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 1 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 배경 주파수를 분석하는 과정을 적어도 한번 이상 실시하여 상기 배경 주파수 특성을 구하는 단계;
(b-2) 상기 단계 (b-1) 후 상기 기계 장치를 운전 상태로 유지한 상태에서, 상기 거리측정센서에서 상기 기계 장치의 상기 소정 위치에 대하여 상기 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 2 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 전경 주파수 특성을 분석하는 단계;
(b-3) 상기 배경 주파수 특성과 상기 전경 주파수 특성의 차이인 차 주파수 특성을 계산하여 상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하는 단계;
(b-4) 상기 Z축 변이를 실시간으로 표시하는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 "카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법"을 사용하는 경우 진동하는 기계 장치의 마모나 변형 정도를 실시간으로 파악할 수 있다는 이점이 있다

Description

카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법{3D measurement method of mechanical vibration using camera and distance sensor}
본 발명은 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 카메라를 이용하여 기계 장치의 X, Y축 진동을 측정하고, 거리측정센서를 이용하여 기계장치의 Z축 진동을 측정함으로써 운전중인 소정 기계 장치의 진동을 3차원적으로 측정하는 방법에 관한 것이다.
기계 장치는 회전 등에 의하여 진동이 발생하고, 이 진동에 의하여 기계 장치의 지속적인 변형이 발생하거나 고장의 원인이 된다.
회전하는 기계 장치는 또한 마모가 발생하여 진동을 유발한다.
이때, 기계 장치의 특정 위치의 진동을 측정하여 기계 장치의 마모 상태를 분석할 수 있다.
종래에는 진동을 측정하기 위하여 진동 센서를 기계 장치에 부착하여 진동을 측정하기 때문에 진동 센서를 위한 별도의 전원 공급이 필요하고 별도의 전원선과 신호선을 연결하여야 하는 문제가 있었다.
또한 진동 센서는 기계 장치의 진동에 의하여 센서가 오작동하는 상황도 발생하는 문제가 있었다.
1. 특허출원번호 : 10-2014-0078067, 발명의 명칭 : "카메라 이미지를 이용한 진동변위 측정방법"
본 발명은 카메라와 거리 측정 센서를 활용하여 기계 장치의 3차원 진동을 측정하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 카메라를 활용하여 상하, 좌우 진동(X축, Y축 진동)을 측정하고, 거리 측정 센서를 이용하여 기계 장치의 진동(Z축 진동)을 측정하고자 한다.
본 발명에 따른 제 1 실시예인 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법은,
상기 기계 장치의 X 및 Y축 변이를 측정하기 위하여
(a-1) 카메라를 통하여 측정 대상인 기계 장치의 영상을 획득하는 단계;
(a-2) 상기 영상 속 상기 기계 장치에 대하여 코너 검출법을 실시하여 상기 기계 장치를 특정하기 위한 복수개의 특징 위치를 추출하는 단계;
(a-3) 상기 특징 위치들의 변이를 측정하는 단계;
(a-4) 상기 특징 위치들의 변이를 X축 및 Y축 변이로 구분하는 단계;
(a-5) 상기 특징 위치들의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 구하는 단계;
(a-6) 상기 X축 변이 평균치와 상기 Y축 변이 평균치를 실시간으로 표시하는 단계를 실시하며,
상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하기 위하여
(b-1) 비운전 상태에서 상기 기계 장치의 소정 위치에 대하여 거리측정센서에서 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 1 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 배경 주파수를 분석하는 과정을 적어도 한번 이상 실시하여 상기 배경 주파수 특성을 구하는 단계;
(b-2) 상기 단계 (b-1) 후 상기 기계 장치를 운전 상태로 유지한 상태에서, 상기 거리측정센서에서 상기 기계 장치의 상기 소정 위치에 대하여 상기 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 2 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 전경 주파수 특성을 분석하는 단계;
(b-3) 상기 배경 주파수 특성과 상기 전경 주파수 특성의 차이인 차 주파수 특성을 계산하여 상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하는 단계;
(b-4) 상기 Z축 변이를 실시간으로 표시하는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 한다
본 발명의 제 2 실시예인 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법은,
카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법으로서,
상기 기계 장치의 X 및 Y축 변이를 측정하기 위하여
(a-1) 카메라를 통하여 측정 대상인 기계 장치의 영상을 획득하는 단계;
(a-2) 상기 영상 속 상기 기계 장치에 대하여 코너 검출법을 실시하여 상기 기계 장치를 특정하기 위한 복수개의 특징 위치를 추출하는 단계;
(a-3) 상기 특징 위치들의 변이를 측정하는 단계;
(a-4) 상기 기계 장치를 복수개의 영역으로 구분하는 단계;
(a-5) 상기 복수개의 각 영역 내의 특징 위치들의 변이를 X축 및 Y축 변이로 구분하는 단계;
(a-6) 상기 각 영역에 포함되어 있는 상기 특징 위치들의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 구하는 단계;
(a-7) 상기 각 영역의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 합산하여 최종 X축 변이 평균치와 최종 Y축 변이 평균치를 각기 구하는 단계
(a-8) 상기 최종 X축 변이 평균치와 상기 최종 Y축 변이 평균치를 실시간으로 표시하는 단계를 실시하며,
상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하기 위하여
(b-1) 비운전 상태에서 상기 기계 장치의 소정 위치에 대하여 거리측정센서에서 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 1 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 배경 주파수를 분석하는 과정을 적어도 한번 이상 실시하여 상기 배경 주파수 특성을 구하는 단계;
(b-2) 상기 단계 (b-1) 후 상기 기계 장치를 운전 상태로 유지한 상태에서, 상기 거리측정센서에서 상기 기계 장치의 상기 소정 위치에 대하여 상기 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 2 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 전경 주파수 특성을 분석하는 단계;
(b-3) 상기 배경 주파수 특성과 상기 전경 주파수 특성의 차이인 차 주파수 특성을 계산하여 상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하는 단계;
(b-4) 상기 Z축 변이를 실시간으로 표시하는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 한다
본 발명에서 제안하는 "카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법"을 사용하는 경우 진동하는 기계 장치의 마모나 변형 정도를 실시간으로 파악할 수 있다는 이점이 있다
도 1은 본 발명에서 제안하는 "카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법"을 설명하는 기능 블록도이다.
도 2는 카메라의 영상을 분석하여 X, Y축 진동을 측정하는 방법을 설명하는 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 거리측정센서를 활용하여 기계 장치의 Z축 진동을 측정하는 방법을 설명하는 기능 블록도이다.
도 4는 UWB의 광대역 특성을 보여주는 도면이다
이하, 도면 등을 참조하여 본 발명에서 제안하는 "카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법"에 대하여 설명하기로 한다
도 1은 본 발명에서 제안하는 "카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법"을 설명하는 기능 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법을 실시하기 위하여, CCTV와 같은 영상촬영장치인 카메라, 거리측정센서, 3차원 변이 측정 장치, 그리고 상태 분석 및 경보 장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 카메라는 진동하는 기계 장치의 X축, Y 축 변이 측정을 위한 영상을 제공하며, 기계 장치로부터 소정 거리 거리측정센서는 Z축 변이 측정을 위하여 소정 주파수대의 무선 신호(예컨대, Ultra wide band signal)를 송수신할 수 있다
다음, 도 1에 도시된 본 발명의 3차원변이 측정 장치는 카메라에 의하여 촬영된 영상과 거리측성센서를 통하여 수신된 무선신호를 분석하여 진동하는 기계장치의 X, Y, Z축 변이를 계산한다.
마지막으로, 본 발명의 상태분석 및 경보 장치는 3차원변이 측정 장치에 의하여 계산된 X, Y, Z 축 변이에 대하여 주파수특성 분석, 기계학습(SVM, 딥러닝 등) 등을 적용하여 진동하는 기계장치의 기계 마모 상태 등을 추정하고, 이를 근거로 단계별 경보 또는 상태 정보를 전파할 수 있다.
이하에서는 본 발명에서 제안하는 "카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법" 중에서 (1) 카메라를 활용하여 기계 장치의 X, Y축 진동을 측정하는 방법과 (2) 거리측정센서를 활용하여 기계 장치의 Z축 진동을 측정하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
(1) 카메라를 활용하여 기계 장치의 X, Y축 진동을 측정하는 방법
도 2는 카메라의 영상을 분석하여 X, Y축 진동을 측정하는 방법을 설명하는 기능 블록도이다.
먼저, 카메라에 의하여 촬영되는 기계 장치의 영상으로부터 코너 검출을 수행하여 기계 장치의 특징 위치를 추출한다. 코너 검출에 의하여 추출되는 특정 위치는 포인트로 특정되게 된다
다음, 진동하는 기계 장치의 영상에 포함되어 있는 특징 위치의 모션 벡터(움직임 벡터)를 추출한다. 도면에서 파란색으로 표시된 각 부분들은 특징 위치에 대응하는 모션 벡터의 최대치를 각각 나타낸다. 참고로, 모션벡터를 추출하는 방법은 당업계에 알려진 다양한 모션 벡터 추출 알고리즘을 적용할 수 있을 것이다 본 발명의 경우 Farneback's Algorithm 을 사용하였다.
모션 벡터의 X, Y 축 변이 계산을 위해 기계 장치에 대하여 임의로 설정하는 소정 블록 영역내의 모션 벡터를 추출한 다음, 각 블록 영역내에서 모션 벡터를 X, Y축으로 분리함으로써 진동하는 기계 장치 각 부분의 X, Y 축 변이를 계산하였다(참고로, 본 발명에 있어서, 모션 벡터의 X, Y 축 변이 계산을 위해 기계 장치에 대하여 임의로 설정하는 소정 블록 영역내의 모션 벡터를 추출한 후, 전술한 과정을 수행할 수도 있으며, 모션 벡터 추출 후 소정 블록 영역을 선택한 후 X, Y 축 변이의 평균치를 계산할 수도 있을 것이다.)
그리고, 본 발명에서는 측정 오차를 줄이기 위하여 각 블록 영역 내의 X, Y축 변이의 평균치를 계산한 후 이들을 모두 합산하여 진동하는 기계 장치 전체에 대한 X, Y축 변이의 평균치를 계산한다
이러한 과정을 거쳐 본 발명에서는 진동하는 기계 장치의 각 영역별 X축 및 Y축 변이를 실시간으로 계산할 수 있음은 물론 기계 장치 전체의 X축 및 Y축 변이 평균치를 실시간으로 계산할 수 있었다
한편, 모션 벡터의 X, Y 축 변이 계산을 위해 기계 장치에 대하여 임의로 설정하는 소정 블록 영역을 설정하지 않고, 기계 장치에 대한 전체 모션 벡터를 추출한 다음, 각 모션 벡터를 X, Y축으로 각각 분리한 후 의 X, Y축 변이의 전체 평균치를 계산한 후 이들을 모두 합산하여 진동하는 기계 장치 전체에 대한 X, Y축 변이의 평균치를 계산할 수도 있다
즉, 본 발명의 실시에 있어, 블록 영역을 대상으로 X, Y 축 변이의 평균치를 합산하여 최종 X, Y 축 변이를 실시간으로 계산할 수 있으며, 블록 영역 지정없이 X, Y 축 변이의 평균치를 계산할 수 있을 것이다.
도 2의 변위 그래프는 X축 변이와 Y 축 변이를 나타내며, 가로축은 시간축으로 단위는 [ms]이다.
도면에서 알 수 있듯이, 진동하는 기계 장치의 X, Y 축 변이를 실시간으로 볼 수 있다
(2) 거리측정센서를 활용하여 기계 장치의 Z축 진동을 측정하는 방법
도 3은 본 발명에서 제안하는 거리측정센서를 활용하여 기계 장치의 Z축 진동을 측정하는 방법을 설명하는 기능 블록도이다.
먼저, 기계장치 주변환경의 주파수 특성을 분석하기 위하여 기계 장치를 운전하지 않는 상태에서 거리측정센서를 활용하여 무선신호를 송신하고 반사되는 신호를 수신하여 기계장치 주변환경의 주파수 특성 즉, 배경 주파수 특성
Figure pat00001
를 측정한다.
참고로, 배경 주파수 특성 분석을 위하여 수 차례 무선신호의 송신과 반사신호 수신을 수행하여 평균을 통하여 배경 주파수 특성을 추정할 수도 있다. 또한 이 과정에 수 분이 소요될 수 있다.
다음, 배경 주파수 특성을 분석한 후 기계장치 운전을 시작한다.
기계장치 운전을 할 때, 배경 주파수 특성 분석과 같은 방법으로 거리측정센서를 활용하여 무선 신호를 송신하고 기계장치로부터 반사되는 신호를 측정하고, 전경 주파수분석
Figure pat00002
을 한다.
다음, 배경주파수 특성
Figure pat00003
과 전경 주파수 특성
Figure pat00004
의 차이로부터 차 주파수 특성
Figure pat00005
를 계산한다.
진동하는 기계 장치의 경우 거리측정센서에서 송출되는 신호의 송수신 시간에 차이가 발생하고 이는 수신되는 신호의 주파수 특성 변화를 초래한다
따라서, 전파 전달 속도와 차 주파수 특성으로부터 거리를 계산하고 이 거리를 변이를 통하여 Z 축 진동을 측정할 수 있다.
(3) Z-축 변이 측정을 위한 거리 측정 과정
배경 주파수 특성을 분석하기 위하여 거리측정센서로부터 송신되는 무선 신호와 반사되는 신호 또는 거리측정센서와 기계 장치 간의 거리, 즉 Z-축 방향으로 변이를 측정하기 위하여 송신하는 무선신호와 반사되는 신호의 예는 도 4에 도시되어 있으며, 도 5는 Z-축 변이 측정을 위한 흐름도와 변이 결과 예시도이다.
도 4에서 알 수 있듯이, 기계 장치의 소정 위치로 송신된 무선 신호와 그로부터 반사된 신호의 패턴에 차이가 있음을 알 수 있다
송신되는 무선 신호가 동일하더라도 정지 상태의 기계 장치에서 반사되는 배경 주파수 특성과 동작 상태의 기계 장치에서 반사되는 전경 주파수 특성은 상이하다. 또한 기계 장치의 진동 특성에 따라 반사되는 전경 주파수 특성도 달라진다.
수신 신호에 대하여 구현 실시예는 도 5와 같은 과정으로 거리를 측정한다. 구현 실시예에서는 수신 신호에 대하여 23.328 GHz 로 샘플링을 한다.
송신하여 수신되는 신호를 계산량을 고려하여 1 프레임 당 1,536 샘플을 표본화(샘플링) 하고 주파수 변환을 통하여 주파수 빈(bin)을 얻는다.
구현 예의 샘플링 주파수를 기준으로 펄스 반복 간격(pulse repetition interval)은
Figure pat00006
이 된다.
거리,
Figure pat00007
으로 계산된다. 즉 주파수 영역에서 1,535 빈은 센서로부터 특정 물체까지의 거리가 약 9.9 m 가 되는 것을 의미한다.
구현 예에서는 계산량을 고려하여 주파수 빈을 1/8로 변환하여 192 빈으로 변환하고 이중에서 180 빈에 대한 주파수 특성 분석하고 거리를 측정한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법은 카메라를 활용하여 소정 거리에 이격되어 있는 진동하는 기계 장치의 X, Y축 변이를 측정하고, 거리측정센서를 활용하여 진동하는 기계 장치의 Z 축 변이를 실시간으로 계산할 수 있다.
지금까지 설명한 본 발명의 기술적 사상을 요약하여 정리하면 다음과 같다
본 발명에 따른 제 1 실시예인 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법은,
상기 기계 장치의 X 및 Y축 변이를 측정하기 위하여
(a-1) 카메라를 통하여 측정 대상인 기계 장치의 영상을 획득하는 단계;
(a-2) 상기 영상 속 상기 기계 장치에 대하여 코너 검출법을 실시하여 상기 기계 장치를 특정하기 위한 복수개의 특징 위치를 추출하는 단계;
(a-3) 상기 특징 위치들의 변이를 측정하는 단계;
(a-4) 상기 특징 위치들의 변이를 X축 및 Y축 변이로 구분하는 단계;
(a-5) 상기 특징 위치들의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 구하는 단계;
(a-6) 상기 X축 변이 평균치와 상기 Y축 변이 평균치를 실시간으로 표시하는 단계를 실시하며,
상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하기 위하여
(b-1) 비운전 상태에서 상기 기계 장치의 소정 위치에 대하여 거리측정센서에서 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 1 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 배경 주파수를 분석하는 과정을 적어도 한번 이상 실시하여 상기 배경 주파수 특성을 구하는 단계;
(b-2) 상기 단계 (b-1) 후 상기 기계 장치를 운전 상태로 유지한 상태에서, 상기 거리측정센서에서 상기 기계 장치의 상기 소정 위치에 대하여 상기 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 2 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 전경 주파수 특성을 분석하는 단계;
(b-3) 상기 배경 주파수 특성과 상기 전경 주파수 특성의 차이인 차 주파수 특성을 계산하여 상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하는 단계;
(b-4) 상기 Z축 변이를 실시간으로 표시하는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 한다
본 발명의 제 2 실시예인 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법은,
카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법으로서,
상기 기계 장치의 X 및 Y축 변이를 측정하기 위하여
(a-1) 카메라를 통하여 측정 대상인 기계 장치의 영상을 획득하는 단계;
(a-2) 상기 영상 속 상기 기계 장치에 대하여 코너 검출법을 실시하여 상기 기계 장치를 특정하기 위한 복수개의 특징 위치를 추출하는 단계;
(a-3) 상기 특징 위치들의 변이를 측정하는 단계;
(a-4) 상기 기계 장치를 복수개의 영역으로 구분하는 단계;
(a-5) 상기 복수개의 각 영역 내의 특징 위치들의 변이를 X축 및 Y축 변이로 구분하는 단계;
(a-6) 상기 각 영역에 포함되어 있는 상기 특징 위치들의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 구하는 단계;
(a-7) 상기 각 영역의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 합산하여 최종 X축 변이 평균치와 최종 Y축 변이 평균치를 각기 구하는 단계
(a-8) 상기 최종 X축 변이 평균치와 상기 최종 Y축 변이 평균치를 실시간으로 표시하는 단계를 실시하며,
상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하기 위하여
(b-1) 비운전 상태에서 상기 기계 장치의 소정 위치에 대하여 거리측정센서에서 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 1 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 배경 주파수를 분석하는 과정을 적어도 한번 이상 실시하여 상기 배경 주파수 특성을 구하는 단계;
(b-2) 상기 단계 (b-1) 후 상기 기계 장치를 운전 상태로 유지한 상태에서, 상기 거리측정센서에서 상기 기계 장치의 상기 소정 위치에 대하여 상기 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 2 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 전경 주파수 특성을 분석하는 단계;
(b-3) 상기 배경 주파수 특성과 상기 전경 주파수 특성의 차이인 차 주파수 특성을 계산하여 상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하는 단계;
(b-4) 상기 Z축 변이를 실시간으로 표시하는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 한다
따라서 본 발명에서 제안하는 방법을 사용하여 기계 장치의 진동 특성을 분석하는 경우 안정된 상태에서 해당 기계 장치의 마모 특성을 파악할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법으로서,
    상기 기계 장치의 X 및 Y축 변이를 측정하기 위하여
    (a-1) 카메라를 통하여 측정 대상인 기계 장치의 영상을 획득하는 단계;
    (a-2) 상기 영상 속 상기 기계 장치에 대하여 코너 검출법을 실시하여 상기 기계 장치를 특정하기 위한 복수개의 특징 위치를 추출하는 단계;
    (a-3) 상기 특징 위치들의 변이를 측정하는 단계;
    (a-4) 상기 특징 위치들의 변이를 X축 및 Y축 변이로 구분하는 단계;
    (a-5) 상기 특징 위치들의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 구하는 단계;
    (a-6) 상기 X축 변이 평균치와 상기 Y축 변이 평균치를 실시간으로 표시하는 단계를 실시하며,
    상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하기 위하여
    (b-1) 비운전 상태에서 상기 기계 장치의 소정 위치에 대하여 거리측정센서에서 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 1 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 배경 주파수를 분석하는 과정을 적어도 한번 이상 실시하여 상기 배경 주파수 특성을 구하는 단계;
    (b-2) 상기 단계 (b-1) 후 상기 기계 장치를 운전 상태로 유지한 상태에서, 상기 거리측정센서에서 상기 기계 장치의 상기 소정 위치에 대하여 상기 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 2 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 전경 주파수 특성을 분석하는 단계;
    (b-3) 상기 배경 주파수 특성과 상기 전경 주파수 특성의 차이인 차 주파수 특성을 계산하여 상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하는 단계;
    (b-4) 상기 Z축 변이를 실시간으로 표시하는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 하는 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법.
  2. 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법으로서,
    상기 기계 장치의 X 및 Y축 변이를 측정하기 위하여
    (a-1) 카메라를 통하여 측정 대상인 기계 장치의 영상을 획득하는 단계;
    (a-2) 상기 영상 속 상기 기계 장치에 대하여 코너 검출법을 실시하여 상기 기계 장치를 특정하기 위한 복수개의 특징 위치를 추출하는 단계;
    (a-3) 상기 특징 위치들의 변이를 측정하는 단계;
    (a-4) 상기 기계 장치를 복수개의 영역으로 구분하는 단계;
    (a-5) 상기 복수개의 각 영역 내의 특징 위치들의 변이를 X축 및 Y축 변이로 구분하는 단계;
    (a-6) 상기 각 영역에 포함되어 있는 상기 특징 위치들의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 구하는 단계;
    (a-7) 상기 각 영역의 X축 변이 평균치와 Y축 변이 평균치를 합산하여 최종 X축 변이 평균치와 최종 Y축 변이 평균치를 각기 구하는 단계
    (a-8) 상기 최종 X축 변이 평균치와 상기 최종 Y축 변이 평균치를 실시간으로 표시하는 단계를 실시하며,
    상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하기 위하여
    (b-1) 비운전 상태에서 상기 기계 장치의 소정 위치에 대하여 거리측정센서에서 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 1 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 배경 주파수를 분석하는 과정을 적어도 한번 이상 실시하여 상기 배경 주파수 특성을 구하는 단계;
    (b-2) 상기 단계 (b-1) 후 상기 기계 장치를 운전 상태로 유지한 상태에서, 상기 거리측정센서에서 상기 기계 장치의 상기 소정 위치에 대하여 상기 무선 신호를 송신한 후 반사되는 제 2 반사 신호를 수신하여 상기 기계 장치의 전경 주파수 특성을 분석하는 단계;
    (b-3) 상기 배경 주파수 특성과 상기 전경 주파수 특성의 차이인 차 주파수 특성을 계산하여 상기 기계 장치의 Z축 변이를 측정하는 단계;
    (b-4) 상기 Z축 변이를 실시간으로 표시하는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 하는 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법.
KR1020200079490A 2020-06-29 2020-06-29 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법 KR102392900B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200079490A KR102392900B1 (ko) 2020-06-29 2020-06-29 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200079490A KR102392900B1 (ko) 2020-06-29 2020-06-29 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220001300A true KR20220001300A (ko) 2022-01-05
KR102392900B1 KR102392900B1 (ko) 2022-05-02

Family

ID=79348981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200079490A KR102392900B1 (ko) 2020-06-29 2020-06-29 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102392900B1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101130482B1 (ko) * 2011-07-07 2012-03-27 순천대학교 산학협력단 사진측량을 이용한 구조물 진동의 3차원 측정 방법
KR20120131600A (ko) * 2011-05-26 2012-12-05 한국전기안전공사 레이저를 이용한 중전기기의 3차원 진동 측정 장치 및 방법
KR20140078067A (ko) 2012-12-15 2014-06-25 권우영 행성벌래기어 감속기
US20140260523A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Honeywell International Inc. Radar-based vibration sensor self-calibration method
KR101742057B1 (ko) * 2017-04-17 2017-05-31 엘아이지넥스원 주식회사 밀리미터파 탐색기용 목표 표적의 거리 측정 방법
KR101754236B1 (ko) * 2016-10-27 2017-07-05 엘아이지넥스원 주식회사 자체 검사를 수행할 수 있는 밀리미터파 탐색기
CN107271025A (zh) * 2017-06-20 2017-10-20 福州大学 一种转轴三维振动同步测量的装置及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120131600A (ko) * 2011-05-26 2012-12-05 한국전기안전공사 레이저를 이용한 중전기기의 3차원 진동 측정 장치 및 방법
KR101130482B1 (ko) * 2011-07-07 2012-03-27 순천대학교 산학협력단 사진측량을 이용한 구조물 진동의 3차원 측정 방법
KR20140078067A (ko) 2012-12-15 2014-06-25 권우영 행성벌래기어 감속기
US20140260523A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Honeywell International Inc. Radar-based vibration sensor self-calibration method
KR101754236B1 (ko) * 2016-10-27 2017-07-05 엘아이지넥스원 주식회사 자체 검사를 수행할 수 있는 밀리미터파 탐색기
KR101742057B1 (ko) * 2017-04-17 2017-05-31 엘아이지넥스원 주식회사 밀리미터파 탐색기용 목표 표적의 거리 측정 방법
CN107271025A (zh) * 2017-06-20 2017-10-20 福州大学 一种转轴三维振动同步测量的装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102392900B1 (ko) 2022-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11389956B2 (en) System, method and product for utilizing prediction models of an environment
CN102301212B (zh) 对象振动特性的测量
US9262840B2 (en) Optical non-contacting apparatus for shape and deformation measurement of vibrating objects using image analysis methodology
US11385133B2 (en) Vibration and noise mapping system and method
KR102315535B1 (ko) 공작 기계 설비의 회전 각도 결정 방법 및 장치
US20160187454A1 (en) System and method for separating sound and condition monitoring system and mobile phone using the same
WO2014114364A1 (en) A system for localizing sound source and the method therefor
CN108593087A (zh) 一种薄壁件工作模态参数确定方法及系统
EP2525238B1 (en) Velocity/distance detection system, velocity/distance detection apparatus, and velocity/distance detection method
TWI481892B (zh) 脈波雷達測距裝置及其測距演算法
CN116148801B (zh) 一种基于毫米波雷达的目标检测方法及系统
CN207751939U (zh) 一种集装箱检测仪
KR102392900B1 (ko) 카메라와 거리측정센서를 활용한 기계 장치 진동의 3차원 측정 방법
CN114187330A (zh) 一种基于光流法的结构微幅振动工作模态分析方法
CN109580144A (zh) 一种基于改进重相干分析的otpa路径遗漏检验方法
Castellini et al. Experimental modal analysis on vibration data measured by digital image correlation
CN116046898A (zh) 新型机土非接触式的填料压实状态判别方法及其应用
CN108919217A (zh) 一种点云数据处理方法、装置、控制器及雷达传感器
KR20190079183A (ko) 도플러 정보를 이용한 보행자 및 차량 인식 장치 및 그 방법
JPH11281731A (ja) Ｉｓａｒ信号処理装置
Wampler et al. A Doppler Radar With a Sweeping Lock-in Demodulator for Machine Vibration Sensing
CN113029317B (zh) 一种基于激光多普勒测振仪的图像振动测量系统
CN114720164A (zh) 针对移动目标状态监视方法、计算设备和计算机可读介质
Du et al. Research on video vibration measurement based on fast two-dimensional empirical mode decomposition and Hilbert transform
Roy et al. A novel unobtrusive vibration sensing system for machine inspection

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant