KR20220067101A - 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템 - Google Patents

짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220067101A
KR20220067101A KR1020200153431A KR20200153431A KR20220067101A KR 20220067101 A KR20220067101 A KR 20220067101A KR 1020200153431 A KR1020200153431 A KR 1020200153431A KR 20200153431 A KR20200153431 A KR 20200153431A KR 20220067101 A KR20220067101 A KR 20220067101A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
visible light
gimbal
thermal imaging
unit
Prior art date
Application number
KR1020200153431A
Other languages
English (en)
Inventor
정경준
Original Assignee
주식회사 이시스템
정경준
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이시스템, 정경준 filed Critical 주식회사 이시스템
Priority to KR1020200153431A priority Critical patent/KR20220067101A/ko
Publication of KR20220067101A publication Critical patent/KR20220067101A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/66—Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
    • H04N23/661—Transmitting camera control signals through networks, e.g. control via the Internet
    • H04N5/23206—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/12—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
    • F16M11/121—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction constituted of several dependent joints
    • F16M11/123—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction constituted of several dependent joints the axis of rotation intersecting in a single point, e.g. by using gimbals
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/56—Accessories
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/695—Control of camera direction for changing a field of view, e.g. pan, tilt or based on tracking of objects
    • H04N5/23299—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광 모듈의 열화상 촬영시스템에 관한 것으로서, 촬영 각도 조절기능의 짐벌기구, 가시광 카메라와 열화상카메라, 전문가의 무선조종기, 메인 촬영 제어장치로 구성되어 있는 열화상 촬영 시스템으로서, 상기 메인촬영 제어 장치는 열화상이미지 촬영부, 가시광 이미지 촬영부, 가시영상 분석부, 이미지 분석 정보기반으로 짐벌의 조절값을 도출하는 조절부, 조절값에 따라 짐벌의 모터를 제어값을 결정하는 조작부, 외부 무선조종기 신호처리를 위한 무선통신부, 열화상, 가시광영상을 저장하는 영상저장부를 포함하여, 실시간 가시광영상을 분석하여 태양광 모듈의 관심영역이 항상 이미지의 중앙에 위치하도록 하며, 수평적으로 촬영될 수 있도록 촬영각도를 제어하는 기능을 수행하고, 이를 통해 모듈의 온도 분석의 정확성을 높일 수 있도록 하며, 실시간 영상처리 기능을 내장하고 있어 분석 가능성이 높은 질 좋은 영상을 얻을 수 있다.

Description

짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템{Photovoltaic module thermal imaging system}
본 발명은 태양광 모듈의 열화상 촬영시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 짐벌에 장착된 가시광 영상을 실시간 분석하여 태양광 모듈의 관심영역이 항상 이미지의 중앙에 위치하도록 하며, 수평적으로 촬영될 수 있도록 촬영각도를 제어하는 신호를 발생시켜 짐벌의 촬영기구의 형상을 제어하는 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 모듈의 열화 측정을 위해 열화상카메라와 같은 비접촉 센서시스템을 사용한다. 또한 최근에는 촬영에 대한 공간적, 시간적 제약을 해소하기 위해 드론을 이용하는 시스템이 활용되고 있다.
이러한 촬영 시스템은 주로 가시광카메라와 열화상카메라를 1조로 장착하여 촬영한다. 열화상카메라는 온도를 나타내는 특성상 사물을 분별하기에는 적합하지 않아 주로 가시광카메라를 통해 영상분석하여 열화상카메라 정보를 추정한다.
열화상카메라는 일반적으로 해상도가 낮다는 단점을 가지고 있으며 고해상도 제품의 경우는 상대적으로 높은 가격을 나타내고 있다. 열화상이미지에서 정확한 온도 추출을 위해서 근접 촬영이 요구된다. 따라서 모듈의 영역이 잘 추출될 수 있도록 촬영각도를 조절할 필요가 있다.
열화상카메라는 온도를 나타내는 특성상 사물을 분별하기에는 적합하지 않아 주로 가시광카메라를 통해 영상분석하여 열화상카메라 정보를 추정한다.
열화상카메라는 일반적으로 해상도가 낮다는 단점을 가지고 있으며 고해상도 제품의 경우는 상대적으로 높은 가격을 나타내고 있다.
높은 고도에서 찍은 열화상이미지는 넓은 영역을 관찰 할 수 있으나, 모듈에 대한 온도분포를 정확하게 식별하기 어렵기 때문에 보다 낮은 고도에서 근접 촬영하여야 모듈의 온도 분석을 정확하게 할 수 있다.
따라서, 모듈의 영역이 잘 추출될 수 있도록 촬영각도를 조절할 필요가 있다.
한국특허 10-1967638(드론을 이용한 태양광 발전모듈 관리시스템)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 열화상 이미지가 기울어져서 촬영되면 영상처리과정에 복잡한 전처리 과정이 필요하게 되며, 관심영역을 벗어나서 촬영하게 되면 정확한 모듈의 온도분포 분석을 할 수 없게 되는 문제점을 해결하고자 하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템은 촬영 각도 조절기능의 짐벌기구, 가시광 카메라와 열화상카메라, 전문가의 무선조종기, 메인 촬영 제어장치로 구성되어 있는 열화상 촬영 시스템으로서, 상기 메인촬영 제어 장치는 열화상이미지 촬영부, 가시광 이미지 촬영부, 가시영상 분석부, 이미지 분석 정보기반으로 짐벌의 조절값을 도출하는 조절부, 조절값에 따라 짐벌의 모터를 제어값을 결정하는 조작부, 외부 무선조종기 신호처리를 위한 무선통신부, 열화상, 가시광영상을 저장하는 영상저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 태양광 모듈 열화상 촬영 시스템은 가시광 카메라와 열화상카메라로 부터 태양광 모듈을 촬영하고, 가시광이미지를 영상처리하여 촬영된 모듈영역의 각도분석과 중심영역의 위치를 도출하고, 도출된 모듈영역의 각도는 수평이 될 수 있도록 짐벌의 수평각을 제어하는 조절 신호값으로 환산되고, 중심영역은 카메라의 수직각을 제어하는 조절 신호값으로 환산하며, 얻어진 조절 환산 제어신호는 짐벌의 모터를 제어값을 결정하는 조작부에 의해 조작신호로 변환하고, 얻어진 조작신호는 외부 무선조종기 신호처리를 위한 무선통신부의 신호와 연산하여 촬영 각도 조절기능의 짐벌기구에 입력되고, 촬영 수평 수직 각도 조절 기능에 의해 열화상 이미지가 모듈 영역이 수평적이며, 관심영역이 중심으로 촬영될 수 있도록 실시간 제어하고, 일련의 가시광 영상 획득부터 짐벌의 촬영각도 제어과정까지의 과정을 수행하면서 열화상 이미지가 정확한 온도 분석이 이루어 질 수 있는 질 높은 영상이 촬영될 수 있도록 반복 제어 과정을 수행한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의한 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템은 실시간 가시광영상을 분석하여 태양광 모듈의 관심영역이 항상 이미지의 중앙에 위치하도록 하며, 수평적으로 촬영될 수 있도록 촬영각도를 제어하는 기능을 수행하고, 이를 통해 모듈의 온도 분석의 정확성을 높일 수 있도록 하며, 실시간 영상처리 기능을 내장하고 있어 분석 가능성이 높은 질 좋은 영상을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템의 시스템 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 고도에 따라 가시광과 열화상 카메라로부터 촬영된 이미지들에 대한 도면이다.
도 3은 가시광이미지와 열화상이미지의 촬영 영역 비교에 대한 도면이다.
도 4은 가시광 이미지의 영상처리를 통한 모듈 영역 각도 분석과 짐벌 제어를 통한 모듈 영역 수평 촬영 기술에 대한 도면이다.
도 5는 모듈의 열화상이미지의 관심영역이 중심으로 위치할 수 있도록 짐벌제어하는 관심위치 조절 기술에 대한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템은, 짐벌기구(40), 가시광 카메라(11), 열화상카메라(12), 무선조종기(30), 메인 촬영 제어장치(20)를 포함하여 구성된다.
도 2는 고도에 따라 가시광과 열화상 카메라로부터 촬영된 이미지들에 대한 도면이다.
지상 100m의 원거리 가시광 촬영 이미지(80)을 보면 여러 개의 태양광모듈이 한 개의 프레임에 보일 수 있으나 가시광에 비해 상대적으로 저해상도인 열화상 이미지(81)은 태양광모듈들이 구분하기 힘들정도로 흐릿하게 보인다. 따라서 보다 낮은 위치에서 가시광 촬영(82)과 열화상 촬영(83)을 수행하여야 태양광 모듈의 구분 및 온도분포에 대한 보다 정확한 정보를 추출할 수 있다.
도 3은 가시광이미지와 열화상이미지의 촬영 영역 비교에 대한 도면이다.
제 1 가시광영상(100)과 제 2 가시광영상(110) 모두 태양광 모듈 영역이 잘 촬영된 것 처럼 보인다. 하지만 가시광영상에 비해 제 1 열화상영역(101)과 제 2 열화상영역(111)은 좁은 영역을 촬영하고 있다. 제 1 열화상영역에 해당하는 제 1 가시광 관심영역(102)와 제 2 열화상영역에 해당하는 제 2 가시광 관심영역(112)를 가시광카메라와 열화상 카메라의 관계식을 통해 도출할 수 있으며, 모듈영역이 중앙에 촬영되지 않은 열화상이미지(103)은 모듈영역이 중앙에 촬영된 열화상이미지(113)에 비해 모듈의 온도 데이터를 정확하게 추출하기 어렵다.
도 5는 모듈의 열화상이미지의 관심영역이 중심으로 위치할 수 있도록 짐벌 제어하는 관심위치 조절 기술에 대한 도면이다.
제 1 열화상영역(101)을 보다 온도 추출이 정확하게 될 수 있는 제 5 열화상영역(200)으로 조절하기 위해서 촬영메인제어장치(202)에 짐벌 수직 각도를 조작하여 조작전의 카메라 각도(207)에서 조작 후의 카메라각도(208)로 조정될 수 있도록한다. 이를 통해 태양광 모듈의 관심영역이 제 2 열화상영상(113)과 같이 중앙에 올 수 있도록 제어한다.
도 4은 가시광 이미지의 영상처리를 통한 모듈 영역 각도 분석과 짐벌 제어를 통한 모듈 영역 수평 촬영 기술에 대한 도면이다.
제 3 가시광영상(150)을 영상처리하여 결과 영상(151)을 얻는다. 에지추출, 경계값 이진화, hough 변환등의 영상처리 알고리즘 통해 제 3 가시광영상의 태양광모듈영역이 기울어진 각도 기준선(152)를 도출한다. 각도 기준선이 수평이 아닌 경우 촬영메인제어장치를 통해 짐벌을 수평각을 조절하여 카메라를 (154)에서 (155)의 상태로 제어한다.
이러한 제어를 통해 제 4 가시광영상(157)의 태양광 모듈영역이 기울어진 각도 기준선(159)과 같이 수평이 될 수 있도록 한다. 이러한 영상의 수평촬영 제어를 통해 정확한 온도분석을 하기 위한 복잡한 영상 전처리 과정을 생략할 수 있게 되므로서 보다 정확한 분석이 이루어질 것이다.
본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.
1 : 드론 시스템 2 : 드론 FC(flight Controller)
10: 카메라 시스템 11: 가시광 카메라
12: 열화상카메라 20:촬영메인제어장치
21:FC interface 부 22:무선통신부
23:무선통신신호와 촬영메인제어장치 신호의 선택기
24:가시광화상 분석부 25:영상처리에 따른 촬영각도 조절부
26:짐벌의 촬영각도 조작신호 발생을 위한 조작부
27:가시광이미지과 열화상이미지 저장부
28:표시부 30:외부무선조종기
31:무선조종기 신호 수신 통신보드 32:무선조종기
40:짐벌제어기구 41:짐벌제어기
42:짐벌각도제어 구동부 43:가시광과 열화상 카메라
80:원거리 가시광이미지 81:원거리 열화상이미지
82:근거리 가시광이미지 83:근거리 열화상이미지
100:가시광영상1(태양광 모듈이 중심영역을 촬영되지 않은 경우)
101: 제 1 열화상영역 102: 제 1 가시광 관심영역
103: 제 1 열화상영상
110: 제 2 가시광영상 111: 제 2 열화상영역
112: 제 2 가시광 관심영역 113: 제 2 열화상영상
150: 제 3 가시광영상
151: 제 3 가시광영상을 영상처리한 영상
152: 제 3 가시광영상의 태양광 모듈영역이 기울어진 각도 기준선
153: 촬영메인제어장치
154: 제 3 가시광영상 촬영시의 카메라 형상
155: 제 4 가시광영상 촬영시의 카메라 형상
157: 제 4 가시광영상
158: 제 4 가시광영상을 영상처리한 영상
159: 제 4 가시광영상의 태양광 모듈영역이 기울어진 각도 기준선

Claims (3)

  1. 촬영 각도 조절이 가능한 짐벌기구, 가시광 카메라, 열화상카메라, 무선조종기, 메인 촬영 제어장치를 포함하는 열화상 촬영 시스템으로서,
    상기 메인촬영 제어 장치는,
    열화상이미지 촬영부, 가시광 이미지 촬영부, 가시영상 분석부, 이미지 분석 정보기반으로 짐벌의 조절값을 도출하는 조절부, 조절값에 따라 짐벌의 모터를 제어값을 결정하는 조작부, 외부 무선조종기 신호처리를 위한 무선통신부, 열화상, 가시광영상을 저장하는 영상저장부를
    포함하는 것을 특징으로 하는 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    가시광 카메라와 열화상카메라로부터 태양광 모듈을 촬영하고,
    가시광이미지를 영상처리하여 촬영된 모듈영역의 각도 분석과 중심영역의 위치를 도출하며,
    모듈영역의 각도는 수평이 될 수 있도록 짐벌의 수평각을 제어하는 조절 신호값으로 환산되고,
    중심영역은 카메라의 수직각을 제어하는 조절 신호값으로 환산되어, 조절값에 따라 짐벌의 모터를 제어값을 결정하는 조작부에 의해 조작신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    얻어진 조작신호는 외부 무선조종기 신호처리를 위한 무선통신부의 신호와 연산하여 촬영 각도 조절기능의 짐벌기구에 입력되는 것을 특징으로 하는 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템.

KR1020200153431A 2020-11-17 2020-11-17 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템 KR20220067101A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200153431A KR20220067101A (ko) 2020-11-17 2020-11-17 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200153431A KR20220067101A (ko) 2020-11-17 2020-11-17 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220067101A true KR20220067101A (ko) 2022-05-24

Family

ID=81805503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200153431A KR20220067101A (ko) 2020-11-17 2020-11-17 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220067101A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101967638B1 (ko) 2017-11-30 2019-04-10 (주) 포에버정보 드론을 이용한 태양광 발전 모듈 관리 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101967638B1 (ko) 2017-11-30 2019-04-10 (주) 포에버정보 드론을 이용한 태양광 발전 모듈 관리 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108012080B (zh) 图像处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质
CN111345029B (zh) 一种目标追踪方法、装置、可移动平台及存储介质
US9373023B2 (en) Method and apparatus for robustly collecting facial, ocular, and iris images using a single sensor
US20050212913A1 (en) Method and arrangement for recording regions of interest of moving objects
CN110349163B (zh) 图像处理方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质
KR101530255B1 (ko) 객체 자동 추적 장치가 구비된 cctv 시스템
KR20140013407A (ko) 객체 추적 장치 및 방법
GB2343945A (en) Photographing or recognising a face
JP2016533566A (ja) 虹彩撮像装置及び虹彩撮像装置を構成するための方法
WO2007041690A2 (en) Device for generating three dimensional surface models of moving objects
CN111765974B (zh) 一种基于微型制冷红外热像仪的野生动物观测系统及方法
CN108141568B (zh) Osd信息生成摄像机、合成终端设备及共享系统
CN109451233B (zh) 一种采集高清晰度面部图像的装置
CN112307912A (zh) 一种基于摄像头确定人员轨迹的方法及系统
WO2018032860A1 (zh) 一种测量方法及装置
KR101630281B1 (ko) 영상 처리 장치
CN110532853B (zh) 遥感超时相数据的分类方法及装置
CN110365897B (zh) 图像修正方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质
CN110136203B (zh) Tof设备的标定方法及其标定系统
KR20200016507A (ko) 영상 합성 방법 및 장치
WO2021168804A1 (zh) 图像处理方法、图像处理装置和图像处理系统
KR101625471B1 (ko) 보급형 열화상 카메라의 해상도 향상 방법 및 장치
KR20220067101A (ko) 짐벌을 이용한 태양광 모듈 열화상 촬영시스템
JP6483661B2 (ja) 撮像制御装置、撮像制御方法およびプログラム
KR102078877B1 (ko) 트리오 영상장치를 통한 태양광 모듈 열화상 촬영 시스템