KR101548252B1 - 계측 및 영상처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 계측기의 계측값을 감시센터로 전송하되, 각 계측기의 눈금에 기록된 계측값과 실제 전송되는 계측값을 비교하여 계측 오차가 발생될 경우 이를 감시센터에 통보하여 오류가 수정되도록 하고 또한 현지에서 작업자가 오류정보를 확인하고 이를 교정하거나 또는 계측기를 교체할 수 있는 계측 및 영상처리 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 원격지에 구비된 다수의 계측기들이 수집장비와 연결되고, 상기 수집장비는 모뎀을 통하여 메인서버와 연결되고, 상기 계측기들은 카메라를 통하여 촬영되고, 촬영된 영상은 영상처리장비에서 상기 계측기들의 계측값과 비교되는 계측 및 영상처리 시스템에 있어서, 상기 영상처리장비는 상기 계측기들의 계측값을 받아들이는 계측값입력부; 상기 카메라들의 영상을 받아들이는 영상입력부; 상기 계측기들의 계측값을 저장하는 계측값저장부; 상기 카메라들의 영상을 저장하는 영상저장부; 상기 영상저장부에서 어느 한 계측기의 특정 시간대 영상을 추출하여 정지영상으로 변환시키는 정지영상변환부; 상기 정지영상변환부의 정지영상을 판독하여 계측기의 외부 표시값을 수치화하는 정지영상판독부; 상기 수치화된 표시값과 해당 계측기의 동일 시간대 계측값을 비교하여 설정된 오차범위를 판단하는 계측값비교판단부; 그리고 상기 계측값비교판단부의 판단에 따라 오차범위를 벗어나면 해당 계측기의 오류사항을 상기 메인서버에 통보하는 제어부로 구성된 특징이 있다.

Description

계측 및 영상처리 시스템{Measurement and Image Processing System}

본 발명은 계측 및 영상처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 계측기의 계측값을 감시센터로 전송하되, 각 계측기의 눈금에 기록된 표시값과 실제 전송되는 계측값을 비교하여 계측 오차가 발생될 경우 이를 감시센터에 통보하여 오류가 수정되도록 하고 또한 현지에서 작업자가 오류정보를 확인하고 이를 교정할 수 있는 계측 및 영상처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전국에 산재해 있는 정수장, 가압장 및 변전소의 각종 유량, 유속 및 전력량 등을 수집장비들로 취합한 뒤 감시센터와 인터넷으로 연결하여 각종 기록을 측정 분석하고 있다. 특히 상수도의 경우 누수 관리 및 유량검침을 위해 수도관의 관망구성을 블록시스템(수도관의 관망구성을 바둑판 모양의 블록형태로 해서 블록별 수돗물 공급량 및 소비량, 누수량 등의 측정분석이 가능하도록 관리하는 시스템)으로 구축하고, 블록별로 유수율과 누수율 등을 분석하여 전산 관리토록 하고 있다.

종래에는 원격지의 수집장비(TM : Tele Measuring)와 감시센터를 인터넷으로 연결하여 각종 유량, 유속 및 전류량을 계측할 수 있는 계량기들의 계량 데이터를 감시센터로 보냈다. 정수장 및 배수장의 유입부 및 유출부, 각 블록의 유입부 및 유출부에 해당 관로의 구경에 맞는 계량기를 설치하여 누수를 탐사하는 것이 기본이 된다.

수도계량기는 관로의 크기와 수돗물 사용량, 그리고 수도계량의 목적 등에 따라 다양한 종류가 개발 및 사용되고 있으며, 대표적인 계량기로서는 전자식, 초음파식 및 기계식 계량기 등이 있다. 수돗물 계량에 관련하여, 전자식 계량기와 초음파식 계량기는, 일정기간 동안의 관로를 통해 흘러간 수돗물의 누적수량을 계측할 수 있을 뿐만 아니라 현시점에서 관로를 흐르고 있는 실시간 유량도 계측할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 전자식 계량기와 초음파식 계량기는 그 가격이 상대적으로 고가이고 적정용량의 5% 이하의 유량에 대해서는 측정오차가 크기 때문에, 대블록의 고용량의 수량을 측정하기 위한 용도로서는 적합할 수 있지만 소블록의 소용량의 수량을 저렴한 비용으로 측정하기 위한 용도로서는 적합하지 않다.

대표적인 기계식 계량기의 하나인 프로펠러식 수도계량기(이하 기계식 수도계량기라고 함)는 그 구조가 매우 간단하고 전자식이나 초음파식에 비하여 그 가격이 현저하게 저렴하면서도 80mm ∼ 250mm 수도관의 유량 규모에서 누적유량을 측정할 수 있다는 장점이 있기 때문에 널리 사용되고 있다. 또한 유량센서가 장착되어 실시간 유량이 감시센터에 실시간으로 전송되므로 원격감시에 적합한 구성이다.

그러나 프로펠러식 수도계량기는 관로의 스케일이나 프로펠러의 오동작 등으로 인하여 유량센서에서 측정된 유량값과 계량기에 표시되는 눈금의 값이 서로 다르게 표시될 수 있다. 이럴 경우 계량기를 교체해야되는데, 전국에 산재되어 있는 수많은 계량기를 전수조사하여 오차범위를 벗어난 계량기를 찾아내는 것은 불가능하였다. 따라서 오차범위를 벗어나더라도 계속 사용되는 경우가 대부분 이므로 프로펠러식 수도계량기의 신뢰성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 각종 계측기의 계측값을 감시센터로 전송하되, 각 계측기의 눈금에 기록된 계측값과 실제 전송되는 계측값을 비교하여 계측 오차가 발생될 경우 이를 감시센터에 통보하여 오류가 수정되도록 하고 또한 현지에서 작업자가 오류정보를 확인하고 이를 교정하거나 또는 계측기를 교체할 수 있는 계측 및 영상처리 시스템을 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 원격지에 구비된 다수의 계측기들이 수집장비와 연결되고, 상기 수집장비는 모뎀을 통하여 메인서버와 연결되고, 상기 계측기들은 카메라를 통하여 촬영되고, 촬영된 영상은 영상처리장비에서 상기 계측기들의 계측값과 비교되는 계측 및 영상처리 시스템에 있어서, 상기 영상처리장비는 상기 계측기들의 계측값을 받아들이는 계측값입력부; 상기 카메라들의 영상을 받아들이는 영상입력부; 상기 계측기들의 계측값을 저장하는 계측값저장부; 상기 카메라들의 영상을 저장하는 영상저장부; 상기 영상저장부에서 어느 한 계측기의 특정 시간대 영상을 추출하여 정지영상으로 변환시키는 정지영상변환부; 상기 정지영상변환부의 정지영상을 판독하여 계측기의 외부 표시값을 수치화하는 정지영상판독부; 상기 수치화된 표시값과 해당 계측기의 동일 시간대 계측값을 비교하여 설정된 오차범위를 판단하는 계측값비교판단부; 그리고 상기 계측값비교판단부의 판단에 따라 오차범위를 벗어나면 해당 계측기의 오류사항을 상기 메인서버에 통보하는 제어부로 구성된 특징이 있다.

본 발명에 따르면 계측기의 눈금에 표시되는 표시값과 실제 전송되는 계측값의 오차범위를 측정하여 이를 지속적으로 감시하고, 또한 설정된 오차범위를 벗어나면 이를 감시센터에 통보하여 교정할 수 있도록 한 것이다. 이를 구현하기 위하여 본 발명은 계측기의 눈금을 카메라로 촬영하여 기록하고, 촬영된 영상 중에서 어느 특정 시간대의 영상을 정지영상으로 변환시켜 눈금의 표시값을 수치화하는 수단이 구비된다.

또한 정지영상의 수치화된 표시값과 실시간 계측값을 비교하여 설정된 오차범위를 벗어나면 이를 감시센터에 통보하는 수단이 구비된다. 그리고 오류정보는 모니터에 표시되도록 하여 관리자가 원격지에 출동하여 문제가 있는 계측기를 쉽게 찾을 수 있도록 하였으며, 문제가 되는 계측기를 교정하거나 또는 교체할 수 있으므로 계측기의 신뢰성이 향상되는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 계측시스템의 개념도
도 2는 본 발명 한 실시예의 영상처리장비의 블록도
도 3은 본 발명 한 실시예의 영상처리장비의 흐름도

도 1 내지 도 3에서 본 발명 한 실시예의 계측시스템은 메인서버(100)와 모뎀(200)(201)을 통하여 수집장비(300)가 연결된다. 상기 수집장비는 PLC 또는 RTU로 구성된 것으로서, 각종 유량, 유속 및 전류량을 계측할 수 있는 계측기(301)들의 계측값을 취득하여 메인서버(100)로 보내기 위한 것으로서, 상기 수집장비(300)는 인터넷 접속 비용이 저렴한 유동IP를 사용하여 인터넷 운영업체(ISP)가 제공하는 ADSL 같은 인터넷망에 모뎀(200)(201)으로 연결되거나 또는 전용선으로 메인서버(100)와 연결된다.

상기 모뎀(201)과 수집장비(300)는 TCP/IP 프로토콜 방식으로 연결되며, 상기 수집장비(300)와 계측기(301)는 RS232 시리얼 방식으로 연결된다. 그리고 상기 각 계측기(301)에는 일대일로 카메라(401)가 구비되어 각 계측기(301)의 상태를 촬영한다. 특히 계측기(301)들의 눈금에 표시된 표시값을 집중적으로 촬영한다.

그리고 상기 카메라(401)에서 촬영된 영상은 영상처리장비(400)에서 수치화된다. 상기 영상처리장비(400)는 상기 각 계측기(301)에 내장된 센서로 부터 출력되는 실시간 계측값을 입력받는 계측값입력부(403)가 구비되고, 또한 상기 각 카메라(401)로부터 입력되는 영상을 입력받는 영상입력부(404)가 구비된다.

또한 상기 영상입력부(404)에서 입력된 영상을 저장하는 영상저장부(411) 및 계측기(301)에서 입력되는 계측값을 저장하는 계측값저장부(410)가 구비된다. 그리고 상기 영상저장부(411)에 기록된 영상 중에서 어느 특정시간대의 영상을 불러들여 이를 정지영상으로 편집하는 정지영상변환부(407)가 구비되고, 상기 정지영상변환부(407)에서 기록된 정지영상을 판독하여 계측기(301)의 눈금에 표시된 값을 수치화하여 표시값을 산출하는 정지영상판독부(408)가 구비된다.

또한 상기 정지영상판독부(408)에서 처리된 표시값과 계측기(301)의 계측값 중에서 상기 표시값과 대응되는 시간대의 계측값을 추출하여 비교하는 계측값비교판단부(409)가 구비된다. 그리고 상기 계측값비교판단부(409)의 비교값이 오차범위 이내인지를 판별하여 오차범위를 벗어날 경우 이를 출력부(406)에서 모뎀(201)을 거쳐 메인서버(100)에 통보되도록 흐름제어하는 제어부(402)가 구비된다. 그리고 오차범위를 벗어난 계측기(301)가 어느 것인지 표시되도록 경고문구를 표시하는 표시부(405)가 구비된다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예는 다수의 계측기(301)들 중에서 문제가 되는 계측기(301)를 찾아서 메인서버(100)에 통보하고 또한 표시부(405)에 기록으로 남겨두기 때문에 관리자가 계측기(301)를 관리하는데 편리하고 또한 문제가 되는 계측기를 즉시 교체하거나 또는 교정할 수 있으므로 장치의 신뢰성이 향상된다.

이러한 본 발명 한 실시예의 제어흐름은 다음과 같다. 먼저 다수의 계측기(301)들은 자체 내장된 센서를 통하여 실시간 계측값이 수집장비(300)로 보내진다. 이러한 계측값은 모뎀(200)(201)을 통하여 메인서버(100)에 전송되어 기록되고 또한 관리된다. 그리고 각 계측기(301)들과 일대일 대응되는 카메라(401)로부터 촬영되는 영상은 영상입력부(404)를 통하여 영상처리장비(400)로 보내진다.

상기 영상처리장비(400)는 각 계측기(301)들의 촬영된 영상을 영상저장부(411)에 기록한다. 그리고 특정 시간대에 어느 특정 계측기(301)의 영상을 선별하여 정지영상변환부(407)에서 정지영상으로 변환시킨다. 이때 변환되는 정지영상은 해당 계측기(301)의 눈금에 표시된 표시값이다. 즉 수도계량기의 경우 바늘이 가리키는 값이 될 수 있으며, 또는 적산유량계의 계수값이 될 수 있다. 위에서 말하는 특정 시간대라 함은 상기 제어부(402)의 알고리즘에 따라 하루 또는 일주일 단위로 나눠서 정기적 또는 부정기적으로 불특정 시간대일 수 있다.

상기 정지영상변환부(407)는 제어부(402)의 프로그램에 따라 정해진 시간대에 각 계측기(301)들로부터의 영상을 정지영상으로 변환시킨다. 또한 정지영상판독부(408)는 정지영상을 영상처리기술로 수치화하여 표시값으로 변환시킨다. 그리고 상기 계측값저장부(410)에 기록된 계측값 중에서 상기 특정 계측기(301)의 정지영상과 같은 시간대의 계측값을 추출하여 상기 표시값과 계측값을 계측값비교판단부(409)에서 비교한다. 이때 정해진 오차범위 이내일 경우 계측기(301)를 정상으로 판단하여 메인서버(100)에 통보하지 않는다.

만약 오차범위를 벗어날 경우 해당 계측기(301)에 문제가 있는 것이므로 제어부(402)는 이를 메인서버(100)에 통보하고, 표시부(405)에 기록으로 남겨둔다.

100 : 메인서버 200, 201 : 모뎀
300 : 수집장비 301 : 계측기
400 : 영상처리장비 401 : 카메라
402 : 제어부 403 : 계측값입력부
404 : 영상입력부 405 : 표시부
406 : 출력부 407 : 정지영상변환부
408 : 정지영상판독부 409 : 계측값비교판단부
410 : 계측값저장부 411 : 영상저장부

Claims (2)

1. 원격지에 구비된 다수의 계측기들이 수집장비와 연결되고, 상기 수집장비는 모뎀을 통하여 메인서버와 연결되며, 상기 계측기들의 계측값을 나타내는 눈금은 다수의 카메라를 통하여 촬영되고, 촬영된 영상은 영상처리장비에서 상기 계측기들의 수치화된 계측값과 비교되는 계측 및 영상처리 시스템에 있어서,
   상기 영상처리장비는 상기 계측기들의 계측값을 받아들이는 계측값입력부;
   상기 카메라들의 영상을 받아들이는 영상입력부;
   상기 계측기들의 계측값을 저장하는 계측값저장부;
   상기 카메라들의 영상을 저장하는 영상저장부;
   상기 영상저장부에서 어느 한 계측기의 특정 시간대 영상을 추출하여 정지영상으로 변환시키는 정지영상변환부;
   상기 정지영상변환부의 정지영상을 판독하여 계측기의 눈금에 나타난 표시값을 추출하는 정지영상판독부; 그리고
   상기 표시값과 해당 계측기의 동일 시간대의 계측값을 비교 판단하고 오차범위를 벗어나면 이를 메인서버에 제어부를 통하여 통보하도록 하는 계측값비교판단부로 구성된 것을 특징으로 하는 계측 및 영상처리 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 영상처리장비에는 상기 계측값비교판단부의 처리과정을 기록하기 위한 표시부가 구비됨을 특징으로 하는 계측 및 영상처리 시스템.

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