KR100955381B1 - 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 본 발명에 의하면, 교량(B)의 하면 또는 교량(B)의 균열을 촬영하는 이미지촬영부(110); 이미지촬영부(110)에 의해 촬영된 이미지(I)들을 디스플레이하는 디스플레이부(120); 이미지촬영부(110)의 위치를 교량(B)의 길이방향과 너비방향으로 이동시키는 카메라이동부(130); 카메라이동부(130)의 교량(B)에 대한 길이방향과 너비방향 이동 위치를 계산하여 이미지(I)들의 위치정보를 계산하는 이미지위치계산부(140); 및 상기 이미지(I)들의 위치정보를 토대로 상기 이미지(I)들을 연속적으로 배열시켜 상기 연속 배열된 이미지(I)들의 연속이미지(C)의 확인과 함께 상기 연속이미지(C)에 대응되는 위치정보를 생성하는 이미지배열처리부(150)를 포함하는 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템이 제공된다.

교량, 로봇, 촬영, 이미지, 카메라, 레일, 점검차, 부스, 연속, 마진, 배열

Description

이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템{Bridge inspecting system capable of processing continuous arrange of image}

본 발명은 교량점검시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량 하부에 교량의 길이방향으로 이동레일을 따라 이동하는 이동식점검대차에 설치된 카메라가 교량의 너비방향으로 이동하면서 교량 하부를 촬영한 복수개의 이미지들이 피사체에 대하여 모두 동일한 수직위치좌표와 배율을 가지도록 처리하고 상기 이미지들의 위치좌표를 토대로 이미지들을 연속 배열하여 피사체에 대한 연속적인 확인과 위치 파악을 가능하게 할 수 있는 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 교량점검작업은 교량점검차량을 이용해 교량의 상부에 정차하거나 이동하며 교량의 균열이나 파손 등과 같은 균열 요소를 점검자의 육안으로 관찰하였다.

그러나 사장교 등과 같은 방식으로 건설되는 교량의 경우 교량의 버팀 교각으로부터 교량까지 비스듬하게 설치되는 와이어에 의해 상기와 같은 교량점검차량을 이용한 교량점검이 어려운 문제점이 있다.

또한, 교량점검작업이 상기 점검자의 육안만으로 이루어질 경우 검사 데이터를 검사자만이 알게 됨으로써 점검의 신뢰가 없고 검사 데이터를 보관할 수 없어 추후에 검사 데이터의 재검토나 분석이 어려운 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기와 같은 교량점검차량의 다단붐 선단에 구비되는 교량점검용 카메라 장치를 이용하여 교량의 외관조사를 수행하도록 하는 방안이 개시되고 있다.

그러나 종래의 교량점검용 카메라 장치는, 상기 다단붐들에 의해 절첩 동작을 통해 그 위치가 제어되기 때문에 위치정보 계산이 복잡한 문제점이 있다.

또한, 불규칙적인 환경 예를 들면, 바람이나 교량을 이동 중인 차량에 의한 교량의 흔들림 또는 카메라의 흔들림 등에 따라 상기 이미지들이 서로 다른 위치 정보를 가지거나 일부 구간이 중복될 경우 이미지의 실제 위치에 대한 정확한 좌표 인식이 어렵다.

또한, 상기와 같이 일부 구간이 중복 촬영된 이미지들을 연속이미지 생성을 위하여 연속으로 배열할 경우 상기 이미지의 균열, 용접부의 이상 유무 판별 및 균열의 폭과 길이에 대한 정확한 결함 분석이 어렵다.

또한, 상기와 같은 이유들로 인하여 상기 이미지들을 토대로 교량 하면에 대한 결함 분석이 이루어질 경우 분석 작업의 신뢰성을 제고하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 사장교 등과 같은 교량 하부에 교량의 길이방향으로 이동레일을 따라 이동하는 이동식점검대차에 카메라를 설치하고 상기 카메라가 이동식점검대차에 구비된 이동레일을 따라 교량의 너비방향으로 이동하면서 교량 하부를 촬영 가능하게 하여 상기 카메라의 이동위치좌표를 보다 간편하게 계산할 수 있는 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 카메라에 의해 촬영된 복수개의 이미지들이 상기 이미지들의 위치정보에 따라 연속 배열되도록 하여 교량의 균열 등을 연속적으로 파악하고 이에 대한 실제 위치정보를 정확하게 산출할 수 있는 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템을 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명에 의하면, 교량(B)의 하면 또는 교량(B)의 균열을 촬영하는 이미지촬영부(110); 이미지촬영부(110)에 의해 촬영된 이미지(I)들을 디스플레이하는 디스플레이부(120); 이미지촬영부(110)의 위치를 교량(B)의 길이방향과 너비방향으로 이동시키는 카메라이동부(130); 카메라이동부(130)의 교량(B)에 대한 길이방향과 너비방향 이동 위치를 계산하여 이미지(I)들의 위치정보를 계산하는 이미지위치계산부(140); 및 상기 이미지(I)들의 위치정보를 토대로 상기 이미지(I)들을 연속적으로 배열시켜 상기 연속 배열된 이미지(I)들의 연속이미지(C)의 확인과 함께 상기 연속이미지(C)에 대응되는 위치정보를 생성하는 이미지배열처리부(150) 를 포함하는 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템이 제공된다.

따라서 본 발명에 의하면, 사장교 등과 같은 교량 하부에 교량의 길이방향으로 이동레일을 따라 이동하는 이동식점검대차에 카메라를 설치하고 상기 카메라가 이동식점검대차에 구비된 이동레일을 따라 교량의 너비방향으로 이동하면서 교량 하부를 촬영 가능하게 함으로써, 상기 카메라의 이동위치좌표를 보다 간편하게 계산할 수 있다.

또한, 상기 카메라에 의해 촬영된 복수개의 이미지들이 위치정보에 따라 연속 배열되어 연속이미지가 생성됨으로써, 교량의 균열 등을 연속적으로 파악할 수 있다.

또한, 상기 이미지들의 연속 배열시 위치정보가 중복되는 마진부분이 오버랩 또는 크랩되거나 보다 선명한 이미지의 마진부분으로 선택 배열됨으로써, 피사체 예를 들면, 교량 하면의 실제 균열요소를 연속 확인할 수 있는 연속이미지가 생성되고 이에 대응된 최종 위치좌표를 통하여 실제 균열요소의 정확한 위치를 파악할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템을 나타낸 블록구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템은, 촬영 대상 즉, 사장교 등과 같은 교량(B)의 하면 또는 교량(B)의 균열을 촬영하는 이미지촬영부(110), 이미지촬영부(110)에 의해 촬영된 이미지(I)들을 디스플레이하는 디스플레이부(120), 이미지촬영부(110)의 위치를 교량(B)의 길이방향과 너비방향으로 이동시키는 카메라이동부(130), 카메라이동부(130)의 교량(B)에 대한 길이방향과 너비방향 이동 위치를 계산하여 이미지(I)들의 위치정보를 계산하는 이미지위치계산부(140), 상기 이미지(I)들의 위치정보를 토대로 상기 이미지(I)들을 연속적으로 배열시켜 상기 연속 배열된 이미지(I)들의 연속이미지(C)의 확인과 함께 상기 연속이미지(C)에 대응되는 위치정보를 생성하는 이미지배열처리부(150) 및 상기 구성부들을 제어하는 제어부(160)를 포함한다.

도 2는 도 1의 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템에 있어서 이미지촬영부에 연속 촬영될 피사체와 상기 피사체가 촬영된 이미지들을 나타낸 도면이다.

이미지촬영부(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 교량(B)의 하부를 일정 크기의 블록으로 연속 촬영하는 CCD카메라(111)와 조명부재(미도시) 및 CCD카메라(111)가 설치되는 부분에 불규칙적인 환경요소 즉, 교량통행차량 또는 바람에 의한 교량의 진동과 CCD카메라(111)의 자체진동을 방지하는 스프링과 같은 탄성부재(미도시)를 포함한다.

여기서, CCD카메라(111)는 PC에서 USB 통신으로 제어되며 촬영과 동시에 이 미지가 PC로 저장가능하다.

또한, CCD카메라(111)에 의해 촬영되는 이미지(I)들은 교량(B)의 특정 영역 예를 들면, 교량(B)을 길이방향으로 80등분, 교량(B)의 너비방향으로 6등분으로 분할하는 것이 바람직하다.

디스플레이부(120)는, 이미지촬영부(110)에 의해 촬영된 이미지(I)들을 모니터링 하게 하는 것으로써, PC 또는 CCD카메라(111)의 일측에 구비된 LCD인 것이 좋다.

도 3은 도 1의 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템에 있어서 카메라이동부를 나타낸 실시예이다.

카메라이동부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 교량(B)의 하부에 교량(B)의 길이방향으로 설치되는 이동레일(131)에 위치되는 구동바퀴(132), 구동바퀴(132)에 구동력을 전달하는 구동축(133) 및 구동축(133)으로부터 교량점검로(R)까지 연결되는 브라켓(134)으로 구성된 x축 이동장치(135)와, 이미지촬영부(110)의 CCD카메라(111)가 교량(B)의 너비방향으로 이동되도록 교량점검로(R)의 일측에 구비된 가이드라인(136)과 가이드라인(136)을 따라 이동되며 CCD카메라(111)가 위치되는 가이드블록(137)으로 구성된 y축 이동장치(138)를 포함한다.

이미지위치계산부(140)는, x축 이동장치(135) 구동바퀴(132)들의 회전수를 감지하여 CCD카메라(111)에 대한 교량(B)의 길이방향에 따른 이동거리(x축)를 계산하는 x축 위치좌표 엔코더(미도시), y축 이동장치(138) 가이드블록(137)을 가이드라인(136)을 따라 이동시키는 피니언기어 또는 와이어드럼 등의 이동부재의 회전수 를 감지하여 CCD카메라(111)에 대한 교량(B)의 너비방향에 따른 이동거리(y축)를 계산하는 y축 위치좌표 엔코더(미도시), CCD카메라(111)의 일측에 구비되어 카메라와 교량(B) 하부까지의 거리(z축)를 계산하는 z축 위치좌표 센서(미도시) 및 상기 x/y/z축 위치좌표와 상기 이미지(I)들의 네 모서리에 대응된 지역좌표(△x,△y)를 토대로 CCD카메라(111)에 의해 촬영되는 이미지(I)들에 대한 이미지위치좌표(x,y,z)를 연산하는 좌표연산기(미도시)를 포함한다.

여기서, 상기 좌표연산기에 의해 연산되는 이미지위치좌표(x,y,z)에 있어서 x = X ± △X, y = Y ± △Y 및 z =

'이며, 상기 지역좌표(△x,△y)는 CCD카메라(111)의 FOV(Field of view) 공식에 따라 그 값이 결정된다.

또한, 이미지위치계산부(140)는, GPS 수신기를 더 구비하여 인공위성 또는 교량(B)의 일측에 구비된 절대위치좌표송신기(미도시)로부터 초기 위치에 대한 절대위치좌표를 수신하는 것이 바람직하다.

도 4는 도 2의 교량점검시스템에 있어서 이미지촬영부에 의해 연속 촬영된 이미지를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 연속 촬영된 이미지들이 연속 배열된 상태를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 5의 이미지들의 연속 배열에 의해 생성된 연속배열이미지를 나타낸 도면이다.

이미지배열부(150)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이미지위치좌표(x,y,z)를 토대로 상기 이미지(I)들을 연속적으로 상하/좌우 배열시키는 이미지배열모듈(151), 상기 연속적으로 배열된 이미지(I)들의 위치좌표가 중복 또는 중첩되는 마진부분(d)은 오버랩 또는 크랩시키거나 보다 선명한 이미지(I)의 마진부 분(d)으로 선택 배열하여 마진 처리하는 마진처리모듈(152), 상기 마진 처리된 이미지(I)들에 대한 연속이미지(C)를 생성하는 연속이미지생성모듈(153) 및 상기 연속이미지(C)에 대한 연속이미지위치좌표(X,Y,Z)를 생성하여 상기 연속이미지(C)에 대응되는 실제 피사체의 위치좌표를 파악하도록 하는 연속이미지좌표연산모듈(154)을 포함한다.

따라서 이미지배열부(150)에 의하면, 인접한 위치좌표를 가지는 이미지들(I0~I5)을 연속적으로 상하/좌우로 정렬하고 위치좌표가 중복되는 마진부분(d)은 오버랩 또는 크랩 시키거나 보다 선명한 이미지의 마진부분(d)으로 선택 배열시켜 피사체(S) 예를 들면, 교량(B) 하면의 실제 균열요소를 연속 확인할 수 있는 연속이미지(C)를 생성하고 이에 대응된 최종 위치좌표를 통하여 실제 균열요소의 정확한 위치를 파악할 수 있다.

한편, 이미지배열부(150)는, CCD카메라(111)에 의해 촬영된 이미지(I)들이 촬영 당시 교량(B)의 진동 등에 의해 피사체(S)와의 거리가 일정하지 않을 경우 피사체(S)와의 수직한 z축의 위치좌표가 서로 동일하지 않으므로 상기 이미지(I)들의 z축 위치좌표가 모두 동일한 보정수직위치좌표를 가지도록 보정시키는 수직위치좌표보정모듈(155), 상기 보정수직위치좌표에 대응된 보정이미지들을 생성하는 보정이미지생성모듈(156) 및 상기 보정수직위치좌표에 의해 위치좌표가 보정되는 보정이미지들의 보정이미지위치좌표를 계산하는 보정이미지좌표연산모듈(157)을 더 포함할 수 있다.

이 경우, 수직위치좌표보정모듈(155)은, CCD카메라(111)에 의해 촬영된 피사 체(S)의 가상 이미지블록을 연속 촬영한 이미지들(I0~I5)이 교량(B)의 진동 등 또는 CCD카메라(111)가 흔들려 가지게 되는 서로 다른 z축 위치좌표에 대하여, 상기 촬영된 이미지들(I0~I5) 중 'I0'의 z축 위치좌표가 "12", 'I1'의 z축 위치좌표가 "10", 'I2'의 z축 위치좌표가 "11", 'I3'의 z축 위치정보가 "13", 'I4'의 z축 위치정보가 "13" 및 'I5'의 z축 위치정보가 "13" 이라 할 경우, 상기 이미지들(I0~I5)의 z축의 위치좌표가 모두 동일한 보정수직위치좌표를 가지도록 예를 들면, 보정된 z축의 위치좌표가 "12"가 되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 보정이미지생성모듈(156)은, 상기 이미지(I0~I5)들이 상기 이미지위치좌표(x,y,z)의 z축 위치좌표가 보정수직위치좌표에 대응되도록 상기 이미지들을 확대 또는 축소 보정하여 보정이미지들을 생성하는 것이 바람직하다.

또한, 보정이미지좌표연산모듈(157)은, 상기 보정이미지들에 대하여 상기 보정수직위치좌표와 상기 보정이미지들의 네 모서리에 대응된 지역좌표를 토대로 보정이미지위치좌표를 생성하는 것이 바람직하다.

따라서 이미지배열부(150)에 의하면, 상기 이미지들(I0~I5)의 촬영시 교량(B)의 진동 또는 CCD카메라(111)가 흔들려 상기 이미지들이 가지게 되는 서로 다른 위치좌표 중 z 축 위치좌표가 모두 동일하도록 확대 또는 축소 보정됨으로써, 피사체(S)에 대한 CCD카메라(111)의 촬영 높이가 변화하더라도 항상 동일한 높이와 동일한 이미지크기를 가지는 보정이미지들을 생성할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템은, CCD카메라(111)에 의해 촬영된 이미지들의 잡음을 로우패스필터 를 통해 제거하고 이미지들의 윤곽선을 찾은 후 상기 윤곽선의 두께, 길이 그리고 주위밝기 값을 비교하여 균열 요소를 찾아내어 데이터베이스에 저장하는 이미지처리부(170), CCD카메라(111) 의해 얻어진 이미지 및 위치 정보를 바탕으로 균열 요소의 확인을 위하여 먼저 얻어진 이미지에 대해 필터링과 이미지 밝기 영역을 넓히는 작업 등을 통해 상기 이미지를 개선시키고 노이즈를 제거한 후 윤곽선을 찾고 균열 요소가 아닌 성분을 제거하는 이미지해석부(180) 및 상기 이미지의 미세한 균열 요소에 대한 보정을 위해 상기 이미지를 사용자로 하여금 직접 보고 결과를 수정, 추가 및 삭제 할 수 있도록 하는 이미지수정부(190)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

따라서 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 사장교 등과 같은 교량 하부에 교량의 길이방향으로 이동레일을 따라 이동하는 이동식점검대차에 카메라를 설치하고 상기 카메라가 이동식점검대차에 구비된 이동레일을 따라 교량의 너비방향으로 이동하면서 교량 하부를 촬영 가능하게 함으로써, 상기 카메라의 이동위치좌표를 보다 간편하게 계산할 수 있다.

또한, 상기 카메라에 의해 촬영된 복수개의 이미지들이 위치정보에 따라 연속 배열되어 연속이미지가 생성됨으로써, 교량의 균열 등을 연속적으로 파악할 수 있다.

또한, 상기 이미지들의 연속 배열시 위치정보가 중복되는 마진부분이 오버랩 또는 크랩되거나 보다 선명한 이미지의 마진부분으로 선택 배열됨으로써, 피사체 예를 들면, 교량 하면의 실제 균열요소를 연속 확인할 수 있는 연속이미지가 생성 되고 이에 대응된 최종 위치좌표를 통하여 실제 균열요소의 정확한 위치를 파악할 수 있다.

상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템을 나타낸 블록구성도;

도 2는 도 1의 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템에 있어서 이미지촬영부에 연속 촬영될 피사체와 상기 피사체가 촬영된 이미지들을 나타낸 도면;

도 3은 도 1의 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템에 있어서 카메라이동부를 나타낸 실시예;

도 4는 도 2의 교량점검시스템에 있어서 이미지촬영부에 의해 연속 촬영된 이미지를 나타낸 도면;

도 5는 도 4의 연속 촬영된 이미지들이 연속 배열된 상태를 나타낸 도면; 및

도 6은 도 5의 이미지들의 연속 배열에 의해 생성된 연속배열이미지를 나타낸 도면이다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 교량(B)의 하면 또는 교량(B)의 균열을 촬영하는 이미지촬영부(110);

   이미지촬영부(110)에 의해 촬영된 이미지(I)들을 디스플레이하는 디스플레이부(120);

   이미지촬영부(110)의 위치를 교량(B)의 길이방향과 너비방향으로 이동시키는 카메라이동부(130);

   카메라이동부(130)의 교량(B)에 대한 길이방향과 너비방향 이동 위치를 계산하여 이미지(I)들의 위치정보를 계산하는 이미지위치계산부(140); 및

   상기 이미지(I)들의 위치정보를 토대로 상기 이미지(I)들을 연속적으로 배열시켜 상기 연속 배열된 이미지(I)들의 연속이미지(C)의 확인과 함께 상기 연속이미지(C)에 대응되는 위치정보를 생성하는 이미지배열처리부(150)를 포함하며,

   상기 이미지배열처리부(150)는,

   상기 이미지(I)들의 위치정보를 토대로 상기 이미지(I)들을 연속적으로 상하/좌우 배열시키는 이미지배열모듈(151);

   상기 연속적으로 배열된 이미지(I)들의 위치정보가 중복 또는 중첩되는 마진부분(d)을 오버랩 또는 크랩시키거나 보다 선명한 이미지(I)의 마진부분(d)으로 선택 배열하여 마진 처리하는 마진처리모듈(152);

   상기 마진 처리된 이미지(I)들에 대한 연속이미지(C)를 생성하는 연속이미지생성모듈(153); 및

   상기 연속이미지(C)에 대한 연속이미지위치정보를 생성하여 상기 연속이미지(C)에 대응되는 실제 피사체의 위치좌표를 파악하도록 하는 연속이미지좌표연산모듈(154)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템.
3. 교량(B)의 하면 또는 교량(B)의 균열을 촬영하는 이미지촬영부(110);

   이미지촬영부(110)에 의해 촬영된 이미지(I)들을 디스플레이하는 디스플레이부(120);

   이미지촬영부(110)의 위치를 교량(B)의 길이방향과 너비방향으로 이동시키는 카메라이동부(130);

   카메라이동부(130)의 교량(B)에 대한 길이방향과 너비방향 이동 위치를 계산하여 이미지(I)들의 위치정보를 계산하는 이미지위치계산부(140); 및

   상기 이미지(I)들의 위치정보를 토대로 상기 이미지(I)들을 연속적으로 배열시켜 상기 연속 배열된 이미지(I)들의 연속이미지(C)의 확인과 함께 상기 연속이미지(C)에 대응되는 위치정보를 생성하는 이미지배열처리부(150)를 포함하며,

   상기 카메라이동부(130)는,

   교량(B)의 하부에 교량(B)의 길이방향으로 설치되는 이동레일(131)에 위치되는 구동바퀴(132), 구동바퀴(132)에 구동력을 전달하는 구동축(133) 및 구동축(133)으로부터 교량점검로(R)까지 연결되는 브라켓(134)으로 구성된 x축 이동장치(135)와;

   이미지촬영부(110)의 CCD카메라(111)가 교량(B)의 너비방향으로 이동되도록 교량점검로(R)의 일측에 구비된 가이드라인(136)과 가이드라인(136)을 따라 이동되며 CCD카메라(111)가 위치되는 가이드블록(137)으로 구성된 y축 이동장치(138)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템.
4. 제2항에 있어서, 이미지배열처리부(150)는,

   상기 이미지(I)들의 z축 위치좌표가 모두 동일한 보정수직위치정보를 가지도록 보정시키는 수직위치좌표보정모듈(155), 상기 보정수직위치정보에 대응된 보정 이미지들을 생성하는 보정이미지생성모듈(156) 및 상기 보정수직위치정보에 의해 위치정보가 보정되는 보정이미지들의 보정이미지위치정보를 계산하는 보정이미지좌표연산모듈(157)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지의 연속배열처리가 가능한 교량점검시스템.

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