KR20150124613A - 레이저를 이용한 객체크기 측정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 레이저를 이용한 객체 크기 측정 방법은, 동영상 파일을 재생하는 단계; 측정하고자 하는 객체가 나타나면 동영상을 정지하는 단계; 정지된 동영상에서 어류의 머리와 꼬리 끝에 마킹을 표시하는 단계; 어류에 표시된 마킹을 검출하는 단계; 어류에 표시된 마킹의 검출에 의해 객체의 크기를 산출하는 단계; 및 객체 크기 산출단계에서 측정된 데이터를 저장하는 단계를 포함한다.

Description

레이저를 이용한 객체크기 측정 장치 및 방법{APPARATUS FOR MEASURING SIZE OF AN OBJECT BY USING LASER BEAM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 레이저를 이용한 객체크기 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 가두리 양식장내의 어류의 크기를 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 고가형 양식어종을 대상으로 하는 외해 가두리 양식장은 태풍 등의 재해에도 비교적 안전하고, 환경에 미치는 영향도 거의 없으며, 연안이나 육상양식에 비해 물고기의 성장률이 높고 특이한 질병도 없어 경제성도 높은 것으로 나타났다.

이러한 외해 가두리 양식장에서 어류의 크기나 개체수 등 어류의 생태를 파악하기 위해서는, 직접 다이버가 해당 수역에 입수하여 수중카메라를 이용하여 촬영하고, 촬영된 영상을 별도의 장비를 이용하여 분석하여야 한다. 또한, 우리나라 주변 연안해역이나 이와 같이 가두리 내에서 다이버가 직접 수중 촬영을 수행할 경우, 다이버의 숙련도에 따라 촬영된 영상이나 결과가 달라질 수 있으며, 촬영된 영상만으로는 어체의 크기, 개체수, 유영거리, 및 유영속도 등을 파악하기 어려운 점이 있다. 즉, 다이버와 고가 촬영장비의 사용으로 비용이 많이 소요되는 반면, 데이터의 정확도는 보장할 수 없다는 단점이 있었다.

이러한 문제점 때문에, 어류의 크기를 측정할 때, 표본으로서 몇 마리의 어류를 직접 채집하여 크기를 측정하고 있다. 그런데, 이렇게 어류를 채집할 경우, 어류들이 스트레스를 받아 성장이 저해되며, 채집시 발생하는 어체의 손상으로 인해 어류의 상품가치가 떨어지고, 채집한 어류는 판매가 불가능하므로, 경제적으로 손해가 막대하였다.

이에, 어류에게 스트레스를 주지 않는 환경 무부하 방식으로 어류의 생태정보를 파악할 수 있으며, 비용을 절감하고 데이터의 정확성을 보장할 수 있는 수중모니터링 기술을 개발할 필요가 있었다.

이에 따라, 한국 특허 제10-1057419호에서는, 수중에 설치되어 어류를 촬영하는 한 쌍의 카메라를 구비하는 촬영장치 및 상기 각 카메라에서 촬영된 어류의 영상을 이용하여 어류의 크기를 측정하는 크기산출유닛과, 상기 카메라 중 하나에

서 촬영된 영상을 이용하여 어류의 개체수를 산출하는 개체산출유닛을 포함하는 계측장치를 갖는 비접촉식 어류 개체수 측정 장치가 개시되었다.

그러나, 상기 한국 특허 제10-1057419호와 같은 종래의 기술에 따르면, 수중의 어류의 크기를 측정하기 위하여는 어류가 카메라로부터 일정한 거리, 예를 들어, 약 7 ~ 8 m 에 있어야 어류의 촬영이 가능하게 된다. 종래의 스테레오 카메라를 이용한 어류의 크기 측정방법은 구조물이 크고 무거운 단점이 있다. 또한, 종래의 스테레오 카메라를 이용한 어류의 크기 측정방법을 이용할 경우, 근거리, 중거리, 원거리에 위치하는 어류들의 크기가 서로 다르게 촬영되면 어류의 크기 산출이 불가능하기 때문에 두 개의 영상을 일정한 각도로 획득하여 동시에 측정된 영상에 대하여 동일한 거리에 있는 피사체로 가정하고 거리를 산출하는 방법을 사용하였다. 따라서, 어류의 크기 측정시 어류의 크기, 무게, 피사체와의 거리 상관 관계를 알고 있어야 하는 단점으로 인하여, 피사체(어류)로부터 떨어진 거리를 일정한 거리로 맞추기 위하여 다가가야만 하는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 객체 크기의 측정 장치의 크기 및 무게가 가벼우며, 측정 장치와 피사체와의 거리에 관계 없이 객체의 크기를 용이하게 측정할 수 있는 레이저를 이용한 객체 크기 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 객체 크기 측정 장치는, 동영상을 촬영하는 카메라; 레이저빔을 발생시키는 2개의 레이저빔 발생수단; 상기 동영상 촬영 카메라 및 레이저빔 발생수단의 동작을 제어하는 제어수단; 및 상기 동영상 촬영 카메라, 레이저빔 발생수단 및 제어수단이 내장되는 방수 하우징을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저를 이용한 객체 크기 측정 방법은, 동영상 파일을 재생하는 단계; 측정하고자 하는 객체가 나타나면 동영상을 정지하는 단계; 정지된 동영상에서 어류의 머리와 꼬리 끝에 마킹을 표시하는 단계; 어류에 표시된 마킹을 검출하는 단계; 어류에 표시된 마킹의 검출에 의해 객체의 크기를 산출하는 단계; 및 객체 크기 산출단계에서 측정된 데이터를 저장하는 단계를 포함한다.

상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 객체 크기 측정 방법 및 장치를 이용하면, 객체 크기의 측정 장치의 크기 및 무게가 가벼우며, 측정 장치와 피사체와의 거리에 관계없이 객체의 크기를 용이하게 측정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 스테레오 카메라를 이용한 비접촉식 어류 개체 크기 및 개체수 측정 장치의 구성 블럭도이다.
도 2는 가두리 양식장에 도 1의 비접촉식 어류 개체 크기 및 개체수 측정 장치를 설치한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 객체 크기 측정장치의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 개체 크기 측정방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어류의 크기 측정을 나타내는 예시도이다.

전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.

특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 출원의 명세서에서 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 출원의 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 방법은 스테레오 카메라 구조가 필요 없기 때문에 기구가 간단하며 가볍고 피사체와의 거리와 상관없이 정확한 데이터를 얻을 수 있다. 도 3은 레이저를 이용한 객체크기 측정 징치의 구조도 이다. 도 3과 같이 소형의 방수 하우징(300) 속에는 동영상을 연속으로 촬영할 수 있는 카메라(100)가 내장되어 있으며, 일정거리만큼 떨어져 있는 두 개의 레이저빔 발생수단(200)이 내장되어 있고, 이 레이저를 구동하기 위한 배터리(500)와 전면에는 방수 윈도우(400)가 설치되어 피사체를 촬영할 수 있고, 방수 윈도우(400)는 양손에 잡을 수 있어서 일반 카메라와 같이 피사체를 촬영하기만 하면 된다.

물에 입수하기 전에 이미 카메라 배터리와 레이저 구동 배터리의 완충된 상태를 확보하고 방수 하우징(300)의 윈도우(400)를 개방한 카메라(100)를 동영상 촬영모드로 동작을 시키고, 레이저빔 발생수단(200)을 동작시킨 후 방수 윈도우(400)를 볼트를 이용하여 밀봉압착시킨다. 이 상태로 입수를 한 후 계속해서 촬영하게 된다. 측정하고자 하는 객체에 대하여 도 5와 객체의 중심부에 레이저빔이 마킹이 되도록 하고, 측정객체의 각도가 레이저 빔과 가급적이면 수직을 이루도록 계속적으로 촬영한다. 측정하고자 하는 객체에 대하여 모든 촬영이 끝났으면, 측정 작업은 완료된 것이다. 촬영된 동영상을 이용하여 객체크기를 측정하는 작업은 측정 동영상을 개발된 프로그램을 이용하여 측정하게 된다. PC에서 프로그램을 실행시키고 도 4와 같은 순서에 의하여 모든 객체의 크기를 정확히 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 객체 측정 방법은 다음의 단계들로 이루어진다.

먼저, 동영상 파일을 재생시킨 다음에, 측정하고자 하는 객체가 나타나면 동영상을 정지시킨다. 정지된 동영상에서 어류의 머리와 꼬리 끝에 마킹을 표시한 다음에, 어류에 표시된 마킹을 검출한다. 이렇게 어류에 표시된 마킹의 검출에 의해 객체의 크기를 산출하고, 객체 크기 산출단계에서 측정된 데이터를 저장하며, 다시 객체의 크기를 측정하고자 하는 경우에는 상기 단계들을 반복하고, 객체의 크기의 측정이 완료된 경우에는 측정 작업을 종료한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 측정 방식에서는, 두 레이저 빔 사이의 거리 L을 알고 있기 때문에, 거리에 상관없이 피사체가 작거나 크게 촬영되었더라도, 거리 L도 같은 비율로 작아지거나 커지기 때문에 이 두 점을 영상인식 기법으로 자동 검출하고 그 비율로 계산하여 피사체의 크기를 측정할 수 있다. 여기서, 측정하고자 하는 피사체의 머리끝에서 꼬리의 끝은 마우스를 이용하여 마킹을 하여 주어야 한다. 옵션사항으로 영상인식 기법을 이용하여 검출하는 기능도 있지만 이것은 옵션사항으로 만들었을 뿐이고, 정확한 측정을 위해서는 명확한 측정 두 점간의 마킹이 필요하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100 : 동영상 촬영 카메라 200 : 레이저빔 발생수단
300 : 방수 하우징 400 : 방수 윈도우
500 : 배터리 1000 : 레이저이용 객체크기 측정장치

Claims (2)

1. 동영상을 촬영하는 카메라;
   레이저빔을 발생시키는 2개의 레이저빔 발생수단;
   상기 동영상 촬영 카메라 및 레이저빔 발생수단의 동작을 제어하는 제어수단; 및
   상기 동영상 촬영 카메라, 레이저빔 발생수단 및 제어수단이 내장되는 방수하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 객체 크기 측정 장치.
2. 레이저를 이용한 객체 크기 측정 방법에 있어서,
   동영상 파일을 재생하는 단계;
   측정하고자 하는 객체가 나타나면 동영상을 정지하는 단계;
   정지된 동영상에서 어류의 머리와 꼬리 끝에 마킹을 표시하는 단계;
   어류에 표시된 마킹을 검출하는 단계;
   어류에 표시된 마킹의 검출에 의해 객체의 크기를 산출하는 단계; 및
   객체 크기 산출단계에서 측정된 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 객체 크기 측정 방법.

Images