KR20230016812A - 아날로그 미터 판독 시스템 - Google Patents

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KR20230016812A
KR20230016812A KR1020210098270A KR20210098270A KR20230016812A KR 20230016812 A KR20230016812 A KR 20230016812A KR 1020210098270 A KR1020210098270 A KR 1020210098270A KR 20210098270 A KR20210098270 A KR 20210098270A KR 20230016812 A KR20230016812 A KR 20230016812A
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Abstract

아날로그 미터 판독 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템은, 아날로그 미터를 촬영하는 촬영기기; 및 상기 촬영기기로부터 화상을 취득하여 지침의 지시값을 판독하는 판독장치;를 포함하며, 상기 판독장치는, 상기 아날로그 미터의 중앙부를 검출하는 검출부; 상기 중앙부의 주변에 분포한 점들의 농도를 산출하는 농도 산출부; 산출된 상기 농도로부터 지침의 각도를 산출하는 지침 산출부; 및 상기 지침의 각도로부터 상기 지시값을 판독하고 디지털 데이터로 변환하는 변환부;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 아날로그 미터를 촬영하여 얻어진 화상으로부터 지침이 지시하는 지시값을 정확하게 판독하여 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 미터 판독 시스템이 제공된다.

Description

아날로그 미터 판독 시스템{SYSTEM FOR RECOGNIZING ANALOG METER}
본 발명은 아날로그 미터 판독 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아날로그 미터를 촬영하여 얻어진 화상으로부터 지침이 지시하는 지시값을 정확하게 판독하여 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 미터 판독 시스템에 관한 것이다.
압력계나 온도계, 인디케이터등에는 지점을 중심으로서 회전하는 바늘(지침)에 의해서 지시값을 지시하는 단침회전형의 아날로그 미터가 많이 사용된다. 아날로그 미터는 그 성질상 지시치를 디지털 신호로 직접 변환 하는 것이 곤란하고, 계속해서 데이터를 수집하는 등 신뢰성이 높은 관측을 장기적으로 실시하는 경우 등에는, 지침이 지시하는 값을 육안으로 확인하기 때문에 측정치의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 미터를 카메라로 촬영하고, 화상 처리를 실시함으로써 바늘의 각도를 산출하는 기술이 제안되어 있다
그러나 미터의 바늘의 형상은 다양하고 종래 기술에서는 바늘의 정확한 각도를 산출할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1981610호(2019.05.17) "원격 계측 시스템 및 이를 이용한 계측 신호 변환 방법" 일본 등록특허 제3649278호(2005.02.25) "화상 인식에 의한 지침식 미터 측정 시스템 및 지침식 미터 측정 방법" 일본 공개특허 제2004-133560호(2004.04.30) "아날로그 미터의 자동 독해 방법 및 자동 독해 장치" 일본 등록특허 제4787584호(2011.07.22) "아날로그 미터의 자동 독해 방법 및 장치 및 프로그램"
본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템은, 아날로그 미터를 촬영하여 얻어진 화상으로부터 지침이 지시하는 지시값을 정확하게 판독하여 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 미터 판독 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템은, 아날로그 미터를 촬영하는 촬영기기; 및 상기 촬영기기로부터 화상을 취득하여 지침의 지시값을 판독하는 판독장치;를 포함하며, 상기 판독장치는, 상기 아날로그 미터의 중앙부를 검출하는 검출부; 상기 중앙부의 주변에 분포한 점들의 농도를 산출하는 농도 산출부; 산출된 상기 농도로부터 지침의 각도를 산출하는 지침 산출부; 및 상기 지침의 각도로부터 상기 지시값을 판독하고 디지털 데이터로 변환하는 변환부;를 포함한다.
여기서, 상기 검출부는, 기 저장된 상기 중앙부의 패턴정보와 상기 화상을 비교하여 상기 중앙부를 검출할 수 있다.
여기서, 상기 검출부는, 사용자로부터 입력된 중앙 정보로부터 상기 중앙부를 검출할 수 있다.
여기서, 상기 촬영기기를 외부 빛으로부터 차폐시키는 차폐기기를 더 포함하며, 상기 차폐기기는, 상기 아날로그 미터가 배치되는 제1파트; 중공의 원기둥 형상의 벽체;와, 상기 벽체 내부의 소정 지점에 배치되며, 상기 촬영기기가 삽입되는 삽입홈이 형성되며 상기 촬영기기의 렌즈에 대응되는 관통공이 중앙부에 형성되는 안착부;를 포함하고, 일면이 상기 제1파트와 결합되는 제2파트;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2파트는, 상기 안착부와 상기 일면 사이에 LED가 배치되는 LED배치부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템에 의하면, 아날로그 미터를 촬영하여 얻어진 화상으로부터 지침이 지시하는 지시값을 정확하게 판독하여 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 미터 판독 시스템이 제공된다.
또한, 화상과 지침의 특징을 이용하여, 아날로그 미터의 중앙부를 검출하고 중앙부 주변의 점들의 농도로부터 지침의 위치를 검출함으로써 정확도가 우수하다.
또한, 중앙부의 패턴정보로부터 아날로그 미터의 중앙부를 검출하여 정확도가 우수하다.
또한, 사용자로부터 입력된 중앙 정보를 중앙부를 검출하는데 적용함으로써 정확도가 매우 우수하다.
또한, 차폐기기를 통해 촬영기기가 외부와 완전히 차폐되므로 우수한 촬영환경이 조성된다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 장치도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 아날로그 미터
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 판독 순서도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 차폐기기의 분해사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 제2파트의 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 제2파트의 평면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 제2파트의 저부사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 이에 대해 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
설명에 앞서 상세한 설명에 기재된 용어에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템은 아날로그 미터를 촬영하여 얻어진 화상으로부터 지침이 지시하는 지시값을 정확하게 판독하여 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 미터 판독 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 장치도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 아날로그 미터이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템(1000)은, 촬영기기(100)와, 판독장치(200) 및 차폐기기(300)를 포함한다.
촬영기기(100)는 아날로그 미터(10)를 촬영하는 수단으로서 종래의 또는 신규의 디지털 카메라, 비전 측정기 등일 수 있다. 촬영기기(100)와 아날로그 미터(10)와의 위치관계는 고정되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 차폐기기(300)에 의해 촬영기기(100)와 아날로그 미터(10)와의 위치관계가 고정된다.
아날로그 미터(10)와의 일정한 거리 및 일정한 촬영 방향에서 촬영기기(100)는 아날로그 미터(10)를 촬영하며, 촬영된 화상은 판독장치(200)로 전송되어 저장될 수 있다. 여기서 화상은 사진 또는 영상일 수 있다.
판독장치(200)는 촬영기기(100)로부터 화상을 취득하여 아날로그 미터(10)의 지침(바늘)(11)이 지시하는 지시값을 판독하는 장치이다. 판독장치(200)는 검출부(210)와, 농도 산출부(220)와, 지침 산출부(230)와, 변환부(240)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 판독 순서도이다.
검출부(210)는 수신된 화상으로부터 아날로그 미터(10)의 중앙부(12)를 검출하는 구성이다. 본 실시예에서 판독장치(200)는 화상과 지침(11)의 구조를 통해 지침(11)이 지시하는 지시값을 판독한다.
구체적으로 검출부(210)는 지침(11)이 아날로그 미터(10)의 중앙부(12)를 축으로 하여 회전을 하며, 그 중앙부(12)로부터 돌출된 구조를 갖는 것을 전제로 한다. 즉, 본 실시예에서 중앙부(12)란, 문언상 아날로그 미터(10)의 정중앙을 의미하는 것이 아니라, 지침(11)의 일단으로서 회전축을 의미한다. 대체적으로 지침(11)의 회전축이 아날로그 미터(10)의 중앙에 위치하므로 중앙부(12)로 정의한다.
검출부(210)는 기 저장된 중앙부(12)의 패턴정보로부터 중앙부(12)를 검출한다.
여기서 패턴정보는, 중앙부(12)가 화상에서 표시되는 패턴이 분석되어 미리 저장된 제1패턴정보, 지침(11)의 일단의 형상인 제2패턴정보, 또는 지침(11)의 일단의 색상분포인 제3패턴정보 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
즉, 검출부(210)에는 아날로그 미터(10)의 중앙부(12)를 검출할 수 있는 사전 정보로서 패턴정보들이 미리 저장되며, 검출부(210)는 기 저장된 중앙부(12)의 패턴정보와 화상을 비교하여 중앙부(12)를 검출할 수 있다.
이에 더하여, 검출부(210)는 사용자로부터 입력된 중앙 정보로부터 중앙부(12)를 검출할 수도 있다. 구체적으로 촬영기기(100)가 촬영한 화상은 판독장치(200)로 전송되어 사용자가 해당 화상을 확인할 수 있다. 이 때, 화상을 확인하는 사용자가 직접 중앙부(12)에 해당하는 영역을 입력함으로써 검출부(210)에 중앙부(12)를 알려줄 수 있다. 다시 말해, 사용자는 확인한 화상으로부터 중앙부(12)에 해당하는 영역(픽셀)에 임의의 색상으로 표시함으로써 해당 영역이 중앙부(12)임을 표시할 수 있다. 사용자가 표시한 중앙부(12)의 영역을 중앙 정보라고 정의한다.
본 실시예에서 중앙 정보는 사용자가 해당 영역이 중앙부(12)라고 선택하여 빨간 색으로 표시된 지점일 수 있다.
검출부(210)는 패턴정보에 더하여 중앙 정보로부터 중앙부(12)를 찾음으로써 정확도가 매우 향상될 수 있다.
농도 산출부(220)는 지침(11)의 대략적 위치를 찾기 위해 중앙부(12)의 주변에 분포한 점들의 농도(산포)를 산출하는 구성이다. 일반적으로 아날로그 미터(10)에서 바늘과 미터의 면(13)과의 색상은 차이가 있다. 예를 들어 아날로그 미터(10)는 흰색 바탕에 검정색으로 눈금이 표시되고, 바늘은 검정색 등 아날로그 미터(10)의 면과는 다른 색상일 수 있다.
검출부(210)가 검출한 중앙부(12)로부터 주변에 분포한 점들의 농도(산포)를 검출한다. 여기서 점이란 다른 색상의 픽셀을 의미한다. 다시 말해, 바늘과 미터의 면(13)은 색상이 서로 상이하며, 따라서 화상에서 바늘이 위치한 영역은 주변과 다른 색상으로 표시된다. 이를 본 실시예에서 점이라고 정의한다.
즉 화상에서는 중앙부(12) 주면에 바늘과 미터의 면(13) 외에는 없으므로, 점의 농도(산포)를 산출하여 산출된 농도로부터 대략적인 바늘의 위치를 검출할 수 있다.
지침 산출부(230)는 농도 산출부(220)가 산출한 농도로부터 지침(11)의 정확한 위치를 파악하여 각도를 산출하는 구성이다. 지침 산출부(230)는 몬테카를로 방법을 이용하여 지침(11)의 정확한 위치를 파악하고, 영점으로부터 지침(11)까지의 회전각도를 산출할 수 있다.
변환부(240)는 지침 산출부(230)에서 산출된 지침(11)의 각도로부터 지침(11)이 지시하는 지시값을 판독하고, 이를 디지털 데이터로 변환하여 디스플레이, 단말기기 등에 입력/표시되도록 하는 구성이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 차폐기기의 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 제2파트의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 제2파트의 평면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 미터 판독 시스템의 제2파트의 저부사시도이다.
차폐기기(300)는 촬영기기(100)가 외부 빛의 영향을 받지 않도록 차폐하여 환경을 제약하기 위한 구성이다. 차폐기기(300)는 제1파트(310)와 제2파트(320)를 포함한다.
제1파트(310)는 대략 중공의 원기둥 형상으로 마련되어 아날로그 미터(10)가 배치된다. 제1파트(310)에는 아날로그 미터(10)가 고정장착될 수 있는 소정의 구조가 형성될 수 있다.
제2파트(320)는 중공의 원기둥 형상으로서 양면이 개방된 벽체(321)와, 안착부(322)와, 보드 장착부(323) 및 LED배치부(324)를 포함하며, 일면이 제1파트(310)와 결합된다.
안착부(322)는 벽체(321) 내부의 소정 지점에 배치되며 촬영기기(100)가 삽입되는 삽입홈(322a)이 형성된다. 그리고 삽입홈(322a)의 중앙에는 촬영기기(100)의 렌즈에 대응되는 관통공(322b)이 형성된다. 이 때 삽입홈(322a)은 촬영기기(100)의 전체 외형에 대응되는 형상으로 마련된다.
즉 촬영기기(100)가 삽입홈(322a)에 완전히 삽입되고, 렌즈만 관통공(322b)을 통해 대향되는 영역에 배치된 아날로그 미터(10)를 촬영하도록 마련됨으로써 외부환경으로부터 완전히 차폐된다.
다시 말해, 삽입홈(322a)은 안착부(322)의 다른 영역보다 제1파트(310) 측으로 함몰되도록 형성되어 촬영기기(100)가 삽입되며, 렌즈는 관통공(322b)을 통해 제1파트(310)에 배치된 아날로그 미터(10)를 촬영하도록 마련되어 외부로부터 차폐된다.
보드 장착부(323)는 상술한 판독장치(200)가 장착되는 구성이다. 보드 장착부(323)는 벽체(321)의 측면으로부터 돌출 형성되어 판독장치(200)가 놓여진 뒤 볼팅 등을 통해 장착된다. 본 실시예에서 보드 장착부(323)는 4개가 벽체(321)의 측면으로부터 돌출되어 판독장치(200)의 4개의 귀퉁이가 각각 장착된다.
이 때 판독장치(200)의 배면에는 디스플레이가 장착될 수 있다. 디스플레이에는 변환부(240)가 판독하여 디지털 데이터로 변환한 지시값이 표시될 수 있다.
마감부(325)는 제2파트(320)의 타면을 마감하기 위한 구성이다. 마감부(325)에는 측정공(325a)이 형성되어 디스플레이에 표시된 값을 육안으로 확인할 수 있도록 마련된다.
LED배치부(324)는 촬영기기(100)가 아날로그 미터(10)를 촬영할 때 빛을 조사하기 위한 구성이다. 제1파트(310)에 아날로그 미터(10)가 배치되고, 제2파트(320)에 촬영기기(100)가 배치되는데 촬영기기(100)는 외부로부터 차폐되므로 아날로그 미터(10)를 촬영 시 빛이 공급되지 않는 문제점이 있다. 따라서, 아날로그 미터(10) 측으로 빛이 조사되도록 함으로써 촬영기기(100)가 아날로그 미터(10)를 용이하게 촬영하도록 한다.
LED배치부(324)는 제1파트(310)와 결합되는 일면과 안착부(322) 사이에 배치된다. 본 실시예에서 LED배치부(324)는 벽체(321)의 측면으로부터 돌출되어 LED가 배치되며 중앙부(12)에는 관통공(322b)과 연통되는 렌즈홀(324a)이 형성된다.
상술한 바에 따라, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 아날로그 미터를 촬영하여 얻어진 화상으로부터 지침이 지시하는 지시값을 정확하게 판독하여 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 미터 판독 시스템이 제공된다.
본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1000 : 아날로그 미터 판독 시스템
100 : 촬영기기 200 : 판독장치
210 : 검출부 220 : 농도 산출부
230 : 지침 산출부 240 : 변환부
300 : 차폐기기 310 : 제1파트
320 : 제2파트 321 : 벽체
322 : 안착부 322a : 삽입홈
322b : 관통공 323 : 보드 장착부
324 : LED배치부 324a : 렌즈홀
325 : 마감부 325a : 측정공

Claims (5)

  1. 아날로그 미터를 촬영하는 촬영기기; 및
    상기 촬영기기로부터 화상을 취득하여 지침의 지시값을 판독하는 판독장치;를 포함하며,
    상기 판독장치는,
    상기 아날로그 미터의 중앙부를 검출하는 검출부;
    상기 중앙부의 주변에 분포한 점들의 농도를 산출하는 농도 산출부;
    산출된 상기 농도로부터 지침의 각도를 산출하는 지침 산출부; 및
    상기 지침의 각도로부터 상기 지시값을 판독하고 디지털 데이터로 변환하는 변환부;
    를 포함하는 아날로그 미터 판독 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는,
    기 저장된 상기 중앙부의 패턴정보와 상기 화상을 비교하여 상기 중앙부를 검출하는 아날로그 미터 판독 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 검출부는,
    사용자로부터 입력된 중앙 정보로부터 상기 중앙부를 검출하는 아날로그 미터 판독 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬영기기를 외부 빛으로부터 차폐시키는 차폐기기를 더 포함하며,
    상기 차폐기기는,
    상기 아날로그 미터가 배치되는 제1파트;
    중공의 원기둥 형상의 벽체;와, 상기 벽체 내부의 소정 지점에 배치되며, 상기 촬영기기가 삽입되는 삽입홈이 형성되며 상기 촬영기기의 렌즈에 대응되는 관통공이 중앙부에 형성되는 안착부;를 포함하고, 일면이 상기 제1파트와 결합되는 제2파트;
    를 포함하는 아날로그 미터 판독 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2파트는,
    상기 안착부와 상기 일면 사이에 LED가 배치되는 LED배치부를 더 포함하는 아날로그 미터 판독 시스템.
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