KR101813244B1 - 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열영상 카메라와 방향센서를 구비하여 야간 및 악천후 시에도 별도의 조명 및 측량 작업없이 실시간으로 유속 측정이 가능하도록 한 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법에 관한 것으로, 열영상 카메라를 구비하는 영상 취득부;열영상 카메라의 방향을 측정하기 위한 방향 센서를 구비하고, 열영상 카메라의 방위각(azimuth)과 전후각을 측정하여 좌표변환 처리를 하는 영상 좌표변환부;측정점을 지정하여 시간에 따라 연속적으로 연결되는 시공간 영상을 제작하여 시공간 영상의 상관분석으로 유속(u,v)을 구하기 위한 영상 처리를 하는 영상처리부;영상처리부에서 구해져 분석된 유속을 화면에 표시하는 화면 표시부;를 포함하는 것이다.

Description

열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법{Realtime Surface Image Velocimeter using Thermal Images and Orientation Sensors}
본 발명은 표면영상유속계에 관한 것으로, 구체적으로 열영상 카메라와 방향센서를 구비하여 야간 및 악천후 시에도 별도의 조명 및 측량 작업없이 실시간으로 유속 측정이 가능하도록 한 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법에 관한 것이다.
하천의 유속 및 유량 측정은 수자원 계획과, 하천 계획 등에서 가장 중요한 기본 사항 중 하나이다.
평수시 유속을 위해 프로펠러 유속계, 전자기 유속계 및 초음파 유속계와 같은 각종 첨단 장비를 이용하여 측정하고 있지만, 홍수시에는 대부분의 유속 측정을 봉부자에 의존하고 있다.
홍수시 유속 측정의 문제를 극복하기 위한 대안으로 나온 것이 표면영상 유속측정법이다.
표면영상 유속측정법은 안전하고, 신속하며, 인력과 경비가 절감되는 등 많은 장점을 갖고 있음에도 아직까지 측정 방법에 대한 표준화된 기준이 마련되지 못하여 활발하게 현장 적용이 이루어지지 못하는 실정이다
특히, 야간의 경우 밝은 조명이 없이는 표면영상 유속측정법을 적용하기 어렵다는 한계가 있다.
국내 기후 환경에서는 야간에 큰 홍수가 발생할 확률이 높기 때문에 야간 유속 측정이 어렵다는 것은 아주 치명적인 한계라고 할 수 있다.
종래 기술의 하나로 '표면영상분석에 의한 하천의 표면유속 측정방법'의 경우에는 일반 상용 캠코더를 이용하여 영상을 녹화한 후 컴퓨터로 영상을 전송한 후 분석하는 두 단계 처리를 거친다. 이 때문에 현장에서 직접 실시간으로 유속 측정이 어렵다.(대한민국 등록특허 제10-0817907호)
다른 종래 기술인 '시공간 영상의 상관분석을 이용한 표면유속 측정 시스템 및 방법'의 경우에는 시공간 영상의 상관 분석을 통해서 하천의 수표면 영상을 분석하는 영상 처리 기법이다.
그러나 이 기술은 사전에 측정하고자 하는 수표면의 유속 분포에 대한 사전 지식이 필요하였으며, 저속 측정에는 부정확성을 보였다.(대한민국 등록특허 제10-1305305호)
그리고 종래 기술의 다른 하나인 '영상 처리를 이용한 표면 유속측정 방법 및 휴대용 측정 장치'는 스마트폰을 이용하여 실시간으로 유속을 분석하는 기술이었다. 이 기술은 스마트폰의 카메라로 영상을 취득하고, 내장된 CPU로 영상을 분석하여 실시간 측정이 가능하도록 하였다.
그러나 별도의 조명이 없이는 야간에 촬영이 불가능하고, 안개, 강우 등 악천후시에는 측정이 어려운 문제가 있다.(대한민국 등록특허 제10-1512690호)
따라서, 야간 및 악천후 시에도 별도의 조명 및 측량 작업없이 실시간으로 유속 측정이 가능한 새로운 표면영상 유속측정 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0817907호 대한민국 등록특허 제10-1305305호 대한민국 등록특허 제10-1512690호
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 표면영상 유속측정 방법의 문제를 해결하기 위한 것으로, 열영상 카메라와 방향센서를 구비하여 야간 및 악천후 시에도 별도의 조명 및 측량 작업 없이 실시간으로 유속 측정이 가능하도록 한 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 열영상 카메라와 PC를 직접 접속하여 한 단계로 영상 취득과 분석이 가능하여 실시간 유속 측정이 가능하도록 한 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 시공간 영상을 상호상관분석하는 방법(Cross-correlation Analysis for Spatio-Temporal Image;CASTI)으로 영상 처리를 하여 정확한 유속 측정이 가능하도록 한 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 방향센서(경사계)의 측정값을 이용하여 영상과 물리공간의 좌표 변환을 하여 별도의 참조점 측량 없이 영상 좌표변환이 가능하도록 한 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계는 열영상 카메라를 구비하는 영상 취득부;열영상 카메라의 방향을 측정하기 위한 방향 센서를 구비하고, 열영상 카메라의 방위각(azimuth)과 전후각을 측정하여 좌표변환 처리를 하는 영상 좌표변환부;측정점을 지정하여 시간에 따라 연속적으로 연결되는 시공간 영상을 제작하여 시공간 영상의 상관분석으로 유속(u,v)을 구하기 위한 영상 처리를 하는 영상처리부;영상처리부에서 구해져 분석된 유속을 화면에 표시하는 화면 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 측정 방법은 열영상 카메라를 이용하여 측정 대상이 되는 하천 영역의 표면 영상을 촬영하는 영상 취득 단계;열영상 카메라의 방위각(azimuth)과 전후각을 측정하여 좌표변환 처리를 하는 영상 좌표변환 단계;측정점을 지정하여 시간에 따라 연속적으로 연결되는 시공간 영상을 제작하여 시공간 영상의 상관분석으로 유속(u,v)을 구하기 위한 영상 처리를 하는 영상처리 단계;영상처리 단계에서 구해져 분석된 유속을 화면에 표시하는 화면 표시 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 열영상 카메라와 경사계를 이용하여 실시간으로 하천의 표면유속을 촬영할 수 있다.
둘째, 열영상 카메라와 방향센서를 구비하여 야간 및 악천후 시에도 별도의 조명 및 측량 작업 없이 실시간으로 유속 측정이 가능하다.
셋째, 시공간 영상을 상호상관분석하는 방법(CASTI)으로 영상 처리를 하여 정확한 유속 측정이 가능하다.
넷째, 방향센서(경사계)의 측정값을 이용하여 영상과 물리공간의 좌표 변환을 하여 별도의 참조점 측량 없이 영상 좌표변환이 가능하다.
다섯째, 장비가 간단한 휴대용으로 언제 어디서든지 측정이 가능하며, 실시간으로 영상을 취득하여 분석하므로 별도의 추가 내업이 없이도 유속을 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 측정 방법을 나타낸 플로우 차트
도 3은 본 발명에 따른 영상 보정을 위한 카메라 모형 구성도
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 시공간영상분석을 나타낸 구성도
도 6은 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 화면 구성도
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계를이용한 측정 및 결과를 나타낸 구성도
이하, 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 구성도이다.
그리고 도 2는 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 측정 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명은 열영상 카메라와 방향센서를 구비하여 야간 및 악천후 시에도 별도의 조명 및 측량 작업 없이 실시간으로 유속 측정이 가능하도록한 것으로, 열영상 카메라와 PC를 직접 접속하여 한 단계로 영상 취득과 분석이 가능하다.
이를 위한 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계는 크게 하드웨어(열영상 카메라, 방향센서)와 분석용 소프트웨어로 이루어져 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계는 도 1에서와 같이, 열영상 카메라와, 영상 취득 소프트웨어를 탑재하는 노트북 컴퓨터로 이루어진 영상 취득부(10)와, 방향 센서(경사계)와 좌표변환 처리를 위한 수단으로 이루어진 영상 좌표변환부(20)와, 시공간 영상분석기법을 이용하여 영상 처리를 수행하는 영상처리부(30)와, 분석된 유속을 화면에 나타내는 화면 표시부(40)를 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 측정 방법은 도 2에서와 같이, 열영상 카메라를 노트북 컴퓨터에 연결하여 측정 대상이 되는 하천 영역의 표면 영상을 촬영한다.(S201)
그리고 열영상 카메라의 방위각과 전후각을 측정하고(S202), 영상 좌표변환부(20)에서 방향센서로 측정한 열영상 카메라의 전후각(pitch)
Figure 112016038415091-pat00001
와 좌우각(roll)
Figure 112016038415091-pat00002
, 외부에서 입력한 카메라와 수표면 사이의 높이(h)만을 이용하여 실세계 좌표(X,Y,Z)와 영상좌표 (x,y) 사이의 좌표 변환을 수행한다.(S203)
이어, 영상처리부(30)에서, 측정점(p,q)을 지정하고, 흐름과 평행한 직선과 수직한 측정선을 긋고, 이 측정선을 따라 한 프레임에서 한 줄의 영상 자료를 얻어내고, 이를 시간에 따라 연속적으로 연결하여 시공간 영상을 제작한다.(S204)
그리고 시간축을 기준으로 홀수행과 짝수행을 각각 뽑아내고 각각 시간순으로 연결하여 두 장의 시공간 영상을 제작하고(S205), 방향 행의 수인 Mt 보다 하나 작은 Mt -1 개의 쌍에 대한 영상 변위(L)의 상관 계수(RL)를 계산한다.(S206)
이어, 여러 영상변위 L에 대한 상관계수 중에서 가장 큰 값인 최대 상관계수(RLmax)를 갖는 변위(Lmax)를 구한 후 줄무늬의 기울기를 계산한다.(S207)
그리고 계산한 줄무늬의 기울기(
Figure 112016038415091-pat00003
)를 적용하여 이산화된 유속을 얻고 부화소법(sub-pixel method)을 이용하여 보간하여 최종적으로 오른쪽 방향 변위(Le)를 산출한다.(S208)
이어, 왜곡된 영상을 보정하기 위하여 8점 변환을 이용한 좌표 변환을 실시하여 유속(u,v)을 구하고, 분석된 유속을 화면에 표시한다.(S209)
이와 같은 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계에서 영상 취득부(10)는 열영상 카메라와 노트북 컴퓨터, 전용 소프트웨어로 이루어져 있다.
열영상 카메라를 USB로 PC에 연결하고 실시간으로 영상을 촬영하여 동영상으로 컴퓨터내에 저장한다. 전용 소프트웨어는 Java로 작성한다.
그리고 영상 좌표변환부(20)는 하드웨어와 소프트웨어로 이루어지고, 하드웨어는 열영상 카메라의 방향을 측정하기 위한 아두이노(Arduino) 기반의 방향센서로, GPS와 경사계가 내장되어 있어, 열영상 카메라의 방위각(azimuth)과 전후각을 측정한다.
그리고 영상 좌표변환부(20)는 도 3에서와 같이, 방향센서로 측정한 열영상 카메라의 전후각(pitch)
Figure 112016038415091-pat00004
와 좌우각(roll)
Figure 112016038415091-pat00005
, 외부에서 입력한 카메라와 수표면 사이의 높이(h)만을 이용하여 실세계 좌표(X,Y,Z)와 영상좌표 (x,y) 사이의 좌표 변환의 관계식을 작성한다.
Figure 112016038415091-pat00006
Figure 112016038415091-pat00007
여기서, (X0,Y0,Z0)는 카메라의 위치(m), fx와 fy는 카메라의 초점거리와 배율을 합성한 계수(화소/m)이다.
수학식 1과 수학식 2에서 카메라 영상 좌표에서 실세계 좌표를 찾는 역변환 관계는 다음과 같다.
Figure 112016038415091-pat00008
Figure 112016038415091-pat00009
수학식 3과 수학식 4를 이용하면, 카메라 자세(전후각
Figure 112016038415091-pat00010
, 좌우각
Figure 112016038415091-pat00011
)와 카메라 위치(평면위치 (0,0), 높이 Z0=h), 카메라 내부변수(초점거리와 배율의 곱 fx, fy, 영상의 중심점 (pc,qc))의 총 9개의 변수에서 영상내 물체의 실세계 좌표를 구할 수 있다.
그리고 영상처리부(30)는 시공간 영상의 상관분석(Cross-correlation Analysis for Spatio-Temporal Image;CASTI)을 이용한다.
도 4는 본 발명에 따른 시공간영상분석을 나타낸 구성도이다.
CASTI를 이용한 영상 분석을 위해서는 우선 획득한 영상을 이용하여 시공간영상으로 변화하는 과정이 필요하다.
하천 흐름의 수표면 영상을 동영상으로 촬영하고 여기에 측정점(p,q)을 지정하고, 흐름과 평행한 직선과 수직한 측정선을 긋고, 이 측정선을 따라 한 프레임에서 한 줄의 영상 자료를 얻어내고, 이를 시간에 따라 연속적으로 연결하여 도 4의 (a)와 같이 시공간 영상을 제작한다.
그리고 도 4의 (b)와 같이 시간축을 기준으로 홀수행과 짝수행을 각각 뽑아내고 도 4의 (c)와 같이 이를 각각 시간순으로 연결하여 두 장의 시공간 영상을 만든다.
이와 같이 제작한 두 장의 영상을 이용하여 도 5와 같이 방향 행의 수인 Mt 보다 하나 작은 Mt -1 개의 쌍에 대한 영상 변위(L)의 상관 계수(RL)를 수학식 5를 이용하여 계산한다.
Figure 112016038415091-pat00012
여기서,
Figure 112016038415091-pat00013
는 원영상의 명암값 평균이며,
Figure 112016038415091-pat00014
은 I 영상을 시간적으로 1, 공간적으로 L만큼 이동한 영상의 명암값 평균이다.
즉, 수학식 5는 시공간 영상의 자기상관(autocorrelation)의 성격을 갖는다.
시공간 영상의 i번째 행과 i+1번째 행의 쌍, 즉 Mt -1 개의 쌍에 대해 각 변위별 상관 계수의 시간 평균을 한 번에 구할 수 있다.
다음으로 여러 영상변위 L에 대한 상관계수 중에서 가장 큰 값인 최대 상관계수(RLmax)를 갖는 변위(Lmax)를 구한 후 다음 수학식 6을 이용하여 줄무늬의 기울기를 계산한다.
Figure 112016038415091-pat00015
계산한 줄무늬의 기울기(
Figure 112016038415091-pat00016
)를 그대로 적용하면, 이산화된 유속을 얻게 된다. 따라서 PIV 기법에서 이용하는 부화소법(sub-pixel method)을 이용하여 보간하는 작업이 필요하다.
다음으로 수학식 7에서와 같이, 이차첨두형 보간법을 이용하면 최종적으로 오른쪽 방향 변위(Le)를 구할 수 있다.
Figure 112016038415091-pat00017
또한, p 방향 변위와 q 방향 변위는 화소 단위이기 때문에 실제 유속을 계산하기 위해서는 화소단위를 실제 거리 단위로 환산해주어야 한다.
즉, 영상 좌표 (p,q)는 전체 분석 시간 t 동안 (p+Lp,q+Lq)로 이동할 것이다.
따라서, 영상 좌표 (p,q)와 (p+Lp,q+Lq)를 실제 좌표 (x,y)와 (x+△x, y+△y)로 변환하여야 한다. 이때 왜곡된 영상을 보정하기 위하여 8점 변환을 이용한 좌표 변환을 실시하여 (p+Lp,q+Lq)와 (x+△x, y+△y)의 관계를 수학식 8에서와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016038415091-pat00018
이와 같이 변환된 (x,y)와 (x+△x, y+△y)를 이용하여 유속(u,v)을 수학식 9에서와 같이 구할 수 있다.
Figure 112016038415091-pat00019
그리고 화면 표시부(40)는 분석된 유속을 화면에 나타내기 위한 분석 및 후처리 소프트웨어를 탑재한다.
도 6은 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 화면 구성도이다.
본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계를 이용한 측정 및 결과는 다음과 같다.
그리고 도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계를 이용한 측정 및 결과를 나타낸 구성도이다.
도 7a에서와 같이 일반캠코더, 근적외선 카메라 및 원적외선 카메라를 이용하여 획득한 주간과 야간 영상을 이용하여 표면 유속을 산정한 결과는 도 7b에서와 같다.
주간에는 모두 적용이 가능하지만, 야간의 경우는 원적외선 카메라만 적용이 가능하였다.
또한, 야간에 조명을 비출 경우에는 근적외선 카메라의 적용이 가능했으나, 하도 내 조명 밝기가 일정하지 않기 때문에 전체 유속장 산정에 어려움이 있었다.
반면, 원적외선 카메라는 조명에 관계없이 적용할 수 있었다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계 및 그의 측정 방법은 열영상 카메라와 방향센서를 구비하여 야간 및 악천후 시에도 별도의 조명 및 측량 작업 없이 실시간으로 유속 측정이 가능하도록 한 것으로, 시공간 영상을 상호상관분석하는 방법(CASTI)으로 영상 처리를 하여 정확한 유속 측정이 가능하다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10. 영상 취득부 20. 영상 좌표변환부
30. 영상 처리부 40. 화면 표시부

Claims (10)

  1. 열영상 카메라를 구비하는 영상 취득부;
    열영상 카메라의 방향을 측정하기 위한 방향 센서를 구비하고, 열영상 카메라의 방위각(azimuth)과 전후각을 측정하여 좌표변환 처리를 하는 영상 좌표변환부;
    측정점을 지정하여 시간에 따라 연속적으로 연결되는 시공간 영상을 제작하여 시공간 영상의 상관분석으로 유속(u,v)을 구하기 위한 영상 처리를 하는 영상처리부;
    영상처리부에서 구해져 분석된 유속을 화면에 표시하는 화면 표시부;를 포함하고,
    상기 영상처리부는 시간축을 기준으로 홀수행과 짝수행을 각각 뽑아내고 각각 시간순으로 연결하여 두 장의 시공간 영상을 제작하고, 방향 행의 수인 Mt 보다 하나 작은 Mt -1 개의 쌍에 대한 영상 변위(L)의 상관 계수(RL)를 계산하는 것을 특징으로 하는 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 영상 좌표변환부는,
    방향센서로 측정한 열영상 카메라의 전후각(pitch)
    Figure 112016038415091-pat00020
    와 좌우각(roll)
    Figure 112016038415091-pat00021
    , 외부에서 입력한 카메라와 수표면 사이의 높이(h)를 이용하여 실세계 좌표(X,Y,Z)와 영상좌표(x,y) 사이의 좌표 변환의 관계식을 정의하는 것을 특징으로 하는 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 실세계 좌표(X,Y,Z)와 영상좌표(x,y) 사이의 좌표 변환의 관계식은,
    Figure 112016038415091-pat00022
    ,
    Figure 112016038415091-pat00023
    으로 정의되고,
    여기서, (X0,Y0,Z0)는 카메라의 위치(m), fx와 fy는 카메라의 초점거리와 배율을 합성한 계수(화소/m)인 것을 특징으로 하는 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계.
  4. 제 3 항에 있어서, 카메라 영상 좌표에서 실세계 좌표를 찾는 역변환 관계는,
    Figure 112016038415091-pat00024
    ,
    Figure 112016038415091-pat00025
    인 것을 특징으로 하는 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계.
  5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 영상 좌표변환부는,
    카메라 자세(전후각
    Figure 112016038415091-pat00026
    , 좌우각
    Figure 112016038415091-pat00027
    )와 카메라 위치(평면위치 (0,0), 높이 Z0=h), 카메라 내부변수(초점거리와 배율의 곱 fx, fy, 영상의 중심점 (pc,qc))의 9개의 변수에서 영상내 물체의 실세계 좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계.
  6. 열영상 카메라를 이용하여 측정 대상이 되는 하천 영역의 표면 영상을 촬영하는 영상 취득 단계;
    열영상 카메라의 방위각(azimuth)과 전후각을 측정하여 좌표변환 처리를 하는 영상 좌표변환 단계;
    측정점을 지정하여 시간에 따라 연속적으로 연결되는 시공간 영상을 제작하여 시공간 영상의 상관분석으로 유속(u,v)을 구하기 위한 영상 처리를 하는 영상처리 단계;
    영상처리 단계에서 구해져 분석된 유속을 화면에 표시하는 화면 표시 단계;를 포함하고,
    상기 영상처리 단계에서 시간축을 기준으로 홀수행과 짝수행을 각각 뽑아내고 각각 시간순으로 연결하여 두 장의 시공간 영상을 제작하고, 방향 행의 수인 Mt 보다 하나 작은 Mt -1 개의 쌍에 대한 영상 변위(L)의 상관 계수(RL)를 계산하는 것을 특징으로 하는 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 측정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 영상 좌표변환 단계는,
    측정한 열영상 카메라의 전후각(pitch)
    Figure 112016038415091-pat00028
    와 좌우각(roll)
    Figure 112016038415091-pat00029
    , 외부에서 입력한 카메라와 수표면 사이의 높이(h)를 이용하여 실세계 좌표(X,Y,Z)와 영상좌표(x,y) 사이의 좌표 변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 측정 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 영상처리 단계는,
    측정점(p,q)을 지정하고, 흐름과 평행한 직선과 수직한 측정선을 긋고, 이 측정선을 따라 한 프레임에서 한 줄의 영상 자료를 얻어내고, 이를 시간에 따라 연속적으로 연결하여 시공간 영상을 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 측정 방법.
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 영상처리 단계는,
    여러 영상변위 L에 대한 상관계수 중에서 가장 큰 값인 최대 상관계수(RLmax)를 갖는 변위(Lmax)를 구한 후 줄무늬의 기울기를 계산하는 단계와,
    계산한 줄무늬의 기울기(
    Figure 112016038415091-pat00030
    )를 적용하여 이산화된 유속을 얻고 부화소법(sub-pixel method)을 이용하여 보간하여 최종적으로 오른쪽 방향 변위(Le)를 산출하는 단계와,
    왜곡된 영상을 보정하기 위하여 8점 변환을 이용한 좌표 변환을 실시하여 유속(u,v)을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열영상을 이용한 실시간 표면영상유속계의 측정 방법.
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