KR102404602B1 - All-round camera and aerial weather observation system including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전천 카메라 및 이를 포함하는 항공 기상 관측 시스템에 관한 것이다. 위에서 살펴본 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 복수의 전천 카메라와 관측 서버를 구비하고, 상기 복수의 전천 카메라는, GPS 신호에 근거하여 시간을 설정하는 단계, 항공 기상 관측을 위해 하늘의 전천 영상을 촬영하는 단계 및 상기 전천 영상 및 상기 전천 영상이 촬영된 촬영 일시 정보를 매칭시켜 상기 관측 서버로 전송하는 단계를 수행하고, 상기 관측 서버는, 상기 복수의 전천 카메라 각각에서 수집한 상기 전천 영상 및 상기 촬영 일시 정보를 이용하여 항공 기상을 분석하는 단계를 수행할 수 있다. The present invention relates to an all-sky camera and an aerial weather observation system including the same. In order to solve the above problems, an aerial weather observation system according to the present invention includes a plurality of all-sky cameras and an observation server, wherein the plurality of all-sky cameras set a time based on a GPS signal, and perform aerial weather observation In order to perform the steps of photographing an all-season image of the sky, and matching the photographing date and time information at which the all-season image and the all-season image were taken, and transmitting it to the observation server, the observation server collects from each of the plurality of all-sky cameras A step of analyzing the aerial weather may be performed using the all-sky image and the photographing date and time information.
Description
본 발명은 기상 관측에 사용되는 전천 카메라, 그리고 이를 이용한 항공 기상 관측 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an all-sky camera used for weather observation, and an aerial weather observation system using the same.
항공기의 안전과 경제적 운항을 위해, 기상 정보를 수집 및 제공하는 기술은 매우 중요하다. 특히, 항공기의 이착륙단계에서는 시정(視程) ·운고(雲高) ·풍향 ·풍속 ·강수 ·기온 등이 항공에 미치는 영향면에서 중요한 기상요소이다. For the safety and economical operation of aircraft, technology to collect and provide weather information is very important. In particular, in the take-off and landing phase of an aircraft, visibility, cloud height, wind direction, wind speed, precipitation, temperature, etc. are important meteorological factors in terms of the effect on aviation.
이러한 기상요소는 하늘을 촬영한 전천 영상을 분석하여 획득될 수 있다. 전천 영상은 일반적으로 어안렌즈(Fish eye lens)를 구비한 전천 카메라(All Sky Camera)를 통해 촬영 된다. 어안렌즈는 사각(寫角)이 180°를 넘는 초광각 렌즈로서, 반구(hemisphere) 의 전방위를 촬영할 수 있는 시야각을 가지고 있기에 빠르게 변하는 하늘과 구름을 광범위하게 촬영 가능 하다.These meteorological elements can be obtained by analyzing the sky image taken. All-sky images are generally taken through an All-Sky Camera equipped with a fish-eye lens. The fisheye lens is an ultra-wide-angle lens with a dead angle of more than 180°. It has a viewing angle that can capture all directions of the hemisphere, so it can take a wide range of rapidly changing sky and clouds.
한편, 대한민국 등록특허 제10-0893556호(항공사진 촬영장치)는 각종 센서(풍속 센서, 강수 센서, 온도 습도 센서 및 안개 센서)를 구비한 촬영 장치를 이용하여 전천 영상을 촬영하고, 전천 영상을 분석하여 기상 정보를 제공하는 방법을 제안하고 있다. On the other hand, Republic of Korea Patent No. 10-0893556 (aerial photography device) uses a photographing device equipped with various sensors (wind speed sensor, precipitation sensor, temperature and humidity sensor, and fog sensor) to take an all-sky image, A method of analyzing and providing weather information is proposed.
그러나, 이러한 방법은 안개 등의 시야가 불량한 경우에도 전천 영상을 촬영하는 데에는 효과적이나, 공항 상공 전체 하늘을 촬영하고, 항공기의 이착륙단계에서는 필수적으로 필요한 정보인 운고(雲高) 및 운량(雲量)의 정확한 측정에 있어서는 한계가 있다.However, although this method is effective for shooting all-sky images even in the case of poor visibility such as fog, it captures the entire sky over the airport, and provides essential information in the take-off and landing phase of an aircraft, such as cloud height and cloud volume. There are limitations in the accurate measurement of
나아가, 직사 태양광이 비치는 상항에서 전천 카메라 또는 항공사진 촬영 장치를 이용하여 하늘을 촬영할 경우, CCD(Charge Coupled Device) 소자는 장시간 직사광에 노출되어 수명단축 및 손상이 발생할 수 있고, 촬영된 영상은 빛에 의한 포화로 사용하지 못할 수 있다. 또한, 야간 관측 시 하늘의 조도가 너무 낮아 거의 영상이 촬영되지 않는 문제점도 있다. Furthermore, when shooting the sky using an all-sky camera or aerial photography device under direct sunlight, the CCD (Charge Coupled Device) device may be exposed to direct sunlight for a long time, resulting in shortened lifespan and damage, and the captured image is It may not be usable due to saturation by light. In addition, there is a problem in that almost no image is captured when the illuminance of the sky is too low when observing at night.
이에, 항공기의 안전한 이착륙을 위해서, 시간에 따른 제약 없이 전천 영상을 촬영하고, 정확한 운고(雲高) 및 운량(雲量)을 제공할 수 있는 전천 카메라 및 항공 관측 서버에 대한 니즈가 여전히 존재한다. Accordingly, for the safe take-off and landing of aircraft, there is still a need for an all-sky camera and an aerial observation server capable of capturing an all-sky image without time constraint and providing accurate cloud height and cloud volume.
본 발명은 안전하고 경제적인 비행기 운행을 위한 항공 기상 관측을 수행하는 항공 기상 관측 시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an aviation weather observation system that performs aerial weather observation for safe and economical airplane operation.
특히, 본 발명은 원활한 비행기 운행에 필수 요소인 운고(雲高) 및 운량(雲量)을 정확하게 산출할 수 있는 항공 기상 관측 시스템을 제공하는 것이다. In particular, it is an object of the present invention to provide an aerial weather observation system capable of accurately calculating cloud height and cloud volume, which are essential elements for smooth airplane operation.
나아가, 본 발명은 시간 및 날씨에 영향을 받지 않고, 24시간 항공 기상 관측이 가능한 전천 카메라 및 항공 기상 관측 시스템을 제공하는 것이다. 구체적으로, 본 발명은 조도가 낮은 야간이나, 우천 또는 강설 시에도 선명한 전천 영상을 촬영할 수 있고, 정확한 운고 및 운량 산출이 가능한 전천 카메라 및 항공 기상 관측 시스템을 제공하는 것이다. Furthermore, the present invention is to provide an all-sky camera and an aerial weather observation system capable of 24-hour aerial weather observation without being affected by time and weather. Specifically, the present invention is to provide an all-sky camera and an aerial weather observation system capable of capturing a clear all-season image even at night when illumination is low, rain or snowfall, and capable of accurately calculating cloud height and cloud volume.
나아가, 본 발명은 전천 카메라와는 독립적으로 자료 수집이 가능하고, 전천 영상을 분석할 수 있는 항공 기상 관측 시스템을 제공하는 것이다. Furthermore, an object of the present invention is to provide an aerial weather observation system capable of collecting data independently of an all-sky camera and analyzing an all-sky image.
위에서 살펴본 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법은, 복수의 전천 카메라 각각에서 촬영된 하늘의 전천 영상 및 상기 전천 영상에 매칭된 촬영 일시 정보를 수신하는 단계, 상기 촬영 일시 정보를 기준으로, 상기 수신한 전천 영상 중 적어도 일부를 선택하는 단계 및 상기 선택된 전천 영상에 기반하여 상기 전천 영상에 포함된 구름의 운고(雲高) 및 운량(雲量) 중 적어도 하나를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 촬영 일시 정보는, 서로 동기화된 상기 복수의 전천 카메라 각각의 기준 시간을 기준으로 생성될 수 있다. In order to solve the above problems, the control method of the aerial weather observation system according to the present invention includes the steps of receiving an all-sky image of the sky captured by each of a plurality of all-sky cameras and shooting date and time information matched to the all-sky image, the photographing Selecting at least a part of the received all-season image based on the date and time information, and calculating at least one of the cloud height and the amount of clouds included in the all-season image based on the selected all-season image and the photographing date and time information may be generated based on a reference time of each of the plurality of all-sky cameras synchronized with each other.
나아가, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은, 복수의 전천 카메라와 관측 서버를 구비하며, 상기 복수의 전천 카메라는, 상기 복수의 전천 카메라 각각에서 하늘의 전천 영상을 촬영하는 촬영부, 상기 촬영된 전천 영상에 상기 전천 영상이 촬영된 촬영 일시 정보를 매칭시켜 저장하는 제어부 및 상기 관측 서버로 촬영 일시 정보가 매칭된 전천 영상을 전송하도록 이루어지는 통신부를 포함하고, 상기 관측 서버는, 상기 전천 영상에 매칭된 촬영 일시 정보를 기준으로, 상기 복수의 전천 카메라 각각으로부터 수신된 전천 영상 중 적어도 일부를 선택하고, 상기 선택된 영상에 기반하여 상기 전천 영상에 포함된 구름의 운고(雲高) 및 운량(雲量) 중 적어도 하나를 산출하며, 상기 촬영 일시 정보는, 서로 동기화된 상기 복수의 전천 카메라 각각의 기준 시간을 기준으로 생성될 수 있다. Furthermore, the aerial weather observation system according to the present invention includes a plurality of all-sky cameras and an observation server, wherein the plurality of all-sky cameras include a photographing unit for photographing an all-sky image of the sky from each of the plurality of all-sky cameras, the photographed and a controller configured to match and store the photographing date and time information on which the all-season image was captured to the all-season image, and a communication unit configured to transmit the all-season image matched with the photographing date and time information to the observation server, wherein the observation server matches the all-season image Based on the captured shooting date and time information, select at least a part of the all-sky images received from each of the plurality of all-sky cameras, and based on the selected image, the cloud height and amount of clouds included in the all-sky image and calculating at least one of the photographing date and time information, and may be generated based on a reference time of each of the plurality of all-sky cameras synchronized with each other.
위에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 복수의 전천 카메라는, GPS 신호에 포함된 시간 정보에 근거하여 기준 시간을 서로 동기화 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 복수의 전천 카메라는, 원거리에 위치하더라도, 사용자의 별다른 조작 없이 동일한 절대적 기준 시간을 공유할 수 있다. As described above, the plurality of all-sky cameras according to the present invention may synchronize a reference time with each other based on time information included in a GPS signal. Accordingly, the plurality of all-sky cameras according to the present invention can share the same absolute reference time without any special manipulation by the user, even if they are located at a long distance.
나아가, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은, 절대적 시간 기준에 근거하여 동일 시점에 촬영된 전천 영상을 선택할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은, 동일 시점에 촬영된 전천 영상으로부터 구름의 운고 및 운량을 산출하므로, 구름의 이동이 있는 경우에도 정확한 운고 및 운량을 산출할 수 있다. Furthermore, the aerial weather observation system according to the present invention may select an all-sky image taken at the same time based on an absolute time reference. Therefore, since the aerial weather observation system according to the present invention calculates the cloud height and cloud amount from the all-sky image taken at the same time point, it is possible to accurately calculate the cloud height and cloud amount even when there is movement of the cloud.
나아가, 항공사, 비행기 조종사 등은 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템으로부터 정확하게 산출된 운고 및 운량을 제공받음으로써, 안전하고 경제적인 비행을 수행할 수 있다. Furthermore, airlines, airplane pilots, etc. can perform safe and economical flight by receiving the accurately calculated cloud height and cloud volume from the aviation weather observation system according to the present invention.
나아가, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 주변 조도에 따라 카메라의 셔터 속도 및 노출 시간이 조정함으로써, 조도가 낮은 야간에도 전천 영상 촬영이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 야간의 항공 기상을 관측할 수 있으므로, 24시간 항공 기상 정보를 제공함으로써 항공기가 시간 제약 없이 안전한 운행이 가능하도록 한다. Furthermore, in the aerial weather observation system according to the present invention, the shutter speed and exposure time of the camera are adjusted according to the ambient illuminance, so that it is possible to take all-sky images even at night when the illuminance is low. Therefore, since the aviation weather observation system according to the present invention can observe aerial weather at night, it provides 24-hour aviation weather information so that the aircraft can safely operate without time restrictions.
특히, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은, 두개의 조도 센서에서 수신한 조도 값에 근거하여 전천 영상을 촬영함으로써, 비가 오거나 눈이 오는 등 기상 악조건 상황에서도 선명한 전천 영상을 촬영할 수 있다. In particular, the aerial weather observation system according to the present invention can take a clear all-season image even in adverse weather conditions such as rain or snow by photographing an all-season image based on the illuminance values received from two illuminance sensors.
나아가, 본 발명에 따른 전천 카메라는 어안렌즈를 보호하는 렌즈 보호부 주변(ex: 렌즈 보호부 하부)에 발열부를 배치하여, 우천이나 강설 시 어안렌즈의 시야를 가리는 이물질(ex: 우박(雨雹) 등)을 제거할 수 있는 전천 카메라를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 날씨의 제약을 받지 않고 항공 기상 예측을 수행할 수 있다. Furthermore, the all-day camera according to the present invention arranges a heating unit around the lens protection unit that protects the fisheye lens (ex: the lower part of the lens protection unit), and foreign substances (ex: hail ), etc.) may be provided with an all-round camera that can be removed. Accordingly, the aerial weather observation system according to the present invention can perform aviation weather prediction without being restricted by weather.
나아가, 본 발명에 따른 전천 카메라는 통신 수단을 이용하여 촬영된 전천 영상을 따른 관측 서버로 전송함으로써, 관측 서버는 전천 카메라와 독립적인 장소에서 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 관측 서버는 광범위한 장소에 배치된 복수의 전천 카메라로부터 전천 영상을 수신하여 종합적인 항공 기상 예측을 할 수 있다. Furthermore, the all-sky camera according to the present invention transmits the photographed all-sky image to the observation server according to the communication means, so that the observation server can be installed at a location independent of the all-sky camera. Accordingly, the observation server according to the present invention may receive all-season images from a plurality of all-season cameras disposed in a wide range of places to make comprehensive aerial weather prediction.
도 1은 본 발명에 따른 전천 카메라가 공항에 배치 모습을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전천 카메라가 설치되는 설치대를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a및 도 4b는 전천 영상을 촬영하는 복수의 전천 카메라를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 전천 카메라의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 전천 카메라의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 전천 영상 데이터를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 관측 서버에서 운고 및 운량 산출을 위해 전천 영상을 선택하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른 관측 서버에서 전천 카메라를 선택하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 본 발명에 따른 관측 서버에서 생성되는 항공 기상 관측 자료를 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining the arrangement of an all-sky camera in an airport according to the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram for explaining the installation table on which the all-sky camera according to the present invention is installed.
3 is a conceptual diagram illustrating an aerial weather observation system according to the present invention.
4A and 4B are conceptual diagrams for explaining a plurality of all-season cameras that take an all-season image.
5a and 5b are conceptual views for explaining the structure of the all-sky camera according to the present invention.
7A and 7B are conceptual views for explaining a method for controlling an all-sky camera according to the present invention.
8A and 8B are conceptual diagrams for explaining the whole image data according to the present invention.
9 is a conceptual diagram for explaining a method of selecting an all-sky image for cloud height and cloud amount calculation in the observation server according to the present invention.
10 is a conceptual diagram for explaining a method for selecting an all-sky camera in the observation server according to the present invention.
11 is a conceptual diagram for explaining aerial weather observation data generated by the observation server according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components will be given the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 발명은 항공 기상 관측에 사용되는 전천 카메라 및 전천 카메라를 이용한 항공 기상 관측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an all-sky camera used for aerial weather observation and an aerial weather observation system using the all-sky camera.
“항공 기상”이란, 항공기의 안전한 비행 및 이착륙, 경제적인 운항에 관계가 있는 기상 상태를 의미하는 것으로, 비행장 부근의 안개, 항로의 기류, 풍향(風向), 풍속(風向), 운량(雲量), 운고(雲高, 구름 밑부분의 고도), 기압(氣壓), 기온, 시정 등을 포함할 수 있다. 특히, 안전한 비행을 위해서는 정확한 운고 및 운량에 대한 정보를 필요로 한다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 전천 카메라를 이용하여 운고 및 운량을 관측(산출, 측정)하는 과정을 예시로 설명하겠으나, 본 발명에서 운고 및 운량을 관측(산출, 측정)하는 것은 항공 기상을 관측(분석)하는 것으로 이해될 수 있다. “Aviation weather” means the weather conditions related to the safe flight, take-off, landing and economical operation of aircraft, and includes fog in the vicinity of the airfield, air flow in the route, wind direction, wind speed, and cloudiness. , cloud height (altitude at the bottom of the cloud), atmospheric pressure, temperature, visibility, and the like. In particular, for safe flight, accurate cloud height and cloud volume information are required. Therefore, for convenience of explanation, the process of observing (calculating, measuring) cloud height and cloud volume using an all-sky camera will be described as an example below, but in the present invention, observing (calculating, measuring) cloud height and cloud volume is not aeronautical meteorology. can be understood as observing (analyzing).
본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 항공기의 안전 운행을 위해 항공 기상 정보를 수집 및 제공하는 데에 이용된다. 이하에서는 도면과 함께 본 발명에 따른 전천 카메라(100) 및 전천 카메라를 이용한 항공 기상 관측 시스템에 대하여 자세히 살펴보도록 한다. The all-
도 1은 본 발명에 따른 전천 카메라가 공항에 배치 모습을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2는 본 발명에 따른 전천 카메라가 설치되는 설치대를 설명하기 위한 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템을 설명하기 위한 개념도이고, 도 4a및 도4b는 전천 영상을 촬영하는 복수의 전천 카메라를 설명하기 위한 개념도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 전천 카메라의 구조를 설명하기 위한 개념도이고, 도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 전천 카메라의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 전천 영상 데이터를 설명하기 위한 개념도이고, 도 9는 본 발명에 따른 관측 서버에서 운고 및 운량 산출을 위해 전천 영상을 선택하는 방법을 설명하기 위한 개념도이며, 도 10은 본 발명에 따른 관측 서버에서 전천 카메라를 선택하는 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 11은 본 발명에 따른 관측 서버에서 생성되는 항공 기상 관측 자료를 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining the arrangement of an all-sky camera in an airport according to the present invention. Figure 2 is a conceptual diagram for explaining the installation table on which the all-sky camera according to the present invention is installed, Figure 3 is a conceptual diagram for explaining the aerial weather observation system according to the present invention, Figures 4a and 4b are a plurality of shooting all-sky images is a conceptual diagram for explaining the omnidirectional camera of, FIGS. 5a and 5b are conceptual diagrams for explaining the structure of the omnidirectional camera according to the present invention, and FIGS. 7a and 7b are conceptual diagrams for explaining the control method of the omnidirectional camera according to the present invention 8A and 8B are conceptual diagrams for explaining all-sky image data according to the present invention, and FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a method of selecting an all-sky image for cloud height and cloud amount calculation in the observation server according to the present invention. , FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a method of selecting an all-sky camera in the observation server according to the present invention, and FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining aerial weather observation data generated by the observation server according to the present invention.
도 1 에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 공항(1)에 배치되어 하늘을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 제1 공항 터미널(1a) 앞에는 제1 전천 카메라(100a)가 배치되고, 제2 공항 터미널(1b) 앞에는 제2 전천 카메라(100b)가 배치되고, 제1 공항 터미널(1a) 및 제2 공항 터미널(1b) 사이에 존재하는 활주로(1c, 1d) 부근에는 제3 전천 카메라(100c) 및 제4 전천 카메라(100d)가 배치될 수 있다. 공항(1) 전 영역에 배치된 복수개의 전천 카메라(100a, 100b, 100c, 100d)는 각자의 위치에서 어안렌즈(Fish eye lens)를 통해 하늘을 광범위하게 촬영할 수 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 일 예시 일 뿐, 공항(1) 등에는 1대의 전천카메라(100)가 설치될 수 있으며, 복수개가 설치되는 경우 그 개수에 제한을 두는 것도 아니다. As shown in FIG. 1 , the all-
한편, 전천 카메라(100)는 전천의 구름 상태, 지평선 등을 포함하여 전천 공부를 촬영하며, 전천 카메라(100)를 통해 촬영된 하늘의 영상을 본 발명에서는 “전천 영상”으로 명명하도록 한다. On the other hand, the all-
복수개의 전천 카메라(100)로부터 촬영된 전천 영상에 스테레오(streo) 카메라 원리를 적용하여 한 지점의 목표(구름)을 관측하여 구름의 높이, 즉 운고 및 운량을 정확하게 측정할 수 있다.By applying the stereo camera principle to the all-sky images taken from the plurality of all-
구체적으로, 2대의 전천 카메라(100)를 통해 관측된 구름의 운고 및 운량을 산출하고자 할 경우에는 삼각측량 법을 사용할 수 있다. 나아가, 2대의 전천 카메라(100)보다 3대의 전천 카메라(100)로 구름을 동시에 촬영하여 운고 및 운량을 산출하는 경우, 2대의 전천 카메라(100)를 사용한 경우보다 상대적으로 더 정확한 운고 및 운량 측정이 가능하다. 즉, 하늘의 일 영역을 촬영한 전천 카메라(100)의 개수가 많을수록 정확한 운고 및 운량이 산출될 수 있다. 따라서, 정확한 운고 측정을 위해서는 복수개의 전천 카메라(100)가 배치되는 것이 바람직할 수 있다. Specifically, when trying to calculate the cloud height and cloud volume observed through the two all-
이처럼 공항 내에 배치되는 전천 카메라(100)는 이격 거리(S)를 가지고 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 공항 터미널(1a) 앞에 배치된 제1 전천 카메라(100a)와 제2 공항 터미널(1b)앞에 배치된 제2 전천 카메라(100b)는 약 2.5km의 이격 거리를 가질 수 있다(실제로 제1 공항 터미널과 제2 공항 터미널은 약 2.5km 떨어진 위치에 존재).As such, the all-
한편, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 도 2에 도시된 것과 같이, 설치대(200) 위에 배치될 수 있다. On the other hand, the all-
설치대(200)는 공항 내 지면(2a) 또는 지면의 콘크리트 블록(2b) 위에 고정 설치 되고, 전천 카메라(100)는 설치대(200)에 배치됨으로써, 공항의 활주로 등과 같은 구조물을 훼손하지 않으면서, 간편하고 용이하게 전천 카메라(100)를 배치(또는 제거)할 수 있다. The
설치대(200)는 바닥면(210), 기둥(220), 받침대(230), 분전반(240) 및 지선(250)을 포함할 수 있다. The mounting table 200 may include a
바닥면(210)은 지면(2a) 또는 콘크리트 블록(2b)과 맞닿으며 설치대(200)의 다른 구성들을 지지하는 역할을 할 수 있다. 바닥면(210)은 앵커(211) 조립 등을 통해 콘크리트 블록(2b)에 고정될 수 있다. The
기둥(220)은 바닥면(210)으로부터 일정 높이까지 연장 형성된 것으로서, 받침대(230)가 바닥면(210)으로부터 일정 높이에 위치되도록, 바닥면(210)과 받침대(230)를 연결하는 역할을 할 수 있다. The
받침대(230)는 전천 카메라(100)가 놓여지는 받침 역할을 할 수 있다. 전천 카메라(100)는 받침대(230)에 배치됨으로써, 지면(2a)으로부터 일정 높이 만큼 떨어진 위치에 배치될 수 있다. 전천 카메라(100)를 지면(2a)으로부터 일정 높이에 배치하여, 지면으로부터 일정 높이 내에 존재하는 장애물로부터 전천 카메라(100)의 시야가 가려지는 것을 방지할 수 있다. The
나아가, 분전반(240)은 기둥(220)의 일 영역 또는 바닥면(210)에 배치되어, 전천 카메라(100)에 전원을 공급 및 분배하는 역할을 할 수 있다. Furthermore, the
이와 같이, 설치대(200)를 이용하여 전천 카메라(100)를 공항 내에 배치함으로써, 공항의 구조물을 훼손 시키지 않으면서 용이하고 신속하게 전천 카메라(100)를 배치할 수 있다. 그러나, 전천 카메라(100)가 반드시 설치대(200) 상에 배치되어야 하는 것은 아니며, 공항 내 지면(또는 콘크리트 블록) 상에 곧바로 배치되어도 무방하다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 설치대(200)에 대한 별도의 언급을 하지 않고 전천 카메라(100)가 공항 내에 배치되는 것으로 설명하도록 하겠으나, 이는 전천 카메라(100)가 설치대(200) 상에 배치된 경우를 포함할 수 있다. In this way, by arranging the all-
한편, 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 복수의 전천 카메라(100) 및 관측 서버(300)를 포함할 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 3 , the aerial weather observation system according to the present invention may include a plurality of all-
관측 서버(300)는 복수의 전천 카메라(100)로부터 전천 영상 및 촬영 일시 정보를 수신하고, 전천 영상을 분석하여 운고 및 운량을 산출할 수 있다. The
여기서, “촬영 일시 정보”는 서로 동기화된 복수의 전천 카메라(100) 각각의 기준 시간을 기준으로 생성되며, 전천 카메라(100)가 전천 영상을 촬영한 촬영 날짜(ex: 2021년 4월 21) 및 촬영 시간(ex: 07시 55분 10초) 을 포함할 수 있다. Here, “shooting date and time information” is generated based on the reference time of each of the plurality of all-
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 복수의 전천 카메라(100)를 제1 전천 카메라, 제2 전천 카메라로 명명하도록 한다. 나아가, i) 제1 전천 카메라에서 촬영된 전천 영상을 제1 전천 영상, 제1 전천 영상과 관련된 촬영 일시 정보를 제1 촬영 일시 정보로 명명하고, ii) 제2 전천 카메라에서 촬영된 전천 영상을 제2 전천 영상, 제2 전천 영상의 촬영 일시 정보를 제2 촬영 일시 정보로 명명하도록 한다. Hereinafter, for convenience of explanation, the plurality of all-
한편, 관측 서버(300)는 전천 카메라(100)로부터 수신한 전천 영상을 이용하여 운고 및 운량을 산출할 수 있다. 관측 서버(300)는 하나의 전천 영상을 이용하여 운고 및 운량을 산출할 수도 있으나, 하나의 지점을 복수개의 위치에서 서로 다른 각도로 촬영한 전천 영상들을 조합하여 운고 및 운량을 산출함으로써, 더욱 정확한 운고 및 운량을 도출할 수 있다. Meanwhile, the
이를 위해, 관측 서버(300)는 복수개의 전천 카메라(100)에서 동일 시점에 동일 지점을 촬영한 전천 영상을 매칭시켜 운고 및 운량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 4a 에 도시된 것과 같이, 제1 전천 카메라(100a)에서 촬영된 제1 전천 영상과, 제2 전천 카메라(100b)에서 촬영된 제2 전천 영상이 동일 시점에 촬영되었다면, 관측 서버(300)는 제1 전천 영상 및 제2 전천 영상에 동일하게 포함되는 동일 영역(4)을 분석하여 운고 및 운량을 산출할 수 있다. To this end, the
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 복수개의 전천 카메라(100)는 서로 이격 거리를 가지고 배치되므로, 복수개의 전천 카메라(100) 간에 설정된 시간이 조금의 차이라도 존재하는 경우, 촬영된 전천 영상으로부터 산출된 운고 및 운량의 오류 범위는 넓어진다. On the other hand, as described above, since the plurality of all-
예를 들어, 제1 전천 카메라가 제2 전천 카메라보다 1초 빠르게 시간이 설정되었다고 가정하자. 이 경우, 제1 전천 카메라로부터 15시 00분 00초에 촬영된 제1 전천 영상과, 제2 전천 카메라로부터 15시 00분 00초에 촬영된 제2 전천 영상은 동일한 15시 00분 00초의 촬영 일시 정보를 가지고 있으나, 촬영 시점은 1초의 오차를 가진다. 구름의 평균 속도는 약 25Km/h 내지 약 50Km/h이므로, 1초의 오차를 가지고 촬영된 제1 전천 영상 및 제2 전천 영상은 서로 다른 위치에 존재하는 구름을 촬영한 것이다. For example, it is assumed that the time of the first all-time camera is set 1 second earlier than the second all-time camera. In this case, the first all-day image taken from the first all-day camera at 15:00:00 and the second all-season image photographed from the second all-day camera at 15:00:00 are taken at the same 15:00:00 It has date and time information, but the shooting time has an error of 1 second. Since the average speed of clouds is about 25Km/h to about 50Km/h, the first all-sky image and the second all-sky image captured with an error of 1 second are images of clouds existing at different locations.
따라서, 관측 서버(300)가 시간 오차를 가지는 제1 전천 영상 및 제2 전천 영상을 통해서는 정확한 운고 및 운량을 산출하기 어려우므로, 복수개의 전천 카메라(100)가 동일한 시점에 전천 영상을 촬영하는 것이 무엇보다 중요하다. 나아가, 동일 시점에 전천 영상을 촬영하기 위해서는 복수개의 전천 카메라(100)가 동일 기준으로 시간이 설정되어 있어야 한다. Therefore, since it is difficult for the
이를 위해, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 인공 위성(3)으로부터 GPS 시간 정보를 수신하여 시간을 설정할 수 있다. To this end, the all-
여기서, “시간 정보”는 GPS 위성군에서 운용되는 시간을 의미할 수 있다. GPS 시간 정보는 지구의 자전을 고려한 것이 아니기 때문에 협정세계시(UTC)와 달리 윤초(閏秒) 등의 주기적인 보정량이 삽입되어 있지 않은 절대적 시간이다. 따라서, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 인공 위성(3)으로부터 GPS 시간 정보를 수신하여 시간을 설정함으로써, 원거리에 위치하는 전천 카메라(100)끼리 절대적 시간을 기준으로 동일한 시간을 가질 수 있다. Here, “time information” may mean a time operated by a GPS satellite group. Since the GPS time information does not take the rotation of the earth into account, it is an absolute time in which periodic corrections such as leap seconds are not inserted, unlike Coordinated Universal Time (UTC). Therefore, the omni-
따라서, 관측 서버(300)은 복수개의 전천 카메라(100)로부터 수신한 촬영 일시 정보가 서로 동일하다면, 해당 시간에 촬영된 전천 영상은 동일 시점에 촬영된 것으로 판단할 수 있다. Accordingly, if the photographing date and time information received from the plurality of all-
한편, 본 발명에 따른 관측 서버(300)은 운고 및 운량 산출의 정확도 향상을 위하여, 도 4b에 도시된 것과 같이, 4 대의 전천 카메라(100)을 이용하여 운고 및 운량을 산출할 수 있다. On the other hand, the
구체적으로, 제1 전천 카메라(100a) 내지 제4 전천 카메라(100d)는 다이아몬드의 꼭지점 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 관측 서버(300)은 i) 제1 전천 카메라(100a) 내지 제4 전천 카메라(100d)에서 동일 시점에 각각 촬영된 제1 전천 영상 내지 제4 전천 영상과, ii)제1 전천 카메라(100a) 내지 제4 전천 카메라(100d) 간의 이격 거리(S1, S2 …S6)를 이용하여 정확한 운고 및 운량을 산출할 수 있다. Specifically, the first all-encompassing
이처럼, 관측 서버(300)이 정확한 운고 및 운량을 산출하기 위해서는, i) 선명한 전천 영상 및 ii) 전천 영상이 촬영된 촬영 일시 정보가 필요하다. As such, in order for the
이하에서는, 관측 서버(300)에서 정확한 운고 및 운량을 산출하기 위하여, 복수개의 전천 카메라(100)가 동일 시점에 선명한 전천 영상을 촬영할 수 있도록 하는 전천 카메라(100)의 구조 및 제어 방법에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다. Hereinafter, in order to calculate the exact cloud height and amount of clouds in the
도 5a에 도시된 것과 같이, 전천 카메라(100)는 본체(110), 촬영부(120) 및 GPS 수신기(111)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 5A , the all-
본체(110) 내부에는 전천 영상을 촬영할 수 있는 촬영부(120)가 구비되고, 본체(110)의 상부에는 촬영부(120)의 렌즈(121) 및 조리개(122)가 노출될 수 있다.A photographing
여기서, 촬영부(120)는 전천을 촬영할 수 있는 광학계로, 렌즈(121), 조리개(122) 및 내부 조도 센서(123, 제2 조도 센서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(120)는 DSLR (Digital Single Lens Reflex)일 수 있다. Here, the photographing
렌즈(121)는 빛을 모아 필름(센서)에 상(Image)가 맺히도록 하며, 표준 렌즈, 광각렌즈, 마이크로렌즈, 망원렌즈, 줌렌즈, 단렌즈 등이 사용 가능하나, 전천 영상 촬영에 적합한 어안렌즈(fish-eye lens)를 사용하는 것이 바람직하다. The
조리개(122)는 렌즈(121)를 통해 들어오는 빛의 양을 조절하는 역할을 할 수 있다. The
한편, GPS 수신기(111)는 인공 위성에서 보내는 신호를 수신하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 인공 위성에서 보내는 신호를 이용하여 제어부(150)의 시간을 설정함으로써, 복수의 전천 카메라(100)가 동일한 기준의 시간을 가지도록 할 수 있다. 이를 통해, 복수의 전천 카메라(100)로부터 복수의 전천 영상을 수신한 관측 서버(300)은 동일 시점에 촬영된 전천 영상을 이용하여 매우 정확하고 효율적인 운고 및 운량 산출이 가능하다. 보다 구체적인 내용은 후술하도록 한다. On the other hand, the
한편, 전천 카메라(100)는 전천 영상을 촬영하기 위해, 실외에 배치되는 것이 일반적이므로, 렌즈(121)에 이물질(ex: 눈, 김서림 등)이 부착될 가능성이 매우 높다. 이 경우, 전천 카메라(100)는 이물질로 인하여 선명한 전천 영상을 촬영하지 못하고, 전천 카메라(100)로부터 불선명한 전천 영상을 수신한 관측 서버(300)은 정확한 운고 및 운량 산출이 불가능할 수 있다. On the other hand, since the all-
이를 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 렌즈(121)를 외부로부터 하는 렌즈 보호부(112)를 더 포함할 수 있다. In order to prevent this, the all-
구체적으로, 렌즈 보호부(112)는 렌즈(121), 조리개(122) 및 내부 조도 센서(123, 제2 조도 센서)를 외부로부터 보호하기 위하여 렌즈(121), 조리개(122) 및 내부 조도 센서(123, 제2 조도 센서)를 덮도록 이루어지며, 빛이 렌즈 보호부(112)를 통과하여 렌즈(121)까지 전달될 수 있도록 유리, 아크릴 등의 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 보호부(112)는 렌즈(121)와 동일한 지름을 가지고, 유리 소재로 형성되며, 내부가 비어 있는 반구 모양의 돔일 수 있다. Specifically, the
나아가, 전천 카메라(100)는 발열부(113)를 더 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에서 사용되는 발열부(113)는 발열부로 명명되나, 발열 및 흡열을 모두 수행할 수 있다. Furthermore, the all-
발열부(113)는 렌즈 보호부(112)에 열을 전달할 수 있다. 구체적으로, 발열부(113)는 i) 히터(heater, 적외선, 건조 전구, 전기 풍로 등을 이용하는 히터를 모두 포함), ii) 램프(적외선, 발광다이오드(LED), 저압 나트륨, 필라멘트, 수은, 아르곤 등을 이용하는 램프를 모두 포함), iii) 열선(뉴지로, 실리콘, 카본 등을 이용하는 열선을 모두 포함), iv) 탄소조성물 등과 같이 발열체로 구성될 수 있다. The
나아가, 발열부(113)는 렌즈 보호부(112)에 열을 전달할 수 있도록 렌즈 보호부(112)의 일 영역에 위치할 수 있다. 구체적으로, 발열부(113)는 i) 렌즈 보호부(112) 주변, ii) 렌즈 보호부(112)의 하부 또는 렌즈 보호부(112) 안에 배치되어, 렌즈 보호부(112)에 열을 전달하는 역할을 한다. 발열부(113)로부터 전달된 열은 렌즈 보호부(112)에 서린 김(안과 밖의 온도 차이로 인해 수증기가 물방울을 지어 엉긴 현상) 또는 쌓인 눈을 증발시키는 역할을 할 수 있다. Furthermore, the
도 5b에서는 발열부(113)가 렌즈 보호부(112)의 하부(반구 모양의 렌즈 보호부(112)의 하부에 배치된 것으로 도시되었으나, 발열부(113)는 렌즈 보호부(112)에 열을 전달할 수 있는 위치라면, 어디든지 배치될 수 있다. In FIG. 5B , the
즉, 발열부(113)는 렌즈 보호부(112)에 서린 김 및 쌓인 눈을 제거하여, 전천 카메라(100)가 선명한 전천 영상을 획득하도록 하는 역할을 할 수 있다. That is, the
한편, 전천 카메라(100)는 조도 센서(114)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the all-
조도 센서(114)는 전천 카메라(100) 주변의 밝기를 측정하는 센서이다. 조도 센서(114)를 통해 감지된 전천 카메라(100) 주변의 밝기에 따라 조리개(122)의 개폐 정도, ISO 감도 등(촬영 조건)이 조절되어, 전천 카메라(100)는 주간 및 야간 모두 선명한 전천 영상을 획득할 수 있다. The
조도 센서(114)는 렌즈(121)를 통해 들어가는 빛의 양을 측정하기 위하여, 본체(110)의 상부에 배치되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. The
한편, 앞서 설명한 것처럼 촬영부(120)는 본체(110)에 구비된 조도 센서(114)와는 별도로, 촬영을 위한 내부 조도 센서(123)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 촬영을 위한 내부 조도 센서(123)는 DSLR에 자체적으로 구비된 조도 센서(123)를 의미할 수 있다. Meanwhile, as described above, the photographing
이하에서는, 용어의 혼동을 피하기 위해, 본체(110)에 구비된 조도 센서(114)를 “조도 센서”, “제1 조도 센서”, “제1 센서 ” 및 “외부 조도 센서” 와 혼용하여 사용하고, 본체(110)에 구비된 조도 센서(114)와 동일한 식별번호를 부여하도록 한다. Hereinafter, in order to avoid confusion of terms, the
나아가, 촬영부(120)에 구비된 조도 센서(123)를 “제2 조도 센서”, “제2 센서” 및 “내부 조도 센서”로 명명하고, 촬영부(120)에 구비된 조도 센서(123)를 부여하도록 한다. Furthermore, the
한편, 전천 카메라(100)는 통신 안테나(115)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the all-
통신 안테나(115)는 i) 전천 카메라(100)와 관측 서버(300) 사이, ii) 전천 카메라(100)라와 다른 전천 카메라(100) 사이, iii) 전천 카메라(100)와 외부 서버 사이의 원활한 통신을 위하여, 전파 보내거나 받는 장치이다. 통신 안테나(115)는 반드시 필요한 구성은 아니다. 따라서, 사용자는 필요에 따라 통신 안테나(115)를 선택하여 전천 카메라(100)를 구성할 수 있다. The
이와 같이, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)의 본체(110) 외부에는 촬영부(120)의 렌즈(121) 및 조리개(122)가 노출되고, GPS 수신기(111), 렌즈 보호부(112), 발열부(113), 조도센서(114) 및 통신 안테나(115) 중 적어도 하나가 부착되어 있을 수 있다. In this way, the
이하에서는 전천 카메라(100)의 내부 구조에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the internal structure of the all-
도 5b에 도시된 것과 같이, 전천 카메라(100)는 촬영부(120), 시각동기부(130), 통신부(140), 전원부(150) 및 제어부(160) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 5B , the all-
촬영부(120)는 앞서 설명한 것과 같이, 전천을 촬영할 수 있는 광학계로, 렌즈(121), 조리개(122) 및 제2 조도 센서(123)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(120)는 DSLR (Digital Single Lens Reflex)일 수 있다. As described above, the photographing
나아가, 상기 구성 요소들 중 시각동기부(130)는 GPS 수신기(111)를 통해 인공 위성(3)으로부터 수신한 신호 중 GPS 시간 정보를 이용하여 제어부(140)의 시간을 설정(동기화)할 수 있다. Furthermore, among the above components, the
여기서, “시간 정보”는 앞서 설명한 바와 같이, GPS 위성군에서 운용되는 시간을 의미할 수 있다. GPS 시간 정보는 지구의 자전을 고려한 것이 아니기 때문에 협정세계시(UTC)와 달리 윤초(閏秒) 등의 주기적인 보정량이 삽입되어 있지 않은 절대적 시간이다. 따라서, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 인공 위성(3)으로부터 GPS 시간 정보를 수신하여 시간을 설정함으로써, 원거리에 위치하는 전천 카메라(100)끼리 절대적 시간을 기준으로 동일한 시간을 가질 수 있다.Here, “time information” may mean the time operated by the GPS satellite group, as described above. Since the GPS time information does not take the rotation of the earth into account, it is an absolute time in which periodic corrections such as leap seconds are not inserted, unlike Coordinated Universal Time (UTC). Therefore, the omni-
통신부(140)는 관측 서버(300), 다른 전천 카메라(100) 및 외부 서버(미도시) 중 적어도 하나와 통신하도록 이루어질 수 있다. 통신부(140)는, 전천 카메라(100)를 하나 이상의 통신 네트워크 또는 통신망에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 이러한 통신부(140)는, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(140)는 LTE 라우터를 포함할 수 있다. The
나아가, 전원부(150)는 전천 카메라(100)에 구동 전원(또는 동작 전원)을 공급할 수 있다. Furthermore, the
전원부(150)는 제어부(160)의 제어 하에서, 외부의 전원 또는 내부의 전원 중 적어도 하나를 인가받아 전천 카메라(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. The
이러한 전원부(150)는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 형태의 배터리를 포함하거나, 공급된 외부 교류(AC) 전력을 직류(DC) 전력으로 전환하는 정류기를 포함할 수 있다. The
제어부(160)는 전천 카메라(100)에 포함된 구성을 전반적으로 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(160)는 조도 센서(114)를 통해 측정된 조도 값에 근거하여 촬영부(120)의 조리개(122)의 개폐 정도, 셔터 속도를 제어할 수 있다. The
나아가, 제어부(160)는 촬영부(120)의 촬영을 통해 생성된 전천 영상을 촬영 일시 정보와 매칭시켜 저장부(미도시)에 저장하고, 기 설정된 주기 또는 관측 서버(300)의 요청이 있는 경우, 전천 영상 및 촬영 일시 정보가 관측 서버(300)으로 전송되도록, 통신부(140)를 제어할 수 있다. Furthermore, the
한편, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 발열 제어부(170)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the all-
발열 제어부(170)는 발열부(113)의 온(On)/오프(Off)를 제어할 수 있다. 발열 제어부(170)는 i) 기 설정된 주기 마다, ii) 관측 서버(300)으로부터 발열부(113)의 온오프 요청이 있는 경우, iii) 발열부(113)의 온오프가 필요하다고 판단되는 경우에 발열부(113)의 온오프(전류의 공급 및 차단)을 제어할 수 있다. The
상기 iii) 발열부(113)의 온오프가 필요하다고 판단되는 경우와 관련하여, 발열 제어부(170)는 조도 센서(114)를 통해 측정된 조도 값과, 조도 값에 근거하여 촬영된 전천 영상의 밝기 정보가 일치하지 않는 경우, 렌즈 보호부(112)에 이물질(김서림, 눈 등)이 존재한다고 판단하고, 발열부(113)를 온(On)할 수 있다.In relation to the case in which it is determined that on/off of the
나아가, 발열 제어부(170)는 조도 센서(114)를 통해 측정된 조도 값과, 조도 값에 근거하여 촬영된 전천 영상의 밝기 정보가 일치하는 경우, 렌즈 보호부(112)에 이물질(김서림, 눈 등)이 존재한다고 판단하고, 발열부(113)를 온(Off)할 수 있다.Furthermore, when the illuminance value measured through the
여기서, “전천 영상의 밝기 정보”란 렌즈(121)를 통해 입사된 빛의 조도로 이해될 수 있다. Here, “brightness information of the all-sky image” may be understood as the illuminance of light incident through the
한편, 발열 제어부(170)는 제어부(160)의 일 기능(발열부 제어)를 수행하는 구성으로서, 제어부(160)에 포함될 수 있다. 따라서, 이하에서는 발열 제어부(170)와 제어부(160)를 구분하지 않고 제어부(160)로 통일하여 설명하도록 한다. On the other hand, the
한편, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 허브(180) 및 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the all-
허브(180)는 근거리통신망 구축 시 단말기의 접선 장치로 이용하는 스위칭 기능을 가진 통신장비로 이해될 수 있다. The
저장부(미도시)는 i) 전천 카메라(100)의 다양한 기능을 지원하는 정보, ii) GPS 수신기(111)와 조도 센서(114)로부터 수집되는 정보 및 iii) 그 밖의 전천 영상과 관련된 정보를 저장한다. The storage unit (not shown) stores i) information supporting various functions of the all-
저장부(미도시)는 전천 카메라(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 펌웨어(firmware), 원격 관제 모듈(100)의 동작을 위한 다양한 정보들, 제어 메세지, 제어 코드들을 저장할 수 있다. The storage unit (not shown) is a plurality of application programs (application program or application) driven by the all-
응용 프로그램 중 적어도 일부는, 통신부(140)를 통해, 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 출고 당시부터 전천 카메라(100)상에 존재할 수 있다. At least some of the application programs may be downloaded from an external server through the
한편, 응용 프로그램은, 전천 카메라(100)에 저장되고, 전천 카메라 (100) 상에 설치되어, 제어부(160)에 의하여 전천 카메라(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.On the other hand, the application program, stored in the
나아가, 저장부(미도시)는 iii) 전천 영상을 저장할 수 있다. 이 경우, 저장부(미도시)는 촬영부(120)에 포함된 구성일 수 있다. 예를 들어, 전천 영상은 DSLR에 포함된 메모리에 저장될 수 있다. Furthermore, the storage unit (not shown) may store iii) the whole image. In this case, the storage unit (not shown) may be a component included in the photographing
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 촬영부(120)에 포함된 메모리를 별도로 구분하지 않고, i) 전천 카메라(100)의 다양한 기능을 지원하는 정보, ii) GPS 수신기(111), 조도 센서(114)로부터 수집되는 정보 및 iii) 전천 영상이 모두 저장부(미도시)에 저장되는 것으로 설명하도록 한다. However, hereinafter, for convenience of explanation, the memory included in the photographing
이하에서는 전천 카메라(100)의 구조 및 구성을 기초로, 전천 카메라(100)가 전천 영상을 획득하는 방법과, 관측 서버(300)가 전천 영상을 이용하여 항공 기상 정보를 분석하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, based on the structure and configuration of the all-
먼저, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)에서는, 인공 위성(3)으로부터 GPS 신호를 수신하는 과정이 진행될 수 있다. 즉, 전천 카메라(100)의 GSP 수신기(111)는 GPS 신호를 수신할 수 있다. First, in the all-
GPS 신호에는 GPS 시간 정보가 포함되어 있을 수 있다. The GPS signal may include GPS time information.
여기서, “GPS 시간 정보”는 앞서 설명한 것과 같이, GPS 위성군에서 운용되는 시간을 의미할 수 있다. GPS 시간 정보는 지구의 자전을 고려한 것이 아니기 때문에 협정세계시(UTC)와 달리 윤초(閏秒) 등의 주기적인 보정량이 삽입되어 있지 않은 절대적 시간이다. 따라서, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 인공 위성(3)으로부터 GPS 시간 정보를 수신하여 시간을 설정함으로써, 원거리에 위치하는 전천 카메라(100)끼리 절대적 시간을 기준으로 동일한 시간을 가질 수 있다. 본 명세서에서는 “GPS 시간 정보”를 “시간 정보”와 혼용하여 사용하도록 한다. Here, “GPS time information” may mean a time operated in a GPS satellite group, as described above. Since the GPS time information does not take the rotation of the Earth into account, it is an absolute time in which periodic corrections such as leap seconds are not inserted, unlike Coordinated Universal Time (UTC). Accordingly, the omni-
본 발명에 따른 전천 카메라(100)에서는, GPS 신호에 포함된 GPS 시간 정보에 근거하여, 복수의 전천 카메라(100) 각각의 기준 시간을 서로 동기화하는 과정이 진행될 수 있다. In the all-
구체적으로, 시각동기부(130)는 GPS 신호에서 GSP 시간 정보를 추출하고, GPS 시간 정보에 근거하여 제어부(160)의 시간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)의 시간이 2021년 04월 21시 07분 55초 02초로 설정되어 있고, GPS 시간 정보는 2021년 04월 21시 07분 55초 00초일 경우, 시각동기부(130)는 제어부(160)의 시간을 2021년 04월 21시 07분 55초 00초로 설정할 수 있다. Specifically, the
나아가, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)에서는, 항공 기상 관측을 위해 하늘의 전천 영상을 촬영하는 과정이 진행될 수 있다. 즉, 촬영부(120)는 전천 영상을 촬영할 수 있다. Furthermore, in the all-
“전천 영상”은 전천의 구름 상태, 지평선 등을 포함하여 전천 공부를 촬영된 영상 또는 이미지를 의미할 수 있다. 전천 영상은 전천 카메라(100)가 배치된 위치에서, 전천 카메라(100)의 렌즈(121)가 갖는 시야각만큼의 하늘 영역을 포함할 수 있다. “All-cheon image” may mean an image or image that is taken for all-cheon study, including the cloud state of the whole sky, the horizon, and the like. The all-sky image may include a sky area corresponding to the viewing angle of the
한편, 제어부(160)는 i) 관측 서버(300)로부터 전천 영상 촬영 요청이 있는 경우 또는 ii) 기 설정된 주기 마다 전천 영상이 촬영되도록 촬영부(120)를 제어할 수 있다. 기 설정된 주기는 관측 서버(300)를 통해 설정될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. Meanwhile, the
구체적으로, 제어부(160)는 관측 서버(300)로부터 전천 영상 촬영 요청이 있는 경우, 기 설정된 주기가 도달하지 않은 시점에도 촬영부(120)가 전천 영상을 촬영하도록 제어할 수 있다. 이후, 제어부(160)는 관측 서버(300)의 전천 영상 촬영 요청 이전에 전천 영상이 촬영된 시점을 기준으로 기 설정된 주기가 도달한 때에 촬영부(120)가 전천 영상을 촬영하도록 제어할 수 있다. Specifically, when there is a request for capturing an all-season image from the
예를 들어, 제어부(160)는 매 10초마다 전천 영상이 촬영되도록 촬영부(120)를 제어할 수 있으며, 촬영부(120)가 전천 영상을 촬영한 시점으로부터 2초 뒤에 관측 서버(300)로부터 전천 영상 촬영 요청이 있는 경우, 제어부(160)는 10초의 주기가 도달하였는지 여부와 관계없이 촬영부(120)가 전천 영상을 촬영하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(160)는 관측 서버(300)의 전천 영상 촬영 요청에 의하여 전천 영상이 촬영된 시점 이전으로부터 10초가 지난 시점(즉, 전천 영상 촬영 요청에 의하여 전천 영상이 촬영된 시점으로부터 8초 가 지난 시점)에 촬영부(120)가 전천 영상을 촬영하도록 제어할 수 있다.For example, the
즉, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 주기적으로 전천 영상을 촬영함으로써 항공 기상 변화를 시계열적으로 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 필요한 시점의 전천 영상도 선택적으로 획득할 수 있어 항공 기상 변화에 매우 That is, the all-
나아가, 제어부(160)는 전천 영상 및 촬영 일시 정보를 서로 매칭하여 저장부에 저장할 수 있다. 이 때, 제어부(160)는 전천 영상에 촬영 일시 정보를 기록(ex: 타임 스탬프)하여 저장할 저장부에 저장할 수 있다.Furthermore, the
여기서, “촬영 일시 정보”는 서로 동기화된 복수의 전천 카메라(100) 각각의 기준 시간을 기준으로 생성되며, 전천 카메라(100)가 전천 영상을 촬영한 촬영 날짜(ex: 2021년 4월 21) 및 촬영 시간(ex: 07시 55분 10초) 을 포함할 수 있다. Here, “shooting date and time information” is generated based on the reference time of each of the plurality of all-
나아가, 제어부(160)는 전천 영상 및 전천 카메라와 관련된 정보를 매칭시켜 저장부에 저장할 수 있다. Furthermore, the
여기서, 전천 카메라와 관련된 정보는, i) 전천 카메라의 식별번호 및 ii) 전천 카메라의 위치 정보 중 적어도 하나일 수 있다. Here, the information related to the omni-camera may be at least one of i) an identification number of the omni-camera and ii) location information of the omni-camera.
예를 들어, 도 1의 제1 공항 터미널(1a) 앞에 설치된 제1 전천 카메라(100a)에는, 전천 영상과 제1 전천 카메라(100a)의 식별번호 (no.1) 및 위치(37.446295, 126.453483) 중 적어도 하나가 매칭되어 저장될 수 있다. For example, in the first all-
한편, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)에서는, 전천 영상 및 촬영 일시 정보를 관측 서버(300)로 전송하는 과정이 진행될 수 있다. 즉, 통신부(140)는 전천 영상 및 촬영 일시 정보를 관측 서버(300)로 전송할 수 있다. On the other hand, in the all-
나아가, 통신부(140)는 전천 영상과 함께, 전천 카메라(100)와 관련된 정보(식별정보 및 위치 정보)를 관측 서버(300)로 전송할 수 있다.Furthermore, the
이하에서는 설명의 편의를 위하여, i) 전천 영상, ii) 촬영 일시 정보 및 iii) 전천 카메라와 관련된 정보, iv) 촬영 조건(조리개의 개폐 정도, ISO감도, 촬영 속도, 촬영 횟수), v) 촬영 조건에 설정된 조도 값을 “전천 영상 데이터”로 명명하도록 한다. Hereinafter, for convenience of explanation, i) all-weather image, ii) shooting date and time information, and iii) all-weather camera-related information, iv) shooting conditions (aperture opening/closing degree, ISO sensitivity, shooting speed, number of shots), v) shooting Let the illuminance value set in the condition be named “all-weather image data”.
제어부(160)는 통신부(140)가 기 설정된 주기 마다 저장부에 저장된 전천 영상 데이터를 관측 서버(300)로 전송하도록 제어할 수 있다. The
이 때, 기 설정된 주기는 전천 영상을 촬영하도록 설정된 주기보다 상대적으로 길게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는 매 10초마다 촬영부(120)가 전천 영상을 촬영하도록 제어하고, 매 60초마다 통신부(160) 전천 영상 데이터를 관측 서버(300)로 전송하도록 제어할 수 있다. In this case, the preset period may be set to be relatively longer than the period set to capture the all-season image. For example, the
이하에서는, 관측 서버(300)가 복수의 전천 카메라(100) 각각으로부터 수신한 전천 영상에 근거하여 운고 및 운량을 산출하는 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, a method for the
본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법은, i) 복수의 전천 카메라(100) 각각에서 촬영된 하늘의 전천 영상 및 ii) 전천 영상에 매칭된 촬영 일시 정보를 수신하는 과정이 진행될 수 있다(S610).In the control method of the aerial weather observation system according to the present invention, i) a process of receiving an all-sky image of the sky captured by each of the plurality of all-
구체적으로, 관측 서버(300)는 복수의 전천 카메라(100)로부터 각각 정해진 기 설정된 주기 마다, 복수의 전천 카메라(100) 각각이 촬영한 전천 영상 및 촬영 일시 정보를 수신할 수 있다. 즉, 관측 서버(300)는 제1 전천 카메라(100a)로부터 제1 전천 영상 및 제1 촬영 일시 정보를 수신하고, 제2 전천 카메라(100b)로부터 제2 전천 영상 및 제2 촬영 일시 정보를 수신할 수 있다. Specifically, the
관측 서버(300)는 복수의 전천 카메라(100)로부터 전천 영상 데이터를 더 수신할 수 있다. The
관측 서버(300)는 복수의 전천 카메라(100) 각각으로부터 수신한 i) 전천 영상, ii) 촬영 일시 정보 및 iii) 전천 영상 데이터를 설 매칭시켜 관측 서버(300)의 저장부에 저장할 수 있다. The
여기서, 관측 서버(300)의 저장부는 i) WEB 서버, ii) 자료 처리 서버, iii) DB 서버 및 iv) 스토리지 서버를 포함할 수 있다. Here, the storage unit of the
한편, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법은 촬영 일시 정보를 기준으로, 수신한 전천 영상 중 적어도 일부를 선택하는 과정이 진행될 수 있다(S620). 나아가, 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법은 선택된 전천 영상에 기반하여 전천 영상에 포함된 구름의 운고(雲高) 및 운량(雲量)을 산출하는 과정이 진행될 수 있다(S630). Meanwhile, in the method for controlling an aerial weather observation system according to the present invention, a process of selecting at least some of the received all-sky images based on the shooting date and time information may be performed (S620). Furthermore, in the control method of the aerial weather observation system, the process of calculating the cloud height and amount of clouds included in the all-sky image based on the selected all-sky image may be performed (S630).
구체적으로, 관측 서버(300)는 운고 및 운량 산출을 위하여, 특정 시점을 정의하는 촬영 일시 정보가 매칭된 전천 영상을 선택할 수 있다. 즉, 관측 서버(300)는 촬영 일시 정보가 동일한 전천 영상을 선택하여 비교함으로써, 전천 영상에 포함된 구름의 운고 및 운량을 산출할 수 있다. Specifically, the
이 때, 선택된 전천 영상은 서로 다른 전천 카메라(100)에서 촬영되고, 동일 영역(동일 객체)을 포함하고 있을 수 있다. In this case, the selected omnidirectional images may be captured by different
일 예로서, 도 4a에 도시된 것과 같이, 제1 전천 카메라(100a)가 촬영한 제1 전천 영상 및 제2 전천 카메라(100b)가 촬영한 제2 전천 영상은 하늘의 동일 영역(4)을 포함하고 있다. 관측 서버(300)는 복수개의 제1 전천 영상 및 복수개의 제2 전천 영상 중 동일한 촬영 일시 정보(ex: 2021년 4월 21일 07시 55분 10초)를 가지는 전천 영상을 선택하여 비교함으로써, 운고(5) 및 운량을 산출할 수 있다. As an example, as shown in FIG. 4A , the first all-sky image captured by the first all-
한편, 관측 서버(300)는 운고 및 운량 산출 시, 복수의 전천 카메라(100) 간 이격 거리(S)를 이용할 수 있다. Meanwhile, the
이를 위해, 관측 서버(300)는 복수의 전천 카메라(100)의 위치 정보에 근거하여 이격 거리(S)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 관측 서버(300)는 복수의 전천 카메라(100) 간 이격 거리(S)를 파라미터로 삼각 측량법에 적용하여 운고 및 운량을 산출할 수 있다.To this end, the
이를 위해, 관측 서버(300)는 한번 산출된 이격 거리(S)를 복수의 전천 카메라와 매칭시켜 관측 서버(300)의 저장부에 저장할 수 있다.To this end, the
나아가, 관측 서버(300)는 전천 영상의 RGB 컬러를 이용하여 운량을 산출할 수 있다. 구체적으로, 관측 서버(300)는 전천 영상의 RGB 이미지로부터, 이미지 내의 차폐를 제거하고, GBR 화소 분포에 따른 전천 영상을 분류할 수 있다. 이후, 관측 서버(300)는 전천 영상에 포함된 구름 화소를 이용하여 운량을 산출할 수 있다. Furthermore, the
나아가, 관측 서버(300)는 기계 학습을 통해 생성된 관측 모델에 의해 전천 영상에 포함된 구름의 운고 및 운량을 산출할 수 있다. Furthermore, the
다만, 이러한 운고 및 운량의 산출 방법은 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니다.However, the method of calculating the cloud height and cloud amount is an example, and is not limited thereto.
나아가, 관측 서버(300)는 보다 정확한 운고 및 운량 산출을 위하여, 다수의 전천 카메라(100)에서 촬영된 전천 영상을 이용할 수 있다. 이 경우, 전천 영상은 짝수개(2개, 4개 등)일 수 있으나, 반드시 짝수개여야 하는 것은 아니다. Furthermore, the
일 예로서, 관측 서버(300)는 도 4b에 도시된 것과 같이, 4개의 전천 카메라(100)가 촬영한 전천 영상이 모두 하늘의 동일 영역을 포함하고 있는 경우, 4개의 전천 카메라(100)가 동일 시점에 촬영한 전천 영상을 이용하여 운고 및 운량을 산출할 수 있다. As an example, the
나아가, 관측 서버(300)는 복수의 전천 카메라(100)를 서로 매칭시켜 저장할 수 있다. 여기서, 매칭된 복수의 전천 카메라(100)는 운고 및 운량 산출에 이용된 전천 영상을 전송한 전천 카메라(100)를 의미할 수 있다. Furthermore, the
즉, 관측 서버(300)는 동일 영역을 촬영하는 전천 카메라(100)를 서로 매칭 시킨 이후에는, 매칭된 전천 카메라(100)의 전천 영상을 이용하여 시간의 흐름에 따라 운고 및 운량 산출을 반복하여, 운고 및 운량이 산출되는 시간을 단축 시킬 수 있다. That is, after the
이상에서는, 복수의 전천 카메라(100)에서 GPS 신호에 근거하여 시간을 설정한 후 전천 영상을 촬영하고, 관측 서버(300)에서 전천 영상을 수집하여 운고 및 운량을 산출하는 과정을 살펴보았다. In the above, the process of calculating the cloud height and amount of clouds by capturing an all-sky image after setting the time based on the GPS signal in the plurality of all-
본 발명에서는 정확한 운고 및 운량 산출 뿐만 아니라, 안전한 항공기 운행에 필요한 항공 기상 요소들을 분석하기 위하여 객체가 뚜렷한 전천 영상을 획득하는 여러가지 방법을 제공하고 있다. 이하에서는 고화질의 전천 영상을 획득하기 위하여 전천 카메라(100)를 제어하는 방법에 대해 살펴보도록 한다. The present invention provides various methods for obtaining an all-sky image with a clear object in order to analyze not only accurate cloud height and cloud volume calculation, but also aviation meteorological factors necessary for safe aircraft operation. Hereinafter, a method of controlling the all-
본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 복수의 전천 카메라(100) 각각의 주변 조도를 이용하여, 복수의 전천 카메라(100) 각각의 촬영 조건을 설정할 수 있다. The aerial weather observation system according to the present invention may set the shooting conditions of each of the plurality of all-
이 때, 촬영 조건은, 전천 영상을 촬영하기 위해 필요한 설정 사항으로, i) 조리개(122)의 개폐 정도, ii) ISO감도, iii) 촬영 속도, vi) 촬영 횟수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In this case, the shooting condition is a setting item necessary for shooting an all-sky image, and may include at least one of i) the degree of opening and closing of the
한편, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 앞서 설명한 것과같이, 본체(110) 외부에 부착되어 있는 제1 조도 센서(114) 및 촬영부(120)에 포함된 제2 조도 센서(123)를 포함할 수 있다.On the other hand, the aerial weather observation system according to the present invention, as described above, includes a
촬영부(120)는 본체(110) 내부에 배치되며, 렌즈 보호부(112)는 렌즈(121), 조리개(122) 및 제2 조도 센서(123)를 덮고 있을 수 있다. The photographing
이러한 전천 카메라(100)의 구조에 따라, 촬영부(120)에 포함된 제2 조도 센서(123)는 렌즈 보호부(112)를 통과한 빛의 세기를 측정하게 된다. 즉, 제2 조도 센서(123)의 조도 값은, 전천 카메라(100) 주변의 조도 값과 오차가 존재할 수 있다. According to the structure of the all-
따라서, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 본체(110) 외부에 부착된 제1 조도 센서(114)에 의해 측정된 조도 값을 우선적으로 고려하여, 전천 카메라(100) 촬영부(120) 각각의 촬영 조건을 설정할 수 있다. Therefore, the aerial weather observation system according to the present invention preferentially considers the illuminance value measured by the
구체적으로, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 제1 조도 센서(114)의 조도 값이 큰 경우에는 조리개의 열림 정도를 상대적으로 작게하고, 조도 값이 작은 경우에는 조리개의 열림 정도를 상대적으로 크게 할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 주간 및 야간 모두 항공 기상 관측이 이용될 수 있는 전천 영상을 획득할 수 있다. Specifically, in the aerial weather observation system according to the present invention, when the illuminance value of the
한편, 이러한 촬영 조건 설정은, i) 전천 카메라(100)의 제어부(160), ii) 관측 서버(300) 및 iii) 외부 원격 단말기 중 적어도 하나에서 설정될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템에서, 촬영 조건을 설정하는 것은 상황에 따라 상기 i) 내지 iii) 의 수행 주체에 의하여 이루어질 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 전천 카메라(100)의 제어부(160)에서 촬영 조건을 설정하는 것으로 예를 들어 설명하도록 하겠으나, 이러한 예시는 관측 서버(300) 또는 외부 원격 단말기를 수행 주체로 하는 경우에도 적용될 수 있다. Meanwhile, such shooting condition setting may be set in at least one of i) the
한편, 본 발명에 따른 제1 조도 센서(114)는 본체(110) 외부에 부착되어 있어, 비가 오거나 눈이 내리는 등과 같은 날씨에는 김이 서리거나 눈이 쌓일 수 있다. 렌즈 보호부(112)는 발열부(113)를 구비하고 있어, 김서림 또는 쌓인 눈을 제거할 수 있으나, 제1 조도 센서(114)는 별도의 발열부를 구비하고 있지 않아 김서림 또는 쌓인 눈을 제거하기 어렵다. 또한, 전천 카메라(100)는 실외에 배치되어 있기 때문에, 외부 이물질(먼지, 황사) 등에 취약하다. On the other hand, the
이러한 경우, 제1 조도 센서(114)는 이물질에 의하여 정확한 조도 값을 측정하지 못하는 문제가 발생하고, 제어부(160)는 오측정된 조도 값에 근거하여 촬영부(120)의 촬영 조건을 설정하게 된다. 따라서, 촬영부(120)는 정확하지 않은 촬영 조건에 의하여 전천 영상을 촬영하게 된다. 이를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 제1 조도 센서(114)와 제2 조도 센서(123)를 모두 고려하여 촬영 조건을 설정하고 있다. 도 7a 및 도 7b를와 함께 구체적으로 설명하도록 한다. In this case, a problem occurs in that the
먼저, 제어부(160)는 제1 조도 센서(114)로부터 조도 값을 수신하고, 제1 조도 센서(114)의 단위 시간 당 조도 값 변화량을 계산할 수 있다(S711). First, the
여기서, “제1 조도 센서(114)의 단위 시간 당 조도 값 변화량”은 기 설정된 단위 시간 동안 변화된 조도 값 수치를 의미할 수 있다. Here, “the amount of change in the illuminance value of the
제어부(160)는 상기 변화량에 기반하여, 상기 제1 조도 센서(114)의 조도 값 및 제2 조도 센서(123)의 조도 값 중 어느 하나의 조도 값을 선택하고, 선택된 조도 값을 전천 영상 촬영을 위한 촬영 조건으로 설정할 수 있다. The
구체적으로, 제어부(160)는 제1 조도 센서(114)의 단위 시간 당 조도 값 변화량이 기 설정된 값을 초과(또는 이상)하는지 여부를 판단할 수 있다(S712). Specifically, the
만약, 제1 조도 센서(114)의 조도 값 변화량이 기 설정된 값을 초과(또는 이상)하지 않는 경우, 제어부(160)는 제1 조도 센서(114)에 이상이 없다고 판단하고 제1 조도 센서(114)의 조도 값을 선택하여 촬영 조건을 설정할 수 있다(S713).If the amount of change in the illuminance value of the
반면에, 제1 조도 센서(114)의 조도 값 변화량이 기 설정된 값을 초과(또는 이상)하는 경우, 제어부(160)는 제1 조도 센서(114)에 이상이 발생하였다고 판단하고, 제2 조도 센서(123)의 조도 값을 수신할 수 있다(S714). On the other hand, when the amount of change in the illuminance value of the
나아가, 제어부(160)는 수신한 제2 조도 센서(123)의 조도 값을 선택하여 전천 영상 촬영을 위한 촬영 조건으로 설정할 수 있다(S715). 이 경우, 제어부(160)는 제2 조도 센서(123)의 조도 값이 렌즈 보호부(112)의 통과한 빛의 세기인 점을 고려하여, 제2 조도 센서(123)의 조도 값을 렌즈 보호부(112)의 통과하기 전의 빛의 세기로 보정한, 보정된 조도 값을 산출하고, 보정된 조도 값을 이용하여 촬영 조건을 설정할 수 있다. Furthermore, the
일 예로서, 오후 1시에서 오후 2시에 맑은 날과 눈이 내리는 경우를 가정하자. 맑은 날의 경우 오후 1시에서 오후 2시까지의 제1 조도 센서(114)의 변화량은 거의 없거나 상대적으로 작을 수 있다. 이 경우, 제어부(160)는 제1 조도 센서(114)가 정상적으로 동작하는 것으로 판단하고 제1 조도 센서(114)의 조도 값을 이용하여 촬영 조건을 설정할 수 있다. 반면에, 눈이 내리는 경우, 쌓이는 눈으로 인해 제1 조도 센서(114)에 입사되는 빛의 세기가 작아지므로, 제1 조도 센서(114)의 조도 값 변화량은 상대적으로 클 수 있다. 이 경우 제어부(160)는 제1 조도 센서(114)가 비정상적으로 동작하는 것으로 판단하고 제2 조도 센서(123)의 조도 값을 이용하여 촬영 조건을 설정할 수 있다.As an example, it is assumed that there is a clear day and snow falls between 1:00 PM and 2:00 PM. On a clear day, the amount of change of the
나아가, 제어부(160)는 제2 조도 센서(123)의 조도 값을 이용하여 촬영 조건을 설정하다가, 제1 조도 센서(114)의 변화량이 기 설정된 값 이하(또는 미만)가 되는 경우, 제1 조도 센서(114)의 조도 값을 이용하여 촬영 조건을 재 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 조도 센서(114)에 쌓인 눈이 녹은 경우와 같은 상황일 수 있다. Furthermore, while setting the shooting conditions using the illuminance value of the
한편, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템(100)은 제1 조도 센서(114)의 조도 값과 제2 조도 센서(123)의 조도 값을 비교하고, 어느 하나의 조도 값을 이용하여 촬영 조건을 설정할 수 있다. On the other hand, the aerial
먼저, 제어부(160)는 제1 조도 센서(114)의 조도 값과 제2 조도 센서(123)의 조도 값을 수신하고, 제1 조도 센서(114)의 조도 값과 제2 조도 센서(123)의 조도 값의 차이 값(이하, 차이 값이라 명명)을 계산할 수 있다(S721).First, the
나아가, 제어부(160)는 상기 차이 값에 기반하여, 제1 조도 센서(114)의 조도 값 및 제2 조도 센서(123)의 조도 값 중 어느 하나의 조도 값을 선택하고, 선택된 조도 값을 전천 영상 촬영을 위한 촬영 조건으로 설정할 수 있다. Furthermore, based on the difference value, the
구체적으로, 제어부(160)는 상기 차이 값이 기 설정된 값을 초과(또는 이상)하는지 여부를 판단할 수 있다(S722).Specifically, the
만약, 상기 차이 값이 기 설정된 값을 초과(또는 이상)하지 않는 경우, 제어부(160)는 제1 조도 센서(114) 및 제2 조도 센서(123) 모두 정상적으로 동작하고 있는 것으로 판단하고, 제1 조도 센서(114)의 조도 값을 선택하고, 이를 촬영 조건을 설정할 수 있다(S723). If the difference value does not exceed (or exceed) a preset value, the
반면에, 상기 차이 값이 기 설정된 값을 초과(또는 이상)하는 경우, 제어부(160)는 제1 조도 센서(114) 및 제2 조도 센서(123) 중 적어도 하나가 비정상적으로 동작하고 있는 것으로 판단하고, 제1 조도 센서(114)의 조도 값 및 제2 조도 센서(123)의 조도 값 중 어느 하나의 조도 값을 선택할 수 있다(S724). On the other hand, when the difference value exceeds (or exceeds) a preset value, the
구체적으로, 제어부(160)는 발열부(113)의 전원 공급 여부에 기반하여 제1 조도 센서(114)의 조도 값 및 제2 조도 센서(123)의 조도 값 중 어느 하나의 조도 값을 선택할 수 있다. Specifically, the
상기 발열부(113)는, 앞서 설명한 것과 같이, 렌즈 보호부(112)에 열을 전달할 수 있도록 렌즈 보호부(112)의 일 영역에 위치하고, 렌즈 보호부(112)는 제1 및 조도 센서(114) 및 제2 조도 센서(123) 중 제2 조도 센서(123)만 덮도록 형성될 수 있다. As described above, the
상기 발열부(113)는 렌즈 보호부(112)에 김이 서리거나 눈이 쌓일 경우, 공급되는 전원에 의해 렌즈 보호부(112)에 열을 전달하여, 렌즈 보호부(112)에 서린 김이나 쌓인 눈을 제거 할 수 있다. The
이러한 발열부(113)는, 비가 오거나 눈이 내리는 날씨에도, 렌즈 보호부(112)에 서린 김 또는 쌓인 눈이, 제2 조도 센서(123) 입사되는 빛을 차단하는 것을 방지할 수 있다. The
그러나, 제1 조도 센서(114)는 전천 카메라(100) 주변의 정확한 조도 값을 측정하기 위해, 렌즈 보호부(112)와 같은 차단막으로 덮여 있지 않으며, 발열부(113) 또한 포함하고 있지 않다. However, the
즉, 비가 내리거나 눈이 오는 경우, 제1 조도 센서(114)의 조도 값보다 제2 조도 센서(123)의 조도 값이, 전천 카메라(100) 주변의 실제 조도 값에 더욱 근접하게 되는 경우가 있을 수 있다. That is, when it rains or it snows, the illuminance value of the
따라서, 제어부(160)는 상기 차이 값이 기 설정된 값을 초과한 상태에서, 발열부(113)에 전원이 공급되는 경우, 제2 조도 센서(123)의 조도 값을 선택하고 발열부(113)에 전원이 공급되지 않는 경우, 제1 조도 센서(114)의 조도 값을 선택할 수 있다. Accordingly, when power is supplied to the
나아가, 제어부(160)는 선택된 조도 값을 이용하여 촬영 조건을 설정할 수 있다(S725). Furthermore, the
이처럼, 본 발명에 따른 전천 카메라(100)는 제1 조도 센서(114)의 조도 값과 제2 조도 센서(123)의 조도 값을 모두 고려한 촬영 조건으로 전천 영상을 촬영하므로, 선명하고 뚜렷한 전천 영상을 촬영할 수 있다. As such, the all-
한편, 본 발명에 따른 보호 렌즈부(112)에는 발열부(113)가 배치되어 있다. 제어부(160)는 발열부(113)를 이용하여 보호 렌즈부(112)에 서린 김 또는 쌓인 눈을 증발 시켜, 보호 렌즈부(112)에 쌓인 이물질로 인해 선명하지 않은 전천 영상이 촬영되는 것을 방지할 수 있다. On the other hand, the
구체적으로, 전천 카메라(100)에서는, 발열 제어 신호에 기초하여 발열부(113)에 공급되는 전원을 제어하는 과정이 진행될 수 있다. 즉, 제어부(160)는 발열 제어 신호에 기초하여 발열부(113)에 전원을 공급하거나, 공급되는 전원의 양을 조절하거나, 공급되는 전원을 차단할 수 있다. Specifically, in the all-
관측 서버(300)는 전천 영상이 정상적으로 촬영되지 않았다고 판단(ex: 피사체가 선명하지 않은 경우, 하늘이 촬영되지 않은 경우 등)되면, 전천 카메라(100)로 발열 제어 신호를 전송할 수 있다. The
구체적으로, 관측 서버(300)는 전천 영상으로부터 선명도 및 밝기 중 어느 하나를 추출할 수 있다. 관측 서버(300)는 i) 추출된 선명도가 기 설정된 선명도를 만족하지 못하는 경우, ii) 추출된 밝기가 기 설정된 밝기를 만족하지 못하는 경우 중 적어도 하나의 경우에 전천 카메라(100)로, 발열부(113)에 전원 공급을 요청하는 발열 제어 신호를 전송할 수 있다. Specifically, the
나아가, 관측 서버(300)는 i) 추출된 선명도가 기 설정된 선명도를 만족하는 경우, ii) 추출된 밝기가 기 설정된 밝기를 만족하는 경우에는 전천 카메라(100)로, 발열부(113)에 공급되는 전원 차단을 요청하는 발열 제어 신호를 전송할 수 있다.Furthermore, the
나아가, 관측 서버(300)는 사용자의 입력에 근거하여 전천 카메라(100)로 발열 제어 신호를 전송할 수 있다. 즉, 사용자는 전천 영상을 통해 전천 카메라(100)의 렌즈 보호부(112)에 이물질(김서림, 쌓인 눈 등)이 존재한다고 판단되면 관측 서버(300)를 통해 전천 카메라(100)의 발열부(113)의 온오프를 제어할 수 있다. Furthermore, the
제어부(160)는 통신부(140)를 통해 발열 제어 신호를 수신하면, 발열 제어 신호에 근거하여 발열부(113)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다. When the
이하에서는 도 8a, 도 8b, 도 9 및 도 10과 함께, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템이 운고 및 운량을 산출하는 과정을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, together with FIGS. 8A, 8B, 9 and 10 , a process for calculating cloud height and cloud volume by the aerial weather observation system according to the present invention will be described in more detail.
전천 카메라(100)는 기 설정된 주기 마다 전천 영상을 촬영하고, 전천 영상 촬영과 관련된 정보를 전천 영상과 매칭하여 저장부에 저장할 수 있다. The all-
전천 영상 촬영과 관련된 정보는, i) 촬영 일시 정보 및 ii) 전천 카메라와 관련된 정보(식별번호 및 위치 정보), iii) 촬영 조건(조리개의 개폐 정도, ISO감도, 촬영 속도 및 촬영 횟수), iv) 촬영 조건에 설정된 조도 값을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 상기 i) 내지 iv)와 전천 영상을 “전천 영상 데이터”로 명명하기로 함은 앞서 설명하였다. Information related to all-weather video shooting includes: i) shooting date and time information and ii) all-weather camera-related information (identification number and location information), iii) shooting conditions (aperture opening/closing degree, ISO sensitivity, shooting speed and number of shots), iv ) may include the illuminance value set in the shooting conditions. In the present invention, it has been described above that i) to iv) and the whole image are named “all image data”.
전천 카메라(100)는 기 설정된 주기(촬영을 위해 설정된 주기 보다 상대적으로 긴 주기) 또는 관측 서버(300)의 요청이 있는 경우, 저장부에 저장된 전천 영상 데이터를 관측 서버(300)로 전송할 수 있다. The all-
예를 들어, 도 8a는 도 4a의 제1 전천 카메라(100a)가 수집한 제1 전천 영상 데이터고, 도 8b는 도 4a의 제2 전천 카메라(100b)가 수집한 제2 전천 영상 데이터다. For example, FIG. 8A is the first all-season image data collected by the first all-
제1 전천 영상 데이터 및 제2 전천 영상 데이터는 도 8a 및 도 8b에 도시된 것과 같이, i) 촬영 일시 정보(811, 812, 821, 822), ii) 전천 카메라의 식별번호(813, 823), iii) 전천 카메라의 위치 정보(814, 824), iv) 조도 값(815, 825), v) ISO 감도(816, 826), vi) 조리개 개폐 정도(817, 827), vii) 촬영 주기(813, 823)를 포함할 수 있다. As shown in FIGS. 8a and 8b, the first all-time image data and the second all-season image data include: i) shooting date information (811, 812, 821, 822), ii) identification numbers of the all-day camera (813, 823) , iii) location information of all-weather cameras (814, 824), iv) illuminance values (815, 825), v) ISO sensitivity (816, 826), vi) aperture opening/closing degree (817, 827), vii) shooting cycle ( 813, 823).
도 8a 및 도 8b의 전천 영상 데이터를 통해, 제1 전천 카메라(100a)는 2021년 04월 21일 아침에 10초를 주기로 전천 영상을 촬영하였으며, 제2 전천 카메라(100b)는 2021년 04월 21일 아침에 20초를 주기로 전천 영상을 촬영하였음을 알 수 있다. 즉, 제1 전천 카메라(100a)와 제2 전천 카메라(100b)의 촬영 주기가 서로 상이하다. 이러한 촬영 주기는, 상기 조도 값 기반으로 설정되거나, 사용자에 의해 설정될 수 있다. Through the all-sky image data of FIGS. 8A and 8B , the first all-
한편, 관측 서버(300)는 전천 카메라(100)로부터 수신한 전천 영상 데이터를 저장부에 저장하고, 전천 영상 데이터의 촬영 일시 정보를(811, 812, 821, 822) 비교하여, 동일 시점에 동일 지점을 촬영한 전천 영상을 선택할 수 있다. On the other hand, the
예를 들어, 도 8a 및 도 8b에 도시된 것과같이, 관측 서버(300)는, i) 2012년 4월 21일 07시 55분 20초(이하 제1 시점, 810a, 820a)에 제1 전천 카메라(100a) 및 제2 전천 카메라(100b)가 전천 영상을 촬영하고, ii) 2012년 4월 21일 07시 55분 40초(이하 제2 시점, 810b, 820b)에 제1 전천 카메라(100a) 및 제2 전천 카메라(100b)가 전천 영상을 촬영한 것을 판단할 수 있다. For example, as shown in FIGS. 8A and 8B , the
이를 기초로, 도 9에 도시된 것과 같이, 관측 서버(300)는 i) 제1 시점에 촬영된 제1 전천 영상(910a) 및 제2 전천 영상(920a)를 비교하여 운고 및 운량을 산출하고, ii) 제2 시점에 촬영된 제1 전천 영상(910b) 및 제2 전천 영상(920b)를 비교하여 운고 및 운량을 산출할 수 있다. Based on this, as shown in FIG. 9 , the
한편, 관측 서버(300)는 동일 영역을 촬영한 전천 영상을 선택하여 비교함으로써, 전천 영상에 포함된 구름의 높이를 산출할 수 있다. 관측 서버(300)는 전천 카메라(100)의 위치 및 촬영 조건에 근거하여 동일 영역을 촬영하는 전천 카메라(100)를 선택할 수 있다. 나아가, 사용자가 동일 영역을 촬영한 전천 카메라(100)를 선택할 수 있다. 이를 위해, 관측 서버(300)는 입력부를 통해 사용자의 선택을 입력 받을 수 있다. Meanwhile, the
한편, 도 10에 도시된 것과 같이, 관측 서버(300)는 제1 하늘 영역(1010)에 존재하는 구름(1011)의 운고 및 운량을 산출하고자 하는 경우, 제1 전천 카메라(100a)의 제1 전천 영상 및 제2 전천 카메라(100b)의 제2 전천 영상을 선택하여 비교함으로써 제1 하늘 영역(1010)에 존재하는 구름(1011)의 운고 및 운량을 산출할 수 있다. 나아가, 관측 서버(300)는 제2 하늘 영역(1020)에 존재하는 구름(1021)의 운고 및 운량을 산출하고자 하는 경우, 제2 전천 카메라(100b)의 제2 전천 영상 및 제3 전천 카메라(100c)의 제3 전천 영상을 선택하여 비교함으로써 제2 하늘 영역(1020)에 존재하는 구름(1021)의 운고 및 운량을 산출할 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 10 , when the
이상에서 살펴본 바와 같이, 관측 서버(300)는 전천 영상을 분석하여 운고 및 운량 산출을 포함한 항공 기상 관측을 수행할 수 있다. 나아가, 관측 서버(300)는 분석한 항공 기상 관측 내용을 기반으로 항공 기상 관측 자료(이하, 관측 자료)를 생성할 수 있다. 이하에서는 관측 서버(300)가 생성하는 관측 자료에 대해 살펴보도록 한다. As described above, the
관측 서버(300)는 분석된 운고 및 운량을 이용하여 관측 자료(1100)를 생성하여 기상청, 관제실, 항공사, 비행기 조종사 등에게 제공할 수 있다. The
이를 위해, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법은, i) 선택된 전천 영상, ii) 촬영 일시 정보 및 iii) 산출된 운고, iv) 산출된 운량 중 적어도 하나를 포함하는 관측 자료(1100)를 생성하고, 관측 자료1100)가 외부 단말기에서 출력되도록, 관측 자료1100)를 외부 단말기로 전송하는 과정이 진행될 수 있다. To this end, the control method of the aerial weather observation system according to the present invention includes
구체적으로, 관측 자료(1100)는 도 11에 도시된 것과 같이, i) 전천 카메라가 배치된 위치 정보(1110) ii) 날씨 정보(1120), iii) 전천 카메라에서 촬영된 전천 사진(1130), iv) 촬영 일시 정보, v) 운고 및 운량이 산출된 위치 정보(1140), vi) 산출된 운량(1150), vii) 산출된 운고(1160) 등을 포함할 수 있다. Specifically, the
기상청, 관제실, 항공사, 비행기 조종사 등은 본 발명에 의해 제공되는 관측 자료(1100)를 이용하여, 비행기 운행에 필요한 정보를 직관적으로 인지함으로써, 안전하고 경제적인 비행을 수행할 수 있다. Meteorological offices, control rooms, airlines, airplane pilots, etc. can perform safe and economical flight by intuitively recognizing information necessary for airplane operation using the
위에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 복수의 전천 카메라는, GPS 신호에 포함된 시간 정보에 근거하여 기준 시간을 서로 동기화 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 복수의 전천 카메라는, 원거리에 위치하더라도, 사용자의 별다른 조작 없이 동일한 절대적 기준 시간을 공유할 수 있다. As described above, the plurality of all-sky cameras according to the present invention may synchronize a reference time with each other based on time information included in a GPS signal. Accordingly, the plurality of all-sky cameras according to the present invention can share the same absolute reference time without any special manipulation by the user, even if they are located at a long distance.
나아가, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은, 절대적 시간 기준에 근거하여 동일 시점에 촬영된 전천 영상을 선택할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은, 동일 시점에 촬영된 전천 영상으로부터 구름의 운고 및 운량을 산출하므로, 구름의 이동이 있는 경우에도 정확한 운고 및 운량을 산출할 수 있다. Furthermore, the aerial weather observation system according to the present invention may select an all-sky image taken at the same time based on an absolute time reference. Therefore, since the aerial weather observation system according to the present invention calculates the cloud height and cloud volume from the all-sky image taken at the same time point, it is possible to accurately calculate the cloud height and cloud volume even when there is movement of the cloud.
나아가, 항공사, 비행기 조종사 등은 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템으로부터 정확하게 산출된 운고 및 운량을 제공받음으로써, 안전하고 경제적인 비행을 수행할 수 있다. Furthermore, airlines, airplane pilots, etc. can perform safe and economical flight by receiving the accurately calculated cloud height and cloud volume from the aviation weather observation system according to the present invention.
나아가, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 주변 조도에 따라 카메라의 셔터 속도 및 노출 시간이 조정함으로써, 조도가 낮은 야간에도 전천 영상 촬영이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 야간의 항공 기상을 관측할 수 있으므로, 24시간 항공 기상 정보를 제공함으로써 항공기가 시간 제약 없이 안전한 운행이 가능하도록 한다. Furthermore, in the aerial weather observation system according to the present invention, the shutter speed and exposure time of the camera are adjusted according to the ambient illuminance, so that it is possible to take all-sky images even at night when the illuminance is low. Therefore, since the aviation weather observation system according to the present invention can observe aerial weather at night, it provides 24-hour aviation weather information so that the aircraft can safely operate without time restrictions.
특히, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은, 두개의 조도 센서에서 수신한 조도 값에 근거하여 전천 영상을 촬영함으로써, 비가 오거나 눈이 오는 등 기상 악조건 상황에서도 선명한 전천 영상을 촬영할 수 있다. In particular, the aerial weather observation system according to the present invention can take a clear all-season image even in adverse weather conditions such as rain or snow by taking an all-season image based on the illuminance values received from two illuminance sensors.
나아가, 본 발명에 따른 전천 카메라는 어안렌즈 주변에 발열부(113)를 배치하여, 우천이나 강설 시 어안렌즈의 시야를 가리는 이물질(ex: 우박(雨雹) 등)을 제거할 수 있는 전천 카메라를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 항공 기상 관측 시스템은 날씨의 제약을 받지 않고 항공 기상 예측을 수행할 수 있다. Furthermore, the all-day camera according to the present invention arranges the
나아가, 본 발명에 따른 전천 카메라는 통신 수단을 이용하여 촬영된 전천 영상을 따른 관측 서버로 전송함으로써, 관측 서버는 전천 카메라와 독립적인 장소에서 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 관측 서버는 광범위한 장소에 배치된 복수의 전천 카메라로부터 전천 영상을 수신하여 종합적인 항공 기상 예측을 할 수 있다. Furthermore, the all-sky camera according to the present invention transmits the photographed all-sky image to the observation server according to the communication means, so that the observation server can be installed at a location independent of the all-sky camera. Accordingly, the observation server according to the present invention may receive all-season images from a plurality of all-season cameras disposed in a wide range of places to make comprehensive aerial weather prediction.
한편, 위에서 살펴본 본 발명은, 컴퓨터에서 하나 이상의 프로세스에 의하여 실행되며, 이러한 컴퓨터로 판독될 수 있는 매체(또는 기록 매체)에 저장 가능한 프로그램으로서 구현될 수 있다.Meanwhile, the present invention described above may be implemented as a program that is executed by one or more processes in a computer and can be stored in a computer-readable medium (or recording medium).
나아가, 위에서 살펴본 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 또는 명령어로서 구현하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명은 프로그램의 형태로 제공될 수 있다. Furthermore, the present invention as seen above can be implemented as computer-readable codes or instructions on a medium in which a program is recorded. That is, the present invention may be provided in the form of a program.
한편, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. Meanwhile, the computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is this.
나아가, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 저장소를 포함하며 전자기기가 통신을 통하여 접근할 수 있는 서버 또는 클라우드 저장소일 수 있다. 이 경우, 컴퓨터는 유선 또는 무선 통신을 통하여, 서버 또는 클라우드 저장소로부터 본 발명에 따른 프로그램을 다운로드 받을 수 있다.Furthermore, the computer-readable medium may be a server or a cloud storage that includes a storage and that an electronic device can access through communication. In this case, the computer may download the program according to the present invention from a server or cloud storage through wired or wireless communication.
나아가, 본 발명에서는 위에서 설명한 컴퓨터는 프로세서, 즉 CPU(Central Processing Unit, 중앙처리장치)가 탑재된 전자기기로서, 그 종류에 대하여 특별한 한정을 두지 않는다.Furthermore, in the present invention, the computer described above is an electronic device equipped with a processor, that is, a CPU (Central Processing Unit, Central Processing Unit), and there is no particular limitation on the type thereof.
한편, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.On the other hand, the above detailed description should not be construed as restrictive in all aspects, but should be considered as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (10)
상기 복수의 전천 카메라 각각에 포함된 GPS 수신기를 통하여, GPS 신호를 수신하는 단계;
상기 GPS 신호에 포함된 절대적 시간 기준에 따른 GPS 시간 정보에 근거하여, 상기 복수의 전천 카메라 각각의 기준 시간을 상기 GPS 시간 정보로 서로 동기화하는 단계;
상기 GPS 시간 정보로 서로 동기화된 상기 복수의 전천 카메라 각각에서 촬영된 하늘의 전천 영상 및 상기 전천 영상에 매칭된 상기 GPS 시간 정보에 따른 촬영 일시 정보를 수신하는 단계;
상기 촬영 일시 정보를 기준으로, 상기 복수의 전천 카메라에서 촬영된 전천 영상 중 서로 동일한 촬영 일시 정보를 갖는 복수의 전천 영상을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 복수의 전천 영상 및 상기 선택된 복수의 전천 영상을 촬영한 적어도 두개의 서로 다른 전천 카메라 간의 이격 거리에 기반하여, 상기 선택된 복수의 전천 영상에 포함된 구름의 운고(雲高) 및 운량(雲量) 중 적어도 하나를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법.A method for controlling an aerial weather observation system having a plurality of all-sky cameras and an observation server, the method comprising:
Receiving a GPS signal through a GPS receiver included in each of the plurality of all-sky cameras;
synchronizing the reference time of each of the plurality of omni-cameras with the GPS time information based on the GPS time information according to the absolute time reference included in the GPS signal;
receiving an all-sky image of the sky captured by each of the plurality of all-weather cameras synchronized with each other with the GPS time information and shooting date information according to the GPS time information matched to the all-season image;
selecting a plurality of all-time images having the same photographing date and time information from among the all-day images captured by the plurality of all-time cameras based on the photographing date and time information; and
Based on the separation distance between the selected plurality of all-season images and at least two different all-season cameras that have captured the selected plurality of all-season images, cloud height and amount of clouds included in the selected plurality of all-season images ) A control method of an aerial weather observation system comprising the step of calculating at least one of.
상기 선택된 복수의 전천 영상 각각은 특정 시점을 정의하는 촬영 일시 정보가 매칭된 전천 영상인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법.According to claim 1,
The method of controlling an aerial weather observation system, characterized in that each of the plurality of selected all-season images is an all-season image matched with photographing date and time information defining a specific time point.
제1 센서의 조도 값을 수신하는 단계;
상기 제1 센서의 조도 값의 단위 시간 당 변화량을 계산하는 단계;
상기 변화량에 기반하여, 상기 제1 센서의 조도 값 및 제2 센서의 조도 값 중 어느 하나의 조도 값을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 조도 값을 상기 전천 영상 촬영을 위한 촬영 조건으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법.4. The method of claim 3,
receiving an illuminance value of the first sensor;
calculating a change amount per unit time of the illuminance value of the first sensor;
selecting one of the illuminance value of the first sensor and the illuminance value of the second sensor based on the change amount; and
The control method of the aerial weather observation system further comprising the step of setting the selected illuminance value as a shooting condition for taking the all-sky image.
상기 조도 값을 선택하는 단계는,
상기 변화량이 기 설정된 값을 초과하는지를 판단하는 단계; 및
판단 결과, 상기 변화량이 기 설정된 값을 초과하지 않으면 상기 제1 센서의 조도 값을 선택하고,
판단 결과, 상기 변화량이 기 설정된 값을 초과하면 상기 제2 센서의 조도 값을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법.5. The method of claim 4,
The step of selecting the illuminance value comprises:
determining whether the change amount exceeds a preset value; and
As a result of the determination, if the amount of change does not exceed a preset value, the illuminance value of the first sensor is selected,
and selecting the illuminance value of the second sensor when the change amount exceeds a preset value as a result of determination.
제1 센서의 조도 값 및 제2 센서의 조도 값을 수신하는 단계;
상기 제1 센서의 조도 값과 상기 제2 센서의 조도 값의 차이 값을 계산하는 단계; 및
상기 차이 값에 기반하여, 상기 제1 센서의 조도 값 및 제2 센서의 조도 값 중 어느 하나의 조도 값을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 조도 값을 상기 전천 영상 촬영을 위한 촬영 조건으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법.4. The method of claim 3,
receiving the illuminance value of the first sensor and the illuminance value of the second sensor;
calculating a difference value between the illuminance value of the first sensor and the illuminance value of the second sensor; and
selecting one of the illuminance value of the first sensor and the illuminance value of the second sensor based on the difference value; and
The control method of the aerial weather observation system further comprising the step of setting the selected illuminance value as a shooting condition for taking the all-sky image.
상기 조도 값을 선택하는 단계는,
상기 차이 값이 기 설정된 값을 초과하는지를 판단하는 단계; 및
판단 결과, 상기 차이 값이 기 설정된 값을 초과하지 않으면 상기 제1 센서의 조도 값을 선택하고,
판단 결과, 상기 차이 값이 기 설정된 값을 초과하면, 발열부의 전원 공급 여부에 기반하여, 상기 제1 센서의 조도 값 및 상기 제2 센서의 조도 값 중 어느 하나의 조도 값을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법.7. The method of claim 6,
The step of selecting the illuminance value comprises:
determining whether the difference value exceeds a preset value; and
As a result of the determination, if the difference value does not exceed a preset value, the illuminance value of the first sensor is selected,
As a result of the determination, if the difference value exceeds a preset value, selecting any one of the illuminance value of the first sensor and the illuminance value of the second sensor based on whether power is supplied to the heating unit Control method of an aerial weather observation system, characterized in that.
상기 발열부는,
렌즈 보호부에 열을 전달할 수 있도록 상기 렌즈 보호부의 일 영역에 위치하고,
상기 렌즈 보호부는 상기 제1 및 제2 센서 중 상기 제2 센서만 덮도록 형성되며,
상기 차이 값이 기 설정된 값을 초과한 상태에서,
상기 발열부에 전원이 공급되는 경우, 제2 센서의 조도 값을 선택하고,
상기 발열부에 전원이 공급되지 않는 경우, 제1 센서의 조도 값을 선택하는 것을 특징으로 하는 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법.8. The method of claim 7,
The heating part,
It is located in one area of the lens protection unit to transfer heat to the lens protection unit,
The lens protection unit is formed to cover only the second sensor among the first and second sensors,
In the state that the difference value exceeds a preset value,
When power is supplied to the heating unit, select the illuminance value of the second sensor,
When the power is not supplied to the heating unit, the control method of the air weather observation system, characterized in that the selection of the illuminance value of the first sensor.
상기 선택된 복수의 전천 영상, 상기 촬영 일시 정보 상기 산출된 운고 및 상기 산출된 운량 중 적어도 하나를 포함하는 관측 자료를 생성하고, 상기 관측 자료가 외부 단말기에서 출력되도록, 상기 관측 자료를 상기 외부 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 기상 관측 시스템의 제어 방법. 4. The method of claim 3,
Generate observation data including at least one of the selected plurality of all-sky images, the shooting date and time information, the calculated cloud height, and the calculated cloud amount, and transmit the observation data to the external terminal so that the observation data is output from the external terminal Control method of an aerial weather observation system, characterized in that it further comprises the step of transmitting.
상기 복수의 전천 카메라는,
상기 복수의 전천 카메라 각각에서 하늘의 전천 영상을 촬영하는 촬영부;
절대적 시간 기준에 따른 GPS 시간 정보를 포함하는 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기;
상기 GPS 신호에 포함된 상기 GPS 시간 정보에 근거하여, 상기 복수의 전천 카메라 각각의 기준 시간을 상기 GPS 시간 정보로 서로 동기화하고, 상기 촬영된 전천 영상에 상기 전천 영상이 촬영된 상기 GPS 시간 정보에 따른 촬영 일시 정보를 매칭시켜 저장하는 제어부; 및
상기 관측 서버로 촬영 일시 정보가 매칭된 전천 영상을 전송하도록 이루어지는 통신부를 포함하고,
상기 관측 서버는,
상기 GPS 시간 정보로 서로 동기화된 상기 복수의 전천 카메라 각각에서 촬영된 하늘의 전천 영상 및 상기 전천 영상에 매칭된 상기 GPS 시간 정보에 따른 촬영 일시 정보를 수신하고,
상기 전천 영상에 매칭된 촬영 일시 정보를 기준으로, 상기 복수의 전천 카메라에서 촬영된 전천 영상 중 서로 동일한 촬영 일시 정보를 갖는 복수의 전천 영상을 선택하고,
상기 선택된 복수의 전천 영상 및 상기 선택된 복수의 전천 영상을 촬영한 적어도 두개의 서로 다른 전천 카메라 간의 이격 거리에 기반하여 상기 선택된 복수의 전천 영상에 포함된 구름의 운고(雲高) 및 운량(雲量) 중 적어도 하나를 산출하는 것을 특징으로 하는 항공 기상 관측 시스템.An aerial weather observation system having a plurality of all-sky cameras and an observation server, comprising:
The plurality of all-sky cameras,
a photographing unit for photographing an all-sky image of the sky from each of the plurality of all-sky cameras;
a GPS receiver for receiving a GPS signal including GPS time information according to an absolute time reference;
Based on the GPS time information included in the GPS signal, the reference time of each of the plurality of all-season cameras is synchronized with the GPS time information, and the GPS time information at which the all-season image is captured is added to the photographed all-season image. a control unit for matching and storing the shooting date and time information; and
and a communication unit configured to transmit an all-season image matched with the shooting date and time information to the observation server,
The observation server,
receiving an all-sky image of the sky photographed by each of the plurality of all-weather cameras synchronized with each other with the GPS time information and shooting date information according to the GPS time information matched to the all-season image,
Selecting a plurality of all-season images having the same photographing date and time information from among the all-season images captured by the plurality of all-day cameras based on the photographing date and time information matched to the all-season image,
Cloud height and amount of clouds included in the selected plurality of all-sky images and the selected plurality of all-sky images based on the separation distance between at least two different all-sky cameras that have photographed the selected plurality of all-season images Air weather observation system, characterized in that for calculating at least one of.
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