KR101616727B1 - 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 CCTV의 바디와 렌즈 사이에 광 분배 모듈이 추가되어 세이프티 시스템의 기능과 망원경의 기능을 동시에 할 수 있는 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템에 관한 것이다. 따라서, 위와 같은 본 발명에 의하면 원거리 물체를 감지할 수 있는 상용 CCTV의 바디와 렌즈 사이에 광 분배 모듈을 설치하여 영상처리 기반 레이저 세이프티 시스템과 망원경 장치가 일체형인 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템을 제공하여 상용 CCTV에 있는 자동초점 기능으로 측정 위치 반경에 따른 거리 변화에 대응하여 자동 초점 동작이 원활하며, CCTV의 일정 영역에 접근 물체가 인식되면 레이저 조사를 중단하여 원격 모니터링을 중단하여 고출력 레이저와 접촉되어 발생할 수 있는 인적 및 물적 피해를 감소시킬 수 있고, 일정 시간 접근 물체가 측정 영역을 벗어나지 않으면 경고/협조 방송을 하고 이후 일정 시간 벗어나지 않으면 중앙 통제실에 통지 후 다른 측정 지점을 관측할 수 있다.
Description
본 발명은 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 CCTV의 바디와 렌즈 사이에 광 분배 모듈이 추가되어 세이프티 시스템의 기능과 망원경의 기능을 동시에 할 수 있는 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템에 관한 것이다.
레이저를 이용한 원격 측정 기술(Laser Remote Sensing)은 세계적으로 지리정보, 기상, 환경, 우주, 원자력, 군사 등 다양한 공공 및 산업부분에서 상용화 수준으로 개발되어 활용되고 있다.
우리나라의 경우에도 황사, 오존 측정 레이저 원격 측정 기술을 도입하여 현장에서 이러한 기술이 활발하게 이용되고 있으며, 해안선 지도 작성 등 국토지리정보 분야에서 활용 가능성도 적극 검토되고 있는 실정이다.
한편, 레이저를 이용한 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템에 관련하여 등록특허 제10-1338038호(2013.12.02)에는 물의 일정 위치에 레이저를 조사하고, 레이저에 의해 유도되는 물의 라만 신호와 적조 형광 신호를 일정 거리 이상에서 검출하고, 상기 신호들을 집광하여 각 파장 영역별로 정량화하는 원격 광 측정 유닛과, 상기 원격 광 측정기를 지지하며, 승강 가능한 리프팅 유닛과, 상기 원격 광 측정 유닛으로부터 입력되는 각 파장 영역별로 정량화된 데이터들을 분석하며 상기 원격 광 측정 유닛 및 리프팅 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛과, 상기 리프팅 유닛의 하단에 설치되며, 지면 상에서 구를 수 있는 롤러들을 갖는 이동 유닛을 포함하는 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치를 제공하고, 등록특허 제10-1338039호(2013.12.02)에는 적조 및 녹조 감시 지역에 위치하며 네트워크에 연결된 원격제어장치로부터 적조 및 녹조 발생 감시신호를 수신함에 따라 물의 일정 위치에 레이저를 조사하여 레이저에 의해 유도되는 물의 라만 신호와 적조 형광신호를 일정 거리 이상에서 검출하고 상기 검출된 신호들을 집광하여 각 파장 영역별로 정량화하고, 상기 정량화된 데이터를 상기 원격제어장치로 전송하거나 상기 정량화된 데이터들을 분석해서 분석결과를 상기 원격제어장치로 전송하는 적조 및 녹조 발생 감시장치와, 적조 및 녹조 발생 감시자의 요청에 따라 상기 적조 및 녹조 발생 감시신호를 전송하고, 상기 적조 및 녹조 발생 감시장치로부터 상기 정량화된 데이터 또는 분석결과를 수신하여 가시적으로 또는 가청음으로 출력하는 원격제어장치를 포함하는 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 원격 감시시스템을 제공한다.
그러나, 레이저를 이용하여 녹조 및 적조를 원격으로 감시하면 고출력 레이저를 광원으로 사용하기 때문에 인체나 선박과 접촉으로 인적 및 물적 피해가 발생할 가능이 여전히 남아있으며, 초음파를 이용하여 원거리 측정지역의 이상물체를 감지하는 것은 구현이 용이하지 않고, 주간의 빛의 반사 등의 외란이 심할 때나 광량이 부족한 야간의 세이프티를 동시에 만족하는 시스템의 필요는 여전히 해소되지 못하고 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 원거리 물체를 감지할 수 있는 상용 CCTV의 바디와 렌즈 사이에 광 분배 모듈을 설치하여 영상처리 기반 레이저 세이프티 시스템과 망원경 장치가 일체형인 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템을 제공하여 상용 CCTV에 있는 자동초점 기능으로 측정 위치 반경에 따른 거리 변화에 대응하여 자동 초점 동작이 원활하며, 고출력 레이저와 접촉되어 발생할 수 있는 인적 및 물적 피해를 감소시킬 수 있고, 일정 시간 접근 물체가 측정 영역을 벗어나지 않으면 경고/협조 방송을 하고 이후 일정 시간 벗어나지 않으면 중앙 통제실에 통지 후 다른 측정 지점을 관측할 수 있다.
본 발명은 일면에 있어서,
측정 지역 반경 50m 이내에 물체를 관측하는 CCTV시스템 및 거리측정기를 포함하는 세이프티부;
측정 지역에 레이저를 조사하고, 레이저에 의해 유도되는 적조 형광 신호를 일정 거리에서 검출하고, 상기 신호들을 집광하고 각 파장 영역별로 정량화하는 레이저 장치, 광 분배 모듈 및 분광장치를 포함하는 측정부;
무선 통신으로 전송된 파장을 산업용 PC로 분석하고, 분석된 자료를 메인서버로 전송하고 레이저의 전원을 제어하는 RF모뎀, 주처리장치 및 제어장치를 포함하는 제어/분석부; 및
메인서버로 전송된 자료를 확인하는 디스플레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템을 제공한다.
따라서, 위와 같은 본 발명에 의하면 원거리 물체를 감지할 수 있는 상용 CCTV의 바디와 렌즈 사이에 광 분배 모듈을 설치하여 영상처리 기반 레이저 세이프티 시스템과 망원경 장치가 일체형인 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템을 제공하여 상용 CCTV에 있는 자동초점 기능으로 측정 위치 반경에 따른 거리 변화에 대응하여 자동 초점 동작이 원활하며, CCTV의 일정 영역에 접근 물체가 인식되면 레이저 조사를 중단하여 원격 모니터링을 중단하여 고출력 레이저와 접촉되어 발생할 수 있는 인적 및 물적 피해를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본발명에 따른 CCTV시스템의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 광 분배 모듈의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 프리즘을 포함하는 광 분배 모듈의 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템의 실시형태를 설명하기 위한 사진.
도 2는 본발명에 따른 CCTV시스템의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 광 분배 모듈의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 프리즘을 포함하는 광 분배 모듈의 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템의 실시형태를 설명하기 위한 사진.
본 발명은 일면에 있어서,
측정 지역 반경 50m 이내에 물체를 관측하는 CCTV시스템 및 거리측정기를 포함하는 세이프티부;
측정 지역에 레이저를 조사하고, 레이저에 의해 유도되는 적조 형광 신호를 일정 거리에서 검출하고, 상기 신호들을 집광하고 각 파장 영역별로 정량화하는 레이저 장치, 광 분배 모듈 및 분광장치를 포함하는 측정부;
무선 통신으로 전송된 파장을 산업용 PC로 분석하고, 분석된 자료를 메인서버로 전송하고 레이저의 전원을 제어하는 RF모뎀, 주처리장치 및 제어장치를 포함하는 제어/분석부; 및
메인서버로 전송된 자료를 확인하는 디스플레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템을 제공한다.
본 발명은 다른 추가의 일면에 있어서,
상기 광 분배 모듈은 렌즈에서 수집한 광신호를 CCTV바디의 촬상소자인 CCD 및 광섬유 결합부를 통하여 분광기로 분배하는 것을 특징으로 하는 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명의 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템에 관하여 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템은 크게 세이프티부(1), 측정부(2), 제어/분석부(3) 및 디스플레이(4)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 세이프티부(1)는 측정 지역 반경 50m 이내에 물체를 관측하는 CCTV시스템(100) 및 거리측정기(200)를 포함하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 CCTV시스템의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 광 분배 모듈의 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 프리즘을 포함하는 광 분배 모듈의 개략도이다.
상기 세이프티부의 CCTV 시스템(100)은 CCTV바디(110) 및 렌즈(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 CCTV바디(110)는 촬상소자인 CCD를 포함하여 영상을 촬영할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 렌즈(120)는 레이저에 의해 발생된 광신호를 수집하여 광 분배 모듈로 전송하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 CCTV시스템의 CCTV바디 및 렌즈는 비디오 카메라, 미러리스 카메라 및 디지털카메라 등의 렌즈 교환이 가능하고, CCD 촬상소자가 있는 다른 장치로 교환하여 사용할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 거리측정기(200)는 초음파 센서 모듈로 초음파를 발생시켜 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 물체까지의 거리를 구할 수 있는 것이 좋다.
상기 측정부(2)는 측정 지역에 레이저를 조사하고, 상기 신호들을 집광하고 각 파장 영역별로 정량화하는 레이저 장치(300), 광 분배 모듈(400) 및 분광 장치(500)를 포함한다.
상기 레이저 장치(300)의 광원은 청색 다이오드 레이저로부터 발생가능한 450 nm의 파장의 레이저광을 조사하면 450 nm의 레이저 광에 의하여 450 ~ 700 nm 정도의 영역에서 빛이 산란하며, 이때 발생하는 산란신호를 분광기와 검출기를 활용하여 선택적으로 관측하여 물의 적조 형광 신호를 측정하고 상기 레이저 장치의 광원은 접속된 광원구동모듈에 의해 제어할 수 있으며, 광원과 빔 확대기와 주사 거울이 작동가능하도록 연결되어 설치될 수 있는 것이 바람직하다.
상기 레이저 장치(300)의 광원으로 사용되는 청색 다이오드 레이저광원은 물에 대한 투과율 및 기름에 대한 흡수율이 높다.
상기 광 분배 모듈(400)은 CCD촬상면의 초점이 틀어지는 것을 방지하는 오목렌즈(410), 광섬유 결합부 및 CCTV 결합부로 광신호를 분배하는 빔 분배기(420), 분배된 광신호가 CCD 촬상면에서 정확한 영상정보를 제공하도록 초점을 모아주는 볼록렌즈(430), 분광장치와 연결되는 광섬유 결합부(440), CCTV바디와 연결되는 CCTV 결합부(450) 및 렌즈와 연결되는 렌즈 결합부(460)를 포함한다.
상기 광 분배 모듈(400)은 렌즈에서 수집한 광신호를 CCTV바디의 촬상소자인 CCD 및 광섬유 결합부를 통하여 분광기로 분배하는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 상기 광 분배 모듈은 프리즘(470)을 추가로 설치하여 분배된 광섬유 결합부 및 CCTV결합부에 제공되는 광신호의 방향이 동일하도록 할 수 있다.
상기 광 분배 모듈은 렌즈와 CCTV바디의 접합면의 전기적인 접점을 유지함으로써 자동초점 기능이 활성화되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 광 분배 모듈은 렌즈의 전기적인 접점이 없이 케이블을 이용하여 CCTV의 초점 변경이 가능할 수 있다.
상기 분광장치(500)는 집광된 신호들을 각 파장 영역별로 정량화하는 장치로서, 다색화 장치를 이용하여 자외선부터 가시광선 영역까지 전 파장의 데이터를 빠르게 얻을 수 있는 큰 장점 보유뿐만 아니라 각 파장에서 다른 영상을 보이는 다성분을 동시에 측정하여 정량화할 수 있으며, 광 결합기(510), 광 파이버(520) 및 분광기(미도시)로 구성된다.
상기 광 결합기(510)는 광섬유 결합부(440)에 연결되며, 집광한 신호들에서 설정된 영역의 파장을 필터링할 수 있다. 상기 광 결합기(510)는 프리즘 및 신호를 필터링하기 위한 필터를 포함한다.
상기 광 결합기(510)의 후면부에는 필터링된 신호들을 전달하는 광 파이버(520)가 설치된다.
상기 광 파이버(520)는 일정 길이를 갖도록 형성되어 분광기(미도시)와 연결된다.
또한, 상기 분광기(미도시)는 다색화 장치를 이용하여 자외선부터 가시광선 영역의 전 파장의 데이터를 빠르게 추출할 수 있을 뿐만 아니라 각 파장에서 다른 양상을 보이는 다성분을 동시에 측정하여 정량화할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 기계적인 장치를 사용하지 않아 기기의 구조가 단순화되어 있으므로, 파장의 재현성을 높일 수 있다.
상기 제어/분석부(3)는 무선 통신으로 전송된 파장을 산업용 PC로 분석하고, 분석된 자료를 메인서버로 전송하는 RF모뎀(600), 주처리장치(700) 및 제어장치(800)를 포함한다.
상기 제어/분석부(3)는 상기 분광 장치(500)에 의하여 파장 영역별로 정량화된 데이터들을 무선네트워크를 또는 유선네트워크를 통하여 전송받아 주처리장치(700)의 산업용 PC를 사용하여 정량화된 데이터들을 분석하고 분석된 자료를 RF모뎀을 이용하여 메인서버로 전송하는 것이 바람직하다.
제어장치(800)는 분광 신호 분석 자동화, 측정 지역 자동 스캔 역할, 수면과 측정 주변 환경에서 CCTV 시스템 및 광 분배 모듈로 들어오는 자연광 및 인공광에 의한 잡음 측정 광신호의 제거를 통한 신뢰성/재현성 확보를 이룰 수 있고, 광원의 온 또는 오프 동작을 제어할 수 있다.
상기 디스플레이(4)는 메인서버로 전송된 자료를 확인할 수 있으며, 스마트폰 또는 PC 등을 이용하여 사용자가 분석된 데이터를 확인할 수 있고, 상기 제어 장치와 연결될 수도 있는 것이 바람직할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템의 실시형태를 설명하기 위한 사진이다.
본 발명에 따른 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템은 레이저에 의해 조사된 광원으로부터 발생되는 광신호를 렌즈 수집되고 광 분배 모듈에서 분광되어 CCTV바디 및 광결합기로 전송된다. CCTV 결합부로 전송된 광신호는 CCTV 바디의 촬상소자인 CCD에 의해 영상이 촬영되어 레이저 측정 지역의 반경 50m 이내에 이상물체가 감지될 경우 자동으로 레이저 광원은 off하고 이상물체가 반경을 벗어나면 자동으로 광원이 다시 조사되며, 광섬유 결합부로 전송된 광신호는 분광기에 의해 파장별로 정량화되어 적조 및 녹조의 발생을 모니터링할 수 있는 것이 바람직하다.
본 특허는 ''산업통상자원부'', ''한국산업기술진흥원'', ''호남지역사업평가원''의 ''광역경제권 선도산업 육성사업''의 일환으로 수행된 연구결과이다(This patent was financially supported by the Ministry of Trade, Industry & Energy(MOTIE), Korea Institute for Advancement of Technology(KIAT) and Honam Institute for Regional Program Evaluation through the Leading Industry Development for Economic Region).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1 : 세이프티부 2 : 측정부
3 : 제어/분석부 4 : 디스플레이
100 : CCTV시스템 110 : CCTV바디
120 : 렌즈 200 : 거리측정기
300 : 레이저 장치 400 : 광 분배 모듈
410 : 오목렌즈 420 : 빔 분배기
430 : 볼록렌즈 440 : 광섬유 결합부
450 : CCTV결합부 460 : 렌즈 결합부
470 : 프리즘 500 : 분광 장치
510 : 광결합기 520 : 광파이버
600 : RF모뎀 700 : 주처리 장치
800 : 제어장치
3 : 제어/분석부 4 : 디스플레이
100 : CCTV시스템 110 : CCTV바디
120 : 렌즈 200 : 거리측정기
300 : 레이저 장치 400 : 광 분배 모듈
410 : 오목렌즈 420 : 빔 분배기
430 : 볼록렌즈 440 : 광섬유 결합부
450 : CCTV결합부 460 : 렌즈 결합부
470 : 프리즘 500 : 분광 장치
510 : 광결합기 520 : 광파이버
600 : RF모뎀 700 : 주처리 장치
800 : 제어장치
Claims (7)
- 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템에 있어서,
측정 지역 반경 50m 이내에 물체를 관측하는 CCTV시스템 및 거리측정기를 포함하는 세이프티부;
측정 지역에 레이저를 조사하고, 레이저에 의해 유도되는 적조 형광 신호를 일정 거리에서 검출하고, 상기 신호들을 집광하고 각 파장 영역별로 정량화하는 레이저 장치, 광 분배 모듈 및 분광장치를 포함하는 측정부;
무선 통신으로 전송된 파장을 산업용 PC로 분석하고, 분석된 자료를 메인서버로 전송하고 레이저의 전원을 제어하는 RF모뎀, 주처리장치 및 제어장치를 포함하는 제어/분석부; 및
메인서버로 전송된 자료를 확인하는 디스플레이;를 포함하고,
상기 레이저의 광원은 청색 다이오드 레이저광원으로 물에 대한 투과율 및 기름에 대한 흡수율이 높으며,
상기 광 분배 모듈은 CCD촬상면의 초점이 틀어지는 것을 방지하는 오목렌즈, 광섬유 결합부 및 CCTV 결합부로 광신호를 분배하는 빔 분배기, 분배된 광신호가 CCD 촬상면에서 정확한 영상정보를 제공하도록 초점을 모아주는 볼록렌즈, 분광장치와 연결되는 광섬유 결합부, CCTV바디와 연결되는 CCTV 결합부 및 렌즈와 연결되는 렌즈 결합부를 포함하며, 프리즘을 추가로 포함하여 분배된 광섬유 결합부 및 CCTV결합부에 제공되는 광신호의 방향이 동일하도록 하고, 렌즈와 CCTV 바디의 접합면의 전기적인 접점을 유지함으로써 자동초점 기능이 활성화되도록 하며, 렌즈의 전기적인 접점이 없이 케이블을 이용하여 CCTV의 초점 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 세이프티부의 CCTV시스템은 CCTV바디 및 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 광 분배 모듈은 렌즈에서 수집한 광신호를 CCTV바디의 촬상소자인 CCD 및 광섬유 결합부를 통하여 분광기로 분배하는 것을 특징으로 하는 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020140147022A KR101616727B1 (ko) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020140147022A KR101616727B1 (ko) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101616727B1 true KR101616727B1 (ko) | 2016-04-29 |
Family
ID=55915954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140147022A KR101616727B1 (ko) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | 세이프티 시스템 일체형 녹조 및 적조 원격 모니터링 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101616727B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101863123B1 (ko) | 2017-02-15 | 2018-06-01 | 한국건설기술연구원 | 자율주행 무인비행체 및 이동형 무인부체를 이용한 하천 녹조지도 작성 시스템 |
| KR101936586B1 (ko) | 2017-11-08 | 2019-04-09 | 한국건설기술연구원 | Gps-기반 무작위 샘플링 방식으로 측정된 데이터를 활용한 녹조지도 작성 시스템 및 그 방법 |
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2014
- 2014-10-28 KR KR1020140147022A patent/KR101616727B1/ko active IP Right Grant
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