KR20170086773A

KR20170086773A - 영상 수위 측정장치

Info

Publication number: KR20170086773A
Application number: KR1020160006191A
Authority: KR
Inventors: 이현석; 이부용
Original assignee: 이현석; 이부용
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2017-07-27

Abstract

본 발명은 댐이나 강, 하천 등의 수위를 측정하기 위한 이동눈금자가 수위를 따라 감기거나 풀리는 작용을 하고 기준수위눈금부에 위치한 이동눈금자의 눈금 변동상황을 실시간으로 촬영하여 수위를 측정하는 영상측정부에 의해 실시간으로 수위를 간편하고 정확하게 원격 측정할 수 있도록 한 영상 수위 측정장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 길이방향으로 수위를 측정하기 위한 눈금이 표시되고 띠 모양으로 된 이동눈금자와, 상기 이동눈금자가 내부에 수용되어 출입될 수 있도록 하는 슬릿이 일측에 형성되어 케이스와, 상기 케이스의 내부에서 회전가능하게 설치되고 이동눈금자를 권취시키는 복원 작용을 하는 권취드럼과, 상기 이동눈금자의 선단에 연결되고 수위를 따라 부유할 수 있도록 한 부구와, 상기 이동눈금자의 눈금을 카메라로 촬영하여 수위를 측정하도록 한 영상측정부로 이루어진 영상 수위 측정장치를 특징으로 한다.

Description

영상 수위 측정장치{Apparatus for visual water level assessment}

본 발명은 영상 수위 측정장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 댐이나 강, 하천 등의 수위를 측정하기 위한 이동눈금자가 수위를 따라 감기거나 풀리는 작용을 하고 기준수위눈금부에 위치한 이동눈금자의 눈금 변동상황을 실시간으로 촬영하여 수위를 측정하는 영상측정부에 의해 실시간으로 수위를 간편하고 정확하게 원격 측정할 수 있도록 한 영상 수위 측정장치에 관한 것이다.

댐이나 강, 하천 등의 수위를 측정하는 방식에는 눈금이 표시된 목자판을 물 속에 설치하여 육안으로 높이를 확인하는 방식과 관과 같은 구조물에 부표를 이용한 방식과 압력 센서, 초음파, 레이저를 이용한 방식과 영상 데이터에서 숫자를 인식하는 방식 등이 있다.

그런데 눈금이 표시된 목자판을 이용한 수위 측정 방식은 사람이 직접 확인해야 하므로 불편하다. 압력 센서를 이용한 수위 측정 방식은 물속에 압력 센서를 위치시킴으로써 물의 흐름으로 인한 압력 센서의 이동, 물로 인한 센서의 오염으로 측정 정확도가 떨어진다. 초음파나 레이더를 이용한 수위 계측 장치는 물 표면이 불규칙하게 변화하거나 햇빛에 장시간 노출되는 야외에서는 정기적인 점검 및 전문가에 의한 유지관리가 필요하다. 관으로 된 구조물을 설치하고 구조물 내에 부표를 띄어 수위를 측정하는 기존의 국가관측망의 수위측정 시스템은 장소 선정 및 시스템 구축에 많은 비용이 소요되는 단점이 있다.

또, 선행기술로서 특허 제10-0661487호로 개시된 '영상정보를 이용한 수위 계측 장치'의 경우에는 카메라(10)의 촬영 촛점이 이동하여 수위를 측정하는 방식으로 물 표면이 불규칙하게 변하는 경우 측정 정확도가 떨어지게 되며, 또한 여기에 고정이동자(20)를 설치하는 경우에도 고정이동자(20)의 눈금을 인식하기 위해서는 카메라 좌,우,상,하 이동과 줌잉 단계가 필요하여 측정 속도가 느려지고 해상도는 좋지 않게 되어 측정의 정확도가 크게 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 길이방향으로 수위를 측정하기 위한 눈금이 표시되고 띠 모양으로 된 이동눈금자가 권취시키는 작용을 하는 권취드럼에 권취되고 이동눈금자의 선단은 부구와 연결되어 수위에 따라 상하로 움직이는 부구에 의해 이동눈금자가 감기거나 풀리는 작용을 하도록 하고, 상기 기준수위눈금부에 대향되게 이격 설치되는 카메라로 이동눈금자의 눈금이 변동되는 것을 카메라로 촬영하여 수위를 측정하는 영상측정부에 의해 실시간으로 수위를 간편하고 정확하게 원격 측정할 수 있도록 한 영상 수위 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명은 길이방향으로 수위를 측정하기 위한 눈금이 표시되고 띠 모양으로 된 이동눈금자와, 상기 이동눈금자가 내부에 수용되어 출입될 수 있도록 하는 슬릿이 일측에 형성되어 케이스와, 상기 케이스의 내부에서 회전가능하게 설치되고 이동눈금자를 권취시키는 복원 작용을 하는 권취드럼과, 상기 이동눈금자의 선단에 연결되고 수위를 따라 부유할 수 있도록 한 부구와, 상기 이동눈금자의 눈금을 카메라로 촬영하여 수위를 측정하도록 한 영상측정부로 이루어진 영상 수위 측정장치를 특징으로 한다.

상기 케이스는 내부에 설치되는 권취드럼에 이동눈금자가 권취되어 일측의 슬릿을 통해 출입할 수 있도록 하되 슬릿의 입구에 물을 흡수할 수 있고 이물질을 닦아낼 수 있는 이물질제거부를 구비하여서 된 것을 특징으로 한다.

상기 카메라는 이동눈금자의 인출방향에 설정된 기준수위눈금부와 대향된 위치에 이격되어 고정 설치되고 수평선상으로 이동눈금자의 눈금을 촬영하여 수위가 측정되는 것을 특징으로 한다.

상기 수위 측정장치를 구성하는 상기 구성요소들은 장방형의 박스 형태로 수직 설치되는 보호함체 내에 설치되고 보호함체의 하부는 측벽에 수중의 물이 유통될 수 있는 통수부가 형성된 구성으로 됨을 특징으로 한다.

본 발명의 영상 수위 측정장치는 수위를 따라 부유하고 있는 부구에 의해 이동눈금자의 길이가 변동이 되고 이동눈금자의 변동상황은 기준수위분금와 대향된 위치에 근접되어 고정설치되어 있는 카메라가 수평선상으로 일직선 위치에서 실시간으로 고해상도 촬영하게 되므로 정확한 수위 측정정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명은 보호함체 내부에 수위 측정수단이 설치되어 외부의 비바람 등에도 각종 구성부재들을 보호하면서 정확한 측정이 이루어지고, 파랑의 영향으로 물의 출렁거림 등이 발생하더라도 보호함체 내부에 위치하는 부구는 거의 영향을 받지 않고 안정된 부유상태로 측정할 수 있게 되어 측정의 신뢰성을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 수위 측정을 하기 위해 수면위를 카메라의 촛점이 상하, 좌우 및 줌잉하여 촬영이 이루어지는 것을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 영상 수위 측정장치의 구성 실시예를 나타낸 종단면도.
도 3은 본 발명에 의한 영상 수위 측정장치에서 기준수위눈금부에 위치한 이동눈금자의 눈금을 카메라로 촬영하는 것을 나타낸 확대 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 영상 수위 측정장치에서 권취드럼에 권취된 이동눈금자가 부구를 따라 길이가 변동되는 것을 나타낸 단면 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 영상 수위 측정장치에서 케이스의 슬릿 입구에 이물질제거부가 설치된 구성을 나타낸 단면 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 수위를 측정하기 위한 눈금이 표시되고 띠 모양으로 된 이동눈금자(100)와, 상기 이동눈금자(100)가 내부에 수용되어 출입될 수 있도록 하는 슬릿(122)이 일측에 형성되어 케이스(120)와, 상기 케이스(120)의 내부에서 회전가능하게 설치되고 이동눈금자(100)를 권취시키는 복원 작용을 하는 권취드럼(130)과, 상기 이동눈금자(100)의 선단에 연결되고 수위를 따라 부유할 수 있도록 한 부구(140)와, 상기 이동눈금자(100)의 인출방향에 설정된 기준수위눈금부(110)와 대향된 위치에 이격되어 카메라(210)가 고정 설치되고 수위에 따라 변동되는 이동눈금자(100)의 눈금을 카메라(210)로 촬영하여 수위를 측정하도록 한 영상측정부(200)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 이동눈금자(100)는 띠 모양의 일면에 길이방향으로 눈금이 표시되고, 수위에 따라 이동눈금자(100)가 길이방향으로 권취드럼(130)에 감기거나 풀리면서 기준수위눈금부(110)에 위치하는 이동눈금자(100)의 눈금으로 수위를 측정하도록 되어 있다.

상기 케이스(120)는 내부에 설치되는 권취드럼(130)에 이동눈금자(100)가 권취되어 일측의 슬릿(122)을 통해 출입할 수 있도록 하되 슬릿(122)의 입구에 스폰지와 같이 물을 흡수할 수 있고 이물질을 닦아낼 수 있는 이물질제거부(124)를 구비하여 이동눈금자(100)의 출입은 용이하면서 슬릿(122)을 통해 케이스(120)의 내부에 수용되는 이동눈금자(100)의 표면에 수분이나 이물질을 제거하여 권취드럼(130)에 권취작용에 지장을 주지 않도록 하기 위한 것이며, 특히 동절기와 같이 권취드럼(130)에 권취된 이동눈금자(100)가 동결되어 출입에 지장을 초래하는 것을 방지함에 있다.

상기 권취드럼(130)은 회전 가능하게 지지되면서 외측부분에는 이동눈금자(100)를 권취할 수 있는 구조로 되어 있고, 권취드럼(130)의 내측에 태엽스프링이 설치되어 이동눈금자(100)의 선단에 연결된 부구(140)가 수위를 따라 상승하게 되면 탄성 복원력으로 이동눈금자(100)가 감겨지는 권취 작용을 하게 된다.

상기 권취드럼(130)에 이동눈금자(100)가 권취되는 복원 작용을 태엽스프링 대신에 모터 등에 의해 일정 장력으로 권취드럼(130)이 복원 작용을 수행할 수 있도록 구비할 수 있는 것이므로 본 발명에서는 태엽스프링만을 한정하지 않는다.

상기 부구(140)는 수위를 측정하고자 하는 수면에 부유하면서 부구(140)의 하강시에 이동눈금자(100)가 아래로 당겨지도록 하고 부구(140)의 상승시에는 권취드럼(130)의 탄성 복원력으로 이동눈금자(100)가 위로 당겨지도록 한다.

상기 영상측정부(200)는 케이스(120)의 외부로 인출되고 수면의 상측 위치에 설정된 기준수위눈금부(110)와 대향된 위치에 이격 설치된 카메라(210)를 통해 실시간으로 이동눈금자(100)의 눈금을 영상 촬영하여 현장에서 모니터를 통해 이를 실시간으로 수위를 판독할 수 있도록 한다.

또, 카메라(210)에 의해 촬영 측정된 수위 정보를 서버에 저장하여 데이터 처리하거나, 데이터 정보를 전송하여 원격으로 수위 정보를 실시간 확인할 수 있도록 함이 바람직하다.

기준수위눈금부(110)는 이동눈금자(100)가 출입하는 케이스(120)와 부구(140) 사이에 위치하고 이동눈금자(100)의 선단에 연결된 부구(140)의 상하 움직임에 지장을 받지 않는 곳에 설정되어 카메라(210)에 의한 이동눈금자(100)의 눈금 촬영이 원활하게 이루어지도록 한다.

상기 카메라(210)는 이동눈금자(100)의 인출방향에 설정된 기준수위눈금부(110)와 대향된 위치에 이격되어 카메라(210)가 고정 설치되되 카메라(210)는 수위에 따라 변동되는 이동눈금자(100)의 눈금을 수평선상으로 촬영하여 수위를 측정하도록 한다.

그리고 본 발명에 의한 카메라(210)는 기준수위눈금부(110)와 근접되게 설치됨이 바람직하며, 이는 고정된 카메라(210)의 촬영 촛점은 수평선상으로 일직선을 이루는 부분의 이동눈금자(100)의 눈금을 촬영하게 되므로 근접 설치된 카메라(210)에 촬영되는 고해상도의 수위측정정보에 의해 정확한 수위 판독을 할 수 있도록 한다.

또, 본 발명에 의한 카메라(210)의 촬영시에 흐린 날과 같은 주간이나 어두운 야간에는 led 조명수단으로 기준수위눈금부(110)를 밝게 하여 촬영이 이루어지도록 하되 카메라(210)가 기준수위눈금부(110)와 근접 설치되므로 전력소비가 낮은 약한 led 조명수단으로도 수위 측정을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 수위 측정장치를 구성하는 상기 구성요소들이 장방형의 박스 형태로 수직 설치되는 보호함체(300) 내에 설치되고 보호함체(300)의 하부는 측벽에 수중의 물이 유통될 수 있는 통수부(310)가 형성된 구성으로 통수부(310)를 통해 물의 유통은 원활하게 이루어져서 수위 측정에 영향을 미치지 않도록 함이 바람직하다.

상기 보호함체(300)의 내부에 설치되는 부구(140)는 댐이나 강, 하천 등에서 발생되는 파랑의 영향으로부터 부구(140)가 출렁이는 것을 최소화하면서 부구(140)가 측정하고자 하는 수위에 안정된 부유 상태를 유지하도록 한다.

그리고 보호함체(300) 내부에 설치되는 이동눈금자(100), 카메라(210) 등을 포함하는 구성요소들이 외부의 비바람 등의 영향을 받지 않고 보호가 되어 정확한 수위 측정을 할 수 있도록 한다.

또, 상기 보호함체(300)는 불투명체나 투명체 중에서 어느 하나로 구비할 수 있으며, 투명체로 된 보호함체(300)의 경우에는 보호함체(300) 내부를 쉽게 식별할 수 있도록 하면서 주간에 led 조명수단의 사용을 최소화하면서 카메라(210)의 촬영에 의한 영상 측정을 할 수 있게 된다.

이와 같이 된 본 발명의 영상 수위 측정장치는 도 2와 같이 수위를 측정하고자 하는 장소에 설치되어 수위에 따라 부구(140)가 상하로 움직이게 되면 부구(140)에 연결된 이동눈금자(100)는 권취되어 있는 권취드럼(130)에서 감기거나 풀리는 작용을 하여 기준수위눈금부(110)에 있는 이동눈금자(100)의 눈금이 변동된다.

상기와 같이 기준수위눈금부(110)에 있는 이동눈금자(100)의 눈금은 기준수위눈금부(110)와 대향된 위치에 설치되어 있는 카메라(210)에 의해 촬영하는 수단으로 실시간으로 정지영상 또는 동영상으로 수위 측정을 하게 된다.

즉, 본 발명은 수위를 따라 부유하고 있는 부구(140)에 의해 이동눈금자(100)의 길이가 변동이 되고 이동눈금자(100)의 변동상황은 기준수위눈금부(110)와 대향된 위치에 근접되어 고정설치되어 있는 카메라(210)가 수평선상으로 일직선 위치에서 실시간으로 고해상도의 촬영이 가능하게 되므로 정확한 수위 측정정보를 실시간으로 제공할 수 있게 된다.

또, 본 발명은 수위 측정수단을 보호함체(300) 내부에 설치함으로써 외부의 비바람 등에도 각종 구성부재들을 보호할 수 있게 됨과 아울러 정확한 측정이 이루어질 수 있도록 하고, 파랑의 영향으로 물의 출렁거림 등이 발생하더라도 보호함체(300) 내부에 위치하는 부구(140)는 거의 영향을 받지 않고 안정된 부유상태로 측정할 수 있게 되어 수위 측정의 신뢰성을 크게 높일 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

100 : 이동눈금자 110 : 기준수위눈금부
120 : 케이스 122 : 슬릿
124 : 이물질제거부 130 : 권취드럼
140 : 부구 200 : 영상측정부
210 : 카메라 300 : 보호함체
310 : 통수구멍

Claims

길이방향으로 수위를 측정하기 위한 눈금이 표시되고 띠 모양으로 된 이동눈금자(100)와,
상기 이동눈금자(100)가 내부에 수용되어 출입될 수 있도록 하는 슬릿(122)이 일측에 형성되어 케이스(120)와,
상기 케이스(120)의 내부에서 회전가능하게 설치되고 이동눈금자(100)를 권취시키는 복원 작용을 하는 권취드럼(130)과,
상기 이동눈금자(100)의 선단에 연결되고 수위를 따라 부유할 수 있도록 한 부구(140)와,
상기 이동눈금자(100)의 눈금을 카메라(210)로 촬영하여 수위를 측정하도록 한 영상측정부(200)로 이루어진 것을 특징으로 하는 영상 수위 측정장치.
제 1항에 있어서,
상기 케이스(120)는 내부에 설치되는 권취드럼(130)에 이동눈금자(100)가 권취되어 일측의 슬릿(122)을 통해 출입할 수 있도록 하되 슬릿(122)의 입구에 물을 흡수할 수 있고 이물질을 닦아낼 수 있는 이물질제거부(124)를 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 영상 수위 측정장치.
제 1항에 있어서,
상기 카메라(210)는 이동눈금자(100)의 인출방향에 설정된 기준수위눈금부(110)와 대향된 위치에 이격되어 고정 설치되고 수평선상으로 이동눈금자(100)의 눈금을 촬영하여 수위가 측정되는 것을 특징으로 하는 영상 수위 측정장치.
제 1항에 있어서,
상기 수위 측정장치를 구성하는 상기 구성요소들은 장방형의 박스 형태로 수직 설치되는 보호함체(300) 내에 설치되고 보호함체(300)의 하부는 측벽에 수중의 물이 유통될 수 있는 통수부(310)가 형성된 구성으로 됨을 특징으로 하는 영상 수위 측정장치.