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레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템에 있어서, 레일 형상의 센서기구물로 이루어진 강성센서구조물;철도 차량이 강성센서구조물 위에서 측정 대기상태로 진입하는 것을 인식하는 차량인식장치;상기 강성센서구조물에 설치되어 차륜 답면이 센서위치에 도달했을 때에 해당 정보만 검출하여 출력하는 차륜인식장치;상기 센서기구물의 센서로부터 출력되는 전기신호를 스위칭, 증폭, 필터링, 디지털신호로 변환 및 변환된 디지털신호를 컴퓨터로 인터페이스하는 제어장치; 및상기 컴퓨터로 입력된 디지털신호로부터 결함정보만을 추출 및 인식할 수 있도록 내장된 알고리즘으로 처리하는 소프트웨어;를 포함하여 구성되되,상기 차량인식장치는 진입하는 철도 차량의 측면이 접촉하면 트리거신호를 발생하는 기계식 근접센서 또는 진입하는 철도 차량을 비접촉식으로 아이세이프(eye-safe) 영역의 적외선광을 조사하여 철도 차량이 통과할 때에 그 빛을 차단하여 트리거신호를 발생하는 적외선 광센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제1항에 있어서, 인터페이스부를 거쳐 컴퓨터로 입력된 디지털신호로부터 결함정보만을 추출 및 인식할 수 있도록 내장된 알고리즘으로 처리하는 소프트웨어를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제1항에 있어서, 상기 센서기구물은 차륜 답면을 검출하기 위한 복수의 센서가 장착되고, 플랜지 부분과 차륜 답면의 절반씩을 지지할 수 있도록 구성되며, 레일의 절반에서 차량 답면의 안쪽을 검사할 수 있는 I-타입과 차량 답면의 바깥쪽을 검사할 수 있는 O-타입을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제1항에 있어서, 상기 차륜인식장치는 면상에 2차원으로 배열된 센서에서 차륜과 접촉한 영역에서만 자기장 분포를 측정하는 차륜인식회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제5항에 있어서, 상기 센서는 한정된 공간에서 자기장을 균등하게 차륜 답면에 인가하고, 결함의 존재, 위치 및 크기에 따라 변화하는 자기장의 분포를 세밀하게 추출하는 자기장인가 및 고공간분해능 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제6항에 있어서, 상기 자기장인가 및 고공간분해능 센서는 수직으로 자화방향을 가진 영구자석 위에 복수의 자기센서가 평면상으로 배열되고, 자기센서로서 홀센서가 적용되며, 홀센서는 전원입력부를 스위칭하고, 출력부를 하나로 결선하는 병렬식 신호처리가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제7항에 있어서, 상기 센서를 고정하는 센서기구물의 하단과 레일의 표면 사이에 스프링이 개재되어 센서기구물의 원상복귀 및 센서의 파손을 방지한 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제1항에 있어서, 상기 제어장치에서 신호의 증폭을 위하여 차동식 연산증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제1항에 있어서, 상기 제어장치에서 신호의 필터링을 위하여 버터워스(Butterworth) 저역통과필터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제1항에 있어서, 상기 제어장치에서 신호의 디지털신호 변환을 위하여 8채널 멀티플렉서와 1비트의 부호비트와 12비트의 변환비트의 직렬 연속 근사형 A/D변환기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제1항에 있어서, 상기 제어장치에서 신호의 스위칭을 위하여 고속 스위칭용 MOFET을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제2항에 있어서, 상기 알고리즘은 2차원으로 배열한 자기센서를 통해 획득하여 재구성한 자기영상에 대하여 1차 자기영상을 취득하고 스펙트럼을 분석하는 단계와, 2차 자기영상을 취득하고 히스토그램을 분석하는 단계와, 3차 자기영상을 취득하고 평가하는 단계를 거쳐 결함의 좌표, 길이, 형상, 방향 및 체적을 추정하여 획득한 후에 상기 취득된 자기영상을 바탕으로 3차원으로 결함 정보를 표현하는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제13항에 있어서, 상기 1차 자기영상의 취득을 위하여 60~1KHz 이하로 설정이 가능한 차단주파수로 최적화하고
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제13항에 있어서, 상기 2차 자기영상은 취득된 1차 자기영상의 결함신호 스펙트럼으로부터 얻은 차단주파수를 이용하여 저역통과필터를 통해 잡음이 저감된 자기영상을 얻고, 잡음이 저감된 자기영상을 자화방향(센서의 스캔방향, x방향)으로 미분하여 취득하는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제13항에 있어서, 상기 3차 자기영상은 취득된 2차 자기영상에서 결함 정보의 한계보다 큰 센서 출력만을 출력하여 취득하는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제16항에 있어서, 결함 정보를 포함한 2차 자기영상의 시작점과 끝점을 포함한 특징점을 차륜의 3차원 영상의 특징점과 매핑하며 결함 정보를 3차원으로 표현하는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제13항에 있어서, 상기 취득된 3차 자기영상에서 결함 정보의 한계 이상인 센서출력이 나타나는 좌표(x, y)를 추출하고, 결함 좌표군에서 공간분해능의 n배에 해당하는 거리 내에서 결함신호가 발생하면 동일한 결함으로 인정하여 연결함으로써 좌표를 추정하며, 각 결함의 x좌표의 평균과 y좌표의 평균은 결함의 중심으로 추정하는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제18항에 있어서, 상기 좌표 추정의 결함 생성 원리에 의해 도출된 동일 결함 신호군 내에서 결함의 중심으로부터 가장 먼 좌표 2곳의 결함에 내접하는 직사각형의 사선방향 꼭지점 사이의 거리를 결함의 길이로 추정하고, 상기 직사각형의 길이비가 1에 근접하고 결함의 중심을 지나는 임의의 선을 기준으로 센서출력을 비교하여 그 차이가 일정값 이하이면 원형 결함으로 추정하고, 그 반대의 경우에는 슬릿형 결함으로 추정하며, 상기 직사각형의 길이비가 자화방향과 결함 길이방향이 이루는 각도로 결함의 방향을 추정하는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제19항에 있어서, 상기 추정된 결함의 길이, 형상, 방향에서 누설자속을 자화방향으로 미분한 최대값인 결함의 깊이와 최소값인 결함의 폭 각각의 결함 신호군의 위치를 의미하는 직사각형의 영역안에 위치하는 센서출력의 합을 결함의 체적으로 추정하는 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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제1항에 있어서, 상기 철도 차량의 차륜 답면 탐상을 위한 차륜인식장치, 자기장인가 및 고공간분해능 센서, 제어장치에 포함된 회로는 강성센서구조물 내에 모듈로 내장한 것을 특징으로 하는 레일 설치형 차륜 답면 탐상용 무인 자동화 시스템
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