KR20140076214A

KR20140076214A - 3축 가속도 센서를 구비한 기상관측장치

Info

Publication number: KR20140076214A
Application number: KR1020120144526A
Authority: KR
Inventors: 김동채; 장병남
Original assignee: 코리아디지탈 주식회사
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-20

Abstract

기후 변화를 보다 정확하게 예측하기 위한 기상관측장치가 개시된다. 이를 위하여, 본 발명은 각기 다른 위치에 설치된 개별센서 또는 복수개의 기상관측 센서를 이용하여 각종 기상관측 정보를 측정하는 복수개의 기상관측센서부; 수평 방위를 맞춘 상태의 초기 X,Y,Z값을 설정하고, 외력에 의하여 기상관측장치의 기울기가 기울어질 경우 상기 기울기에 따라 변경된 측정 X',Y',Z' 값을 획득하는 3축 가속도 센서부; 상기 초기 X,Y,Z 값과 측정 X',Y',Z' 값을 비교하여 유효 여부를 판단하고, 유효 하지 않을 경우 상기 측정 X‘,Y’,Z‘값괴 초기 X,Y,Z값의 차이를 변수로 하는 보정값을 치환하는 데이터 보정부; 및 상기 데이터 보정부에 의해 생성된 보정값에 기초하여 상기 기상관측 정보를 수정하는 기상관측 정보 수정부를 포함한다.

Description

3축 가속도 센서를 구비한 기상관측장치{METEOROLOGICAL OBSERVATION APPARATUS WITH 3－AXIS ACCELERATION SENSOR}

본 발명은 기상관측장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기후 변화를 보다 정확하게 예측하기 위한 기상관측장치에 관한 것이다.

최근에는 기후 변화가 심해짐에 따라 풍향, 풍속, 진동, 강우량, 일조량 및 일사량 등을 측정하기 위한 기상관측장치가 곳곳에 설치되어 있다. 경우에 따라서는 일상적인 점검,관리가 어려운 산악이나 해안지역의 무인관측장소에 설치되는 경우도 있다.

이와 같은 기상관측장치의 기상관측센서를 설치하고자 할 경우 정확한 관측을 위하여 정확한 방위와 지구의 중력방향에 수직하여 나타나는 지표면과 수평으로 맞추어 설치가 필요하고, 이를 위하여 통상적으로 액체에 기포위치로 수평을 알 수 있도록 하는 기포 수준기(예: 이하의 선행기술문헌 참조)를 함께 설치되는 경우가 많다.

그러나, 상기 기포 수준기는 바람 및 진동 등의 원인으로 인하여 초기 설치 상태와 다르게 기상관측장치의 수평,방위각 등이 틀어지는 경우가 발생하게 되고, 이럴 경우 육안으로 기포를 확인하기 전까지는 틀어짐을 알 수가 없게 된다.

이와 같이 기상관측장치가 틀어지게(기울어지게) 되면, 측정된 풍향, 풍속, 진동, 강우량, 일조량 및 일사량값의 정확성이 떨어지는 것은 자명하다. 더구나 수평의 뒤틀어짐을 확인하기 전까지의 누적된 데이터로는 정확한 기상관측이 어려운 문제점이 있었다.

1. 한국특허등록번호 : 제0917123호, 등록일자 : 2009년 09월 07일, 발명의 명칭 : 휴대용 수준기. 2. 한국특허공개번호 : 특2003-0064563호, 공개일자 : 2003년 08월 02일, 발명의 명칭 : 수평측정장치.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수평, 방위각등이 틀어진 상태를 기상관측 데이터와 함께 전송하게 함으로써 분석예보에 유효가 데이터로서의 반영여부를 판단하게하고, 더 나아가 틀어진 만큼 이를 측정된 풍향, 풍속, 진동, 강우량, 일조량 및 일사량값에 보정치를 반영함으로써, 보다 정확한 기상 데이터를 도출해낼 수 있는 기상관측장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 각기 다른 위치에 설치된 개별센서 또는 복수개의 기상관측 센서를 이용하여 각종 기상관측 정보를 측정하는 기상관측센서부; 수평 방위를 맞춘 상태의 초기 X,Y,Z값을 설정하고, 외력에 의하여 기상관측장치의 기울기가 기울어질 경우 상기 기울기에 따라 변경된 측정 X',Y',Z' 값을 획득하는 3축 가속도 센서부; 상기 초기 X,Y,Z 값과 측정 X',Y',Z'값을 비교하여 유효 여부를 판단하고, 유효 하지 않을 경우 상기 측정 X‘,Y’,Z‘값과 초기 X,Y,Z값의 차이를 변수로 하는 보정값을 치환하는 데이터 보정부; 및 상기 데이터 보정부에 의해 생성된 보정값에 기초하여 상기 기상관측 정보를 수정하는 기상관측 정보 수정부를 포함하는 기상관측장치가 제공된다.

여기서, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 기상관측센서부는 풍향값, 풍속값, 진동값, 강우량값, 일조량값 및 일사량값을 포함하는 상기 기상관측 정보를 측정하는 개별 또는 복수개의 센서로 이루어질 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 3축 가속도 센서를 이용하여 기상관측장치의 움직임을 검출하고 기상관측데이터와 함께 전송하고, 더 나아가 이를 통해 기상관측 정보를 수정함으로써 보다 정확한 기상관측 정보를 획득함으로써 정확한 일기예보 예측이 가능한 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상관측장치(100)의 외형을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상관측장치(100)의 각 구성을 예시적으로 나타낸 구성도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상관측장치(100)의 외형을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상관측장치(100)의 각 구성을 예시적으로 나타낸 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기상관측장치(100)는 기상관측센서부(110), 3축 가속도 센서부(120), 데이터 보정부(130), 기상관측 정보 수정부(140) 및 제어부(150)를 포함하여 구성된다.

먼저, 본 발명에 따른 기상관측센서부(110)는 기상관측장치(100)의 기울기에 영향을 주는 기상관측 정보를 측정하는 역할을 한다. 상기 기상관측 정보는 풍향값, 풍속값, 진동값, 강우량값, 일조량값 및 일사량값을 포함한다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 기상관측센서부(110)는 개별센서 또는 복수개의 기상관측센서(①~⑨,A~E)로 이루어진다. 예를 들면, 풍향값의 기상관측 정보를 측정하는 풍향 센서, 풍속값의 기상관측 정보를 측정하는 풍속 센서, 진동값의 기상관측 정보를 측정하는 진동 센서, 강우량값의 기상관측 정보를 측정하는 강우량 센서등으로 이루어진다.

이러한 개별 또는 복수개의 기상관측센서는 도 1에 도시된 바와 같이 각기 다른 기상관측 정보를 측정하기 위하여 기상관측장치(100)에서 각기 다르게 배치되어 설치된다.

다음으로, 본 발명에 따른 3축 가속도 센서부(120)는 수평 방위를 맞춘 상태의 초기 X,Y,Z값을 설정하는 역할을 한다. 이는 관리자가 입력한 X,Y,Z축값을 수신하여 초기값으로 셋팅된다.

그리고, 본 발명에 따른 3축 가속도 센서부(120)는 외력(바람, 지진 등의 가상 장애)에 의하여 기상관측장치(100)의 기울기가 기울어질 경우 상기 기울기에 따라 측정된 X,Y,Z축의 기울기값을 가리려 측정 X',Y',Z'값이라 명명한다.

다음으로, 본 발명에 따른 데이터 보정부(130)는 3축 가속도 센서부(120)에서 초기값으로 설정된 초기 X,Y,Z 값과 측정 X',Y',Z'값을 비교하여 유효성 여부를 판단한다. 즉, 초기 X,Y,Z 값과 측정 X',Y',Z'값이 소정의 유효 범위내에 있으면 유효한 데이터로서 처리하고, 유효하지 않을 경우에는 기상관측센서의 데이터를 측정 X',Y',Z'값으로 변수하여 보정한다.

예를 들면, 초기 X,Y,Z값이 각각 X=0, Y=0 및 Z=1이고 유효 판단의 근거인 유효 범위값이 모두 0.5 이하 이며, 측정 X',Y',Z'값이 각각 X=0.3, Y=0.5, Z=1.3일 경우 측정 X',Y',Z'값이 초기 X,Y,Z값으로부터 모두 유효 범위내에 존재하므로 유효한 데이터로 판단하게 될 것이다.

만약, 유효 범위를 벗어난 경우, 예컨대 측정 X',Y',Z'값이 X=0.7, Y=0.5, Z=1.3일 경우에는 측정 X의 값이 유효범위내를 벗어난 경우이므로 보정이 필요하다. 이럴 경우, 상기 측정 X',Y',Z'값의 보정은 초기 X,Y,Z 값으로부터 차값을 구하고, 차값을 변수로 하여 보정값이 생성되는 것이다.

다음으로, 본 발명에 따른 기상관측 정보 수정부(140)는 앞서 설명한 데이터 보정부(130)에서 생성된 보정값에 기초하여 앞서 설명한 기상관측 정보를 수정하는 역할을 한다.

예를 들면, 초기 X,Y,Z값에 맞게 측정된 기상관측 데이터(정보가) 정상적인 값이라고 하면, X',Y'Z' 만큼 기울어진 상태에서 측정된 유효하지 않는 관측데이터를 보정하여 X,Y,Z상태에서의 값과 같이 유효한 값에 맞게 기상관측 정보가 수정된다. 이때, 보정될 기상관측 정보는 X,Y,Z와 X',Y',Z' 값과의 차이를 변수로 하여 미리 실험한 결과에 의한 보정 관계를 통해 기상관측 정보의수정이 이루어진다.

이로써, 본 실시예에서는 기상관측장치(100)가 외력에 의하여 움직임(기울어짐)이 발생한 상태에서 기상관측 정보가 취득되더라도 보정값을 이용하여 본래의 정확한 기상관측 정보로 수정됨으로써 정확한 기상관측이 이루어질 수 있는 장점이 있는 것이다.

마지막으로, 본 발명에 따른 제어부(150)는 앞서 설명한 기상관측센서부(110), 3축 가속도 센서부(120), 데이터 보정부(130) 및 기상관측 정보 수정부(140)간의 데이터 흐름을 제어한다. 이로써, 각 구성들은 각자 고유의 기능이 수행되는 것이다.

이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

100 : 기상관측장치 110 : 기상관측센서부
120 : 3축 가속도 센서부 130 : 데이터 보정부
140 : 기상관측 정보 수정부 150 : 제어부

Claims

각기 설치된 개별센서 또는 복수개의 기상관측 센서를 이용하여 각종 기상관측 정보를 측정하는 복수개의 기상관측센서부; 및
수평 방위를 맞춘 상태의 초기 X,Y,Z값을 설정하고, 외력에 의하여 기상관측장치의 기울기가 기울어질 경우 상기 기울기에 따라 변경된 측정 X',Y',Z' 값을 획득하는 3축 가속도 센서부;
를 포함하는 기상관측장치.
제1항에 있어서,
상기 초기 X,Y,Z 값과 측정 X',Y',Z'값을 비교하여 유효 여부를 판단하고, 유효 하지 않을 경우 상기 측정 X‘,Y’,Z‘값과 초기 X,Y,Z값의 차이를 변수로 하는 보정값을 치환하는 데이터 보정부; 및
상기 데이터 보정부에 의해 생성된 보정값에 기초하여 상기 기상관측 정보를 수정하는 기상관측 정보 수정부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기상관측장치.
제2항에 있어서,
상기 기상관측센서부는,
풍향값, 풍속값, 진동값, 강우량값, 일조량값 및 일사량값을 포함하는 상기 기상관측 정보를 측정하는 개별센서 또는 복수개의 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 기상관측장치.