KR101195962B1 - Method and device for measuring a rainfall - Google Patents
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Abstract
빗물의 표면을 향해 레이저빔 광원을 조사하여 광원이 반사되는 위치에 따라 빗물의 높이가 달라짐을 분석하여 강우량을 측정할 수 있는 광학식 강우량 측정방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 강우량 측정방법은 레이저빔을 설치하여 빗물이 담기는 저장통을 향해 일정한 각도로 슬릿형태의 광원을 조사하도록 하고, 광원의 반사각쪽에서 광원의 반사면을 향해 카메라를 설치하여 촬영하도록 하고, 카메라에서 촬영된 이미지에서 저장통의 바닥면에서 반사된 영상을 기준상(p1)으로 정한 후, 광원이 빗물표면에서 반사된 영상의 측정상(p2, p3, pn)에서부터 기준상(p1)까지의 거리(L)를 계산하여 광원의 입사각(θ)과 거리(L)를 삼각비의 관계에 의해 빗물표면의 높이를 얻을 수 있게 된다. 이때, 저장통에는 광원이 반사될 수 있도록 반사막을 설치함이 바람직하다. 또한, 본 발명은 레이저빔을 저장통내에 설치하여 레이저빔의 광원이 빗물에 굴절되는 모습을 촬영하여 빗물의 높이를 구할 수도 있다. 그리고 카메라에서 촬영된 이미지를 인텐서티를 분석하여 이 인텐서티의 최대값이나 특정 지정값을 기준상 및 측정상의 위치로 결정하여 강우량 측정의 오차를 줄일 수도 있다.Disclosed are an optical rainfall measuring method and apparatus capable of measuring rainfall by irradiating a laser beam light source toward a surface of rainwater to analyze the height of the rainwater according to the position at which the light source is reflected. Rainfall measurement method according to the present invention is to install a laser beam to irradiate the light source of the slit-shaped at a predetermined angle toward the reservoir containing the rainwater, to install the camera toward the reflective surface of the light source from the reflection angle of the light source, After setting the image reflected from the bottom surface of the reservoir as the reference image (p1) in the image captured by the camera, the light source is measured from the measurement image (p2, p3, pn) of the image reflected from the rainwater surface to the reference image (p1). By calculating the distance L, the height of the rainwater surface can be obtained by the relationship between the angle of incidence θ and the distance L of the light source. At this time, it is preferable to install a reflective film in the reservoir so that the light source is reflected. In addition, the present invention may be installed in the reservoir to obtain the height of the rain water by photographing the state that the light source of the laser beam is refracted by the rain water. By analyzing the intensity of the image taken by the camera, it is possible to reduce the error of rainfall measurement by determining the maximum value or a specific designated value of the intensity as a reference and measurement position.
Description
본 발명은 강우량 측정방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빗물 표면으로 레이저빔을 조사하고 빗물표면에서 반사 또는 굴절되는 모습을 카메라로 촬영하며 촬영된 이미지를 판독하여 강우량을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for measuring rainfall, and more particularly, a method and apparatus for measuring rainfall by irradiating a laser beam to a rainwater surface, photographing a reflection or refraction on a rainwater surface, and reading a photographed image. It is about.
일반적으로, 우량계는 대기 중에 일어나는 기상 현상 중 강우현상(예; 비, 눈 등)과 대기온도를 측정하는 우량계의 기구로서, 보통 20cm 내외의 원통에 비 또는 눈을 받아 그 깊이를 측정하여 mm단위로 표시하는 것이다.Generally, a rain gauge is a device of a rain gauge that measures rainfall (e.g. rain, snow, etc.) and atmospheric temperature among meteorological phenomena occurring in the air, and measures the depth by receiving rain or snow from a cylinder of about 20 cm. Will be displayed as.
이렇게 강우량을 측정하는 우량계는 저수형 원통 우량계, 저수형 자기 우량계, 전도형 우량계, 중량형 우량계, 로드 셀(load cell)형 우량계 등 여러 종류가 있으며, 관측원리에 따라 무게에 의한 방법과 부피에 의한 측정방법으로 분류된다.There are several types of rain gauges for measuring rainfall, such as a low-water type cylindrical rain gauge, a low-water magnetic rain gauge, a conductive rain gauge, a heavy rain gauge, and a load cell rain gauge. It is classified into measurement method by.
이러한 강우량 측정장치로는 티핑버켓(Tipping bucket)형 강우량계가 가장 널리 사용되고 있는데, 이 장치는 집수된 강우에 의해 티핑버켓이 주기적으로 기울어질 때 그 움직임에 따른 펄스신호를 생성하여 이로부터 강우량을 산출하는 방식을 사용한다.As a rainfall measuring device, a tipping bucket type rainfall meter is most widely used. The device generates a pulse signal according to the movement of the tipping bucket when the tipping bucket is periodically inclined by the collected rainfall and calculates the rainfall from the rainfall meter. Use the way.
이를 위해 종래에는 강우량수수기 내에서 강우량에 따른 펄스신호를 얻기 위한 검출수단으로 리드스위치가 일반적으로 사용되었다. 리드스위치는 한 쌍의 자성 리드(Magnetic lead)를 불활성가스와 함께 유리관내에 봉입한 것으로서, 티핑버켓의 움직임에 연동하여 자성체가 리드스위치에 주기적으로 근접하도록 구성하면 자성 리드가 주기적으로 온/오프 되어 강우량에 상응하는 펄스신호를 얻을 수 있다.To this end, conventionally, a reed switch is used as a detection means for obtaining a pulse signal according to rainfall in a rainfall receiver. The reed switch is a pair of magnetic leads enclosed in a glass tube together with an inert gas. The magnetic leads are periodically turned on / off when the magnetic material is periodically moved to the reed switch in conjunction with the tipping bucket movement. Thus, a pulse signal corresponding to the rainfall can be obtained.
그러나 이와 같이 리드스위치는 그 몸체가 유리 소재로 이루어짐으로 인해 외부 충격에 의해 깨지기 쉬운 취약점이 있고, 접점의 마모에 의해 오동작이 발생할 우려가 있음은 물론이며, 오랜 시간 사용하다 보면 리드간의 간격이 점차 벌어져서 작동이 되지 않는 경우도 발생할 수 있다.However, the reed switch has a weak fragility due to external impact due to its body made of glass material, and there is a risk of malfunction due to wear of the contact point, and the gap between the leads gradually increases over time. It can also happen if it does not work.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 빗물의 표면을 향해 레이저빔을 조사하여 광원이 반사 또는 굴절되는 위치에 따라 빗물의 높이가 달라짐을 분석하여 강우량을 측정할 수 있는 광학식 강우량 측정방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the optical rainfall which can measure the rainfall by analyzing the height of the rain depending on the position of the light source is reflected or refracted by irradiating the laser beam toward the surface of the rain water It relates to a measuring method and apparatus.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 측정방법은,In order to solve the above problems, the measuring method according to the present invention,
레이저빔을 설치하여 빗물이 담기는 저장통을 향해 일정한 각도로 슬릿형태의 광원을 조사하도록 하고, 광원의 반사각쪽에서 광원의 반사면을 향해 카메라를 설치하여 촬영하도록 하고, 카메라에서 촬영된 이미지에서 저장통의 바닥면에서 반사된 영상을 기준상(p1)으로 정한 후, 광원이 빗물표면에서 반사된 영상의 측정상(p2, p3, pn)에서부터 기준상(p1)까지의 거리(L)를 계산하여 광원의 입사각(θ)과 거리(L)를 삼각비의 관계에 의해 빗물표면의 높이를 얻는 것을 특징으로 하는 광학식 강우량 측정방법을 제공한다.A laser beam is installed to irradiate a slit-shaped light source at a certain angle toward the storage container containing rainwater, and to install a camera toward the reflecting surface of the light source at the reflection angle of the light source, After setting the image reflected from the bottom surface as the reference image (p1), the light source calculates the distance (L) from the measurement images (p2, p3, pn) of the image reflected from the rainwater surface to the reference image (p1). An optical rainfall measurement method is characterized in that the height of the rainwater surface is obtained by the relationship between the angle of incidence θ and the distance L.
또한, 본 발명에 따른 강우량 측정방법은 레이저빔을 저장통내에 설치하여 레이저빔의 광원이 빗물의 표면에서 굴절되는 모습에 의해 빗물의 높이를 구할 수도 있다.In addition, the rainfall measurement method according to the present invention may be installed in the reservoir to obtain the height of the rain water by the appearance that the light source of the laser beam is refracted on the surface of the rain water.
그리고, 카메라에서 촬영된 이미지의 인텐서티를 분석한 후, 이 인텐서티의 최대값을 기준상 및 측정상의 위치로 결정할 수 있고, 인텐서티를 가우스함수로 변환하여 이 함수그래프의 최대값을 기준상 및 측정상의 위치로 결정할 수도 있다.After analyzing the intensity of the image taken by the camera, the maximum value of the intensity can be determined as the reference phase and the measurement position, and the intensity is converted into a Gaussian function to determine the maximum value of the function graph. And position on measurement.
또한, 본 발명에 따른 측정장치는,In addition, the measuring device according to the present invention,
빗물이 담기는 저장통의 내부를 향해 일정한 각도로 설치되어 슬릿형태의 광원을 조사하는 레이저빔과, 저장통내의 빗물표면에서 광원이 반사되도록 부력에 의해 띄우는 반사막과, 광원의 반사각쪽에 설치되어 광원의 반사되는 지점들을 촬영하는 카메라와, 카메라에서 촬영된 영상들에서 광원이 저장통의 바닥면에서 반사되는 부분을 기준상(p1)으로 하여 빗물표면에서 반사되는 지점(p2, p3, pn)과의 거리를 산출하면서 이 산출된 값을 이용해 빗물표면의 높이를 구하는 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 강우량 측정장치를 제공한다.A laser beam is installed at a certain angle toward the inside of the storage container containing rainwater and irradiates a slit-shaped light source. The distance between the cameras photographing the spots and the spots (p2, p3, pn) reflected from the rainwater surface with the portion of the light source reflected from the bottom surface of the reservoir as the reference image (p1) An optical rainfall measuring apparatus is provided, comprising: a reading unit for calculating the height of the rainwater surface using the calculated value while calculating.
이때, 반사막은 얇은 수지판이나, 금속판 또는 종이판이 사용되며, 그물판형태, 타공판형태, 다수의 조각편형태 중 어느 한가지로 실시된다.At this time, the reflective film is a thin resin plate, a metal plate or a paper plate is used, it is carried out in any one of the form of a mesh plate, a perforated plate, a plurality of pieces.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 광학식 강우량 측정방법 및 장치는 일반적인 우량계는 비의 양을 무게를 재서 측정하는 방식을 사용하지만, 본 발명은 광학 레이저와 카메라를 활용하여 자동화하고 정밀화한 것이다.As described above, the optical rainfall measuring method and apparatus according to the present invention uses a method of measuring the amount of rain by weighing a general rain gauge, but the present invention is automated and precisely utilizing an optical laser and a camera.
또한, 우량계 및 물의 증발량도 응용이 가능한 잇점이 있다.In addition, the rain gauge and the amount of water evaporated also has the advantage that can be applied.
도 1은 본 발명에 따른 강우량 측정장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 강우량 측정장치를 위에서 바라본 도면이고,
도 3은 카메라에서 촬영된 이미지를 나타낸 도면이고,
도 4는 빗물표면의 높이를 측정하는 방법을 나타낸 도면이고,
도 5는 빗물위에 띄우는 반사막의 여러 형태를 나타낸 도면이고,
도 6은 반사막의 하부면을 보인 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 강우량 측정장치의 다른 실시예를 보인 도면이며,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 판독부에서 촬영된 이미지의 인텐서티 및 가우스함수에 의해 슬릿의 위치를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a rainfall measuring apparatus according to the present invention,
Figure 2 is a view from above of the rainfall measuring device of Figure 1,
3 is a view showing an image captured by the camera,
4 is a view showing a method of measuring the height of the rain water surface,
5 is a view showing the various forms of the reflective film floating on the rain water,
6 is a view showing the lower surface of the reflective film,
7 is a view showing another embodiment of the rainfall measuring apparatus according to the present invention,
8 and 9 are views illustrating a method of determining the position of the slit by the intensity and the Gaussian function of the image photographed by the reading unit according to the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광학식 강우량 측정방법 및 장치를 설명한다.Hereinafter, an optical rainfall measuring method and apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 광학식 강우량 측정방법은 빗물을 담는 저장통(40)의 내부를 향해 레이저빔(10)의 적색광원(11)을 일정한 각도로 조사하고, 이 적색광원(11)이 반사되는 저장통(40)을 향해 레이저빔(10)의 반대편쪽에서 카메라(20)를 이용하여 일정한 각도로 촬영하며, 이 카메라(20)에서 촬영한 이미지를 픽셀화하여 판독해서 강우량을 측정할 수 있게 된다.1 to 3, the optical rainfall measuring method according to the present invention irradiates the
촬영된 이미지를 이용하여 강우량을 판독하는 방법에 대해 설명한다.A method of reading rainfall using the captured image will be described.
본 발명에 따른 광학식 강우량 측정장치(100)는 레이저빔(10)과 카메라(20)가 동일한 각도로 설치되어 있어 1:1로 주거나 받음으로써, 측정이 용이하게 된다. 이때, 최적의 조사 및 촬영 각도는 45°이다.In the optical
레이저빔(10)은 저장통(40)을 향해 45°각도로 조사되고, 조사되는 반대편쪽에 동일한 45°의 각도로 카메라(20)가 촬영되는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.The
빗물이 없는 상태에서 저장통(40)을 향해 레이저빔을 조사하게 되면, 광원은 저장통(40)의 바닥면에 반사된다. 이 상태를 카메라(20)로 촬영하면, 도 3과 같은 이미지를 얻을 수 있게 된다. 즉, 저장통(40)의 바닥에서 광원이 반사되는 지점(p1)이 이미지상에서는 제일 아래쪽의 기준상(p1)이 된다.When the laser beam is irradiated toward the
저장통(40)내로 빗물이 유입되어 빗물의 높이가 올라가게 되면, 레이저빔(10)의 광원(11)이 반사되는 위치도 변하게 된다. 즉, 레이저빔(10)이 일정한 각도로 조사되기 때문에 이 각도의 빗변을 따라 반사되는 지점이 변하게 되는 것이다. 따라서 빗물이 있는 상태에서 광원(11)이 반사되는 지점(p2, p3...pn)이 이미지상에서도 측정상(p1, p2..pn)으로 되어 기준상(p1)에서부터 측정상(p1, p2..pn)까지의 거리를 픽셀화하여 구한후, 이 거리를 삼각비의 계산식에 의해 높이를 구할 수 있게 되는 것이다.When rainwater is introduced into the
좀더 상세하게는 도 4에서 보는 바와 같이 기준점(p1)을 지나는 저장통(40)바닥의 제1변(a)과, 빗물 표면에서 광원이 반사되는 지점(p2)이 제1변(a)과 직교되도록 만나는 제2변(b)과, 그리고 빗물에서 반사되는 지점(p2)에서 기준점(p1)으로 연장되는 제3변(c)이 삼각형을 이루고, 이 삼각형은 직각삼각형이 된다.More specifically, as shown in FIG. 4, the first side a of the bottom of the
이러한 반사면의 이동상황이 카메라(20)에 촬영되면서 연속된 이미지를 얻게 되고, 촬영된 이미지상의 기준상(p1)과 빗물 표면에서 반사된 측정상(p2, p3)과의 거리(L)가 직각삼각형의 빗변의 길이(c)와 동일하게 된다.The moving state of the reflecting surface is captured by the
따라서 이러한 이미지를 픽셀화하여 거리를 계산하고, 이 계산된 빗변의 길이와, 광원의 조사각도(θ)를 삼각비에 의해 적설높이를 구할 수 있게 된다.Accordingly, the distance is calculated by pixelating the image, and the snow height can be obtained from the calculated length of the hypotenuse and the irradiation angle?
즉, 기준상과 측정상의 거리(L)와, 레이저빔의 주사 각도(θ)를 알게 되면,That is, when the distance L of the reference image and the measurement phase and the scanning angle θ of the laser beam are known,
물론, 입사각이 45°가 아니라도 충분히 계산식에 의해서 높이 값을 얻을 수 있고, 카메라(20)의 촬영각도가 광원의 반사각과 1:1이 아니더라도 벌어진 각도의 차이만큼의 길이를 보정하여 계산할 수도 있다.Of course, even if the angle of incidence is not 45 ° can obtain a height value by a sufficiently calculated equation, even if the photographing angle of the
또한, 광원(11)이 빗물표면에 반사되는 지점(p)은 연속해서 촬영되므로 반사지점은 p2, p3, p4 등 pn까지라고 규정할 수 있다.In addition, since the point p at which the
이러한 강우량을 측정하기 위해 광원은 도 2에서 보는 바와 같이 슬릿형태로 조사됨이 좋고, 빗물의 표면에서 광원이 반사되도록 반사막을 띄워 주어야 한다.In order to measure such rainfall, the light source is preferably irradiated in a slit form as shown in FIG. 2, and a reflective film must be floated so that the light source is reflected from the surface of the rainwater.
빗물은 광원이 반사되기 보다는 투과하게 되는데, 이러한 상태로는 반사지점을 얻을 수 없으므로 반사막이 반드시 필요하게 된다.Rainwater is transmitted through the light source rather than being reflected. In this state, the reflection point cannot be obtained, so a reflective film is necessary.
반사막은 부력에 의해 물에 뜰 수 있으면서 빛을 반사시키는 재질이어야 한다. 따라서 얇은 수지나 얇은 금속 또는 얇은 종이 등이 사용될 수 있고, 이 반사막은 빗물의 유입을 위해 통공이 뚫려 있어야 한다.The reflecting film should be a material that can float on water by buoyancy and reflect light. Therefore, thin resin, thin metal, or thin paper can be used, and the reflective film must be perforated for the inflow of rainwater.
본 발명에서는 반사막을 도 5에서 보는 바와 같이 세가지 형태로 실시하였다.In the present invention, the reflective film was implemented in three forms as shown in FIG.
첫 번째는 그물판형태의 반사막이고,The first one is a net-shaped reflecting film,
두 번째는 타공판형태의 반사막이고,The second is a perforated plate-shaped reflective film,
세 번째는 작은 조각편들을 빗물위에 넓게 포진되도록 깔아둔 형태의 반사막이다.The third is a reflective film in which small pieces are laid so that they can be widely spread over the rainwater.
그리고 그물판이나 타공판 형태의 경우 얇은판이 물결에 의해 일그러질 수 있으므로, 반사막(41)의 하부면상에는 도 6에서 보는 바와 같이 일그러짐을 방지할 수 있도록 보강리브(42)가 더 형성될 수도 있다.In addition, since the thin plate may be distorted by the wave in the case of the mesh plate or the perforated plate, a reinforcing
한편, 카메라(20)에서 촬영된 이미지는 별도의 판독부가 필요하게 되는데, 이 판독부는 카메라(20)에서 촬영이미지를 송신하고 송신된 이미지를 관제소(30)에서 수신하여 원격측정을 할 수 있게 된다.On the other hand, the image taken by the
본 발명에 따른 광학식 강우량 측정장치(100)는 도 7에서 보는 바와 같이 광원의 굴절을 이용하여 실시할 수도 있다.Optical
즉, 빛은 제1물질인 물과, 제2물질인 공기를 통과할때에 서로 다른 물질과의 접촉면에서 굴절하는 특성을 갖는다. 따라서 저장통(40)의 바닥면상에 레이저빔(10)을 설치하고, 이 레이저빔(10)의 광원(11)이 상측으로 일정한 각도를 갖도록 조사되도록 하면, 강우량이 점점 많아질수록 굴절위치가 변하면서 최초의 기준상(p1)과 측정상(p2, p3, pn)들의 간격을 도 4와 같은 방법에 의해 얻을 수 있고 이 데이터를 이용해 높이를 구할 수 있게 된다.That is, light has a property of refracting at the contact surface between different materials when passing through water as the first material and air as the second material. Therefore, when the
본 발명에 따른 판독부는 이미지에서 기준상(p1) 및 측정상(p2, p3, pn)들의 위치를 찾기 위해 "intensity"를 분석후 근사된"gauss"분포 또는 다항식을 구하여, 최대값을 구하거나 또는 특정 지정값을 구하여 산출하는 방법을 사용한다. 카메라에서 촬영된 이미지에서 슬릿의 기준상 및 측정상의 위치를 찾는 기술은 단순히 명암도에서 가장 어두운 슬릿지점으로 사용되지만, 이러한 방법은 슬릿의 두께에 따라 오차가 발생할 수 있으므로 최적의 슬릿위치를 찾아 최대한의 오차범위를 줄일 수 있는 방법이 모색되었다.The reading unit according to the present invention obtains the maximum value by analyzing the "intensity" to find the position of the reference phase (p1) and the measurement phases (p2, p3, pn) in the image and then approximating the "gauss" distribution or polynomial. Or use a method of obtaining and calculating a specific specified value. The technique of locating the reference and measurement positions of the slit in the image taken by the camera is simply used as the darkest slit point in the contrast, but this method can produce errors depending on the thickness of the slit. A method to reduce the error range was sought.
먼저, 촬영된 이미지를 도 8에서 보는 바와 같이 상용화된 영상분석 프로그램을 이용하여 영상분석도를 실시하면, 이 영상분석도에서는 그림의 그래프와 같이 슬릿이 위치한 구간에서 가장 명암도가 높게 나타나게 된다.First, when the captured image is analyzed using a commercially available image analysis program, as shown in FIG. 8, in the image analysis diagram, the contrast is shown to be the highest in the section where the slit is located.
이러한 "intensity"에서 최대값 부근을 확대하여 보인 그림이 도 9이다. 도 9에서 보면, 인텐서티는 포인트에 의해서 그래프로 나타난 것을 알 수 있는데, 이때에 최대로 높은 포인트가 최대값이므로 이 포인트의 위치가 슬릿의 위치로 결정하게 된다.9 is an enlarged view of the vicinity of the maximum value in the "intensity". In FIG. 9, it can be seen that the intensity is represented as a graph by the point. At this time, since the highest point is the maximum value, the position of the point is determined as the position of the slit.
또한, 보다 평균적인 값을 원하기 위해 도 9에서 보는 바와 같이 인텐서티들의 포인트를 가우스함수나 다항식으로 산출 혹은 도시하여 이 함수그래프의 최대값을 슬릿의 위치로 결정할 수도 있다.In addition, in order to obtain a more average value, as shown in FIG. 9, the points of the intensities may be calculated or illustrated by a Gaussian function or a polynomial, and the maximum value of the function graph may be determined as the position of the slit.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. .
100 : 광학식 강우량 측정장치
10 : 레이저빔 11 : 광원
20 : 카메라 30 : 관제소
40 : 저장통 41 : 반사막
p : 광원의 반사면 및 반사면의 영상100: optical rainfall measuring device
10
20: camera 30: control station
40: reservoir 41: reflecting film
p: image of reflecting surface and reflecting surface of light source
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (4)
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11223675A (en) | 1998-02-04 | 1999-08-17 | Japan Radio Co Ltd | Snowfall measuring method and device |
| JP2006343273A (en) | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Stanley Electric Co Ltd | Optical raindrop sensor |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11223675A (en) | 1998-02-04 | 1999-08-17 | Japan Radio Co Ltd | Snowfall measuring method and device |
| JP2006343273A (en) | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Stanley Electric Co Ltd | Optical raindrop sensor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111307047A (en) * | 2020-03-19 | 2020-06-19 | 南京信息工程大学 | Portable dual-purpose instrument for measuring height and speed and use method thereof |
| KR20230078266A (en) | 2021-11-26 | 2023-06-02 | (주)센서토피아 | Hybrid Rain Sensor having rain gaging function |
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