KR102631071B1 - Flow velocity and water level measuring device in a pipeline and a measuring method using the same - Google Patents

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KR102631071B1 KR1020230050402A KR20230050402A KR102631071B1 KR 102631071 B1 KR102631071 B1 KR 102631071B1 KR 1020230050402 A KR1020230050402 A KR 1020230050402A KR 20230050402 A KR20230050402 A KR 20230050402A KR 102631071 B1 KR102631071 B1 KR 102631071B1
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Abstract

본 발명은 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 관한 것으로서, 수면을 표류하는 부유물 및 수면의 이동방향을 감지하는 영상장치 및 상기 영상장치에서 제공받은 부유물 정보와 수면의 이동방향 정보를 비교하여 상기 부유물로부터 상기 부유물의 이동거리에 따른 수면의 유속을 산정하는 유속측정수단을 포함하여, 유속 및 수위 측정을 비접촉식으로 가능하여 측정 장비의 오염 혹은 홍수 등으로 인한 유실로부터 안전성을 향상시키는 효과를 나타내고, 영상장치와 제어장치 외에 별도 장치가 필요하지 않게 되어 비용절감을 할 수 있는 효과를 나타낼 수 있으며, 빛 반사, 기포 터짐, 부유물의 일시적인 가라앉음 등 여러 요인으로 발생할 수 있는 문제를 해소할 수 있게 되어 유속 측정에 있어서 정확성이 향상되고, 별도의 그림 혹은 표기를 인식할 필요가 없고, 벽면과 수면에 색상 클러스터링을 적용시켜 부착물 혹은 부유물 등에 영향을 더 적게 받아서 정확한 예측을 할 수 있으며, 회귀식을 계산하여 영상 내의 수위에서 실제 수위로 변환을 하므로, 다양한 형태의 관로에 대해서도 적용이 가능한 효과를 나타낼 수 있다. The present invention relates to a device for measuring the flow rate and water level in a pipe and a measuring method using the same. An imaging device that detects floating objects drifting on the water surface and the direction of movement of the water surface, and information on floating objects and moving direction information of the water surface provided by the imaging device. By comparison, it includes a flow rate measuring means that calculates the flow rate of the water surface according to the moving distance of the float from the floating object, enabling non-contact measurement of flow rate and water level, which has the effect of improving safety from contamination of measuring equipment or loss due to floods, etc. It can reduce costs by eliminating the need for separate devices other than imaging devices and control devices, and can solve problems that can occur due to various factors such as light reflection, bursting of air bubbles, and temporary sinking of floating objects. Accuracy in flow velocity measurement is improved, there is no need to recognize separate pictures or notations, and color clustering is applied to the wall and water surface to make accurate predictions with less influence from attachments or floating objects, and regression. Since the equation is calculated to convert the water level in the image to the actual water level, it can show effects that can be applied to various types of pipes.

Description

관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법{FLOW VELOCITY AND WATER LEVEL MEASURING DEVICE IN A PIPELINE AND A MEASURING METHOD USING THE SAME}Flow velocity and water level measurement device in the pipe and measurement method using the same {FLOW VELOCITY AND WATER LEVEL MEASURING DEVICE IN A PIPELINE AND A MEASURING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 관한 것으로서, 수면에서 발생 또는 표류하는 부유물 등을 이용하여 유속을 산정하고, 부유물및 부착물을 제거하여 수면의 수위를 측정할 수 있는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the flow rate and water level in a pipe and a measuring method using the same, which allows calculating the flow rate using floating matter generated or drifting on the water surface and measuring the water level of the water surface by removing the floating matter and attachments. It's about.

호수, 지하수, 하천수 등과 같은 육수(陸水)에서 넓게는 해수(海水)까지를 포함하는 수자원은 더 쓸모 있는 용도로서 효율적으로 사용하기 위해 근래에 들어 체계적인 관리가 이루어지고 있다. Water resources, including land water such as lakes, groundwater, and river water, as well as sea water, have been systematically managed in recent years to use them more efficiently for more useful purposes.

모든 수자원을 인위적으로 관리할 수는 없지만 적어도 수자원의 현황과 정보를 파악하고, 이를 종합하여 수자원 각각의 특성을 명확히 인식함으로 인해, 수환경 변호수, 지하수, 하천수 등과 같은 육수(陸水)에서 넓게는 해수(海水)까지를 포함하는 수자원은 더 쓸모 있는 용도로서 효율적으로 사용하기 위해 근래에 들어 체계적인 관리가 이루어지고 있다. Although it is not possible to manage all water resources artificially, at least by understanding the current status and information of water resources, synthesizing this, and clearly recognizing the characteristics of each water resource, the water environment can be widely used in inland water such as lake water, groundwater, and river water. In recent years, systematic management has been carried out in order to efficiently use water resources, including sea water, for more useful purposes.

모든 수자원을 인위적으로 관리할 수는 없지만 적어도 수자원의 현황과 정보를 파악하고, 이를 종합하여 수자원 각각의 특성을 명확히 인식함으로 인해, 수환경 변화가 쉽게 감지될 수 있고 이에 따른 전사적인 대비책이 준비될 수 있는 등의 기대 이상의 수자원 관리가 이루어진다고 볼 수 있다.Although all water resources cannot be managed artificially, at least by identifying the current status and information of water resources, synthesizing this, and clearly recognizing the characteristics of each water resource, changes in the water environment can be easily detected and company-wide preparedness measures can be prepared accordingly. It can be said that water resources management is being managed beyond expectations.

즉, 각 하천들을 통해 유입되는 유량정보를 현재 또는 미래 예상량 등을 기상정보 등과 통합하여 예측하고 이를 모두 담수량의 제어 정보로 활용하는 등의 종합적인 수자원 관리가 이루어지고 있다.In other words, comprehensive water resource management is being carried out by predicting the flow rate information flowing in through each river by integrating the current or expected future amount with weather information and using all of this as information to control the amount of fresh water.

근래에 다양한 수자원 정보를 정확하게 측정, 수집하기 위하여 다양한 장치 및 방법들이 개발되어 운용되고 있다.Recently, various devices and methods have been developed and operated to accurately measure and collect various water resource information.

여기서, 관로 내 유속 및 수위를 측정할 수 있는 다양한 방법들이 활발하게 진행되고 있으며, 관로 내의 유량 추정 등을 위하여 수위 및 유속 측정이 필요한데, 이를 위하여 접촉식 센서 등을 이용하는 접촉식 및 접촉식 센서 등을 이용하지 않는 비접촉식 방법 등을 통하여 측정이 이뤄지고 있다.Here, various methods to measure the flow rate and water level in the pipe are being actively developed, and water level and flow rate measurement are required to estimate the flow rate in the pipe. For this, contact sensors, etc. are used. Measurements are being made through non-contact methods that do not use .

그러나, 접촉식 센서의 경우 부착물 등에 의하여 오염이 발생하여 잘못된 측정이 이뤄지거나, 홍수 등의 원인으로 장비가 고장 및 유실될 수 있으며, 측정이 잘못되었을 경우, 어떠한 요인에 의해 문제가 발생하고 있는지 즉시 확인이 불가능한 문제가 있었다.However, in the case of contact sensors, contamination may occur due to attachments, resulting in incorrect measurements, or the equipment may be broken or lost due to floods, etc., and if measurement is incorrect, it is necessary to immediately determine what factors are causing the problem. There was a problem that could not be confirmed.

또한, 접촉식 장비를 사용하여 유속을 측정하는 경우에는 카메라 이외의 장치를 설치하여야 하며 물의 흐름을 방해하거나 오염될 수 있는 문제가 있었다.In addition, when measuring the flow rate using contact equipment, a device other than a camera must be installed, and there is a problem that the flow of water may be interrupted or contaminated.

반면, 비접촉식 측정의 경우 카메라를 이용하여 수위나 유속을 측정하려는 연구가 많이 이루어지고 있으며, 이에 의하면, 유속 및 수위 측정을 하는데 있어서 장비를 직접 접촉하는 접촉식이 아니어서 장비의 손상을 줄일 수 있고, 문제가 발생할 경우 사진/영상을 기록 등을 통하여 빠르게 확인이 가능하다.On the other hand, in the case of non-contact measurement, many studies are being conducted to measure water level or flow rate using cameras. According to this, damage to the equipment can be reduced because measuring flow rate and water level is not a contact method that directly touches the equipment. If a problem occurs, it can be quickly checked by recording photos/videos.

이 경우 일정 간격으로 특수한 그림을 벽면에서 배치하여 그림을 인식하여 수위를 측정하는 방법도 제안되어 사용되는데 이 경우, 그림에 이물질 등에 의한 오염이 발생하였을 경우 인식이 어려워지는 문제가 있었다.In this case, a method of measuring the water level by recognizing the picture by placing special pictures on the wall at regular intervals was proposed and used, but in this case, there was a problem that recognition became difficult if the picture was contaminated with foreign substances.

또한 부유물 또는 물의 기포의 이동을 측정하는 경우에는 관로 내에서 물체들이 일정한 방향과 속도로 움직이는 것이 아니라 다양한 방향으로 움직이며, 감지된 부유물이 순간적으로 가라앉거나 부유물로 감지된 기포가 터지는 등 영상장치에서 사라지게 되어 부유물의 추적이 어려워져 유속을 산정하는데 어려움이 있는 문제가 있었다.In addition, when measuring the movement of floating objects or water bubbles, the objects within the pipe do not move in a certain direction and speed, but move in various directions, and the detected floating objects sink momentarily or the bubbles detected as floating objects burst, etc. As it disappeared from the water, it became difficult to track the floating material, making it difficult to calculate the flow rate.

1. 대한민국 등록특허 제10-1587827호(2016.01.18.)1. Republic of Korea Patent No. 10-1587827 (2016.01.18.) 2. 대한민국 공개특허 제10-2008-0006480호(2008.01.22.)2. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0006480 (January 22, 2008)

본 발명은 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 따르면, 관로 내 설치되어 유속 및 수위를 측정하는 측정 장비의 오염 혹은 홍수 등으로 인한 유실의 방지와, 영상장치와 제어장치 외에 별도의 장치 없이 유속 및 수위를 측정할 수 있도록 하는데 있다.According to the present invention, a device for measuring the flow rate and water level in a pipe and a measuring method using the same, the present invention prevents loss due to contamination or flooding of the measuring equipment installed in the pipe to measure the flow rate and water level, and provides a separate device in addition to the imaging device and the control device. The goal is to measure flow rate and water level without a device.

또한 수면에서 발생하는 수많은 정보 데이터로부터 정확하게 유속을 측정할 수 있는 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법을 제공하고자 하는데 있다.In addition, the goal is to provide a flow velocity and water level measurement device in a pipe that can accurately measure the flow velocity from numerous information data generated on the water surface, and a measurement method using the same.

본 발명은 관로 내 유속 및 수위 측정장치에 따르면, 수로(또는 유로 등 포함)를 표류하는 부유물 및 수면의 이동방향을 감지하는 영상장치 및 상기 영상장치에서 제공받은 부유물 정보와 수면의 이동방향 정보를 비교하여 상기 부유물로부터 상기 부유물의 이동거리에 따른 수면의 유속을 산정하는 유속측정수단을 포함한다.According to the present invention, according to a device for measuring the flow rate and water level in a pipe, an imaging device that detects the moving direction of floating objects and water surface drifting in a waterway (or including a flow path, etc.), and information on floating objects and moving direction information of the water surface provided by the imaging device. It includes a flow rate measuring means for calculating the flow rate of the water surface according to the moving distance of the float from the float by comparison.

또한, 상기 유속측정수단은, 상기 영상장치로부터 제공받은 영상에 대한 FPS(Frame Per Second)를 조절하는 전처리부와, 상기 전처리부에서 조절된 영상을 제공받은 영상에서 상기 수면의 이동방향을 기준으로 정상 부유물과 이동방향에서 벗어나는 비정상 부유물들을 분류하는 연산부와, 상기 정상 부유물을 이용하여 이동하는 상기 수면의 유속을 산정하는 후처리부가 구비된 제어장치를 포함할 수 있다.In addition, the flow velocity measuring means includes a preprocessor that adjusts FPS (Frame Per Second) for the image provided from the imaging device, and a moving direction of the water surface in the image provided with the image adjusted by the preprocessor. It may include a control device provided with a calculation unit that classifies normal floating objects and abnormal floating objects that deviate from the direction of movement, and a post-processing unit that calculates the flow speed of the water surface moving using the normal floating objects.

또한, 상기 후처리부는, 상기 영상장치와 수면사이의 거리와 상기 전처리부에서 조절된 프레임에서 상기 정상 부유물이 이동된 픽셀수를 비교하여 유속을 산정할 수 있다.Additionally, the post-processing unit may calculate the flow rate by comparing the distance between the imaging device and the water surface and the number of pixels to which the normal floating object moves in the frame adjusted by the pre-processing unit.

또한, 상기 영상장치에서 감지되는 벽면과 수면에 대한 정보를 제공받고, 상기 정상 부유물 및 상기 비정상 부유물을 제거하여, 상기 벽면과 상기 수면에 각각 보색 대비되는 색상으로 구비되고, 보색 대비된 색이 서로 만나는 지점을 상기 수면의 수위로 감지하는 수위측정수단을 포함할 수 있다.In addition, information about the wall and the water surface detected by the imaging device is provided, the normal floating matter and the abnormal floating matter are removed, and the wall surface and the water surface are each provided with complementary contrasting colors, and the complementary contrasting colors are provided with each other. It may include a water level measuring means that detects the meeting point as the water level of the water.

또한, 본 발명은 유속 및 수위 측정방법에 따르면, 수면에서 표류하는 부유물 구역을 설정하는 단계(S10)와, 영상장치로 수면의 이송방향 측정 및 부유물을 감지하는 단계(S20)와, 상기 영상장치로부터 정보를 제공받아 수면의 이송방향과 상기 부유물의 이송방향을 비교하는 단계(S30) 및 상기 수면의 이송방향으로부터 상기 부유물의 정상 부유물 및 비정상 부유물을 분류하는 단계(S40) 및 상기 S40단계에서 정상 부유물에 대한 정보를 제공받아 상기 부유물의 이동거리에 따른 상기 수면의 유속을 산정하는 단계(S50)를 포함한다.In addition, according to the method of measuring the flow rate and water level, the present invention includes the steps of setting a zone of floating objects drifting on the water surface (S10), measuring the transport direction of the water surface and detecting floating objects with an imaging device (S20), and the imaging device A step of receiving information from and comparing the transport direction of the water surface with the transport direction of the floating object (S30), a step of classifying normal and abnormal floaters from the transport direction of the water surface (S40), and a normal float in step S40. It includes a step (S50) of receiving information about the floating object and calculating the flow rate of the water surface according to the moving distance of the floating object.

또한, 상기 S40단계에서, 상기 영상장치로부터 제공받은 영상의 FPS(Frame Per Second)를 조절하여, 최초 감지된 부유물과 재차 감지된 부유물 사이의 변화각을 비교하여 소정의 범위 내일 경우 정상 부유물로 분류하고, 소정의 범위를 벗어나는 경우 비정상 부유물로 분류할 수 있다.In addition, in step S40, the FPS (Frame Per Second) of the image provided from the imaging device is adjusted to compare the angle of change between the initially detected floating object and the re-detected floating object, and if it is within a predetermined range, it is classified as a normal floating object. And, if it is outside the predetermined range, it can be classified as abnormal floating.

또한, 상기 S40단계 이 후에, 상기 영상장치에서 감지되는 벽면과 수면에 대한 정보를 제공받고, 상기 부유물을 제거하는 단계(S130)와, 상기 벽면과 상기 수면에 각각 보색 대비되는 색상으로 분류하는 단계(S140)와, 보색 대비된 색이 서로 만나는 지점을 상기 수면의 수위로 감지하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.In addition, after step S40, receiving information on the wall and the water surface detected by the imaging device, removing the floating matter (S130), and classifying the wall surface and the water surface into complementary and contrasting colors, respectively. It may include (S140) and a step (S150) of detecting the water level of the water at a point where complementary colors meet each other.

본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 대한 것으로서, 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있다.The present invention relates to a device for measuring flow rate and water level in a pipe and a measurement method using the same, and can exhibit the following effects.

첫째로, 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 따르면, 유속 및 수위 측정을 비접촉식으로 가능하여 측정 장비의 오염 혹은 홍수 등으로 인한 유실로부터 안전성을 향상시키고, 영상장비와 제어장비 외에 별도 장치가 필요하지 않게 되어 유지보수가 쉽고 비용을 절감할 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.First, according to the device for measuring the flow rate and water level in the pipeline of the present invention and the measurement method using the same, it is possible to measure the flow rate and water level in a non-contact manner, thereby improving safety from contamination of the measuring equipment or loss due to flooding, and video equipment and control. No separate devices other than the equipment are required, making maintenance easier and reducing costs.

둘째로, 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 따르면, 빛 반사, 기포 터짐, 부유물의 일시적인 가라앉게 되어 측정이 불가능할 수 있는 문제를 해소하여 유속 측정에 있어서 정확성이 향상되는 효과를 나타낼 수 있다.Second, according to the device for measuring the flow rate and water level in the pipe of the present invention and the measurement method using the same, the accuracy in measuring the flow rate is improved by solving problems that may make measurement impossible due to light reflection, bursting of bubbles, and temporary settling of floating objects. It can show an effect.

셋째로, 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 따르면, 수위측정을 위하여 별도의 그림 혹은 표기를 인식할 필요가 없고, 벽면과 관로 내 수면에 색상 클러스터링을 적용시켜 부착물 혹은 부유물 등에 영향이 적어 정확한 수위 측정 및 예측이 가능한 효과를 나타낼 수 있다.Thirdly, according to the device for measuring the flow rate and water level in the pipe of the present invention and the measurement method using the same, there is no need to recognize a separate picture or notation to measure the water level, and color clustering is applied to the wall and the water surface in the pipe to remove attachments or It is less affected by floating objects, so it can provide accurate water level measurement and prediction.

넷째로, 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 따르면, 영상 내의 수위에서 실제 수위로 변환을 하게 되는 다항회귀 방식을 적용하여 다양한 형태의 관로에서도 적용할 수 있게 되는 효과를 나타낼 수 있다.Fourth, according to the device for measuring the flow rate and water level in the pipe of the present invention and the measurement method using the same, the effect can be applied to various types of pipes by applying a polynomial regression method that converts the water level in the image to the actual water level. It can be expressed.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 따른 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치에 따른 유속 및 수위 측정을 위한 일 실시예를 나타내는 도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 'A'를 확대하여 나타내는 도이다.
도 4는 도 3에서 분류된 정상 부유물과 비정상 부유물을 나타내는 분포도이다.
도 5는 도 2에서 부유물 제거 후 벽면과 수로를 분류하여 나타내는 도이다.
도 6은 유속 및 수위 측정을 위한 순서도이다.
Figure 1 is a block diagram of the flow rate and water level measurement device in the pipe of the present invention and the measurement method using the same.
Figure 2 is a diagram showing an embodiment for measuring the flow rate and water level according to the device for measuring the flow rate and water level in the pipeline of the present invention.
Figures 3a and 3b are enlarged views of 'A' in Figure 2.
Figure 4 is a distribution chart showing normal and abnormal suspended matter classified in Figure 3.
Figure 5 is a diagram illustrating the classification of the wall surface and waterway after removal of floating matter in Figure 2.
Figure 6 is a flow chart for measuring flow rate and water level.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.In describing the present invention, the terms and words used in the specification and claims are based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain the invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concepts consistent with the technical ideas of.

도 1은 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 따른 블록도이고, 도 2는 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치에 따른 유속 및 수위 측정을 위한 일 실시예를 나타내는 도이며, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 'A'를 확대하여 나타내는 도이고, 도 4는 도 3에서 분류된 정상 부유물과 비정상 부유물을 나타내는 분포도이며, 도 5는 도 2에서 부유물 제거 후 벽면과 수로를 분류하여 나타내는 도이고, 도 6은 유속 및 수위 측정을 위한 순서도이다.Figure 1 is a block diagram according to the flow rate and water level measuring device in the pipeline of the present invention and the measurement method using the same, and Figure 2 shows an embodiment for measuring the flow rate and water level according to the device for measuring the flow rate and water level in the pipeline of the present invention. Figure 3a and Figure 3b are enlarged views of 'A' in Figure 2, Figure 4 is a distribution chart showing normal and abnormal floating matter classified in Figure 3, and Figure 5 is a wall after removal of floating matter in Figure 2. This is a diagram showing the classification of and waterways, and Figure 6 is a flowchart for measuring flow rate and water level.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치에 대하여 일 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the flow rate and water level measuring device in the pipeline of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치에 대하여 설명하면, 관로 내 유속 및 수위 측정장치는, 수면(R)을 표류하는 부유물(FM) 및 수면(R)의 이동방향을 감지하는 영상장치(10) 및 영상장치(10)에서 제공받은 부유물 정보와 수면(R)의 이동방향 정보를 비교하여 부유물로부터 부유물(FM)의 이동거리에 따른 수면(R)의 유속을 산정하는 유속측정수단을 포함한다.When explaining the flow rate and water level measuring device in the pipeline of the present invention with reference to FIGS. 1 to 4, the device for measuring the flow rate and water level in the pipeline measures the floating matter (FM) drifting on the water surface (R) and the movement of the water surface (R). By comparing the floating object information provided by the direction-detecting imaging device 10 and the imaging device 10 with the moving direction information of the water surface (R), the flow speed of the water surface (R) is determined according to the moving distance of the floating object (FM) from the floating object. Includes means of measuring flow velocity for calculation.

여기서, 부유물(FM)은 수면에서 생성되는 거품, 기포 등을 포함하는 것이며, 이 외에 수면에서 표류하는 사전적 의미에서 부유물 등을 포함할 수 있으며 이하에서는 거품을 예로 부유물을 설명한다.Here, floating matter (FM) includes bubbles, air bubbles, etc. generated on the water surface, and may also include floating matter in the dictionary meaning of floating on the water surface. Hereinafter, floating matter will be explained using foam as an example.

영상장치(10)는 수면(R)과 벽면(W)을 감지할 수 있는 카메라 등으로 구비되어 설치될 수 있다. 특히 영상장치(10)는 수면(R)의 이동방향을 측정하고 부유물(FM)을 감지할 수 있는 덴스 옵티컬 플로우(Dense Optical Flow, 이하 '옵티컬 플로우'라 함)인 것이 바람직할 것이다. The imaging device 10 may be equipped with and installed a camera that can detect the water surface (R) and the wall surface (W). In particular, it would be desirable for the imaging device 10 to be a dense optical flow (hereinafter referred to as 'optical flow') capable of measuring the direction of movement of the water surface (R) and detecting floating objects (FM).

옵티컬 플로우는 움직임을 감지하여 옵티컬 필드(Optical field)를 한정하는 것으로, 이전 프레임과 현재 프레임의 차이를 이용하고 감지된 타겟 픽셀값과 타겟의 주변 픽셀들을 비교하여, 각 픽셀의 움직임(motion)을 계산을 추출하는 것으로 움직임을 구별할 수 있다. 이러한 옵티컬 플로우는 공지된 기술로 여기서는 일부만을 설명하나 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Optical flow detects movement and limits the optical field. It uses the difference between the previous frame and the current frame and compares the detected target pixel value with pixels surrounding the target to determine the motion of each pixel. Movements can be distinguished by extracting calculations. This optical flow is a known technology, and only a part of it is described here, but detailed description thereof will be omitted.

이러한 영상장치(10)는 수면(R)을 실시간을 감지하여 수집된 영상을 유속측정수단의 제어장치(20)로 보낼 수 있다.This imaging device 10 can detect the water surface R in real time and send the collected images to the control device 20 of the flow velocity measurement means.

유속측정수단은 영상장치(10)로부터 제공받은 영상을 저장 및 부유물(FM)의 분류 및 수면(R)의 유속을 산정하는 것으로, 전처리부(22)와 연산부(24), 후처리부(26)가 구비된 제어장치(20)를 포함할 수 있다.The flow rate measurement means stores the image provided from the imaging device 10, classifies floating matter (FM), and calculates the flow rate of the water surface (R), and includes a pre-processing unit 22, a calculation unit 24, and a post-processing unit 26. It may include a control device 20 provided with.

제어장치(20)는 영상장치(10)로부터 제공받은 영상에 대한 FPS(Frame Per Second)를 조절하는 전처리부(22)에서 조절된 영상을 제공받은 영상에서 수면(R)의 이동방향을 기준으로 정상 부유물(FM)과 이동방향에서 벗어나는 비정상 부유물(NFM)들을 분류하는 연산부(24)와, 연산부(24)에서 분류된 정상 부유물을 이용하여 이동하는 수면(R)의 유속을 산정하는 후처리부(26)를 포함한다.The control device 20 receives the adjusted image from the preprocessor 22, which adjusts the FPS (Frame Per Second) of the image provided from the imaging device 10, based on the moving direction of the water surface (R). A calculation unit 24 that classifies normal floating matter (FM) and abnormal floating matter (NFM) that deviates from the direction of movement, and a post-processing unit that calculates the flow rate of the moving water surface (R) using the normal floating matter classified in the calculation unit 24 ( 26).

전처리부(22)는 영상장치(10)에서 제공받은 영상을 전체 처리 과정의 연산량을 줄이도록 영상에 대한 FPS(Frame Per Second)를 조절할 수 있다.The preprocessor 22 can adjust the frame per second (FPS) of the image provided by the imaging device 10 to reduce the amount of computation in the entire processing process.

예컨대, 전처리부(22)는 영상의 크기를 축소 및 영상 내 필요한 부분을 영역으로 설정하여 프레임별로 나누고, 수집된 저장 영상의 FPS(Frame Per Second)를 조절하여 느린 물체에 대해서도 변화를 감지하도록 변환하여 연산부(24)로 영상 정보를 제공할 수 있다.For example, the pre-processing unit 22 reduces the size of the image, sets the necessary part of the image as an area, divides it into frames, and adjusts the FPS (Frame Per Second) of the collected stored image to detect changes even for slow objects. Thus, image information can be provided to the calculation unit 24.

여기서, 전처리부(22)는 영상 내에서 연속되는 프레임 사이에서 부유물(FM)이 적어도 1픽셀 이상 이동하는 영상으로 저장된다. 한편 전처리부(22)의 영상 내 필요한 부분만 잘라내는 영상 정보는 영상장치(10)로부터 제공받은 영상에서 부유물(FM)이 많은 영역을 설정할 수 있다.Here, the preprocessor 22 stores an image in which the floating matter (FM) moves at least 1 pixel between consecutive frames within the image. Meanwhile, the image information of the pre-processing unit 22, which cuts out only the necessary parts of the image, can be used to set an area with a lot of floating matter (FM) in the image provided from the imaging device 10.

또한, 전처리부(22)는 많은 연산량을 필요로 하는 알고리즘의 특성을 고려하여 영상의 해상도를 낮추는 최적화 작업을 실시하며, 옵티컬 플로우(Dense Optical Flow)로 영상 내 수면(R)의 방향을 측정 후 최적화된 영상을 수면(R)과 부유물(FM)의 정보를 제공받은 정보를 위 과정을 통하여 최적화된 정보로 변환하여 연산부(24)로 제공한다.In addition, the preprocessor 22 performs optimization work to lower the resolution of the image in consideration of the characteristics of the algorithm that requires a large amount of calculation, and measures the direction of the water surface (R) in the image using optical flow (Dense Optical Flow). The optimized image is converted into optimized information through the above process by providing information on the water surface (R) and floating matter (FM) and provided to the calculation unit 24.

연산부(24)는 부유물 기반으로만 측정하는 것으로, 다양한 원인으로 인해서 부유물(FM)들은 수면(R)이 흐르는 방향과는 다른 방향으로 움직일 수 있다. 연산부(24)는 전처리부(22)에서 프레임별로 조절된 영상을 제공받아 영상에서 수면(R)의 이동방향을 기준으로 정상 부유물(FM)과 이동방향에서 벗어나는 비정상 부유물(NFM)들을 분류한다. The calculation unit 24 measures only based on floating matter, and due to various reasons, floating matter (FM) may move in a direction different from the direction in which the water surface (R) flows. The calculation unit 24 receives the image adjusted for each frame from the preprocessor 22 and classifies normal floating matter (FM) and abnormal floating matter (NFM) that deviate from the moving direction based on the moving direction of the water surface (R) in the image.

예컨대, 연산부(24)는 도 3a 및 도 3b와 같이, 수집된 영상에서 부유물의 방향이 지정된 사용자가 미리 설정한 정상 범위 각도(지정된 범위 내의 방향) 값에 따라 분류될 수 있다.For example, the calculation unit 24 may classify the direction of the floating object in the collected images according to the normal range angle (direction within the specified range) value preset by the user, as shown in FIGS. 3A and 3B.

연산부(24)는 사용자가 설정한 소정의 각도 내에서 이동할 경우(β) 정상 부유물 그룹으로 분류하고, 사용자가 설정한 소정의 각도에서 벗어나는 경우(α) 비정상 부유물 그룹으로 분류하며, 이렇게 분류된 그룹을 따로 관리할 수 있다. 여기서 파란 점에서 녹색선으로 이어지는 것은 수면의 흐름방향을 나타내고 있는 것이다.The calculation unit 24 classifies the group as a normal floating object when it moves within a predetermined angle set by the user (β), and classifies it as an abnormal floating object group when it deviates from the predetermined angle set by the user (α). can be managed separately. Here, the line from the blue dot to the green line indicates the direction of water flow.

한편, 비정상 부유물(NFM)에는 이상현상 발생시 정상 부유물(FM) 범위를 벗어나는 것으로 수면(R) 아래로 가라 앉아서 감지 범위를 벗어나거나 사라지거나, 수면(R)의 빛 반사, 기포 터짐, 부유물의 일시적인 가라앉음 등으로 인한 이상치 데이터들을 옵티컬 플로우(Optical Flow)로 측정한 방향 및 속도값 중 일부가 다른 값들과는 큰 차이를 나타내는 부유물값들은 비정상 그룹으로 분류되어 제외되는 것으로 최종 유속 계산시에는 제외된다.On the other hand, abnormal floating matter (NFM) is something that falls outside the range of normal floating matter (FM) when an abnormal phenomenon occurs, such as sinking below the water surface (R), escaping or disappearing from the detection range, light reflection on the water surface (R), bursting of air bubbles, or temporary floating matter. Among the direction and velocity values measured by optical flow for outlier data due to sinking, etc., floating object values that show a large difference from other values are classified as an abnormal group and excluded when calculating the final flow velocity.

또한, 연산부(24)에서는 정상 및 비정상 부유물(FM, NFM)의 분류시 부유물 마다의 부피나 형태에 따라 분류될 수 있으며, 사용자가 설정한 크기 및 형태가 아닌 것은 노이즈로 제외시켜 정확성을 높일 수 있으며, 사용자의 설정에 의해 소정의 허용오차를 가질 수 있다.In addition, in the calculation unit 24, when classifying normal and abnormal floating matter (FM, NFM), each floating matter can be classified according to its volume or shape, and accuracy can be increased by excluding those that are not of the size and shape set by the user as noise. and may have a certain tolerance depending on the user's settings.

여기서, 정상 부유물(FM)에 해당하는 소정의 각도는 수면(R)의 진행방향을 기준으로 30~40° 이내로 한정할 수 있다. 바람직하게는 정상 부유물을 35°내로 한정할 수 있다.Here, the predetermined angle corresponding to the normal floating object (FM) may be limited to within 30 to 40° based on the direction of movement of the water surface (R). Preferably, the normal float can be limited to within 35°.

사용자의 설정에 따라 각도를 바람직하게 수정하여 사용되어질 수 있으며 소정의 허용오차는 ±5° 이내로 하는 것이 정확성을 높일 수 있다는 것으로 부유물의 부피에 따른 무게 또는 체적 등에 따라 달라질 수 있는 유속 산정의 정확성을 높일 수 있다.It can be used by modifying the angle according to the user's settings, and keeping the predetermined tolerance within ±5° can increase accuracy, which increases the accuracy of flow rate calculation, which can vary depending on the weight or volume of the floating object. It can be raised.

도 4에서 나타나고 있는 바와 같이, 파란색은 정상 부유물에 대해 나타내는 것이며, 붉은색은 비정상 부유물에 대한 정보를 나타내고 있는 것으로 사용자가 설정한 소정의 각도를 벗어난 것들을 나타내어 이러한 수집 정보를 제외하고, 파란색과 같이 방향의 전환의 각도가 가장 적은 것으로 8~10 구간에 응집된 부유물에 대한 정보에 기초하여 유속을 측정할 수 있다.As shown in Figure 4, blue indicates normal floating objects, and red indicates information about abnormal floating objects, indicating those that deviate from the predetermined angle set by the user, excluding this collected information, as shown in blue. The angle of change of direction is the smallest, and the flow speed can be measured based on information about the suspended solids aggregated in sections 8 to 10.

후처리부(26)는 영상장치(10)와 수면(R)사이의 거리와 전처리부(22)에서 조절된 프레임에서 정상 부유물(FM)이 이동된 픽셀수를 비교하여 유속을 산정할 수 있다. 후처리부(26)는 정상 부유물 그룹에 속하는 정상 부유물(FM)을 활용하여 이동하는 수면(R)의 유속을 산정할 수 있다. The post-processing unit 26 can calculate the flow rate by comparing the distance between the imaging device 10 and the water surface R with the number of pixels to which the normal floating object (FM) moves in the frame adjusted by the pre-processing unit 22. The post-processing unit 26 can calculate the flow rate of the moving water surface (R) using normal floating matter (FM) belonging to the normal floating matter group.

예컨대, 후처리부(26)는 클러스터링 작업에 의해 정상으로 분류된 정상 부유물(FM) 데이터들을 그룹화하는 클러스터링 과정을 거칠 수 있다.For example, the post-processing unit 26 may undergo a clustering process to group normal suspended matter (FM) data classified as normal by the clustering operation.

후처리부(26)는 정상 부유물(FM)에서 측정된 속도, 방향 값들을 클러스터링을 통해 몇 개의 군집으로 분류한다. 이때 부유물 군집을 비교하여 정상 부유물이 많은 군집을 선택하고, 선택된 군집의 데이터를 유속 산정에 사용하여 속도, 방향으로부터 유속 측정에 대한 정확성을 높일 수 있다. The post-processing unit 26 classifies the speed and direction values measured from normal floating matter (FM) into several clusters through clustering. At this time, the floating matter clusters can be compared to select a cluster with a large number of normal suspended matter, and the data of the selected cluster can be used to calculate the flow speed to increase the accuracy of flow speed measurement from speed and direction.

후처리부(26)는 정상 부유물 그룹의 데이터들을 사용하여 최종 픽셀 속도를 산정하는 것으로서, 최종 픽셀 속도값은 영상에서 부유물의 픽셀 이동에 따른 것이다.The post-processing unit 26 calculates the final pixel speed using the data of the normal floating object group, and the final pixel velocity value is based on the pixel movement of the floating object in the image.

즉, 후처리부(26)는 영상장치(10)의 설치시 수면과 영상장치(10) 간 거리(실제거리)를 측정하여 설정하고, 화면 상의 픽셀거리를 실제거리에 대비하여 수면(R)의 유속을 산정할 수 있다. That is, when installing the imaging device 10, the post-processing unit 26 measures and sets the distance (actual distance) between the water surface and the imaging device 10, and compares the pixel distance on the screen to the actual distance to determine the water surface (R). The flow rate can be calculated.

또, 영상장치(10)에서 부유물, 기포 등을 미감지될 경우 유속의 측정은 이루어지지 않게 되고, 계속해서 유속을 위한 감지활동은 진행되며, 후처리부(26)에서 부유물(FM, NFM)을 제거하여 수위를 측정하는 수위측정수단이 진행될 수 있다.In addition, if floating matter, bubbles, etc. are not detected by the imaging device 10, the flow speed is not measured, and detection activities for the flow speed continue, and the floating matter (FM, NFM) is detected in the post-processing unit 26. A water level measuring means can be used to measure the water level by removing it.

수위측정수단은 영상장치(10)에서 감지되는 벽면(W)과 수면(R)에 대한 정보를 제공받고, 정상 부유물 및 비정상 부유물을 제거하여, 벽면(W)과 수면(R)에 각각 보색 대비되는 색상으로 구비되고, 보색 대비된 색이 서로 만나는 지점을 수면(R)의 수위로 표시할 수 있다.The water level measurement means receives information about the wall (W) and the water surface (R) detected by the imaging device 10, removes normal and abnormal floating objects, and contrasts the wall surface (W) and the water surface (R) with complementary colors, respectively. It is available in various colors, and the point where complementary colors meet can be displayed at the water level (R).

예컨대, 후처리부(26)는 연산부(24)에서 제공받은 정상 부유물(FM)과 비정상 부유물(NFM)에 대한 정보를 제거하고, 벽면과 수면(R)에 보색 대비되는 색상으로 분류하여, 사용자 기기로 전송하여 출력시킬 수 있다. For example, the post-processing unit 26 removes information about normal floating matter (FM) and abnormal floating matter (NFM) provided by the calculation unit 24, classifies the wall surface and the water surface (R) into complementary colors, and classifies the user device. It can be sent to and printed.

후처리부(26)는 보색 대비된 색이 서로 만나는 지점을 수면(R)의 수위로 경계선으로 표시할 수 있으며, 이때 색상은 벽면과 수면에 사용된 색상과 대비되는 색상으로 분류하여 사용자 기기로 전송하게 됨에 따라 사용자는 수위에 대한 정보를 손쉽게 제공받을 수 있다.The post-processing unit 26 can mark the point where complementary colors meet as a boundary line at the water level of the water surface (R), and at this time, the color is classified into a color that contrasts with the color used on the wall and the water surface and transmitted to the user device. As a result, users can easily receive information about the water level.

도 5 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정방법을 설명하면, 수면(R)에서 표류하는 부유물 구역을 설정하는 단계(S10)와, 영상장치로 수면(R)의 이송방향 측정 및 부유물을 감지(S20)할 수 있다.5 to 6, the method of measuring the flow rate and water level in the pipe of the present invention will be described, including the step of setting the area of floating material drifting on the water surface (R) (S10), and the transfer direction of the water surface (R) with an imaging device. It is possible to measure and detect suspended matter (S20).

영상장치로부터 정보를 제공받아 수면(R)이송방향과 부유물의 이송방향을 비교 (S30)할 수 있다. 영상장치에서 감지된 영상을 제어장치에서 제공받아 저장 및 수면의 이송방향을 결정하고 부유물들을 감지할 수 있다.By receiving information from an imaging device, the water surface (R) transport direction and the transport direction of the floating object can be compared (S30). The image detected by the imaging device can be received from the control device to determine the direction of storage and movement of the water surface and detect floating objects.

수면(R)의 이송방향으로부터 부유물의 정상 부유물 및 비정상 부유물을 분류(S40)할 수 있다. S40단계에서, 영상장치(10)로부터 제공받은 영상의 FPS(Frame Per Second)를 조절하여, 최초 감지된 부유물과 재차 감지된 부유물 사이의 변화각을 비교하여 소정의 범위 내일 경우 정상 부유물(FM)로 분류하고, 소정의 범위를 벗어나는 경우 비정상 부유물(NFM)로 분류할 수 있다. Normal and abnormal floating objects can be classified (S40) from the transport direction of the water surface (R). In step S40, the FPS (Frame Per Second) of the image provided from the imaging device 10 is adjusted to compare the angle of change between the initially detected floating object and the re-detected floating object, and if it is within a predetermined range, the normal floating object (FM) is detected. If it is outside the predetermined range, it can be classified as abnormal suspended matter (NFM).

즉, 사용자가 설정한 부유물의 부피(크기)에 해당하고, 이송방향으로부터 소정의 각도 내에서 이동된 부유물을 정상 부유물 그룹으로 분류하고, 이 외의 부유물을 비정상 부유물 그룹으로 분류한다.That is, floating objects that correspond to the volume (size) of the floating objects set by the user and move within a predetermined angle from the transfer direction are classified as the normal floating objects group, and other floating objects are classified as the abnormal floating objects group.

또, S40단계에서 정상 부유물(FM)에 대한 정보를 제공받아 부유물의 이동거리에 따른 수면(R)의 유속을 산정(S50)할 수 있다. 이에 대한 산정 방법은 상술하였기에 여기서는 상세한 산정 방법에 대하여는 생략하기로 한다.In addition, by receiving information about the normal floating object (FM) in step S40, the flow speed of the water surface (R) according to the moving distance of the floating object can be calculated (S50). Since the calculation method for this has been described above, the detailed calculation method will be omitted here.

한편, 영상장치(10)에서 수집된 영상에서 부유물(FM)을 제거하여 수위를 측정할 수 있다. 본 발명의 관로 내 수위 측정방법은 S40단계 이 후에, 영상장치(10)에서 감지되는 벽면(W)과 수면(R)에 대한 정보를 제공받고, 부유물(FM)을 제거(S130)할 수 있다.Meanwhile, the water level can be measured by removing suspended matter (FM) from the image collected by the imaging device 10. In the method of measuring the water level in the pipe of the present invention, after step S40, information about the wall surface (W) and water surface (R) detected by the imaging device 10 is provided, and floating matter (FM) can be removed (S130). .

이렇게 제거된 영상에는 벽면과 수면만 있게 되어 더욱 선명하게 나타날 수 있고, 이러한 벽면(W)과 수면(R)에 각각 보색 대비되는 색상으로 분류(S140)할 수 있다. 보색 대비는 보색 관계에 있는 색을 두고 보았을 때, 서로의 영향으로 인해 각각의 색이 보다 강렬하고 선명해 보이는 색상으로 하여 벽면과 수면(R)을 선명하게 구분할 수 있게 된다.In the image removed in this way, there is only the wall and the water, so it can appear more clearly, and the wall (W) and the water (R) can be classified into complementary colors (S140). Complementary color contrast makes it possible to clearly distinguish between the wall and the water (R) by making each color appear more intense and vivid due to the influence of each other when looking at complementary colors.

또한, 보색 대비된 색이 서로 만나는 지점에 경계선(BR)을 보색관계에 있는 색을 적용하여 수면(R)의 수위로 표시(S150)하게 되어 수위를 명확하게 구분할 수 있다.In addition, the water level of the water surface (R) is displayed (S150) by applying a complementary color to the boundary line (BR) at the point where complementary colors meet, allowing the water level to be clearly distinguished.

이에 따른 본 발명의 관로 내 유속 및 수위 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 따르면, 유속 및 수위 측정을 비접촉식으로 가능하여 측정 장비의 오염 혹은 홍수 등으로 인한 유실로부터 안전성을 향상시키고, 영상장치와 제어장치 외에 별도 장치가 필요하지 않게 되어 비용을 절감과 장비의 유지보수가 쉬우며, 빛 반사, 기포 터짐, 부유물의 일시적인 가라앉음 등 여러 요인으로 발생할 수 있는 문제를 해소할 수 있게 되어 유속 측정에 있어서 정확성이 향상되는 효과를 나타낼 수 있다.Accordingly, according to the device for measuring the flow rate and water level in the pipeline of the present invention and the measurement method using the same, it is possible to measure the flow rate and water level in a non-contact manner, improving safety from contamination of the measuring equipment or loss due to flooding, etc., and imaging devices and control devices. In addition, there is no need for a separate device, which reduces costs and makes it easier to maintain the equipment. It also eliminates problems that may occur due to various factors such as light reflection, bursting of air bubbles, and temporary settling of floating objects, making it possible to measure accuracy in flow rate measurement. This may have an improved effect.

또한, 수위측정을 위하여 별도의 그림 혹은 표기를 인식할 필요가 없고, 벽면과 관로 내 수면에 색상 클러스터링을 적용시켜 부착물 혹은 부유물 등에 영향이 적어 정확한 수위 측정 및 예측이 가능하고, 영상 내의 수위에서 실제 수위로 변환을 하게 되는 다항회귀 방식을 적용하여 다양한 형태의 관로에서도 적용할 수 있게 되는 효과를 나타낼 수 있다.In addition, there is no need to recognize separate pictures or notations to measure the water level, and by applying color clustering to the water surface on the wall and in the pipe, accurate water level measurement and prediction is possible with less influence of attachments or floating objects, and the actual water level in the image is possible. By applying the polynomial regression method that converts to water level, it can be applied to various types of pipes.

본 발명은 상기에서 설명된 실시예로 한정되지 않으며, 둘 이상의 실시예를 조합하거나 적어도 어느 하나의 실시예와 공지기술을 조합한 것을 새로운 실시예로 포함할 수 있음은 물론이다.The present invention is not limited to the embodiments described above, and of course may include a combination of two or more embodiments or a combination of at least one embodiment and known techniques as a new embodiment.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념(기술적 사상)을 이용한 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러 변형 및 개량 형태가 가능하고, 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이며, 이러한 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art will be able to use the basic concept (technical idea) of the present invention as defined in the following claims. Various modifications and improvements are possible and will be said to fall within the scope of rights of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.

10: 영상장치
20: 제어장치
10: Imaging device
20: Control device

Claims (7)

수면을 표류하는 부유물 및 수면의 이동방향을 감지하는 영상장치; 및
상기 영상장치에서 제공받은 부유물 정보와 수면의 이동방향 정보를 비교하여 상기 부유물로부터 상기 부유물의 이동거리에 따른 수면의 유속을 산정하는 유속측정수단;을 포함하며,
상기 유속측정수단은,
상기 영상장치로부터 제공받은 영상에 대한 FPS(Frame Per Second)를 조절하는 전처리부와, 상기 전처리부에서 프레임별로 조절된 영상을 제공받으며, 제공된 영상에서 상기 수면의 이동방향을 기준으로 부유물의 방향이 기설정된 각도 범위 내에서 이동할 경우 정상 부유물로 그룹으로 분류하고 미리 설정된 각도 범위를 벗어나는 경우 비정상 부유물 그룹으로 분류하며, 정상 및 비정상 부유물의 분류시 부유물이 기설정된 부피나 형태가 아닌 것을 노이즈로 제외시키는 연산부와, 상기 연산부에서 분류된 정상 부유물을 이용하여 이동하는 상기 수면의 유속을 산정하는 후처리부가 구비된 제어장치;를 포함하고,
상기 영상장치에서 감지되는 벽면과 수면에 대한 정보를 제공받고, 상기 정상 부유물 및 상기 비정상 부유물을 제거하며, 상기 벽면과 상기 수면에 각각 보색 대비되는 색상으로 구비되고, 보색 대비된 색이 서로 만나는 지점을 상기 수면의 수위로 감지하고 수위를 경계선으로 표시하되 경계선의 색상을 벽면과 수면에 사용된 색상과 대비되는 색상으로 분류하여 표시하는 수위측정수단;을 더 포함하는 관로 내 유속 및 수위 측정장치.
An imaging device that detects floating objects drifting on the water surface and the direction of movement of the water surface; and
It includes a flow rate measuring means for calculating the flow speed of the water surface according to the moving distance of the floating object from the floating object by comparing the floating object information provided by the imaging device with the moving direction information of the water surface,
The flow velocity measuring means is,
A pre-processing unit that adjusts the FPS (Frame Per Second) of the image provided from the imaging device, and an image adjusted for each frame from the pre-processing unit, and the direction of the floating object is determined based on the moving direction of the water in the provided image. If it moves within a preset angle range, it is classified as a normal floater group. If it moves outside the preset angle range, it is classified as an abnormal floater group. When classifying normal and abnormal floaters, floaters that do not have a preset volume or shape are excluded as noise. It includes a control device provided with a calculation unit and a post-processing unit that calculates the flow rate of the water surface moving using normal floating objects classified by the calculation unit,
Information on the wall and water surface detected by the imaging device is provided, normal floating matter and abnormal floating matter are removed, the wall surface and the water surface are provided with complementary contrasting colors, and a point where the complementary contrasting colors meet each other. A water level measurement device that detects the water level of the water surface and displays the water level as a boundary line, classifying the color of the boundary line into a color that contrasts with the color used on the wall and the water surface.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 후처리부는,
상기 영상장치와 수면사이의 거리와 상기 전처리부에서 조절된 프레임에서 상기 정상 부유물이 이동된 픽셀수를 비교하여 유속을 산정하는 관로 내 유속 및 수위 측정장치.
According to paragraph 1,
The post-processing unit,
A flow rate and water level measuring device in a pipeline that calculates the flow rate by comparing the distance between the imaging device and the water surface and the number of pixels to which the normal floating object moves in the frame adjusted by the preprocessor.
삭제delete 수면에서 표류하는 부유물 구역을 설정하는 단계(S10);
영상장치로 수면의 이송방향 측정 및 부유물을 감지하는 단계(S20);
상기 영상장치로부터 정보를 제공받아 수면의 이송방향과 상기 부유물의 이송방향을 비교하는 단계(S30); 및
상기 수면의 이송방향으로부터 상기 부유물의 정상 부유물 및 비정상 부유물을 분류하는 단계(S40); 및
상기 S40단계에서 정상 부유물에 대한 정보를 제공받아 상기 부유물의 이동거리에 따른 상기 수면의 유속을 산정하는 단계(S50);를 포함하고,
상기 S40단계에서,
상기 영상장치로부터 제공받은 영상의 FPS(Frame Per Second)를 조절하고, 프레임별로 조절된 영상을 통해 최초 감지된 부유물과 재차 감지된 부유물 사이의 변화각을 비교하며, 수면의 이동방향을 기준으로 부유물의 방향이 기설정된 각도 범위 내에서 이동할 경우 정상 부유물로 그룹으로 분류하고 미리 설정된 각도 범위를 벗어나는 경우 비정상 부유물 그룹으로 분류하며, 정상 및 비정상 부유물의 분류시 부유물이 기설정된 부피나 형태가 아닌 것을 노이즈로 제외시키며,
상기 S40단계 이후에,
상기 영상장치에서 감지되는 벽면과 수면에 대한 정보를 제공받고, 상기 정상 부유물 및 상기 비정상 부유물을 제거하는 단계(S130);
상기 벽면과 상기 수면에 각각 보색 대비되는 색상으로 분류하는 단계(S140); 및
보색 대비된 색이 서로 만나는 지점을 상기 수면의 수위로 감지하고 수위를 경계선으로 표시하되 경계선의 색상을 벽면과 수면에 사용된 색상과 대비되는 색상으로 분류하여 표시하는 단계(S150);를 포함하는 관로 내 유속 및 수위 측정 방법.
Setting a floating area drifting on the water surface (S10);
Measuring the transport direction of the water surface and detecting floating objects using an imaging device (S20);
Comparing the transfer direction of the water surface with the transfer direction of the floating object by receiving information from the imaging device (S30); and
Classifying normal and abnormal floating objects from the transport direction of the water surface (S40); and
It includes a step (S50) of receiving information about normal floating objects in step S40 and calculating the flow rate of the water surface according to the moving distance of the floating objects,
In step S40,
Adjusts the FPS (Frame Per Second) of the image provided from the imaging device, compares the angle of change between the first detected floating object and the re-detected floating object through the image adjusted for each frame, and compares the floating object based on the moving direction of the water surface. If the direction moves within the preset angle range, it is classified as a normal float group. If it is outside the preset angle range, it is classified as an abnormal float group. When classifying normal and abnormal floaters, noise is used to indicate that the float is not of the preset volume or shape. excluded,
After step S40,
Receiving information on the wall and water surface detected by the imaging device and removing the normal floating matter and the abnormal floating matter (S130);
Classifying the wall surface and the water surface into complementary and contrasting colors (S140); and
A step (S150) of detecting the point where complementary colors meet each other at the water level of the water surface and displaying the water level as a boundary line, but classifying and displaying the color of the boundary line as a color contrasting with the color used on the wall and the water surface (S150); Method of measuring flow rate and water level in pipe.
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