KR101413511B1 - 두께 측정 시스템 - Google Patents

두께 측정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101413511B1
KR101413511B1 KR1020130145873A KR20130145873A KR101413511B1 KR 101413511 B1 KR101413511 B1 KR 101413511B1 KR 1020130145873 A KR1020130145873 A KR 1020130145873A KR 20130145873 A KR20130145873 A KR 20130145873A KR 101413511 B1 KR101413511 B1 KR 101413511B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser sensor
laser
sensor set
measured
value
Prior art date
Application number
KR1020130145873A
Other languages
English (en)
Inventor
박종현
김대광
이상수
Original Assignee
컨트롤코리아 주식회사
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 컨트롤코리아 주식회사 filed Critical 컨트롤코리아 주식회사
Priority to KR1020130145873A priority Critical patent/KR101413511B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101413511B1 publication Critical patent/KR101413511B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0625—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
    • 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
    • G01B11/022—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • 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
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0691—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of objects while moving
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02062—Active error reduction, i.e. varying with time
    • G01B9/02064—Active error reduction, i.e. varying with time by particular adjustment of coherence gate, i.e. adjusting position of zero path difference in low coherence interferometry
    • G01B9/02065—Active error reduction, i.e. varying with time by particular adjustment of coherence gate, i.e. adjusting position of zero path difference in low coherence interferometry using a second interferometer before or after measuring interferometer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 두께 측정 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복수개의 레이저 센서가 일렬로 배치된 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트를 생산 라인 상의 특정 위치에 고정시키고, 생산 라인 상을 이동하면서 가공되는 측정대상 물체가 움직여 컨베이어 벨트에 의해 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트 사이를 통과하면서 측정대상 물체의 두께를 측정하므로, 레이저 센서의 움직임에 따른 변수의 개입을 원천적으로 차단함으로써 측정의 정확도를 담보할 수 있으며, 임베디드 컨트롤러에 내장된 평균필터 알고리즘부가 레이저 센서로부터 측정된 데이터 신호에 가상의 윈도우를 중첩(convolution)시켜, 가상의 윈도우를 알고리즘 연산영역으로 설정함으로써 노이즈를 제거하여 측정값의 신뢰도를 극대화할 수 있는 두께 측정 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 레이저 센서들이 서로 이격되어 지면에 평행하도록 일렬로 복수개 배치되며, 각 레이저 센서는 레이저 발광부와 레이저 수광부를 구비하는 제1 레이저 센서 세트; 제1 레이저 센서 세트와 수직 방향으로 이격되어 제1 레이저 센서 세트를 이루는 레이저 센서의 개수와 동일하도록 상하 일대일로 배치되며, 레이저 센서들이 지면에 평행하도록 상호 간에 이격되어 일렬로 복수개 배치되고 각 레이저 센서는 레이저 발광부와 레이저 수광부를 구비하는 제2 레이저 센서 세트; 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트 사이의 높이에 위치하고, 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트에서 방출되는 레이저가 동일한 직선상에 놓이도록 하며, 측정대상 물체를 이동시키는 컨베이어 벨트; 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트로부터 동기화된 측정값을 입력받아 거리 정보를 가공하여 측정대상 물체의 두께를 계산하되, 산업현장에서의 진동을 포함한 외부요인에 의한 레이저 센서의 노이즈를 제거하는 평균필터 알고리즘부를 구비하는 임베디드 컨트롤러를 포함하는 현장 모니터링부; 및 현장 모니터링부와 연결되어 원격지에서 측정결과를 그래프로 표시하는 원격 모니터링부를 포함하는 두께 측정 시스템을 제공한다.

Description

두께 측정 시스템{System for measuring thickness}
본 발명은 두께 측정 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복수개의 레이저 센서가 일렬로 배치된 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트를 생산 라인 상의 특정 위치에 고정시키고, 생산 라인 상을 이동하면서 가공되는 측정대상 물체가 움직여 컨베이어 벨트에 의해 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트 사이를 통과하면서 측정대상 물체의 두께를 측정하므로, 레이저 센서의 움직임에 따른 변수의 개입을 원천적으로 차단함으로써 측정의 정확도를 담보할 수 있으며, 임베디드 컨트롤러에 내장된 평균필터 알고리즘부가 레이저 센서로부터 측정된 데이터 신호에 가상의 윈도우를 중첩(convolution)시켜, 가상의 윈도우를 알고리즘 연산영역으로 설정함으로써 노이즈를 제거하여 측정값의 신뢰도를 극대화할 수 있는 두께 측정 시스템에 관한 것이다.
생산라인에서 물체의 두께를 실시간으로 정확히 측정하는 것은 공장 자동화 및 품질 검사에서 매우 중요한 과제이다.
두께 측정 방식은 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분된다.
광학식 두께 및 거리 측정 기술은 원격, 비접촉식으로 측정하므로 대상체에 영향을 미치지 않으며, 고속 및 고정밀 측정이 가능하여 실용성이 높은 관계로 다양한 장치가 개발되어 왔다.
일반적인 광학식 두께 측정 장치는 측정 대상체의 상면과 하면에 각각 레이저 삼각 측정 방식의 거리측정 장치를 설치하여, 그 상대적인 거리를 측정하는 방식을 사용하고 있다.
도 1은 일반적인 광학식 두께 측정 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 측정대상 물체의 윗면과 아래면에 각각 레이저 거리 측정 장치를 설치하고, 그 측정 장치에서의 물체면까지의 거리를 동시에 측정하여 물체의 두께를 산출하게 된다.
그러나, 이러한 광학식 두께 측정 장치는 측정대상 물체가 생산라인에서 연속적으로 이동하는 관계로, 측정대상 물체와 레이저 발광부가 함께 움직이는 방식으로 구현된 것이 대부분이다. 측정대상 물체와 레이저 발광부가 함께 움직이게 되면 여러 변수가 개입되어 측정의 정확도가 저하되는 문제점이 있다.
또한, 레이저 거리 측정 장치의 센서에 의해 측정된 측정값은 진동 및 기타 요인에 의한 센서의 불필요한 노이즈를 포함하고 있어, 알고리즘에 의해 이를 적절하게 필터링하여야 한다. 그러나, 일반적인 광학식 두께 측정 장치에 관하여 개시된 선행기술들에는 이러한 내용을 개시하고 있지 않아 측정값의 신뢰도를 담보할 수 없는 문제점이 있다.
선행기술문헌 : 미국등록특허공보 제5,210,593호(1993.5.11.공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 산업현장에서 생산라인 상에서 움직이는 측정대상 물체의 두께 측정에 있어 변수의 개입을 방지하고, 측정값을 필터링하여 측정과정에서 발생한 노이즈를 제거함으로써 측정의 정확도와 신뢰도를 확보할 수 있는 두께 측정 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 두께 측정 시스템은 레이저 센서들이 서로 이격되어 지면에 평행하도록 일렬로 복수개 배치되며, 각 레이저 센서는 레이저 발광부와 레이저 수광부를 구비하는 제1 레이저 센서 세트; 제1 레이저 센서 세트와 수직 방향으로 이격되어 제1 레이저 센서 세트를 이루는 레이저 센서의 개수와 동일하도록 상하 일대일로 배치되며, 레이저 센서들이 지면에 평행하도록 상호 간에 이격되어 일렬로 복수개 배치되고 각 레이저 센서는 레이저 발광부와 레이저 수광부를 구비하는 제2 레이저 센서 세트; 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트 사이의 높이에 위치하고, 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트에서 방출되는 레이저가 동일한 직선상에 놓이도록 하며, 측정대상 물체를 이동시키는 컨베이어 벨트; 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트로부터 동기화된 측정값을 입력받아 거리 정보를 가공하여 측정대상 물체의 두께를 계산하되, 산업현장에서의 진동을 포함한 외부요인에 의한 레이저 센서의 노이즈를 제거하는 평균필터 알고리즘부를 구비하는 임베디드 컨트롤러를 포함하는 현장 모니터링부; 및 현장 모니터링부와 연결되어 원격지에서 측정결과를 그래프로 표시하는 원격 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 평균필터 알고리즘부는 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트에서 측정된 데이터 신호에 가상의 윈도우를 중첩(convolution)시켜, 가상의 윈도우를 알고리즘 연산영역으로 설정함으로써 노이즈를 제거할 수 있다.
또한, 가상의 윈도우는 사각형 형태로 설정되며, 가로축을 측정대상 물체가 위치한 시점(..., t-2, t-1, t, t+1,...)으로 하고 세로축을 측정된 두께값으로 잡았을 때 각 시점간 사이즈인 윈도우 크기(s)와, 측정된 데이터 신호의 허용 편차이며 윈도우의 세로길이에 해당하는 윈도우 편차(a)를 설정할 수 있다.
또한, 가상의 윈도우의 가로길이에 해당하는 전체 윈도우 사이즈는 (s+2)로 계산되고, 평균필터 알고리즘부는 기준 시점의 진폭보다 편차가 크면 노이즈로 간주하여 제거할 수 있다.
또한, 평균필터 알고리즘부의 측정값 계산은, 전체 윈도우 사이즈 수만큼 측정값을 사전에 메모리에 저장하고, 순차적으로 메모리에 저장된 측정값이 윈도우 크기만큼 저장되면 윈도우를 이동하면서 평균값을 계산하되, t위치의 측정값이 t-1의 (평균값+a)보다 크면 t+1의 측정값을 확인하여 t-1의 (평균값+a)보다 크면 t위치의 측정값이 노이즈가 아니라고 판단하여 계속 진행하고, 그렇지 않으면 t의 값을 t-1의 값으로 바꿈으로써 t위치의 측정값을 노이즈로 간주하여 제거할 수 있다.
본 발명에 의하면 복수개의 레이저 센서가 일렬로 배치된 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트를 생산 라인 상의 특정 위치에 고정시키고, 생산 라인 상을 이동하면서 가공되는 측정대상 물체가 움직여 컨베이어 벨트에 의해 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트 사이를 통과하면서 측정대상 물체의 두께를 측정하므로, 레이저 센서의 움직임에 따른 변수의 개입을 원천적으로 차단함으로써 측정의 정확도를 담보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 임베디드 컨트롤러에 내장된 평균필터 알고리즘부가 레이저 센서로부터 측정된 데이터 신호에 가상의 윈도우를 중첩(convolution)시켜, 가상의 윈도우를 알고리즘 연산영역으로 설정함으로써 노이즈를 제거하여 측정값의 신뢰도를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 광학식 두께 측정 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두께 측정 시스템의 사시도,
도 3은 도 2의 정면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두께 측정 시스템의 전체 구성도,
도 5는 도 4 중 임베디드 컨트롤러의 평균필터 알고리즘부에서 필터를 설정하는 화면,
도 6은 임베디드 컨트롤러가 측정 데이터 신호를 입력받아 평균필터 알고리즘부에서 윈도우가 설정된 예시를 도시한 화면,
도 7은 임베디드 컨트롤러의 평균필터 알고리즘부에서 노이즈를 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
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.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두께 측정 시스템의 사시도이고, 도 3은 도 2의 정면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두께 측정 시스템의 전체 구성도이다. 도 5는 도 4 중 임베디드 컨트롤러의 평균필터 알고리즘부에서 필터를 설정하는 화면이고, 도 6은 임베디드 컨트롤러가 측정 데이터 신호를 입력받아 평균필터 알고리즘부에서 윈도우가 설정된 예시를 도시한 화면이며, 도 7은 임베디드 컨트롤러의 평균필터 알고리즘부에서 노이즈를 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두께 측정 시스템은, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 레이저 센서 세트(2), 제2 레이저 센서 세트(4), 컨베이어 벨트(6), 롤러(8), 현장 모니터링부(10), 배전반(18), 및 원격 모니터링부(20)를 포함하여 이루어진다.
제1 레이저 센서 세트(2)는 레이저 센서들이 서로 이격되어 지면에 평행하도록 일렬로 복수개 배치되며, 각 레이저 센서는 레이저 발광부와 레이저 수광부를 구비한다.
제2 레이저 센서 세트(4)는 제1 레이저 센서 세트(2)와 수직 방향으로 이격되어 제1 레이저 센서 세트(2)를 이루는 레이저 센서의 개수와 동일하도록 상하 일대일로 배치된다. 제2 레이저 센서 세트(4)도 제1 레이저 센서 세트(2)와 마찬가지로 레이저 센서들이 지면에 평행하도록 상호 간에 이격되어 일렬로 복수개 배치되고, 각 레이저 센서는 레이저 발광부와 레이저 수광부를 구비한다.
여기서, 제1 레이저 센서 세트(2)를 이루는 각 레이저 센서들은 제2 레이저 센서 세트(4)를 이루는 각 레이저 센서들과 서로 마주보도록 배치되며, 제1 레이저 센서 세트(2)의 어느 한 레이저 센서는 동일한 수직선상에 위치하는 제2 레이저 센서 세트(4)의 레이저 센서와 한 조를 이루어 측정대상 물체의 두께를 측정하게 된다.
도면에는 제1 레이저 센서 세트(2)와 제2 레이저 센서 세트(4)가 각각 6개의 레이저 센서로 구성되어, 총 12개의 레이저 센서로 구성된 예가 도시되어 있다. 이 경우 상하 2개의 센서가 한 쌍으로 구성되어 측정대상 물체의 두께를 측정하므로, 총 6개의 포인트(point)를 감지하게 된다. 일례로, 각 레이저 센서들은 RS485 공용통신선을 사용할 수 있으며, 여기서 레이저 센서의 통신방식을 한정하는 것은 아니다.
컨베이어 벨트(6)는 제1 레이저 센서 세트(2)와 제2 레이저 센서 세트(4) 사이의 높이에 위치한다. 컨베이어 벨트(6)는 제1 레이저 센서 세트(2)와 제2 레이저 센서 세트(4)에서 각각 방출되는 레이저가 동일한 직선상에 놓이도록 한다. 컨베이어 벨트(6)는 측정대상 물체를 이동시킨다.
본 발명에 따른 두께 측정 시스템은 제1 레이저 센서 세트(2)와 제2 레이저 센서 세트(4)는 생산 라인 상의 특정 위치에 고정되어 있고, 생산 라인 상을 이동하면서 가공되는 측정대상 물체가 움직여 컨베이어 벨트(6)에 의해 제1 레이저 센서 세트(2)와 제2 레이저 센서 세트(4) 사이를 통과하면서 측정대상 물체의 두께를 측정하므로, 레이저 센서의 움직임에 따른 변수의 개입을 원천적으로 차단함으로써 측정의 정확도를 담보한다.
현장 모니터링부(10)는 제1 레이저 센서 세트(2)와 제2 레이저 센서 세트(4)로부터 동기화된 측정값을 입력받아 거리 정보를 가공하여 측정대상 물체의 두께를 계산한다.
현장 모니터링부(10)는 임베디드 컨트롤러(12)와 컨버터(14) 및 SMPS(16)를 포함한다.
임베디드 컨트롤러(12)는 12개의 레이저 센서로부터 동기화된 측정값을 입력받는다. 일례로, 임베디드 컨트롤러(12)는 레이저 센서로부터의 측정값을 RS232 통신으로 입력받을 수 있으며, 여기서 통신방식을 한정하는 것은 아니다.
임베디드 컨트롤러(12)는 수신된 측정값을 계산하여 6 포인트들의 두께값을 계산한 후, 계산된 6 지점의 값들을 임베디드 보드의 화면 상에 출력한다. 임베디드 컨트롤러(12)는 산업현장에서의 진동을 포함한 외부요인에 의한 레이저 센서의 노이즈를 제거하는 평균필터 알고리즘부를 구비한다. 평균필터 알고리즘부에 대해서는 후술하기로 한다.
컨버터(14)는 레이저 센서들의 데이터를 임베디드 컨트롤러가 장착된 임베디드 보드로 입력되도록 하기 위해 통신방식을 변경한다. 일례로, 컨버터(14)는 12개의 레이저 센서들이 하나의 공통된 라인을 이용하기 위해 사용하는 RS485 방식을 RS232 방식으로 변경할 수 있으며, 여기서 통신방식을 한정하는 것은 아니다.
SMPS(16)는 외부전원을 공급받아 각 레이저 센서 및 임베디드 컨트롤러(12)에 강하된 전원을 공급한다. 일례로, SMPS(16)는 AC220V를 공급받아 DC12V로 변환할 수 있다.
배전반(18)은 전원을 공급하며, 일례로 AC220V, 60Hz의 전원을 공급할 수 있다.
원격 모니터링부(20)는 현장 모니터링부(10)와 연결되어 원격지에서 측정결과를 그래프 등으로 표시한다. 일례로, 원격 모니터링부(20)는 현장 모니터링부(10)로부터 측정된 값을 대략 100m 거리의 이더넷 통신으로 전달받아, 측정결과를 그래프로 출력하고 사용자 보정기능을 제공하고 각종 설정을 저장한다.
임베디드 컨트롤러(12)에 내장된 평균필터 알고리즘부는 제1 레이저 센서 세트(2)와 제2 레이저 센서 세트(4)에서 측정된 데이터 신호에 가상의 윈도우를 중첩(convolution)시켜, 가상의 윈도우를 알고리즘 연산영역(사각 형태의 관심영역)으로 설정함으로써 노이즈를 제거한다.
필터링이 이루어지지 않을 경우 실제 산업현장에서의 진동과 기타 요인에 의한 레이저 센서의 노이즈가 제거되지 않으므로 측정값의 정확도가 저하된다.
도 5를 참조하면, 필터를 설정하기 위해 윈도우 크기(s)와 윈도우 편차(a)가 설정된다.
윈도우 크기(s)가 설정되면 전체 윈도우 사이즈는 (s+2)로 계산된다.
윈도우 편차(a)는 측정 신호의 허용 편차의 범위를 설정하는 것으로, 신호의 진폭과 동일한 의미를 갖는다. 일례로, 편차값은 소수점 이하 3자리까지 설정할 수 있고 단위는 mm가 사용될 수 있다.
중첩(convolution)이란 시스템에 메모리가 있는 경우에 출력값이 이전 입력값과 나중의 입력값에 영향을 가지는 연산을 말한다. 예컨대 3번째 입력값의 중첩값을 계산하려면 1, 2번째 입력값과 4, 5번째 입력값을 모두 계산하여 3번째 입력값의 중첩값을 얻을 수 있다.
도 6을 참조하면, 가로축은 레이저 센서를 통해 순차적으로 저장된 측정값의 인덱스(데이터 개수)이고, 세로축은 레이저 센서를 통해 측정된 실제 측정값을 의미한다. 도 6에서 청색점으로 표시된 것이 실제 레이저 센서의 측정값이고, 적색 사각형이 가상의 윈도우 필터이다. 이동방향은 화살표의 방향과 같다.
순차적으로 저장된 측정값이 윈도우 크기만큼 저장되면 윈도우를 이동하면서 아래의 재귀식을 이용하여 평균값을 계산한다.
Figure 112013108701139-pat00001
이에 따라 도 6에 도시된 5개의 데이터 평균값을 소수점 이하 2자리까지 각각 계산하면 다음과 같다.
x2(2개의 데이터 평균값) = 4.85+4.7 = 9.55
x3(3개의 데이터 평균값) = 6.37+3.07 = 9.44
x4(4개의 데이터 평균값) = 7.08+2.35 = 9.43
x5(5개의 데이터 평균값) = 7.54+1.9 = 9.44
노이즈 제거 알고리즘을 적용할 때, 시스템의 메모리에 이전 측정값을 윈도우 사이즈의 2배 이상 저장하는 것이 바람직하다. 설정된 윈도우를 x측의 우측(x축은 데이터 개수)으로 1씩 이동하면서 필터링된 측정값을 계산한다.
도 7을 참조하면, 가상의 윈도우는 사각형 형태로 설정된다. 가로축은 측정대상 물체가 위치한 시점(..., t-2, t-1, t, t+1,...), 세로축은 측정된 두께값을 의미한다. 가상의 윈도우에서는 각 시점간 사이즈인 윈도우 크기(s)와, 측정된 데이터 신호의 허용 편차이며 윈도우의 세로길이에 해당하는 윈도우 편차(a)가 설정된다.
도 7에서는 일례로 윈도우 크기(s)가 2, 윈도우 편차(a)가 0.2mm로 설정되어 있다. 평균필터 알고리즘은 기준 시점의 진폭보다 편차가 크면 노이즈로 간주한다.
구체적으로, 평균필터 알고리즘의 측정값 계산은 전체 윈도우 사이즈 수(4)만큼 측정값을 사전에 메모리에 저장하고, 순차적으로 메모리에 저장된 측정값이 윈도우 크기만큼 저장되면 윈도우를 이동하면서 평균값을 계산한다.
t 시점을 기준으로, t위치의 평균값은 t-2, t-1, t, t+1의 값으로 계산한다(중첩). 이때, t위치의 측정값과 t-1의 (평균값+a)와 비교하여 t위치의 측정값이 t-1의 (평균값+a)보다 크면 t+1의 측정값을 확인한다. t+1의 측정값 역시 t-1의 (평균값+a) 보다 크면 기준 진폭보다 편차가 크지 않은 것으로 해석되므로 노이즈가 아니라고 판단하여 계속 진행한다.
그렇지 않은 경우에는 기준 진폭보다 편차가 큰 것으로 해석되므로 t의 값을 t-1의 값으로 바꿈으로써 t위치의 측정값을 노이즈로 간주하여 제거한다.
t위치의 평균값 계산 과정, t위치의 측정값과 t-1의 (평균값+a)와의 비교과정, t+1의 측정값과 t-1의 (평균값+a)와의 비교과정, 그 결과에 따라 t의 값을 t-1의 값으로 치환하는 과정이 루프(Loop) 형태로 반복되면서 노이즈가 제거된다.
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.
2 - 제1 레이저 센서 세트 4 - 제2 레이저 센서 세트
6 - 컨베이어 벨트 8 - 롤러
10 - 현장 모니터링부 18 - 배전반
20 - 원격 모니터링부

Claims (5)

  1. 레이저 센서들이 서로 이격되어 지면에 평행하도록 일렬로 복수개 배치되며, 각 레이저 센서는 레이저 발광부와 레이저 수광부를 구비하는 제1 레이저 센서 세트; 제1 레이저 센서 세트와 수직 방향으로 이격되어 제1 레이저 센서 세트를 이루는 레이저 센서의 개수와 동일하도록 상하 일대일로 배치되며, 레이저 센서들이 지면에 평행하도록 상호 간에 이격되어 일렬로 복수개 배치되고 각 레이저 센서는 레이저 발광부와 레이저 수광부를 구비하는 제2 레이저 센서 세트; 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트 사이의 높이에 위치하고, 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트에서 방출되는 레이저가 동일한 직선상에 놓이도록 하며, 측정대상 물체를 이동시키는 컨베이어 벨트; 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트로부터 동기화된 측정값을 입력받아 거리 정보를 가공하여 측정대상 물체의 두께를 계산하되, 산업현장에서의 진동을 포함한 외부요인에 의한 레이저 센서의 노이즈를 제거하는 평균필터 알고리즘부를 구비하는 임베디드 컨트롤러를 포함하는 현장 모니터링부; 및 현장 모니터링부와 연결되어 원격지에서 측정결과를 그래프로 표시하는 원격 모니터링부를 포함하고,
    평균필터 알고리즘부는 제1 레이저 센서 세트와 제2 레이저 센서 세트에서 측정된 데이터 신호에 가상의 윈도우를 중첩(convolution)시켜, 가상의 윈도우를 알고리즘 연산영역으로 설정함으로써 노이즈를 제거하며, 가상의 윈도우는 사각형 형태로 설정되며, 가로축을 측정대상 물체가 위치한 시점(..., t-2, t-1, t, t+1,...)으로 하고 세로축을 측정된 두께값으로 잡았을 때 각 시점간 사이즈인 윈도우 크기(s)와, 측정된 데이터 신호의 허용 편차이며 윈도우의 세로길이에 해당하는 윈도우 편차(a)를 설정하고, 가상의 윈도우의 가로길이에 해당하는 전체 윈도우 사이즈는 (s+2)로 계산되고, 평균필터 알고리즘부는 기준 시점의 진폭보다 편차가 크면 노이즈로 간주하여 제거하며, 평균필터 알고리즘부의 측정값 계산은, 전체 윈도우 사이즈 수만큼 측정값을 사전에 메모리에 저장하고, 순차적으로 메모리에 저장된 측정값이 윈도우 크기만큼 저장되면 윈도우를 이동하면서 하기 재귀식을 이용하여 평균값을 계산하되,
    Figure 112014030767686-pat00009

    t위치의 측정값이 t-1의 (평균값+a)보다 크면 t+1의 측정값을 확인하여 t-1의 (평균값+a)보다 크면 t위치의 측정값이 노이즈가 아니라고 판단하여 계속 진행하고, 그렇지 않으면 t의 값을 t-1의 값으로 바꿈으로써 t위치의 측정값을 노이즈로 간주하여 제거하며, t위치의 평균값 계산 과정, t위치의 측정값과 t-1의 (평균값+a)와의 비교과정, t+1의 측정값과 t-1의 (평균값+a)와의 비교과정, 그 결과에 따라 t의 값을 t-1의 값으로 치환하는 과정이 루프(Loop) 형태로 반복되면서 노이즈가 제거되는 두께 측정 시스템.



  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020130145873A 2013-11-28 2013-11-28 두께 측정 시스템 KR101413511B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130145873A KR101413511B1 (ko) 2013-11-28 2013-11-28 두께 측정 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130145873A KR101413511B1 (ko) 2013-11-28 2013-11-28 두께 측정 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101413511B1 true KR101413511B1 (ko) 2014-07-04

Family

ID=51740752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130145873A KR101413511B1 (ko) 2013-11-28 2013-11-28 두께 측정 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101413511B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101508754B1 (ko) 2014-10-22 2015-04-08 (주)제이엔엘테크 극판 2매 검출기
WO2018062722A1 (ko) * 2016-09-28 2018-04-05 주식회사 비온시이노베이터 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템
KR20210153847A (ko) * 2020-06-11 2021-12-20 국방기술품질원 용사장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070100618A (ko) * 2006-04-07 2007-10-11 니시야마 스테인레스 케미컬 가부시키가이샤 유리 기판의 판 두께 측정 장치
KR20090031852A (ko) * 2006-07-21 2009-03-30 쇼오트 아게 대면적 유리 기판의 두께 측정 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070100618A (ko) * 2006-04-07 2007-10-11 니시야마 스테인레스 케미컬 가부시키가이샤 유리 기판의 판 두께 측정 장치
KR20090031852A (ko) * 2006-07-21 2009-03-30 쇼오트 아게 대면적 유리 기판의 두께 측정 장치 및 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101508754B1 (ko) 2014-10-22 2015-04-08 (주)제이엔엘테크 극판 2매 검출기
WO2018062722A1 (ko) * 2016-09-28 2018-04-05 주식회사 비온시이노베이터 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템
KR20210153847A (ko) * 2020-06-11 2021-12-20 국방기술품질원 용사장치
KR102375979B1 (ko) * 2020-06-11 2022-03-17 국방기술품질원 용사장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103383360B (zh) 一种薄带连铸坯表面缺陷正弦光栅相移检测装置及检测方法
CN203323701U (zh) 汽车车架在线检测装置
KR101413511B1 (ko) 두께 측정 시스템
CN205138423U (zh) 基于机器视觉的产品外观尺寸一般性检测***
CN103381436B (zh) 用来测量板材的弯曲角度的设备和方法
CN204421842U (zh) 激光光幕测量仪
ITVE20000023A1 (it) Apparecchiatura laser per il controllo delle rotaie di una linea ferrotramviaria.
CN104567728A (zh) 激光视觉轮廓测量***及测量方法、立体靶标
CN109443214B (zh) 一种结构光三维视觉的标定方法、装置及测量方法、装置
CN106289059B (zh) 转向架检测装置
KR20170136618A (ko) 형상 측정 장치 및 형상 측정 방법
CN105574845A (zh) 一种多相机阵列烟标叠层数量测量方法及装置
CN109765240A (zh) 一种检测工业零件针脚缺陷装置及方法
CN104215179A (zh) 使用激光位移传感器动态测量钢坯宽度的方法
CN109839067A (zh) 钢板尺寸测量装置及方法
CN102538694A (zh) 一种大坝坝肩基点变形的监测方法及装置
JP2017531258A (ja) カメラ画像で投影構造パターンの構造要素を特定する方法および装置
CN110398199A (zh) 一种建筑限界检测方法
CN104048603A (zh) 一种列阵激光标线-面阵ccd高分辨大视场测量***与方法
CN105157615A (zh) 一种用于真空的三维形貌测量***
EP2899500B1 (en) Method for compensating measurement errors due to thermally induced structural deformations in a coordinate measurement machine
JP6611691B2 (ja) 鉄道車両の外形形状測定方法及び装置
ITBO20120221A1 (it) Metodo per posizionare un utensile di una macchina utensile nel campo visivo di un sistema di visione e relativa macchina utensile
CN205245987U (zh) 一种波长修正式多光束阶梯平面反射镜激光干涉仪
RU100229U1 (ru) Система бесконтактного измерения геометрических размеров прокатного листа

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170616

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 6