KR100715140B1 - 시정 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정 목표물로부터 소정거리에 설치되어, 상기 목표물의 영상을 일정 주기로 촬영하는 카메라; 상기 목표물이 고정된 특정 구역의 특정 위치에 설치되어, 특정 위치의 조도를 일정 주기로 감지하는 조도센서; 상기 카메라에서 촬영한 영상 및 상기 조도센서에서 감지한 광량데이터가 입력되고, 입력된 영상을 영상처리 및 색분석하며, 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터가 미리 설정되어 있어, 색분석된 데이터와 상기 기준 시정 데이터를 비교 분석하여 1차 시정을 산출하고, 상기 시정 오차 데이터와 입력된 광량을 비교분석하여 1차 시정을 보정하는 데이터로거; 및 상기 데이터로거에 통신인터페이스를 통해 연결 접속된 메인서버가 특정 구역의 시정을 원격으로 감시하도록 하는 네트워크망;으로 구성되어, 보다 정확하고 정밀한 시정 측정이 가능하여 신뢰성 높다.
또한 특정 구역에서 산출된 일정 주기의 2차 시정 및 3차 시정 정보를 웹 기반으로 전송함으로써 원격감시가 가능하여 특정 지역에 대한 시정 정보를 신속하게 수집할 수 있고, 월별, 시간 범위별, 기상조건별, 주/야간 등의 환경에 상응하는 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터가 설정되어 있어 다양한 환경에서도 보다 정밀한 시정을 측정할 수 있어 신뢰성이 높으며, 원격지에서 환경이나 날씨 등의 변화로 인한 시정 오차를 수동으로 보정할 수 있다.

Description

시정 측정 장치 및 그 방법{Visibility measuring apparatus and method}
도 1은 종래 기술에 따른 시정 측정 방법 예시도이고,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 시정 측정 장치의 상세 블록도이고,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 시정 측정 방법의 순서도이고,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 시정 측정 방법 중 오버레이 영상의 예시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 색분석에 상응하는 시정을 환산한 표의 예시도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: CCD 카메라 20: 조도센서
30: 노이즈필터기 40: 메인서버
50: 네트워크망 60: 클라이언트
본 발명은 시정 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 해상도를 향상시킨 CCD 카메라로 목표물을 촬영한 영상데이터를 영상처리하고 기준 영상과 오버레이하여 색을 분석하여 1차 시정을 산출하고, 산출된 시정을 조도센서에 의해 감지된 광량을 적용시켜 1차 시정의 오차를 보정하여 좀 더 정밀한 2차 시정을 산출하며, 일정 주기로 산출된 복수개의 2차 시정을 각 영상 화소 별로 평균 연산한 3차 시정을 저장하여 네트워크망을 통해 웹 기반으로 전송함으로써, 외부에서도 원격 감시가 가능하여 특정 지역에 대한 시정 정보를 신속하고 정확하게 수집할 수 있는 시정 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
시정은 대기의 혼탁도를 나타내며, 각기 다른 거리에 있는 물체를 보는 방법에 의해 결정된다. 그러나 목표의 크기, 형태, 밝기, 색깔, 그밖에 배경의 상황이나 육안의 개인차 등에 따라 보는 방법이 다르므로 정확히 측정하기는 어렵다.
따라서 시정을 측정하기 위해서 종래에는, 각 방면으로 거리를 알고 있는 지점에 목표물을 정해 놓고 그것을 기준으로 하여 목시관측으로 시정을 측정하거나, 특정 거리에 있는 물체와 그 배경의 밝기를 측정하여 명암의 차로부터 시정을 측정하였으며, 또는 단계적으로 농도가 변하는 유백색유리를 통하여 목표를 바라보고 배경과 구별할 수 없게 되었을 때의 농도로부터 대응하는 시정을 알아내는 측정기계도 사용하였다.
특히 항공 등에서 시정을 측정하기 위해 시정계를 사용하는데, 비행장의 활주로나 자동차도로에서의 시정 측정에는 투광기로부터 나오는 수평광선의 강도를 임의의 거리에 놓인 수광기로 측정하고, 빛의 감쇠로부터 산정하는 방법이 사용되고 있다. 이것을 트랜스미소미터(Transmissometer)라고 하는데 낮에는 시정과 같은 시거리를 얻을 수 있으나, 밤에는 다른 수치가 나올 수 있는 문제점이 있다. 또한 설치가 까다로우며 광원과 수광기 사이의 환경조건에 따라 시정데이터 상의 오류가 발생할 소지가 많았다.
아울러 상기의 투과율계의 투광기에는 자동차의 헤드라이트전구와 흡사한 것을 사용하고 수광부는 광전관을 사용한다.
도 1a 는 트랜스미소미터(Transmissometer: 투과율계)를 이용한 시정측정 방법을 도시한 것으로서, 대기로 직접 투과된 빛의 양을 측정하며, 싱글(Single: 50m)과 더블(Double: 15/75m) 베이스 라인(Base Line)의 두 가지 방식으로 운영된다.
도 1b 전방산란계(Forward-Scatter Meter)방식에 의한 시정측정 방법을 도시한 것으로서, 반사(분산, 산란)되는 빛의 양을 측정하며, 35ㅀ와 135ㅀ 각도에서 가장 편차가 적고, 대기의 기상현상(입자형태)을 관측할 수 있다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 해상도를 향상시킨 CCD 카메라로 특정 구역의 목표물을 촬영한 후 영상처리 및 색을 분석하여 1차 시정을 산출하고, 조도 센서에서 감지한 광량을 비교 분석하여 1차 시정의 오차를 보정한 2차 시정을 산출함으로써, 보다 정확하고 정밀한 시정 측정이 가능한 시정 측정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 일정 주기로 저장되되 연속한 복수개의 2차 시정을 각 영상 화소 별로 평균 연산한 3차 시정을 산출함으로써, 보다 정확하고 정밀한 시정 측정이 가능하여 신뢰성 높은 시정 측정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 특정 구역에서 산출된 일정 주기의 2차 시정 및 3차 시정 정보를 웹 기반으로 전송함으로써 원격감시가 가능하고, 특정 지역에 대한 시정 정보를 신속하게 수집할 수 있는 시정 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기술적인 수단은 특정 목표물로부터 소정거리에 설치되어, 상기 목표물의 영상을 일정 주기로 촬영하는 카메라; 상기 목표물이 고정된 특정 구역의 특정 위치에 설치되어, 특정 위치의 조도를 일정 주기로 감지하는 조도센서; 상기 카메라에서 촬영한 영상 및 상기 조도센서에서 감지한 광량데이터가 입력되고, 입력된 영상을 영상처리 및 색분석하며, 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터가 미리 설정되어 있어, 색분석된 데이터와 상기 기준 시정 데이터를 비교 분석하여 1차 시정을 산출하고, 상기 시정 오차 데이터와 입력된 광량을 비교분석하여 1차 시정을 보정하는 메인서버; 및 상기 메인서버에 통신인터페이스를 통해 연결 접속된 메인서버가 특정 구역의 시정을 원격으로 감시하도록 하는 네트워크망;으로 구성된다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기술적인 방법은 시정을 측정하는 방법에 있어서, 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터를 설정하는 단계; 특정 목표물의 영상을 일정 주기로 촬영하고, 상기 목표물이 고정된 특정 구역의 조도를 일정 주기로 감지하는 단계; 상기에서 촬영된 영상의 노이즈를 제거하고 영상처리한 후 기준 영상을 오버레이하여 색을 분석하는 단계; 상기 영상의 색분석 데이터와 기준 시정 데이터를 비교 분석하여 1차 시정을 산출하는 단계; 및 상기에서 감지된 광량과 시정 오차 데이터를 비교분석한 후 상기 1차 시정을 보정하여 2차 시정을 산출하는 단계;를 수행한다.
본 발명에 의하면, 보다 정확하고 정밀한 시정 측정이 가능하여 신뢰성 높다.
또한 원격감시가 가능하여 특정 지역에 대한 시정 정보를 신속하게 수집할 수 있고, 월별, 시간 범위별, 기상조건별, 주/야간 등의 환경에 상응하는 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터가 설정되어 있어 다양한 환경에서도 보다 정밀한 시정을 측정할 수 있어 신뢰성이 높으며, 원격지에서 환경이나 날씨 등의 변화로 인한 시정 오차를 수동으로 보정할 수 있다.
또한 네트워크망을 통해 외부 메인서버와 통신이 가능하여, 특정 구역의 시정뿐만 아니라 웹이나 인터넷을 통하여 실제 영상을 송출할 수 있기 때문에 교통상황 정보를 제공하는 교통 방송국 및 한국도로공사에서 유용하게 이용할 수 있고, 영상처리를 기반으로 하는 기상장비와 연계하여 다양한 기상서비스에 활용할 수 있으며, 특정 지역의 시정변화 현상이나 기상변화에 따른 시정 변이 추이 등의 관찰 자료로 활용할 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 2a는 일실시예에 따른 시정 측정 장치로서, CCD카메라(10), 조도센서(20), 노이즈필터기(30), 메인서버(40), 네트워크망(50) 및 클라이언트(60)로 구성된다.
CCD카메라(10)는 시정을 측정하고자 하는 특정 구역에 설치되되, 특정 구역에 고정된 목표물을 일정 주기로 촬영하고, 촬영된 영상을 디지털 신호로 변환 후 노이즈필터기(20)를 통해 메인서버(40)로 전송한다. 아울러, CCD카메라 자체에 구비된 입력부(미도시)를 통해 팬/틸트/줌을 조정할 수 있으며 또한 메인서버(40)의 제어 신호에 상응하여 팬/틸트/줌 조정이 가능하다.
여기서 CCD(Charge Coupled Device: 빛의 파동을 전기신호로 바꿔서 디지털형식으로 변환)카메라는 고성능 카메라로, 줌 기능이 있고 측정 해상도 1mm 단위까지 자유롭게 조정 가능하며 야간영상입력 조명에 의한 초점변화에 자동으로 조정되고, 눈이 오고 있는 상황에서도 실시간으로 영상을 촬영할 수 있다.
또한 기존에 야간측정 시 생기는 영상 잡음에 대한 문제해결을 위한 대책으로 고성능 DSP(Digital signal process)기능을 갖춘 카메라로써 자동초점조정, 영상화질 원격조정 및 자동조정 및 적외선조명 인식 가능(0.001lux)하여 야간에도 잡음 없이 시정 측정이 가능하고, 영상분석방식을 이용한 주야간 분별기법으로 최적의 영상화질(예컨대, 초점, 색상, 밝기, 선명도) 조정이 가능하다.
따라서 초음파 방식의 단점인 눈입자, 안개, 이물질에 의한 산란 등에 의한 측정 실패 부정확이 보완되고, 함박눈, 짙은 안개상황 에서도 측정오차가 매우 작아 제품구조 및 성능상의 신뢰성이 높다.
조도센서(20)는 목표물을 촬영하고 있는 카메라가 설치된 특정 구역에 설치되고, 특정 구역의 조도를 일정 주기로 감지하여 감지된 데이터를 메인서버(40)로 전송한다.
노이즈필터기(30)는 CCD카메라(10)에서 촬영된 영상의 노이즈를 제거하여 메인서버(40)로 전송한다.
여기서 노이즈는 CCD카메라에서 촬영된 영상에 잡음이 포함된 현상으로 영상의 질을 저하시킨다. 즉 노이즈는 밝은 곳에서 촬영한 이미지 보다는 어두운 곳에서 플래쉬를 사용하지 않고, 장시간의 노출이나 높은 감도를 사용해 촬영할 경우 쉽게 나타난다. 특히 노이즈 현상은 특히 CCD 크기에 영향을 받는데, 한 화소가 CCD에서 차지하는 면적이 작을수록 노이즈가 발생하기 쉽다.
그 이유는 CCD크기가 작으면, 그만큼 하나의 화소가 차지하는 CCD 면적이 작아지게 되고, 이렇게 되면 빛을 받아들이는 양 또한 적어지게 된다. 그러면, 센서는 일정한 밝기를 유지하기 위해 CCD에서 받아들이는 신호를 증폭하게 되고, 모든 화소들이 동일한 양의 빛을 받아들이는 것이 아니므로, 증폭 과정에서 화소별로 차이가 생긴다. 이것이 바로 이미지에 노이즈를 발생시키는 원인이 된다.
즉, 노이즈필터기(즉, 노이즈리덕션)는 CCD카메라(10)에 연결 접속되어, 내부의 소프트웨어적인 방법으로, 상기와 같은 이유로 발생되는 영상의 노이즈를 제거해준다.
메인서버(40)는 노이즈필터기(20)를 통해 노이즈가 제거된 영상이 일정주기로 입력되고, 조도센서(20)에서 감지된 광량이 일정주기로 입력되며, CCD카메라의 줌/팬/틸트 등을 제어하고, 입력된 영상을 영상처리하고 영상처리된 영상과 기준 영상을 오버레이하여 색을 분석한다.
또한 메인서버(40)는 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터가 저장되어 있어, 일정 주기로 입력된 영상의 색이 분석되면, 색 분석 데이터와 기준 시정 데이터를 비교분석하여 1차 시정을 산출하고, 일정 주기로 입력된 광량과 시정 오차 데이터를 비교분석하여 1차 시정을 보정함으로써 2차 시정을 산출 및 저장하며, 일정 주기로 저장되되 연속한 복수개의 2차 시정을 평균 연산하여 3차 시정을 산출 및 저장한다.
또한 메인서버(40)는 맑은 날 즉, 시정이 무한대에 근접할 때 촬영한 영상을 기준 영상으로 설정 및 저장하고, 운용자 임의로 설정한 복개의 혼탁도와 기준 영상을 에뮬레이션한 복수개의 혼탁도 에뮬레이션 영상이 저장되어 있으며, 도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이 임의 혼탁도 에뮬레이션 영상과 기준 영상을 오버레이하여 색체 분석을 하고, 색체 분석 데이터(즉, 색조, 채도, 광도, 색상차 등)에 상응하는 시정을 입력한 기준 시정 데이터가 저장되어 있다. 아울러, 기준 시정 데이터의 예를 도 5에 도시하고 있다.
또한 메인서버(40)는 운용자 임의로 설정한 복개의 광량과 기준 영상을 에뮬레이션한 복수개의 광량 에뮬레이션 영상이 저장되어 있고, 광량 에뮬레이션 영상과 기준 영상을 오버레이하여 색체 분석을 하며, 색체 분석에 상응하는 시정과 기준 영상의 시정을 비교 분석하여 광량에 상응하는 오차를 계산한 시정 시정 오차 데이터가 저장되어 있다.
아울러, 메인서버(40)는 네트워크망(50)으로 연결 접속되어 있어, 웹 브라우저를 구동시킨 상태에서 주소창에 메인서버(40)의 도메인 네임이나 주소를 입력하여 접속하여 특정 지역에 대한 영상 및 시정 정보를 제공받을 수 있다.
도 2c를 참조하여 좀 더 상세히 설명하면, 메인서버(40)는 A/D변환부(41), 영상처리부(42), 키입력부(43), 제어부(44), 메모리부(45), 통신부(46) 및 표시부(47)로 구성된다.
A/D변환부(41)는 조도센서(20)에서 감지된 광량의 아날로그 신호가 입력되면 디지털 신호로 변환하여 제어부(44)로 전송한다.
영상처리부(42)는 CCD카메라(10)에서 촬영된 영상을 영상처리하여 제어부(44)로 전송한다.
키입력부(43)는 기준 영상, 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터 등을 설정 시, 특정 동작을 운용자 임의로 지시할 때 운용자에 의해 임의의 명령 키신호를 입력되면, 운용자에 의해 입력된 키 신호를 제어부(44)로 전송한다.
예를 들어, 키입력부(43)는 CCD카메라(10)에서 촬영된 영상 중 시정이 무한대에 근접한 영상(즉, 날씨가 청명할 때 촬영한 영상)을 기준영상으로 설정 시, CCD카메라의 줌/틸트/팬 등의 특정 동작의 실행 키 및 기준 영상의 시정, 임의의 혼탁도, 임의의 광량 입력 시 숫자키 등으로 구성되어 있다.
제어부(44)는 메모리부(45)와 상호 연결되어있고 시정 분석 프로그램이 저장되어 있어, 시정 분석 프로그램 실행 시 필요한 데이터를 메모리부(45)에서 전송 받는다.
즉, 제어부(44)는 영상처리부(42)에서 영상처리된 영상이 입력되면, 영상처리된 영상과 기준 영상을 오버레이하여 색을 분석하고 분석된 색분석 데이터 및 기준 시정 데이터를 비교 분석하여 1차 시정을 산출하고, A/D변환부(41)에서 입력된 광량과 시정 오차 데이터를 비교 분석하여 1차 시정을 보정함으로써 2차 시정을 산출하며, 연속된 복수개의 2차 시정을 평균 연산하여 3차 시정을 산출하고, 산출된 1차 내지 3차 시정을 메모리부(45)로 전송한다.
또한, 제어부(44)는 CCD카메라(10)에서 촬영된 영상 중 키입력부(43)를 통해 특정 영상이 선택되어 기준영상으로 설정되면 설정된 기준 영상 및 키입력부(43)를 통해 입력된 기준 영상의 시정을 메모리부(45)로 전송하고, 키입력부(43)를 통해 임의 혼탁도가 입력되면 입력된 혼탁도와 기준 영상을 에뮬레이션하여 복수개의 에뮬레이션 영상을 저장하며, 저장된 에뮬레이션 영상과 기준 영상을 오버레이하여 색을 분석하고, 복수개의 에뮬레이션 영상에 따른 색분석 데이터(즉, 색조, 채도, 광도, 색상차 등)에 상응하는 시정을 키입력부(43)를 통해 입력하면 기준 시정 데이터가 설정되며, 설정된 기준 시정 데이터를 메모리부(45)로 전송한다.
여기에서 기준 시정 데이터는 월별, 시간별, 기상조건별 등에 상응하여 복수개로 이루어질 수 있고, 시정 측정 시 현재 조건에 상응하는 기준 시정 데이터와 비교분석하여 시정을 측정하게 된다.
또한, 키입력부(43)를 통해 임의 광량이 입력되면 입력된 광량과 기준 영상을 에뮬레이션하여 복수개의 에뮬레이션 영상을 저장하고, 저장된 에뮬레이션 영상과 기준 영상을 오버레이하여 색을 분석하며, 복수개의 에뮬레이션 영상과 기준 영상의 시정을 비교분석하여 광량에 상응하는 시정 시정 오차 데이터가 설정되면 설정된 시정 오차 데이터를 메모리부(45)로 전송한다.
메모리부(45)는 제어부(44)에서 전송된 각종 데이터, 즉 기준 영상, 기준 영상의 시정, 월별, 시간별, 기상조건별 등에 상응하는 기준 시정 데이터, 시정 오차 데이터, 연/월/일/시간과 함께 저장된 시정 등이 저장되어 있고, 제어부(44)의 제어 신호에 상응하여 저장된 데이터를 제어부(44)로 전송한다.
통신부(46)는 유/무선 네트워크망(50)과 연결 접속되어, 외부 클라이언트(60)로부터 특정 구역의 영상 및 시정 정보 데이터 요구 신호가 입력되면, 입력 신호를 제어부(44)로 전송하고, 제어부(44)에서 해당 정보 데이터가 입력되면 입력된 정보 데이터를 상호 연결된 네트워크망(50)을 통해 클라이언트(60)에게 전송한다.
표시부(47)는 제어부(44)의 지시 제어신호에 상응하는 데이터가 디스플레이되고, 운용자가 입력한 특정 키 신호에 상응하는 동작 화면이 디스플레이되며, CCD카메라에서 촬영된 영상을 디스플레이하고, 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터를 설정 시 데이터 입력 화면 등을 디스플레이 한다.
상기에서 메인서버(40)는 한 구역의 시정을 측정하였으나, 메인서버(40)는 복수개의 CCD카메라를 원격 제어하되 복수개의 구역의 데이터 및 영상을 저장하는 데이터베이스(220)를 구축할 수 있으며, 네트워크망(50)을 통해 각 지역의 시정을 종합적으로 저장 및 분석하여 감시함과 아울러 인터넷을 통해 특정 지역에 따른 시정 및 영상 정보를 제공할 수 있다.
네트워크망(50)은 메인서버(40)와 외부 클라이언트(60)를 연결 접속시켜주는 유/무선 통신인터페이스로, 메인서버(40)에 저장된 특정 구역의 영상 및 시정 정보를 외부 클라이언트(60)로 제공해주고, 또한 외부에서 원격으로 감시할 수 있도록 한다.
클라이언트(60)는 네트워크망(50)을 통해 메인서버(40)에 접속하여 특정 지역의 시정 및 영상을 원격에서 감시할 수 있는 특정인/특정단체서버로, 즉 특정 지역의 시정 변화 현상이나 기상 변화에 따른 시정 추이 등을 관찰 자료로 활용하는 연구원 또는 영상처리를 기반으로 하는 기상장비와 연계되어 기상 서비스를 제공하는 기상청, 또는 교통 상황을 알려주는 교통 방송국(TBS)일 수 있다.
아울러, 클라이언트(60)는 별도의 프로그램이 필요하지 않고 웹브라우저(인터넷 익스플로러, 네스케이프 등)가 설치되어 있는 컴퓨터이면 서비스를 받을 수 있다.
삭제
이하, 시정을 측정하는 방법을 도 3a 내지 도3c를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
우선, 시정을 측정하기 위한 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터를 설정한다.
좀 더 상세히 설명하면, CCD카메라(10)에서 촬영된 영상 중 시정이 무한대에 근접한 영상을 기준영상으로 설정(S1-11, S1-21)하고, 기준으로 설정한 영상의 시정 및 기준 영상을 저장한다.
다음, 복수개의 혼탁도를 임의로 설정(S1-12)한 후 상기 기준 영상과 복수개의 혼탁도를 에뮬레이션(Emulation: S1-13)하여 복수개의 혼탁도 에뮬레이션 영상 을 생성한 후 저장한다.
여기서 기준 영상은 화면상에서 주변 환경과 뚜렷이 분리되거나 색상의 강도가 주변에 비해 특별히 강한 구역을 지정하여 영상처리의 기준 영역으로 설정할 수 있도록 한다. 단, 빛을 발하거나 반사하는 등의 물체와 이동하는 물체 등의 특이 구역은 배제하도록 한다.
다음, 복수개의 혼탁도 에뮬레이션 영상과 기준 영상을 각각 오버레이(Overlay: S1-14)하여 혼탁도에 따라 색체를 분석(S1-15)하고, 분석된 색체 데이터에 상응하는 시정을 대응시켜 샘플링(S1-16)함으로써 기준 시정 데이터를 설정(S1-17)하고 저장(S1-18)한다.
여기서, 혼탁도에 따라 시정이 변화한다는 것인데, 시정이 변화된다는 것은 색채학적으로 대상물체가 가진 고유한 색의 채도와 명암이 변화된다는 의미이며, 색을 이용한 시정 분석은 색의 공간적 차이를 계산하는 방법으로 설명한다.
즉, 시정이 악화됨에 따라 에어로솔(Aerosol)의 산란에 의해 백색광이 늘어나게 된다. 따라서, 각 색성분 중 빨강성분의 양이 급격히 증가되며 파랑성분은 감소되는 경향이 있다.
또한 시정이 악화될수록 색차가 증가하는 경향을 나타내며 색상차와 채도 차의 증가는 에어로솔 백색산란에 기인하며, 시정이 급격하게 악화되면 태양 복사량의 감소에 의해 색상의 변화가 크게 발생하게 되므로 색상차가 큰 폭으로 상승하는 것을 확인할 수 있다.
결론적으로 시정감쇄현상이 빛의 흡수현상에 비해 빛의 산란현상에 지배 받 고 있게 되고, 색상의 R, G, B 채널간의 변화 성향을 분석하여 통계를 냄으로써 이를 시정의 실제 거리 환산에 이용한 것이다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기의 색체 분석은 에뮬레이션 영상과 기준영상의 색조, 채도, 광도의 변화 비율을 연산하는 것으로, 에뮬레이션 영상과 기준영상의 색상차에 상응하는 시정을 샘플링한다.
여기서 기준 시정 데이터는 월별, 시간대별 및 기상조건별로 설정할 수 있으며, 현재 조건에 상응하는 기준 시정 데이터를 적용하여 특정 구역의 시정을 측정한다. 아울러, 월별 및 시간대별에 상응하는 기준 시정 데이터는 메인서버에서 자동으로 적용되며, 기상조건별에 상응하는 기준 시정 데이터는 기상청 서버(미도시)와 연계되어 메인서버의 제어 신호에 따라 자동으로 적용될 수도 있으며, 운용자가 직접 기상 조건을 입력함으로써, 입력된 조건에 상응하는 기준 시정 데이터를 적용할 수도 있다.
다음, 복수개의 광량을 임의로 설정(S1-22)한 후 기준 영상과 복수개의 광량을 에뮬레이션(S1-23)하여 복수개의 광량 에뮬레이션 영상을 생성한 후 저장한다.
그 후 복수개의 광량 에뮬레이션 영상과 기준 영상을 오버레이(S1-24)하여 색체를 분석(S1-25)하고, 분석된 색체 데이터에 상응하는 시정과 기준 영상의 시정을 비교분석하여 시정의 오차를 연산(S1-26)한 후 광량에 상응하는 시정 오차 데이터를 설정(S1-27)하고 저장(S1-28)한다.
상기와 같이, 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터가 설정(S1)되면, CCD 카메라(10)는 특정 구역에 고정된 목표물의 영상을 일정 주기로 촬영(S2)한 후 촬영된 영상의 노이즈를 제거하여 메인서버(40)으로 전송하고, 또한 목표물이 고정된 특정 구역의 조도를 일정 주기로 감지(S2)하여 감지된 광량을 메인서버으로 전송한다.
다음, 메인서버(40)에 노이즈가 제거된 영상이 입력되면 입력된 영상을 영상처리(S3)한 후 기준 영상과 오버레이하여 영상의 색을 분석(S4)하고, 색이 분석된 영상의 색분석 데이터와 기준 시정 데이터를 비교 분석하여 1차 시정을 산출(S5)한다.
다음, 메인서버(40)에 입력된 광량과 시정 오차 데이터를 비교분석한 후 1차 시정을 보정하여 2차 시정을 산출(S6)한다.
다음, 1차 시정 및 2차 시정을 일정 주기로 저장(S8)하되, 연속한 복수개의 2차 시정을 평균 연산하여 3차 시정(S7)을 산출한 후 저장(S8)한다.
여기서 3차 시정의 경우에는, 부유먼지 혹은 기류변화에 따른 일시적인 시정장애 현상에 따른 오차를 줄이기 위해, 일정 주기로 산출된 복수개의 2차 시정을 평균 연산하되, 이상 측정된 시정을 제외하고 평균 연산을 하여 3차 시정을 산출한다.
메인서버(40)는 통신 가능하도록 네트워크망(50)과 연결 접속되어 있어, 외부의 메인서버가 네트워크망(50)을 통해 메인서버(40)에 접속하면, 특정 구역의 1차 내지 3차 시정 및 영상을 날짜/시간으로 검색하여 원격으로 감시할 수 있다.
즉, 클라이언트(60)는 웹 브라우저를 구동시킨 상태에서 주소창에 메인서버(40)의 도메인 네임이나 주소를 입력하여 접속하여 특정 지역에 대한 영상 및 시정을 제공받을 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 해상도를 향상시킨 CCD 카메라로 특정 구역의 목표물을 촬영한 후 영상처리 및 색을 분석하여 1차 시정을 산출하고, 조도 센서에서 감지한 광량을 비교 분석하여 1차 시정의 오차를 보정한 2차 시정을 산출함으로써, 보다 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다.
또한 일정 주기로 저장되되 연속한 복수개의 2차 시정을 평균 연산한 3차 시정을 산출함으로써, 보다 정확하고 정밀한 시정 측정이 가능하여 신뢰성 높다.
또한 특정 구역에서 산출된 일정 주기의 2차 시정 및 3차 시정 정보를 웹 기반으로 전송함으로써 원격감시가 가능하여 특정 지역에 대한 시정 정보를 신속하게 수집할 수 있고, 월별, 시간 범위별, 기상조건별, 주/야간 등의 환경에 상응하는 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터가 설정되어 있어 다양한 환경에서도 보다 정밀한 시정을 측정할 수 있어 신뢰성이 높으며, 원격지에서 환경이나 날씨 등의 변화로 인한 시정 오차를 수동으로 보정할 수 있다.
또한 네트워크망을 통해 외부 메인서버와 통신이 가능하여, 특정 구역의 시정뿐만 아니라 웹이나 인터넷을 통하여 실제 영상을 송출할 수 있기 때문에 교통상황 정보를 제공하는 교통 방송국 및 한국도로공사에서 유용하게 이용할 수 있고, 영상처리를 기반으로 하는 기상장비와 연계하여 다양한 기상서비스에 활용할 수 있으며, 특정 지역의 시정변화 현상이나 기상변화에 따른 시정 변이 추이 등의 관찰 자료로 활용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 특정 목표물로부터 소정거리에 설치되어, 상기 목표물의 영상을 일정 주기로 촬영하는 카메라;
    상기 목표물이 고정된 특정 구역의 특정 위치에 설치되어, 특정 위치의 조도를 일정 주기로 감지하는 조도센서;
    상기 카메라에서 촬영한 영상 및 상기 조도센서에서 감지한 광량데이터가 입력되고, 입력된 영상을 영상처리 및 색분석하며, 기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터가 미리 설정되어 있어, 색분석된 데이터와 상기 기준 시정 데이터를 비교 분석하여 1차 시정을 산출하고, 상기 시정 오차 데이터와 조도센서에 의해 입력된 광량데이터를 비교분석하여 1차 시정을 보정하는 메인서버;
    상기 메인서버에 통신인터페이스를 통해 연결 접속된 클라이언트가 특정 구역의 시정을 원격으로 감시하도록 하는 네트워크망;
    상기 메인서버는
    복수개의 혼탁도 및 광량에 기준 영상을 에뮬레이션한 복수개의 에뮬레이션영상을 기준 영상과 오버레이하고 색을 분석하여 이에 상응하는 시정이 대응된 기준 시정 데이터로 저장되어 있으며, 기준시정 데이터와 광량데이터를 비교 분석한 시정 오차 데이터가 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 시정 측정 장치.
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  3. 삭제
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  5. 시정을 측정하는 방법에 있어서,
    기준 시정 데이터 및 시정 오차 데이터를 설정하는 단계;
    특정 목표물의 영상을 일정 주기로 촬영하고, 상기 목표물이 고정된 특정 구역의 조도를 일정 주기로 감지하는 단계;
    상기에서 촬영된 영상의 노이즈를 제거하고 영상처리한 후 기준 영상을 오버레이하여 색을 분석하는 단계;
    상기 영상의 색분석 데이터와 기준 시정 데이터를 비교 분석하여 1차 시정을 산출하는 단계;
    상기에서 감지된 광량데이터와 시정 오차 데이터를 비교분석한 후 상기 1차 시정을 보정하여 2차 시정을 산출하는 단계;
    상기 기준 시정 데이터를 설정하는 단계;는,
    운용자 임의로 기준 영상을 설정하여 저장하는 단계;
    복수개의 혼탁도를 임의로 설정한 후 상기 기준 영상과 복수개의 혼탁도를 에뮬레이션하여 복수개의 영상을 생성하는 단계;
    상기 복수개의 혼탁도 에뮬레이션 영상과 기준 영상을 오버레이하여 색체를 분석하는 단계; 및
    분석된 복수개의 색체 데이터에 상응하는 시정을 대응시킨 기준 시정 데이터를 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시정 측정 방법.
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