KR20160018069A - Method of auto-recognition for water level - Google Patents

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KR20160018069A
KR20160018069A KR1020140102075A KR20140102075A KR20160018069A KR 20160018069 A KR20160018069 A KR 20160018069A KR 1020140102075 A KR1020140102075 A KR 1020140102075A KR 20140102075 A KR20140102075 A KR 20140102075A KR 20160018069 A KR20160018069 A KR 20160018069A
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Abstract

The present invention relates to a method of auto-recognition for water level which automatically detects a water level of a river or the like, and transmits it to a control center or a manager. According to the present invention, the method of auto-recognition for water level may comprise: (S800) an image input step of collecting images by a camera (C); (S810) an image converting step of converting an image inputted in the image input step (S800) to gray screen in 8 bit black-and-white image; (S820) a horizontal edge detection step of detecting the horizontal edge using a black-and-white image converted by the image converting step (S810); (S830) a water level gauge position detection step of detecting a position of a water level gauge (100) using a horizontal projection and a vertical projection; (S840) a water level detection step of detecting a position of a water surface by analyzing the data obtained in the water level gauge position detection step (S830); (S850) a water level value recognition step of recognizing a water level value by obtaining an upper image of the water level detected in the water level detection step (S840); and (S860) a transmission level of combining and transmitting the water level value recognized in the water level value recognition step (S850), an image of a water level gauge (100), and an image of a stream. According to the present invention, an advantage that water level management from a long distance for a stream or the like is accurate and efficient.

Description

수위 자동인식 방법 {Method of auto-recognition for water level}Method of auto-recognition for water level [

본 발명은 수위 자동인식 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강물 등의 수위를 자동으로 측정하여 통제소나 관리자에게 송신하는 수위 자동인식 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water level automatic recognition method, and more particularly, to a water level automatic recognition method in which a water level of a river or the like is automatically measured and transmitted to a control center or an administrator.

우리나라의 홍수는 여름철 북태평양 고기압의 영향에 따른 장마와, 폭우를 동반하는 태풍으로 인한 집중호우에 의해 발생한다. 호우 발생빈도가 높은 지역으로는 남해안, 지리산 부근의 산청지방과 강화도를 중심으로 한 경기북부지방, 대관령 부근의 산간지방과 제주도 지방이다. The floods in Korea are caused by the rainy season due to the effects of the North Pacific high pressure in summer and the heavy rain caused by typhoons accompanied by heavy rainfall. The high frequency of heavy rainfall is the southern coastal area, the Sancheong area near Jiri Mountain, the Gyeonggi province centered on Ganghwa Island, and the mountainous region near Daegwallyeong and Jeju province.

이러한 특징으로 인해서 매해 홍수를 대비하여 낙동강 지역 등에 수위표를 설치하여 실시간으로 수위정보를 모니터링 할 수 있다. Due to this feature, water level information can be monitored in real time by installing a water level table in Nakdong River area in preparation for flood every year.

그러나, 관리나 인력의 부족 등으로 계속적으로 하천 등에 사람이 파견되어 수위를 체크하고 관리하는데에는 한계가 있다.However, due to lack of management and manpower, people are continuously sent to rivers and there is a limit to check and manage the water level.

따라서, 한국 특허출원 제10-2004-0074257호에서와 같은 다양한 수위 측정장치들이 개시되어 있으나, 이러한 수위 측정장치와 방법들에서는 부표와 레이저거리측정기 등의 부가적인 장치가 필요하며, 이물질이 파이프나 통수구멍보호망을 차폐하는 경우에는 수위 측정이 어려운 문제점이 있다.Therefore, although various water level measuring devices such as the Korean Patent Application No. 10-2004-0074257 are disclosed, such level measuring devices and methods require additional devices such as a buoy and a laser distance measuring device, There is a problem that it is difficult to measure the water level when the water hole protection net is shielded.

특허출원 제10-2004-0074257호Patent Application No. 10-2004-0074257

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 수위를 측정하며, 수위표가 오염되는 경우에는 자동으로 세정하여 수위를 측정하는 수위 자동인식 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method of measuring a water level by analyzing an image taken by a camera, And a method of automatically recognizing the water level.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 수위 자동인식 방법은, 카메라로 영상을 수집하는 영상입력단계와; 상기 영상입력단계에서 입력된 영상을 8bit 흑백영상으로 변환하여 그레이화하는 영상변환단계와; 상기 영상변환단계에 의해 변환된 흑백영상을 이용하여, 수평엣지를 검출하는 수평엣지검출단계와; 수평프로젝션과 수직프로젝션을 이용하여 수위표 위치를 검출하는 수위표위치검출단계와; 상기 수위표위치검출단계에서 획득된 자료를 분석하여 수면의 위치를 검출하는 수위검출단계와; 상기 수위검출단계에서 검출된 수위의 상측 영상을 획득하여 수위값을 인식하는 수위값인식단계와; 상기 수위값인식단계에서 인식된 수위값과 수위표 영상 및 하천의 영상을 조합하여 송신하는 송신단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of automatically recognizing a water level according to the present invention, comprising: inputting an image to a camera; An image conversion step of converting the image input in the image input step into an 8-bit monochrome image and graying it; A horizontal edge detection step of detecting a horizontal edge using the monochrome image converted by the image conversion step; A level table position detection step of detecting a level table position using a horizontal projection and a vertical projection; A water level detection step of detecting a water level by analyzing data obtained in the water level position detection step; A water level value recognition step of acquiring an image of an upper level of the water level detected in the water level detection step and recognizing a water level value; And a transmitting step of transmitting a combination of the recognized water level value, the water level table image, and the stream image in the water level recognition step.

상기 수위값인식단계는, 획득한 영상화면의 최상단에 표시된 수위값이 인식가능한지 여부를 판단하는 상단값인식과정과; 상기 상단값인식과정에서 상단값 인식이 가능한 경우에는 현재 수위값을 읽어들이는 현재값인식과정과; 획득된 영상화면에서 픽셀값을 계산하여, 상기 현재값인식과정에서 인식한 현재 수위값으로부터 수면과의 거리가 얼마인지를 계산하는 수면거리계산과정과; 상기 현재값인식과정에서 읽어들인 현재 수위값에서, 상기 수면거리계산과정에서 계산된 수면까지의 거리를 차감하는 수면거리차감과정과; 상기 수면거리차감과정에 의해 현재값에서 수면까지의 거리를 차감함으로써 수면 높이를 확정하는 수위확정과정과; 상기 수위확정과정에서 확정된 수위를 외부로 디스플레이하는 수위표시과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of recognizing the water level value may include: an upper level recognition process of determining whether a water level value displayed at a top of the acquired image screen is recognizable; A current value recognizing step of reading a current level value when the upper level can be recognized in the upper level recognizing process; Calculating a pixel value on the acquired image screen and calculating a distance from the water level to the current water level value recognized in the current value recognition process; A sleep distance subtraction step of subtracting a distance from the current water level value read in the current value recognition step to a water surface calculated in the water surface distance calculation step; A water level determining step of determining a water level by subtracting a distance from a current value to a water level by the water level difference subtraction process; And a water level display process of displaying the water level determined in the water level determination process to the outside.

상기 상단값인식과정에서 상단값이 인식되지 않는 경우에는, 일정 픽셀을 건너뛰어 하측의 다음값이 인식가능한지를 판단하는 다음값인식과정이 수행되며; 상기 다음값인식과정에서 다음값이 인식되는 경우에는, 상기 현재값인식과정이 수행됨을 특징으로 한다.If the upper value is not recognized in the upper value recognition process, a next value recognition process is performed to determine whether the lower value is recognizable by skipping a certain pixel; If the next value is recognized in the next value recognition process, the current value recognition process is performed.

상기 다음값인식과정에서 다음값이 인식되지 않는 경우에는 다음값의 위치가 상기 수위검출단계에서 검출한 수면의 위치보다 아래에 있거나 동등한 위치인지를 판단하는 수위비교과정이 수행되며; 상기 수위비교과정에서의 판단결과, 다음값이 수위 이하인 경우에는 수위표 청소가 이루어지는 수위표청소과정이 진행되고, 다음값이 수위보다 높은 경우에는 하측으로 일정 픽셀을 건너뛰어 하측의 다음값을 인식하는 상기 다음값인식과정이 더 진행됨을 특징으로 한다.If the next value is not recognized in the next value recognition process, a level comparison process is performed to determine whether the position of the next value is below or equal to the position of the water level detected in the water level detection step; If the next value is below the water level, the water level table cleaning process is performed. If the next water level is higher than the water level, the next lower level value is recognized The next value recognition process is further performed.

상기 수위표청소과정이 진행된 경우에는, 상기 상단값인식과정으로 복귀하여 상기 수위값인식단계가 다시 진행됨을 특징으로 한다.When the water level table cleaning process is performed, the water level value recognition step returns to the upper value recognition step and the water level value recognition step proceeds again.

본 발명에 의한 수위 자동인식 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The water level automatic recognition method according to the present invention has the following effects.

본 발명에서는 수위표를 카메라로 인식한 다음 영상을 분석하여 현재 수위를 자동으로 결정하게 된다. 따라서, 관리자가 하천 등에서 24시간 수위를 관리 감독할 필요가 없으므로 인건비가 절약되고 하천의 수위 관리가 효율적으로 이루어지는 장점이 있다.In the present invention, the water level table is recognized as a camera, and then the image is analyzed to automatically determine the current water level. Therefore, there is no need for the manager to supervise the water level for 24 hours in the river, so there is an advantage that the labor cost is saved and the water level management of the river is efficiently performed.

또한, 본 발명에 의하면 수위와 주변 전경이 동시에 촬영되어 관리자에게 통보됨은 물론, 수위값이 자동으로 수시로 계산되어 사용자나 관리자에게 통보된다. 따라서, 사용자가 원거리에 있으면서도 수위 상태를 실시간으로 점검할 수 있으며, 주변 환경 사진이 동시에 전송되므로 수위값 인식이 오류가 있는 경우에도 관리자가 현장 사진을 참조하여 수위 이상을 체크할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, the water level and the surrounding foreground are simultaneously photographed and notified to the administrator, as well as the water level value is calculated automatically and notified to the user or the manager. Therefore, the user can check the water level status in real time while the user is at a remote place, and the surrounding environment photos are simultaneously transmitted, so that even when the water level value recognition is in error, the administrator can check the water level by referring to the spot photograph .

뿐만 아니라, 본 발명에서는 수위표 인식이 어려운 경우에는 자동으로 청소가 이루어진 다음 수위 인식이 이루어지므로, 하천이나 호수 등의 수위관리가 효율적으로 가능한 장점이 있다.In addition, in the present invention, when the water level is difficult to recognize, the water level is automatically detected and then the water level is recognized. Thus, it is possible to efficiently manage the water level in a river or a lake.

도 1은 본 발명에 의한 수위 자동인식 방법이 사용되는 전체 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명 실시예에 사용되는 수위표 오토클리너의 구성을 보인 상반부 측단면도.
도 3은 본 발명 실시예에 사용되는 수위표 오토클리너를 지지하는 지지프레임의 평면도.
도 4는 본 발명 실시예에 사용되는 오토클리너과 비상정지기구의 구성을 보인 전방 사시도.
도 5는 본 발명 실시예에 사용되는 오토클리너과 비상정지기구의 구성을 보인 후면도.
도 6은 본 발명에 의한 수위 자동인식 방법의 바람직한 실시예의 각 단계를 보인 블럭구성도.
도 7은 본 발명 실시예의 각 단계에서 수행되는 이미지를 보인 예시도.
도 8은 본 발명 실시예를 구성하는 수위값인식단계의 세부과정을 보인 플로우차트.1 is a configuration diagram of an entire system in which a water level automatic recognition method according to the present invention is used;
FIG. 2 is a sectional view of the upper half of the structure of the water table auto cleaner used in the embodiment of the present invention. FIG.
3 is a plan view of a support frame for supporting a water level indicator auto cleaner used in an embodiment of the present invention.
4 is a front perspective view showing the configuration of an auto cleaner and an emergency stop mechanism used in the embodiment of the present invention.
5 is a rear view showing the configuration of the auto cleaner and the emergency stop mechanism used in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing each step of a preferred embodiment of a water level automatic recognition method according to the present invention. FIG.
FIG. 7 is an exemplary view showing an image performed in each step of the embodiment of the present invention; FIG.
8 is a flowchart showing a detailed procedure of a level value recognition step constituting an embodiment of the present invention.

이하 본 발명에 의한 수위 자동인식 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a water level automatic recognition method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 도 1에는 본 발명에 의한 수위 자동인식 방법이 사용되는 전체 시스템의 구성도가 도시되어 있다.1 is a block diagram of an entire system in which a water level automatic recognition method according to the present invention is used.

이에 도시된 바와 같이, 전체 수위 인식시스템은, 관측소의 구성과 통제소의 구성으로 나눌 수 있다.As shown in the figure, the entire water level recognition system can be divided into a configuration of an observation station and a configuration of a control station.

즉, 도시된 바와 같이 관측소의 구성으로는, 해변이나 강변 등에 설치되는 수위표(100)와, 이러한 수위표(100)를 촬영하는 카메라(C)와, 상기 카메라(C)에서 획득된 영상을 수신하는 리시버(R)와, 수위 인식 알고리즘을 통해 수위값을 도출하는 수위영상인식기(W)와, 상기 수위영상인식기(W)에서 측정된 수위값을 CDMA통신으로 관리자에게 문자 등으로 송신하는 무선송신기(T)와, 측정된 수위값과 촬영된 영상 등을 통제소로 실시간으로 송신하는 송신유닛(U) 등이 있다.That is, as shown in the figure, the configuration of the observation station includes a water level table 100 installed on a beach or a river, a camera C for photographing the water level table 100, A water level image recognizer W for deriving a water level value through a water level recognition algorithm and a wireless level sensor for wirelessly transmitting a water level value measured by the water level image recognizer W to a manager through characters, A transmitter T, and a transmission unit U for transmitting measured water level values and photographed images to a control station in real time.

한편, 통제소에는 상기 송신유닛(U)을 통해 송신된 자료를 수신하는 다수의 장치들과 영상인식센터(I) 등이 구비된다.Meanwhile, the control center is equipped with a plurality of devices for receiving data transmitted through the transmission unit U, an image recognition center I, and the like.

상기 수위표(100)는 물의 높이를 나타내기 위해 눈금이 표시된 것이다. 즉, 수위표(100)는, 전면에는 높이를 나타내는 눈금이 표시되어 강물이나 바닷물 등의 수위를 측정하기 위한 것으로, 눈금은 1㎝단위로 표시되고 숫자표시는 10㎝단위로 표시됨이 바람직하다. 그리고, 숫자는 상측으로 갈수록 크기가 증가하도록 새겨지는 것이 일반적이다.The water table 100 is marked with a scale to indicate the height of the water. That is, in the water level table 100, a scale indicative of the height is displayed on the front surface to measure the water level of the river or seawater. The scale is preferably displayed in 1 cm increments, and the numerical value is preferably displayed in 10 cm increments. And, the number is generally engraved to increase in size toward the upper side.

상기 카메라(C)는, 상기 수위표(100)로부터 소정 거리 이격된 위치에 설치됨이 바람직하며, 상기 수위표(100)와 하천의 전경 등을 촬영하게 된다. 즉, 상기 카메라(C)는 수위표(100) 영상과 하천의 영상 등을 획득하는 기능을 가진다.Preferably, the camera C is installed at a predetermined distance from the water level table 100, and photographs the water level table 100 and the foreground of the river. That is, the camera C has a function of acquiring an image of a water table 100 and an image of a river.

상기 카메라(C)에는 원거리를 촬영하기 위한 렌즈와, 수위표(100)의 야간 촬영을 위한 조명 등이 더 구비된다. 조명으로는 적외선LED가 사용되는 것이 바람직하다.The camera C is further provided with a lens for photographing a long distance and an illumination for night view photographing of the water table 100. An infrared LED is preferably used as the illumination.

또한, 상기 카메라(C)에는 팬틸트드라이버(PANTILT DRIVER)가 구비되어 카메라(C)의 상하좌우 조절이 가능하도록 한다.In addition, the camera C is provided with a pan tilt driver so that the camera C can be adjusted vertically and horizontally.

상기 리시버(R)는, 시리얼 통신제어 등을 이용하여 수위영상인식기(W)의 제어명령을 카메라(C) 등에 전달하는 역할도 한다.The receiver R also serves to transmit a control command of the level image recognizer W to the camera C or the like by using a serial communication control or the like.

상기 수위영상인식기(W)는 영상 인식 소프트웨어 등을 이용하여 수위값을 도출하는 기능을 하며, 상기 무선송신기(T)는 모뎀(MODEM) 등을 이용하여 수위값을 관리자에게 송신하게 된다.The water level image recognizer W functions to derive a water level value by using image recognition software or the like and the radio transmitter T transmits a water level value to a manager using a modem or the like.

상기 송신유닛(U)은 측정된 수위값과 하천의 영상 등을 통제소로 실시간으로 송신하게 되며, 통제소의 영상인식센터(I)에서는 통합모니터링 소프트웨어 등을 이용하여 전체적인 현황을 체크하고 제어한다.The transmission unit U transmits the measured water level value and the image of the river to the control center in real time. In the image recognition center I of the control center, the overall status is checked and controlled using integrated monitoring software or the like.

한편, 상기 수위표(100)에는, 수위표(100)가 더러워지는 경우에 청소를 수행하는 수위표 오토클리너(200)가 더 구비된다. 상기 수위표 오토클리너(200)는 수위표(100)가 오염된 경우에는 자동으로 작동하여 수위표(100)의 청소를 수행하게 된다.On the other hand, the water level table 100 further includes a water level table auto cleaner 200 that performs cleaning when the water level table 100 becomes dirty. When the water level indicator 100 is contaminated, the water level indicator auto cleaner 200 automatically operates to perform the water level indicator 100 cleaning.

도 2에는 상기 수위표 오토클리너(200)가 설치된 상태가 개략적으로 도시되어 있다.FIG. 2 schematically shows a state in which the level indicator auto cleaner 200 is installed.

이에 도시된 바와 같이, 물의 높이를 나타내는 눈금이 표시된 수위표(100)가 상하로 길게 설치되거, 이러한 수위표(100)의 전면을 청소하는데 사용되는 오토클리너(200)가 수위표(100)의 상하로 유동 가능하게 설치된다.As shown in the figure, a water level indicator 100 having a scale indicating the height of water is installed vertically up and down, and an auto cleaner 200 used for cleaning the front surface of the water level indicator 100 is connected to the water level indicator 100 And is vertically installed.

그리고, 상기 오토클리너(200)의 상하 이동을 가이드하는 지지프레임(300)과, 상기 지지프레임(300)의 일측에 구비되어 상기 오토클리너(200)의 작동과 상하 이동을 제어하는 제어부(400)와, 상기 오토클리너(200)의 상하 이동시에 얼음 또는 견고한 물체와의 충돌이 방지되도록 하는 비상정지기구(500) 등이 더 구비된다.A control unit 400 provided at one side of the support frame 300 to control the operation and the vertical movement of the auto cleaner 200; And an emergency stop mechanism 500 for preventing collision with ice or a solid object when the auto cleaner 200 moves up and down.

보다 구체적으로 살펴보면, 강물(10)을 가로질러 다리(20)가 횡으로 설치되며, 이러한 다리(20)는 다수의 교각(30)에 의해 지탱된다.More specifically, bridges 20 are installed transversely across the river 10, and these bridges 20 are supported by a plurality of bridges 30. As shown in FIG.

상기 다리(20)의 좌측에는 제어부(400)가 구비되며, 이러한 제어부(400)는 중앙제어부와 모터 컨트롤러 등 다수의 제어기기들로 이루어지며, 관측소라고 불리는 건물의 내부에 상기 리시버(R) 및 수위영상인식기(W) 등과 함께 내장된다.A control unit 400 is provided on the left side of the legs 20. The control unit 400 includes a plurality of control devices such as a central control unit and a motor controller and is connected to the receivers R, Level image recognizer (W) and the like.

상기 교각(30)에는 상하로 지지프레임(300)이 설치되고, 이러한 지지프레임(300)의 전면에는 수위표(100)가 설치된다.The pier 30 is vertically provided with a support frame 300 and a water level table 100 is installed on the front surface of the support frame 300.

상기 지지프레임(300)의 상측에는 상부박스(110)가 설치된다. 상기 상부박스(110)는 상기 다리(20)의 전면 등에 고정 설치되며, 내부에는 윈치(winch: 원통형의 드럼에 와이어 로프를 감아 도르래를 이용해서 중량물(重量物)을 높은 곳으로 들어올리거나 끌어당기는 기계)가 구비되어 아래에서 설명할 지지로프(320)의 노출 길이를 조절한다.An upper box 110 is installed above the support frame 300. The upper box 110 is fixed to the front surface of the leg 20 or the like, and a winch is wound around a cylindrical drum by using a pulley to lift or pull a heavy object to a high place, Machine) is provided to adjust the exposure length of the support rope 320 described below.

상기 지지프레임(300)에는 본체박스(310)가 상하로 유동하도록 설치된다. 상기 본체박스(310)는 도시된 바와 같이, 사각형상의 박스 형태의 외관을 가지며, 아래에서 설명할 오토클리너(200)을 구성하는 부품들이 대부분 내부에 내장된다.The main body box 310 is installed in the support frame 300 so as to flow upward and downward. As shown in the figure, the main body box 310 has a rectangular box-like appearance, and most of the parts constituting the auto-cleaner 200 described below are built in the main body.

상기 본체박스(310)는 지지로프(320)에 의해 상기 상부박스(110)와 연결된다. 상기 지지로프(320)는 내부가 중공된 로프(rope)로 이루어지며, 지지로프(320)의 내부에는 아래에서 설명할 오토클리너(200)가나 차단센서(550) 등에 전원을 공급하는 전원선이나 신호를 전달하는 신호전달선 등이 내장된다.The body box 310 is connected to the upper box 110 by a support rope 320. The support rope 320 is made of a hollow rope and a power line for supplying power to the autoclave 200 or the shutoff sensor 550 or the like And a signal transmission line for transmitting a signal.

상기 지지로프(320)의 상단은 상기 상부박스(110) 내부에 내장되는 윈치에 감기게 되어, 상기 본체박스(310)의 상하 이동을 제어하게 된다. 그리고, 상기 지지로프(320)는 도시된 바와 같이 쌍으로 이루어져, 상기 본체박스(310)의 좌우 양단을 지지하도록 설치됨이 바람직하다.The upper end of the support rope 320 is wound on a winch built in the upper box 110 to control the vertical movement of the main box 310. The support ropes 320 may be paired as shown in FIG. 1 and may be installed to support the left and right ends of the main body box 310.

상기 제어부(400)는, 아래에서 설명할 오토클리너(200)의 작동과 상하이동의 제어는 물론, 아래에서 설명할 각종 센서나 수위검지수단 등으로부터 전달되는 신호를 감지하여 각 부품의 작동을 제어하는 중앙처리장치의 기능을 수행한다.The control unit 400 senses signals transmitted from various sensors and water level detecting means to be described below and controls the operation of each component as well as the operation of the auto cleaner 200 and the control of the upper and lower sides And performs the functions of the central processing unit.

상기 본체박스(310)의 하측으로는 도시된 바와 같이 브러쉬(210)가 구비되며, 이러한 브러쉬(210)는 아래에서 설명할 오토클리너(200)의 일 구성요소가 된다.A brush 210 is provided on the lower side of the main body box 310 as shown in the figure. The brush 210 is a component of the auto cleaner 200 described below.

상기 본체박스(310)의 우측으로는 아래에서 설명할 오토클리너(200)가 수면에 도달하는 것을 감지하는 수위검지수단(600)이 구비된다.On the right side of the main body box 310, a level detecting means 600 for detecting that the auto cleaner 200 arrives at the water surface is provided.

상기 수위검지수단(600)은, 상기 본체박스(310)의 하단 또는 브러쉬(210)가 수면에 닿았는지의 여부를 1차적으로 감지하는 부분이다. 따라서, 이러한 수위검지수단(600)은, 물 위에 뜨는 부표(浮標)와 같은 것을 구성되어 수면에 닿았음을 상기 제어부(400)로 직접 전달하거나, 기구적으로 상기 본체박스(310)의 하강을 정지시키도록 구성되거나, 경우에 따라서는 상기 본체박스(310)의 하강을 정지시킴과 동시에 아래에서 설명할 오토클리너(200)가 자동으로 작동하여 상기 브러쉬(210)에 의해 수위표(100)의 청소가 진행되도록 제어하는 것도 가능할 것이다. 즉, 변기에 설치되는 물 수위조절장치와 같이 기구적으로 모터의 전원을 차단하거나 오토클리너(200)의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다. 본 발명에서는, 상기 수위검지수단(600)이 물을 통한 전기의 통전에 의해 수위를 감지하는 구성으로 이루어진다.The level detecting means 600 primarily detects whether the lower end of the main body box 310 or the brush 210 touches the surface of the water. Therefore, the water level detecting means 600 is configured such as a buoy on the water to directly transmit the touch to the water surface to the control unit 400, or to mechanically lower the body box 310 The automatic cleaner 200 to be described below is automatically operated to stop the descent of the main body box 310 and to stop the descent of the water level table 100 by the brush 210. [ It is also possible to control the cleaning to proceed. That is, it may be configured to mechanically shut off the power supply to the motor or to control the operation of the auto cleaner 200, such as a water level control device installed in the toilet. In the present invention, the water level detecting means (600) is configured to detect the water level by energization of electricity through water.

상기 비상정지기구(500)는, 도시된 바와 같이 상기 본체박스(310)의 우측에 설치된다. 즉, 아래에서 설명할 오토클리너(200)의 우측에 결합되어, 오토클리너(200)의 상하 이동시에 얼음 또는 견고한 물체와의 충돌이 방지되도록 하는 역할을 한다.The emergency stop mechanism 500 is installed on the right side of the main body box 310 as shown in FIG. That is, it is coupled to the right side of the auto-cleaner 200, which will be described below, to prevent collision with ice or a solid object when the auto-cleaner 200 moves up and down.

따라서, 상기 비상정지기구(500)는, 완충기능을 가지는 완충수단(510)과, 상기 완충수단(510)의 작동에 따라 상기 본체박스(310)의 하강을 정지시키는 차단센서(550) 등으로 이루어진다.The emergency stop mechanism 500 may include a buffering means 510 having a buffering function and a blocking sensor 550 for stopping the lowering of the body box 310 according to the operation of the buffering means 510 .

상기 차단센서(550)는, 근접센서로 이루어져 상기 완충수단(510)의 상단이 근접하는 경우에는 이를 감지하여 상기 제어부(400)에 신호를 전달함으로써, 아래에서 설명할 오토클리너(200)가 구비된 상기 본체박스(310)의 하강을 정지시키는 역할을 한다. 이러한 비상정지기구(500)의 기능에 대해서는 아래에서 상세히 살펴본다.The shut-off sensor 550 may be a proximity sensor that detects the proximity of the upper end of the buffering means 510 and transmits a signal to the control unit 400 so that the automatic shut- Thereby stopping the lowering of the main body box 310. The function of the emergency stop mechanism 500 will be described in detail below.

상기 지지프레임(300)의 상단부에는, 아래에서 설명할 오토클리너(200)의 상측 이동을 제한하는 상단센서(330)가 구비된다.The upper end of the support frame 300 is provided with an upper sensor 330 for restricting upward movement of the auto cleaner 200, which will be described below.

상기 상단센서(330)는, 상기 본체박스(310)의 상단이 상승하는 경우에 상승을 차단하여 상기 본체박스(310)가 상기 상부박스(110)에 부딪치지 않도록 하는 것으로, 근접센서로 이루어짐이 바람직하다.The upper sensor 330 may be a proximity sensor for preventing the main body box 310 from bumping against the upper box 110 when the upper end of the main body box 310 is raised Do.

근접센서는, '근접스위치'라고도 하는 것으로, 스위치의 검출면에 접근하는 물체 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 스위치를 일컫는다. The proximity sensor, which is also referred to as a 'proximity switch', refers to a switch that detects the presence of an object approaching the detection surface of the switch or an object existing in the vicinity thereof without mechanical contact using the force of the electromagnetic field.

물론, 상기 상단센서(330)는 근접센서 외에 직접 접촉에 의해 상기 제어부(400)로 신호를 전달하거나, 기구적으로 상기 상부박스(110) 또는 본체박스(310) 등으로 공급되는 전원을 차단하여 본체박스(310)의 상승을 정지시키도록 구성될 수 있음은 물론이다.Of course, the upper sensor 330 may transmit a signal to the control unit 400 by directly contacting the proximity sensor or shut off the power supplied to the upper box 110 or the body box 310 mechanically And may be configured to stop the lifting of the main body box 310. [

도 3에는 상기 지지프레임(300)의 평면도가 도시되어 있다.3 is a plan view of the support frame 300. As shown in FIG.

이에 도시된 바와 같이, 상기 지지프레임(300)은 상하로 길게 형성되는 한 쌍의 세로프레임(302)과, 상기 한 쌍의 세로프레임(302) 사이를 연결하는 가로프레임(304) 등으로 이루어진다.As shown in the figure, the support frame 300 includes a pair of vertical frames 302, which are elongated vertically, and a horizontal frame 304, which connects the pair of vertical frames 302.

상기 세로프레임(302)의 단면은 도시된 바와 같이, 좌우로 대칭되는 형상을 가지며, 좌측의 세로프레임(302)은 'ㄹ'자 형태를 가진다. 따라서, 상기 한 쌍의 세로프레임(302)에는 좌우 양단으로부터 중앙부 내측으로 함몰된 '⊃' 및 '⊂'형상의 대칭되는 수용홈(302')이 각각 형성되고, 이러한 수용홈(302')에는 아래에서 설명할 회전바퀴(236)가 수용된다.As shown in the drawing, the cross section of the vertical frame 302 has a shape symmetrical to the left and right, and the vertical frame 302 on the left has an 'd' shape. Therefore, the pair of vertical frames 302 are formed with symmetrical receiving grooves 302 'shaped in the shape of' ⊃ 'and' ⊂ 'that are recessed from the left and right ends of the vertical frame 302 to the inside of the central portion. A spinning wheel 236, described below, is received.

상기 가로프레임(304)은, 가는 직사각형의 평판으로 이루어지며, 상하로 등(等) 간격을 가지도록 다수 개가 좌우로 설치된다.The horizontal frame 304 is formed of a thin rectangular flat plate, and a plurality of horizontal frames 304 are provided horizontally so as to have an upward, downward, etc. spacing.

도 4 및 도 5에는 상기 본체박스(310) 내부에 구비되는 오토클리너(200)와 상기 비상정지기구(500)의 상세구성이 도시되어 있다. 즉, 도 4에는 상기 본체박스(310) 내부에 구비되는 오토클리너(200)와 상기 비상정지기구(500)의 전방 사시도가 도시되어 있으며, 도 5에는 오토클리너(200)와 비상정지기구(500)의 후면도가 도시되어 있다.4 and 5 show the detailed configuration of the auto cleaner 200 and the emergency stop mechanism 500 provided in the main body box 310. As shown in FIG. 4 shows a front perspective view of the auto cleaner 200 and the emergency stop mechanism 500 provided in the body box 310. FIG 5 shows an auto cleaner 200 and an emergency stop mechanism 500 Is shown in a rear view.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 상기 오토클리너(200)은, 상기 수위표(100)의 전면에 접하며 회전 가능하게 설치되는 브러쉬(210)와, 상기 브러쉬(210)의 일측에 구비되어 상기 브러쉬(210)에 회전 동력을 제공하는 브러쉬모터(220)와, 상기 지지프레임(300)을 따라 상하로 유동하며 상기 브러쉬(210)와 브러쉬모터(220)가 장착되는 본체프레임(230) 등으로 구성된다.As shown in these figures, the auto cleaner 200 includes a brush 210 that is rotatably installed in contact with the front surface of the water level table 100, and a brush (not shown) provided at one side of the brush 210 And a main body frame 230 which flows upward and downward along the support frame 300 and on which the brush 210 and the brush motor 220 are mounted, and the like .

보다 구체적으로 살펴보면, 직사각형상의 평판으로 이루어지는 본체프레임(230)이 좌우로 소정 길이를 가지도록 형성된다. More specifically, the body frame 230, which is a rectangular flat plate, is formed so as to have a predetermined length in the right and left direction.

상기 본체프레임(230)은, 상기 지지프레임(300)을 따라 상하로 유동하며, 상기 브러쉬(210)와 브러쉬모터(220)가 장착되는 부분이다. 그리고, 이러한 본체프레임(230)의 좌우 양단에는 'ㄴ'자로 절곡된 측판(232)이 각각 연결된다.The main body frame 230 flows upward and downward along the support frame 300 and is a portion where the brush 210 and the brush motor 220 are mounted. The left and right ends of the main body frame 230 are connected to the side plates 232 bent in a "? &Quot;

상기 좌우의 측판(232)은, 도시된 바와 같이, '┛'와 '┗'형상(도 4의 하방에서 볼 경우)으로 이루어진다. 그리고, 좌우 측판(232)의 후단부는 다시 내측으로 대칭되게 돌출되어 바퀴편(234)을 형성하며, 이러한 바퀴편(234)에는 각각 2개의 회전바퀴(236)가 회전 가능하게 설치된다.The left and right side plates 232 are formed of '┛' and '┗' shapes (as viewed from below in FIG. 4), as shown. The rear ends of the left and right side plates 232 are symmetrically protruded inwardly to form wheel pieces 234. Two wheel 236 are rotatably mounted on the wheel pieces 234.

따라서, 상기 회전바퀴(236)는, 상기 지지프레임(300)의 수용홈(302')에 각각 삽입되어, 구름운동을 하게 된다.Therefore, the rotating wheels 236 are inserted into the receiving grooves 302 'of the supporting frame 300, respectively, to perform rolling motion.

상기 측판(232)의 하단 전면에는 지지단(240)이 전방으로 돌출되게 형성되며, 이러한 지지단(240)에 브러쉬축(242)이 설치된다.A support end 240 protrudes forward from the lower end of the side plate 232 and a brush shaft 242 is installed at the support end 240.

상기 브러쉬축(242)은 가는 환봉 형상으로 이루어지며, 양단이 상기 좌우의 지지단(240)에 각각 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 이러한 브러쉬축(242)의 외면에 상기 브러쉬(210)가 고정 장착된다. 또한, 상기 브러쉬축(242)의 우측단에는 브러쉬풀리(244)가 더 형성된다.The brush shaft 242 has a thin round bar shape and both ends are rotatably mounted on the left and right support ends 240, respectively. The brush 210 is fixed to the outer surface of the brush shaft 242. A brush pulley 244 is further formed at the right end of the brush shaft 242.

상기 브러쉬(210)는, 도시된 바와 같이, 좌우로 소정 길이를 가지도록 형성된 원기둥 형상의 솔(brush)로 이루어지고, 중앙부를 가로지르는 상기 브러쉬축(242)에 의해 회전 가능하도록 설치된다. 즉, 상기 브러쉬축(242)의 좌우 양단은 지지단(240)에 회전 가능하게 설치된다.As shown in the drawing, the brush 210 is formed of a cylindrical brush formed to have a predetermined length in the left and right direction, and is rotatably mounted on the brush shaft 242 across the central portion. That is, the left and right ends of the brush shaft 242 are rotatably mounted on the support end 240.

상기 오토클리너(200)가 상기 지지프레임(300)에 설치되는 경우에는, 상기 브러쉬(210)는 상기 수위표(100)의 전면에 접하게 되어 수위표(100)의 청소를 수행하게 되는 것이다.When the auto cleaner 200 is installed on the support frame 300, the brush 210 is brought into contact with the entire surface of the water level table 100 to perform cleaning of the water level table 100.

상기 브러쉬모터(220)는, 도시된 바와 같이 상기 브러쉬(210)의 상측에 설치되어, 상기 브러쉬(210)에 회전 동력을 제공하게 된다. 즉, 상기 브러쉬모터(220)는, 상기 본체프레임(230)의 전면에 고정 장착된다.The brush motor 220 is installed above the brush 210 to provide a rotational power to the brush 210. That is, the brush motor 220 is fixedly mounted on the front surface of the main body frame 230.

상기 브러쉬모터(220)의 우측으로는 모터축(222)이 돌출되고, 이러한 모터축(222)에는 모터풀리(224)가 형성된다. 상기 모터풀리(224)는 상기 브러쉬모터(220)의 회전을 상기 브러쉬(210)에 전달하기 위한 것이다.A motor shaft 222 protrudes to the right of the brush motor 220 and a motor pulley 224 is formed on the motor shaft 222. The motor pulley 224 is for transmitting the rotation of the brush motor 220 to the brush 210.

따라서, 상기 모터풀리(224)와 브러쉬풀리(244)는 연결벨트(250)에 의해 서로 연결된다. 상기 연결벨트(250)는 고무와 같은 재질로 이루어져 마찰력에 의해 회전 동력을 전달하거나, 체인 등으로 이루어질 수도 있다.Accordingly, the motor pulley 224 and the brush pulley 244 are connected to each other by the connecting belt 250. The connection belt 250 may be made of a material such as rubber and may transmit rotational power by frictional force, or may be formed of a chain or the like.

상기 본체프레임(230)의 우측에는 상기 비상정지기구(500)가 설치된다. 즉, 상기 본체프레임(230)의 우측 측판(232)에 비상정지기구(500)가 고정 장착된다.The emergency stop mechanism 500 is installed on the right side of the main body frame 230. That is, the emergency stop mechanism 500 is fixedly mounted on the right side plate 232 of the main body frame 230.

구체적으로 살펴보면, 상기 본체프레임(230)의 우측 측판(232)에는 'ㄴ'자 형상의 완충단(502)이 형성되고, 이러한 완충단(502)의 상단에는 상기 차단센서(550)가 설치된다. 그리고, 상기 완충단(502)의 하단에는 상기 완충수단(510)이 구비된다.Specifically, a 'C' shaped buffer stage 502 is formed on the right side plate 232 of the body frame 230, and the cutoff sensor 550 is installed at the upper end of the buffer stage 502 . At the lower end of the buffer stage 502, the buffer means 510 is provided.

상기 차단센서(550)는, 근접센서로 이루어지며, 상기 완충수단(510)의 근접여부를 판단하게 된다. 즉, 상기 완충수단(510)의 상단이 상기 차단센서(550)에 근접하면, 이러한 정보를 상기 제어부(400)에 전달하여 상기 오토클리너(200)의 하강을 멈추게 한다.The shut-off sensor 550 is made up of a proximity sensor, and determines whether the buffering means 510 is in close proximity. That is, when the upper end of the buffer means 510 approaches the shutoff sensor 550, the control unit 400 transmits such information to the controller 400 to stop the descent of the auto cleaner 200.

상기 완충수단(510)은, 상기 본체프레임(230)의 우측에 구비되며, 상하로 탄성 유동이 가능하도록 설치되어 외부의 딱딱한 물체가 하측에 부딪히는 경우에도 파손이 방지되도록 구성된다.The buffering means 510 is provided on the right side of the main body frame 230 so as to be elastically flowable upward and downward to prevent breakage even when an external rigid object hits the lower side.

상기 완충수단(510)은, 가는 환봉 형상을 가지는 완충봉(512)과, 상기 완충봉(512)의 상단과 하단에 각각 형성되는 상단편(514) 및 하단편(516)과, 상기 하단편(516)에 하측으로의 압축력을 가하는 복귀스프링(518) 등으로 구성된다.The buffering means 510 includes a cushioning rod 512 having a thin round bar shape and a top piece 514 and a bottom piece 516 formed at the top and bottom ends of the cushioning rod 512, And a return spring 518 for applying a downward compressive force to the lower portion 516 and the like.

상기 완충봉(512)은, 도시된 바와 같이 상기 완충단(502)의 우측단에 상하로 설치된다. 즉, 상기 완충단(502)의 우측단에는 상하로 관통된 봉홀(502')이 형성되고, 이러한 봉홀(502')에 상기 완충봉(512)이 삽입 설치된다.The cushioning rod 512 is installed at the right end of the buffer stage 502 as shown in FIG. That is, at the right end of the buffer stage 502, a seal hole 502 'penetrating up and down is formed, and the buffer bar 512 is inserted into the seal hole 502'.

상기 봉홀(502')의 내경은, 상기 완충봉(512)의 외경보다는 크게 형성되고, 상기 상단편(514) 및 하단편(516)의 외경보다는 작은 크기를 가진다. 즉, 상기 완충봉(512)의 상단과 하단에 각각 형성되는 상단편(514) 및 하단편(516)의 외경, 상기 완충봉(512)의 외경보다 더 큰 외경을 가지고, 상기 봉홀(502')의 내경은 상기 상단편(514) 및 하단편(516)의 외경보다 작다. 따라서, 상기 완충봉(512)은 상기 봉홀(502')에 삽입 설치된 상태로 상하로 이탈되지 않게 되는 것이다.The inner diameter of the seal hole 502 'is formed to be larger than the outer diameter of the cushioning rod 512 and smaller than the outer diameter of the upper end piece 514 and the lower end piece 516. That is, the outer diameter of the upper piece 514 and the lower piece 516 formed at the upper and lower ends of the cushioning rod 512 and the outer diameter of the cushioning hole 512 are larger than the outer diameter of the cushioning rod 512, Is smaller than the outer diameter of the upper end piece 514 and the lower end piece 516. Accordingly, the cushioning rods 512 are not vertically separated from each other while being inserted into the seal holes 502 '.

상기 복귀스프링(518)은, 상기 완충봉(512)의 외면을 감싸도록 설치되며, 압축스프링으로 이루어진다. 따라서, 상기 복귀스프링(518)은, 항상 상기 하단편(516)에 하측으로의 압축력을 가하게 된다.The return spring 518 is installed to surround the outer surface of the buffer rod 512 and is formed of a compression spring. Therefore, the return spring 518 applies compressive force downward to the lower end piece 516 at all times.

상기 완충단(502)에는 물을 감지하는 상기 수위검지수단(600)이 설치된다.The buffer stage 502 is provided with the level detecting means 600 for detecting water.

상기 수위검지수단(600)은, 도시된 바와 같이, 서로 이격되게 상하로 길게 설치되는 한 쌍의 전극봉(610)과, 상기 전극봉(610)을 지지하는 지지판(620) 등으로 이루어진다.As shown in the figure, the level detecting means 600 includes a pair of electrode bars 610 that are vertically and vertically spaced apart from each other, and a supporting plate 620 that supports the electrode bars 610.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 완충단(502)의 저면에는 원판 형상의 지지판(620)이 부착 설치되고, 이러한 지지판(620)에는 한 쌍의 전극봉(610)이 하측으로 돌출되게 형성된다. 상기 한 쌍의 전극봉(610)은 가는 원기둥 형상을 가지며, 상하로 동일한 길이를 가지도록 형성되며, 서로 극이 다른 전기가 흐르게 된다.More specifically, a disk-shaped support plate 620 is attached to the bottom of the buffer stage 502, and a pair of electrode bars 610 protrude downward from the support plate 620. The pair of electrode rods 610 have a thin columnar shape and are formed so as to have the same length in the upper and lower portions, and have different polarities from each other.

따라서, 상기 한 쌍의 전극봉(610)이 물에 닿게 되면, 두 전극봉(610)이 도통이 되므로 이러한 도통 신호가 제어부(400)로 전달된다. 이처럼 상기 한 쌍의 전극봉(610)이 평상시에는 서로 통전이 되지 않다가, 물에 닿으면 도통이 되므로 이러한 원리를 이용하여 물 표면에 근접하였는지를 판단하게 되는 것이다.Accordingly, when the pair of electrode rods 610 are exposed to water, the two electrode rods 610 are electrically connected to each other, so that the conduction signals are transmitted to the controller 400. As described above, the pair of electrode rods 610 are not energized when they are normally connected to each other. When the electrodes 610 are in contact with water, they are electrically connected to each other.

상기 본체프레임(230)에는 상기 오토클리너(200)와 본체프레임(230)의 상하 이동거리를 계산함으로써 수위를 측정하도록 하는 거리측정수단(700)이 더 구비된다.The main body frame 230 further includes distance measuring means 700 for measuring the water level by calculating the vertical moving distance of the auto cleaner 200 and the main body frame 230.

상기 거리측정수단(700)은, 엔코더(encoder) 등으로 이루어지며, 상기 오토클리너(200)와 본체프레임(230)의 상하 이동거리를 측정하기 위한 장치이다. 보다 바람직하게는 상기 거리측정수단(700)은 회전각을 펄스 신호로 변환하는 '로터리 엔코더'를 포함하는 구성으로 이루어진다. 따라서, 기계적인 길이(상하의 이동거리)를 디지털 신호로 변환함으로써 판독 오차를 작게 할 뿐 아니라, 마이크로 프로세서나 컴퓨터 등을 이용한 측정 데이터의 처리가 쉬워지는 이점이 있다. 즉, 상기 거리측정수단(700)에 의해 계산된 상기 오토클리너(200)와 본체프레임(230)의 상하 이동거리가 상기 제어부(400)로 전달되어, 수위의 측정이 가능하게 되는 것이다.The distance measuring means 700 is an encoder or the like and is a device for measuring the vertical moving distance of the auto cleaner 200 and the main body frame 230. More preferably, the distance measuring means 700 includes a rotary encoder for converting the rotation angle into a pulse signal. Therefore, there is an advantage that not only the reading error is reduced by converting the mechanical length (moving distance in the up and down direction) into a digital signal, but also the processing of measurement data using a microprocessor, a computer, or the like is facilitated. That is, the vertical moving distance of the auto cleaner 200 and the body frame 230 calculated by the distance measuring unit 700 is transmitted to the controller 400, and the water level can be measured.

구체적으로 살펴보면, 상기 거리측정수단(700)은, 상기 본체프레임(230)의 상단부에 형성되는 엔코더고정단(710)과, 상기 엔코더고정단(710)의 양단에 설치되는 한 쌍의 회전바퀴(720)와, 상기 회전바퀴(720)의 회전각을 펄스 신호로 변환하는 엔코더(730) 등으로 이루어진다.Specifically, the distance measuring means 700 includes an encoder fixed end 710 formed at the upper end of the main body frame 230 and a pair of rotating wheels 710 provided at both ends of the encoder fixed end 710 An encoder 730 for converting the rotation angle of the rotary wheel 720 into a pulse signal, and the like.

상기 엔코더고정단(710)은, 도시된 바와 같이 상기 본체프레임(230)의 중앙 상단으로부터 상측으로 돌출되게 형성되며, 이러한 엔코더고정단(710)의 좌우 양단에는 회전바퀴(720)가 회전 가능하게 설치된다.The encoder fixed end 710 protrudes upward from the center upper end of the main body frame 230 as shown in the figure. On both right and left ends of the encoder fixed end 710, a rotary wheel 720 is rotatably Respectively.

상기 회전바퀴(720)는, 상기 오토클리너(200)가 상기 수위표(100)의 전면을 따라 상하로 이동할 때 회전되고, 이러한 상기 회전바퀴(720)의 회전 상태가 상기 엔코더(730)에 전달된다.The rotation wheel 720 is rotated when the auto cleaner 200 moves up and down along the front surface of the water level table 100 and the rotation state of the rotation wheel 720 is transmitted to the encoder 730 do.

상기 엔코더(730)는 상기에서 설명한 '로터리 엔코더'로 이루어짐이 바람직하며, 이러한 '로터리 엔코더'는, '펄스 계수식 센서(pulse counting-type sensor)'라고도 불리며, 기본 원리는 이미 알려진 것이므로 여기서는 더 이상의 상세 설명은 생략한다.It is preferable that the encoder 730 includes the above-described 'rotary encoder'. Such a 'rotary encoder' is also called a 'pulse counting-type sensor', and since the basic principle is already known, The detailed description is omitted.

이하에서는 상기와 같은 시스템에 의해 수행되는 수위 자동인식 방법을 도 6 및 도 7을 참조하여 살펴본다.Hereinafter, a method of automatically recognizing a water level performed by the above system will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 수위 자동인식 방법은, 상기 카메라(C)로 영상을 수집하는 영상입력단계(S800)와, 상기 영상입력단계(S800)에서 입력된 영상을 8bit 흑백영상으로 변환하여 그레이화하는 영상변환단계(S810)와, 상기 영상변환단계(S810)에 의해 변환된 흑백영상을 이용하여 수평엣지를 검출하는 수평엣지검출단계(S820)와, 수평프로젝션과 수직프로젝션을 이용하여 수위표(100) 위치를 검출하는 수위표위치검출단계(S830)와, 상기 수위표위치검출단계(S830)에서 획득된 자료를 분석하여 수면의 위치를 검출하는 수위검출단계(S840)와, 상기 수위검출단계(S840)에서 검출된 수위의 상측 영상을 획득하여 수위값을 인식하는 수위값인식단계(S850)와, 상기 수위값인식단계(S850)에서 인식된 수위값과 수위표(100) 영상 및 하천의 영상을 조합하여 송신하는 송신단계(S860) 등으로 구성된다.As shown in these figures, the automatic level recognition method according to the present invention includes an image input step (S800) for collecting images with the camera (C), an image input step (S800) A horizontal edge detection step (S820) of detecting a horizontal edge using the monochrome image converted by the image conversion step (S810), a horizontal projection step (S820) of converting a horizontal projection and a vertical projection A water level detecting step S830 of detecting the water level table 100 using the water level table detecting step S830 and a water level detecting step S840 of detecting the water level by analyzing data obtained in the water level table detecting step S830, A water level value recognition step (S850) of recognizing a water level value by acquiring an image of an upper level of the water level detected in the water level detection step (S840), a water level value and a water level table recognized in the water level value recognition step (S850) 100) image and stream images A transmitting step of transmitting (S860), and the like.

상기 영상입력단계(S800)는, 상기 카메라(C)를 이용하여 수위표(100)의 영상과 하천이나 해변의 영상을 획득하는 과정이며, 도 7의 (a)에는 상기 수위표(100)의 영상을 촬영한 일례가 도시되어 있다.The image input step S800 is a process of acquiring images of the water level table 100 and images of rivers and beaches using the camera C and FIG. An example of shooting an image is shown.

상기 영상변환단계(S810)는, 상기 영상입력단계(S800)에서 입력된 영상을 8bit 흑백영상으로 변환하여 그레이(grey)화하는 과정이다. 즉, 칼라로 촬영된 영상을 그레이(grey)화하는 것으로, 이와 같은 과정을 거치게 되면, 도 7의 (a)와 같은 영상이 도 7의 (b)와 같은 영상으로 된다.The image conversion step S810 is a process of converting the image input in the image input step S800 into an 8-bit monochrome image and graying it. That is, an image photographed in color is grayed. When this process is performed, the image shown in FIG. 7 (a) becomes the image shown in FIG. 7 (b).

상기 수평엣지검출단계(S820)는, 상기 영상변환단계(S810)에 의해 변환된 흑백영상을 이용하여 수평엣지(horizontal edge)를 검출하는 과정으로, 이때의 이미지는 도 7의 (c)에 도시되어 있다.The horizontal edge detection step S820 is a process of detecting a horizontal edge using the monochrome image converted by the image conversion step S810. .

상기 수위표위치검출단계(S830)는, 수평프로젝션(horizontal fragmentation)과 수직프로젝션(vertical fragmentation)을 이용하여 수위표(100) 위치를 검출하는 과정으로, 이때의 이미지는 도 7의 (d)에 도시되어 있다.The water level table position detection step S830 is a process of detecting the position of the water level table 100 by using horizontal projection and vertical projection. Respectively.

상기 수위검출단계(S840)는, 상기 수위표위치검출단계(S830)에서 획득된 자료를 분석하여 수면의 위치를 검출하는 과정으로, 이때의 이미지는 도 7의 (e)에 도시되어 있다.The water level detection step S840 is a process of detecting the water level by analyzing the data obtained in the water level table position detection step S830, and the image at this time is shown in (e) of FIG.

상기 수위값인식단계(S850)는, 상기 수위검출단계(S840)에서 검출된 수위의 상측 영상을 획득하여 수위값을 인식하는 과정이다. 즉, 도 7의 (f)에서와 같은 상태에서 상측 영상을 획득하는 과정이며, 이때의 상세 과정은 아래에서 설명한다.The step of recognizing the water level value (S850) is a process of acquiring the image of the upper level of the water level detected in the water level detection step (S840) and recognizing the water level value. That is, the process of acquiring the upper image in the same state as in FIG. 7 (f), and the detailed process at this time will be described below.

상기 송신단계(S860)는, 상기 수위값인식단계(S850)에서 인식된 수위값과 수위표(100) 영상 및 하천의 영상을 조합하여 관리자나 통제소 등으로 송신하는 과정이다.The transmitting step S860 is a process of combining the water level value recognized in the water level value recognizing step (S850) with the image of the water level table 100 and the river image to an administrator or a control center.

도 8에는 상기 수위값인식단계(S850)를 구성하는 각 과정이 도시되어 있다.FIG. 8 shows the steps of the water level recognition step S850.

이에 도시된 바와 같이, 상기 수위값인식단계(S850)는, 획득한 영상화면의 최상단에 표시된 수위값이 인식가능한지 여부를 판단하는 상단값인식과정(S900)과, 상기 상단값인식과정(S900)에서 상단값 인식이 가능한 경우에는 현재 수위값을 읽어들이는 현재값인식과정(S910)과, 획득된 영상화면에서 픽셀값을 계산하여 상기 현재값인식과정(S910)에서 인식한 현재 수위값으로부터 수면과의 거리가 얼마인지를 계산하는 수면거리계산과정(S920)과, 상기 현재값인식과정(S910)에서 읽어들인 현재 수위값에서 상기 수면거리계산과정(S920)에서 계산된 수면까지의 거리를 차감하는 수면거리차감과정(S930)과, 상기 수면거리차감과정(S930)에 의해 현재값에서 수면까지의 거리를 차감함으로써 수면 높이를 확정하는 수위확정과정(S940)과, 상기 수위확정과정(S940)에서 확정된 수위를 외부로 디스플레이하는 수위표시과정(S950) 등으로 구성된다.As shown in the figure, the water level recognition step S850 includes an upper value recognition process S900 for determining whether the water level value displayed at the top of the acquired image screen is recognizable, (S910) for reading the current water level value if it is possible to recognize the upper water level, calculating a pixel value in the acquired image screen, and calculating a water level from the current water level value recognized in the current water level recognition step (S910) (S920) for calculating a distance between the current water level value and the water level calculated in the water level calculation step (S920) from the current water level value read in the current value recognition step (S910) (S930) for determining the water level by subtracting the distance from the current value to the water level by the water level difference subtraction process (S930), and the water level determination process (S940) Confirmed at It is constituted by a water level display process (S950) for displaying the water level to the outside.

이와 같이, 상기 수위값인식단계(S850)에서는, 획득된 수위표(100) 영상에서 최상단의 수위값이 인식 가능한지 여부를 판단하여 우선적으로 최상단의 수위값을 인식한다. 이는 수면 근처에서는 파도나 물결 또는 오물 등으로 인하여 상대적으로 수위 인식이 어려운 점을 감안한 것이다.As described above, in the step of recognizing the water level value (S850), it is determined whether or not the uppermost water level value in the image of the obtained water level table 100 is recognizable and recognizes the uppermost water level value with priority. This is due to the difficulty in recognizing the water level due to waves, waves or dirt near the water surface.

그런 다음에는 현재 수위값을 읽어들이는 현재값인식과정(S910)이 수행되는데, 이는 상기 수위검출단계(S840)에서 검출된 수면의 위치를 읽어들이는 과정이다.Then, a current value recognition process (S910) for reading the current water level value is performed, which is a process of reading the position of the water level detected in the water level detection step (S840).

이와 같이, 최상단의 수위값과 현재 수위를 알게 된 다음에는, 수면거리를 차감하게 되면 수위가 최종적으로 확정되며, 이를 외부로 디스플레이하면 사용자가 시각적으로 확인이 가능하게 되는 것이다.After the uppermost water level value and the current water level are obtained, the water level is finally determined when the water surface distance is subtracted. If the water level is displayed to the outside, the user can visually confirm the water level.

한편, 상기 상단값인식과정(S900)에서 상단값이 인식되지 않는 경우에는, 일정 픽셀을 건너뛰어 하측의 다음값이 인식가능한지를 판단하는 다음값인식과정(S960)이 수행된다. 즉, 상기에서와 같이 수위표(100) 영상 중 최상단의 수위값이 인식불가인 경우에는 아래로 한 단계 내려 하측의 수위값을 인식하게 된다.On the other hand, if the upper value is not recognized in the upper value recognition process (S900), a next value recognition process (S960) is performed to determine whether the lower value is recognizable by skipping certain pixels. That is, when the uppermost water level value of the image of the water level table 100 is not recognized as described above, the lower water level value is recognized downward by one level.

상기 다음값인식과정(S960)에서 다음값이 인식되는 경우에는, 상기 현재값인식과정(S910)이 수행된다. 즉, 다음값이 인식되면, 상기에서 설명한 현재값인식과정(S910)과, 수면거리계산과정(S920) 그리고 수면거리차감과정(S930), 수위확정과정(S940), 수위표시과정(S950)이 차례로 수행되는 것이다.If the next value is recognized in the next value recognition process (S960), the current value recognition process (S910) is performed. That is, if the following values are recognized, the current value recognition process S910, the sleep distance calculation process S920, the sleep distance reduction process S930, the water level determination process S940, Respectively.

그리고, 상기 다음값인식과정(S960)에서 다음값이 인식되지 않는 경우에는, 다음값의 위치가 상기 수위검출단계(S840)에서 검출한 수면의 위치보다 아래에 있거나 동등한 위치인지를 판단하는 수위비교과정(S970)이 수행된다.If the next value is not recognized in the next value recognition process (S960), a water level comparison is made to determine whether the position of the next value is below or equal to the position of the water level detected in the water level detection step (S840) The process (S970) is performed.

그런 다음, 상기 수위비교과정(S970)에서의 판단결과, 다음값이 수위 이하인 경우에는 수위표(100) 청소가 이루어지는 수위표청소과정(S980)이 진행된다. 즉, 다음값이 수위와 같거나 이하인 경우에는 수위표(100) 영상으로 획득된 모든 수위값이 인식 불가인 경우이므로, 더 이상 수위값 인식을 할 수 없게 된다. 따라서, 이때에는 상기 수위표 오토클리너(200)를 이용하여 수위표(100)를 청소하여야 한다. 물론, 이러한 수위표 오토클리너(200)를 이용한 수위표(100) 청소는 사용자(관리자)의 명령이나 제어에 의해 이루어질 수 있으나, 상기의 과정에서 수위값 인식이 불가능한 경우에는 자동적으로 이루어지도록 프로그램화하는 것도 가능하며, 이러한 경우에 사용자나 관리자에게 수위표(100) 청소가 필요하다는 신호를 제어장치에서 자동적으로 보내는 것도 가능할 것이다.If the next value is below the water level as a result of the comparison in the water level comparison process (S970), the water level table cleaning process (S980) is performed in which the water level table 100 is cleaned. That is, when the next value is equal to or less than the water level, all the water level values acquired in the water level table 100 image can not be recognized, so that the water level value recognition can no longer be performed. Therefore, at this time, the water level table 100 should be cleaned using the water level auto cleaner 200. Of course, cleaning of the water level table 100 using the water level auto cleaner 200 may be performed by command or control of a user (administrator). However, if the water level value can not be recognized in the above process, In this case, it is also possible that the control device automatically sends a signal to the user or the manager that cleaning of the water level table 100 is necessary.

또한, 상기 수위비교과정(S970)에서의 판단결과, 다음값이 수위보다 높은 경우에는 하측으로 일정 픽셀을 건너뛰어 하측의 다음값(다다음값)을 인식하는 상기 다음값인식과정(S960)이 더 진행된다. 즉, 상기 수위비교과정(S970)에서의 판단결과, 다음값이 수위보다 충분히 높은 위치에 있어 다음값과 수위 사이에 아직 인식되지 않은 수위값이 더 존재할 가능성이 있는 경우에는 상기 다음값인식과정(S960)이 더 진행된다. 즉, 조금 하측으로 내려와서 다다음값을 인식하게 되는 것이다.If it is determined in step S970 that the next value is higher than the water level, the next value recognition process (S960) for recognizing the next value (next value) on the lower side is performed by skipping certain pixels Further progress. That is, if it is determined in step S970 that the next value is sufficiently higher than the water level and there is more water level value that is not yet recognized between the next value and the water level, the next value recognition process S960). That is, it goes down a little and recognizes the next value.

이러한 다음값인식과정(S960)은 다음값이 수위와 같거나 수위 이하가 될 때까지 계속된다.This next value recognition process (S960) continues until the next value is equal to or below the water level.

그리고, 상기 수위표청소과정(S980)이 진행된 경우에는, 상기 상단값인식과정(S900)으로 복귀하여 상기 수위값인식단계(S850)가 다시 진행된다. 즉, 수위표(100)의 청소가 완료되었으므로, 이때에는 수위표(100)의 최상단부터 다시 수위값을 인식하는 과정이 진행된다.If the water level table cleaning process (S980) is performed, the process returns to the upper value recognition process (S900) and the water level value recognition process (S850) is performed again. That is, since the cleaning of the water level table 100 is completed, the process of recognizing the water level value again from the uppermost level of the water level table 100 is performed.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the scope of the present invention.

100. 수위표 110. 상부박스
200. 오토클리너 210. 브러쉬
220. 브러쉬모터 230. 본체프레임
240. 지지단 250. 연결벨트
300. 지지프레임 310. 본체박스
320. 지지로프 330. 상단센서
400. 제어부 500. 비상정지기구
510. 완충수단 550. 차단센서
600. 수위검지수단 700. 거리측정수단
S800. 영상입력단계 S810. 영상변환단계
S820. 수평엣지검출단계 S830. 수위표위치검출단계
S840. 수위검출단계 S850. 수위값인식단계
S860. 송신단계 S900. 상단값인식과정
S910. 현재값인식과정 S920. 수면거리계산과정
S930. 수면거리차감과정 S940. 수위확정과정
S950. 수위표시과정 C. 카메라
I. 영상인식센터 R. 리시버
T. 무선송신기 U. 송신유닛
W. 수위영상인식기100. Water table 110. Top box
200. Auto Cleaner 210. Brush
220. Brush motor 230. Body frame
240. Support end 250. Connecting belt
300. Support frame 310. Body box
320. Support rope 330. Upper sensor
400. Control unit 500. Emergency stop mechanism
510. Buffering means 550. Breaking sensor
600. Level detecting means 700. Distance measuring means
S800. Image input step S810. Image conversion step
S820. Horizontal edge detection step S830. Level table position detection step
S840. Level detection step S850. Level value recognition step
S860. Transmission step S900. Upper value recognition process
S910. Current value recognition process S920. Sleep distance calculation process
S930. Sleep distance subtraction process S940. Water Level Determination Course
S950. Level display process C. Camera
I. Image Recognition Center R. Receiver
T. Radio transmitter U. Transmitter unit
W. Level Image Recognizer

Claims (5)

카메라로 영상을 수집하는 영상입력단계와;
상기 영상입력단계에서 입력된 영상을 8bit 흑백영상으로 변환하여 그레이화하는 영상변환단계와;
상기 영상변환단계에 의해 변환된 흑백영상을 이용하여, 수평엣지를 검출하는 수평엣지검출단계와;
수평프로젝션과 수직프로젝션을 이용하여 수위표 위치를 검출하는 수위표위치검출단계와;
상기 수위표위치검출단계에서 획득된 자료를 분석하여 수면의 위치를 검출하는 수위검출단계와;
상기 수위검출단계에서 검출된 수위의 상측 영상을 획득하여 수위값을 인식하는 수위값인식단계와;
상기 수위값인식단계에서 인식된 수위값과 수위표 영상 및 하천의 영상을 조합하여 송신하는 송신단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 자동인식 방법.An image input step of capturing an image with a camera;
An image conversion step of converting the image input in the image input step into an 8-bit monochrome image and graying it;
A horizontal edge detection step of detecting a horizontal edge using the monochrome image converted by the image conversion step;
A level table position detection step of detecting a level table position using a horizontal projection and a vertical projection;
A water level detection step of detecting a water level by analyzing data obtained in the water level position detection step;
A water level value recognition step of acquiring an image of an upper level of the water level detected in the water level detection step and recognizing a water level value;
And a transmission step of transmitting a combination of the recognized water level value, the water level table image, and the stream image in the water level recognition step. 제 1 항에 있어서, 상기 수위값인식단계는,
획득한 영상화면의 최상단에 표시된 수위값이 인식가능한지 여부를 판단하는 상단값인식과정과;
상기 상단값인식과정에서 상단값 인식이 가능한 경우에는 현재 수위값을 읽어들이는 현재값인식과정과;
획득된 영상화면에서 픽셀값을 계산하여, 상기 현재값인식과정에서 인식한 현재 수위값으로부터 수면과의 거리가 얼마인지를 계산하는 수면거리계산과정과;
상기 현재값인식과정에서 읽어들인 현재 수위값에서, 상기 수면거리계산과정에서 계산된 수면까지의 거리를 차감하는 수면거리차감과정과;
상기 수면거리차감과정에 의해 현재값에서 수면까지의 거리를 차감함으로써 수면 높이를 확정하는 수위확정과정과;
상기 수위확정과정에서 확정된 수위를 외부로 디스플레이하는 수위표시과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 자동인식 방법.The method according to claim 1,
An upper value recognizing step of determining whether a water level value displayed at the top of the acquired image screen is recognizable;
A current value recognizing step of reading a current level value when the upper level can be recognized in the upper level recognizing process;
Calculating a pixel value on the acquired image screen and calculating a distance from the water level to the current water level value recognized in the current value recognition process;
A sleep distance subtraction step of subtracting a distance from the current water level value read in the current value recognition step to a water surface calculated in the water surface distance calculation step;
Determining a water level by subtracting a distance from a current value to a water surface by the water surface distance subtraction process;
And a water level display step of displaying the water level determined in the water level determination process to the outside. 제 2 항에 있어서, 상기 상단값인식과정에서 상단값이 인식되지 않는 경우에는, 일정 픽셀을 건너뛰어 하측의 다음값이 인식가능한지를 판단하는 다음값인식과정이 수행되며;
상기 다음값인식과정에서 다음값이 인식되는 경우에는, 상기 현재값인식과정이 수행됨을 특징으로 하는 수위 자동인식 방법.3. The method of claim 2, wherein, if the upper value is not recognized in the upper value recognition process, a next value recognition process is performed to determine whether the lower value is recognizable by skipping a certain pixel;
And if the next value is recognized in the next value recognition process, the current value recognition process is performed. 제 3 항에 있어서, 상기 다음값인식과정에서 다음값이 인식되지 않는 경우에는 다음값의 위치가 상기 수위검출단계에서 검출한 수면의 위치보다 아래에 있거나 동등한 위치인지를 판단하는 수위비교과정이 수행되며;
상기 수위비교과정에서의 판단결과,
다음값이 수위 이하인 경우에는 수위표 청소가 이루어지는 수위표청소과정이 진행되고, 다음값이 수위보다 높은 경우에는 하측으로 일정 픽셀을 건너뛰어 하측의 다음값을 인식하는 상기 다음값인식과정이 더 진행됨을 특징으로 하는 수위 자동인식 방법.4. The method according to claim 3, wherein, if the next value is not recognized in the next value recognition process, a water level comparison process is performed to determine whether a position of the next value is below or equal to a position of the water level detected in the water level detection step ;
As a result of the determination in the water level comparison process,
If the next value is below the water level, the water level table cleaning process is performed. In the case where the next water level is higher than the water level, the next value recognition process for recognizing the next lower value is further performed Wherein the automatic level recognition method comprises the steps of: 제 4 항에 있어서, 상기 수위표청소과정이 진행된 경우에는, 상기 상단값인식과정으로 복귀하여 상기 수위값인식단계가 다시 진행됨을 특징으로 하는 수위 자동인식 방법.5. The method as claimed in claim 4, wherein, in the step of cleaning the level table, the step of recognizing the level value is performed and the level value recognition step is performed again.
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