KR20200081025A

KR20200081025A - 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20200081025A
Application number: KR1020180171104A
Authority: KR
Inventors: 이병성; 박진선; 신욱철; 심규민; 이대규; 정찬영; 권인소; 김준혁; 문상근; 심현철
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-07

Abstract

주행 중인 차량에서 제어 모터를 촬영 각도를 제어하여 측방 촬영 장치에서 서로 다른 시점(時點)에 서로 다른 시점(視點)으로 촬영된 복수의 배전 설비 영상을 취득하도록 한 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법을 제시한다. 제시된 배전 설비 영상 취득 시스템은 차량의 진행 방향을 기준으로 차량의 일측 방향을 촬영하는 복수의 카메라로 구성되어 한 시점(時點)에 복수의 측방 영상을 취득하는 측방 촬영 장치 및 측방 촬영 장치에서 취득한 복수의 측방 영상 중 적어도 하나를 근거로 다음 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하고, 복수의 측방 영상 중에서 배전 설비 중에서 적어도 하나를 배전 설비 영상을 취득하는 제어 장치를 포함한다.

Description

배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CAPTURING IMAGE OF DISTRIBUTION FACILITY}

본 발명은 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전 설비의 점검 및 상태 추론을 위해 배전 설비의 영상을 취득하는 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법에 관한 것이다.

전력 공급 업체에서는 전력의 안정적인 공급을 통해 신뢰성을 확보하기 위해서 배전 설비의 주기적인 점검 및 상태 추론을 실시하고 있다.

배전 설비의 점검 및 상태 추론은 주로 순시 인력에 의핸 육안 검사를 통해 수행된다. 즉, 순시 인력이 직접 철탑 금구에 탑승하여 전력선을 스페이셔 카 등을 타고 이동하며 육안으로 배전 설비를 점검한다.

배전 설비의 점검 및 상태 추론은 카메라 영상 및 자외선 검사, 초음파 검사 등을 통해 수행될 수도 있다. 순시 인력이 직접 배전 설비 근방에서 카메라 또는 초음파 장비를 통해 진단 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 배전 설비의 존재 유무 및 이상 상태 발생 유무 등을 판단한다. 이때, 순시 인력이 들고 다닐 수 있는 카메라에 장거리 초점 렌즈를 착용하여 고정된 시점에서 배전 설비에 대한 영상을 획득한다. 순시 인력은 배전 설비의 내부 균열 등의 상태 판단을 위하여 카메라를 이용한 영상뿐 아니라 불량 설비에 의해 발생되는 고주파 잡음을 분석하기 위한 장치 등을 이용할 수도 있다.

배전 설비의 점검 및 상태 추론은 특정 배전 설비의 경우 로봇을 통해 수행될 수도 있다. 즉, 로봇은 송전 선로 및 설비 점검을 위해서 열화상 카메라, 초음파 센서, RGB 카메라 등의 센서가 장착되며, 송전 선로 위에서 구동시켜 점검을 진행한다.

하지만, 종래의 배전 설비 점검 및 상태 추론 방법은 순시 인력이 직접 배전 설비에 대한 촬영, 영상 분석 및 상태 판단을 실시해야하기 때문에, 순시 시간이 오래 걸리고 많은 인력을 필요로 하는 문제점이 있다.

종래의 육안 검사의 경우 순시 인력이 전력선 근처에서 육안 검사를 수행하기 때문에 작업자의 안전이 보장되지 않아 위험이 따르는 문제점이 있다.

종래의 촬영 검사의 경우 순시 인력이 고배율 망원경으로 지상에서 점검하는 방법의 경우에도 고 배율 망원경을 사용하여 전력선 및 스페이셔, 인류 클램프 등을 점검할 때 반대쪽이 가려져 보이지 않아 점검이 어려운 문제점이 있다.

종래의 촬영 검사의 경우 순시 인력이 촬영 장비를 이용하여 한 번에 하나의 시점에서만 촬영이 가능하며, 촬영 시 카메라 시점에 대한 정보(GPS, 카메라 Pose) 등의 정보를 획득하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 촬영 검사의 경우 배전 설비의 특성상 지상으로부터 10m 이상의 위치에 설치되어 있으므로 관찰 시점에 따라 시야에 확보되는 배전 설비의 모습이 다르고, 가리움이 발생할 수 있기 때문에 동일 배전 설비에 대한 다 시점 영상 획득이 어려울 경우 검출 및 상태 판단시 정확도가 저하되는 문제점이 있다.

종래의 초음파 센서를 이용한 불량 검출 방법도 초음파 잡음에만 의존하기 때문에 주변 환경의 영향을 많이 받아 정확도가 저하되고, 아크 방전이나 코로나 방전 시에만 초음파 잡음이 발생된다는 다소 특수한 상황에서만 불량을 검출할 수 있다는 제약이 있어 더 일반적이고 포괄적인 상태 판단을 위한 방법으로는 한계가 있다.

종래의 로봇을 이용한 검사 방법은 모두 제한된 공간에서의 특정한 목적(송전 선로 상태, 애자 상태 판단)만을 다룰 뿐이며, 전신주 기울어짐, 변압기 상태 이상, 전선 처짐 및 전선 접촉 등 전력 송, 배전에 관련된 일반적인 설비 전반에 대한 설비 검출 및 상태 판단을 하기 위한 로봇 및 시스템은 아직까지 존재하지 않기 때문에 한정된 대상의 검사만 가능한 문제점이 있다.

일본공개특허 제2009-068951호(명칭: 공중 가선의 관리 시스템)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 주행 중인 차량에서 제어 모터를 촬영 각도를 제어하여 측방 촬영 장치에서 서로 다른 시점(時點)에 서로 다른 시점(視點)으로 촬영된 복수의 배전 설비 영상을 취득하도록 한 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 시스템은 차량의 진행 방향을 기준으로 차량의 일측 방향을 촬영하는 복수의 카메라로 구성되어 한 시점(時點)에 복수의 측방 영상을 취득하는 측방 촬영 장치 및 측방 촬영 장치에서 취득한 복수의 측방 영상 중 적어도 하나를 근거로 다음 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하고, 복수의 측방 영상 중에서 배전 설비 중에서 적어도 하나를 배전 설비 영상을 취득하는 제어 장치를 포함한다.

제어 장치는 서로 다른 시점(時點)에 촬영된 복수의 측방 영상들 중에서 배전 설비가 포함된 복수의 측방 영상을 배전 설비 영상으로 검출하되, 배전 설비 영상으로 검출된 복수의 측방 영상은 서로 다른 시점(視點)으로 배전 설비가 촬영된 측방 영상일 수 있다.

제어 장치는 배전 설비가 측방 영상의 중앙에 위치하도록 하는 촬영 각도를 설정하되, 복수의 측방 영상 중에서 배전 설비가 포함된 영상을 근거로 다음 시점(時點)의 촬영 각도를 산출하는 촬영 각도 연산부를 포함할 수 있다.

촬영 각도 연산부는 제1 시점(時點)에서 제1 측방 카메라에서 촬영된 제1 측방 영상을 근거로 제2 시점(時點)에서의 제2 측방 카메라의 촬영 각도를 산출하고, 제2 시점(時點)에서 제2 측방 카메라에서 촬영된 제2 측방 영상을 근거로 제3 시점(時點)에서의 제3 측방 카메라의 촬영 각도를 산출한다. 촬영 각도 연산부는 제n 측방 카메라 및 제n+1 측방 카메라의 촬영 각도를 설정 각도로 설정하고, 제n 측방 카메라에서 촬영된 제n 측방 영상에서 배전 설비가 검출되면 제n 측방 영상에서 배전 설비가 중앙에 위치하도록 제n 측방 카메라의 촬영 각도(θ1)를 조정하고, 전주의 높이(H)에서 카메라의 높이(h)를 감산한 값을 조정된 촬영 각도(θ1)의 탄젠트값(tan(θ1))으로 나눈 값을 제n 측방 카메라에서 전주까지의 거리(D1)로 산출하고, 제n 측방 카메라에서 전주까지의 거리(D1)와 제n 측방 카메라의 설치 각도(Φ1)의 코사인값(cos(Φ1))을 곱한 값을 제n+1 측방 카메라의 설치 각도(Φ2)의 코사인값(cos(Φ2))로 나눈 값을 제n+1 측방 카메라에서 전주까지의 거리(D1)로 산출하고, 제n+1 측방 카메라의 설치 각도(Φ2)의 코사인값(cos(Φ2))에 제n 측방 카메라의 촬영 각도(θ1)의 탄젠트값(tan(θ1))을 곱한 후에 제n 측방 카메라의 설치 각도(Φ1)의 코사인값(cos(Φ1))으로 나눈 값의 아크탄젠트값을 제n+1 측방 카메라의 촬영 각도로 산출할 수 있다.

촬영 각도 연산부에서 산출한 촬영 각도를 근거로 측방 촬영 장치에 포함된 제어 모터를 제어하는 촬영 제어부를 더 포함할 수 있다. 이때, 촬영 제어부는 촬영 각도 연산부에서 제n 시점(時點)의 측방 영상을 이용하여 산출한 촬영 각도를 근거로 제n+1 시점(時點)의 촬영 각도를 제어할 수 있다.

측방 촬영 장치는 차량의 좌측 방향을 동일 시점(時點)에 촬영된 복수의 좌측방 영상을 취득하는 좌측방 촬영 장치를 포함하고, 좌측방 촬영 장치는 베이스 플레이트의 좌측 및 전면으로 치우쳐져 배치되어 제1 좌측방 영상을 취득하는 제1 좌측방 카메라, 베이스 플레이트의 좌측으로 치우쳐져 차량의 전장과 수직으로 배치되고, 제2 좌측방 영상을 취득하는 제2 좌측방 카메라 및 베이스 플레이트의 좌측 및 후면으로 치우쳐져 배치되어 제3 좌측방 영상을 취득하는 제3 좌측방 카메라를 포함하고, 제1 좌측방 카메라 및 제3 좌측방 카메라는 제2 좌측방 카메라와 설정 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 이때, 좌측방 촬영 장치는 하부가 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 제1 좌측방 카메라와 결합되어 제1 좌측방 카메라의 상하 각도를 촬영 각도로 가변하는 제1 제어 모터, 하부가 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 제2 좌측방 카메라와 결합되어 제2 좌측방 카메라의 상하 각도를 촬영 각도로 가변하는 제2 제어 모터 및 하부가 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 제3 좌측방 카메라와 결합되어 제3 좌측방 카메라의 상하 각도를 촬영 각도로 가변하는 제3 제어 모터를 더 포함할 수 있다.

측방 촬영 장치는 차량의 우측 방향을 동일 시점(時點)에 촬영된 복수의 우측방 영상을 취득하는 우측방 촬영 장치를 포함하고, 우측방 촬영 장치는 베이스 플레이트의 우측 및 전면으로 치우쳐져 배치되어 제1 우측방 영상을 취득하는 제1 우측방 카메라, 베이스 플레이트의 우측으로 치우쳐져 차량의 전장과 수직으로 배치되고, 제2 우측방 영상을 취득하는 제2 우측방 카메라 및 베이스 플레이트의 우측 및 후면으로 치우쳐져 배치되어 제3 우측방 영상을 취득하는 제3 우측방 카메라를 포함하고, 제1 우측방 카메라 및 제3 우측방 카메라는 제2 우측방 카메라와 설정 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 이때, 우측방 촬영 장치는 하부가 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 제1 우측방 카메라와 결합되어 제1 우측방 카메라의 상하 각도를 촬영 각도로 가변하는 제4 제어 모터, 하부가 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 제2 우측방 카메라와 결합되어 제2 우측방 카메라의 상하 각도를 촬영 각도로 가변하는 제5 제어 모터 및 하부가 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 제3 우측방 카메라와 결합되어 제3 우측방 카메라의 상하 각도를 촬영 각도로 가변하는 제6 제어 모터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 시스템은 차량의 진행 방향인 전방을 촬영하여 복수의 전방 영상을 취득하는 전방 촬영 장치를 더 포함하고, 전방 촬영 장치는 제1 전방 영상을 취득하는 제1 전방 카메라 및 제1 전방 카메라와 이격되고, 제1 전방 영상과 동일한 시점(時點)에 촬영된 제2 전방 영상을 취득하는 제2 전방 카메라를 포함할 수 있다.

제어 장치는 제1 전방 영상 및 제2 전방 영상을 스테레오 교정하여 제1 교정 전방 영상 및 제2 교정 전방 영상을 생성하는 전방 영상 보정부, 제1 교정 전방 영상 및 제2 교정 전방 영상을 근거로 차량에서 전주까지의 거리인 거리 정보를 추정하는 거리 정보 추정부, 차량의 현재 위치를 포함하는 위치 정보를 수집하는 위치 정보 수집부 및 위치 정보 및 거리 정보를 근거로 보정 위치 정보를 생성하고, 보정 위치 정보를 전주의 위치로 설정하는 위치 정보 보정부를 포함할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 방법은 기준 각도를 제1 시점(時點)의 촬영 각도로 설정하는 단계, 측방 촬영 장치의 제어 모터를 제1 시점(時點)의 촬영 각도로 설정하는 단계, 제1 시점(時點)에서 복수의 측방 영상을 취득하는 단계, 제1 시점(時點)에서 취득한 복수의 측방 영상 중에서 배전 설비가 포함된 측방 영상을 근거로 제2 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하는 단계, 측방 촬영 장치의 제어 모터를 제2 시점(時點)의 촬영 각도로 설정하는 단계, 제2 시점(時點)에서 복수의 측방 영상을 취득하는 단계, 제2 시점(時點)에서 취득한 복수의 측방 영상 중에서 배전 설비가 포함된 측방 영상을 근거로 제3 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하는 단계, 측방 촬영 장치의 제어 모터를 제3 시점(時點)의 촬영 각도로 설정하는 단계 및 제3 시점(時點)에서 복수의 측방 영상을 취득하는 단계를 포함한다. 이때, 복수의 측방 영상은 제1 측방 영상, 제2 측방 영상 및 제3 측방 영상을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 방법은 제1 시점(時點) 내지 제3 시점(時點)에서 취득한 복수의 측방 영상 중 배전 설비가 포함된 측방 영상을 배전 설비 영상을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

배전 설비 영상을 검출하는 단계에서는 제1 시점(時點)에서 제1 측방 카메라에서 촬영된 제1 측방 영상, 제2 시점(時點)에서 제2 측방 카메라에서 촬영된 제2 측방 영상 및 제3 시점(時點)에서 제3 측방 카메라에서 촬영된 제3 측방 영상을 배전 설비 영상으로 검출할 수 있다. 제2 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하는 단계에서는 제1 시점(時點)에서 촬영된 제1 측방 영상을 근거로 촬영 각도를 설정하고, 제3 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하는 단계에서는 제2 시점(時點)에서 촬영된 제2 측방 영상을 근거로 촬영 각도를 설정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법은 복수의 측방 카메라를 이용하여 배전 설비 영상을 취득함으로써, 순시 인력을 통해 배전 설비를 검사하는 종래에 비해 순시 시간 및 순시 인력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법은 복수의 측방 카메라를 이용하여 배전 설비 영상을 취득함으로써, 순시 인력이 배전 설비에 근접하지 않아도 되어 안전사고 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법은 이동하는 차량에서 복수의 측방 카메라를 이용하여 배전 설비 영상을 취득함으로써, 배전 설비를 다양한 시점(視點)으로 촬영할 수 있는 효과가 있다.

또한, 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법은 이동하는 차량에서 복수의 측방 카메라를 이용하여 배전 설비를 다양한 시점(視點)으로 촬영한 배전 설비 영상을 취득함으로써, 제한적인 시점(視點)의 영상을 이용할 수 있는 종래에 비해 배전 설비의 점검 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 4 및 도 5는 도 2의 전방 촬영 장치를 설명하기 위한 도면.
도 6 및 도 7은 도 2의 좌측방 촬영 장치를 설명하기 위한 도면.
도 8 및 도 9는 도 2의 우측방 촬영 장치를 설명하기 위한 도면.
도 10은 도 2의 제어 장치를 설명하기 위한 도면.
도 11은 도 10의 전방 영상 보정부를 설명하기 위한 도면.
도 12 내지 도 16은 도 10의 촬영 각도 연산부를 설명하기 위한 도면.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 시스템을 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4 및 도 5는 도 2의 전방 촬영 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 6 및 도 7은 도 2의 좌측방 촬영 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 8 및 도 9는 도 2의 우측방 촬영 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 2의 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 도 10의 전방 영상 보정부를 설명하기 위한 도면이고, 도 12 내지 도 16은 도 10의 촬영 각도 연산부를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 배전 설비 영상 취득 시스템(100)은 차량(10)에 설치되어 배전 설비의 점검 및 상태 추론을 위한 배전 설비 영상을 취득한다.

배전 설비 영상 취득 시스템(100)은 차량(10)의 진행 방향인 전방 및 측방에서 영상을 취득한다. 이때, 배전 설비 영상 취득 시스템(100)에서 취득하는 영상은 이미지 또는 동영상을 포함할 수 있다.

배전 설비 영상 취득 시스템(100)은 차량(10)의 전방을 촬영한 전방 영상을 근거로 촬영 대상(즉, 배전 설비)이 설치된 전주의 위치를 추정한다. 배전 설비 영상 취득 시스템(100)은 추정한 전주의 위치를 근거로 배전 설비를 포함하는 배전 설비 영상의 촬영을 제어한다. 이때, 배전 설비 영상 취득 시스템(100)은 배전 설비를 최대한 배전 설비 영상의 중앙에 위치하도록 하기 위해서 수직 각도를 제어한다.

이를 위해, 도 2를 참조하면, 배전 설비 영상 취득 시스템(100)은 전방 촬영 장치(110), 좌측방 촬영 장치(130), 우측방 촬영 장치(150) 및 제어 장치(170)를 포함하여 구성된다.

전방 촬영 장치(110), 좌측방 촬영 장치(130), 우측방 촬영 장치(150) 및 제어 장치(170)는 베이스 플레이트(190)에 설치된다. 베이스 플레이트(190)는 차량(10)의 루프 패널에 장착된다. 베이스 플레이트(190)는 차량(10) 지붕에 장착된 자동차용 루프 바에 장착될 수도 있다. 베이스 플레이트(190)는 전방 촬영 장치(110), 측방 촬영 장치 및 제어 장치(170)를 지지해야 하므로 변형에 강하며 가벼운 알루미늄 재질로 제작될 수 있다.

일례로, 도 3을 참조하면, 베이스 플레이트(190)는 알루미늄 재질의 판상으로 구성되고, 전방 촬영 장치(110) 및 측방 촬영 장치에 포함되는 카메라들을 설치하기 위한 가이드 홀(192), 카메라의 케이블 배선을 위한 배선 홀(194), 차량(10)과의 체결을 위한 체결 홀(196) 등이 형성된다.

전방 촬영 장치(110)는 차량(10)의 진행 방향인 전방을 촬영하여 전방 영상을 취득한다. 이때, 전방 영상은 동시에 촬영된 제1 전방 영상 및 제2 전방 영상을 포함하며, 배전 설비가 설치된 전주의 정확한 위치를 산출하기 위한 정보로 이용될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 전방 촬영 장치(110)는 스테레오 카메라로 구성되며, 제1 전방 영상을 취득하는 제1 전방 카메라(112) 및 제2 전방 영상을 취득하는 제2 전방 카메라(114)를 포함한다. 이때, 제1 전방 카메라(112) 및 제2 전방 카메라(114)는 차량(10)이 주행하는 상태에서 전방 영상을 취득하기 때문에 고화질 영상을 30FPS 이상으로 획득이 가능한 카메라로 구성된다.

제1 전방 카메라(112) 및 제2 전방 카메라(114)는 차량(10)에 장착되는 베이스 플레이트(190)의 상부에서 설정 간격을 두고 이격되도록 배치된다. 여기서, 제1 전방 카메라(112) 및 제2 전방 카메라(114)의 설정 간격은 거리 추정 알고리즘의 정확도와 연관이 있으므로, 최대로 확보 가능한 거리로 설정될 수 있다. 제1 전방 카메라(112) 및 제2 전방 카메라(114)는 베이스 플레이트(190)의 상부에서 대략 400mm 정도의 이격 간격을 두고 배치되는 것을 일례로 한다.

제1 전방 카메라(112) 및 제2 전방 카메라(114)는 동기화되어 제1 시점(時點)의 좌우 전방 영상인 제1 전방 영상 및 제2 전방 영상을 취득한다. 이때, 제1 전방 영상 및 제2 전방 영상은 거리 정보 추정에 사용된다. 여기서, 거리 정보 추정은 배전 설비 영상 취득 시스템(100)에서 배전 설비가 설치된 전주까지의 거리를 추정하는 것을 의미한다.

좌측방 촬영 장치(130)는 차량(10)의 진행 방향을 기준으로 차량(10)의 좌측 방향을 촬영하여 복수의 좌측방 영상을 취득한다. 좌측방 촬영 장치(130)는 복수의 카메라로 구성되어 동일 시점(時點)에 복수의 좌측방 영상을 취득한다.

좌측방 촬영 장치(130)는 제어 장치(170)의 제어에 따라 카메라의 촬영 각도를 변환한다. 이때, 촬영 각도는 카메라의 수직(상하) 방향의 각도이다. 즉, 좌측방 촬영 장치(130)는 제어 장치(170)의 제어에 따라 카메라의 촬영 각도를 변환함으로써, 촬영 대상인 배전 설비가 최대한 영상의 중앙에 위치한 배전 설비 영상을 취득한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 좌측방 촬영 장치(130)는 제1 좌측방 카메라(131) 내지 제3 좌측방 카메라(133), 제1 제어 모터(134) 내지 제3 제어 모터(136)를 포함할 수 있다.

제1 좌측방 카메라(131), 제2 좌측방 카메라(132) 및 제3 좌측방 카메라(133)는 차량(10) 주행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 좌측방 영상을 취득한다. 이때, 제1 좌측방 카메라(131). 제2 좌측방 카메라(132) 및 제3 좌측방 카메라(133)는 동일한 시점(時點)에 좌측방 영상을 취득한다.

제1 좌측방 카메라(131). 제2 좌측방 카메라(132) 및 제3 좌측방 카메라(133)는 베이스 플레이트(190)의 상부에서 차량(10)의 좌측 방향을 치우쳐져 배치된다. 이때, 제1 좌측방 카메라(131)는 차량(10)의 전면 방향으로 배치되고, 제3 좌측방 카메라(133)는 차량(10)의 후면 방향으로 배치되고, 제2 좌측방 카메라(132)는 차량(10)의 제1 좌측방 카메라(131) 및 제2 좌측방 카메라(132) 사이에 배치된다.

제1 좌측방 카메라(131). 제2 좌측방 카메라(132) 및 제3 좌측방 카메라(133)는 서로 설정 각도를 이루도록 배치된다. 제2 좌측방 카메라(132)는 차량(10)의 전장과 수직으로 배치되고, 제1 좌측방 카메라(131) 및 제3 좌측방 카메라(133)는 제2 좌측방 카메라(132)와 대략 45°정도의 설정 각도를 이루도록 배치된다. 여기서, 설정 각도는 목적에 따라 조정될 수 있다.

제1 좌측방 카메라(131)는 베이스 플레이트(190)에 배치된 제1 제어 모터(134)에 연결된다. 이때, 제1 제어 모터(134)는 하부에 장착된 하부 마운트 (137)를 통해 베이스 플레이트(190)에 설치되고, 상부에 장착된 상부 마운트 (138)를 통해 제1 좌측방 카메라(131)가 결합된다. 제1 좌측방 카메라(131)는 제1 제어 모터(134)의 구동에 의해 촬영 각도를 가변하며 제1 배전 설비 영상을 취득한다.

제2 좌측방 카메라(132)는 베이스 플레이트(190)에 배치된 제2 제어 모터(135)에 연결된다. 이때, 제2 제어 모터(135)는 하부에 장착된 하부 마운트(137)를 통해 베이스 플레이트(190)에 설치되고, 상부에 장착된 상부 마운트(138)를 통해 제2 좌측방 카메라(132)가 결합된다. 제2 좌측방 카메라(132)는 제2 제어 모터(135)의 구동에 의해 촬영 각도를 가변하며 제2 배전 설비 영상을 취득한다.

제3 좌측방 카메라(133)는 베이스 플레이트(190)에 배치된 제3 제어 모터(136)에 연결된다. 이때, 제3 제어 모터(136)는 하부에 장착된 하부 마운트(137)를 통해 베이스 플레이트(190)에 설치되고, 상부에 장착된 상부 마운트(138)를 통해 제3 좌측방 카메라(133)가 결합된다. 제3 좌측방 카메라(133)는 제3 제어 모터(136)의 구동에 의해 촬영 각도를 가변하며 제3 배전 설비 영상을 취득한다.

우측방 촬영 장치(150)는 차량(10)의 진행 방향을 기준으로 차량(10)의 우측 방향을 촬영하여 배전 설비 영상을 취득한다. 우측방 촬영 장치(150)는 복수의 카메라로 구성되어 동일 시점(時點)에 복수의 우측방 영상을 취득한다. 우측방 촬영 장치(150)는 서로 다른 시점(時點)에 촬영된 우측방 영상들 중에서 동일한 배전 설비가 포함된 우측방 영상을 배전 설비 영상으로 취득한다. 이때, 우측방 촬영 장치(150)를 서로 다른 시점(視點)으로 배전 설비가 촬영된 복수의 우측방 영상을 배전 설비 영상으로 취득한다.

우측방 촬영 장치(150)는 제어 장치(170)의 제어에 따라 카메라의 촬영 각도를 변환한다. 이때, 촬영 각도는 카메라의 수직(상하) 방향의 각도이다. 즉, 우측방 촬영 장치(150)는 제어 장치(170)의 제어에 따라 카메라의 촬영 각도를 변환함으로써, 촬영 대상인 배전 설비가 최대한 영상의 중앙에 위치한 배전 설비 영상을 취득한다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 우측방 촬영 장치(150)는 제1 우측방 카메라(151) 내지 제3 우측방 카메라(153), 제4 제어 모터(154) 내지 제6 제어 모터(156)를 포함할 수 있다.

제1 우측방 카메라(151), 제2 우측방 카메라(152) 및 제2 우측방 카메라(152)는 차량(10) 주행 방향의 우측 방향을 촬영하여 우측방 영상을 취득한다. 이때, 제1 측방 카메라. 제2 측방 카메라 및 제3 측방 카메라는 동일한 시점(時點)에 우측방 영상을 취득한다.

제1 우측방 카메라(151). 제2 우측방 카메라(152) 및 제3 우측방 카메라(153)는 베이스 플레이트(190)의 상부에서 차량(10)의 우측 방향을 치우쳐져 배치된다. 이때, 제1 우측방 카메라(151)는 차량(10)의 전면 방향으로 배치되고, 제3 우측방 카메라(153)는 차량(10)의 후면 방향으로 배치되고, 제2 우측방 카메라(152)는 차량(10)의 제1 우측방 카메라(151) 및 제3 우측방 카메라(153) 사이에 배치된다.

제1 우측방 카메라(151). 제2 우측방 카메라(152) 및 제3 우측방 카메라(153)는 서로 설정 각도를 이루도록 배치된다. 제2 우측방 카메라(152)는 차량(10)의 전장과 수직으로 배치되고, 제1 우측방 카메라(151) 및 제3 우측방 카메라(153)는 제2 우측방 카메라(152)와 대략 45°정도의 설정 각도를 이루도록 배치된다. 여기서, 설정 각도는 목적에 따라 조정될 수 있다.

제1 우측방 카메라(151)는 베이스 플레이트(190)에 배치된 제4 제어 모터(154)에 연결된다. 이때, 제4 제어 모터(154)는 하부에 장착된 하부 마운트(157)를 통해 베이스 플레이트(190)에 설치되고, 상부에 장착된 상부 마운트(158)를 통해 제1 우측방 카메라(151)가 결합된다. 제1 우측방 카메라(151)는 제4 제어 모터(154)의 구동에 의해 촬영 각도를 가변하며 제1 우측방 영상을 취득한다.

제2 우측방 카메라(152)는 베이스 플레이트(190)에 배치된 제5 제어 모터(155)에 연결된다. 이때, 제5 제어 모터(155)는 하부에 장착된 하부 마운트(157)를 통해 베이스 플레이트(190)에 설치되고, 상부에 장착된 상부 마운트(158)를 통해 제2 우측방 카메라(152)가 결합된다. 제2 우측방 카메라(152)는 제5 제어 모터(155)의 구동에 의해 촬영 각도를 가변하며 제2 우측방 영상을 취득한다.

제3 우측방 카메라(153)는 베이스 플레이트(190)에 배치된 제6 제어 모터(156)에 연결된다. 이때, 제6 제어 모터(156)는 하부에 장착된 하부 마운트(157)를 통해 베이스 플레이트(190)에 설치되고, 상부에 장착된 상부 마운트(158)를 통해 제3 우측방 카메라(153)가 결합된다. 제3 우측방 카메라(153)는 제6 제어 모터(156)의 구동에 의해 촬영 각도를 가변하며 제3 우측방 영상을 취득한다.

제어 장치(170)는 배전 설비가 설치된 전주의 위치를 검출한다. 제어 장치(170)는 전방 촬영 장치(110)를 제어하여 배전 설비가 설치된 전주가 포함된 전방 영상을 취득한다. 제어 장치(170)는 전방 촬영 장치(110)에서 취득한 전방 영상을 근거로 기수집한 위치 정보를 보정하여 보정 위치 정보를 생성한다. 여기서, 보정 위치 정보는 측정 대상인 배전 설비가 설치된 전주의 정확한 위치를 의미한다.

이때, 제어 장치(170)는 보정 위치 정보를 관리 서버(미도시)로 전송하여 전주의 위치 정보를 갱신할 수 있다. 제어 장치(170)는 보정 위치 정보를 근거로 관리 서버(미도시)로부터 배전 설비 정보를 검출할 수도 있다.

제어 장치(170)는 측방 촬영 장치를 제어하여 측방 영상을 수집한다. 제어 장치(170)는 측방 영상을 근거로 다음 시점(時點)의 촬영 각도를 산출한다. 제어 장치(170)는 측방 촬영 장치(130, 150)를 제어하여 산출한 촬영 각도로 측방 영상을 수집한다. 여기서, 측방 영상은 좌측방 영상 및 우측방 영상 중 적어도 하나를 포함한다.

제어 장치(170)는 서로 다른 시점(時點)에 촬영된 측방 영상들 중에서 배전 설비가 포함된 측방 영상을 검출하여 배전 설비 영상을 취득한다.

이때, 제어 장치(170)는 서로 다른 시점(時點)에 촬영된 좌측방 영상들 중에서 동일한 배전 설비가 포함된 좌측방 영상을 배전 설비 영상으로 취득한다. 제어 장치(170)는 서로 다른 시점(視點)으로 배전 설비가 촬영된 복수의 좌측방 영상을 배전 설비 영상으로 취득한다.

물론, 제어 장치(170)는 서로 다른 시점(時點)에 촬영된 우측방 영상들 중에서 동일한 배전 설비가 포함된 우측방 영상을 배전 설비 영상으로 취득할 수도 있다. 제어 장치(170)는 서로 다른 시점(視點)으로 배전 설비가 촬영된 복수의 우측방 영상을 배전 설비 영상으로 취득한다.

도 10을 참조하면, 제어 장치(170)는 전방 영상 보정부(171), 거리 정보 추정부(172), 위치 정보 수집부(173), 위치 정보 보정부(174), 촬영 각도 연산부(175), 촬영 제어부(176)를 포함하여 구성된다.

전방 영상 보정부(171)는 영상 촬영에 앞서 제1 전방 카메라(112) 및 제2 전방 카메라(114)에 대한 캘리브레이션(Calibration)을 실시하여 카메라의 고유 파라미터 및 외부 파라미터(Intrinsic and Extrinsic parameters)를 추정한다.

전방 영상 보정부(171)는 추정한 고유 파라미터 및 외부 파라미터를 근거로 제1 전방 영상 및 제2 전방 영상에 대한 스테레오 교정(Stereo Rectification)을 수행하여 제1 교정 전방 영상 및 제2 교정 전방 영상을 생성한다.

즉, 도 11을 참조하면, 제1 전방 영상(210) 및 제2 전방 영상(220)은 렌즈에 의한 왜곡 등으로 인해 스테레오 매칭 알고리즘을 사용하는데 어려움이 있고, 차량(10) 루프 패널의 일부가 영상에 포함되는 등의 문제가 있다. 전방 영상 보정부(171)는 제1 전방 영상(210) 및 제2 전방 영상(220)에 대해 스테레오 교정을 실시하고, 관심 영역(Region of Interest) 설정을 통해 차량(10) 루프 패널을 제거하여 교정된 제1 교정 전방 영상(230) 및 제2 교정 전방 영상(240)을 생성한다. 제1 전방 영상(210) 및 제2 전방 영상(220)은 왜곡에 의해 왼쪽 영상과 오른쪽 영상 사이 대칭점(같은 물체나 같은 특징 점)의 위치를 찾기 어려우나, 제1 교정 전방 영상(230) 및 제2 교정 전방 영상(240)은 대칭 점 검색을 위해 같은 행에서 검색을 실시할 경우 높은 확률로 찾을 수 있게 된다.

거리 정보 추정부(172)는 전방 영상 보정부(171)에서 보정된 제1 교정 전방 영상(230) 및 제2 교정 전방 영상(240)을 근거로 전주까지의 거리 정보를 추정한다. 이때, 거리 정보 추정부(172)는 제1 교정 전방 영상(230) 및 제2 교정 전방 영상(240)을 이용한 스테레오 매칭 알고리즘(Stereo Matching Algorithm)을 수행하여 거리 정보(Depth Information)를 추정한다. 여기서, 거리 정보는 차량(10; 즉, 배전 설비 영상 취득 시스템(100))으로부터 전주까지의 거리를 의미한다.

위치 정보 수집부(173)는 차량(10)의 현재 위치를 포함하는 위치 정보를 수집한다. 위치 정보 수집부(173)는 GPS, GNSS 등의 위치 정보 신호를 이용하여 위치 정보를 수집한다. 위치 정보 수집부(173)는 위치 정보 신호와 IMU 센서에서 측정된 정보를 이용하여 위치 정보를 생성한다. 이때, GPS/IMU 모듈로 구성된 경우 위치 정보의 획득 속도가 실제 영상의 획득 속도보다 빠르게 때문에, 위치 정보 수집부(173)는 취득한 영상과 시간 차이가 가장 적은 위치 정보 신호를 이용하여 위치 정보를 생성한다. GNSS 모듈로 구성된 경우, 위치 정보의 획득 속도가 영상의 획득 속도보다 느리기 때문에, 위치 정보 수집부(173)는 각 위치 정보 사이의 중간 값을 추정하는 보간법(Interpolation)을 이용하여 최소 영상 획득 속도에 맞추어 기록한다.

위치 정보 보정부(174)는 위치 정보 및 거리 정보를 근거로 보정 위치 정보를 생성한다. 즉, 위치 정보 보정부(174)는 위치 정보에 거리 정보를 반영하여 측정 대상인 배전 설비가 설치된 전주의 정확한 위치인 보정 위치 정보를 생성한다.

도 12를 참조하면, 측방 영상(300)의 경우 최적의 각도로 배전 설비가 촬영된 영상이다. 녹색 사각형으로 표기된 영상의 중심 영역에 배전 설비가 정확히 위치하도록 촬영됨에 따라, 각 배전 설비의 전체 모습이 정확히 촬영될 수 있다.

도 13을 참조하며, 측방 영상(300)의 경우 낮은 각도로 배전 설비가 촬영된 영상이다. 낮은 각도로 촬영됨에 따라 배전 설비의 대부분이 영상의 위쪽으로 치우쳐져 있으며, 일부는 영상 밖에 위치하여 촬영되지 않는다.

도 14를 참조하면, 측방 영상(300)의 경우 높은 각도로 배전 설비가 촬영된 영상이다. 높은 각도로 촬영됨에 따라 측방 영상(300)의 하부에 배전 설비가 대부분 위치하고 있다. 이러한 각도로 촬영된 영상의 경우 배전 설비 검출 및 판단이 쉽지 않다.

이에, 촬영 각도 연산부(175)는 배전 설비가 항상 측방 영상(300)의 최적 위치(즉, 중앙)에 위치하도록 하기 위해서 촬영 각도를 설정한다. 이때, 촬영 각도 연산부(175)는 측면 촬영 장치에서 취득한 배전 설비 영상을 근거로 다음 시점(時點)의 촬영 각도를 산출한다. 즉, 촬영 각도 연산부(175)는 이전 시점(時點)에 촬영된 배전 설비 영상을 근거로 다음 시점(時點)의 촬영 각도를 산출한다.

일례로, 도 15를 참조하면, 차량(10)이 전방을 향해 주행하고 있을 경우, 제1 시점(時點))의 제1 좌측방 영상(310)에서 가장 먼저 배전 설비가 검출된다.

촬영 각도 연산부(175)는 검출된 배전 설비가 제1 좌측방 영상(310)의 최적 위치(가운데)에 위치하도록 촬영 각도를 설정한다. 제2 제어 모터(135)는 촬영 각도에 따라 구동하여 제2 좌측방 카메라(132)를 상하 각도를 촬영 각도로 가변한다.

차량(10)이 전방을 향해 주행하고 있기 때문에 제2 시점(時點)의 제2 좌측방 영상(320)에서 배전 설비가 검출된다.

촬영 각도 연산부(175)는 검출된 배전 설비가 제2 좌측방 영상(320)의 최적 위치(가운데)에 위치하도록 촬영 각도를 설정한다. 제3 제어 모터(136)는 촬영 각도에 따라 구동하여 제3 좌측방 카메라(133)를 상하 각도를 촬영 각도로 가변한다.

이후, 차량(10)이 전방을 향해 주행하고 있기 때문에 제3 시점(時點)의 제3 좌측방 영상(330)에서 배전 설비가 검출된다.

도 16은 촬영 각도 연산부(175)에서 다 시점 객체 추적 관찰(Multi-View Object Tracking) 알고리즘을 통해 촬영 각도를 산출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이때, 배전 설비 영상 취득 시스템(100)이 장착된 차량(10)은 도로변에 설치된 전주를 촬영하면 직진 주행 중인 것으로 가정하며, 주요 변수는 아래와 같이 정의된다.

H는 전주의 높이로, 대략 15m 내지 20m 정도로 설정된다. 이때, H는 상가 및 주거 지역에 설치된 전신주의 경우 정해진 규격(15~20m)을 따르는 전신주가 설치되어 있으므로 고정된 값으로 미리 설정할 수 있다. 일례로, H는 시내의 경우 15m로 설정되고, 시외의 경우 20m로 설정될 수 있다.

h는 지상으로부터 좌측방 카메라(우측방 카메라)까지의 높이이며, 차양의 높이와 거의 동일하다. 이때, h는 촬영에 사용된 차량(10)에 따라 미리 측정하여 설정될 수 있다.

θ1은 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)의 촬영 각도이고, θ2는 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n+1 우측방 카메라)의 촬영 각도이다.

Φ1은 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)의 설치 각도이고, Φ2는 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n+1 우측방 카메라)의 설치 각도이다. 이때, 설치 각도는 측면 방향을 기준으로 하며, Φ1 및 Φ2는 배전 설비 영상 취득 시스템(100)의 제작 단계에서 결정되는 값이므로 고정된 값으로 미리 설정할 수 있다.

D1은 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)로부터 전주까지의 거리이고, D2는 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n+1 우측방 카메라)로부터 전주까지의 거리이다.

L은 카메라 중심으로부터 전주의 이동 경로까지의 수직 거리이다.

또한, 아래와 같은 조건을 가정한다.

배전 설비가 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)의 시야에서 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n+1 우측방 카메라)의 시야에 들어오는 순간까지 차량(10)은 직진 주행을 한다.

이 가정의 경우, 대개 차량(10) 주행 상황에서 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)의 배전 설비가 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n+1 우측방 카메라)의 시야에 들어오기까지 대략 1~2초 이내의 시간이 걸리고, 차량(10)의 주행 방향을 1~2초 내에 변경하였더라도, 직진 주행으로 근사하였을 경우 큰 오차가 발생하지 않는다.

제n 좌측방 카메라 및 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라 및 제n+1 우측방 카메라)의 중심점은 같은 위치에 있다.

이 가정의 경우, 실제로 정확히 제n 좌측방 카메라 및 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라 및 제n+1 우측방 카메라)의 중심점은 같은 위치에 있지 않으나, 그 중심 사이의 거리(~0.1m)가 실제 카메라 중심으로부터 배전 설비까지의 거리(10 m 이상)보다 현저히 작기 때문에, 제n 좌측방 카메라 및 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라 및 제n+1 우측방 카메라)의 중심이 같다고 근사하여도 큰 오차가 발생하지 않는다.

촬영 각도 연산부(175)는 위와 같은 가정을 바탕으로 θ2를 추정한다.

먼저, 촬영 각도 연산부(175)는 제n 좌측방 카메라 및 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라 및 제n+1 우측방 카메라)의 촬영 각도인 θ1 및 θ2를 기본 값으로 설정된 각도(예를 들면, 45°)로 설정한다.

이후, 촬영 각도 연산부(175)는 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)에서 배전 설비가 검출되었을 경우, 검출된 배전 설비가 최적의 영역에 위치하도록 θ1을 조정한다.

이를 통해, 촬영 각도 연산부(175)는 현재 배전 설비에 대한 최적의 θ1을 산출하고, 산출한 θ1을 이용하여 하기의 알고리즘 연산을 수행하여 최적의 θ2를 산출할 수 있다.

먼저, 촬영 각도 연산부(175)는 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)로부터 전주까지의 거리인 D1을 산출한다.

제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)로의 중심으로부터 전주에 내린 수선의 발 D1과 그 위치로부터 전주 꼭대기까지의 길이를 두 변으로 하는 직각삼각형을 만들 수 있다.

이때, 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)의 중심과 D1이 이루는 각이 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)로의 촬영 각도 θ1이다.

따라서, 이 삼각형은 한 각을 θ1로 하는 직각 삼각형이며, 수선의 발부터 전주 꼭대기까지의 거리는 전주의 높이에서 지상으로부터 카메라의 높이, 즉 차량(10)의 높이를 뺀 H-h로 구할 수 있으며, 촬영 각도 연산부(175)는 하기의 수학식 1과 같은 관계식을 얻을 수 있다.

촬영 각도 연산부(175)는 수학식 1을 통해 D1을 하기의 수학식 2와 같이 산출한다.

다음으로, 촬영 각도 연산부(175)는 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n+1 우측방 카메라)로부터 전주까지의 거리인 D2를 산출한다.

촬영 각도 연산부(175)는 제n 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라)에서 관찰된 배전 설비의 추적 관찰을 위한 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n+1 우측방 카메라)의 촬영 각도 θ2를 추정하기 위해서는 앞서 추정 한 D1을 이용해 D2를 산출해야 한다.

먼저, 제n 좌측방 카메라 및 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라 및 제n+1 우측방 카메라)의 중심점에서 전주의 이동 경로에 수선의 발(L)을 내릴 수 있다. 이때, 수선의 발(L)은 자동차의 측면 방향과 평행하다.

앞에서 수선의 발(L)과 제n 좌측방 카메라 및 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n 우측방 카메라 및 제n+1 우측방 카메라)의 설치 각도(가로 방향을 기준으로 카메라가 설치된 각도)를 Φ1, Φ2로 정의하였으므로, 이 수선의 발(L)과 D1을 두 변으로 하는 직각삼각형을 생각 할 수 있다.

따라서, 촬영 각도 연산부(175)는 하기의 수학식 3과 같은 관계식을 얻을 수 있다.

촬영 각도 연산부(175)는 수학식 3를 통해 수선의 발(L)을 하기의 수학식 4와 같이 산출한다.

D2를 추정하기 위해, 수선의 발(L)과 D2를 두 변으로 하는 직각삼각형을 생각 할 수 있다.

따라서, 촬영 각도 연산부(175)는 하기의 수학식 5와 같은 관계식을 얻을 수 있다.

촬영 각도 연산부(175)는 수학식 5를 통해 D2를 하기의 수학식 6과 같이 산출한다.

제n+1 좌측방 카메라(또는 제n+1 우측방 카메라)의 촬영 각도 θ2를 추정하기 위해, 촬영 각도 연산부(175)는 제n+1 좌측방 카메라(또는 제n+1 우측방 카메라)의 중심으로부터 전주에 내린 수선의 발 D2와 그 위치로부터 전주 꼭대기까지의 길이를 두 변으로 하는 직각삼각형을 만들 수 있다.

이를 근거로, 촬영 각도 연산부(175)는 하기의 수학식 7과 같은 관계식을 얻을 수 있고, 수학식 7에 기산출한 D1을 대입하면 하기의 수학식 8과 같이 산출할 수 있다.

촬영 각도 연산부(175)는 수학식 8을 통해 θ2를 하기의 수학식 9와 같이 산출할 수 있다.

촬영 각도 연산부(175)는 상술한 수학식들을 이용하여 제1 시점(時點)의 제1 좌측방 영상(또는 제1 우측방 영상)을 근거로 제2 시점(時點)에서 제2 좌측방 카메라(132; 또는 제2 우측방 카메라(152))의 촬영 각도를 산출한다. 촬영 각도 연산부(175)는 상술한 수학식들을 이용하여 제2 시점(時點)의 제2 좌측방 영상(또는 제2 우측방 영상)을 근거로 제3 시점(時點)에서 제3 좌측방 카메라(133; 또는 제3 우측방 카메라(153))의 촬영 각도를 산출한다.

촬영 제어부(176)는 촬영 각도 연산부(175)에서 산출한 촬영 각도를 근거로 좌측방 촬영 장치(130) 및 우측방 촬영 장치(150)를 제어한다.

촬영 제어부(176)는 기준 각도로 설정된 촬영 각도를 이용하여 제1 시점(時點)에서 제1 좌측방 카메라(131; 또는 제1 우측방 카메라(151))의 상하 각도를 제어한다.

촬영 제어부(176)는 제1 시점(時點)에서 촬영된 제1 좌측방 영상(또는 제1 우측방 영상)을 근거로 설정된 촬영 각도를 이용하여 제2 시점(時點)에서 제2 좌측방 카메라(132; 또는 제2 우측방 카메라(152))의 상하 각도를 제어한다.

촬영 제어부(176)는 제2 시점(時點)에서 촬영된 제2 좌측방 영상(또는 제2 우측방 영상)을 근거로 설정된 촬영 각도를 이용하여 제3 시점(時點)에서 제3 좌측방 카메라(133; 또는 제3 우측방 카메라(153))의 상하 각도를 제어한다.

이를 통해, 배전 설비 영상 취득 시스템(100)은 하나의 배전 설비에 대해 다양한 시점(視點)을 갖고, 배전 설비가 최적의 위치(즉, 중앙)에 위치한 배전 설비 영상을 취득할 수 있다.

여기서, 배전 설비 영상은 서로 다른 시점(時點)에 촬영된 제1 좌측방 영상 내지 제3 좌측방 영상을 포함할 수 있다. 물론, 배전 설비 영상은 서로 다른 시점(時點)에 촬영된 제1 우측방 영상 내지 제3 우측방 영상을 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 방법을 상세하게 설명한다. 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 배전 설비 영상 취득 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

제어 장치(170)는 기준 각도를 촬영 각도로 설정한다(S105). 제어 장치(170)는 제1 시점(時點)의 촬영을 위해 대략 45°의 기준 각도를 촬영 각도로 설정한다.

제어 장치(170)는 좌측방 촬영 장치(130)의 제어 모터를 촬영 각도로 제어한다(S110). 즉, 제어 장치(170)는 좌측방 촬영 장치(130)의 제1 제어 모터(134) 내지 제3 제어 모터(136)의 상하 각도를 S105 단계에서 설정된 촬영 각도로 제어한다.

그에 따라, 제1 제어 모터(134) 내지 제3 제어 모터(136)는 촬영 각도에 따라 구동하고, 제1 좌측방 카메라(131) 내지 제3 좌측방 카메라(133)는 대략 45°정도의 상하 각도를 갖도록 변경된다.

좌측방 촬영 장치(130)는 제1 시점(時點)에서 복수의 좌측방 영상을 취득한다(S115). 즉, 제1 좌측방 카메라(131)는 제1 시점(時點)에 차량(10) 진행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 제1 좌측방 영상을 취득한다. 제2 좌측방 카메라(132)는 제1 시점(時點)에 차량(10) 진행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 제2 좌측방 영상을 취득한다. 제3 좌측방 카메라(133)는 제1 시점(時點)에 차량(10) 진행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 제3 좌측방 영상을 취득한다.

제어 장치(170)는 제1 시점(時點)에서 복수의 좌측방 영상을 근거로 촬영 각도를 산출한다(S120). 이때, 차량(10)이 전방으로 진행 중이므로 좌측방 촬영 장치(130) 중 전방에 배치된 제1 좌측방 카메라(131)에서 취득한 제1 좌측방 영상에서 배전 설비가 검출되므로, 제어 장치(170)는 제1 좌측방 영상을 근거로 촬영 각도를 산출한다.

제어 장치(170)는 좌측방 촬영 장치(130)의 제어 모터의 촬영 각도를 제어한다(S125). 즉, 제어 장치(170)는 좌측방 촬영 장치(130)의 제1 제어 모터(134) 내지 제3 제어 모터(136)의 상하 각도를 S120 단계에서 설정된 촬영 각도로 제어한다.

그에 따라, 제1 제어 모터(134) 내지 제3 제어 모터(136)는 촬영 각도에 따라 구동하고, 제1 좌측방 카메라(131) 내지 제3 좌측방 카메라(133)는 S120 단계에서 산출된 촬영 각도에 대응되는 상하 각도를 갖도록 변경된다.

좌측방 촬영 장치(130)는 제2 시점(時點)에서 복수의 좌측방 영상을 취득한다(S130). 즉, 제1 좌측방 카메라(131)는 제2 시점(時點)에 차량(10) 진행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 제1 좌측방 영상을 취득한다. 제2 좌측방 카메라(132)는 제2 시점(時點)에 차량(10) 진행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 제2 좌측방 영상을 취득한다. 제3 좌측방 카메라(133)는 제2 시점(時點)에 차량(10) 진행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 제3 좌측방 영상을 취득한다.

좌측방 촬영 장치(130)는 제2 시점(時點)에서 복수의 좌측방 영상을 근거로 촬영 각도를 산출한다(S135). 이때, 차량(10)이 전방으로 진행 중이므로 제2 좌측방 카메라(132)에서 취득한 제2 좌측방 영상에서 배전 설비가 검출되므로, 제어 장치(170)는 제2 좌측방 영상을 근거로 촬영 각도를 산출한다.

제어 장치(170)는 좌측방 촬영 장치(130)의 제어 모터의 촬영 각도를 제어한다(S140). 즉, 제어 장치(170)는 좌측방 촬영 장치(130)의 제1 제어 모터(134) 내지 제3 제어 모터(136)의 상하 각도를 S135 단계에서 설정된 촬영 각도로 제어한다.

그에 따라, 제1 제어 모터(134) 내지 제3 제어 모터(136)는 촬영 각도에 따라 구동하고, 제1 좌측방 카메라(131) 내지 제3 좌측방 카메라(133)는 S135 단계에서 산출된 촬영 각도에 대응되는 상하 각도를 갖도록 변경된다.

좌측방 촬영 장치(130)는 제3 시점(時點)에서 복수의 좌측방 영상을 취득한다(S145). 즉, 제1 좌측방 카메라(131)는 제3 시점(時點)에 차량(10) 진행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 제1 좌측방 영상을 취득한다. 제2 좌측방 카메라(132)는 제3 시점(時點)에 차량(10) 진행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 제2 좌측방 영상을 취득한다. 제3 좌측방 카메라(133)는 제3 시점(時點)에 차량(10) 진행 방향의 좌측 방향을 촬영하여 제3 좌측방 영상을 취득한다. 이때, 차량(10)이 전방으로 진행 중이므로 좌측방 촬영 장치(130) 중 후방에 배치된 제3 좌측방 카메라(133)에서 취득한 제3 좌측방 영상에서 배전 설비가 검출된다.

제어 장치(170)는 제1 시점(時點) 내지 제3 시점(時點)에서 취득한 좌측방 영상들로부터 배전 설비 영상을 검출한다(S150). 즉, 제어 장치(170)는 제1 시점(時點)에 취득한 제1 좌측방 영상 내지 제3 좌측방 영상, 제2 시점(時點)에 취득한 제1 좌측방 영상 내지 제3 좌측방 영상, 제3 시점(時點)에 취득한 제1 좌측방 영상 내지 제3 좌측방 영상 중에서 배전 설비를 포함한 영상을 배전 설비 영상으로 검출한다.

이때, 제어 장치(170)는 제1 시점(時點)의 제1 좌측방 영상, 제2 시점(時點)의 제2 좌측방 영상 및 제3 시점(時點)의 제3 좌측방 영상을 배전 설비 영상으로 검출하는 것을 일례로 한다.

이상에서는 배전 설비 영상 취득 방법을 용이하게 설명하기 위해서 좌측방 촬영 장치(130)를 이용하여 배전 설비 영상을 취득하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 우측방 촬영 장치(150)를 이용하여 배전 설비 영상을 취득할 수도 있다.

물론, 좌측방 촬영 장치(130) 및 우측방 촬영 장치(150)를 모두 이용하여 2개 이상의 배전 설비 영상을 동시에 취득할 수도 있다. 다만, 좌측방 촬영 장치(130) 및 우측방 촬영 장치(150)가 동시에 동작하는 경우 내부 연산량 증가 등의 문제가 발생할 수 있으므로 소정 시간차를 두고 각각 동작할 수 있다.

상술한 바와 같이, 배전 설비 영상 취득 시스템 및 방법은 복수의 측방 카메라를 이용하여 배전 설비 영상을 취득함으로써, 순시 인력을 통해 배전 설비를 검사하는 종래에 비해 순시 시간 및 순시 인력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

100: 배전 설비 영상 취득 시스템
110: 전방 촬영 장치 112: 제1 전방 카메라
114: 제2 전방 카메라 130: 좌측방 촬영 장치
131: 제1 좌측방 카메라 132: 제2 좌측방 카메라
133: 제3 좌측방 카메라 134: 제1 제어 모터
135: 제2 제어 모터 136: 제3 제어 모터
150: 우측방 촬영 장치 151: 제1 우측방 카메라
152: 제2 우측방 카메라 153: 제3 우측방 카메라
154: 제4 제어 모터 155: 제5 제어 모터
156: 제6 제어 모터 170: 제어 장치
171: 전방 영상 보정부 172: 거리 정보 추정부
173: 위치 정보 수집부 174: 위치 정보 보정부
175: 촬영 각도 연산부 176: 촬영 제어부

Claims

차량의 진행 방향을 기준으로 차량의 일측 방향을 촬영하는 복수의 카메라로 구성되어 한 시점(時點)에 복수의 측방 영상을 취득하는 측방 촬영 장치; 및
상기 측방 촬영 장치에서 취득한 상기 복수의 측방 영상 중 적어도 하나를 근거로 다음 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하고, 상기 복수의 측방 영상 중에서 배전 설비 중에서 적어도 하나를 배전 설비 영상을 취득하는 제어 장치를 포함하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는,
서로 다른 시점(時點)에 촬영된 복수의 측방 영상들 중에서 배전 설비가 포함된 복수의 측방 영상을 배전 설비 영상으로 검출하되,
상기 배전 설비 영상으로 검출된 상기 복수의 측방 영상은 서로 다른 시점(視點)으로 배전 설비가 촬영된 측방 영상인 배전 설비 영상 취득 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는,
배전 설비가 측방 영상의 중앙에 위치하도록 하는 촬영 각도를 설정하되, 상기 복수의 측방 영상 중에서 배전 설비가 포함된 영상을 근거로 다음 시점(時點)의 촬영 각도를 산출하는 촬영 각도 연산부를 포함하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제3항에 있어서,
상기 촬영 각도 연산부는,
제1 시점(時點)에서 제1 측방 카메라에서 촬영된 제1 측방 영상을 근거로 제2 시점(時點)에서의 제2 측방 카메라의 촬영 각도를 산출하고,
제2 시점(時點)에서 제2 측방 카메라에서 촬영된 제2 측방 영상을 근거로 제3 시점(時點)에서의 제3 측방 카메라의 촬영 각도를 산출하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제4항에 있어서,
상기 촬영 각도 연산부는,
제n 측방 카메라 및 제n+1 측방 카메라의 촬영 각도를 설정 각도로 설정하고,
제n 측방 카메라에서 촬영된 제n 측방 영상에서 배전 설비가 검출되면 상기 제n 측방 영상에서 상기 배전 설비가 중앙에 위치하도록 상기 제n 측방 카메라의 촬영 각도(θ1)를 조정하고,
전주의 높이(H)에서 카메라의 높이(h)를 감산한 값을 조정된 상기 촬영 각도(θ1)의 탄젠트값(tan(θ1))으로 나눈 값을 제n 측방 카메라에서 전주까지의 거리(D1)로 산출하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제5항에 있어서,
상기 촬영 각도 연산부는,
제n 측방 카메라에서 전주까지의 거리(D1)와 제n 측방 카메라의 설치 각도(Φ1)의 코사인값(cos(Φ1))을 곱한 값을 제n+1 측방 카메라의 설치 각도(Φ2)의 코사인값(cos(Φ2))로 나눈 값을 제n+1 측방 카메라에서 전주까지의 거리(D1)로 산출하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제6항에 있어서,
상기 촬영 각도 연산부는,
제n+1 측방 카메라의 설치 각도(Φ2)의 코사인값(cos(Φ2))에 상기 제n 측방 카메라의 촬영 각도(θ1)의 탄젠트값(tan(θ1))을 곱한 후에 제n 측방 카메라의 설치 각도(Φ1)의 코사인값(cos(Φ1))으로 나눈 값의 아크탄젠트값을 제n+1 측방 카메라의 촬영 각도로 산출하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제7항에 있어서,
상기 촬영 각도 연산부에서 산출한 촬영 각도를 근거로 상기 측방 촬영 장치에 포함된 제어 모터를 제어하는 촬영 제어부를 더 포함하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제8항에 있어서,
상기 촬영 제어부는,
상기 촬영 각도 연산부에서 제n 시점(時點)의 측방 영상을 이용하여 산출한 촬영 각도를 근거로 제n+1 시점(時點)의 촬영 각도를 제어하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제1항에 있어서,
상기 측방 촬영 장치는 차량의 좌측 방향을 동일 시점(時點)에 촬영된 복수의 좌측방 영상을 취득하는 좌측방 촬영 장치를 포함하고,
상기 좌측방 촬영 장치는,
베이스 플레이트의 좌측 및 전면으로 치우쳐져 배치되어 제1 좌측방 영상을 취득하는 제1 좌측방 카메라;
상기 베이스 플레이트의 좌측으로 치우쳐져 상기 차량의 전장과 수직으로 배치되고, 제2 좌측방 영상을 취득하는 제2 좌측방 카메라; 및
상기 베이스 플레이트의 좌측 및 후면으로 치우쳐져 배치되어 제3 좌측방 영상을 취득하는 제3 좌측방 카메라를 포함하고,
상기 제1 좌측방 카메라 및 상기 제3 좌측방 카메라는 상기 제2 좌측방 카메라와 설정 각도를 이루도록 배치된 배전 설비 영상 취득 시스템.
제10항에 있어서,
상기 좌측방 촬영 장치는,
하부가 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 상기 제1 좌측방 카메라와 결합되어 상기 제1 좌측방 카메라의 상하 각도를 상기 촬영 각도로 가변하는 제1 제어 모터;
하부가 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 상기 제2 좌측방 카메라와 결합되어 상기 제2 좌측방 카메라의 상하 각도를 상기 촬영 각도로 가변하는 제2 제어 모터; 및
하부가 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 상기 제3 좌측방 카메라와 결합되어 상기 제3 좌측방 카메라의 상하 각도를 상기 촬영 각도로 가변하는 제3 제어 모터를 더 포함하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제1항에 있어서,
상기 측방 촬영 장치는 차량의 우측 방향을 동일 시점(時點)에 촬영된 복수의 우측방 영상을 취득하는 우측방 촬영 장치를 포함하고,
상기 우측방 촬영 장치는,
베이스 플레이트의 우측 및 전면으로 치우쳐져 배치되어 제1 우측방 영상을 취득하는 제1 우측방 카메라;
상기 베이스 플레이트의 우측으로 치우쳐져 상기 차량의 전장과 수직으로 배치되고, 제2 우측방 영상을 취득하는 제2 우측방 카메라; 및
상기 베이스 플레이트의 우측 및 후면으로 치우쳐져 배치되어 제3 우측방 영상을 취득하는 제3 우측방 카메라를 포함하고,
상기 제1 우측방 카메라 및 상기 제3 우측방 카메라는 상기 제2 우측방 카메라와 설정 각도를 이루도록 배치된 배전 설비 영상 취득 시스템.
제12항에 있어서,
상기 우측방 촬영 장치는
하부가 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 상기 제1 우측방 카메라와 결합되어 상기 제1 우측방 카메라의 상하 각도를 상기 촬영 각도로 가변하는 제4 제어 모터;
하부가 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 상기 제2 우측방 카메라와 결합되어 상기 제2 우측방 카메라의 상하 각도를 상기 촬영 각도로 가변하는 제5 제어 모터; 및
하부가 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상부가 상기 제3 우측방 카메라와 결합되어 상기 제3 우측방 카메라의 상하 각도를 상기 촬영 각도로 가변하는 제6 제어 모터를 더 포함하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제1항에 있어서,
상기 차량의 진행 방향인 전방을 촬영하여 복수의 전방 영상을 취득하는 전방 촬영 장치를 더 포함하고,
상기 전방 촬영 장치는
제1 전방 영상을 취득하는 제1 전방 카메라; 및
상기 제1 전방 카메라와 이격되고, 상기 제1 전방 영상과 동일한 시점(時點)에 촬영된 제2 전방 영상을 취득하는 제2 전방 카메라를 포함하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
제14항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 제1 전방 영상 및 상기 제2 전방 영상을 스테레오 교정하여 제1 교정 전방 영상 및 제2 교정 전방 영상을 생성하는 전방 영상 보정부;
상기 제1 교정 전방 영상 및 상기 제2 교정 전방 영상을 근거로 상기 차량에서 전주까지의 거리인 거리 정보를 추정하는 거리 정보 추정부;
차량의 현재 위치를 포함하는 위치 정보를 수집하는 위치 정보 수집부; 및
상기 위치 정보 및 상기 거리 정보를 근거로 보정 위치 정보를 생성하고, 상기 보정 위치 정보를 상기 전주의 위치로 설정하는 위치 정보 보정부를 포함하는 배전 설비 영상 취득 시스템.
기준 각도를 제1 시점(時點)의 촬영 각도로 설정하는 단계;
측방 촬영 장치의 제어 모터를 상기 제1 시점(時點)의 촬영 각도로 설정하는 단계;
상기 제1 시점(時點)에서 복수의 측방 영상을 취득하는 단계;
상기 제1 시점(時點)에서 취득한 상기 복수의 측방 영상 중에서 배전 설비가 포함된 측방 영상을 근거로 제2 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하는 단계;
측방 촬영 장치의 제어 모터를 상기 제2 시점(時點)의 촬영 각도로 설정하는 단계;
상기 제2 시점(時點)에서 복수의 측방 영상을 취득하는 단계;
상기 제2 시점(時點)에서 취득한 상기 복수의 측방 영상 중에서 배전 설비가 포함된 측방 영상을 근거로 제3 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하는 단계;
측방 촬영 장치의 제어 모터를 상기 제3 시점(時點)의 촬영 각도로 설정하는 단계; 및
상기 제3 시점(時點)에서 복수의 측방 영상을 취득하는 단계를 포함하는 배전 설비 영상 취득 방법.
제16항에 있어서,
상기 복수의 측방 영상은 제1 측방 영상, 제2 측방 영상 및 제3 측방 영상을 포함하는 배전 설비 영상 취득 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 시점(時點) 내지 상기 제3 시점(時點)에서 취득한 복수의 측방 영상 중 배전 설비가 포함된 측방 영상을 배전 설비 영상을 검출하는 단계를 더 포함하는 배전 설비 영상 취득 방법.
제18항에 있어서,
상기 배전 설비 영상을 검출하는 단계에서는,
상기 제1 시점(時點)에서 제1 측방 카메라에서 촬영된 제1 측방 영상, 상기 제2 시점(時點)에서 제2 측방 카메라에서 촬영된 제2 측방 영상 및 상기 제3 시점(時點)에서 제3 측방 카메라에서 촬영된 제3 측방 영상을 배전 설비 영상으로 검출하는 배전 설비 영상 취득 방법.
제16항에 있어서,
상기 제2 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하는 단계에서는 상기 제1 시점(時點)에서 촬영된 제1 측방 영상을 근거로 상기 촬영 각도를 설정하고,
상기 제3 시점(時點)의 촬영 각도를 설정하는 단계에서는 상기 제2 시점(時點)에서 촬영된 제2 측방 영상을 근거로 상기 촬영 각도를 설정하는 배전 설비 영상 취득 방법.