Journal of Navigation and Port Research (한국항해항만학회지)

Korean Institute of Navigation and Port Research (한국항해항만학회)
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Identifying Analog Gauge Needle Objects Based on Image Processing for a Remote Survey of Maritime Autonomous Surface Ships

자율운항선박의 원격검사를 위한 영상처리 기반의 아날로그 게이지 지시바늘 객체의 식별

  • Hyun-Woo Lee (Korean Register) ;
  • Jeong-Bin Yim (Department of Maritime AI and Cyber Security, Korea Maritime & Ocean University)
  • 이현우 (사단법인 한국선급) ;
  • 임정빈 (한국해양대학교 해사인공지능.보안학부)
  • Received : 2023.10.10
  • Accepted : 2023.10.16
  • Published : 2023.12.31
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Abstract

Recently, advancements and commercialization in the field of maritime autonomous surface ships (MASS) has rapidly progressed. Concurrently, studies are also underway to develop methods for automatically surveying the condition of various on-board equipment remotely to ensure the navigational safety of MASS. One key issue that has gained prominence is the method to obtain values from analog gauges installed in various equipment through image processing. This approach has the advantage of enabling the non-contact detection of gauge values without modifying or changing already installed or planned equipment, eliminating the need for type approval changes from shipping classifications. The objective of this study was to identify a dynamically changing indicator needle within noisy images of analog gauges. The needle object must be identified because its position significantly affects the accurate reading of gauge values. An analog pressure gauge attached to an emergency fire pump model was used for image capture to identify the needle object. The acquired images were pre-processed through Gaussian filtering, thresholding, and morphological operations. The needle object was then identified through Hough Transform. The experimental results confirmed that the center and object of the indicator needle could be identified in images of noisy analog gauges. The findings suggest that the image processing method applied in this study can be utilized for shape identification in analog gauges installed on ships. This study is expected to be applicable as an image processing method for the automatic remote survey of MASS.

최근 자율운항선박 관련 연구개발과 상용화가 급속하게 진행됨과 동시에 자율운항선박의 감항성 확보를 위하여 선박에 설치된 각종 장비 상태를 원격지에서 검사할 수 있는 방법 역시 연구되고 있다. 특히, 각종 장비에 부착된 아날로그 게이지의 값을 영상처리를 통해 획득할 수 있는 방법이 주요 이슈로 부각되고 있는데, 그 이유는 영상처리 기법을 이용하면 이미 설치되었거나 또는 설치 예정인 다수의 장비를 변형 또는 변경하지 않고 비접촉식으로 게이지의 값을 검출할 수 있어서 장비의 변형 또는 변경에 따른 선급의 형식승인 등이 필요하지 않은 장점이 있기 때문이다. 본 연구의 목적은 잡음이 포함된 아날로그 게이지의 영상 중에서 동적으로 변하는 지시바늘의 객체를 식별하는데 있다. 지시바늘 객체의 위치는 정확한 게이지 값의 판독에 영향을 미치는데, 게이지 값을 정확하게 판독하기 위해서는 우선하여 지시바늘 객체의 식별이 중요하다. 지시바늘 객체의 식별 작업을 위한 영상은 비상소화펌프 모형에 부착한 수압 측정용 아날로그 게이지를 이용하여 획득하였다. 획득한 영상은 가우시안 필터와 임계처리 그리고 모폴로지 연산 등을 통해서 사전처리한 후, 허프 변환을 통해서 지시바늘의 객체를 식별하였다. 실험결과, 잡음이 포함된 아날로그 게이지의 영상에서 지시바늘의 중심과 객체가 식별됨을 확인하였고, 그 결과 본 연구에 적용한 영상처리 방법이 선박에 장착된 아날로그 게이지의 객체 식별에 적용될 수 있음을 알았다. 본 연구는 자율운항선박의 원격검사를 위한 하나의 영상처리 방법으로 적용될 것으로 기대된다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2023년도 해양수산부 및 해양수산과학기술진흥원 연구비 지원으로 수행된 '자율운항선박 기술개발사업(20200615, 자율운항선박 육상제어 기술개발)'의 연구결과입니다.

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