레일 마모도의 측정 정밀도 향상을 위한 3차원 레일 프로파일 재구성 기법 개발

안성혁(Sung-Hyuk Ahn),김만철(Man-Cheol Kim) 한국철도학회 2010 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2010 No.7

2차원 카메라와 라인 레이저를 이용한 비접촉식 레일 마모도 측정 시스템은 레일의 정확한 마모도 측정을 위하여 레일에 조사된 레이저 영역을 왜곡 없이 획득하고 이를 레일 단면과 정확하게 일치시켜야 한다. 그러나 일반적인 비접촉식 레일 마모도 측정 시스템의 카메라는 레일의 측면에서 비스듬하게 레일을 촬영하여 사선방향(Oblique Viewpoint)의 원시영상을 획득하는 방식을 취하기 때문에 카메라 모델 (Camera Model)과 투시 변환(Perspective Transform)을 이용하여 카메라로부터 획득한 원시영상이나 영상으로부터 추출된 레이저 영역의 좌표 데이터를 레일의 단면과 일치시키기 위한 영상 후처리 작업을 수행하게 된다. 이때 라인 레이저가 조사된 지점에서 획득한 레일 프로파일 데이터는 전체 측정 구간에 대하여 일정한 간격으로 측정된 불연속 데이터의 특성을 가지므로 측정된 각 레일 프로파일 데이터 사이의 영역에서는 정확한 레일의 마모도를 측정할 수 없는 한계를 가진다. 본 논문에서는 레일의 양방향에서 획득한 영상에 대하여 3차원 레일 프로파일 생성을 위한 변형된 카메라 모델과 투시 변환을 적용함으로서 레일 마모도의 측정 정밀도를 향상하기 위한 3차원 레일 프로파일 재구성 기법을 제안하고자 한다. 제안된 3차원 레일 프로파일 재구성 기법을 통하여 전체 측정 구간내에 포함된 레일 마모도 측정 데이터의 불연속성을 효과적으로 제거하여 연속적인 측정면(Measurement Surface)을 생성함으로서 측정하고자 하는 전체 레일에 대한 향상된 측정 정밀도를 제공하고자 한다. The The contactless railway abrasion measurement system have to satisfy two conditions to increase the measurement accuracy as follows. The laser region projected on the rail have to be extracted without the geometrical distortion. The mapping of the acquired laser region data on the rail profile have to be matched with the cross section of rail, exactly. But, the conventional railway abrasion measurement system is required the post image processing with a camera model and a perspective transform for the exact mapping between the cross section of rail and the coordinate data extracted from a line laser region or the raw image obtained from a camera because the image captured from the camera has an oblique viewpoint. So, the measured rail profile data had limits to the measurement accuracy because of a discontinuity point. In this Paper, we propose the 3D rail profile reconstruction method to increase the accuracy of the railway abrasion measurement system applying the modified camera model and perspective transform to the image obtained from the bidirectional rail.

카메라 모델과 투시 변환에 의한 레일 마모도 측정 시스템 개발

안성혁(Sung-Hyuk Ahn),강동은(Dong-Eun Kang),문형득(Hyoung-Deuk Moon),박소연(So-yeon Park),김만철(Man-Cheol Kim) 한국철도학회 2008 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

The railway abrasion measurement system have to satisfy two conditions to increase the measurement accuracy as follows. The laser region which is projected on the rail have to be extracted without the geometrical distortion. The mapping of the acquired laser region data on the rail profile have to be processed exactly. But, the conventional railway abrasion measurement system is deeply effected by the foreign substance( dust, rainwater, and so on ) on the railway or the sensitive response characteristic of the laser to the external measurement circumstance, and then the measurement errors arise from above factors. When the laser region is projected on the rail extracts from the acquired image, the interference of the light with the same frequency as the laser system occurs the serious problems. In the process of the mapping between the railway profile and the extracted laser region, the measurement accuracy is very highly effected by the geometrical distortion and the abnormal variation. In this Paper, we propose the novel method to increase the accuracy of the railway abrasion measurement dramatically. we designed and manufactured the high precision and fast image processing board with DSP Core and FPGA to measure the railway abrasion. The image processing board has the capability that the image of 1024X1280 from camera can be processed with the speed of 480 frame/sec. And, we apply the image processing algorithm base on the wavelet to extract the laser region is projected on the rail exactly. Finally, we developed high precision railway abrasion measurement system with the error range less than +/-0.5㎜ by which 2D image data is covered 3D data and mapped on the rail profile using the camera model and the perspective transform.

궤도 검측 시스템의 시험 및 품질 관리를 위한 성능 평가용 소프트웨어 개발

안성혁(Sung-Hyuk Ahn),권정선(Jung-Sun Kwon),양소연(So-Yeon Yang) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.5

궤도 검측 차량에 설치하여 운영되는 대표적인 궤도 검측 모듈은 궤도 틀림 검측모듈, 레일 단면/마모 검측 모듈, 레일 표면/침목/체결구 결함 탐지 모듈, 선로 순회 점검 모듈, 등이 있다. 각 검측 모듈은 레이저, 고속 카메라, 신호처리보드 및 INS, 등의 다양한 하드웨어 및 소프트웨어로 구성되어 있으며 EN13231및 EN13848, 등의 관련규정에 따른 성능평가를 수 행하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 다양한 궤도 검측 모듈에 대한 통합 성능시험을 수행 할 수 있는 성능 평가용 소프트웨어를 개발하였으며 이에 따라 궤도 검측 모듈의 개발에 대한 체계적인 성능평가 및 품질관리의 기능을 제공할 수 있을 것으로 기대한다. The representative railway inspection modules installed on the track recording vehicle are the inspection module for track irregularity, the inspection module for rail cross-section and abrasion, and the detection module for the defection of rail surface, sleeper, and Fastening. Each inspection module consists of various hardware and software such as laser, high speed camera, signal processing board, INS, and so on. Moreover all inspection modules should be tested under the regulation such as EN13231, EN13848. So we have developed the performance-evaluating software which is for the overall performance test of various inspection modules. We hope to offer the role of systematic performance management and quality control in the development of track inspection module.

RGV 주행안정성 개선을 위한 다축 제어 구동시스템 개발

안성혁(Sung-Hyuk Ahn),이성진(Sung-Jin Lee),이진욱(Jin-Wook Lee),사공명(Myung Sagong) 한국철도학회 2016 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2016 No.5

철도레일에서 운용하는 차량의 일반적인 구동방식은 좌, 우측 바퀴를 동일한 구동축에 연결하여 동력을 전달하는 방식을 적용하고 있으며 일반 철도차량과 달리 철도레일이나 터널의 검사목적으로 운용되는 소형 운반체(RGV)의 경우에는 정밀한 주행속도의 유지가 검사의 정밀도와 신뢰성 확보를 위한 주요한 성능요건이 되는 특징을 가진다. 그러나 경량차체(≤100Kg)와 저속주행(≤10km/hr.) 및 자체동력에 의한 자주식 운용의 특성을 가지는 RGV 시스템에 좌, 우측 바퀴가 연결된 단일 구동축을 적용할 경우, 궤도의 상태에 따라 양쪽 바퀴의 회전속도 및 이동거리의 차이가 발생하여 정속 유지와 궤도 상태에 따른 정밀제어가 어려운 단점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 RGV 시스템에 독립된 다축 제어 방식의 구동시스템을 개발하여 적용함으로써 주행안정성을 개선하는 방법을 제안하고자 한다. The conventional driving system used on the railway has the structure that both wheels are combined with the common driving axis. But, the running stability will be degraded as a reason for the irregular speed or motion by the imperfections of rail such as a track irregularity or abrasion, if this structure used in the miniaturized RGV (Rail-Guided Vehicle) system for the inspection of rail or tunnel. Therefore, we are proposed the novel method for the improvement of running stability of RGV which has the characteristics of low weight (100Kg), low running speed (10km/hr.), and autonomous vehicle.

고해상도 레일 마모도 측정을 위한 영상 평가

안성혁(Sung-hyuk Ahn),김만철(Man-Cheol Kim) 한국철도학회 2009 한국철도학회논문집 Vol.12 No.6

다양한 궤도틀림 데이터의 신뢰성 검토 (A Study on the Reliability of Various Track Recording Data)

이지하(Jeeha Lee),안성혁(Sung-Hyuk Ahn),박혜종(Hye-Jong Park),김박진(Bag-Jin Kim) 한국철도학회 2011 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2011 No.5

Track geometry changes by traffic loads. The bigger the changes are, the worse the riding comfort and running stability of train. This is so-called track irregularity and is the most important quality parameters of ballasted track. To objectively assess track irregularity, track geometry should be able to be measured. Practically, railway companies in Korea use various track recording equipments to measure track irregularity. But this various equipments output different data due to their geometrical structure even measured at same location. In this report, the correlation of various track recording data used in Korea was reviewed.

종업원의 서비스몰입과 고객지향성이 서비스품질에 미치는 영향

서창적(Suh, Chang Juck),안성혁(Ahn, Sung Hyuk) 한국서비스경영학회 2004 서비스경영학회지 Vol.5 No.3

궤도 검측 모듈의 현차 모의 시험을 위한 성능평가용 시뮬레이터의 구동 알고리즘 개발

권정선(Jung-Sun Kwon),안성혁(Sung-Hyuk Ahn),양소연(So-Yeon Yang) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.5

궤도 검측차에 탑재되는 궤도 검측 모듈은 철도 레일의 안전검사 및 유지보수를 위한 각종 측정 업무에 사용되며 이를 위한 충분한 성능이 검증되어야 한다. 따라서 궤도검측 모듈은 개발과정에서 시뮬레이터를 이용한 지상 현차 모의 시험을 수행하여야 하며 고속 주행 시 발생하는 진동 및 움직임, 회전, 등의 조건을 실제적으로 모사할 수 있는 경을 확보하여야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 고속 회전체를 이용한 궤도 검측 모듈의 성능 평가 방식을 제안하고 EN13231및 EN13848, 등의 관련규정에서 요구하는 성능 평가를 수행할 수 있는 구동 알고리즘을 개발하여 시뮬레이션 방식으로 이를 평가하였다. The railway inspection module installed on the track recording vehicle is used for the various measurements for the safety inspection and maintenance of railway, and should be sufficiently validated. So the railway inspection module should be experimentally tested with the condition of on-track test on the ground in the development using the simulator. Experiments should be included the environment which can simulate of real situation such as vibration, movement and rotation by high-speed driving. Thus, we propose the method for performance evaluation with high speed rotator. Thus, we propose the method for performance evaluation for the railway inspection module using high speed rotor. We have developed an operating algorithm which is required as standard such as EN13231 and EN13848, and evaluated for the performance of simulator through the simulation.

즐거운 시니어 생활을 위한 앱, ‘시니어 길잡이’

안유정(You Jung Ahn),김지심(Ji Sim Kim),김경아(Kyong Ah Kim),조민경(Min Kyeong Cho),이영수(Young Su Lee),안성혁(Sung Hyuk Ahn),김지홍(Ji Hong Kim),정서연(Seo Yeon Jeong) 한국컴퓨터정보학회 2023 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.31 No.2