KR101127798B1 - 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템 - Google Patents
코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101127798B1 KR101127798B1 KR1020100078591A KR20100078591A KR101127798B1 KR 101127798 B1 KR101127798 B1 KR 101127798B1 KR 1020100078591 A KR1020100078591 A KR 1020100078591A KR 20100078591 A KR20100078591 A KR 20100078591A KR 101127798 B1 KR101127798 B1 KR 101127798B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ultraviolet
- image
- light
- visible light
- discharge
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 102100032814 ATP-dependent zinc metalloprotease YME1L1 Human genes 0.000 description 1
- 101100022814 Zea mays MEG4 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000825 ultraviolet detection Methods 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0459—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using an optical amplifier of light or coatings to improve optical coupling
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
- G01J2001/4446—Type of detector
- G01J2001/446—Photodiode
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코로나에 의한 고전압 설비의 절연파괴 과정 중 발생하는 방전 자외선을 효과적으로 검출하여 방전 자외선이 발생하는 코로나 발생 부위를 가시광선 영상 위에 표시해 주는 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 시스템은 외부로부터 입사되는 빛을 수광하는 광학부(101)와; 상기 광학부(101)의 내부에 위치하고, 입사된 빛 중에서 일부는 투과시키고, 일부는 90 도로 반사시키는 제 1 미러(107)와; 상기 제 1 미러(107)에서 반사된 빛을 90 도로 반사하는 제 2 미러(105)와; 상기 제 1 미러(107)를 투과한 빛 중에서 방전 자외선만을 투과시키는 자외선 광학계(109)와; 상기 자외선 광학계(109)를 투과한 자외선을 감지하는 자외선 CCD 센서(115)와; 상기 제 2 미러(105)에서 반사된 빛 중에서 가시 광선을 감지하는 가시 광선 CCD 센서(113)와; 상기 자외선 CCD 센서(115)에서 감지된 자외선 영상 및 상기 가시 광선 CCD 센서(113)에서 감지된 가시 광선 영상을 합성하는 멀티 스펙트랄 믹스(121);를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 방법은 광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 방전 자외선만을 투과시키는 방전 자외선 필터(201)를 통하여 필터링 한 후, 자외선 광증폭부(205)를 통하여 증폭한 후, 자외선 CCD 센서(115)를 통하여 자외선 영상을 얻는 자외선 영상 획득 단계와; 광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 가시 광선 CCD 센서(113)를 통하여 가시 광선 영상을 얻는 가시 광선 영상 획득 단계와; 상기 자외선 영상 획득 단계에서 획득된 자외선 영상과 상기 가시 광선 영상 획득 단계에서 획득된 가시 광선 영상을 합성하여 합성된 합성 영상을 얻는 영상 합성 단계;를 포함하여 이루어진다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 시스템은 자외선 필터 및 자외선 광증폭기를 통하여 필터 및 증폭 처리된 자외선 영상를 제공하므로, 미세한 부분 방전 현상까지도 검출할 수 있는 편리함이 있으며, 필터 및 증폭 처리된 자외선 영상를 가시광선 영상 카메라를 통해 얻은 가시광선 영상와 합성하여 합성된 코로나 영상를 제공함으로써, 육안으로 쉽게 부분 방전 발생 부위를 인식할 수 있게 하는 편리함이 있다.
이와 같은 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 시스템은 외부로부터 입사되는 빛을 수광하는 광학부(101)와; 상기 광학부(101)의 내부에 위치하고, 입사된 빛 중에서 일부는 투과시키고, 일부는 90 도로 반사시키는 제 1 미러(107)와; 상기 제 1 미러(107)에서 반사된 빛을 90 도로 반사하는 제 2 미러(105)와; 상기 제 1 미러(107)를 투과한 빛 중에서 방전 자외선만을 투과시키는 자외선 광학계(109)와; 상기 자외선 광학계(109)를 투과한 자외선을 감지하는 자외선 CCD 센서(115)와; 상기 제 2 미러(105)에서 반사된 빛 중에서 가시 광선을 감지하는 가시 광선 CCD 센서(113)와; 상기 자외선 CCD 센서(115)에서 감지된 자외선 영상 및 상기 가시 광선 CCD 센서(113)에서 감지된 가시 광선 영상을 합성하는 멀티 스펙트랄 믹스(121);를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 방법은 광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 방전 자외선만을 투과시키는 방전 자외선 필터(201)를 통하여 필터링 한 후, 자외선 광증폭부(205)를 통하여 증폭한 후, 자외선 CCD 센서(115)를 통하여 자외선 영상을 얻는 자외선 영상 획득 단계와; 광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 가시 광선 CCD 센서(113)를 통하여 가시 광선 영상을 얻는 가시 광선 영상 획득 단계와; 상기 자외선 영상 획득 단계에서 획득된 자외선 영상과 상기 가시 광선 영상 획득 단계에서 획득된 가시 광선 영상을 합성하여 합성된 합성 영상을 얻는 영상 합성 단계;를 포함하여 이루어진다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 시스템은 자외선 필터 및 자외선 광증폭기를 통하여 필터 및 증폭 처리된 자외선 영상를 제공하므로, 미세한 부분 방전 현상까지도 검출할 수 있는 편리함이 있으며, 필터 및 증폭 처리된 자외선 영상를 가시광선 영상 카메라를 통해 얻은 가시광선 영상와 합성하여 합성된 코로나 영상를 제공함으로써, 육안으로 쉽게 부분 방전 발생 부위를 인식할 수 있게 하는 편리함이 있다.
Description
본 발명은 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코로나에 의한 고전압 설비의 절연파괴 과정 중 발생하는 방전 자외선을 효과적으로 검출하여 방전 자외선이 발생하는 코로나 발생 부위를 가시광선 영상 위에 표시해 주는 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전력용 고전압 전력 설비에서 결함이 발생하게 되면, 그 결함 부분에서 부분 방전에 의한 코로나가 발생하게 되고 이러한 부분 방전이 지속되면 전력 설비의 연면 또는 기중에서 절연 열화에 의해 전력 설비가 절연 파괴 현상에 이 이르게 된다. 절연체의 절연 열화는 여러 가지 요인에 의하여 발생하는데 가장 대표적인 것이 온도, 습도, 기계적 진동 등에 의한 요인과 부분 방전에 의한 열화현상이 가장 대표적인 요인이다. 또한, 부분 방전에 의해 나타나는 현상으로는 빛, 소음, 초음파, 자외선, 전기적 에너지 방출, 가스 등이 있다. 부분 방전을 감지하기 위한 기존의 기술로는 전조 징후에서 나타나는 다양한 현상을 검출하여 분석하는 것으로, 진동, 초음파, 다양한 파장, 열 등을 검출할 수 있는 센서를 이용하는 방법이 제안되고 있다. 그러나, 이러한 종래의 기술들은 전력 설비에서 상당히 열화가 진행된 후에나, 열화를 검출할 수 있다는 문제점이 있으며, 열화의 초기에 그 징후가 너무 미미하여 감지할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 검출이 된다 하여도 전력 설비의 어느 부위에서 부분 방전이 일어나는지를 알 수가 없다는 또 다른 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 '코로나 방전 영상 검출 시스템'은 자외선 필터 및 자외선 광증폭기를 통하여 필터 및 증폭 처리된 자외선 영상를 얻고, 가시광선 영상 카메라를 통해 얻은 가시광선 영상와 합성된 합성된 코로나 영상를 제공함으로써, 미세한 부분 방전 현상까지 감지할 수 있으면서, 육안으로 쉽게 부분 방전 발생 부위를 인식할 수 있게 하는 코로나 방전 영상 검출 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 시스템은 외부로부터 입사되는 빛을 수광하는 광학부(101)와; 상기 광학부(101)의 내부에 위치하고, 입사된 빛 중에서 일부는 투과시키고, 일부는 90 도로 반사시키는 제 1 미러(107)와; 상기 제 1 미러(107)에서 반사된 빛을 90 도로 반사하는 제 2 미러(105)와; 상기 제 1 미러(107)를 투과한 빛 중에서 방전 자외선만을 투과시키는 자외선 광학계(109)와; 상기 자외선 광학계(109)를 투과한 자외선을 감지하는 자외선 CCD 센서(115)와; 상기 제 2 미러(105)에서 반사된 빛 중에서 가시 광선을 감지하는 가시 광선 CCD 센서(113)와; 상기 자외선 CCD 센서(115)에서 감지된 자외선 영상 및 상기 가시 광선 CCD 센서(113)에서 감지된 가시 광선 영상을 합성하는 멀티 스펙트랄 믹스(121);를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 방법은 광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 방전 자외선만을 투과시키는 방전 자외선 필터(201)를 통하여 필터링 한 후, 자외선 광증폭부(205)를 통하여 증폭한 후, 자외선 CCD 센서(115)를 통하여 자외선 영상을 얻는 자외선 영상 획득 단계와; 광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 가시 광선 CCD 센서(113)를 통하여 가시 광선 영상을 얻는 가시 광선 영상 획득 단계와; 상기 자외선 영상 획득 단계에서 획득된 자외선 영상과 상기 가시 광선 영상 획득 단계에서 획득된 가시 광선 영상을 합성하여 합성된 합성 영상을 얻는 영상 합성 단계;를 포함하여 이루어진다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 시스템은 자외선 필터 및 자외선 광증폭기를 통하여 필터 및 증폭 처리된 자외선 영상를 제공하므로, 미세한 부분 방전 현상까지도 검출할 수 있는 편리함이 있으며, 필터 및 증폭 처리된 자외선 영상를 가시광선 영상 카메라를 통해 얻은 가시광선 영상와 합성하여 합성된 코로나 영상를 제공함으로써, 육안으로 쉽게 부분 방전 발생 부위를 인식할 수 있게 하는 편리함이 있다.
또한, 본 발명에 의한 '코로나 방전 영상 검출 시스템'은 송전 선로와 같은 전력 설비 상에서 발생하는 코로나 현상을 지속적으로 감시할 수 있어, 코로나가 발생하는 정확한 위치를 포착할 수 있으며, 이를 통하여 전력 설비의 이상 유무를 확인할 수 있으므로, 전력 사고를 미연에 방지할 수 있게 하는 편리함이 있다.
도 1은 코로나 방전 영상 검출 시스템의 코로나 검출 방법 개념도이며,
도 2는 자외선 광학계의 구성도이며,
도 3은 본 발명에 의한 '코로나 방전 영상 검출 시스템'의 주처리부에 대한 주처리부 구성도이며,
도 4는 카메라 방향 제어를 위한 방향 제어부 구성도이며,
도 5는 오토 포커싱을 위한 오토 포커싱 단계도이며,
도 6은 자외선 대역의 영상과 가시광선 대역의 영상을 합성하는 크로마키 합성 개념도이다.
도 2는 자외선 광학계의 구성도이며,
도 3은 본 발명에 의한 '코로나 방전 영상 검출 시스템'의 주처리부에 대한 주처리부 구성도이며,
도 4는 카메라 방향 제어를 위한 방향 제어부 구성도이며,
도 5는 오토 포커싱을 위한 오토 포커싱 단계도이며,
도 6은 자외선 대역의 영상과 가시광선 대역의 영상을 합성하는 크로마키 합성 개념도이다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템의 일 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 시스템은 외부로부터 입사되는 빛을 수광하는 광학부(101)와; 상기 광학부(101)의 내부에 위치하고, 입사된 빛 중에서 일부는 투과시키고, 일부는 90 도로 반사시키는 제 1 미러(107)와; 상기 제 1 미러(107)에서 반사된 빛을 90 도로 반사하는 제 2 미러(105)와; 상기 제 1 미러(107)를 투과한 빛 중에서 방전 자외선만을 투과시키는 자외선 광학계(109)와; 상기 자외선 광학계(109)를 투과한 자외선을 감지하는 자외선 CCD 센서(115)와; 상기 제 2 미러(105)에서 반사된 빛 중에서 가시 광선을 감지하는 가시 광선 CCD 센서(113)와; 상기 자외선 CCD 센서(115)에서 감지된 자외선 영상 및 상기 가시 광선 CCD 센서(113)에서 감지된 가시 광선 영상을 합성하는 멀티 스펙트랄 믹스(121);를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 시스템의 상기 자외선 광학계(109)는 미세한 자외선을 증폭하는 자외선 광증폭부(205);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 방법은 광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 방전 자외선만을 투과시키는 방전 자외선 필터(201)를 통하여 필터링 한 후, 자외선 광증폭부(205)를 통하여 증폭한 후, 자외선 CCD 센서(115)를 통하여 자외선 영상을 얻는 자외선 영상 획득 단계와; 광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 가시 광선 CCD 센서(113)를 통하여 가시 광선 영상을 얻는 가시 광선 영상 획득 단계와; 상기 자외선 영상 획득 단계에서 획득된 자외선 영상과 상기 가시 광선 영상 획득 단계에서 획득된 가시 광선 영상을 합성하여 합성된 합성 영상을 얻는 영상 합성 단계;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 방법의 상기 영상 합성 단계는 크로마키 영상 합성 방법을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출을 위한 오토 포커싱 방법은 포커싱할 영상을 캡쳐하는 영상 캡쳐 단계(503)와; 상기 영상 캡쳐 단계(503)에서 캡쳐된 영상에서 1 필드를 추출하는 필드 추출 단계(505)와; 상기 필드 추출 단계(505)에서 추출된 필드에 대해 DCT 변환을 수행하는 DCT 변환 단계(507)와; 상기 DCT 변환 단계(507)에서 DCT 변환된 DCT 변환값에 대해 절대치를 취하는 절대치 처리 단계(509)와; 상기 절대치 처리 단계(509)에서 절대치 처리된 필드의 고주파 대역에 대해 주파수 성분을 조사하는 고주파 대역 조사 단계(511)와; 상기 고주파 대역 조사 단계(511)에서 조사된 고주파 대역의 주파수 성분값의 최대값을 조사하는 최대값 조사 단계(513)와; 상기 최대값 조사 단계(513)에서 최대값이 감지되는 방향으로 방향과 거리를 조절하는 방향 및 거리 조절 단계;를 포함하여 이루어진다.
일반적으로 고전압 전력 설비에서 발생하는 많은 장애는 송배전 전력 설비의 절연체가 인접한 공기의 절연 파괴로 인해 발생하는 절연 파괴로, 대부분 부분 방전에 의한 코로나 발생이 그 원인이다. 따라서, 이러한 코로나 발생 부위를 탐지하기 위하여, 기존에는 코로나에서 발생하는 초음파를 탐지하는 초음파를 이용한 측정 방법이 많이 사용되었다. 그러나, 이러한 초음파 측정의 문제점은 전력 설비의 어느 부분에서 코로나 발생하고 있는지 그 발생 위치를 정확히 파악하기가 어렵다는 것이다. 그러나, 이러한 종래 기술의 문제점은 코로나에서 발생하는 자외선을 검출하는 방전 자외선 검출 방법을 통하여 해결 가능하며, 방전 자외선에 대한 영상를 통하여 코로나 발생을 검출하는 방법은 전문가가 아니라도 누구나 코로나 발생 부위를 쉽게 인식할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 코로나에 의해 발생하는 방전 자외선은 자연계에서 방출되는 태양광 자외선 영역과는 다른 코로나 방전에 의해서만 나타나는 특정 영역의 자외선이므로, 이러한 특정 영역의 자외선만을 통과시키는 특수 자외선 필터를 통하여 필터링 한 후, 자외선 광증폭기로 방전 자외선을 증폭하여 방전 자외선을 검출할 수 있다.
또한, 코로나 방전에 의해 발생하는 방전 자외선은 방전 에너지가 매우 미약하여 육안으로는 관찰이 어려우나, 본 발명에 의한 코로나 방전 영상 검출 시스템을 이용하면, 밤시간뿐만 아니라, 낮시간에도 관찰 가능하고, 연속적인 관찰과, 하루 중 임의의 시간대, 온도, 습도 등 날씨 조건, 특정 조건 관찰 등 다양한 형태의 감시 관찰이 가능하며, 일정한 공간 내에서 발생하는 코로나 방전의 발생 횟수를 카운터하거나, 방전 자외선 발생량을 정량화하는 것도 가능하며, 원거리에서 원격 감시도 가능하다.
빛을 파장에 따라 분류하면, 크게 가시광선, 적외선 및 자외선으로 분류할 수 있다. 태양광 중에서, 대기권에 도달하는 것은 대부분 가시 광선 영역이며. 코로나 방전에서 발생하는 자외선은 230 내지 405 nm 대역의 파장을 가진다. 따라서, 방전 자외선을 검출하기 위하여 사용되는 코로나 영상 검출을 위한 방전 자외선 검출 광학계는 230 내지 280 nm의 파장대역에 있는 자외선을 검출한다. 코로나 방전이 발생하는 자외선 영역의 파장대역은 240 내지 280 nm 대역의 아주 좁은 영역이므로, 이 파장대역만 통과시키는 자외선 필터로 필터 처리하면, 코로나 방전에 의해 발생하는 방전 자외선 스펙트럼을 얻을 수 있다.
코로나 방전에 의해 발생하는 방전 자외선은 신호가 매우 미약하므로, 방전 자외선을 검출하기 위해서는 광증폭장치(MCP intensifier, Micro Channel Plate)가 사용된다. 태양광 스펙트럼 속에는 코로나 방전에 의해 발생하는 방전 자외선 파장대가 존재하지 않으므로, 태양광에 의한 노이즈 신호는 발생하지 않으며, 240 내지 280 nm 대역의 자외선 필터를 통과한 미세한 양의 방전 자외선이 자외선 광증폭기를 통하여 증폭되어 자외선 영상 CCD 센서에 의해 검출된다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명에 의한 '코로나 방전 영상 검출 시스템'의 코로나 검출 방법에 대한 개념도를 나타낸 것이다. 반사 망원경으로 구성된 광학부(101)를 통해 입사된 방전 자외선은 제 1 미러(107)에 의해 반사된 후, 자외선 광학계(109)를 거처 자외선 영상이 자외선 CCD 센서(115)에 결상된다. 또한, 광학부(101)를 통해 입사된 빛의 일부는 제 2 미러(105)에 의해 반사되어 가시 광선 필터(111)를 통해 가시 광선 CCD 센서(113)에 결상된다. 자외선 CCD 센서(115)를 통해 얻어진 자외선 영상(117)과 가시 광선 CCD 센서(113)를 통해 얻어진 가시 광선 영상(119)은 DSP-A(도 3 참조, 309)에 의해 디지틀 신호 처리된다. 디지틀 신호 처리된 자외선 영상(117) 및 가시 광선 영상(119)은 멀티 스펙트랄 믹스(121)에서 합성 처리되어 합성된 합성 영상(123)이 만들어진다. 여기서 멀티 스펙트랄 믹스(121)는 DSP-A(도 3 참조, 309)에서 이루어지는 소프트웨어 구조인 크로마키 합성부(도 6 참조, 609)이다.
도 2를 참조하면, 도 2는 자외선 광학계(109)를 나타낸 것으로, 자외선 광학계(109)는 방전 자외선만 통과시키는 방전 자외선 필터(201)와 포커싱을 수행하는 자외선 포커싱부(203)와 필터링된 자외선을 광증폭하는 자외선 광증폭부(205)로 이루어진다. 방전 자외선 필터(201)는 240 내지 280 nm 파장대의 방전 자외선만을 통과시키며, 자외선 포커싱부(203)를 통해 포커싱(Focusing)된 자외선은 자외선 광증폭부(205)를 거쳐 자외선 CCD 센서(115)에 결상된다. 이렇게 자외선 CCD 센서(115)에 결상된 자외선 영상(117)과 가시 광선 CCD 센서(113)를 통하여 얻어진 가시 광선 영상(119)이 합성되어 합성 영상(123)이 만들어진다.
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명에 의한 '코로나 방전 영상 검출 시스템'의 주처리부에 대한 구성을 나타낸 주처리부 구성도이다. 주처리부(300)는 CCD 센서(113, 115)로 감지된 영상에 대한 이미지 처리 및 시스템의 전반적인 제어를 수행하며, VGA급 이상의 영상을 30 fps의 속도로 엔코딩, 디코딩, 영상 합성, 스팟 카운팅(Spot Counting)을 수행한다. 주처리부(300)는 영상 처리가 소프트웨어적인 방식으로 이루어지므로, 영상 처리의 신뢰성과 안전성을 높이고, 처리 속도의 저하를 보완하기 위하여 DSP-A(309) 및 DSP-B(323) 두 개의 고성능 DSP를 사용한다. DSP-A(309)는 영상 합성과 스팟 카운터(Spot Count) 및 ISP(Image Signal Processor, 305)를 위한 드라이버를 제공하며, DSP-B(323)는 전반적인 시스템 관리를 수행하고 파일 엔코딩, 파일 디코딩, 메모리 관리 및 인터페이스 드라이버를 제공한다. 자외선 영상 이미지를 고속도로 처리를 하기 위하여 이미지 처리 전용 프로세서인 ISP(305)를 사용한다. DSP-A(309)는 자외선 CCD 센서(115)와 가시 광선 CCD 센서(113)로부터 획득한 각각의 영상에 대해 크로마키 기법을 통한 영상 합성을 하고, 흰색 픽셀의 픽셀수를 카운트해 분 단위 평균값으로 스팟 카운팅(Spot Counting)을 하며, 오토-포커싱(Auro Focusing) 등을 수행한다. 또한, 자외선 CCD 센서(115)를 통해 결상된 자외선 영상(117)은 DSP-A(309)에서 가시 광선 영상(119)과 합성되며, 합성된 합성 영상(123)은 DSP-B(323)에 의하여 에스디(SD) 카드(미도시)에 파일로 저장되거나 이더넷(Ethernet)(327)을 거쳐 PC(미도시)로 보내지게 된다. 가시 광선 CCD 센서(113)는 초당 30 프레임으로 영상을 촬영하며, 찰영된 CCD 영상은 비데오 디코드(Video Decoder)(307)를 통하여 DSP-A(309)로 입력된다. 자외선 CCD 센서(115)를 통해 촬영된 자외선 영상(117)은 NTSC 아날로그 신호로 출력된 뒤, 비데오 디코드(Video Decoder)(307)를 통해 ITU656 포멧(Format)으로 변환되어 DSP-A(309)로 입력된다. DSP 처리된 합성 영상은 DSP-B(323)로 전달되어 비데오 버퍼(317)를 통하여 MEG4로 TFT LCD(315)에 출력한다. 백라이트 콘트롤(319)은 TFT LCD(315)의 백라이트를 조절하며, 주처리부(300)는 콘트롤 키(321)를 통하여 사용자의 입력을 입력받는다. DSP-A(309) 및 DSP-B(323)에는 프로그램을 저장하는 플레시 메모리(311, 325)와 일시적인 데이터를 저장하는 DDR 메모리(313, 329)가 구비되어 있다.
도 4를 참조하면, 자외선 CCD 센서(115) 및 가시 광선 CCD 센서(113)가 내장된 카메라에 대한 방향 제어는 모터(409) 축의 각도 및 각속도에 대한 변화를 엔코더(407)가 감지하고, 이를 DSP-C(401)에 피드백하여 이루어진다. 모터(409)의 회전은 기어(미도시)에 의해 직선 운동으로 바꾸어지고, DSP-C(401)는 목표값과 전달되는 정보를 비교한 뒤, 전류 값을 적절히 조절하여 모터(409)를 정회전 또는 역회전시켜 가면서 기어(미도시)를 움직여 카메라의 방향 제어가 이루어진다.
모터(409)에 대한 방향 제어는 DSP-C(401)에 의해 통제되며, DSP-C(401)의 전류 공급 명령에 의해 모터(409)에 파워 앰프(403)를 통한 전류 공급이 이루어지고, 모터(409)는 전류 공급에 의해 회전을 하게 되며, 회전수와 각도는 엔코더(407)에 의해 감지되어, DSP-C(401)에 피드백된다.
오토 포커싱(Auto Focusing)은 모터(409)를 정회전 또는 역회전시켜, 기어(미도시)를 전진 또는 후진시켜 가면서, 가장 높은 주파수가 감지되는 곳에 포커싱(Focusing)이 이루어지게 한다. 광학부(101)의 좌우 양측에는 광학부(101)가 일정 각도 이상을 벗어나지 못하도록 광학부(101)의 양측에 리미트 센서(미도시)가 구비되어 있다.
도 5를 참조하면, 오토 포커싱(Auto Focusing)은 먼저 지정된 영역의 이미지 중앙의 32*32 픽셀)의 주파수를 분석한 뒤 모터(409)를 구동하여 가장 높은 주파수 감지되는 방향과 거리를 찾아 촛점이 맞추어 지게 한다. 오토-포커싱을 위하여 먼저 영상을 캡쳐하는 영상 캡쳐 단계(503)와 캡쳐된 영상에서 1 필드를 추출하는 필드 추출 단계(505)와 추출된 필드에 대해 DCT 변환을 수행하는 DCT 변환 단계(507)와 DCT 변환값에 대해 절대치를 취하는 절대치 처리 단계(509)와 절대치 처리된 필드의 고주파 대역에 대해 주파수 성분을 조사하는 고주파 대역 조사 단계(511)와 고주파 대역의 주파수 성분값의 최대값을 조사하는 최대값 조사 단계(513)를 통하여 가장 최대값이 감지되는 방향과 거리로 오토-포커싱이 이루어진다.
도 6을 참조하면, 도 6은 자외선 대역의 영상과 가시광선 대역의 영상을 합성하는 크로마키 합성 개념을 나타낸 것으로, 크로마키 합성은 자외선 영상(117)과 가시 광선 영상(119)을 기존의 하드웨어적 영상 합성 기법이 아닌 소프트웨어적으로 처리하는 영상 합성 방법이다. 코로나 방전이 발생한 위치를 정확히 파악하기 위해서는 가시 광선 CCD 센서(113)로부터 얻은 가시 광선 영상(119)을 가시 광선 영상 버퍼(607)에 저장하고, 자외선 CCD 센서(113)로부터 얻은 자외선 영상(117)은 자외선 영상 버퍼(605)에 저장한 후, 크로마키 합성부(609)를 통하여 합성 영상을 합성한 후, 합성된 합성 영상을 합성 영상 출력 버퍼(611)를 통하여 출력하는 크로마키 영상 합성 기법을 사용한다.
크로마키 영상 합성은 크로마키 합성부(609)에서 이루어지며, 자외선 CCD 센서(115)로부터 받은 영상 신호를 블랙(Black)과 화이트(White) 레벨(Level)로 나누고, 일정 값 이하의 그레이(Gray) 및 블랙(Black) 픽셀의 정보를 없앤 뒤, 화이트(White) 픽셀 정보만을 취합하여 가시 광선 이미지(119)와 합성하는 합성 방법이다.
101 : 광학부, 105 : 제 2 미러,
107 : 제 1 미러,
109 : 자외선 광학계, 111 : 가시 광선 필터,
113 : 가시 광선 CCD 센서, 115 : 자외선 CCD 센서,
117 : 자외선 영상, 119 : 가시 광선 영상,
123 : 합성 영상, 201 : 방전 자외선 필터,
203 : 자외선 포커싱부, 205 : 자외선 광증폭부,
300 : 주처리부, 303 : 카메라,
305 : ISP, 307 : 비데오 디코더,
309 : DSP-A, 311, 325 : 플레시 메모리,
313, 329 : DDR 메모리, 315 : TFT-LCD,
317 : 비데오 버퍼, 319 : 백라이트 콘트롤,
321 : 콘트롤 키, 323 : DSP-B,
327 : 이더넷, 401 : DSP-C,
403 : 파워 앰프,
407 : 엔코더, 409 : 모터,
605 : 자외선 영상 버퍼, 607 : 가시 광선 영상 버퍼,
609 : 크로마키 합성부, 611 : 합성 영상 출력 버퍼
107 : 제 1 미러,
109 : 자외선 광학계, 111 : 가시 광선 필터,
113 : 가시 광선 CCD 센서, 115 : 자외선 CCD 센서,
117 : 자외선 영상, 119 : 가시 광선 영상,
123 : 합성 영상, 201 : 방전 자외선 필터,
203 : 자외선 포커싱부, 205 : 자외선 광증폭부,
300 : 주처리부, 303 : 카메라,
305 : ISP, 307 : 비데오 디코더,
309 : DSP-A, 311, 325 : 플레시 메모리,
313, 329 : DDR 메모리, 315 : TFT-LCD,
317 : 비데오 버퍼, 319 : 백라이트 콘트롤,
321 : 콘트롤 키, 323 : DSP-B,
327 : 이더넷, 401 : DSP-C,
403 : 파워 앰프,
407 : 엔코더, 409 : 모터,
605 : 자외선 영상 버퍼, 607 : 가시 광선 영상 버퍼,
609 : 크로마키 합성부, 611 : 합성 영상 출력 버퍼
Claims (5)
- 코로나 영상 검출 시스템에 있어서, 외부로부터 입사되는 빛을 수광하는 광학부(101)와;
상기 광학부(101)의 내부에 위치하고, 입사된 빛 중에서 일부는 투과시키고, 일부는 90 도로 반사시키는 제 1 미러(107)와;
상기 제 1 미러(107)에서 반사된 빛을 90 도로 반사하는 제 2 미러(105)와;
상기 제 1 미러(107)를 투과한 빛 중에서 방전 자외선만을 투과시키는 자외선 광학계(109)와;
상기 자외선 광학계(109)를 투과한 자외선을 감지하는 자외선 CCD 센서(115)와;
상기 제 2 미러(105)에서 반사된 빛 중에서 가시 광선을 감지하는 가시 광선 CCD 센서(113)와;
상기 자외선 CCD 센서(115)에서 감지된 자외선 영상 및 상기 가시 광선 CCD 센서(113)에서 감지된 가시 광선 영상을 합성하는 멀티 스펙트랄 믹스(121);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전 영상 검출 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 자외선 광학계(109)는 미세한 자외선을 증폭하는 자외선 광증폭부(205);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전 영상 검출 시스템.
- 광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 방전 자외선만을 투과시키는 방전 자외선 필터(201)를 통하여 필터링 한 후, 자외선 광증폭부(205)를 통하여 증폭한 후, 자외선 CCD 센서(115)를 통하여 자외선 영상을 얻는 자외선 영상 획득 단계와;
광학부(101)를 통하여 입사된 빛 중에서, 가시 광선 CCD 센서(113)를 통하여 가시 광선 영상을 얻는 가시 광선 영상 획득 단계와;
상기 자외선 영상 획득 단계에서 획득된 자외선 영상과 상기 가시 광선 영상 획득 단계에서 획득된 가시 광선 영상을 합성하여 합성된 합성 영상을 얻는 영상 합성 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전 영상 검출 방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 영상 합성 단계는 크로마키 영상 합성 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전 영상 검출 방법.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100078591A KR101127798B1 (ko) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100078591A KR101127798B1 (ko) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120016327A KR20120016327A (ko) | 2012-02-24 |
| KR101127798B1 true KR101127798B1 (ko) | 2012-03-23 |
Family
ID=45838614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100078591A KR101127798B1 (ko) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101127798B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101250895B1 (ko) * | 2011-11-04 | 2013-04-04 | 지투파워 (주) | 아크 위치 검출 장치 |
| CN103308833A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-18 | 南京顺泰科技有限公司 | 一种用于电晕探测的紫外图像故障定位处理***及方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101332676B1 (ko) * | 2013-08-19 | 2013-11-26 | 한국 전기안전공사 | 전력설비 방전 검출용 자외선 코로나 카메라 |
| CN103592585A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-02-19 | 西安永电电气有限责任公司 | 一种igbt功率模块局部放电位置的判断方法以及判断*** |
| CN108717156A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-10-30 | 上海艾临科智能科技有限公司 | 一种基于紫外光子与可见光合成的电晕检测设备 |
| CN114839489B (zh) * | 2022-05-12 | 2024-06-07 | 国家电网有限公司 | 一种用于电力设备电晕放电检测的方法及*** |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009141667A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Toshiba Corp | アーク放電監視装置 |
| KR101054522B1 (ko) * | 2010-05-04 | 2011-08-04 | 한국전기안전공사 | 광학렌즈가 부착된 자외선 센서를 이용한 전력설비 코로나 방전 측정 장치 및 방법 |
-
2010
- 2010-08-16 KR KR1020100078591A patent/KR101127798B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009141667A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Toshiba Corp | アーク放電監視装置 |
| KR101054522B1 (ko) * | 2010-05-04 | 2011-08-04 | 한국전기안전공사 | 광학렌즈가 부착된 자외선 센서를 이용한 전력설비 코로나 방전 측정 장치 및 방법 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101250895B1 (ko) * | 2011-11-04 | 2013-04-04 | 지투파워 (주) | 아크 위치 검출 장치 |
| CN103308833A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-18 | 南京顺泰科技有限公司 | 一种用于电晕探测的紫外图像故障定位处理***及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120016327A (ko) | 2012-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101127798B1 (ko) | 코로나 방전 영상 검출 방법 및 그 시스템 | |
| US20140194748A1 (en) | Imaging device | |
| US9137453B2 (en) | Control apparatus and imaging system | |
| US20100210903A1 (en) | Capsule medical device and capsule medical system | |
| KR101054522B1 (ko) | 광학렌즈가 부착된 자외선 센서를 이용한 전력설비 코로나 방전 측정 장치 및 방법 | |
| JP2011010258A (ja) | 画像処理装置、画像表示システム、画像抽出装置 | |
| KR102112298B1 (ko) | 컬러 영상 및 깊이 영상을 생성하는 방법 및 장치 | |
| US9473711B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method for the same | |
| US11930282B2 (en) | Control device, control method, and electronic device to determine a lens position | |
| US11606518B2 (en) | Imaging apparatus and electronic equipment | |
| JP2004112772A (ja) | 撮像装置 | |
| JP5708036B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JP5072195B2 (ja) | 監視装置 | |
| US20180213172A1 (en) | Image capturing device, image capturing method, and program | |
| KR20110022959A (ko) | 용접선 자동 추적 시스템 | |
| CN209821051U (zh) | 多光谱一体检测装置 | |
| KR101332676B1 (ko) | 전력설비 방전 검출용 자외선 코로나 카메라 | |
| CN111882812A (zh) | 一种火灾监测***与方法 | |
| KR101128022B1 (ko) | 다목적 감시용 카메라 | |
| JP2007235760A (ja) | 紫外線画像および赤外線画像を撮像する撮像装置および撮像方法 | |
| US10911706B2 (en) | Solid-state imaging element and electronic equipment | |
| JP2011205623A (ja) | 撮像装置および撮像方法 | |
| EP3515060B1 (en) | Imaging element, method for driving same, and electronic device | |
| JP2014050001A (ja) | 撮像表示装置および撮像方法 | |
| CN114930205A (zh) | 多层膜和成像元件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150310 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |