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KR102304917B1 - 환경 감지 기능을 구비한 용접 정보 제공 장치 - Google Patents

환경 감지 기능을 구비한 용접 정보 제공 장치 Download PDF

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KR102304917B1
KR102304917B1 KR1020190116351A KR20190116351A KR102304917B1 KR 102304917 B1 KR102304917 B1 KR 102304917B1 KR 1020190116351 A KR1020190116351 A KR 1020190116351A KR 20190116351 A KR20190116351 A KR 20190116351A KR 102304917 B1 KR102304917 B1 KR 102304917B1
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welding
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camera
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주식회사 오토스윙
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Abstract

다양한 촬영 조건을 통해 촬영된 사진을 합성함으로써, 용접광에 인접한 부분 외에도 용접 주변 환경을 용이하게 식별할 수 있는 고화질 영상을 제공하고, 현재 용접 작업 상태에 대하여 작업자에게 효율적인 가이딩을 제공함으로써, 용접 품질을 향상시킬 수 있으며, 용접 작업을 하는 동안에도 주위에서 어떠한 일들이 벌어지고 있는지 확인할 수 있고, 용접이 어려운 환경에서도 용이하게 용접을 진행하도록 할 수 있는 용접 정보 제공 장치에 관한 것이다.

Description

환경 감지 기능을 구비한 용접 정보 제공 장치{Welding information providing apparatus with sensing function of circumstances}
본 발명의 실시예들은 용접 정보 제공 장치에 대한 것이다.
용접 공정 시 발생하는 빛과 고열 등으로부터 작업자를 보호하기 위해 보호구를 착용한다. 보호구를 착용한 상태에서 작업자는 보호구를 통해서 용접이 진행되는 것만 확인할 수 있을 뿐이므로, 용접 장치에 설정된 조건들과 같은 용접을 위한 다양한 정보들을 확인하기 위해서는 보호구를 탈거하여 육안으로 확인해야 하는 번거로움이 있다.
작업자의 숙련도가 높지 않은 경우, 특히, 자동 용접면 및 수동 용접면 착용 시 용접 광에 인접한 부분만 작업자가 볼 수 있고, 용접 주변 환경 등 구체적인 용접 상황을 인지하기 어렵다. 이에 따라, 작업자에게 용접 주변 환경까지 작업자가 시각적으로 확인할 수 있는 고화질 영상을 제공하고, 작업자에게 용접 상태 정보에 대하여 구체적인 정보를 제공할 필요가 있다.
뿐만 아니라, 작업자는 상기와 같은 보호구로 인하여 용접 작업 환경에서 변화하는 다양한 주변 정보에 대해 취약하며, 이로 인해 작업의 진행이 어렵거나 위험에 처해지기 쉽다.
위와 같은 문제는 용접 작업 뿐 아니라, 카메라 영상을 이용한 피부 시술 및/또는 진료 시에도 의료진에게 동일한 문제를 줄 수 있을 뿌 아니라, 다른 카메라 영상을 이용한 작업에서도 동일하게 문제가 된다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 작업자에게 용접 스팟 뿐 아니라, 용접 주변 환경을 보여줘 작업자의 용접 정확도를 향상시키고, 원활한 용접 작업을 수행하도록 할 수 있는 용접 정보 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 용접 상태 정보에 대한 정보를 작업자에게 가이딩할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 용접 주변 환경으로부터 작업자가 위험에 처해지는 것을 방지할 수 있는 용접 정보 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 카메라 영상을 이용한 작업에 있어서, 사용자에게 주변 환경에 대한 정확한 정보 제공이 가능하도록 할 수 있다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 사용자가 착용 가능하도록 구비된 본체와, 상기 본체에 배치되어 상기 사용자를 향하는 부분을 포함하는 표시부와, 상기 본체 외측을 향하고, 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 획득하는 적어도 하나의 카메라부와, 상기 본체 외측을 향하고, 용접 작업 환경에 대한 변화하는 정보를 취득하도록 구비된 환경 관리부와, 상기 표시부, 카메라부, 센서부 및 환경 관리부와 동작 가능하게 통신하고, 상기 용접 영상 프레임을 상기 표시부의 사용자를 향하는 부분을 향하여 제공하도록 구비된 프로세서 를 포함하는 용접 정보 제공 장치가 제공된다.
상기 센서부는 용접 정보를 감지하도록 구성된 모듈을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 센서부를 통해 감지한 상기 용접 정보를 기초로 상기 용접 정보에 대응하는 가이딩을 제공하도록 상기 표시부를 제어할 수 있다.
상기 센서부 중 적어도 일부는 용접 토치에 위치할 수 있다.
상기 용접 정보는 용접 속도 정보, 용접 방향 정보, 용접 온도 정보, 또는 용접 모제와 상기 용접 토치 간의 거리 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 환경 관리부는 상기 카메라부와 다른 위치에 위치하고, 상기 용접 작업 환경에 대한 영상 정보를 제공하도록 구비될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 환경 관리부로부터 취득된 영상 정보를 상기 표시부에 표시하도록 구성된 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면 다양한 촬영 조건을 통해 촬영된 사진을 합성함으로써, 용접광에 인접한 부분 외에도 용접 주변 환경을 용이하게 식별할 수 있는 고화질 영상을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 용접 작업 상태에 대하여 작업자에게 효율적인 가이딩을 제공함으로써, 용접 품질을 향상시킬 수 있다.
용접 작업을 하는 동안에도 주위에서 어떠한 일들이 벌어지고 있는지 확인할 수 있고, 이에 따라 주위 동료와의 커뮤니케이션을 원활히 하거나, 주위로부터 다가오는 위험 등으로부터 자신을 보호할 수 있다.
용접이 어려운 환경에서도 용이하게 용접을 진행하도록 할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템의 구성 요소를 설명하기 위한 간략한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 서로 다른 실시예들에 따른 복수의 카메라가 장착된 용접 정보 제공 장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치의 평면도를 나타낸 것이다.
도 5는 일 실시예에 따라 표시부에 의해 작업자에 제공되는 영상 정보를 나타낸 것이다.
도 6은 다른 일 실시예에 따라 표시부에 의해 작업자에 제공되는 영상 정보를 나타낸 것이다.
도 7은 또 다른 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치의 일부를 도시한 도면들이다.
도 9는 실시예에 따른 카메라가 영상을 획득하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 실시예에 따른 프로세서가 도 9에서와 같이 획득한 영상을 합성하고, 합성 영상의 화질을 개선하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 또 다른 일 실시예에 따른 복수의 카메라가 영상을 획득하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11에서 획득한 촬영 영상을 합성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 또 다른 일 실시예에 따른 표시부에 영상을 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 또 다른 일 실시예에 따른 용접 정보를 표시하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15a 및 도 15b은, 용접 정보 제공 장치가 토치의 용접 방향에 대한 UI를 시각적 피드백을 통해 가이딩하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 개시의 다양한 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 본 개시의 다양한 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 다양한 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
본 개시의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 "포함한다." 또는 "포함할 수 있다." 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예에서, "포함하다." 또는 "가지다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 실시예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 다양한 실시예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "장착되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 장착되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 개시의 실시 예에서 "유닛", "부(part)" 등과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 구성요소를 지칭하기 위한 용어이며, 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "유닛", "부(part)" 등은 각각이 개별적인 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 경우를 제외하고는, 적어도 하나의 모듈이나 칩으로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 다양한 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 용접 시스템(10)은 용접 정보 제공 장치(100) 및 용접 토치(200)를 포함할 수 있다. 용접 정보 제공 장치(100) 및 용접 토치(200)는 서로 통신망으로 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. 용접 정보 제공 장치(100) 및 용접 토치(200)는 1대1로 매칭되어 동작될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 1대 n의 관계가 가능하다. 즉, 1대의 용접 정보 제공 장치(100)에 n대의 용접 토치들(200)이 연결되어 구현될 수 있고, n대의 용접 정보 제공 장치(100)에 1대의 용접 토치들(200)이 연결되어 구현될 수 있다. 뿐만 아니라 용접 정보 제공 장치(100) 및 용접 토치(200)는 별도의 서버(미도시)와 통신하여 데이터를 주고 받을 수 있다.
용접 정보 제공 장치(100)는 용접 상황에 대한 정보를 작업자에게 제공할 수 있다. 구체적으로, 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 정보 제공 장치(100)에 장착된 적어도 하나의 카메라부를 이용하여 획득한 용접 이미지를 획득하고, 이를 기초로 합성 영상을 생성하여 작업자에게 디스플레이할 수 있다. 이때 용접 정보 제공 장치(100)는 HDR(High Dynamic Range) 기술을 이용하여 합성 영상을 생성할 수 있고, 고화질의 합성 영상을 작업자에게 디스플레이하여 제공할 수 있다. 이때, 작업자는 고화질 합성 영상을 통해 용접 비드의 형태 및 용접광과 인접한 부분 외의 주변 환경에 대한 정보를 시각적으로 확인 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 고화질 용접 영상을 합성하여 제공하기 위해, 2개 이상의 카메라부를 통해 영상을 획득하고, 각각의 영상을 적어도 하나의 표시부를 통해 디스플레이할 수 있다. 이때, 용접 정보 제공 장치(100)은 각각의 카메라의 셔터스피드, ISO 감도, Gain 값을 다르게 하여 반복적으로 촬영하여 영상을 합성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 획득한 합성 영상에 대한 대조비 처리를 통해 화질을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 용접 정보 제공 장치(100)는 RGB를 이용하여 선호하는 색상(예를 들어, 그린, 블루)으로 용접 정보를 표시하는 기능을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 용접 정보 제공 장치(100)는 돋보기 도수 보정 기능(예를 들어, 화면 확대 및 축소)을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 용접 정보 제공 장치(100)는 별도의 열화상 카메라를 이용하여 온도 합성 영상을 제공할 수 있다. 이때, 용접 정보 제공 장치(100)는 색상으로 용접 온도를 표시할 수 있다. 본 발명의 용접 정보 제공 장치(100)는 상술한 모든 기능에 대하여 소리(예를 들면, 안내 알람) 또는 안내 음성으로 제공하는 기능을 지원할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토치(200)는 실시간 용접 작업에 대한 용접 온도, 용접 방향, 용접 기울기, 용접 속도 및 모제와 용접 토치 간의 간격 등을 포함하는 용접 상황을 적어도 하나의 센서를 통해 감지할 수 있다. 용접 토치(200)는 토치의 상태를 모니터링할 수 있고, 용접 상황에 따라 토치 작업의 설정 값을 변경할 수 있다.
본 발명의 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 토치(200)와 연결된 통신망을 통해 용접 토치(200)로부터 작업 설정 및 작업 상태에 대한 정보를 수신할 수 있고, 수신한 용접 정보를 기초로 작업자에게 작업 정보를 시각적 피드백을 통해 제공할 수 있다.
예를 들어, 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 온도 값에 대한 센싱 정보를 수신하면, 불빛, 진동, 메시지 등의 다양한 방식으로, 온도 값과 대응되는 알림을 출력 할 수 있다. 이때, 알림은 용접 정보 제공 장치(100)의 표시부 또는 디스플레이에 제공되는 시각적인 피드백일 수 있고, 소리(예를 들면, 안내 알람) 또는 안내 음성을 통한 청각적인 피드백일 수 있다.
한편, 온도 값에 대한 센싱 정보는 기 설정된 온도 범위를 초과하는지 여부 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 온도 값에 대한 센싱 정보는 용접면의 온도 값과 대응되는 수치, 등급, 레벨 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 토치 및 용접면의 온도 값이 기 설정된 온도 범위를 벗어나는 것으로 판단하면, 작업자에게 작업을 중지할 것을 가이딩할 수 있다. 기 설정된 온도 범위를 벗어나는 용접의 경우, 품질의 저하의 위험이 있으며, 이에 작업자가 토치의 온도 값을 조절할 수 있도록 가이딩 할 수 있다.
용접 토치(200)의 전류 또는 전압 상태가 비정상적인 것으로 감지되는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)은 경고를 위한 시각적 피드백을 제공할 수 있다.
이때, 시각적 피드백은 작업 현장을 디스플레이하고 있는 용접 정보 제공 장치(100)의 표시부 일부 영역에 위험함을 나타내는 아이콘을 제공하는 것일 수 있다. 또 다른 예로, 용접 정보 제공 장치(100)는 표시부 화면 전체를 특정 색상(예를 들면, 레드)에 대한 채도를 증가 및 감소를 반복함으로써, 시각적 피드백을 통한 작업 중지 가이딩을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 토치(200)에 포함된 적어도 하나의 센서(예로, 제2 센서) 외에도, 용접 정보 제공 장치(100)에 포함된 센서(예로, 제1 센서)를 통해서 용접 정보를 센싱할 수 있다. 이때, 용접 정보는 실시간 용접 작업과 관련한 광 정도, 용접 온도, 용접 방향, 용접 기울기, 용접 속도 및 모제와 용접 토치 간의 간격 등을 포함하는 용접 상황을 적어도 하나의 센서를 통해 감지할 수 있다.
마찬가지로, 용접 정보 제공 장치(100)은 용접 정보 제공 장치(100)에 포함된 센서(예로, 제1 센서)를 통해서 감지한 용접 정보에 기초하여 용접 정보에 대응하는 가이딩을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 용접 정보 제공 장치(100)은 작업 중지에 대한 가이딩이 제공된 이후, 기설정된 사용자의 움직임 또는 기설정된 사용자의 음성 등을 센싱하여 용접 토치의 동작을 변경할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 용접 정보 제공 장치(100)은 용접 토치(200)와의 통신이 원활하지 못한 상태에서는 자체적으로 구비된 이미지 센싱을 통해 토치 및 용접면의 온도 값을 획득할 수 있다. 일예로, 용접 정보 제공 장치(100)은 열화상 카메라를 통해 획득한 이미지 데이터를 기초로 토치 및 용접면의 온도 값을 획득할 수 있다.
상술한 예시는 용접 토치(200)로부터 수신한 정보가 용접 온도 정보인 경우만을 기술한 것일 뿐, 용접 정보 제공 장치(100)는 다양한 용접 정보에 대한 다양한 가이딩을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템의 구성 요소를 설명하기 위한 간략한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 용접 시스템(10)은 용접 정보 제공 장치(100) 및 용접 토치(200)를 포함할 수 있다. 용접 정보 제공 장치(100)는 카메라부(110), 환경 관리부(180), 통신부(120), 표시부(130), 제1 프로세서(150) 및 센서부(140)를 포함할 수 있고, 용접 토치(200)는 통신부(210), 센서부(220) 및 제2 프로세서(230)를 포함할 수 있다.
카메라부(110)는 적어도 하나의 카메라 장치를 포함할 수 있는 데, 용접 작업 현장에 대한 이미지를 촬영하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부(110)는 용접 정보 제공 장치(100)의 표시부(130)에 인접하게 위치하는 카메라일 수 있다. 일 예로, 카메라(110) 중 제1 카메라 및 제2 카메라는 각각 용접 정보 제공 장치(100)의 전면부의 일 영역에 대칭되어 장착될 수 있다.
카메라부(110)는 제1 프로세서(150)로부터 제어 명령을 수신하고, 제어 명령에 응답하여 셔터 스피트, ISO 감도, GAIN 등의 설정을 변경하여 용접 작업 현장을 촬영할 수 있다. 카메라부(110)는 제1 카메라 및 제2 카메라를 포함할 수 있는 데, 각각 상이한 촬영 설정을 통해 용접 작업 현장을 촬영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부(110)는 표시부(130)의 전면부의 일 영역에 포함될 수 있는 데, 피사체로부터 광을 수신하는 렌즈의 전방에 차광 카트리지가 위치하는 구조가 될 수 있다.
자동 차광 카트리지는 작업자의 용접 발생시 발생되는 용접 광을 차단할 수 있다. 즉, 자동 차광 카트리지(미도시)는 센서(140), 예를 들어 포토 센서를 통해 감지한 용접광 정보를 기초로 흑화하여 카트리지의 차광도를 증가시킬 수 있다. 이때, 자동 차광 카트리지는 예컨대, 액정의 정렬 방향에 따라 흑화도가 조절될 수 있는 액정보호패널(LCD panel)을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않으며, VA(Vertical Align) 방식 LCD, TN(Twist Nematic)방식 LCD, IPS(In Plane Switching) 방식 LCD 등 다양한 패널로 구현될 수 있다.
자동 차광 카트리지의 흑화도는 용접 광의 밝기에 따라 자동으로 조절될 수 있다. 상술한 바와 같이 용접 광의 밝기에 따라 자동으로 조절되는 경우 센서부(140)를 이용할 수 있다. 센서부(140)는 용접광의 빛의 세기를 감지하여 용접광 정보를 획득하고, 용접광 정보에 표함된 용접광의 세기에 대한 정보를 소정의 전기적 신호로 후술할 제1 프로세서(150)에 전달하면, 제1 프로세서(150)는 용접광의 세기에 기초하여 흑화도를 제어할 수 있다.
즉, 자동 차광 카트리지(미도시)는 용접 작업 현장의 용접면에서 발생하는 빛의 세기 등에 대응되도록 패널의 차광도를 실시간으로 변경할 수 있고, 카메라부(110)는 전면부에 설치된 자동 차광 카트리지에 의해 용접광의 일정량이 차폐된 용접 영상을 촬영할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 용접 정보 제공 장치(100)는 자동 차광 카트리지를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 사용자는 카메라부(110)를 통해 취득한 용접 영상만으로 용접 작업을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부(110)는 열 화상 카메라를 포함할 수 있다. 용접 정보 제공 장치(100)은 열 화상 카메라를 통해 획득한 열화상 영상을 용접 현장에 대한 영상에 합성하여 온도 영상을 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 프로세서(150)에 통신 가능하도록 연결된 환경 관리부(180)가 더 포함될 수 있다. 상기 환경 관리부(180)는, 용접 정보 제공 장치(100)의 외측에 위치하며, 적어도 용접 작업 영역에 대한 변화하는 정보를 취득하도록 구성된다. 예컨대 상기 환경 관리부(180)는 용접 작업 영역 이외의 영역에 대한 영상 정보를 제공할 수 있다. 선택적으로 상기 환경 관리부(180)는 용접 작업이 어려운 환경에 위치한 용접 작업 영역의 영상 정보를 제공할 수 있다. 보다 구체적인 실시예는 후술한다.
통신부(120)는 용접 토치(200)로부터 용접 정보를 수신하고, 용접 토치(200)를 제어하기 위한 명령을 송신하기 위한 구성이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신부(120)는 합성 영상을 용접 토치(200) 외의 외부 장치로 전송할 수 있다. 이때, 외부 장치는 작업자/제3자의 스마트폰, 컴퓨터 등 통신 모듈을 포함하는 다양한 장치를 포함할 수 있다.
통신부(120)는 다양한 유형의 통신방식에 따라 다양한 유형의 외부 장치와 통신을 수행하는 구성일 수 있다. 통신부(120)는 와이파이칩, 블루투스 칩, 무선 통신 칩, NFC 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 와이파이 칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선통신 칩은 IEEE, Zigbee, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다. NFC 칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작하는 칩을 의미한다.
표시부(130)는 작업자에게 고화질 합성 영상을 제공하기 위한 구성이다. 구체적으로 표시부(130)는 카메라부(110)를 통해 획득한 영상을 합성한 합성 영상을 작업자에게 표시하는 디스플레이를 포함하는 고글 또는 글래스의 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시부(130)의 후면부, 즉 작업자를 향한 부분은 작업자에게 고화질 영상을 표시하기 위한 디스플레이 및 디스플레이를 시청하기 위한 접안 렌즈 및 접안부를 포함할 수 있다.
표시부(130)에 포함된 디스플레이는 작업자가 용접광과 인접한 부분 외의 주변 환경(예를 들면, 기 작업한 용접 비드의 형태 등)에 대하여도 시각적으로 확인할 수 있도록 고화질 합성 영상을 표시할 수 있다. 또한, 표시부(130)는 작업자에게 용접 진행 상태에 대한 시각적 피드백(예를 들면, 용접 진행 방향)을 가이딩할 수 있다.
표시부(130)에 포함된 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), LED(Light-Emitting Diode), LcoS(Liquid Crystal on Silicon) 또는 DLP(Digital Light Processing) 등과 같은 다양한 디스플레이 기술로 구현될 수 있다. 이때 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이는 불투명한 재질의 패널로 구현되고, 작업자는 유해광에 직접 노출되지 않을 수 있다.
센서부(140)는 용접 현장에 대한 다양한 정보를 감지하고, 용접 정보를 획득하기 위해 구성된 복수의 센서 모듈을 포함할 수 있다. 이때, 용접 정보는 실시간 용접 작업에 대한 용접 온도, 용접 방향, 용접 기울기, 용접 속도 및 모제와 용접 토치 간의 간격 등을 포함할 수 있다. 더욱이 상기 센서부(140)는 적어도 용접 작업 영역 내에서 광 정도를 검출하도록 구성된 광 센서 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서부(140)는 조도 센서(illuminance sensor)를 포함할 수 있고, 이때, 센서부(140)는 용접 현장의 용접광 세기에 대한 정보를 획득할 수 있다. 센서부(140)는 조도 센서(illuminance sensor) 외에도 근접 센서 (proximity sensor), 노이즈 센서(Noise Sensor, 비디오 센서(Video Sensor), 초음파 센서, RF 센서와 같은 다양한 종류의 센서를 더 포함할 수 있고, 용접 작업 환경과 관련된 다양한 변화를 감지할 수 있다.
제1 프로세서(150)는 카메라부(110)를 통해 수신한 용접 영상을 합성하여 고화질 합성 영상을 생성할 수 있다. 제1프로세서(150)는 카메라부(110)가 프레임 별 촬영 조건을 상이하게 설정하고, 시간 순서로 획득한 프레임을 병렬적으로 합성하여 합성 영상을 획득할 수 있다. 구체적으로, 제1 프로세서(150)는 카메라부(110)의 셔터 스피드, ISO 감도 및 GAIN 등을 변경하여 촬영하도록 카메라부(110)를 제어할 수 있다.
이때, 제1 프로세서(150)는 센싱된 용접 현장의 용접광, 주변광, 용접 토치(200)의 움직임 정도 등 조건에 따라 촬영 조건을 상이하게 설정할 수 있다. 구체적으로, 제1 프로세서(150)는 용접 현장의 용접광 및/또는 주변광이 높을수록 ISO 감도 및 GAIN를 감소하도록 촬영 조건을 설정할 수 있다. 또한, 용접 토치(200)의 움직임 및/또는 작업 속도가 빠른 것으로 감지되면 셔터 스피드를 증가하도록 촬영 조건을 설정할 수 있다.
제1 프로세서(150)는 기설정된 프레임 수의 영상을 병렬적으로 합성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기설정된 프레임 내의 각각의 영상은 서로 상이한 촬영 조건으로 촬영된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 프로세서(150)는 카메라부(110)가 두 개 이상인 경우, 각각의 카메라부의 촬영 설정 조건을 상이하게 설정하여 촬영하도록 제어할 수 있다. 이 경우에도, 제1 프로세서(150)는 기 설정된 프레임 수의 영상을 병렬적으로 합성할 수 있다.
제1 프로세서(150)는 메모리(미도시)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 용접 정보 제공 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 프로세서(150)는 CPU, 램(RAM), 롬(ROM), 시스템 버스를 포함할 수 있다. 여기서, 롬은 시스템 부팅을 위한 명령어 세트가 저장되는 구성이고, CPU는 롬에 저장된 명령어에 따라 용접 정보 제공 장치(100)의 메모리에 저장된 운영체제를 램에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, CPU는 메모리에 저장된 각종 애플리케이션을 램에 복사하고, 실행시켜 각종 동작을 수행할 수 있다. 이상에서는 제1 프로세서(150)가 하나의 CPU만을 포함하는 것으로 설명하였지만, 구현 시에는 복수의 CPU(또는 DSP, SoC 등)으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 제1 프로세서(150)는 디지털 신호를 처리하는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor(DSP), 마이크로 프로세서(microprocessor), 및/또는 TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 제1 프로세서(150)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.
용접 토치(200)는 통신부(210), 센서부(220) 및 제2 프로세서(230)를 포함할 수 있다.
통신부(210)는 용접 정보 제공 장치(100)과 데이터를 송수신한다. 통신부(210)는 근거리 무선 통신(예를 들어, 블루투스(Bluetooth), Wifi, Wifi-Direct) 또는 원거리 무선 통신(3G, HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access) 또는 LTE(Long Term Evolution))이 가능한 모듈을 포함할 수 있다.
센서부(220) 또는 제2 센서는 용접 토치에 포함되어 용접 온도, 용접 속도, 용접 기울기, 용접 방향 및 모제와 용접 토치 간의 간격 등 용접 상황을 센싱하기 위한 구성이다.
센서부(220)는 용접 토치(200)를 파지한 사용자의 자세 변화, 용접면의 조도 변화, 용접 토치(200)의 가속도 변화 등과 같은 다양한 변화들 중 적어도 하나를 검출하고, 그에 해당하는 전기적 신호를 제2 프로세서(230)로 전달할 수 있다. 즉, 센서부(220)는 용접 토치(200)를 기반으로 이루어지는 상태 변화를 감지하고, 그에 따른 감지 신호를 생성하여 제2 프로세서(230)로 전달할 수 있다.
본 개시에서 센서부(220)는 다양한 센서들로 이루어질 수 있으며, 용접 토치(200) 구동 시(또는 사용자 설정 기반) 제어에 따라 기 설정된 적어도 하나의 센서에 전원이 공급되어 용접 토치(200)의 상태 변화를 감지할 수 있다.
이 경우, 센서부(220)는 용접 토치(200)의 상태 변화를 검출할 수 있는 모든 형태의 센싱 디바이스 (sensing device)들 중 적어도 하나의 디바이스를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서부(220)는 가속도 센서(Acceleration Sensor), 자이로 센서(Gyro Sensor), 조도 센서(illuminance sensor), 근접 센서 (proximity sensor), 압력 센서(pressure sensor), 노이즈 센서(Noise Sensor), 비디오 센서(Video Sensor), 중력 센서 등과 같은 다양한 센싱 디바이스들 중 적어도 하나의 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 용접 토치(200)의 조도 센서를 통해 감지된 용접 작업 영역 내의 광 정도는 통신부(210)를 통해 제1 프로세서(150)로 전달될 수 있고, 제1 프로세서(150)는 용접 정보 제공 장치(100)의 센서부(140)를 통하지 않고, 용접 토치(200)의 조도 센서를 통해 전달된 광 정도를 바탕으로 카메라부(110)를 제어할 수 있다.
한편, 가속도 센서는 용접 토치(200)의 움직임을 감지하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 가속도 센서는 용접 토치(200)의 가속도, 진동, 충격 등의 동적인 힘을 측정할 수 있으므로, 용접 토치(200)의 움직임을 측정할 수 있다.
중력 센서는 중력이 향하는 방향을 감지하기 위한 구성요소이다. 즉, 중력 센서의 감지결과는 가속도 센서와 함께 용접 토치(200)의 움직임을 판단하는데 사용될 수 있다. 또한, 중력센서를 통해 용접 토치(200)가 파지된 방향이 판단될 수 있다.
상술한 종류의 센서 외에도, 용접 토치(200)는 자이로스코프 센서, 지자기센서, 초음파 센서, RF 센서와 같은 다양한 종류의 센서를 더 포함할 수 있고, 용접 작업 환경과 관련된 다양한 변화를 감지할 수 있다.
도 3a 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 각각 서로 다른 실시예들에 따른 복수의 카메라부가 장착된 용접 정보 제공 장치를 도시한 사시도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)은 본체(160), 본체(160) 에 설치된 표시부(130), 본체(160)의 전면부 일 영역에 장착된 적어도 하나의 카메라부(110), 본체(160)의 외측을 향하여 장착된 환경 관리부(180), 적어도 하나의 센서부(140) 및 본체(160)의 배면에 배치되어 용접 정보 제공 장치(100)를 작업자의 두부(頭部)에 고정하는 고정부(170)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라부(110)는 복수개로 구현될 수 있는 데, 예컨대 카메라부(110)가 2개인 경우, 표시부(130)의 전면부의 일 영역에 대칭적으로 장착될 수 있다. 이때, 표시부(130)의 전면부는 용접 작업이 진행되는 방향에 대응하는 외부의 영역(도 3a에서와 도시된 영역)일 수 있다. 반대로, 표시부(130)의 후면부는 작업자의 안면 방향에 대응하는 내부의 영역일 수 있다.
도 3a에서는 적어도 하나의 센서부(140, 또는 제1 센서)는 표시부(130)의 전면부 일 영역에 장착된 것으로 도시하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서(140)는 본체(160)에 장착된 것일 수 있다. 이때, 센서부(140)는 용접 상황을 감지할 수 있도록 본체(160)의 정면 방향에 장착될 수 있다.
작업자의 얼굴을 보호하는 본체(160)는 소정의 강도를 갖는 소재, 예컨대 강화 플라스틱 등으로 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 용접 시 발생할 수 있는 스파크와 같은 요소에 저항성이 있는 소재라면 다양하게 사용할 수 있다.
고정부(170)는 작업자의 두부에 직접 접촉하는 구성으로서, 고정부(170)의 일측면, 즉 작업자의 두부와 직접 접촉하는 내측면의 적어도 일부는 섬유재나 쿠션재와 같은 부드러운 소재를 포함할 수 있다.
환경 관리부(180)는, 본체(160)의 외측에 장착된 환경 센싱 모듈(182)과, 본체(160)의 외측에 위치하는 스위칭부(183)를 포함할 수 있다. 도 3b를 참조하면, 본 발명의 작업자의 얼굴을 보호하는 본체(160)는 본체(160)의 정면에 설치된 표시부(130) 및 센서부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 카메라부(110)는 본체(160)의 양 측면에 대칭으로 장착될 수 있다. 또한, 용접 정보 제공 장치(100)는 본체(160)의 배면에 배치되어 용접 정보 제공 장치(100)를 작업자의 두부(頭部)에 고정하는 고정부(170)를 포함할 수 있다.
특히, 카메라부(110)는 2개의 카메라로 구현되어 있으며, 각각 본체(160)의 양측면에 각각 작업자의 작업 방향에 대응되는 방향으로 장착될 수 있다. 본 도면에서는 도시하지 않았으나, 카메라(110)가 홀수 개인 경우, 본체(160)의 중앙 상단에 장착될 수 있다.본 예시에서의 표시부(130)의 후면부는 작업자의 안면부 방향으로써, 작업자에게 합성 용접 영상을 디스플레이할 수 있다, 또한, 표시부(130)의 후면부는 기설정된 이벤트가 발생하면 용접 정보 제공 장치(100)의 배터리 상태 등과 같은 현재 상태에 대한 UI를 디스플레이할 수 있다.
도 3b에서는 적어도 하나의 센서부(140, 또는 제1 센서)가 표시부(130)의 전면부 일 영역에 장착된 것으로 도시하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서부(140)는 본체(160)에 포함된 것일 수 있다. 또 다른 실시예에 의하면, 센서부(140)는 적어도 하나의 카메라부(110)의 적어도 일부에 포함되어 장착될 수 있다.
도 3b에 도시된 실시예 역시, 환경 관리부(180)는, 본체(160)의 외측에 장착된 환경 센싱 모듈(182)과, 본체(160)의 외측에 위치하는 스위칭부(183)를 포함할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예들에서, 상기 환경 센싱 모듈(182)은 본체(160)의 외측을 따라 복수 개 장착될 수 있는 데, 일 실시예에 따르면, 상기 환경 센싱 모듈(182)은 본체(160)의 양 측면 및/또는 뒷면에 위치할 수 있다.
이러한 환경 센싱 모듈(182)은 이미지 센서를 구비한 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 이에 따라 제1 프로세서(150)는 환경 이미지 정보를 취득할 수 있다.
선택적으로 환경 센싱 모듈(182)은 근접 센서를 포함할 수 있다. 이에 따라 제1 프로세서(150)는 주위 환경에서 변화하는 물체 정보를 취득할 수 있다.
상기 스위칭부(183)는 선택적으로 본체(160) 외측에서 작업자가 손으로 컨트롤하기 쉬운 위치에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 작업자가 용접 토치를 조정하지 않는 손이 위치한 위치에서 표시부(130)에 인접하게 위치할 수 있다. 스위칭부(183)는 전술한 제1 컨트롤러(150)와 전기적으로 연결되며, 스위칭부(183)의 작동에 따라 제1 컨트롤러(150)는 환경 센싱 모듈(182)의 동작을 종료할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치의 평면도를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 환경 관리부(180)의 환경 센싱 모듈(182)은 본체(160)의 양 측면 및 후면에 위치하고 있는 데, 즉, 카메라부(110)와 다른 위치에 위치할 수 있다.
이 경우, 카메라부(110)에 의해 작업자의 전방을 향해 용접 작업 영역에 대한 용접 촬영 영역(111)이 형성되고, 환경 센싱 모듈들(182)에 의해 환경 센싱 영역(181)이 형성된다. 용접 촬영 영역(111)은 용접자의 전방 방향이 될 수 있고, 환경 센싱 영역(181)은 용접자의 양 측면 및 후방 영역이 될 수 있다. 이러한 환경 센싱 영역(181)은 용접 촬영 영역(111)이 미치지 않는 영역이 될 수 있는 데, 이에 따라 용접자는 용접 작업이 이루어지는 영역 이외에 주변 영역에 대한 정보를 취득할 수 있다. 일 실시예에 따르면 환경 센싱 영역(181)은 용접 촬영 영역(111)과 중첩되지 않을 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에서 각 환경 센싱 영역(181)은 서로 중첩되지 않는 것으로 되어 있는 데, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 환경 센싱 영역들(181)은 서로 중첩할 수 있다. 예컨대 환경 센싱 모듈(182)로서 어안 카메라 모듈과 같이 광시야각 카메라 모듈을 사용하는 경우 환경 센싱 영역(181)들은 일부 중첩될 수 있다. 그리고 이 때 환경 센싱 영역(181)의 일부는 용접 촬영 영역(111)의 가장자리와 중첩될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따라 표시부에 의해 작업자에 제공되는 영상 정보를 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 실시예는 상기 환경 센싱 모듈들(182)이 카메라 모듈인 경우를 나타낸 것이다.
표시부(130)는 메인 화면(1301)을 작업자에게 제공하는 데, 상기 메인 화면(1301)은 전술한 용접 촬영 영역(111)에 대하여 촬영된 영상일 수 있다. 따라서 메인 화면(1301)에는 용접 작업이 이루어지고 있는 상황 정보가 작업자에게 제공될 수 있다.
이러한 메인 화면(1301)의 일 영역에 환경 표시 영역(1302)이 위치할 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에 따르면 상기 환경 표시 영역(1302)은 메인 화면(1301)의 위쪽에 위치할 수 있는 데, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 용접 작업에 대한 방해가 되지 않는 조건 하에서 메인 화면(1301)의 적어도 일 측에 위치할 수 있다.
환경 표시 영역(1302)에는 환경 센싱 모듈(182)인 카메라 모듈에 의해 촬영된 환경 영상들(1303)이 표시될 수 있다. 좌측 카메라 모듈에 의해 촬영된 환경 영상(1303)은 환경 표시 영역(1302)의 좌측에, 우측 카메라 모듈에 의해 촬영된 환경 영상(1303)은 환경 표시 영역(1302)의 우측에, 후방 카메라 모듈에 의해 촬영된 환경 영상(1303)은 환경 표시 영역(1302)의 중앙에, 각각 배치될 수 있다.
작업자는 이처럼 좌측, 우측, 후방 환경 영상들(1303)에 대한 정보를 환경 표시 영역(1302)으로부터 취득함으로써, 용접 작업을 하는 동안에도 주위에서 어떠한 일들이 벌어지고 있는지 확인할 수 있고, 이에 따라 주위 동료와의 커뮤니케이션을 원활히 하거나, 주위로부터 다가오는 위험 등으로부터 자신을 보호할 수 있다.
도 6은 다른 일 실시예에 따라 표시부에 의해 작업자에 제공되는 영상 정보를 나타낸 것이다. 도 6에 도시된 실시예는 상기 환경 센싱 모듈들(182)이 근접 센서인 경우를 나타낸 것이다.
표시부(130)는 전술한 실시예와 같이 메인 화면(1301)과 환경 표시 영역(1302)을 작업자에게 제공할 수 있다.
환경 표시 영역(1302)에는 환경 센싱 모듈(182)인 근접 센서에 의해 감지된 주변 물체의 변화하는 인식 정보(1304)가 표시될 수 있다. 즉, 좌측 근접 센서에 의해 감지된 인식 정보(1304)는 환경 표시 영역(1302)의 좌측에, 우측 근접 센서에 의해 감지된 인식 정보(1304)는 환경 표시 영역(1302)의 우측에, 후방 근접 센서에 의해 감지된 인식 정보(1304)는 환경 표시 영역(1302)의 중앙에, 각각 배치될 수 있다.
상기와 같은 인식 정보(1304)는 복수의 바아 형태로 디스플레이 될 수 있는 데, 물체(사람 포함)가 작업자에게 근접하여 오는 정도를 바아의 표시에 변화를 줌으로써 작업자가 이를 인식하도록 할 수 있다. 예컨대 인접한 영역에 물체가 없거나 멀리 있으면 바아가 표시되지 않고, 작업자에 가까이 다가 옴에 따라 바아가 많이 표시되도록 할 수 있다.
작업자는 이처럼 좌측, 우측, 후방의 인식 정보들(1304)을 환경 표시 영역(1302)으로부터 취득함으로써, 용접 작업을 하는 동안에도 주위에서 어떠한 일들이 벌어지고 있는지 확인할 수 있고, 이에 따라 주위 동료와의 커뮤니케이션을 원활히 하거나, 주위로부터 다가오는 위험 등으로부터 자신을 보호할 수 있다.
상기와 같은 인식 정보는 위와 같은 표시와 별도로 또는 선택적으로 부저에 의한 소리 정보 및/또는 진동 정보로서 작업자에게 전달될 수 있다. 이 때에도 작업자가 방향을 감지할 수 있도록 할 수 있다.
한편, 전술한 스위칭부(183)는 도 4에 도시된 모든 환경 센싱 모듈(182)의 스위칭을 동시에 하는 것일 수 있는 데, 즉, 한 번의 작동으로 모든 환경 센싱 모듈들(182)을 스위칭할 수 있다.
그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 일 실시예에 따르면 상기 스위칭부(183)는 복수의 환경 센싱 모듈(182)의 동작을 순차로 스위칭할 수 있다. 예컨대 스위칭부(183)를 1회 누르면 좌측 환경 센싱 모듈(182)이 동작하고 2회 누르면 우측 환경 센싱 모듈(182)이 동작하며 3회 누르면 후방 환경 센싱 모듈(183)이 동작하는 등의 동작 알고리즘을 취할 수 있다. 이렇게 하나의 스위칭부(183)를 이용해 복수의 환경 센싱 모듈(182)을 동작하는 방법은 다양한 조합으로 이루어질 수 있을 것임은 물론이다.
뿐만 아니라, 제1 프로세서(150)는 스위칭부(183)의 동작에 따라 환경 표시 영역(1302)에의 표시를 제어할 수 있다.
도 7은 또 다른 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 용접 정보 제공 장치(100)는 또 다른 일 실시예에 따른 환경 관리부(180)를 포함할 수 있는 데, 상기 환경 관리부(180)는 환경 촬영 모듈(184)을 포함할 수 있다.
상기 환경 촬영 모듈(184)은 카메라 모듈(1841)과 위치 변환 모듈(1843)을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(1841)은 영상을 촬영하는 적어도 하나의 카메라와 이 카메라에 인접하게 위치하는 조명을 포함할 수 있다. 위치 변환 모듈(1843)은 카메라 모듈(1841)에 연결되어 카메라 모듈(1841)의 위치를 변화시킴에 따라 카메라 모듈(1841)이 촬영하는 촬상 방향을 변환시키도록 할 수 있다. 상기 카메라 모듈(1841)은 위치 변환 모듈(1843)을 통해 전술한 제1 프로세서(150)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 따라 제1 프로세서(150)에게 촬영된 영상 데이터를 전달할 수 있다. 상기와 같은 환경 촬영 모듈(184)에 의해 작업자가 잘 볼 수 없는 영역에 대한 용접 작업을 하여야 하는 경우, 이 영역에 대한 영상 정보를 작업자에게 제공함으로써 작업자가 용접이 어려운 환경에서도 용이하게 용접을 진행하도록 할 수 있다.
선택적으로, 상기 환경 촬영 모듈(184)은 본체(160)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 이를 위하여 본체(160)에는 복수의 위치에 제1 커넥터들(185)이 위치할 수 있고, 환경 촬영 모듈(184)의 위치 변환 모듈(1843)에도 제2 커넥터(1842)가 설치될 수 있다. 제2 커넥터(1842)는 제1 커넥터들(185) 중 하나에 결합됨으로써 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 커넥터들(185)은 제1 프로세서(150)에 전기적으로 연결되어, 제2 커넥터(1842)를 통해 전달된 영상 데이터를 제1 프로세서(150)에 전달할 수 있다. 이렇게 환경 촬영 모듈(184)은 본체(160)에 착탈 가능하게 구비됨으로써, 작업자는 평상시의 작업에서 환경 촬영 모듈(184)을 사용하지 않고, 필요할 때에만 환경 촬영 모듈(184)을 사용함으로써, 평상시 작업에서 환경 촬영 모듈(184)에 의해 작업에 방해받는 것을 방지할 수 있다.
선택적으로, 환경 관리부(180)는 전술한 환경 촬영 모듈(184) 및 제1 프로세서(150)와 전기적으로 연결된 스위칭부(185)를 더 포함할 수 있다.
상기 스위칭부(185)는 선택적으로 본체(160) 외측에서 작업자가 손으로 컨트롤하기 쉬운 위치에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 작업자가 용접 토치를 조정하지 않는 손이 위치한 위치에서 표시부(130)에 인접하게 위치할 수 있다. 스위칭부(185)는 전술한 제1 컨트롤러(150)와 전기적으로 연결되며, 스위칭부(185)의 작동에 따라 제1 컨트롤러(150)는 환경 촬영 모듈(184)의 동작을 종료할 수 있다.
또한 선택적으로 스위칭부(185)의 동작에 따라 제1 컨트롤러(150)는 표시부에 표시되는 화면을 전환할 수 있다. 즉, 스위칭부(185)의 동작에 따라 제1 컨트롤러(150)는 표시부(130)에 표시되는 화면에서 환경 촬영 모듈(184)로부터 취득된 영상 정보를 표시하거나 표시하지 않을 수 있다. 환경 촬영 모듈(184)로부터 취득된 영상 정보는 표시부(130)의 메인 화면으로 표시될 수 있는 데, 스위칭부(185)의 동작에 따라 메인 화면의 영상은 환경 촬영 모듈(184)로부터 취득된 영상이거나 카메라부(110)로부터 취득된 영상일 수 있다. 선택적으로 환경 촬영 모듈(184)로부터 취득된 영상 정보는 표시부(130)의 메인 화면 중 일부 영역에 위치하는 보조 화면으로 표시될 수 있는 데, 스위칭부(185)의 동작에 따라 환경 촬영 모듈(184)로부터 취득된 영상이 표시되는 보조 화면이 켜지거나 꺼질 수 있다. 따라서 작업자는 카메라부(110)로부터 취득된 영상 정보와 환경 촬영 모듈(184)로부터 취득된 영상 정보를 다양한 형태로 제공받음에 따라 보다 편리하게 용접 작업을 수행할 수 있다.한편, 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)의 표시부(130)는 적어도 한 쪽 눈 또는 양 쪽 눈에 대응하는 부분을 임의로 개방할 수 있는 구조로 구현될 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 표시부(130)는 카메라부(110) 및 센서부(140)를 장착할 수 있다. 카메라부(110) 및 센서부(140)는 표시부(130) 전면부의 일 영역에 장착될 수 있다. 이때, 표시부(130)의 전면부는 용접 작업이 수행되는 방향에 대응하는 영역을 의미하고, 표시부(130)의 후면부는 작업자의 안면부 방향에 대응되며 용접 영상을 디스플레이하는 방향에 대응하는 영역을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시부(130)는 4개의 카메라부(110) 및 2개의 센서부(140)를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 4개의 카메라부(110) 중 일부는 열화상 카메라일 수 있다. 4개의 카메라부(110)는 각각의 눈에 대응되도록 2개씩 표시부(130) 전면부의 일 영역에 장착될 수 있다. 이 경우, 다각도의 영상을 획득할 수 있어서 입체감 있는 고화질 영상을 작업자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 프로세서(150)는 표시부(130)에 인접하게 장착될 수 있다. 표시부(130)는 카메라부(110) 및 센서부(140)를 이용하여 획득한 영상을 제1 프로세서(150)에서 합성하여 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 표시부(130)는 본체(160)와 분리 가능한 형태로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 센서부(140)는 각각의 눈에 대응되도록 표시부(130) 전면부의 일 영역에 장착될 수 있다. 또 다른 예로, 센서부(140)는 본체(160)에 포함될 수 있고, 센서부(140)는 용접 상황을 감지할 수 있도록 본체(160)의 정면 방향에 장착될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치의 내측을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부(130)의 후면부를 도시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 표시부(130)는 용접 정보 제공 장치(100)와 분리되어 별도의 구성으로 구현될 수 있다. 표시부(130)의 후면부는 접안 파트(131) 및 접안 디스플레이(132)를 포함할 수 있다. 접안 파트(131)는 작업자의 안면부에 밀착시되어 고정될 수 있다. 작업자는 접안 파트(131)에 양안 부위를 밀착하고, 접안 디스플레이(132) 에 표시되는 고화질 합성 영상을 시청할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 접안 파트(131)는 각각 렌즈부를 포함할 수 있고, 렌즈부는 접안 디스플레이(132)에 구현된 고화질 합성 영상을 확대하여 사용자의 눈에 용이하게 상이 맺히도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시부(130)는 각각의 눈 쪽에 대응되는 카메라부(110)가 획득한 영상을 기초로 합성한 영상을 각각의 눈 쪽에 대응하는 접안 디스플레이(132)에 표시할 수 있다.
예를 들어, 왼쪽 눈에 대응하는 영역에 장착된 제1 카메라가 제1 촬영 조건으로 영상을 획득하면, 표시부(130)는 후면부 중 왼쪽 눈에 대응하는 영역에 포함된 제1 접안 디스플레이(132)에 제1 촬영 조건을 기초로 합성한 제1 합성 영상을 디스플레이할 수 있다. 마찬가지로 오른쪽 눈에 대응하는 영역에 장착된 제2 카메라가 제2 촬영 조건으로 영상을 획득하면, 표시부(130)는 후면부 중 오른쪽 눈에 대응하는 영역에 포함된 제2 접안 디스플레이(132)에 제2 촬영 조건을 기초로 합성한 제2 합성 영상을 디스플레이할 수 있다.
상술한 바에 의하면, 양안에 동일한 합성 영상을 디스플레이하는 것에 비하여 입체감 있고, 유동적인 합성 영상을 제공할 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 각각의 접안 디스플레이(132)는 각각에 대응하는 카메라(110)가 상이한 조건으로 촬영하더라고 동일한 합성 영상을 디스플레이할 수 있음은 물론이다.
상술한 실시예들의 경우, 본체(160)가 사용자의 두부를 일정 정도 감싸는 구조이나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 본체는 사용자의 안면만을 가리도록 구비된 구조이거나, 고글 형태 또는 글래스 형태로 사용자가 착용할 수 있는 다양한 구조를 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 위 설명된 실시예에서는 카메라부가 2개의 카메라로 구성된 것을 나타내었으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 1개의 카메라로 구성된 카메라부에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라가 영상을 획득하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 카메라부(110)가 2개의 카메라를 포함하는 예시를 도시한다. 도 9를 참조하면, 카메라부(110)의 제1 카메라 및 제2 카메라는 시간 순서로 촬영 조건을 변경하며 용접 현장을 촬영할 수 있다. 이때, 촬영 조건은 ISO 민감도, GAIN, 셔터 스피드 등을 포함할 수 있다.
제1 프레임(a11) 및 제5 프레임(a21)은 제1 촬영 조건으로 촬영한 것이고, 제2 프레임(a12)는 제2 촬영 조건으로, 제3 프레임(a13)은 제3 촬영 조건으로 촬영한 것이다. 본 예시에서는 제1 카메라와 제2 카메라가 동일한 프레임에서는 동일한 촬영 조건으로 촬영한 것을 도시한다.
예를 들어, 제1 촬영 조건은 제2 촬영 조건에 비하여 셔터 스피드가 빠르고, 고감도 및 높은 gain의 설정으로 촬영한 것일 수 있고, 제3 촬영 조건은 셔터 스피드가 가장 느린 저감도 설정일 수 있다. 다만, 상술한 예는 일 예시에 불과하고, 카메라(110)는 다양한 촬영 조건으로 영상을 획득할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 실시예에 따른 제1 프로세서가 도 9에서와 같이 획득한 영상을 합성하고, 합성 영상의 화질을 개선하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 프로세서(150)는 기설정된 프레임 수를 기초로 영상을 합성할 수 있다. 이때, 하나의 합성 영상을 위한 프레임 수는 작업자에 의해 설정된 것일 수도 있고, 출고 시에 설정된 것일 수 있다.
도 10a의 제1 프로세서(150)는 3개의 프레임 수를 기초로 합성 영상을 생성할 수있다. 구체적으로 제1 프로세서(150)는 제1 프레임(a11) 및 제2 프레임(a12)를 합성하여 제1 중간 합성 영상(b1)을 획득할 수 있다. 또한, 제1 프로세서(150)는 제2 프레임(a12) 및 제3 프레임(a13)를 합성하여 제2 중간 합성 영상(b2)를 획득할 수 있다.
제1 프로세서(150)는 제1 중간 합성 영상(b1)과 제2 중간 합성 영상(b2)을 합성하여 제1 합성 영상(c1)을 획득할 수 있다.
마찬가지로, 제1 프로세서(150)는 제3 프레임(a13) 및 제4 프레임(미도시)을 합성하여 제3 중간 합성 영상(미도시)를 합성할 수 있고, 제2 중간 합성 영상(b2)과 제3 중간 합성 영상(미도시)를 합성하여 제2 합성 영상(c2)를 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 다양한 촬영 조건을 통해 촬영된 사진을 HDR 방식으로 합성함으로써, 고화질 합성 영상을 획득할 수 있다. 상술한 고화질 합성 영상을 통해 작업자는 용접 광 스팟과 인접한 부분 외의 주변 부분을 용이하게 식별할 수 있다는 효과가 있다. 즉, 종래에는 용접광의 밝기가 주변 부분에 비하여 압도적으로 밝아서, 기작업한 용접 비드의 형태, 용접 주변 환경을 용이하게 식별하지 못하는 문제가 있었으나, 본 발명의 용접 시스템(10)에 의하면 고화질 영상을 통해 초급 작업자도 용이하게 식별할 수 있다.
한편, 제1 프로세서(150)는 제1 합성 영상(c1)과 제2 합성 영상(c2)를 병렬적으로 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면 제1 프로세서(150)는 1 프레임의 차이로 병렬적인 영상 합성을 수행함으로써, 카메라부(110)를 통해 프레임을 촬영하는 속도와 동일한 속도로 복수의 합성 영상을 획득할 수 있다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 프로세서(150)가 합성 영상에 대하여 대조비 처리를 수행하는 것을 도시한 도면이다.
도 10b를 참조하면, 제1 프로세서(150)는 획득한 합성 영상에 대하여 대조비 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 프로세서(150)는 획득한 제1 합성 영상(c11)에 추가적인 대조비 또는 명암비 처리를 수행하여 제2 합성 영상(c12) 및 제3 합성 영상(c13)을 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, 합성 영상에 추가적인 대조비 처리를 통해 명암비를 증가시킬 수 있고, 용접면의 광 상태에 대하여 명확히 파악할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 카메라가 영상을 획득하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 제1 카메라 및 제2 카메라는 동일한 시간의 프레임에서 서로 다른 촬영 조건으로 용접 상황을 촬영할 수 있다.
예를 들면, 제1 카메라의 제1 프레임(d11) 및 제2 카메라의 제3 프레임(e11)은 제1 촬영 조건으로 촬영한 것일 수 있다. 제1 카메라의 제2 프레임(d12) 및 제2 카메라의 제1 프레임(e12)은 제2 촬영 조건으로, 제1 카메라의 제3 프레임(d13) 및 제2 카메라의 제2 프레임(e13)은 제3 촬영 조건으로 촬영한 것이다. 즉, 본 예시에서는 제1 카메라와 제2 카메라가 동일한 프레임에서 상이한 촬영 조건으로 촬영한 것을 도시한다.
예를 들어, 제1 촬영 조건은 제2 촬영 조건에 비하여 셔터 스피드가 빠르고, 고감도 및 높은 gain의 설정으로 촬영한 것일 수 있고, 제3 촬영 조건은 셔터 스피트가 가장 느린 저감도 설정일 수 있다. 다만, 상술한 예는 일 예시에 불과하고, 카메라부(110)는 다양한 촬영 조건으로 영상을 획득할 수 있다.
도 12는 도 10에서 획득한 촬영 영상을 합성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 제1 프로세서(150)는 제1 카메라의 제1 프레임(d11)과 제2 카메라의 제1 프레임(e12)을 합성하여 제1 중간 합성 영상(f1)을 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(150)는 제1 카메라의 제2 프레임(d12)과 제2 카메라의 제2 프레임(e13)을 합성하여 제2 중간 합성 영상(f2)을 획득할 수 있다.
제1 프로세서(150)는 제1 중간 합성 영상(f1)과 제2 중간 합성 영상(f2)을 합성하여 제1 합성 영상(g1)을 생성할 수 있다. 마찬가지로, 제1 프로세서(150)는 제2 중간 합성 영상(f2)와 제3 중간 합성 영상(f3)를 합성하여 제2 합성 영상(g2)를 획득할 수 있다. 같은 방법으로 제1 프로세서(150)는 제3 합성 영상(미도시)을 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 다양한 촬영 조건을 통해 촬영된 사진을 HDR 방식으로 합성함으로써, 영상의 용접광을 용이하게 식별할 수 있다는 효과가 있다.
한편, 제1 프로세서(150)는 제1 합성 영상(g1)과 제2 합성 영상(g2)를 병렬적으로 수행할 수 있다. 본 발명에 의하면 제1 프로세서(150)는 제1 카메라 및 제2 카메라가 프레임을 촬영함과 동시에 병렬적으로 영상 합성을 수행함으로써, 카메라부(110)를 통해 프레임을 촬영하는 속도와 동일한 속도로 복수의 합성 영상을 획득할 수 있다
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 프로세서(150)는 합성 영상을 양안 디스플레이를 포함하는 표시부(130)의 일 측에만 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 접안 디스플레이(132) 중 제1 카메라에 대응되는 측의 디스플레이에는 제1 카메라를 통해 획득한 영상을 도 10a의 방법으로 합성한 합성 영상을 표시할 수 있다. 반면, 접안 디스플레이(132) 중 제2 카메라에 대응되는 측의 디스플레이에는 도 12의 방법으로 합성한 합성 영상을 표시할 수 있다. 이를 통해 접안 디스플레이(132) 중 어느 한 디스플레이에만 용접면의 용접광이 HDR 방식으로 보정된 영상을 제공함으로써, 입체감을 부여할 수 있다는 효과가 있다.
도 9 내지 도 12에서는 카메라부(110)의 촬영 조건을 프레임 별로 변경하며 용접 현장 영상 또는 용접 영상 프레임을 획득하는 것을 설명하였다. 다만, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 제1 프로세서(150)는 센서부(140)를 통해 획득한 용접광의 세기에 대한 센싱 정보를 기초로 자동 차광 카트리지의 차광도를 변경할 수 있다. 이 때, 카메라부(110)가 자동 차광 카트리지 내측에 위치하는 경우에는 카메라 전면부에 설치된 자동 차광 카트리지의 차광도를 변경함으로써 용접 영상 프레임을 획득할 수 있다.
이 경우, 제1 프로세서(150)는 카메라(110)의 촬영 조건을 동일하게 유지한 채, 차광도를 변경하여 도 9 내지 도 12에서와 같은 명암비 차이가 존재하는 프레임(a11 내지 a13, a21, d11 내지 d13, e11 내지 e13 등)을 획득할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시부에 영상을 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 실시예에 따른 카메라부(110)는 제1 카메라, 제2 카메라 및 제3 카메라를 포함할 수 있다. 표시부(130)는 제1 접안 디스플레이(132-1) 및 제2 접안 디스플레이(132-2)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 카메라는 제1 접안 디스플레이(132-1)에 대응되는 카메라일 수 있고, 제2 카메라는 제2 접안 디스플레이(132-2)에 대응되는 카메라일 수 있고, 제3 카메라는 열 화상 감지 카메라일 수 있다.
실시예의 제1 접안 디스플레이(132-1) 및 제2 접안 디스플레이(132-2)는 제1 카메라 및 제2 카메라가 획득한 영상을 기초로 HDR 기법을 적용한 고화질 합성 영상을 디스플레이할 수 있다.
실시예에 따르면, 프로세서(150)는 고화질 합성 영상에 제3 카메라가 획득한 열 화상 영상을 추가로 합성한 열 화상 합성 영상을 획득할 수 있다. 제1 접안 디스플레이(132-1) 및 제2 접안 디스플레이(132-2)는 열 화상 합성 영상을 각각 디스플레이할 수 있다. 이때, 제1 접안 디스플레이(132-1) 및 제2 접안 디스플레이(132-2)는 색상을 이용하여 용접 온도에 대한 시각적 정보를 제공할 수 있다.
실시예에 따르면 제1 접안 디스플레이(132-1)는 서로 다른 영상이 표시될 수 있다. 예를 들면, 제1 접안 디스플레이(132-1)에는 HDR 기법이 적용되지 않은 영상이 표시되고, 제2 접안 디스플레이(132-2)에는 HDR 기법이 적용된 합성 영상이 표시될 수 있다. 이 경우에도 제1 프로세서(150)는 HDR 기법이 적용되지 않은 영상 및 HDR 기법이 적용된 합성 영상 각각에 열 화상 영상을 합성할 수 있고, 제1 접안 디스플레이(132-1) 및 제2 접안 디스플레이(132-2)는 각각에 디스플레이하도록 표시부(130)를 제어할 수 있다.
도 14는 또 다른 일 실시예에 따른 용접 정보를 표시하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
실시예에 따른 제1 프로세서(150)는 용접 토치(200)로부터 센싱한 용접 정보를 바탕으로 용접 전원 케이블에서의 용접 전류 및/또는 전압의 상태에 대한 피드백을 제공할 수 있다. 구체적으로, 도 14를 참조하면, 제1 프로세서(150)는 표시부(130)가 디스플레이하는 영상 화면의 일부분에 전류 상태에 대한 UI를 제공할 수 있다. 이때, UI는 RGB를 이용하여 기설정된 색상으로 정보를 표시할 수 있다.
예를 들어, 용접 토치(200)의 전류 및/또는 전압 상태가 비정상적인 것으로 감지되는 경우, 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 경고를 위한 시각적 피드백으로 레드 UI(1010)를 표시할 수 있고, 이외의 경우에는 그린 UI(1020)를 표시할 수 있다.
제1 프로세서(150)는 전류 상태 외에도 다양한 용접 정보에 대한 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어 도 15a 및 도 15b과 같이, 용접 정보 제공 장치(100)는 토치의 용접 방향에 대한 UI를 시각적 피드백을 통해 가이딩할 수 있다.
도 15a를 참조하면, 제1 프로세서(150)는 용접 방향에 대한 정보를 화살표 UI(1110)로 표시할 수 있다. 구체적으로, 제1 프로세서(150)는 용접 토치(200)에 포함된 가속도 센서를 통해 감지한 정보를 기초로, 직선으로 작업한 용접 방향 별 직선의 화살표로 표시하여 작업자에게 제공할 수 있다.
또는, 도 15b를 참조하면, 제1 프로세서(150)는 용접 방향에 대한 정보를 곡선의 화살표 UI(1110)로 표시할 수 있다. 구체적으로, 용접 토치(200)에 포함된 가속도 센서를 통해 감지한 정보를 기초로, 제1 프로세서(150)는 기 작업한 용접 방향을 곡선의 화살표로 형성하여 표시부(130)를 통해 표시하여 작업자에게 제공할 수 있다.
다만 이는 일 예에 불과하고, 제1 프로세서(150)는 용접 토치(200)에 포함된 적어도 하나의 센서(220)를 통해 감지된 실시간 용접 작업에 대한 용접 온도, 용접 기울기, 용접 속도 및 모제와 용접 토치 간의 거리 등을 포함하는 센싱 정보를 바탕으로 이에 대응하는 UI를 표시부(130)의 일부 영역에 표시할 수 있다.
예를 들어, 제1 프로세서(150)는 용접 온도 값에 대한 감지 정보를 수신하면, 불빛, 진동, 메시지 등의 다양한 방식으로, 온도 값과 대응되는 UI을 표시할 수 있다. 이때, UI는 표시부(130) 또는 디스플레이의 일부 영역에 표시되는 시각적인 피드백일 수 있고, 음성을 통한 청각적인 피드백일 수 있다.
한편, 온도 값에 대한 감지 정보는 모제의 온도가 기 설정된 온도 범위의 초과 여부 등을 포함할 수 있다. 또한, 온도 값에 대한 감지 정보는 용접면의 온도 값과 대응되는 수치, 등급, 레벨 등을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 제1 프로세서(150)는 용접 모제의 온도 값이 기설정된 온도 범위를 벗어나는 것으로 판단하면, 작업자에게 작업을 중지할 것을 가이딩할 수 있다. 기 설정된 온도 범위를 벗어나는 용접의 경우, 품질의 저하의 위험이 있으며, 이에 작업자가 용접 모제의 온도 값을 조절할 수 있도록 가이딩 할 수 있다.
또 다른 예로, 제1 프로세서(150)는 용접 속도 값에 대한 감지 정보를 수신하면, 값과 대응되는 UI를 표시 할 수 있다. 이때, UI은 표시부(130) 또는 디스플레이에 제공되는 시각적인 피드백일 수 있고, 음성을 통한 청각적인 피드백일 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따른 제1 프로세서(150)는 토치의 용접 속도가 정상 범위를 벗어나는 것으로 판단하면, 작업자에게 작업을 중지할 것을 시각적인 피드백을 통해 가이딩할 수 있다. 이때, 시각적인 피드백은 작업 현장을 디스플레이하고 있는 표시부의 일부 영역에 위험함을 나타내는 아이콘을 제공하는 것일 수 있다.
또 다른 예로, 제1 프로세서(150)는 기 작업한 용접 비드에 대응하는 형상을 작업자가 용이하게 식별할 수 있도록 UI를 제공할 수 있다. 구체적으로, 용접 비드의 형태가 감지되면, 제1 프로세서(150)는 고화질 합성 영상에 용접 비드의 형상에 대한 UI를 오버래핑하여 표시할 수 있다.
이때, 용접 정보 제공 장치(100)에 포함된 열화상 카메라를 통해 용접 작업 후 모재의 잔온을 감지하여 용접 비드의 형상을 획득할 수 있다. 이는 일 실시예에 불과하고, 용접 정보 제공 장치(100)는 다양한 방법을 통해 용접 비드의 형상을 획득할 수 있다. 본 명세서에 기재된 모든 실시예들은 각각 다른 실시예들에 서로 복합적으로 적용될 수 있다.
한편, 이상 설명한 실시예들의 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 작업에 사용하는 경우를 예시하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 전술한 실시예들의 용접 정보 제공 장치(100)는 정보 제공 장치로서 구현될 수 있는 데, 상기 정보 제공 장치는, 전술한 구성 그대로 예컨대 의료용 및/또는 피부처리용 정보 제공 장치로 사용될 수 있다. 즉, 카메라 영상을 이용하여 작업을 할 때에 사용자는 상기와 같은 의료용 및/또는 피부처리용 정보 제공 장치를 이용하여 주변 환경에 대한 정보를 용이하게 취득하여 더욱 안전하고 정확하게 작업을 수행하도록 할 수 있다. 본 발명은 또한 이 외에도 카메라 영상을 이용하여 작업을 하는 다양한 작업에서 정보 제공 장치로서 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 사용자가 착용 가능하도록 구비된 본체;
    상기 본체에 배치되어 상기 사용자를 향하는 부분을 포함하는 표시부;
    상기 본체 외측을 향하고, 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 획득하는 적어도 하나의 카메라부;
    상기 본체 외측에 배치되고, 적어도 용접 작업 영역 내에서 광 정도를 검출하도록 구성된 모듈을 포함하는 센서부;
    상기 본체 외측을 향하고, 상기 용접 영상 프레임에 포함되지 않는 용접 작업의 주변 환경에 대한 변화하는 정보를 취득하도록 구비된 환경 관리부; 및
    상기 표시부, 카메라부, 센서부 및 환경 관리부와 동작 가능하게 통신하고, 상기 용접 영상 프레임을 상기 표시부의 사용자를 향하는 부분을 향하여 제공하도록 구비된 프로세서;를 포함하고,
    상기 환경 관리부는, 상기 카메라부에 포함된 적어도 하나의 제1 카메라 모듈과 별개인 적어도 하나의 제2 카메라 모듈 및 상기 사용자에 의하여 상기 환경 관리부의 온-오프를 제어하기 위한 스위칭부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 카메라 모듈은, 상기 본체 외측 상에서 상기 적어도 하나의 제1 카메라 모듈과 다른 위치에 배치되고,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 카메라 모듈을 통하여 획득되는 상기 용접 영상 프레임에 대응하는 용접 촬영 영역과 중첩되지 않는 환경 센싱 영역에 대응하는 환경 영상 프레임을 획득하도록 상기 적어도 하나의 제2 카메라 모듈을 제어하고,
    상기 프로세서는, 상기 용접 영상 프레임에 대응하는 영상이 출력되는 용접 촬영 영역과 중복되지 않는 환경 표시 영역에 상기 환경 영상 프레임에 대응하는 영상이 상기 표시부의 별도 영역에 출력되도록 상기 표시부를 제어하는 용접 정보 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 용접 정보를 감지하도록 구성된 모듈을 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 센서부를 통해 감지한 상기 용접 정보를 기초로 상기 용접 정보에 대응하는 가이딩을 제공하도록 상기 표시부를 제어하는 용접 정보 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서부 중 적어도 일부는 용접 토치에 위치하는 용접 정보 제공 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 용접 정보는 용접 속도 정보, 용접 방향 정보, 용접 온도 정보, 또는 용접 모제와 용접 토치 간의 거리 정보 중 적어도 하나를 포함하는 용접 정보 제공 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
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