KR101063565B1 - System and method for measuring vibration using real-time image process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 진동측정 대상물의 표면에 마커를 부착하고 카메라를 이용하여 이를 추적, 저장 및 분석하여 진동의 정도를 산출해 냄으로써, 진동을 측정하고자 하는 대상물과의 거리와 분해능에 따라 렌즈 교체만으로 광범위하게 적용할 수 있고 접촉 방식에 비해 노이즈의 영향이 적으며 측정주파수의 범위에 한계가 없고 측정과정에서의 산업재해를 예방할 수 있으며 측정된 데이터에 대한 신뢰성을 확보할 수 있고, 2차원 데이터를 시간에 대하여 저장함으로써 기존의 측정 데이터와 비교하여 한 차원 높은 데이터를 통해 진동측정 대상물의 교체주기에 대한 기준을 제시할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 토크를 갖는 모터나 커플링의 진동을 측정 및 분석하여 부품의 교체주기를 예상할 수 있으며, 진동측정 대상물과 카메라의 상대적인 위치관계에 의한 왜곡량을 미리 파일화하여 실측 좌표를 보정함으로써, 정확하고 신속하게 마커의 진동정도를 측정할 수 있는 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 진동측정 대상물에 부착된 마커의 영상정보를 획득하는 영상정보 획득부; 상기 영상정보를 저장하는 영상정보 저장부; 상기 영상정보 저장부에 저장된 영상정보로부터 노이즈를 제거하고 이진화하는 영상정보 변환부; 상기 이진화된 영상정보로부터 상기 마커의 진동영역을 계산하여 좌표를 검출하는 좌표 검출부; 및 검출된 마커의 좌표가 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 임계값 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템을 제공한다.The present invention relates to a vibration measuring system and method using real-time image processing. More specifically, by attaching a marker on the surface of the vibration measuring object and using a camera to track, store and analyze it to calculate the degree of vibration, it is possible to replace the lens according to the distance and resolution with the object to measure the vibration. It can be applied in a simple way, has less influence of noise than the contact method, has no limit on the range of measurement frequency, prevents industrial accidents during the measurement process, secures the reliability of the measured data, and provides time for two-dimensional data. In addition to providing a standard for the replacement cycle of the vibration measurement object through a higher level of data compared with the existing measurement data, the vibration of the high torque motor or coupling can be measured and analyzed. The replacement cycle of the By pre-screen file to a distortion amount correcting the measured coordinate, the present invention relates to a vibration measurement system and method using real-time video processing to accurately and rapidly measure the vibration level of the marker.
To this end, the present invention is an image information acquisition unit for obtaining the image information of the marker attached to the vibration measurement object; An image information storage unit which stores the image information; An image information converter for removing noise from the image information stored in the image information storage and binarizing the image information; A coordinate detector configured to detect coordinates by calculating a vibration region of the marker from the binarized image information; And a threshold comparison unit for determining whether the detected marker coordinates exceed a threshold.
Description
본 발명은 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 진동측정 대상물의 표면에 마커를 부착하고 카메라를 이용하여 이를 추적, 저장 및 분석하여 진동의 정도를 산출해 냄으로써, 진동을 측정하고자 하는 대상물과의 거리와 분해능에 따라 렌즈 교체만으로 광범위하게 적용할 수 있고 접촉 방식에 비해 노이즈의 영향이 적으며 측정주파수의 범위에 한계가 없고 측정과정에서의 산업재해를 예방할 수 있으며 측정된 데이터에 대한 신뢰성을 확보할 수 있고, 2차원 데이터를 시간에 대하여 저장함으로써 기존의 측정 데이터와 비교하여 한 차원 높은 데이터를 통해 진동측정 대상물의 교체주기에 대한 기준을 제시할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 토크를 갖는 모터나 커플링의 진동을 측정 및 분석하여 부품의 교체주기를 예상할 수 있으며, 진동측정 대상물과 카메라의 상대적인 위치관계에 의한 왜곡량을 미리 파일화하여 실측 좌표를 보정함으로써, 정확하고 신속하게 마커의 진동정도를 측정할 수 있는 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration measuring system and method using real-time image processing. More specifically, by attaching a marker on the surface of the vibration measuring object and using a camera to track, store and analyze it to calculate the degree of vibration, it is possible to replace the lens according to the distance and resolution with the object to measure the vibration. It can be applied in a simple way, has less influence of noise than the contact method, has no limit on the range of measurement frequency, prevents industrial accidents during the measurement process, secures the reliability of the measured data, and provides time for two-dimensional data. In addition to providing a standard for the replacement cycle of the vibration measurement object through a higher level of data compared with the existing measurement data, the vibration of the high torque motor or coupling can be measured and analyzed. The replacement cycle of the By pre-screen file to a distortion amount correcting the measured coordinate, the present invention relates to a vibration measurement system and method using real-time video processing to accurately and rapidly measure the vibration level of the marker.
기계는 동작특성상 어느 정도의 진동은 발생하기 마련이다. 즉, 특정 임계치를 넘지 않는 기계진동은 통상적으로 발생하는 것으로 기계의 오작동을 의미하지 않는다.Due to the operating characteristics of the machine, some vibration is generated. In other words, mechanical vibrations that do not exceed a certain threshold usually occur and do not indicate a malfunction of the machine.
그러나, 특정 임계치를 초과하는 진동이 발생할 경우 조기에 진단하여 수리하지 않으면 기계가 급속히 열화되어 수리가 불가능한 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 해당 기계의 유지보수 담당자는 설비의 구조와 특성을 파악하고 계획정비(overhoul) 기간 중 규정에 맞는 정비를 수행하여야 하고, 올바른 운전을 행하여야 하며, 신속하고 정밀한 진동 계측장비를 사용하여 정기적으로 기계의 진동을 측정하여야 할 뿐만 아니라, 정확한 진동진단을 위해 진동 진단기술을 숙지하여야 한다.However, if vibration exceeding a certain threshold occurs, the machine may deteriorate rapidly and may not be repaired unless it is diagnosed early and repaired. Therefore, the person in charge of maintenance of the machine should understand the structure and characteristics of the equipment, perform maintenance according to the regulations during the overhoul period, perform the correct operation, and use the rapid and accurate vibration measuring equipment regularly. In addition to measuring the vibration of the machine, it is necessary to know the vibration diagnosis technology for accurate vibration diagnosis.
기계의 진동을 측정하기 위한 장비로는 접촉식 진동 측정장비가 널리 사용되고 있다. 접촉식 진동 측정장비는 기계의 물리적인 진동을 감지하여 측정한 변수에 비례하는 전기적 출력신호로 변환함으로써 이상 진동 여부를 판단할 수 있도록 한다. 이러한 장비는 감지 후 전기적 신호로 변환하는 변환기(transducer)를 구비하며, 장비에 따라 증폭회로나 변환회로(conversion electronics)를 필요로 한다.Contact vibration measuring equipment is widely used as a device for measuring the vibration of the machine. The contact vibration measuring device detects the physical vibration of the machine and converts it into an electrical output signal proportional to the measured variable so that it can determine whether there is abnormal vibration. Such equipment includes a transducer that converts the signal into an electrical signal after sensing, and requires an amplifier circuit or conversion electronics depending on the equipment.
기계의 진동상태를 감시하는데 사용하는 진동변환기로는 비접촉식 변위 변환기, 속도 검출기, 가속도계 등이 있으며, 이러한 변환기들은 한정적인 측정 범위를 가진다는 문제점이 있다.Vibration transducers used to monitor the vibration state of a machine include a non-contact displacement transducer, a speed detector, an accelerometer, and these transducers have a problem in that they have a limited measurement range.
한편, 진동측정을 위한 센서들은 와전류 센서 이외에는 모두 접촉방식이다. 따라서, 작업자가 동작중인 기계 옆에서 모니터를 해야 하는 위험이 있다. 그리고, 작업자가 검출기를 잡고 장비에 부착한 상태에서 진단할 경우 작업자의 악력이 영향을 미치게 되고 접촉 부위에 따라 다른 측정결과가 나오는 문제점이 있다. 이는 주파수 응답이 측정 샘플의 표면재질과 상태 및 접착력에 크게 의존하기 때문이다.On the other hand, all the sensors for vibration measurement except the eddy current sensor is a contact method. Thus, there is a risk that the operator must monitor next to the machine in operation. In addition, when the operator diagnoses while holding the detector and attaches to the equipment, there is a problem that the grip force of the operator affects and different measurement results are generated depending on the contact area. This is because the frequency response is highly dependent on the surface material, condition and adhesion of the measurement sample.
센서도 변환기와 마찬가지로 측정 범위가 매우 제한적이며, 특히 저주파대역의 진동측정의 경우 가속도계로는 측정이 불가능하다. 일반적인 산업현장에서는 다양한 장비들이 상호 영향을 미치면서 운영되는 관계로 측정 주파수에 따른 장비가 한정적이라는 것은 많은 측정장비와 많은 전문가를 보유해야 하는 불편함을 야기한다.Sensors, like transducers, have a very limited measurement range, especially for accelerometers in low frequency vibration measurements. In a typical industrial field, since various equipments operate with mutual influence, the limited equipment according to the measurement frequency causes inconvenience of having many measuring equipments and many experts.
이러한 문제점을 해결하기 위해 레이저 도플러 편이현상을 이용한 광학 파이버 진동측정장비가 개발된 바 있다. 그러나, 이러한 측정장비는 광학 파이버를 사용하므로 반사되는 표면의 재질에 영향을 받을 수 있고, 얻어진 데이터의 분석은 기존의 접촉식 장비와 마찬가지로 Time domain과 FFT domain 방식을 그대로 사용하며, 무엇보다 장비가 고가라는 문제점이 있다.In order to solve this problem, an optical fiber vibration measuring apparatus using a laser Doppler shift phenomenon has been developed. However, since these measuring instruments use optical fibers, they can be affected by the material of the reflecting surface, and the analysis of the obtained data uses the time domain and FFT domain methods as well as the conventional contacting instruments. There is a problem of being expensive.
뿐만 아니라, 측정된 데이터는 신호 대비 노이즈 비율(SNR)이 커서 결과를 왜곡시키며, 센서 자체의 노이즈, 공장 환경에서의 환경 노이즈 등을 모두 고려하여 원하는 데이터를 얻어내기가 어렵다는 문제점이 있다.In addition, the measured data has a large signal-to-noise ratio (SNR), which distorts the result, and it is difficult to obtain desired data in consideration of noise of the sensor itself and environmental noise in a factory environment.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 접촉 방식에 비해 노이즈의 영향이 적으며 측정주파수의 범위에 한계가 없고 측정과정에서의 산업재해를 예방할 수 있으며 측정된 데이터에 대한 신뢰성을 확보할 수 있고, 기존의 측정 데이터와 비교하여 한 차원 높은 데이터를 통해 진동측정 대상물의 교체주기에 대한 기준을 제시할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 토크를 갖는 모터나 커플링의 진동을 측정 및 분석하여 부품의 교체주기를 예상할 수 있으며, 정확하고 신속하게 마커의 진동정도를 측정할 수 있는 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, the effect of noise is less than the contact method, there is no limit on the range of the measurement frequency, can prevent industrial accidents in the measurement process and the reliability of the measured data In addition to providing a standard for the replacement cycle of the vibration measurement object through a higher level of data compared to the existing measurement data, the vibration and vibration of a high torque motor or coupling can be measured and analyzed. The purpose of the present invention is to provide a vibration measuring system and method using real-time image processing that can predict the replacement cycle of a component and accurately and quickly measure the vibration of a marker.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템은 진동측정 대상물에 부착된 마커의 영상정보를 획득하는 영상정보 획득부; 상기 영상정보를 저장하는 영상정보 저장부; 상기 영상정보 저장부에 저장된 영상정보로부터 노이즈를 제거하고 이진화하는 영상정보 변환부; 상기 이진화된 영상정보로부터 상기 마커의 진동영역을 계산하여 좌표를 검출하는 좌표 검출부; 및 검출된 마커의 좌표가 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 임계값 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Vibration measurement system using real-time image processing according to the present invention devised to achieve the above object is an image information acquisition unit for obtaining the image information of the marker attached to the vibration measurement object; An image information storage unit which stores the image information; An image information converter for removing noise from the image information stored in the image information storage and binarizing the image information; A coordinate detector configured to detect coordinates by calculating a vibration region of the marker from the binarized image information; And a threshold comparison unit that determines whether the detected coordinates of the marker exceed a threshold.
또한, 상기 진동측정 시스템은 상기 마커의 위치에 놓인 패턴을 영상으로 읽어 패턴 영상의 모서리를 검출하는 모서리 검출부와, 검출된 모서리를 통해 좌표계 변환행렬을 계산하는 변환행렬 계산부와, 계산된 변환행렬값을 파일로 저장하는 변환행렬 저장부를 포함하는 좌표계 변환부를 더 포함할 수 있다.The vibration measuring system may further include an edge detector configured to read a pattern placed at the position of the marker as an image and detect an edge of the pattern image, a transformation matrix calculator to calculate a coordinate system transformation matrix through the detected edges, and a calculated transformation matrix. The apparatus may further include a coordinate system transform unit including a transform matrix storage unit that stores a value as a file.
본 발명에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정방법은 (a) 진동측정 대상물에 마커를 부착하고 상기 마커에 대한 영상정보를 획득하는 단계; (b) 상기 마커에 대한 영상정보를 저장하는 단계; (c) 상기 마커에 대한 영상정보가 흑백영상이 아닌 경우 흑백영상으로 변환하는 단계; (d) 상기 흑백영상으로부터 노이즈를 제거하고 이진화하는 단계; (e) 상기 마커의 진동영역을 계산하여 좌표를 검출하는 단계; 및 (f) 검출된 마커의 좌표가 임계값을 초과하였는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Vibration measurement method using a real-time image processing according to the present invention comprises the steps of (a) attaching a marker to the vibration measurement object and obtaining image information for the marker; (b) storing image information on the marker; (c) converting the image information on the marker into a black and white image when the image information is not a black and white image; (d) removing noise and binarizing the black and white image; (e) calculating the vibration area of the marker to detect coordinates; And (f) determining whether the detected marker coordinates exceed a threshold.
또한, 상기 진동측정방법은 진동측정 대상물에 부착할 마커의 위치에 패턴을 놓고 상기 패턴의 영상을 획득하는 단계; 상기 패턴 영상의 모서리를 검출하는 단계; 검출된 모서리를 통해 좌표계 변환행렬을 계산하는 단계; 계산된 변환행렬값을 파일로 저장하는 단계; 상기 변환행렬을 이용하여 상기 마커의 좌표를 변환함으로써 상기 마커의 좌표를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The vibration measuring method may further include obtaining an image of the pattern by placing a pattern at a position of a marker to be attached to a vibration measuring object; Detecting an edge of the pattern image; Calculating a coordinate system transformation matrix based on the detected edges; Storing the calculated transform matrix value as a file; The method may further include correcting the coordinates of the marker by converting the coordinates of the marker using the transformation matrix.
또한, 상기 진동측정방법은 상기 패턴 영상의 모서리를 검출하기 전에 상기 패턴 영상의 패턴이 지정된 패턴인지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.The vibration measuring method may further include determining whether a pattern of the pattern image is a designated pattern before detecting an edge of the pattern image.
본 발명에 의하면 진동측정 대상물의 표면에 마커를 부착하고 카메라를 이용하여 이를 추적, 저장 및 분석하여 진동의 정도를 산출해 냄으로써, 진동을 측정하고자 하는 대상물과의 거리와 분해능에 따라 렌즈 교체만으로 광범위하게 적용할 수 있고 접촉 방식에 비해 노이즈의 영향이 적으며 측정주파수의 범위에 한계가 없고 측정과정에서의 산업재해를 예방할 수 있으며, 측정된 데이터에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by attaching a marker on the surface of the vibration measuring object and using a camera to track, store and analyze the same to calculate the degree of vibration, it is possible to replace the lens according to the distance and resolution with respect to the object to measure the vibration. Compared to the contact method, the noise is less affected than the contact method, there is no limit on the range of the measurement frequency, it is possible to prevent industrial accidents in the measurement process, and to secure the reliability of the measured data.
또한, 본 발명에 의하면 2차원 데이터를 시간에 대하여 저장함으로써 기존의 측정 데이터와 비교하여 한 차원 높은 데이터를 통해 진동측정 대상물의 교체주기에 대한 기준을 제시할 수 있고, 높은 토크를 갖는 모터나 커플링의 진동을 측정 및 분석하여 부품의 교체주기를 예상할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by storing the two-dimensional data with respect to time it is possible to present a reference for the replacement cycle of the vibration measurement object through a one-dimensional higher data compared to the existing measurement data, a motor or a couple having a high torque The vibration of the ring can be measured and analyzed to predict the replacement cycle of the part.
또한, 본 발명에 의하면 진동측정 대상물과 카메라의 상대적인 위치관계에 의한 왜곡량을 미리 파일화하여 실측 좌표를 보정함으로써, 정확하고 신속하게 마커의 진동정도를 측정할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the amount of distortion due to the relative positional relationship between the vibration measuring object and the camera is filed in advance to correct the measured coordinates, so that the vibration degree of the marker can be accurately and quickly measured.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템의 하드웨어 구성도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템의 하드웨어 구성도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템의 하드웨어 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템의 블록도,
도 5는 도 4 중 좌표계 변환부의 상세 구성을 도시한 블록도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동 측정 시스템에서 좌표계 변환을 위한 패턴의 정면도,
도 7a는 모서리를 검출한 후 변환행렬을 계산하여 H.txt 파일을 검출하는 화면을 도시한 도면,
도 7b는 실측 좌표계와 픽셀 좌표계의 관계를 도시한 개념도,
도 8은 마커를 추적한 측정 결과를 나타내는 라인 그래프를 포함한 화면을 도시한 도면,
도 9는 마커의 진동 방향을 분석하여 각도별로 움직임의 정도를 도시한 폴라 그래프,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정방법의 흐름도이다.1 is a hardware configuration diagram of a vibration measuring system using real-time image processing according to an embodiment of the present invention,
2 is a hardware configuration diagram of a vibration measuring system using real-time image processing according to another embodiment of the present invention;
3 is a hardware configuration diagram of a vibration measuring system using real-time image processing according to another embodiment of the present invention;
4 is a block diagram of a vibration measuring system using real-time image processing according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a coordinate system converting unit in FIG. 4;
6 is a front view of a pattern for transforming a coordinate system in a vibration measuring system using real-time image processing according to a preferred embodiment of the present invention;
7A is a diagram illustrating a screen for detecting an H.txt file by calculating a transformation matrix after detecting edges;
7B is a conceptual diagram showing the relationship between the measured coordinate system and the pixel coordinate system;
8 is a diagram showing a screen including a line graph showing a measurement result of tracking a marker;
9 is a polar graph illustrating the degree of movement for each angle by analyzing the vibration direction of the marker;
10 is a flowchart of a vibration measuring method using real-time image processing according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary 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 reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템의 하드웨어 구성도이다.1 is a hardware configuration diagram of a vibration measuring system using real-time image processing according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템은, 도 1을 참조하면, 영상정보 획득부(10)와 PC(20) 및 디스플레이부(50)를 포함하여 이루어진다.Vibration measurement system using a real-time image processing according to an embodiment of the present invention, referring to Figure 1, comprises an image
영상정보 획득부(10)는 진동측정 대상물에 부착된 마커의 영상정보를 획득하는 부분이다. 영상정보 획득부(10)는 영상을 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 카메라로 구성될 수 있다. 카메라는 렌즈를 포함하며, 진동을 측정하고자 하는 대상물체와의 거리와 분해능에 따라 렌즈를 교체함으로써 다양한 상황에 대응할 수 있다. 카메라는 정밀한 실시간 진동측정 및 분석을 위해 고속촬영이 가능한 고속 카메라 또는 초고속 카메라가 사용되는 것이 바람직하다.The image
영상정보 획득부(10)로 입력된 마커에 대한 영상정보는 전기적 신호로 변환되어 전송수단을 이용하여 PC(20)로 전송된다. 전송수단으로는 이더넷(Ethernet), 1394a/b, 카메라 링크(Camera Link), USB 방식 등 다양한 수단이 사용될 수 있으며, 인터페이스 별로 통신 대역폭이 다르기 때문에 영상정보 획득부(10)와 PC(20) 간의 거리 또는 용도에 따라 적절한 것이 사용될 수 있다. 도 1과 같은 일반적인 방식으로 이더넷을 사용할 경우 대략 50m 미만의 거리에 사용될 수 있다.Image information about the marker input to the image
PC(20)는 영상정보 획득부(10)로부터 전기적 신호로 변환된 영상 신호를 전송받아 변환과 검출 및 임계값과의 비교 등의 과정을 수행하여 진동을 측정하고 이상 유무를 판단한다. PC(20)는 다양한 전송수단과 접속하는 인터페이스 카드(35)와, 연산, 제어, 판단 등의 기능으르 수행하는 중앙처리장치(CPU)(40)를 포함한다. PC(20)에서 수행되는 구체적인 기능들은 후술하기로 한다.The PC 20 receives an image signal converted into an electrical signal from the image
디스플레이부(50)는 PC(20)에서 처리된 데이터와 산출물들을 화면에 표시하여 진동 이상유무를 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 예컨대 디스플레이부(50)에는 도 7과 같이 패턴을 이용한 좌표계 설정, 도 8과 같이 마커 움직임 측정 결과, 도 9와 같이 라인 그래프 혹은 폴라 그래프로 표현된 마커의 궤적 등을 표시하고, 더불어 사용자가 좌표계를 설정하고 그래프의 출력 범위 및 허용 임계값 등을 설정할 수 있도록 한다.The
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템의 하드웨어 구성도이다. 도 2의 실시예는 전송수단으로 광 케이블을 사용하였다는 점 이외에는 도 1의 실시예와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다. 2 is a hardware configuration diagram of a vibration measuring system using real-time image processing according to another embodiment of the present invention. Since the embodiment of FIG. 2 is similar to the embodiment of FIG. 1 except that an optical cable is used as the transmission means, a description will be mainly given of differences.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템은, 도 2를 참조하면, 영상정보 획득부(10), 한 쌍의 광 컨버터(12), PC(20) 및 디스플레이부(50)를 포함하여 이루어진다. In the vibration measurement system using real-time image processing according to another embodiment of the present invention, referring to FIG. 2, an image
영상정보 획득부(10)와 PC(20) 간의 거리가 50m 이상인 경우 사용가능한 인터페이스는 이더넷 밖에 없다. 이더넷은 이론상 100m 까지 지원하지만, 산업 현장에서 노이즈 또는 신호 감소 문제로 인하여 거리가 길어질 경우에는 도 2와 같이 광 케이블과 광 컨버터를 사용하는 것이 바람직하다. When the distance between the image
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템의 하드웨어 구성도이다. 도 3의 실시예는 복수 개의 카메라를 적용함에 따라 여러 쌍의 광 컨버터 및 이를 스위칭하기 위한 스위칭 허브가 사용된 점 이외에는 도 2의 실시예와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다. 3 is a hardware configuration diagram of a vibration measuring system using real-time image processing according to another embodiment of the present invention. The embodiment of FIG. 3 is similar to the embodiment of FIG. 2 except that a pair of optical converters and a switching hub for switching the same are used as a plurality of cameras are applied.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템은, 도 3을 참조하면, 복수개의 영상정보 획득부(10), 여러 쌍의 광 컨버터(12), 스위칭 허브(Switching Hub)(15), 서버(20) 및 디스플레이부(50)를 포함하여 이루어진다. In the vibration measuring system using real-time image processing according to another embodiment of the present invention, referring to FIG. 3, a plurality of image
대부분의 산업 현장은 구조가 매우 복잡하고 큰 규모로 형성되어 있다. 일례로, 운영실과 실제 운영장비와의 거리가 수 km에 달하기도 한다. 이러한 산업 현장의 장비를 모니터링하기 위해서는 도 3과 같은 시스템 구조가 필요하다. 또한, 24시간 모니터링을 필요로 하는 장비의 개수가 많을 경우에는 스위칭 허브(15)가 필요하다. Most industrial sites are very complex in structure and large in size. For example, the distance between the operating room and the actual operating equipment may be several kilometers. In order to monitor the equipment of such an industrial site, a system structure as shown in FIG. 3 is required. In addition, the switching
도 3과 같은 전송수단은 TCP/IP를 사용하는 방식이므로 계산상으로는 254대의 설비를 한 번에 모니터링할 수 있다. Since the transmission means as shown in FIG. 3 uses the TCP / IP method, it is possible to monitor 254 equipments at a time by calculation.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템의 블록도이다.4 is a block diagram of a vibration measuring system using real-time image processing according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템은, 도 4를 참조하면, 영상정보 획득부(10), 영상정보 저장부(21), 영상정보 변환부(22), 좌표 검출부(23), 좌표계 변환부(24), 및 임계값 비교부(30)를 포함하여 이루어진다.In the vibration measurement system using real-time image processing according to the preferred embodiment of the present invention, referring to FIG. 4, the image
도 1의 하드웨어 시스템을 예로 들면, 도 4에서 영상정보 획득부(10)는 도 1에서 카메라에 해당하고, 영상정보 저장부(21), 영상정보 변환부(22), 좌표 검출부(23), 좌표계 변환부(24), 및 임계값 비교부(30)는 도 1에서 PC(20)에서 구현된다.Taking the hardware system of FIG. 1 as an example, the image
영상정보 저장부(21)는 영상정보 획득부(10)로부터 전송된 영상정보를 저장한다.The image
영상정보 변환부(22)는 영상정보 저장부(21)에 저장된 영상정보로부터 노이즈를 제거하고 이진화한다. 이때, 영상정보 획득부(10)로부터 전송된 영상이 흑백 영상이 아니라 컬러 영상인 경우, 영상정보 변환부(22)는 노이즈 제거와 이진화 변환 이전에 컬러 영상을 흑백 영상으로 변환하는 것이 바람직하다. The
좌표 검출부(23)는 이진화된 영상정보로부터 마커의 진동영역을 계산하여 좌표를 검출하는 부분이다. 검출된 좌표는 필요에 따라 궤적을 나타낸 라인 그래프 또는 벡터를 나타낸 폴라 그래프 등으로 표현될 수 있다.The coordinate
좌표계 변환부(24)는 실제 카메라를 통해 촬영된 마커 움직임의 실측 좌표를 보정하여 카메라와 마커의 기하학적 위치관계를 반영하기 위한 부분이다. 좌표 검출부(23)를 통해 검출된 좌표는 카메라를 이용하여 측정 대상물에 부착된 마커를 촬영한 실측 좌표에 해당한다. The coordinate
산업 현장의 환경은 공간의 특성상 다양한 장애물이 존재하며, 측정 대상물에 부착된 마커와 카메라가 서로 동일한 높이에서 평행하도록 배열되기 어렵다. 측정 대상물인 기계설비의 높이는 지상에서 3m 이상이 되는 것들이 많으며 따라서 마커도 지상에서 3m 이상의 높이에 부착되는 상황이 발생하게 된다. 이 경우, 카메라도 보조도구를 이용하여 마커와 동일한 높이에 설치할 수 있다. 그러나, 이와 같이 카메라의 높이를 높여 안정적으로 설치하기에는 인력과 시간 및 별도의 장비가 필요하다.In the industrial environment, various obstacles exist due to the nature of the space, and it is difficult to arrange the marker and the camera attached to the measurement object so that they are parallel to each other at the same height. In many cases, the height of the equipment to be measured is more than 3m above the ground, so that the marker is also attached to the height of more than 3m above the ground. In this case, the camera may also be installed at the same height as the marker using the auxiliary tool. However, in order to increase the height of the camera in a stable manner, manpower, time, and separate equipment are required.
이와 같이 마커와 카메라의 높이가 다를 경우 카메라로 획득되는 마커 영상은 왜곡되며, 이러한 왜곡량을 보정하여야 마커의 진동 정도를 정확하게 측정할 수 있다. 예컨대, 지상에서 3m 높이의 기계설비에 부착되어 있는 직사각형 형상의 물체를 지상에서 카메라로 촬영하면 직사각형이 아닌 사다리꼴 형상으로 촬영될 것이다.As such, when the height of the marker and the camera is different, the marker image acquired by the camera is distorted, and the vibration amount of the marker can be accurately measured by correcting the amount of distortion. For example, if the camera is photographed on the ground with a rectangular object attached to a machine 3 meters above the ground, it will be captured in a trapezoidal shape rather than a rectangle.
본 발명에서는 이러한 좌표 왜곡을 보정하기 위해 다수개의 정사각형이 일정하게 배열된 패턴을 사용한다. In the present invention, a pattern in which a plurality of squares are constantly arranged is used to correct such coordinate distortion.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동 측정 시스템에서 좌표계 변환을 위한 패턴의 정면도이다.6 is a front view of a pattern for transforming a coordinate system in a vibration measuring system using real-time image processing according to an exemplary embodiment of the present invention.
카메라와 물체가 동일한 높이에서 정확히 평형을 이루게 되면 도 6과 같이 정사각형이 다수 배열된 패턴 영상을 얻을 수 있다. 그러나, 현장의 환경에 따라서는 카메라와 물체가 평형을 이루기 어려우며, 지상에서 높이 떨어져 있는 물체를 지상의 카메라로 촬영한다면 도 6의 패턴은 상부에 위치한 변의 길이가 하부에 위치한 변의 길이보다 긴 사다리꼴 형상을 이루게 된다.When the camera and the object are exactly balanced at the same height, as shown in FIG. 6, a pattern image in which a plurality of squares are arranged may be obtained. However, it is difficult to equilibrate the camera and the object according to the environment of the site, and if the object is taken from the ground with a camera on the ground, the pattern of FIG. 6 has a trapezoidal shape in which the length of the upper side is longer than the length of the lower side. Will be achieved.
본 발명에서는 카메라로 마커 영상을 획득하기 전에 미리 도 6과 같은 패턴을 진동측정 대상물에 붙이고 카메라로 촬영한 후, 촬영된 패턴의 형상을 분석하여 상대적인 위치관계에 기인한 좌표 왜곡값을 계산해 둔다. 이러한 좌표 왜곡값을 본 발명에서는 편의상 H.txt 파일로 명명하고, 기울어진 정도(왜곡된 정도)를 파일값으로 미리 계산하여 저장시켜 놓음으로써 실측 좌표값을 보정하기 위한 용도로 사용한다. 다만, 여기서 변환행렬의 명칭을 H.txt로 한정하는 것은 아니다.In the present invention, before acquiring the marker image by the camera, the pattern shown in FIG. 6 is attached to the vibration measuring object in advance, photographed by the camera, and the shape of the photographed pattern is analyzed to calculate the coordinate distortion value due to the relative positional relationship. In the present invention, such a coordinate distortion value is referred to as a H.txt file for convenience, and is used for correcting the measured coordinate value by pre-calculating and storing the tilted degree (distorted degree) as a file value. However, the name of the conversion matrix is not limited to H.txt here.
도 5는 도 4 중 좌표계 변환부의 상세 구성을 도시한 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a coordinate system transform unit in FIG. 4.
좌표계 변환부(24)는 모서리 검출부(25), 변환행렬 계산부(26), 변환행렬 저장부(27)를 포함한다.The coordinate
모서리 검출부(25)는 마커의 위치에 놓인 패턴을 영상으로 읽어 패턴 형상의 모서리를 검출한다. 모서리는 도 6에서 패턴 내의 영역들 사이의 경계(edge)를 의미하며, 도 6에서 적색 원으로 표시되어 있다.The
변환행렬 계산부(26)는 검출된 모서리를 통해 좌표계 변환행렬을 계산한다.The transformation
변환행렬 저장부(27)는 계산된 변환행렬값을 파일로 저장하며, 상술한 바와 같이 본 발명에서는 H.txt 파일 형태로 저장한다.The conversion
도 7a는 모서리를 검출한 후 변환행렬을 계산하여 H.txt 파일을 검출하는 화면을 도시한 것이다. 도 7a의 패턴에서 내부 모서리의 수는 5×4이고, 내부 모서리의 간격은 1cm로 설정되어 있다. 도 7b는 실측 좌표계와 픽셀 좌표계의 관계를 도시한 개념도이다.7A illustrates a screen for detecting an H.txt file by calculating a transformation matrix after detecting edges. In the pattern of FIG. 7A, the number of inner edges is 5 × 4, and the interval of the inner edges is set to 1 cm. 7B is a conceptual diagram illustrating a relationship between the measured coordinate system and the pixel coordinate system.
실세계의 3D 공간에 위치하는 패턴 평면과 카메라의 이미지 센서 평면 사이의 기하학적 사영 관계를 포현하는 변환행렬을 호모그래피라고 한다. 카메라로 촬영된 영상에 있는 점들(사각형의 모서리 부분)과 실세계에 있는 패턴의 점들과의 관계를 표현하기 위해 사용하는 호모그래피는 점들의 위치 좌표값을 사용하여 구해진다.The transformation matrix that expresses the geometric projection relationship between the pattern plane located in the 3D space of the real world and the image sensor plane of the camera is called homography. The homography used to express the relationship between the points in the image taken by the camera (the corners of the rectangle) and the points of the pattern in the real world is obtained using the position coordinate values of the points.
카메라로 촬영된 영상의 좌표 
위 식을 
두 평면 사이에서 대응되는 점을 4개 이상 알고 있으면 Hij를 구할 수 있다. Hij의 역행렬 Hji -1를 알면 영상의 좌표 p'j로부터 패턴 평면의 좌표 pi를 아래와 같이 계산할 수 있다.If we know more than four corresponding points between two planes, we can find H ij . Knowing the inverse matrix H ji -1 of H ij , the coordinate p i of the pattern plane can be calculated from the coordinate p ' j of the image as follows.
도 7b에는 청색 원의 중심이 실측 좌표계와 픽셀 좌표계로 표현되어 있다. 실측 좌표계는 패턴의 평면에서 사각형의 모서리를 기준으로 형성되는 패턴 평면 상에 있는 좌표계이다. 픽셀 좌표계는 촬영된 영상에서 색 또는 밝기 정보를 담고 있는 픽셀들의 위치를 나타내는 좌표계이다. 픽셀 좌표계의 기준점은 영상의 상단 좌측 모서리가 된다.In FIG. 7B, the center of the blue circle is represented by the measured coordinate system and the pixel coordinate system. The measured coordinate system is a coordinate system on the pattern plane which is formed with respect to the corner of the rectangle in the plane of the pattern. The pixel coordinate system is a coordinate system indicating positions of pixels containing color or brightness information in the captured image. The reference point of the pixel coordinate system is the upper left corner of the image.
도 7b를 참조하면, 청색 원의 중심은 실측 좌표계로 (2, 2)로 표현되고, 픽셀 좌표계로는 (312, 256)으로 표현된다.Referring to FIG. 7B, the center of the blue circle is represented by (2, 2) in the measured coordinate system and (312, 256) in the pixel coordinate system.
임계값 비교부(30)는 검출된 마커의 좌표가 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 부분이다. 임계값은 미리 설정되어 프로그램 상에 입력되며, 진동이 허용되는 한계값을 의미한다. 따라서, 임계값을 초과하는 진동이 발생된 것으로 인식될 경우 도 9와 같이 임계값을 넘었다는 메시지가 나타나게 된다.The
도 8은 마커를 추적한 측정 결과를 나타내는 라인 그래프를 포함한 화면을 도시한 것이다.8 shows a screen including a line graph showing a measurement result of tracking a marker.
화면에서 둥근 부분은 마커의 실시간 이동위치를 나타내며, 좌측의 그래프를 보면 타원을 그리면서 마커를 추적함을 확인할 수 있다.The rounded part of the screen shows the marker's real-time movement position, and the graph on the left shows that the marker is traced while drawing an ellipse.
도 9는 마커의 진동 방향을 분석하여 각도별로 움직임의 정도를 도시한 폴라 그래프이다.9 is a polar graph illustrating the degree of movement for each angle by analyzing the vibration direction of the marker.
도 9를 참조하면, 90도와 120도 사이의 방향으로 가장 많은 진동 움직임이 있음을 확인할 수 있으며, 진동의 정도는 임계값을 초과하였음을 나타낸다. 임계값을 초과할 경우 메시지 이외에도 알람 기능을 통해 사용자가 용이하게 파악할 수 있도록 구현할 수도 있다. 이러한 폴라 그래프를 이용하여 지속적인 유지보수가 필요한 장비의 진동 패턴을 방향을 통해 분석할 수 있다. Referring to FIG. 9, it can be seen that there is the most vibration movement in the direction between 90 and 120 degrees, and the degree of vibration exceeds the threshold. In addition to the message when the threshold is exceeded, an alarm function can be implemented so that the user can easily identify. These polar graphs can be used to analyze the vibration patterns of equipment that require continuous maintenance.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상처리를 이용한 진동측정방법의 흐름도이다.10 is a flowchart of a vibration measuring method using real-time image processing according to a preferred embodiment of the present invention.
S10 단계는 변환행렬값인 H.txt 파일이 준비되어 있는지 여부를 판단하는 단계이다. 현재 진동측정 대상물과 카메라 사이의 상대적인 위치관계의 왜곡량을 나타내는 H.txt 파일이 있다면 바로 마커의 영상정보를 읽어내면 된다. 만일 H.txt 파일이 없다면 도 6과 같은 패턴을 이용하여 별도로 현재의 위치관계를 반영하는 H.txt 파일을 생성하여야 한다.In step S10, it is determined whether the H.txt file, which is a conversion matrix value, is prepared. If there is an H.txt file indicating the amount of distortion of the relative positional relationship between the vibration measurement object and the camera, the image information of the marker can be read immediately. If there is no H.txt file, an H.txt file that reflects the current positional relationship must be generated separately using the pattern as shown in FIG.
S20 단계는 H.txt 파일이 없어 변환행렬을 계산해야 하는 상황에서, 카메라에 촬영된 패턴 영상이 지정된 패턴인지 여부를 확인하는 단계이다. 패턴을 촬영한 영상이 도 6과 같은 지정된 패턴이 아닐 경우는 패턴이 흐리게 촬영되었거나 일부가 잘려져 나가서 모서리를 제대로 검출할 수 없는 상황이다.Step S20 is a step of checking whether the pattern image photographed by the camera is a designated pattern in a situation in which the conversion matrix is not calculated because there is no H.txt file. When the image photographing the pattern is not the designated pattern as shown in FIG. 6, the pattern is blurred or a part is cut off, and thus the edge cannot be detected properly.
도시되지 않았으나 S20 단계와 같이 지정된 패턴인지 확인하기 위해서는 진동측정 대상물에 부착할 마커의 위치에 패턴을 놓고 패턴의 영상을 획득하는 단계가 필요하다.Although not shown, in order to check whether the pattern is designated as in step S20, it is necessary to place the pattern on the position of the marker to be attached to the vibration measuring object and acquire an image of the pattern.
S30 단계는 촬영된 패턴이 지정된 패턴에 해당할 경우 모서리를 검출하는 단계이다. 모서리 검출은 도 6 및 도 7과 같이 특정 크기의 정사각형이 연속적으로 배열된 패턴에서 가로 및 세로로 특정 개수의 모서리를 대상으로 수행될 수 있다.In step S30, when the photographed pattern corresponds to the designated pattern, the corner is detected. Edge detection may be performed on a specific number of edges horizontally and vertically in a pattern in which squares of a specific size are continuously arranged as shown in FIGS. 6 and 7.
S40 단계는 검출된 모서리를 통해 좌표계 변환행렬을 계산하는 단계이다.Step S40 is a step of calculating a coordinate system transformation matrix through the detected edges.
S50 단계는 변환행렬을 다시 계산하는 단계로, 보다 정확한 값을 얻기 위해 다시 패턴을 촬영하여 지정된 패턴인지 여부를 확인한 후 새로운 변환행렬값을 계산하게 된다.Step S50 is a step of recalculating the conversion matrix. In order to obtain a more accurate value, the step S50 is taken again to check whether the pattern is a designated pattern and then calculate a new conversion matrix value.
S60 단계는 계산된 변환행렬값을 파일(예컨대 H.txt)로 저장하는 단계이다.In step S60, the calculated transform matrix value is stored in a file (eg, H.txt).
S70 단계는 마커의 진동이 촬영된 동영상을 PC 또는 서버로 읽어들이는 단계이다.Step S70 is a step of reading the video recorded with the vibration of the marker to the PC or server.
도시되지 않았으나, S70 단계와 같이 마커의 동영상을 읽어들이기 위해서는 진동측정 대상물에 마커를 부착하고 마커에 대한 영상정보를 획득하는 단계가 필요하다.Although not shown, in order to read the video of the marker as in step S70, it is necessary to attach the marker to the vibration measuring object and acquire image information on the marker.
S80 단계는 마커의 동영상을 성공적으로 읽어들인 경우, 동영상 버퍼에 저장하는 단계이다.In step S80, when the video of the marker is successfully read, the video is stored in the video buffer.
S90 단계는 마커에 대한 영상정보가 흑백영상인지 여부를 판단하는 단계이다.In step S90, it is determined whether the image information on the marker is a black and white image.
S100 단계는 S90 단계에서의 판단 결과, 마커의 영상이 흑백영상이 아닌 경우 흑백 영상으로 변환하는 단계이다.In operation S100, when the image of the marker is not a monochrome image, the determination result is converted into a monochrome image.
마커의 영상이 흑백영상인 경우 S110 단계에서 노이즈를 제거하고 이진화한 후, S120 단계에서 마커의 진동영역을 계산해 내고 이를 이용하여 S130 단계에서 좌표값을 검출해 낸다.When the image of the marker is a black and white image, the noise is removed and binarized in step S110, and then the vibration region of the marker is calculated in step S120, and the coordinate value is detected in step S130 using the same.
이와 같이 검출된 마커의 좌표값은 대상 물체와 카메라의 상대적인 위치관계에 의한 왜곡량이 그대로 반영되어 있는 결과이다. 따라서, 검출된 마커의 좌표값은 상대적인 위치관계에 의한 왜곡량만큼 보정되어야 한다. 이를 위해 H.txt 파일을 이용하여 좌표값을 변환함으로써 보정된 좌표값을 산출해 낸다.The detected coordinate value of the marker is a result of the amount of distortion due to the relative positional relationship between the object and the camera. Therefore, the coordinate value of the detected marker should be corrected by the amount of distortion due to the relative positional relationship. For this purpose, the corrected coordinate values are calculated by converting the coordinate values using the H.txt file.
보정된 좌표값이 산출되면 이러한 좌표값이 임계값을 초과하였는지 여부를 판단하고, 임계값을 초과한 경우 화면 메시지 및/또는 알람 형태로 사용자에게 알려주도록 한다.When the corrected coordinate value is calculated, it is determined whether the coordinate value exceeds the threshold value, and when the threshold value is exceeded, the user is informed in the form of a screen message and / or an alarm.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 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 idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10 - 영상정보 획득부 20 - PC
21 - 영상정보 저장부 22 - 영상정보 변환부
23 - 좌표 검출부 24 - 좌표계 변환부
30 - 임계값 비교부 35 - 인터페이스 카드
40 - 중앙처리장치 50 - 디스플레이부10-Image information acquisition unit 20-PC
21-Image information storage unit 22-Image information conversion unit
23-Coordinate Detector 24-Coordinate System Converter
30-threshold comparator 35-interface card
40-central processing unit 50-display
Claims (5)
상기 영상정보를 저장하는 영상정보 저장부;
상기 영상정보 저장부에 저장된 영상정보로부터 노이즈를 제거하고 이진화하는 영상정보 변환부;
상기 이진화된 영상정보로부터 상기 마커의 진동영역을 계산하여 좌표를 검출하는 좌표 검출부; 및
검출된 마커의 좌표가 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 임계값 비교부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템.An image information acquisition unit which acquires image information of a marker attached to the vibration measurement object;
An image information storage unit which stores the image information;
An image information converter for removing noise from the image information stored in the image information storage and binarizing the image information;
A coordinate detector configured to detect coordinates by calculating a vibration region of the marker from the binarized image information; And
Threshold comparison unit for determining whether the detected marker coordinates exceed the threshold
Vibration measurement system using a real-time image processing, characterized in that it comprises a.
상기 마커의 위치에 놓인 패턴을 영상으로 읽어 패턴 영상의 모서리를 검출하는 모서리 검출부와, 검출된 모서리를 통해 좌표계 변환행렬을 계산하는 변환행렬 계산부와, 계산된 변환행렬값을 파일로 저장하는 변환행렬 저장부를 포함하는 좌표계 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 영상처리를 이용한 진동측정 시스템.The method of claim 1,
A corner detector for detecting edges of the pattern image by reading the pattern placed at the position of the marker as an image, a transformation matrix calculator for calculating a coordinate system transformation matrix through the detected edges, and a transformation for storing the calculated transformation matrix values in a file Vibration measurement system using a real-time image processing, further comprising a coordinate system conversion unit including a matrix storage unit.
(b) 상기 마커에 대한 영상정보를 저장하는 단계;
(c) 상기 마커에 대한 영상정보가 흑백영상이 아닌 경우 흑백영상으로 변환하는 단계;
(d) 상기 흑백영상으로부터 노이즈를 제거하고 이진화하는 단계;
(e) 상기 마커의 진동영역을 계산하여 좌표를 검출하는 단계; 및
(f) 검출된 마커의 좌표가 임계값을 초과하였는지 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 영상처리를 이용한 진동측정방법.(a) attaching a marker to the vibration measuring object and obtaining image information on the marker;
(b) storing image information on the marker;
(c) converting the image information on the marker into a black and white image when the image information is not a black and white image;
(d) removing noise and binarizing the black and white image;
(e) calculating the vibration area of the marker to detect coordinates; And
(f) determining whether the detected marker coordinates exceed a threshold value
Vibration measurement method using a real-time image processing, characterized in that it comprises a.
진동측정 대상물에 부착할 마커의 위치에 패턴을 놓고 상기 패턴의 영상을 획득하는 단계;
상기 패턴 영상의 모서리를 검출하는 단계;
검출된 모서리를 통해 좌표계 변환행렬을 계산하는 단계;
계산된 변환행렬값을 파일로 저장하는 단계;
상기 변환행렬을 이용하여 상기 마커의 좌표를 변환함으로써 상기 마커의 좌표를 보정하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 영상처리를 이용한 진동측정방법.The method of claim 3,
Placing a pattern at a position of a marker to be attached to a vibration measuring object and obtaining an image of the pattern;
Detecting an edge of the pattern image;
Calculating a coordinate system transformation matrix based on the detected edges;
Storing the calculated transform matrix value as a file;
Correcting the coordinates of the marker by converting the coordinates of the marker using the transformation matrix.
Vibration measurement method using a real-time image processing, characterized in that it further comprises.
상기 패턴 영상의 모서리를 검출하기 전에 상기 패턴 영상의 패턴이 지정된 패턴인지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 영상처리를 이용한 진동측정방법.
The method of claim 4, wherein
And determining whether the pattern of the pattern image is a designated pattern before detecting an edge of the pattern image.
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|---|---|---|---|
| KR1020110073055A KR101063565B1 (en) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | System and method for measuring vibration using real-time image process |
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| KR1020110073055A KR101063565B1 (en) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | System and method for measuring vibration using real-time image process |
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| KR1020110073055A KR101063565B1 (en) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | System and method for measuring vibration using real-time image process |
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| KR (1) | KR101063565B1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101531305B1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-06-24 | 삼성중공업 주식회사 | System and method for measuring draft of vessel |
| KR101943464B1 (en) * | 2017-08-21 | 2019-01-29 | 한밭대학교 산학협력단 | Ultrasonic amplitude meter system using image processing |
| KR102066744B1 (en) * | 2019-07-09 | 2020-02-11 | 주식회사 그랜드 | Monitoring apparatus and method for fail of a pump-motor driver |
| KR20200034180A (en) * | 2018-09-21 | 2020-03-31 | (주)인사이트테크 | System for measuring vehicle component parts |
| CN110987148A (en) * | 2019-12-05 | 2020-04-10 | 浙江理工大学 | Knitting needle vibration detection system and method based on image tracing point dynamic tracking analysis |
| KR20210132518A (en) | 2020-04-27 | 2021-11-04 | 중앙대학교 산학협력단 | Non contact vibration detection system and Method for controlling the same |
| CN114138014A (en) * | 2021-11-19 | 2022-03-04 | 浙江远望土地勘测规划设计有限公司 | Unmanned aerial vehicle control method, device and equipment for land surveying and storage medium |
| CN114893669A (en) * | 2022-05-26 | 2022-08-12 | 江苏省建筑工程集团有限公司 | Monitoring device and monitoring method applied to installation of tower crane attachment device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001133320A (en) | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibration measuring device |
-
2011
- 2011-07-22 KR KR1020110073055A patent/KR101063565B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001133320A (en) | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibration measuring device |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101531305B1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-06-24 | 삼성중공업 주식회사 | System and method for measuring draft of vessel |
| KR101943464B1 (en) * | 2017-08-21 | 2019-01-29 | 한밭대학교 산학협력단 | Ultrasonic amplitude meter system using image processing |
| KR20200034180A (en) * | 2018-09-21 | 2020-03-31 | (주)인사이트테크 | System for measuring vehicle component parts |
| KR102126305B1 (en) * | 2018-09-21 | 2020-06-26 | (주)인사이트테크 | System for measuring vehicle component parts |
| KR102066744B1 (en) * | 2019-07-09 | 2020-02-11 | 주식회사 그랜드 | Monitoring apparatus and method for fail of a pump-motor driver |
| CN110987148A (en) * | 2019-12-05 | 2020-04-10 | 浙江理工大学 | Knitting needle vibration detection system and method based on image tracing point dynamic tracking analysis |
| KR20210132518A (en) | 2020-04-27 | 2021-11-04 | 중앙대학교 산학협력단 | Non contact vibration detection system and Method for controlling the same |
| CN114138014A (en) * | 2021-11-19 | 2022-03-04 | 浙江远望土地勘测规划设计有限公司 | Unmanned aerial vehicle control method, device and equipment for land surveying and storage medium |
| CN114138014B (en) * | 2021-11-19 | 2023-09-01 | 浙江远望土地勘测规划设计有限公司 | Unmanned aerial vehicle control method, device, equipment and storage medium for land survey |
| CN114893669A (en) * | 2022-05-26 | 2022-08-12 | 江苏省建筑工程集团有限公司 | Monitoring device and monitoring method applied to installation of tower crane attachment device |
| CN114893669B (en) * | 2022-05-26 | 2024-03-26 | 江苏省建筑工程集团有限公司 | Monitoring device and monitoring method applied to installation of tower crane attachment device |
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