KR102097463B1 - Ocr 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반 - Google Patents

Ocr 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력 공급처로부터 수전한 전기를 부하별로 분기하는 가로등의 분전반에 관한 것으로서, 전면부와 후면부에 각각 개폐가 가능한 전면도어와 후면도어가 구비되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 구비되고 상기 전력량을 측정 및 기록하는 전력량계와, 상기 전면도어에 구비되고 상기 전력량계의 계기판의 화면을 촬영하는 카메라모듈과, 촬영된 상기 화면을 분석하는 OCR(Optical Character Recognition)모듈과, 유무선 통신을 통하여 중앙관제서버에 신호를 전달하고 상기 중앙관제서버로부터 신호를 수신하는 통신모듈과, 상기 카메라모듈, OCR모듈 및 통신모듈과 연결되어 각각 제어하는 제어기를 포함하여, 메라 모듈을 이용하여 아날로그 방식의 구형 전력량계를 자동으로 검침함으로써, 가로등의 제어기와 전력량계를 교체하지 않아 경제적이고, 전력량을 확인하기 위하여 사람이 직접 가지 않아도 되기 때문에, 노동력을 줄일 수 있다.
또한, 확인된 전력량을 관리자 서버나 중앙관리 서버에 송신함으로써, 복수의 가로등의 소비전력량을 쉽게 모니터링이 가능하고, 서버에 자동으로 저장함으로써, 사람이 직접 수기로 작성할 경우에 일어날 수 있는 데이터의 오기나 데이터의 분실을 미연에 방지할 수 있다.

Description

OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반{Electricity distribution panel that reads power meter using OCR algorithm and Streetlight Controller}
본 발명은 OCR(Optical Character Recognition) 알고리즘 및 CDMA, NBIOT망, LTE망을 이용하여 가로등을 점소등하는 가로등제어기를 겸용하여 전력량계 검침을 가능하게 하는 다용도 분전반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분전반 내에 별도의 카메라 모듈 및 부착구를 설치하여 전력량계의 사용전력량을 사전에 설정한 시간에 촬영하고, 고안된 OCR 알고리즘을 이용, 판독하여 이를 CDMA, NBIOT, LTE망용 가로등제어기를 통해 중앙의 서버로 보내거나, 촬영된 이미지를 바로 중앙의 서버에 보내서 서버에서 판독함으로써, 검침원 없이 원방에서 검침을 가능하게 하는 다용도 분전반에 관한 것이다.
일반적으로 가로등용 분전반 내에는 전력량계가 설치되어 공공수용가가 사용한 전력량을 표시하고 있으며, CDMA, NBIOT망, LTE망을 이용하여 가로등을 점소등하고 그 상태를 감시하는 가로등제어기가 설치되어 있다.
여기에서, 해당 전력량계를 통해 해당 가로등과 그 서브 모듈들이 사용한 전력량을 표시하고 있으며, 비정기적으로 해당 지자체의 담당자들이 해당 분전함을 방문하여 사용된 전력량을 직접 확인하거나, 한국전력공사에서 담당자를 파견하여 해당 가로등의 전력량을 확인한다.
이러한 방식은 광범위하게 설치된 가로등의 위치적인 특성상 많은 노동력을 투입하여 전력량을 확인하여야 하는 구조적인 문제점을 가지고 있다.
그래서 이러한 방식을 탈피하기 위해 여러 가지 방법들이 제시되고 있으며 그 중의 한 가지 방식은 사용된 전력량을 여러 센서를 이용한 통신방식으로 한전에게 알려주는 디지털 전력량계를 가로등에 설치하는 방식이다.
하지만, 이러한 원격검침 기능이 없는 아날로그 및 디지털 전력량계는 원격 검침 기능을 부가하기 위해 가로등 또는 분전반 전체를 교체해야 하기 때문에 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.
1. 대한민국 등록특허 제10-0996779호(2010.11.19. 등록) 2. 대한민국 공개특허 제10-2009-0063713호(2009. 06. 18. 공개)
본 발명은 카메라 모듈을 이용하여 아날로그 방식의 전력량계뿐만 아니라 디지털 전력량계 중 원격검침 기능이 없는 전력량계를 자동으로 검침하는 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반을 제공하고자 한다.
또한, 확인된 전력량을 관리자 서버나 중앙관리 서버에 송신이 가능한 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력 공급처로부터 수전한 전기를 부하별로 분기하는 가로등의 분전반에 관한 것으로서, 전면부와 후면부에 각각 개폐가 가능한 전면도어와 후면도어가 구비되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 구비되고 상기 전력량을 측정 및 기록하는 전력량계와, 상기 전면도어에 구비되고 상기 전력량계의 계기판의 화면을 촬영하는 카메라모듈과, 촬영된 상기 화면을 분석하는 OCR(Optical Character Recognition)모듈과, 유무선 통신을 통하여 중앙관제서버에 신호를 전달하고 상기 중앙관제서버로부터 신호를 수신하는 통신모듈과, 상기 카메라모듈, OCR모듈 및 통신모듈과 연결되어 각각 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전면도어 및 후면도어는, 외면에 구비되는 플레이트와, 상기 플레이트의 양측 가장자리가 각각 삽입되도록 상기 외면에 형성되고, 상기 플레이트를 슬라이드 방식으로 이동시키는 가이드홈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 OCR모듈은 상기 화면을 OCR알고리즘을 통해 분석할 수 있다.
또한, 상기 OCR 알고리즘은, 상기 화면에서 숫자들을 표현하는 부분의 이미지와 배경부분을 분리하는 단계와, 상기 이미지를 그레이스케일로 변환하고, 스무딩과 필터링을 통해 해당 부분의 RGB 노이즈를 제거하는 단계와, 분리된 상기 이미지에서 숫자 셀을 각각 분리하는 단계와, 분리된 상기 셀에 프로젝션 코렉션, 수평 또는 수직 프로젝션 코렉션을 수행하는 단계와, 상기 셀에서 숫자를 각각 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 통신모듈은 CDMA, NB-IoT 또는 LoRA 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 일정 기간마다 상기 카메라모듈, OCR모듈, 통신모듈을 작동시켜 분석된 상기 화면에 관한 데이터를 상기 중앙관제서버에 전달하고, 상기 중앙관제서버는 소비 전력량을 산출할 수 있다.
또한, 상기 전면도어 및 후면도어는, 하부에 상기 가로등의 ID정보를 포함하는 QR 코드가 구비될 수 있다.
본 발명은 카메라 모듈을 이용하여 아날로그 방식의 전력량계뿐만 아니라 디지털 전력량계 중 원격검침 기능이 없는 전력량계를 자동으로 검침함으로써, 가로등의 제어기와 전력량계를 교체하지 않고 기존의 가로등을 그대로 활용이 가능하기 때문에 경제적이고, 전력량을 확인하기 위하여 검침원이 직접 가지 않아도 되기 때문에, 노동력을 줄일 수 있다.
또한, 확인된 전력량을 관리자 서버나 중앙관리 서버에 송신함으로써, 복수의 가로등의 소비전력량을 쉽게 모니터링이 가능하고, 서버에 자동으로 저장함으로써, 사람이 직접 수기로 작성할 경우에 일어날 수 있는 데이터의 오기나 데이터의 분실을 미연에 방지할 수 있다.
또한, CDMA 또는 NBIOT망을 이용하여 가로등을 점소등하는 가로등제어기를 그대로 활용하여 전력량계를 자동으로 검침하여 서버에 송신하는 원격검침 기능과 가로등을 점소등하는 기능을 겸용하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 전면을 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 후면을 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 플레이트가 분해된 것을 나타낸 도면이며,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 내부를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 OCR모듈의 OCR 알고리즘을 나타낸 순서도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 제어기의 반도체 릴레이를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일실시예 들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예 들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예 들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예 들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 전면을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 후면을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 플레이트가 분해된 것을 나타낸 도면이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 내부를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 OCR모듈의 OCR 알고리즘을 나타낸 순서도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반의 제어기의 반도체 릴레이를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반은 전력 공급처로부터 수전한 전기를 부하별로 분기하는 가로등의 분전반에 관한 것으로서, 하우징(110), 전력량계(120), 카메라모듈(130), OCR모듈(140), 통신모듈(150), 제어기(160) 등을 포함할 수 있다.
하우징(110)은 사각함 형태로 하부에 지지대를 포함하고, 전면부와 후면부에 각각 개폐가 가능한 전면도어(111)와 후면도어(112) 등이 구비될 수 있다.
또한, 전면도어(111) 및 후면도어(112)는 하부에 가로등의 ID정보를 포함하는 QR 코드가 구비될 수 있다.
여기에서, QR 코드는 인식하면 고장 신고 방법을 선택할 수 있으며, 고장 신고 방법은 ARS를 이용한 전화, 중앙관제서버에 텍스트 전송 등을 포함할 수 있다.
또한, 중앙관제서버는 다수개의 본 발명의 일 실시예에 따른 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반과 연결된 후, 해당 가로등의 전력량을 송수신하거나 해당 가로등의 ID를 통해 가로등의 유지보수를 할 수 있도록 한다.
이러한 중앙관제서버는 보통 지방자치단체(시, 군, 청)의 통제실 등에 설치되어서 해당 지역의 가로등을 관리하고 제어할 수 있다.
전면도어(111) 및 후면도어(112)는 외면에 가이드홈(113), 플레이트(114) 등을 포함할 수 있다.
여기에서, 가이드홈(113)은 플레이트(114)의 양측 가장자리가 각각 삽입되도록 외면에 형성되고, 삽입된 프렐이트(114)를 슬라이드 방식으로 이동시킬 수 있다.
또한, 플레이트(114)는 가이드홈(113)에 삽입되도록 외면에 구비되고, 플레이트(114)의 외형이 손상되거나 오염이 발생하는 경우에는, 플레이트(114)만을 교체함으로써, 유지관리 비용을 절감할 수 있다.
여기에서, 지자체에 이벤트가 있는 경우에는, 해당 이벤트와 관련된 패턴을 형성하여 홍보가 가능하도록 플레이트(114)를 제작하여 구비함으로써, 미적 감각이 형성된 홍보 메시지를 효과적으로 제시할 수 있다.
전면도어(111)는 전면에 내부를 확인 가능하고 투광이 가능하도록 투광홀(111a)이 형성되고, 플레이트(114)는 투광홀(111a)에 대응되도록 플레이트홀(114a)이 형성될 수 있다.
전력량계(120)는 하우징(110)의 내부에 구비되어 전력량을 측정 및 기록할 수 있다.
여기에서, 전력량계(120)는 계기판이 아날로그 형식으로 숫자가 0부터 9까지 각자리가 순서대로 올라가며, 전류, 전압, 주파수 등이 기재되어 각 수치를 파악할 수 있다.
카메라모듈(130)은 전면도어(111)의 내면에 구비되어, 전력량계(120)의 계기판의 화면을 촬영할 수 있다.
여기에서, 카메라모듈(130)은 제어기(160)에 연결되어 제어기(160)의 신호에 따라 촬영이 진행될 수 있다.
또한, 카메라모듈(130)은 하우징(110)의 내부가 밀폐되어 카메라 촬상에 필요한 적절한 광량이 부족할 경우에는, 조명, 적외선 카메라 등을 사용할 수 있다.
OCR모듈(140)은 카메라모듈(130)로부터 전송된 화면을 OCR 알고리즘을 통해 분석하고, 분석된 데이터를 통신모듈(150)을 통해 외부로 송신할 수 있다.
도 6을 참조하면, OCR 알고리즘은 상기 화면에서 숫자들을 표현하는 부분의 이미지와 배경부분을 분리할 수 있다(단계 S102).
이미지를 그레이스케일로 변환하고, 스무딩과 필터링을 통해 해당 부분의 RGB 노이즈를 제거할 수 있다(단계 S104).
분리된 이미지에서 숫자 셀을 각각 분리할 수 있다(단계 S106).
분리된 상기 셀에 프로젝션 코렉션, 수평 또는 수직 프로젝션 코렉션을 수행할 수 있다(단계 S108).
여기에서, 프로젝션 코렉션, 수평 또는 수직 프로젝션 코렉션을 수행함으로써, 숫자 추출의 확률을 높일 수 있다.
셀에서 숫자를 각각 추출할 수 있다(단계 S110).
여기에서, 숫자 추출에 실패한 경우에는, 기재된 숫자가 서로 다른 두 숫자를 모두 부분적으로 포함하고 있을 수 있는데, 이 경우 기본적으로 하나의 숫자 결과를 리턴하지 못하게 되는데, 사용자에게 전력량의 과대 계상이라는 부수적인 피해가 가지 않는 가장 보수적인 방법은 인식에 실패한 해당 숫자를 0으로 가정하여 전력량을 계산하는 방식이 사용될 수도 있다.
또한, 숫자들을 표현하는 부분의 이미지와 배경부분을 분리하는 단계(S102) 직후에 전력량계(120)의 ID와 분리된 이미지를 중앙관제서버로 전송하여, 관리자가 해당 이미지를 확인하고 전력량을 수동으로 기입하도록 할 수 있다.
통신모듈(150)은 유무선 통신을 통하여 중앙관제서버에 신호를 전달하고 상기 중앙관제서버로부터 신호를 수신할 수 있다.
여기에서, 통신모듈(150)은 중앙관제서버에서 전력량송출과 관련된 명령을 받고, 확인된 전력량을 다시 중앙관제서버 또는 관리자의 단말기에 전달할 수 있다.
또한, 통신모듈(150)은 CDMA(code division multiple access), NB-IoT(NarrowBand-Internet of Things), LoRA(Long Range) 등을 이용하여 통신할 수 있다.
여기에서, CDMA는 코드 분할 다원접속이며, 동일 주파수대와 동일 시간대에 복수 개의 신호 중 순간적으로 한 개 신호를 인지하여 기본 정보를 추출 해내는 기법이다.
또한, 스프레드 스펙트럼은 문자 그대로 필요한 신호에 관련된 정규 대역폭보다 더 넓은 밴드 확산을 이용함으로서 그 필요한 신호 세력 크기를 낮게 하여도 수신이 가능할 뿐만 아니라 보안통신에도 응용되고 있는 것으로 알려져 있다.
여기에서, NB-IoT는 협대역 사물 인터넷으로, 이동통신망을 통해 저전력 광역(LPWA: Low Power Wide Area) 통신을 지원하는 협대역 사물 인터넷 표준으로, 지에스엠(GSM: Global System for Mobile Communications) 또는 엘티이(LTE: Long Term Evolution) 망에서 좁은 대역을 이용하여, 수백 kbps 이하의 데이터 전송 속도와 10km 이상의 광역 서비스를 지원하는 것으로 알려져 있다.
또한, LoRA(Long Range)는 사물끼리 서로 통신을 주고받을 수 있게 도와주는 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area) 기술로, 다른 통신망과 비교했을 때, 적은 전력으로 먼 거리를 통신할 수 있어 사물인터넷(IoT) 전용망으로 불리는 것으로 알려져 있다.
제어기(160)는 카메라모듈(130), OCR모듈(140), 통신모듈(150) 등과 연결되어 각각 제어할 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 제어기(160)는 반도체 릴레이(SSR)를 사용함으로써, 기존의 분전반에 사용되는 전기 기계식 릴레이보다 반응속도가 빠르고, 접점이 없기 때문에 마모가 없어 수명이 길다는 장점이 있다.
여기에서, 제어기(160)는 일정 기간(예를 들면, 매달 1일 정오, 매달 15일 정오 등)마다 카메라모듈(130), OCR모듈(140), 통신모듈(150)을 작동시켜 분석된 화면에 관한 데이터를 중앙관제서버에 전달하고, 중앙관제서버에서 소비 전력량을 산출할 수 있다.
또한, 중앙관제서버는 개별 가로등의 해당월의 사용 전력량, 해당년의 누적 전력량 등을 저장함으로써, 관리자가 개별 가로등이나 군으로 이루어진 복수의 가로등의 소비전력량을 쉽게 모니터링 하고, 새로 도입되는 가로등이 있는 경우 해당 가로등의 소비전력이 종래 가로등보다 얼마나 절약되었는지 등을 관리서버에서 수치 혹은 그래프로 제시된 통계데이터를 통해 쉽게 확인할 수 있다.
여기에서, 관리자는 누적된 가로등의 소비전력량의 월 단위와 같이 기준이 되는 단위 기간 동안 사용한 전력량 평균값, 표준편차 등을 통계적으로 관리함으로써, 해당 수치에서 임계값 이상으로 벗어난 가로등 전력량이 반복되어 리포팅되는 경우, 해당 가로등의 카메라모듈(130), OCR모듈(140), 통신모듈(150) 등에 문제가 발생되었다는 점을 추정할 수 있고, 이러한 점을 이용하여 고장 가로등의 검출 등에 사용할 수 있다.
구체적으로, 일 실시예에 따르면, 중앙 관제서버의 연산부가 가로등의 단위 기간 소비 전력량을 산출할 때, 하기 [수학식 1]과 같이, 중앙 관제서버의 기준으로 그룹을 이루는 가로등 군에서 전송되는 전력량을 평균하여 대표 소비 전력량값으로 한 뒤, 상기 대표 소비 전력량값과 개별 가로등의 소비 전력량값을 비교하여 특이성이 발생한 데이터를 도출함으로써, 전력량과 관련되어 고장이 났을 것으로 추정되는 가로등을 쉽게 검출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112018062367120-pat00001
여기서,
Figure 112018062367120-pat00002
: 대표 소비 전력량값
Figure 112018062367120-pat00003
: N번째 소비 전력량값
Figure 112018062367120-pat00004
: 해당 가로등 그룹 내의 가로등 개수
또한, 다른 실시예로는, 중앙관제서버의 연산부가 어느 하나의 가로등의 단위 시간 소비 전력량값을 산출할 때는 하기의 [수학식 2]와 같이 가로등 그룹에서 전송되는 소비 전력량값 각각에 센싱 가중치를 곱한 후 평균하여 대표 소비 전력량값으로 한 후, 상기 대표 소비 전력량값을 개별적으로 제공되는 가로등의 소비 전력량 데이터와 비교하여 특이성이 발생한 데이터를 기준으로, 고장이 났을 것으로 추정되는 가로등을 검출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112018062367120-pat00005
여기서,
Figure 112018062367120-pat00006
: 대표 소비 전력량값
Figure 112018062367120-pat00007
: N번째 소비 전력량값 가중치
Figure 112018062367120-pat00008
: N번째 소비 전력량값
Figure 112018062367120-pat00009
: 해당 가로등 그룹 내의 가로등 개수
구체적으로, 소비 전력량값 가중치는, 중앙관제서버의 연산부가 각 가로등으로부터 전송되는 데이터(전력량)를 지역별, 시간별, 계절별로 통계 처리한 값, 또는 정상동작으로 판단되는 가로등이나 고장 위험이 높은 가로등을 동작수명이나 기대수명을 토대로 통계 처리한 값으로 하되, 상기 통계 처리는 일정 기간 동안 누적된 데이터를 평균한 값인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, [수학식 2]를 이용하여 검출하는 방식에서도, 고장으로 추정되는 가로등의 소비 전력량값의 데이터는 그 뒤 통계처리에서 제외함으로써, 이후 중앙관제서버에서 계산되는 대표 소비 전력량값의 정확도나 정밀도를 향상시킬 수 있다.
임계값을 정하는 구체적인 실시예로는, 해당 가로등의 주변 가로등의 단위 기간 전력량 평균값에 대한 표준 오차값을 통계적으로 구하고, 이러한 평균값에서 표준 오차값을 +/-로 벗어나는 값으로 임계값을 설정하여, 고장 가로등의 검출에 사용할 수 있을 것이다.
또 다른 고장 가로등의 검출 예로는, 해당 가로등의 초기 공장에서 측정된 단위 기간 소비전력을 초기 기준값으로 잡고, 해당 가로등의 단위 기간 동안 측정된 소비전력값에서 해당 초기 기준값과의 차이값를 계산한 뒤, 이러한 차이값이 미리 결정된 차이기준값보다 큰 경우, 가로등의 고장을 추정할 수 있다. 또한 이러한 차이값 연산을 한번만 하고 판단하는 것이 아니라, 고장이라고 추정되는 가로등에만 카운터 등을 이용하여, 주기적으로 차이값을 연산하고, 여전히 차이값이 차이기준값보다 크며, 동시에 기준 카운터보다 큰 경우에 해당 가로등의 고장이라고 판정할 수도 있다.
또 다른 고장 가로등의 검출 예로는, 상기 초기 기준값과, 해당 가로등의 단위 기간동안 측정된 소비전력값과의 차이값을 주기적으로 저장하고, 상기 저장된 차이값들을 누적하여 더한 값(누적 차이값이라 정의한다)이 기준적분값보다 큰 경우, 해당 가로등을 고장이라고 추정할 수도 있다.
또 다른 고장 가로등의 검출 예로는, 상기 초기 기준값과, 해당 가로등의 단위 기간동안 측정된 소비전력값과의 차이값을 주기적으로 저장하고, 상기 저장된 차이값 중, 가장 최근 측정된 차이값과 그 바로 이전 차이값과의 차이를(순간 차이값이라 정의한다) 구하고, 이 값이 기준미분값보다 큰 경우, 해당 가로등을 고장이라고 추정할 수도 있다.
또 다른 고장 가로등의 검출 예로는, 위에 제시된 차이값, 카운터, 누적 차이값, 순간 차이값을 혼용하여 사용함으로써, 고장 가로등 검출의 정확도를 더욱 높이면서, 검출 오류를 더 줄일 수 있다.
본 발명은 카메라 모듈을 이용하여 아날로그 방식의 전력량계뿐만 아니라 디지털 전력량계 중 원격검침 기능이 없는 전력량계를 자동으로 검침함으로써, 가로등의 제어기와 전력량계를 교체하지 않고 기존의 가로등을 그대로 활용이 가능하기 때문에 경제적이고, 전력량을 확인하기 위하여 검침원이 직접 가지 않아도 되기 때문에, 노동력을 줄일 수 있다.
또한, 확인된 전력량을 관리자 서버나 중앙관리 서버에 송신함으로써, 복수의 가로등의 소비전력량을 쉽게 모니터링이 가능하고, 서버에 자동으로 저장함으로써, 사람이 직접 수기로 작성할 경우에 일어날 수 있는 데이터의 오기나 데이터의 분실을 미연에 방지할 수 있다.
또한, CDMA 또는 NBIOT망을 이용하여 가로등을 점소등하는 가로등제어기를 그대로 활용하여 전력량계를 자동으로 검침하여 서버에 송신하는 원격검침 기능과 가로등을 점소등하는 기능을 겸용하여 사용할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
110: 하우징 111: 전면도어
111a: 투광홀 112: 후면도어
113: 가이드홈 114: 플레이트
114a: 플레이트홀 120: 전력량계
130: 카메라모듈 140: OCR모듈
150: 통신모듈 160: 제어기

Claims (7)

  1. 전력 공급처로부터 수전한 전기를 부하별로 분기하는 가로등의 분전반에 관한 것으로서,
    전면부와 후면부에 각각 개폐가 가능한 전면도어와 후면도어가 구비되는 하우징과,
    상기 하우징의 내부에 구비되고 전력량을 측정 및 기록하는 전력량계와,
    상기 전면도어에 구비되고 상기 전력량계의 계기판의 화면을 촬영하는 카메라모듈과,
    촬영된 상기 화면을 분석하는 OCR(Optical Character Recognition)모듈과,
    유무선 통신을 통하여 중앙관제서버에 신호를 전달하고 상기 중앙관제서버로부터 신호를 수신하는 통신모듈과,
    상기 카메라모듈, OCR모듈 및 통신모듈과 연결되어 각각 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 전면도어 및 후면도어는, 하부에 상기 가로등의 ID정보를 포함하는 QR 코드가 구비되고, 외면에 구비되며 플레이트와, 상기 플레이트의 양측 가장자리가 각각 삽입되도록 상기 외면에 형성되고, 상기 플레이트를 슬라이드 방식으로 이동시키는 가이드홈을 포함하고,
    상기 전면도어는, 전면에 내부를 확인 가능하고 투광이 가능하도록 투광홀이 형성되고, 상기 플레이트는 상기 투광홀에 대응되도록 플레이트홀이 형성되며,
    상기 제어기는, 일정 기간마다 상기 카메라모듈, OCR모듈, 통신모듈을 작동시켜 분석된 상기 화면에 관한 데이터를 상기 중앙관제서버에 전달하고, 상기 중앙관제서버는 소비 전력량을 산출하고,
    상기 중앙관제서버는,
    초기에 측정된 소비전력인 초기 기준값과 상기 소비 전력량인 소비전력값과의 단위 기간 동안의 차이값을 산출하여, 상기 차이값과 기설정된 차이기준값과의 차이를 이용하거나,
    상기 차이값이 누적된 누적 차이값을 산출하여, 상기 누적 차이값과 기설정된 기준적분값과의 차이를 이용하여 상기 가로등의 고장 여부를 판정하는
    OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 OCR모듈은 상기 화면을 OCR알고리즘을 통해 분석하는 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 OCR 알고리즘은,
    상기 화면에서 숫자들을 표현하는 부분의 이미지와 배경부분을 분리하는 단계와,
    상기 이미지를 그레이스케일로 변환하고, 스무딩과 필터링을 통해 해당 부분의 RGB 노이즈를 제거하는 단계와,
    분리된 상기 이미지에서 숫자 셀을 각각 분리하는 단계와,
    분리된 상기 셀에 프로젝션 코렉션, 수평 또는 수직 프로젝션 코렉션을 수행하는 단계와,
    상기 셀에서 숫자를 각각 추출하는 단계를 포함하는 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신모듈은 CDMA, NB-IoT 또는 LoRA 중 어느 하나를 이용하여 통신하는 OCR 알고리즘 및 가로등제어기를 활용한 전력량계 검침이 가능한 분전반.
  6. 삭제
  7. 삭제
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