KR20240020480A

KR20240020480A - Method for estimating inspection location of generator inspection robot

Info

Publication number: KR20240020480A
Application number: KR1020220098561A
Authority: KR
Inventors: 박종찬; 서지혁; 김현수; 정성윤; 박병선; 조현수; 김영근
Original assignee: 유진기술 주식회사
Priority date: 2022-08-08
Filing date: 2022-08-08
Publication date: 2024-02-15

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제어 시스템이, 발전기 검사 로봇의 검사 위치를 추정하기 위한 방법으로서, 발전기 내 웨지 위치에 대한 정보를 포함하는 웨지 맵을 획득하는 단계; 검사 로봇에 장착된 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 직선 성분을 검출하는 단계; 검출된 직선 성분에서 웨지 경계선을 검출하고, 상기 웨지 맵 상에서 상기 검출된 웨지 경계선의 위치를 추정하는 단계; 및 추정된 위치를 기반으로, 현재 검사 로봇의 검사부에 대한 위치를 추정하는 단계를 포함하고, 상기 웨지 경계선을 검출하는 단계는, 상기 카메라를 통해 획득된 영상 내에서 복수개의 윈도우를 설정하는 단계; 및 상기 복수개의 윈도우 내에서, 가로 방향(윈도우의 길이 방향) 직선 성분의 픽셀 개수가 가장 많은 윈도우를 웨지 경계선이 존재하는 위치로 판단하는 단계를 포함하는, 발전기 검사 로봇의 검사 위치 추정 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a method for a control system to estimate the inspection position of a generator inspection robot, comprising the steps of: acquiring a wedge map including information about the wedge location within the generator; Detecting a straight line component from an image acquired through a camera mounted on an inspection robot; Detecting a wedge boundary line from the detected straight line component and estimating a position of the detected wedge boundary line on the wedge map; and estimating the current position of the inspection unit of the inspection robot based on the estimated position, wherein the step of detecting the wedge boundary line includes: setting a plurality of windows in the image acquired through the camera; And within the plurality of windows, determining the window with the largest number of pixels of the horizontal direction (length direction of the window) straight line component as the position where the wedge boundary line exists, provides a method for estimating the inspection position of the generator inspection robot. do.

Description

Method for estimating inspection location of generator inspection robot {METHOD FOR ESTIMATING INSPECTION LOCATION OF GENERATOR INSPECTION ROBOT}

본 발명은 발전기 검사 로봇의 검사 위치 추정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 검사 로봇에 탑재된 카메라를 통해 촬영되는 이미지를 분석하여 발전기 고정자와 회전자 틈새에서 검사 로봇의 검사 위치를 추정하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating the inspection position of a generator inspection robot, and more specifically, to estimate the inspection position of the inspection robot in the gap between the generator stator and the rotor by analyzing images taken through a camera mounted on the inspection robot. It's about method.

일반적으로 발전기는 고정자(stator), 회전자(rotor), 여자기(exciter), 베어링 및 급유장치, 통풍 및 냉각장치로 구성되어 있으며, 공급되는 역학적 에너지원(화력, 수력, 풍력, 원자력 등)을 전기에너지로 변환하게 된다.In general, a generator consists of a stator, rotor, exciter, bearing and oil supply, ventilation and cooling, and is supplied by mechanical energy sources (thermal power, water power, wind power, nuclear power, etc.) is converted into electrical energy.

이와 같은 발전기는 반복적인 기동, 정지에 따른 구성품의 파손과 열화현상으로 고장이 발생한다. 이를 사전에 방지하여 운전 신뢰성을 확보하고 전력 수급을 원활하게 하기 위해 정기적인 점검 및 진단이 필요하다.Such generators fail due to damage and deterioration of components due to repeated starting and stopping. Regular inspection and diagnosis are necessary to prevent this in advance, ensure operational reliability, and smooth power supply.

발전기의 고정자는 철심과 고정자 권선으로 구성되어 있으며, 철심 구조 사이 슬롯별로 고정자 권선이 삽입되어 있다. 여기서 철심 사이에 권선들을 구속하여 발전기 가동 시에 발생하는 진동으로부터 보호하기 위해 권선들은 웨지와 절연물질로 고정된다.The stator of a generator consists of an iron core and a stator winding, and the stator winding is inserted into each slot between the iron core structures. Here, the windings are secured with wedges and insulating material to restrain them between the iron cores and protect them from vibrations that occur during operation of the generator.

이러한 고정자의 건전성 평가를 위해 웨지 체결강도 검사, 육안검사를 통한 이물질과 크랙 검사, EL-CID(Electromagnetic Core Imperfection Detection) 기반의 고정자 철심 절연 상태 점검 등을 실시하여 합리적인 시점에 절연 보강 및 권선 교체 등이 이루어질 수 있다.To evaluate the soundness of the stator, we conduct wedge tightening strength inspection, visual inspection for foreign substances and cracks, and stator core insulation status inspection based on EL-CID (Electromagnetic Core Imperfection Detection) to reinforce insulation and replace windings at a reasonable time. This can be done.

발전기 운전 중 발생하는 진동으로 권선이 파손될 경우 권선 마멸, 절연물 박리, 내부 냉각수의 누수가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제는 발전기의 수명 감소 및 불시 정지 사고를 발생시킬 수 있으므로, 고정자 권선의 진동 발생을 억제하기 위한 고정자의 웨지 체결강도 검사는 매우 중요하다.If the winding is damaged due to vibration occurring during generator operation, winding wear, insulation peeling, and internal coolant leakage may occur. Since such problems can reduce the lifespan of the generator and cause sudden stop accidents, it is very important to check the stator wedge fastening strength to suppress vibration in the stator winding.

종래에는 이러한 고정자의 웨지 체결강도를 검사함에 있어, 사람이 직접 고정자 내에서 타음을 통해 검사를 수행하였다. 그러나 이와 같은 경우, 검사자의 주관적 경험과 상태에 따라 진단결과가 달라질 수 있어 신뢰성이 떨어진다. 그리고 고정자 내부의 좁고 열악한 환경에서 검사를 수행함에 따라 검사자의 피로도가 높으며, 사고의 위험이 높은 문제가 있다.Conventionally, when inspecting the wedge fastening strength of such a stator, a person directly performed the inspection by striking within the stator. However, in such cases, the diagnostic results may vary depending on the subjective experience and condition of the examiner, which reduces reliability. In addition, as the inspection is performed in a narrow and harsh environment inside the stator, there is a problem of high fatigue of the inspector and a high risk of accidents.

또 다른 고정자의 웨지 체결강도 검사 방법으로는 고정자 철심에 자력으로 밀착하여 이동하는 로봇을 통해 고정자 내부를 검사하는 경우가 있다. Another method of testing the wedge fastening strength of a stator is to inspect the inside of the stator using a robot that moves in close contact with the stator iron core.

그러나, 이러한 로봇 검사 방법은, 로봇의 주행이 완전하지가 않고, 많은 장애가 존재할 수밖에 없다. 또한, 현재 로봇의 위치를 확인하기가 어려워, 외부에서의 로봇 조작이 어렵고, 결국 많은 부분을 사람이 직접 개입하여야 하는 문제가 있었다. However, in this robot inspection method, the robot's travel is not perfect and many obstacles inevitably exist. In addition, it was difficult to check the current location of the robot, making it difficult to operate the robot from the outside, and ultimately requiring direct human intervention in many areas.

선행문헌 1: 한국공개특허 제2004-0100364호(2004.12.02)Prior Document 1: Korean Patent Publication No. 2004-0100364 (2004.12.02)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 발전기의 고정자와 회전자 사이의 틈새에서 주행하는 검사 로봇의 현재 검사 위치에 대한 추정을 정확하게 할 수 있도록 하는 것이다. The purpose of the present invention to solve the above problems is to accurately estimate the current inspection position of the inspection robot traveling in the gap between the stator and rotor of the generator.

본 발명의 다른 목적은, 발전기의 고정자와 회전자 사이의 틈새에서 주행하는 검사 로봇의 주행 직진성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to improve the straight driving performance of an inspection robot running in the gap between the stator and rotor of a generator.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 시스템이, 발전기 검사 로봇의 검사 위치를 추정하기 위한 방법으로서, 발전기 내 웨지 위치에 대한 정보를 포함하는 웨지 맵을 획득하는 단계; 검사 로봇에 장착된 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 직선 성분을 검출하는 단계; 검출된 직선 성분 중 웨지 경계선을 검출하고, 상기 웨지 맵 상에서 상기 검출된 웨지 경계선의 위치를 추정하는 단계; 및 추정된 위치를 기반으로, 현재 검사 로봇의 검사부에 대한 위치를 추정하는 단계를 포함하고, 상기 웨지 경계선을 검출하는 단계는, 상기 카메라를 통해 획득된 영상 내에서 복수개의 윈도우를 설정하는 단계; 및 상기 복수개의 윈도우 내에서, 상기 윈도우의 길이 방향 성분의 픽셀 개수가 가장 많은 윈도우를 웨지 경계선이 존재하는 위치로 판단하는 단계를 포함하는, 발전기 검사 로봇의 검사 위치 추정 방법이 제공된다. According to one embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, the control system is a method for estimating the inspection position of a generator inspection robot, comprising the steps of: acquiring a wedge map including information about the wedge position within the generator; Detecting a straight line component from an image acquired through a camera mounted on an inspection robot; Detecting a wedge boundary line among detected straight line components and estimating a location of the detected wedge boundary line on the wedge map; and estimating the current position of the inspection unit of the inspection robot based on the estimated position, wherein the step of detecting the wedge boundary line includes: setting a plurality of windows in the image acquired through the camera; and determining, within the plurality of windows, a window with the largest number of pixels of a longitudinal component of the window as a position where a wedge boundary line exists. A method for estimating an inspection position of a generator inspection robot is provided.

상기 웨지 경계선이 존재하는 위치는, 복수개의 윈도우 중 윈도우의 길이 방향 직선 성분의 픽셀 개수가 가장 많은 부분일 수 있다. The position where the wedge boundary line exists may be a portion where the number of pixels of the linear component in the longitudinal direction of the window is the largest among a plurality of windows.

상기 검사부에 대한 위치를 추정하는 단계는, 상기 웨지 맵 상의 웨지 경계선과 상기 카메라를 통해 획득되는 영상에서의 웨지 경계선을 비교하거나, 검사 로봇의 주행 시작 위치를 기준으로 상기 카메라로 웨지 경계선이 인식될 때마다 카운팅하여 상기 웨지 맵 상에서의 상기 카메라의 위치를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of estimating the location of the inspection unit involves comparing the wedge boundary line on the wedge map with the wedge boundary line in the image acquired through the camera, or the wedge boundary line is recognized by the camera based on the starting position of the inspection robot. It may include estimating the position of the camera on the wedge map by counting each time.

상기 검사부에 대한 위치를 추정하는 단계는, 상기 검사 로봇 내에서 카메라와 검사부의 상대적인 위치 정보를 참조하여, 상기 검사부의 위치를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The step of estimating the location of the inspection unit may further include estimating the location of the inspection unit by referring to relative position information of the camera and the inspection unit within the inspection robot.

상기 발전기 검사 로봇의 검사 위치 추정 방법은, 상기 직선 성분을 검출하는 단계 이후에, 모든 직선 성분의 틀어짐 각도에 대한 평균값을 산출하여 검사 로봇의 틀어짐 각도로 정의하는 단계; 상기 틀어짐 각도가 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 검사 로봇을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 틀어짐 각도의 크기만큼 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다. The method for estimating the inspection position of the generator inspection robot includes, after detecting the straight line component, calculating an average value of the twist angles of all straight components and defining it as the twist angle of the inspection robot; determining whether the twist angle exceeds a threshold; And when the threshold value is exceeded, the step of rotating the inspection robot clockwise or counterclockwise by the size of the twist angle may be further included.

본 발명의 실시예에 따르면, 발전기의 고정자와 회전자 사이의 틈새에서 주행하는 검사 로봇의 현재 검사 위치에 대한 추정을 정확하게 할 수 있게 된다. 또한, 검사 로봇의 주행 직진성을 향상시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to accurately estimate the current inspection position of the inspection robot traveling in the gap between the stator and rotor of the generator. Additionally, the driving straightness of the inspection robot can be improved.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 틈새 구간 주행이 가능한 검사 로봇의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 로봇 검사 위치 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 발전기의 고정자 내부에서 웨지, 철심, 배플의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 카메라를 통해 획득된 영상에서 웨지 경계선을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 로봇에 있어서 카메라의 위치와 검사부의 위치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨지 내 포지션을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 로봇의 직진 주행을 가능하게 하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다. Figure 1 is a diagram showing the structure of an inspection robot capable of traveling in a generator gap section according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart illustrating a method for estimating an inspection robot inspection position according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the structure of the wedge, core, and baffle inside the stator of the generator.
Figures 4 and 5 are diagrams for explaining the process of detecting a wedge boundary line in an image acquired through a camera according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the position of the camera and the position of the inspection unit in the inspection robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram for explaining the position within the wedge according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a flowchart illustrating a method for enabling a straight-line driving of an inspection robot according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary. Additionally, parts indicated with the same reference numbers throughout the specification refer to the same components.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only cases where it is “directly connected,” but also cases where it is “indirectly connected” with another member in between. .

본 발명에서 상부와 하부는 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것으로, 반드시 중력방향을 기준으로 상부 또는 하부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In the present invention, the upper and lower parts mean located above or below the target member, and do not necessarily mean located above or below based on the direction of gravity.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 틈새 구간 주행이 가능한 검사 로봇의 구조를 나타내는 도면이다. Figure 1 is a diagram showing the structure of an inspection robot capable of traveling in a generator gap section according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 검사 로봇(100)은, 발전기의 고정자(1000)와 회전자(2000) 사이의 틈새로 삽입되어 동작할 수 있다. 이렇게 동작 가능하기 때문에, 발전기에서 회전자(2000)를 인출하지 않은 상태에서도 고정자(1000)에 대한 건전성 평가가 가능해지게 된다.Referring to FIG. 1, the inspection robot 100 according to one embodiment may operate by being inserted into the gap between the stator 1000 and the rotor 2000 of the generator. Because this operation is possible, it becomes possible to evaluate the health of the stator 1000 even when the rotor 2000 is not removed from the generator.

검사 로봇(100)은 주행 시스템을 포함하고 있을 수 있으며, 이를 통해, 고정자와 회전자의 틈새에서 주행할 수 있다.The inspection robot 100 may include a traveling system, through which it can travel in the gap between the stator and the rotor.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 검사 로봇(100)의 적어도 일부에 일 이상의 카메라(110)가 장착되어 있을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, one or more cameras 110 may be mounted on at least a portion of the inspection robot 100.

카메라(110)는 검사 로봇(100)을 기준으로 고정자(1000)를 향하도록 배치되고, 보다 구체적으로는, 웨지(W)를 향하도록 배치된다. 이를 통해, 카메라(110)는 웨지(W), 철심, 배플 등에 대한 이미지를 획득할 수 있게 된다.The camera 110 is arranged to face the stator 1000 with respect to the inspection robot 100, and more specifically, to face the wedge (W). Through this, the camera 110 can acquire images of the wedge (W), iron core, baffle, etc.

카메라(110)는 검사 로봇(100)의 구동부 중앙에 배치되는 것이 바람직하며, 이를 통해 웨지(W)가 항상 카메라(110)에 의해 획득되는 이미지 내에 존재하게 된다. 카메라(110)는 검사 로봇(100) 내에서 전방, 중앙, 후방에 각각 배치될 수 있다. 즉, 카메라(110)는 바람직하게는 2개 이상, 더욱 바람직하게는, 3개 배치될 수 있다. The camera 110 is preferably placed in the center of the driving unit of the inspection robot 100, so that the wedge W always exists in the image acquired by the camera 110. The camera 110 may be placed at the front, center, and rear of the inspection robot 100, respectively. That is, preferably there are two or more cameras 110, and more preferably there are three cameras.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 로봇 검사 위치 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 발전기의 고정자 내부에서 웨지, 철심, 배플의 구조를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for estimating an inspection robot inspection position according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the structures of a wedge, an iron core, and a baffle inside a stator of a generator.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 일 실시예에 따른 검사 로봇의 검사 위치를 추정하는 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 3, a method for estimating the inspection position of an inspection robot according to an embodiment will be described.

이하에서 설명되는 방법은, 검사 로봇 내부 또는 검사 로봇과 유선 또는 무선 통신이 가능하며, 프로세서를 탑재하고 있는 별도의 제어 시스템에 의해 수행될 수 있다. The method described below can be performed by a separate control system equipped with a processor and capable of wired or wireless communication within or with the inspection robot.

도 2를 참조하면, 먼저, 발전기 내부에 있어서의 웨지 맵을 데이터베이스를 통해 획득한다(S201). 데이터베이스에는 발전기 내부에 대한 각종 정보가 포함되어 있을 수 있으며, 그 중, 웨지의 각 위치에 대한 데이터가 맵 형태로 저장되어 있을 수 있는데, 이러한 데이터를 획득하고, 웨지 간 경계 위치에 대한 정보를 획득한다. Referring to FIG. 2, first, a wedge map inside the generator is obtained through a database (S201). The database may contain various information about the inside of the generator, and among them, data about each position of the wedge may be stored in map form. Obtain such data and obtain information about the boundary positions between wedges. do.

전술한 바와 같이, 검사 로봇(100)은 발전기의 고정자(1000)와 회전자(2000) 사이의 틈새에서 직진 주행을 하게 되는데(S202), 이 과정에서, 카메라(110)는 지속적으로 또는 일정 주기로 영상을 획득한다(S023).As described above, the inspection robot 100 travels straight in the gap between the stator 1000 and the rotor 2000 of the generator (S202). In this process, the camera 110 is continuously or at regular intervals. Acquire the image (S023).

이렇게 획득된 영상을 분석하여, 이미지 내 직선 성분을 검출하고(S204), 웨지 경계선을 검출한다(S205). By analyzing the image acquired in this way, straight components within the image are detected (S204) and wedge boundaries are detected (S205).

이 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. This process is explained in detail as follows.

카메라(110)는 도 4에 도시된 바와 같은 영상을 획득하게 되는데, 해당 영상 내에서 일정 크기의 윈도우를 설정한다. 각 윈도우의 길이 방향은 웨지(W)의 경계선(G)과 평행할 수 있고, 윈도우의 폭 방향은 웨지(W)의 경계선과 수직한 방향일 수 있다.The camera 110 acquires an image as shown in FIG. 4, and sets a window of a certain size within the image. The length direction of each window may be parallel to the boundary line G of the wedge W, and the width direction of each window may be perpendicular to the boundary line G of the wedge W.

각 윈도우별 영상을 분석하면, 도 5에 도시되는 바와 같이, 각 윈도우 내에 존재하는 직선의 가로 성분(윈도우의 길이 방향 성분)에 대한 픽셀 개수를 파악할 수 있다. 이를 통해, 픽셀 개수가 최대인 직선 성분을 포함하는 윈도우를 뽑아낼 수 있는데, 이는, 해당 윈도우에 가로 방향(윈도우의 길이 방향) 직선 성분, 즉, 웨지(W) 경계선이 존재할 확률이 가장 높다는 것을 의미한다. By analyzing the image for each window, as shown in FIG. 5, the number of pixels for the horizontal component of a straight line (longitudinal component of the window) existing within each window can be determined. Through this, the window containing the straight line component with the maximum number of pixels can be extracted, which means that the window has the highest probability of having a horizontal (length direction of the window) straight line component, that is, a wedge (W) boundary line. it means.

따라서, 이러한 방법을 통해 카메라(110)에 의해 획득된 영상에서 웨지(W)의 경계선(G)을 검출할 수 있게 된다. Therefore, through this method, it is possible to detect the boundary line (G) of the wedge (W) from the image acquired by the camera 110.

상기의 과정으로, 카메라(110)를 통해 획득되는 영상을 기반으로 웨지(W) 경계선(G)이 검출되는지 여부를 판단하고(S206), 만약, 검출이 되지 않는다면, 단계 S202 내지 S205를 반복한다. Through the above process, it is determined whether the wedge (W) boundary line (G) is detected based on the image acquired through the camera 110 (S206), and if not detected, steps S202 to S205 are repeated. .

웨지 경계선(G)이 검출되는 것으로 판단되는 경우, 단계 S201에서 획득한 웨지 맵 상에서 웨지의 경계선 위치를 파악한다(S207). 카메라(110)를 통해 획득한 영상에서 검출되는 웨지의 경계선(G)과 웨지 맵 상에서의 웨지 경계선 위치를 상호 매핑함으로써, 현재 카메라(110)의 위치를 추정할 수 있게 된다(S208). If it is determined that the wedge boundary line (G) is detected, the location of the boundary line of the wedge is determined on the wedge map obtained in step S201 (S207). By mutually mapping the boundary line (G) of the wedge detected in the image acquired through the camera 110 and the position of the wedge boundary line on the wedge map, the current location of the camera 110 can be estimated (S208).

구체적으로, 검사 로봇(100)이 주행함에 따라 카메라(110)에 의해 획득되는 이미지는 계속적으로 달라지는데, 웨지 맵 상의 웨지 경계선(G)과 카메라(110)를 통해 획득되는 영상에서의 웨지 경계선(G)을 비교하여 양자를 맵핑시킬 수도 있고, 검사 로봇(100)의 주행 시작 위치 및 카메라(110)로 획득되는 이미지의 시작 위치를 알고 있다고 가정한다면, 웨지 경계선(G)이 인식되어 카운팅 될 때마다 웨지 맵 상에서의 현재 검사 로봇(100) 위치를 파악할 수 있게 된다. Specifically, as the inspection robot 100 travels, the image acquired by the camera 110 continuously changes, including the wedge boundary line (G) on the wedge map and the wedge boundary line (G) in the image acquired through the camera 110. ) can be compared to map both, and assuming that the running start position of the inspection robot 100 and the start position of the image acquired by the camera 110 are known, each time the wedge boundary line (G) is recognized and counted. It is possible to determine the current location of the inspection robot 100 on the wedge map.

도 6은 검사 로봇에 있어서, 카메라(110)의 위치와 검사부(200)의 위치를 나타내는 도면이다. 검사부(200)는 검사 대상이 되는 웨지에 밀착된 후 해당 웨지를 타격하여 체결 강도를 측정하는 부분이며, 검사 로봇(100)의 적어도 일부, 예를 들면, 검사 로봇(100)의 전방, 중앙, 후방에 각각 설치된 각 카메라(110)의 사이 영역에 각각 배치될 수 있다.Figure 6 is a diagram showing the position of the camera 110 and the position of the inspection unit 200 in the inspection robot. The inspection unit 200 is a part that measures the fastening strength by coming into close contact with the wedge to be inspected and then hitting the wedge, and includes at least a part of the inspection robot 100, for example, the front, center, and center of the inspection robot 100. Each may be placed in an area between each camera 110 installed at the rear.

검사 로봇(100)에 있어서의 각 카메라(110) 위치와 검사부(200)의 상대적 위치 관계는 이미 알고 있기 때문에, 단계 S208에서 카메라(110)의 위치를 추정할 수 있으면, 이를 통해, 검사부(200)의 위치를 추정할 수 있게 된다(S209).Since the relative positional relationship between the position of each camera 110 in the inspection robot 100 and the inspection unit 200 is already known, if the position of the camera 110 can be estimated in step S208, through this, the inspection unit 200 ) can be estimated (S209).

각 웨지는 i번째 슬롯, j번째의 위치와 같은 형태로 그 위치가 정의될 수 있는데, 위의 과정을 통해, 검사부(200)의 검사 대상 웨지 위치, 즉, 현재 검사부(200)가 밀착되어 검사하는 웨지의 위치를 확인할 수 있게 된다(S210). 구체적으로, 현재 검사 대상 웨지의 좌표로서, i번째 슬롯, j번째 위치의 웨지라는 것을 확인할 수 있게 된다. The position of each wedge can be defined in the same way as the i-th slot and the j-th position. Through the above process, the position of the inspection target wedge of the inspection unit 200, that is, the current inspection unit 200, is in close contact with the inspection unit 200. The position of the wedge can be confirmed (S210). Specifically, as the coordinates of the wedge currently being inspected, it can be confirmed that it is the wedge in the i-th slot and j-th position.

또한, 동일 웨지 내에서도 현재 검사부(200)가 밀착되어 있는 포지션의 위치를 확인할 수도 있게 된다. Additionally, even within the same wedge, it is possible to check the location of the position where the inspection unit 200 is currently in close contact.

예를 들어, 도 7을 참조하면, 하나의 웨지 내에서도 그 길이에 따라 포지션이 나눠지게 된다(1, 2, 3). 상기의 S201 내지 S210의 과정을 통해 동일 웨지 내에 현재 검사부(200)의 위치를 정확하게 파악할 수 있게 된다. For example, referring to Figure 7, even within one wedge, positions are divided according to its length (1, 2, 3). Through the processes of S201 to S210 above, it is possible to accurately determine the current location of the inspection unit 200 within the same wedge.

한편, 상기에서는, 카메라(110)를 통해 획득되는 영상 내에서 검출되는 직선 성분이 웨지(W)의 경계선(G)인 것으로 예시하였으나, 철심(I)의 경계 또는 배플(B)로 대체될 수도 있다.Meanwhile, in the above, the straight line component detected in the image acquired through the camera 110 is illustrated as the boundary line (G) of the wedge (W), but it may also be replaced by the boundary of the iron core (I) or the baffle (B). there is.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 로봇의 직진 주행을 가능하게 하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다. Figure 8 is a flowchart illustrating a method for enabling a straight-line driving of an inspection robot according to an embodiment of the present invention.

이하에서 설명되는 방법은, 검사 로봇 내부 또는 검사 로봇과 유선 또는 무선 통신이 가능하며, 프로세서를 탑재하고 있는 별도의 제어 시스템에 의해 수행될 수 있다.The method described below can be performed by a separate control system equipped with a processor and capable of wired or wireless communication within or with the inspection robot.

도 8을 참조하면, 검사 로봇(100)의 직진 주행 시(S801), 지속적으로 또는 일정 주기로 카메라(110)를 통해 영상을 획득한다(S802).Referring to FIG. 8, when the inspection robot 100 travels straight (S801), images are acquired through the camera 110 continuously or at regular intervals (S802).

획득된 영상을 분석하여, 영상 내 직선 성분을 검출하고(S803), 검출 여부를 판단한다(S804). 직선 성분에 대한 검출 방법은, 도 2의 단계 S204에 대해 설명한 것과 동일한 방법일 수 있으며, 그 외에 공지된 여러가지 직선 성분 검출 알고리즘이 활용될 수도 있다. 예를 들면, FLD(Fast Line Detector)를 사용할 수 있다. By analyzing the acquired image, straight line components in the image are detected (S803) and whether or not detected is determined (S804). The detection method for the linear component may be the same as that described in step S204 of FIG. 2, and various other known linear component detection algorithms may be used. For example, a Fast Line Detector (FLD) can be used.

직선 성분이 검출되지 않는다면, 단계 S801 내지 S804를 반복하고, 검출이 된다면, 현재 검사 로봇이 틀어져있는 각도(α)를 계산한다(S805).If the straight line component is not detected, steps S801 to S804 are repeated, and if detected, the angle (α) at which the inspection robot is currently twisted is calculated (S805).

상기 각도(α)는 획득된 영상 내에 포함되는 모든 직선 성분이 틀어져 있는 각도들의 평균값으로 산출될 수 있다. 상기 평균값 산출 시, 기 설정된 길이보다 짧은 직선 성분은 제외될 수 있고, 평균값과의 편차가 기 설정된 값 이상으로 틀어짐을 보이는 직선 성분은 제외하여, 다시 평균값을 산출할 수 있다. The angle (α) can be calculated as the average value of the angles at which all straight components included in the acquired image are distorted. When calculating the average value, straight line components shorter than a preset length can be excluded, and straight line components whose deviation from the average value is more than the preset value can be excluded to calculate the average value again.

상기 틀어짐 각도(α) 산출 후에는, 상기 산출된 각도(α)가 임계값(θ), 예를 들면, ±1º를 초과하는지 여부를 판단한다(S806). After calculating the twist angle (α), it is determined whether the calculated angle (α) exceeds the threshold value (θ), for example, ±1º (S806).

판단 결과, 초과하지 않는 경우에는, 현재 검사 로봇의 주행 직진성이 임계 범위 내에 있다는 것이므로, 검사 로봇의 주행이 계속되도록 제어하고, 단계 S801 내지 S805를 반복한다. As a result of the determination, if it is not exceeded, the current driving straightness of the inspection robot is within the critical range, so the inspection robot is controlled to continue traveling, and steps S801 to S805 are repeated.

그러나, 단계 S806의 판단 결과, 초과하는 것으로 판단되면, 상기 틀어짐 각도(α)가 양수인지 여부를 판단하고(S807), 양수인 경우에는, 검사 로봇(100)을 시계 반대 방향(CCW: Counter Clock Wise)으로 상기 틀어짐 각도(α)만큼 회전시키기 위한 제어를 행하고(S808), 음수인 경우에는, 검사 로봇(100)을 시계 방향(CW: Clock Wise)으로 상기 틀어짐 각도(α)의 절대값만큼 회전시키는 제어를 수행한다(S809).However, as a result of the determination in step S806, if it is determined to be exceeded, it is determined whether the twist angle α is a positive number (S807). If it is a positive number, the inspection robot 100 is rotated counterclockwise (CCW: Counter Clock Wise). ), control is performed to rotate by the twist angle (α) (S808), and if it is a negative number, the inspection robot 100 is rotated clockwise (CW: Clock Wise) by the absolute value of the twist angle (α). Performs the command control (S809).

위의 과정에 따라, 검사 로봇(100)의 주행 직진성이 향상될 수 있고, 도 2를 참조하여 설명한 검사 로봇(100)의 현재 검사 위치 판단에 대한 정확도도 향상될 수 있게 된다. According to the above process, the driving straightness of the inspection robot 100 can be improved, and the accuracy of determining the current inspection position of the inspection robot 100 described with reference to FIG. 2 can also be improved.

한편, 상기 단계 S805 내지 S808, S809는 도 2의 단계 S204 이후에 수행될 수도 있다. Meanwhile, steps S805 to S808 and S809 may be performed after step S204 of FIG. 2.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the patent claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 검사 로봇
110: 카메라
200: 검사부
1000: 고정자
2000: 회전자100: Inspection robot
110: camera
200: Inspection department
1000: stator
2000: Rotor

Claims

As a method for the control system to estimate the inspection position of the generator inspection robot,
Obtaining a wedge map containing information about wedge positions within the generator;
Detecting a straight line component from an image acquired through a camera mounted on an inspection robot;
Detecting a wedge boundary line from the detected straight line component and estimating a position of the detected wedge boundary line on the wedge map; and
Based on the estimated position, estimating the current position of the inspection unit of the inspection robot,
The step of detecting the wedge boundary line is,
Setting a plurality of windows in the image acquired through the camera; and
A method for estimating an inspection position of a generator inspection robot, including the step of determining a window with the largest number of pixels of a straight line component in the horizontal direction (length direction of the window) within the plurality of windows as a location where a wedge boundary line exists.

According to paragraph 1,
A method for estimating the inspection position of a generator inspection robot, wherein the location where the wedge boundary line exists is the portion where the number of pixels of the longitudinal linear component of the window is the largest among the plurality of windows.

According to paragraph 1,
The step of estimating the location of the inspection unit is,
The wedge boundary line on the wedge map is compared with the wedge boundary line in the image acquired through the camera, or the camera on the wedge map counts each time a wedge boundary line is recognized by the camera based on the travel start position of the inspection robot. A method of estimating the inspection position of a generator inspection robot, including the step of estimating the position of.

According to paragraph 3,
The step of estimating the location of the inspection unit is,
Method for estimating the inspection position of a generator inspection robot, further comprising the step of estimating the position of the inspection unit by referring to relative position information of the camera and the inspection unit within the inspection robot.

According to paragraph 1,
After detecting the straight line component,
Calculating the average value of the twist angles of all straight line components and defining it as the twist angle of the inspection robot;
determining whether the twist angle exceeds a threshold; and
When exceeding the threshold, the method of estimating the inspection position of a generator inspection robot further includes the step of rotating the inspection robot clockwise or counterclockwise by the size of the twist angle.