KR100355024B1 - 적설 관측 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적설량, 적설강도 등을 무인으로 관측할 수 있는 시스템에 관한 것으로, 측정자를 이용하여 적설자료 측정을 위한 기준수단; 상기 기준수단 및 측정자 주변에 쌓인 눈을 촬상하는 카메라; 상기 카메라로부터 촬상된 화상 자료를 디지틀화하는 컨버터; 상기 컨버터의 데이터를 저장하는 메모리; 상기 메모리에 저장된 화상데이터를 처리하되, 화상데이터를 스무딩(smooding), 필터링 또는 히스토그램(histogram)을 이용한 에지탐지를 포함한 영상처리기법을 사용하여 적설량 및 적설강도를 계산하는 중앙처리기; 상기 중앙처리기에서 계산된 적설량 또는 디지틀화된 화상자료를 상기 중앙관측컴퓨터에 전송하는 통신장치; 및 상기 중앙처리기 또는 중앙관측컴퓨터의 작동신호에 의해 동작하여 기준수단의 쌓인 눈을 녹이도록 측정자에 열을 제공하는 항온장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

적설 관측 시스템{System for measuring snowfall}

본 발명은 적설 관측 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적설량 및 적설강도를 관측할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 겨울에 눈이 내려 쌓인 적설량과 단위시간당 눈이 내리는 적설 정도인 적설강도 등을 측정하기 위하여 설량계(雪量計) 등을 사용한 사람의 육안에 의한 계측방법을 사용하여 왔다.

그러나, 기상의 관측 및 예측을 보다 정확히 하기 위하여 산간오지의 적설등의 기상관련 자료를 정확히 측정하는 것이 필수적임에도 불구하고, 이를 매순간마다 정확히 측정할 수 있는 수단이 없었으며, 사람이 매번 일일이 관측하여야 하는 불편함이 있었기 때문에, 정확한 기상 자료를 관측 및 축적하는 데 곤란한 문제점이 있었다.

또한 이와 같이 정확한 기상 관측자료가 관측 및 축적되어 있지 않기 때문에, 이를 기초자료로 삼아 보다 과학적, 통계적인 기상 예측을 수행함으로써 그 정확도, 정밀도를 증가시키는데 한계가 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 적설량, 적설강도 등을 무인으로 관측할 수 있는 시스템을 제공하기 위한 것을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 적설 관측 시스템은, 무인 카메라로 적설량을 측정하여 측정데이터를 중앙관측컴퓨터에 전송하는 시스템에 있어서: 측정자를 이용하여 적설자료 측정을 위한 기준수단; 상기 기준수단 및 측정자 주변에 쌓인 눈을 촬상하는 카메라; 상기 카메라로부터 촬상된 화상 자료를 디지틀화하는 컨버터; 상기 컨버터의 데이터를 저장하는 메모리; 상기 메모리에 저장된 화상데이터를 처리하되, 화상데이터를 스무딩(smooding), 필터링 또는 히스토그램(histogram)을 이용한 에지탐지를 포함한 영상처리기법을 사용하여 적설량 및 적설강도를 계산하는 중앙처리기; 상기 중앙처리기에서 계산된 적설량 또는 디지틀화된 화상자료를 상기 중앙관측컴퓨터에 전송하는 통신장치; 및 상기 중앙처리기 또는 중앙관측컴퓨터의 작동신호에 의해 동작하여 기준수단의 쌓인 눈을 녹이도록 측정자에 열을 제공하는 항온장치;를 구비한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 개략도

도 2는 본 발명에 따른 기준수단의 세부 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...기준수단 12...카메라

14...컨버터 16...중앙처리기

18...메모리 19...통신장치

20...측정자 21...발열체

22...온도조절기 24...전원

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 적설 관측 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적설 관측 시스템의 개요도를 나타낸 것이다.

본 적설 관측 시스템은 기준수단(10)과, 카메라(12)와, A/D 컨버터(14)와, 메모리(19)와, 중앙처리기(16)를 포함한다.

여기서 기준수단(10)은 적설된 눈의 양을 측정하는데 기준이 되는 것으로서 도 2에 도시된 바와 같은 눈금이 그려진 직립된 측정자(20)를 사용할 수 있다. 이와 같은 측정자(20)를 기준으로 그 둘레에 쌓인 눈과 함께 상기 측정자(20)를 카메라(12)가 촬상한다.

카메라(12)는 혹독한 기후 조건(예컨대 영상50℃-영하40℃)에서도 견딜 수 있는 산업용 CCTV를 사용하는 것이 바람직하다.

컨버터(14)는 상기 카메라(12)로부터 촬상된 화상 자료를 디지틀화하는 것으로 통상의 A/D컨버터 또는 디지타이저를 이용할 수 있다. 물론 상기 카메라(12)를 디지틀 카메라를 사용하는 경우에는 컨버터가 카메라 내에 내장되어 있는 것이므로 별도의 컨버터(14)를 사용할 필요가 없을 것이다.

메모리(19)는 상기 컨버터(14)로부터 출력되는 화상 데이터를 저장한다. 이때 중앙처리기(16)가 상기 컨버터(14)로부터 출력되는 화상 데이터를 메모리(19)에 저장하도록 할 수도 있으나, 중앙처리기(16)의 명령신호에 의하여 상기 컨버터(14)의 화상 데이터가 메모리(19)에 직접 저장되도록 하는 DMA(Direct Memory Acess)기법 등을 사용하는 것이 처리속도의 효율 등의 면에서 보다 바람직하다.

중앙처리기(16)는 메모리(18)에 저장된 화상데이터를 스무딩(smoothing), 필터링(filtering) 또는 히스토그램(histogram)을 이용한 에지(edge)탐지 등의 영상처리기법을 사용하여 화상처리하여 적설자료를 계산한다. 또한 중앙처리기(16)는 본 발명에 따른 시스템내의 메모리(18), 컨버터(14), 통신장치(19)를 제어한다.

여기서 통신장치(19)는 상기 화상처리기(16)에서 계산된 적설자료, 디지틀화된 화상자료, 중앙 관측 컴퓨터(11)로부터의 명령 및 각종 파라미터의 전송을 위하여 중앙 관측 컴퓨터(11)와 통신을 수행한다.예를 들면, 중앙 관측 컴퓨터(11)에서 명령 신호를 적설 관측 시스템으로 전송하여 그에 따라 카메라(12) 및 컨버터(14)를 작동하여 화상을 촬상하여 적설 관측을 행할 수도 있고, 카메라(12) 및 컨버터(14)를 항상 작동하여 관측되는 적설 자료가 일정치 이상 변화할 때 중앙 관측 컴퓨터(11)로 적설 자료를 전송하도록 할 수도 있다.또한, 중앙 관측 컴퓨터(11)의 영상단말(13)을 통해 현지의 기상 상태를 육안으로 살펴보면서 이에 따라 기준수단(10)의 온도 확인, 조정 및 화상 처리를 위한 각종 파라미터의 확인 조정을 함으로써 보다 정확한 기상자료가 관측되게 할 수도 있다.상기 통신장치(19)간의 통신매체는 유선 또는 무선을 사용할 수 있으며, 이를 통해 중앙 관측 컴퓨터(11)는 각 지역으로부터 전송된 관측자료를 보다 종합적으로 측정, 저장 및 분석할 수 있다.

한편, 상기 측정자(20)에 눈이 쌓인 경우 정확한 측정이 곤란하므로 쌓인 눈을 제거하기 위하여 측정자 일단에 연결되거나 또는 인접하여 발열체(21)를 구비하고 측정자(20)에 열을 제공하여 측정자(20)에 쌓인 눈을 녹이도록 하는 것이 바람직하다. 상기 발열체(21)는 일반적으로 저항선 등에 전류를 흘려 줄열(Joule's heat)을 직접 이용하는 전기히터가 사용된다. 발열체(21)의 열에너지는 도 2에서 보는 바와 같이 전원(24)이 공급한다. 이때 상기 발열체(21)는 상기 중앙처리기(16)의 제어신호를 받아 작동시킬 수 있으며, 중앙 관측 컴퓨터(11)의 명령에 의해 필요에 따라 작동시킬 수 있다.또한, 상기 발열체(21)가 필요 이상으로 과열되는 것을 방지하기 위하여 온도조절기(22)를 구비하여 전원(24)에 의해 발열체(21)에 공급되는 전류를 차단하게 할 수 있다.

이상은 적설량을 관측하는 것을 실시예로서 설명하였으나, 본 발명에 따른 적설 관측 시스템은 적설량뿐만 아니라 적설강도를 측정하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 적설 자료 측정을 위한 기준수단(10)으로서 전술한 바와 같은 눈금이 있는 측정자(20)를 사용하는 대신에 검은색 판을 사용하면, 눈이 내릴 때 상기 검은색 판을 카메라(12)가 촬상하여 중앙처리기(16)가 그에 적절한 화상처리를 수행하여 단위시간당 단위 면적을 통과하는 눈의 양을 계산하여 적설강도를 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 적설 관측 시스템은 겨울에 적설량을 관측하는 데 사용하는 것으로 설명을 하였으나 이는 단지 설명의 편의를 위한 것으로, 본 발명에 따른 동일한 발명 사상 및 구성으로서 적설만이 아니라 강우량 및 강우강도를 관측하는 데사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 효력은 비단 적설 관측 시스템만이 아니라, 강우 관측 시스템에도 동일하게 미친다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 적설 관측 시스템은 무인으로 산간오지의 적설, 강우 등의 기상 자료를 영상처리의 방법으로 정확히 측정 및 모니터링하게 할 수 있다.

따라서 보다 정확한 기상 관측 및 예측을 수행할 수 있도록, 각 지역의 정확한 기상 관측 기초 자료를 원하는 때에 편리하게 수집, 제공하는 현저한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 무인 카메라로 적설량을 측정하여 측정데이터를 중앙관측컴퓨터에 전송하는 시스템에 있어서:

   측정자를 이용하여 적설자료 측정을 위한 기준수단;

   상기 기준수단 및 측정자 주변에 쌓인 눈을 촬상하는 카메라;

   상기 카메라로부터 촬상된 화상 자료를 디지틀화하는 컨버터;

   상기 컨버터의 데이터를 저장하는 메모리;

   상기 메모리에 저장된 화상데이터를 처리하되, 화상데이터를 스무딩(smooding), 필터링 또는 히스토그램(histogram)을 이용한 에지탐지를 포함한 영상처리기법을 사용하여 적설량 및 적설강도를 계산하는 중앙처리기;

   상기 중앙처리기에서 계산된 적설량 또는 디지틀화된 화상자료를 상기 중앙관측컴퓨터에 전송하는 통신장치; 및

   상기 중앙처리기 또는 중앙관측컴퓨터의 작동신호에 의해 동작하여 기준수단의 쌓인 눈을 녹이도록 측정자에 열을 제공하는 항온장치;를 구비한 것을 특징으로 하는 적설 관측 시스템.
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