KR101157318B1 - 적설량 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적설량 측정을 위해 선형 레이저 빔 영상을 이용하여 원격으로 적설량을 측정하는 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 적설량을 측정하기 위해 선형 레이저 빔을 복수개의 관측 막대에 조사하여 그 측정 영상을 취득한 후 적설이 없었던 때의 취득한 영상과 비교하여, 수직 레이저 빔의 길이 변화를 측정하여 적설량을 정밀하게 측정할 수 있는 적설량 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 통상 레이저 빔은 햇볕이 강한 낮시간은 물론 야간에도 선명한 영상을 얻을 수 있어 다양하게 사용되고 있으며, 본 발명에 사용되는 투과성이 강한 선형 레이저 빔은 눈보라가 휘날리는 상황에서도 적설량 측정이 가능하므로, 전천후로 적설량을 측정할 수 있는 장점을 가진 적설량 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

레이저 빔, 적설량

Description

적설량 측정 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR MEASURING SNOWFALL AND METHOD THEREOF}

본 발명은 적설량 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 선형 레이저 빔을 관측 막대에 투사하여 레이저 선형 영상을 분석하여 레이저 빔의 변곡점까지의 거리를 구하고, 상기 변곡점까지의 거리를 적설이 없었을 때의 변곡점과 비교하여 길이 차를 통하여 적설량을 구하는 적설량 측정 시스템 및 그 방법으로서, 상기 적설량 측정 방법과 시스템을 사용하여 오차를 최대로 줄이고 기상 재해를 사전에 방지할 목적으로 정확한 적설량을 측정하여 효율적으로 제설 장비를 투입하여 위험 요소를 사전에 제거하도록 정확한 적설 데이터를 제공할 수 있는 적설량 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 적설은 cm 단위로 지면에 쌓인 눈을 측정하며, 관측 대상이 되는 지면이 반 이상 눈으로 덮여 있어야 적설이 있는 것으로 판단한다. 상기 적설은 기상 현상 분석에 있어 강우량과 함께 매우 중요한 자료로 이용되며, 산업, 농업에 있어 기초 자료로서 매우 유용하게 이용되는데, 아직까지는 상기 적설량은 강우량과는 달리 눈금자를 사용하여 직접 측정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 상기 적 설량은 우리나라와 같이 사계절이 뚜렷한 나라에서는 매우 중요한 기상 요소로서 기상청에서 취급하는 강우량, 온도, 습도, 풍속 및 풍향과 함께 기상현상 분석시 중요한 요소 중 하나이다. 그러나 상술 된 강우량, 온도, 습도, 풍속 및 풍향과 같은 기상 요소와 달리 적설량은 자동 측정이 용이하지 않을 뿐 아니라 자동 측정기에 의해 측정된 데이터에 오차가 커 기상분석에 어려움이 많았다.

최근 이상 기온을 원인으로 겨울에 갑자기 내리는 폭설로 인해 인명 및 재산 피해가 늘어나고 있으며 이를 사전에 인식하여 예방하고자 하는 노력이 계속되어 왔다. 현재까지 적설량을 측정하는 방법으로는 앞에서 상술한 바와 같이 눈금자를 설치하여 직접 측정하는 방법이 가장 많이 사용되어 왔다. 그러나 이러한 직접 측정은 갑자기 내리는 폭설은 측정도 힘들 뿐 아니라, 보고 과정의 시간 지연으로 인해 폭설에 대한 대처 시간이 많이 소요되어 심각한 피해가 발생하는 경우도 있었다. 이러한 피해를 줄이고자 측정 기술의 발달로 다양한 센싱 기술이 발달하였고 이를 적설량 측정에 적용하기 위한 노력이 계속 되었다. 이러한 측정 기술 중 한가지 방법으로 초음파를 이용하여 적설량을 측정하는 방법이 사용되고 있는데 상기 초음파를 사용하는 방식에서는 온도에 따르는 초음파 속도 변화, 사용 시간이 지남에 따라 초음파 감쇄로 인한 오차의 증가 또는 눈발이 날리는 상황에서 발생하는 초음파 산란 현상과 기타 주변 환경의 영향에 따라 부정확한 데이터가 수집되는 문제가 있어 기상 자료의 신뢰도를 떨어뜨리고 있다. 또한, 적설 측정기가 측정 대상에 수직으로 설치되므로 강설이 지면에서 떨어지지 않고 초음파 측정기 상단에 쌓이게 되어 오차가 발생하고 이러한 오차를 줄이고자 하는 노력이 지속적으로 계속 되었다.

또 다른 방법으로는 적설량을 측정하기 위해 눈금자 속에 발광소자와 수광소자를 수납하여 발광소자가 발광한 광선을 수광소자가 흡수하여 높이를 측정하는 시스템도 사용되고 있으나 상기 시스템은 모듈이 총총히 있어야하고 특히 눈이 많이 내리는 경우에 대비해서 많은 발광소자, 및 수광소자를 수납해야 하므로 적설계 자체의 비용이 비싼 것이 단점이었다.

또한 상기와 같은 방법은 바람에 의해 눈이 발광소자나 수광소자에 부착되는 경우에 상기한 장비에 의해 측정된 적설량은 대표성을 가지지도 못하고 많은 오차를 포함할 수 있다는 단점도 존재하였다.

종래의 적설계의 경우 위에서 설명한 바와 같이 초음파 방식은 눈발에 의한 초음파 산란 및 사용 기간에 따른 감쇄 문제와 장비 구조에 따른 적설 방해가 있으며, CCTV 카메라로 측정자를 감시해서 적설량을 구하는 방식은 측정자 표면이 눈발이 붙거나 얼음이 어는 경우 눈금을 정확하게 인식하지 못하는 문제가 있다.

또한 눈금자 속에 발광소자, 수광소자를 장착하는 광학식 방식으로는 적설 면 한 지점에서의 높이만 측정하므로 측정값이 측정 대상 면적에 대한 대표성을 가지지 못하는 문제점도 있다.

상기와 같은 상술의 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 적설량 측정기는 선형 레이저 빔을 관측 막대에 발사하여 선형 레이저 빔의 변곡점을 디지털 카메라로 영 상화한 후 그 변곡점 변화를 측정하여 정확한 데이터를 제공하고, 상기 데이터에 근거하여 적설량 측정 대상 면적에 대한 대표성을 갖는 적설량을 측정해 낼 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 측정하고자 하는 측정 대상 면적의 한쪽에 측정 장비를 설치할 기대를 세우고 이 기대에 선형 레이저를 설치하고, 상기 선형 레이저 상단에 제어기에 의해 제어되며, 선형 레이저가 조사하는 레이저 영상을 촬영할 디지털 카메라를 설치한다. 또한 상기 선형 레이저가 조사될 관측 막대를 기대에서 동일한 거리에 선형 레이저의 수만큼 설치한다. 여기서 상기 선형 레이저 빔이 조사(照射)되어 레이저 빔 영상을 만들어 줄 관측 막대는 적색 선형 레이저 빔 색깔이 두드러져 보일 수 있도록 검정색 또는 단색으로 칠하여 영상 획득 후 분석을 용이하게 한다. 상기 관측 기대에 설치될 선형 레이저 빔은 빔 조사시 각 관측 막대의 중앙에 조사(照射)될 수 있는 각도로 설치하여 그 선형 레이저의 길이의 약 반은 관측 막대에 또 반쪽은 반드시 지면에 닿도록 설치한다. 또한 관측 막대에 조사된 선형 레이저의 한 끝은 관측 막대의 최대 관측 높이 보다 약간 길도록 하고 관측 막대 끝을 넘어서지는 않도록 한다.

본 발명의 적설량 측정 시스템은 상기 선형 레이저, 디지털 카메라, 선형 레이저용 관측 막대, 레이저 및 디지털 카메라 제어기, 영상 저장 장치, 영상 송신 장치, 영상 수집 분석 장치가 포함된다.

상기 조사(照射)된 선형 레이저 빔을 촬영하는 디지털 카메라는 반드시 관측 막대의 끝과 지면에 닿은 선형 레이저의 끝이 보이는 각도로 설치하여 선형 레이저의 조사된 모습이 영상에 모두 저장될 수 있도록 설치하여야 한다.

상기 촬영되어 저장된 영상은 시스템 자체에 일정 기간 보관됨은 물론 정확한 분석을 위하여 원격지에 설치될 수집 분석기로 보내질 수도 있고 바람직하게는 자체적으로 분석하여 수치화할 수도 있다.

본 발명의 적설량 측정 시스템은 상기 선형 레이저 발생기, 디지털 카메라, 선형 레이저 발생기와 디지털 카메라를 제어하고 촬영된 영상을 전송할 시스템 제어기, 영상 전송기와 선형 레이저가 조사될 관측 막대, 상기 관측 막대에 눈이 쌓여 두께 변화가 생기는 것을 측정할 두께 변화 관측 막대, 상기 촬영된 디지털 영상을 받아 선형 레이저 변곡점을 기준으로 적설량을 계산하는 알고리즘 및 프로 그램을 사용하여 적설량을 계산해낼 중앙 분석 서버를 포함한다.

본 발명에 따른 적설량 측정 시스템 및 그 방법은 관측 장비 설치 기대에 장착된 선형 레이저로부터 레이저 빔을 조사하는 단계와, 상기 관측 장비 설치 기대에 장착된 디지털 카메라에 의해 선형 레이저 빔의 영상 촬영 이미지를 획득하는 단계와, 상기 획득된 이미지를 분석 시스템으로 전송하는 단계와, 상기 선형 레이저의 바닥 조사 부분에서 왜곡의 선을 기준으로 직선화하여 관측 막대까지 연장한 후 상기 관측 막대에 조사된 레이저 라인과 직선화한 선이 만나는 교차점을 구하고 상기 교차점을 변곡점으로 하여 변곡점의 좌표를 획득하는 단계와, 상기 선형 레이저의 끝점으로부터 변곡점까지의 길이를 구하는 단계와, 두께 관측 막대의 길이가 같은 경우 상기 관측 장비 설치 기대로부터 디지털 카메라에 의해 사전 저장된 영 점을 기준 값으로 하여 구한 길이 값을 뺀 후, 비례식으로 오차를 보정하여 실제 적설량 높이를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 변곡점까지의 길이로부터 적설의 높이를 구하는 단계 이후에 두께 관측 막대의 길이가 다른 경우는 눈이 관측 막대를 덮어서 발생하는 오차를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 관측 막대는 대표성을 갖도록 적어도 1개 이상 설치하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 디지털 카메라로부터 획득된 영상을 통해 캘리브레이션을 실시하는 방식과, 적설이 발생한 경우 디지털 영상으로부터 변곡점을 얻어내는 방식, 상기 바닥면에 조사된 레이저 빔의 광으로부터 가장 근접한 직선을 구하여 이를 관측 막대까지 확장 연결하여 변곡점을 판단하는 방식을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 적설량 측정 시스템은 선형 레이저 발생기, 디지털 카메라, 선형레이저 발생기와 디지털 카메라를 제어하고 이를 전송할 시스템 제어기 영상 전송기와 선형 레이저가 조사될 관측 막대, 상기 관측 막대가 눈이 쌓여 두께 변화가 생기는 것을 측정할 두께 변화 관측 막대, 촬영된 디지털 영상을 받아 선형 레이저 빔의 변곡점을 기준으로 적설량을 계산하고 오차를 보정하는 중앙 분석 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광학식 적설 측정 시스템 및 그 방법은 적설 표면과 관측 막 대에 선형 레이저 빔을 조사하여 이를 디지털 카메라로 영상 획득하고 상기 영상 내의 선형 레이저 빔의 위치 정보를 변곡점으로 하여 상기 변곡점을 기준으로 관측 막대에 조사된 선형 레이저 빔의 길이를 측정하여 적설이 없었던 때의 길이와 비교하여 적설의 높이를 계산하는 방식으로 계산 방식이 단순하고 혹한기의 폭설 및 바람 등 주변 환경에 따른 측정 오차를 배제하고 적설량의 높이 데이터를 얻을 수 있을 뿐 아니라 한 지점이 아니라 관측 대상 면적에 대한 대표적 값을 얻을 수 있어 정확하고 오차가 적은 데이터를 얻어 실제 높이를 측정할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명을 효과적으로 설명하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 적설량의 측정 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1을 참조하면, 선형 레이저(100)에서 조사된 선형 레이저 빔은 관측 막대(210)와 관측 대상 표면에 닿아 그 표면의 굴곡을 따라 하나의 선으로 표시된다. 적설이 전혀 없는 상황에서 이를 디지털 카메라(110)로 촬영을 한 후, 상기 적설이 없는 상황에서 촬영된 영상을 시스템 제어기 및 영상 전송기(120)를 통해 중앙 분석 시스템(미 도시)으로 전송한다. 상기 중앙 분석 시스템은 수신된 영상을 분석하여 선형 레이저에서 조사된 레이저 빔의 변곡점 위치를 저장하게 된다. 여기서 변곡점 위치는 도 1에 도시된 바와 같이 지면(R1)과 수직으로 서 있는 관측 막대의 빔이 지면의 빔과 맞닿은 점(P1)이 된다. 이때 관측 막대에 조사된 레이저 선의 길이 (L1)를 재고 마찬가지 방법으로 적설 후의 지면(R2)과 수직의 닿는 점(P2)을 재어 실제 높이를 재고 비례식을 세워 초기 데이터로서 중앙 분석 시스템에 저장한다. 상기 비례식을 일정하게 하기 위해 관측 장비 설치 기대(200)와 관측 막대(210) 간의 거리 (D1)도 항상 일정 거리를 유지하게 하고, 또한 선형 레이저가 조사되는 각도α와 디지털 카메라의 촬영 각도β도 일정하게 하여야 한다.

이를 다시 설명하면 눈이 내려 적설이 관측되면 관측 대상 면의 바닥이 상승하게 되는데 선형 레이저(100)로 레이저 빔을 관측 막대(210)와 관측 대상 면에 조사(照射)하면 관측 막대(210)와 적설로 인해 상승 된 바닥면(R2)을 따라 레이저 빔 라인이 그려 지게 되고 이를 디지털 카메라(110)로 촬영하여 상기 촬영된 영상을 중앙 관제 분석 시스템으로 전송하여 분석한다. 여기서 변곡점(P2)은 적설에 의한 높이 만큼 상승되어 관측 막대에 비춰진 레이저 빔의 길이를 재서 적설이 없었을 때 저장한 길이와 비교하면 그 차이가 실제 적설이 높이가 되는 것이다. 물론 이때 촬영된 영상 이미지와 실제 길이와의 차이를 보정하기 위한 비례 보정식을 통해 실제 높이를 구한다.

실제 적설이 발생할 경우에는 도 6에 나타난 바와 같이 적설 면은 편평하지 않고 굴곡이 있을 수 있으며, 상기 관측 막대가 세워진 부분은 바람 등의 영향으로 적설량이 더 많을 수 있다. 이에 따른 왜곡을 제거하기 위해서 영상 분석 알고리즘은 바닥면에 조사된 레이저 선에 가장 근접한 직선 식을 계산해 내고 이를 관측 막대(210)의 하단까지 연장하며, 또한 관측 막대에 조사된 레이저 빔도 직선의 식으로 변형하여 바닥면 연장선과의 교점을 구하여 변곡점으로 판단한다. 이 변곡점까지의 거리를 관측 막대(210)에 조사된 레이저 빔의 끝점에서부터 계산하면 거리 L2 가 되고 이를 적설이 없는 상태의 초기값인 L1에서 빼어 즉, L1 - L2, L1 - L3, L1 - L4 ... 로 적설량을 계산한다. 또한 도 2에서 나타난 바와 같이 복수개 양호하게는 3 내지 4개의 관측 막대(210)를 대상으로 같은 방식으로 반복 계산하여 관측 대상 면(150)에 대한 대표성을 갖는 적설량으로 구해낸다.

적설이 심한 경우 또는 눈발이 많이 날리는 환경에는 눈이 많이 쌓여 관측기 대(200)로부터 관측 막대(210)까지의 거리가 변경이 생길 수 있다. 즉 도 1에서 관측 막대 (210)에 많은 눈이 부착되면 관측 막대로부터 관측 장비 설치 기대(200)까지의 거리 D1은 실제 길이 보다 작아질 수 있다. 이를 보정하기 위해 "두께 변화 관측 막대(220)”를 세워 이 막대의 길이 변화로 관측 막대의 두께 변화에 따른 보정을 수행한다. 즉 획득된 영상에서“두께 변화 관측 막대(220)”의 길이를 획득하고 초기 적설이 없을 때 측정된 길이와 비교하여 만약 변화가 있다면 이를 보정하는 식에 넣어 계산하여 적설량 측정 오차를 줄이는데 사용한다.

도 2는 대표성을 갖기 위해 3개의 관측 막대를 설치한 도면으로서 3개

의 관측 막대(210)가 설치된 경우를 제외하고는, 도 1의 도시된 바와 같으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 적설량 측정 시스템의 블록도로서, 관측 장비 설비 기대(200)에 설치되는 시스템의 부분을 나타낸 것이다. 도 3에 나타난 바와 같이 선형 레이저(100)와 디지털 카메라(110)는 시스템 제어기 및 영상 전송기(120) 내에 포함된 제어기(123)에 의해 제어되며 매 관측 시각이 되면 자동으로 레이저 빔을 조사하고 상기 빔의 디지털 영상을 획득하여 제어기(123)에 전달하고 상기 제어 기는 이를 영상 저장부(122)에 저장한다. 상기 영상 저장부(122)에 저장된 디지털 영상은 즉시 통신부에 있는 무선모뎀 또는 유무선 네트웍 카드(124)를 통해 중앙 분석 서버(400)로 전송되고 상기 중앙 분석 서버(400)는 저장된 영상을 분석 처리한 후 초기에 얻어진 영상과 비교하여 적설량을 계산해 표시하게 된다.

여기서 상기 영상 분석을 용이하게 하기 위해서는 카메라의 촬영 범위와 선형 레이저의 조사 범위에 변화가 없도록 하기 위해 선형 레이저(100)와 디지털 카메라(110)는 바람 등에 의해서 영향을 받지 않도록 관측 장비 설치 기대(200)에 단단히 고정시켜야 하며, 또한, 환경 변화에 따른 영향을 받지 않도록 외부 박스 및 레이저 빔을 투과할 수 있는 유리 등으로 보호하도록 구성한다.

도 4는 적설이 없을 때 영점 (캘리브레이션)측정을 위한 플로우 차트로서, 적설이 없을 시 수시로 실시하여 적설계의 정확도를 높이도록 한다. 상기 적설 유무는 디지털 카메라에 의해 얻어진 영상을 분석하여 수동 또는 자동으로 판단할 수 있는데, 수동 처리인 경우는 관측자가 관측 대상 면 영상을 보고 적설이 없는 것으로 판단하여 중앙 분석 서버(400)를 통해 캘리브레이션을 수행하면 새로운 영상을 기준으로 영점 조정을 수행하고 그 기록을 초기 값으로 저장 보관한다. 자동 처리의 경우는 새로 얻어진 관측대상 면 사진이 이전 영점 화면 사진과 유사한 색감을 가지고 있고 변곡점을 기준으로 아래쪽에 눈으로 판단되는 색이 없을 경우 자동으로 적설이 없는 것으로 판단하여, 그 값을 새로운 초기값 (영점값)으로 판단하여 저장 보관한다.

먼저 캘리브레이션을 위한 적설이 없는 상태에서의 선형 레이저를 조사하고 상기 선형 레이저 영상 촬영 이미지를 획득한다. 다음에 획득한 이미지를 분석 시스템으로 전송한다. 다음에 획득한 이미지로부터 선형 레이저 부분을 추출하고 선형레이저의 변곡점 좌표를 획득한다. 다음에 눈이 관측 막대에 덮혀 오차가 생기는 것을 보정하기 위해 두께관측 막대의 길이측정을 저장 보관하고, 선형레이저의 끝점에서부터 변곡점까지의 길이를 구하여 기준 길이로 저장 보관하여 이를 기초로 적설이 발생하면 적설의 높이를 측정할 수 있다.

도 5는 적설이 있는 경우 본 발명의 적설량을 계산하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 적설량 측정 방법은 관측 장비 설치 기대에 장착된 선형 레이저에 의해 선형 레이저를 조사하는 단계(S1)와, 후에 상기 선형 레이저 영상 촬영 이미지를 획득하는 단계(S2)와, 다음에 상기 획득한 이미지를 분석 시스템으로 전송하는 단계(S3)로 진행하며, 다음에 선형레이저의 바닥조사 부분에서 가장 많은 점들을 거치는 회기 직선을 만들어 관측 막대까지 연장하는 단계(S4)로 진행하며 다음은 관측 막대에서 조사된 레이저 라인과 기준선이 만나는 교차점을 구하는 단계(S5)로 진행한다. 다음에는 이전 단계에서 구한 교차점을 변곡점으로 하고 변곡점의 좌표를 획득하는 단계(S6) 그 다음은 선형 레이저의 끝점에서부터 변곡점 까지의 길이를 구하는 단계(S7)로 진행한다 상기 단계에서는 두께 관측 막대의 길이가 같은 경우는 저장 보관된 영점기준으로 앞의 단계에서 구한 길이를 뺀후 비례식으로 적설의 높이를 구하게되며 두께 측정의 막대의 길이가 다른 경우는 눈이 관측 막대를 덮어서 생기는 오차를 보정하여 비례식으로 적설의 높이를 구한다.

도 6은 적설 바닥이 고르지 않는 경우 직선화 원리를 설명하는 도면으로서, 적설 바닥면이 고르지 않아 관측 대상 면에 조사된 레이저 빔이 직선이 아닐 경우, 상기 중앙 분석 시스템에서는 회기 분석을 통해 가장 근사치를 갖는 직선을 계산해 내고 이를 관측 막대까지 연장한 후 관측 막대에 조사된 레이저 빔의 연장 직선과 만나는 점을 변곡점으로 구하여 적설량을 계산한다. 상기 선형 레이저(100)에서 조사된 레이저 선의 변곡점을 구하는 방식은 얻어진 디지털 사진에서 레이저 빔의 색감과 비슷한 RGB 값을 가진 픽셀 (Pixel)만 1차로 마스킹 처리하여, 디지털 영상의 가로 화소수를 X, 세로 화소수를 Y로 하는 평면에 0 또는 1로 표시한다. 즉 비슷한 RGB값을 가진 픽셀이 존재하면 1 그렇지 못하면 0으로 하는 XY 평면을 만든다. 이 평면 어레이 값을 관측 막대의 끝부분이 위치하는 왼쪽 위부터 분석하여 처음 발견된 1값을 기준으로 Y 값을 감소시키면서 계속 1이 존재하는 지를 판단하여 변곡점을 찾아 낸다.

본 발명을 구현한 시스템에서 제어기 및 영상 전송기는 중앙 분석 서버와 주기적으로 통신하며 중앙서버에서 구한 적설량 값을 실시간 수신하여 보관하며 필요에 따라 이를 관측 장비 설치 기대에 설치한 표시 장치로 표시할 수 있다.

본 발명을 구현함에 있어 시스템 제어 및 영상 전송기는 영상을 자체 분석하여 적설량을 계산하고 그 계산 값만을 중앙 분석 서버로 송신하는 형태로도 제작이 가능하다.

전술한 방법과 장치를 사용해 본 발명은 적설량을 측정함에 있어 다양한 환경하에서도 정밀하고 운영 지속적인 시스템을 구현할 수 있다. 즉 이를 통해 적설량 측정의 신뢰도를 향상시키고 환경적 요소에 의한 오차 또는 운영시 발생하는 오차 를 최소화 할 수 있다.

본 발명은 적설량 측정에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명 시스템을 1개의 관측 막대와 1개의 선형 레이저 만을 가지고 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 여러 개의 선형 레이저와 관측막대가 설치된 시스템의 예를 보여 주는 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 측정 시스템의 블록도이다.

도 4는 적설이 없을때 영점 측정을 위한 흐름도이다

도 5는 적설이 있는 경우 본 발명의 적설량을 계산하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 6은 적설 바닥면이 고르지 않는 경우 직선화 원리를 설명하는 도면이다.

Claims (5)

1. 관측 장비 설치 기대에 장착된 선형 레이저로부터 레이저 빔을 조사하는 단계와,

   상기 관측 장비 설치 기대에 장착된 디지털 카메라에 의해 선형 레이저 영상 촬영 이미지를 획득하는 단계와,

   상기 획득된 이미지를 분석 시스템으로 전송하는 단계와,

   상기 선형 레이저의 바닥 조사 부분에서 가장 많은 점들이 거치는 회기 직선을 기준으로 기준선을 만들어 관측 막대까지 연장한 후 상기 관측 막대에 조사된 레이저 라인과 기준선이 만나는 교차점을 구하고 상기 교차점을 변곡점으로 하여 변곡점의 좌표를 획득하는 단계와,

   상기 선형 레이저의 끝점으로부터 변곡점까지의 길이를 구하는 단계와,

   상기 변곡점까지의 길이로부터 적설의 높이를 구하는 단계와,

   상기 관측 장비 설치 기대로부터 디지털 카메라에 의해 사전 저장된 영점을 기준 값으로 직전 단계에서 구한 길이 값을 뺀 후, 비례식에 의해 적설량 높이를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적설량 측정 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 변곡점까지의 길이로부터 적설의 높이를 구하는 단계 이후에 두께관측 막대의 길이가 다른 경우는, 눈이 관측 막대를 덮어서 발생하는 오차를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적설량 측정방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 관측 막대는 대표성을 갖도록 적어도 1개 이상 설치하는 것을 특징으로 하는 적설량 측정 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 디지털 카메라로부터 획득된 영상을 통해 캘리브레이션을 실시하는 방

   식과,

   적설이 발생한 경우 디지털 영상으로부터 변곡점을 얻어내는 방식,

   바닥면에 조사된 레이저 빔의 광으로부터 가장 근접한 직선을 구하여 이를 관측 막대까지 확장 연결하여 변곡점을 판단하는 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 적설량 측정 방법.
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