KR102131585B1 - Image acquisition apparatus and method for power line monitoring device - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 전력선로의 주변영상을 획득하는 제1카메라, 상기 전력선로의 감시영상을 획득하기 위한 제2카메라 및 상기 제1카메라를 통해 획득된 주변영상에 근거하여 상기 제2카메라의 초점거리를 산출하고, 상기 산출된 초점거리에 따라 상기 제2카메라를 구동하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an image acquisition device and method of a power line monitoring device, the first camera for acquiring the peripheral image of the power line, the second camera for acquiring the surveillance image of the power line, and the first camera It characterized in that it comprises a control unit for calculating the focal length of the second camera based on the surrounding image, and driving the second camera according to the calculated focal length.

Description

전력선로 감시기기의 영상 획득 장치 및 방법{IMAGE ACQUISITION APPARATUS AND METHOD FOR POWER LINE MONITORING DEVICE}Image acquisition device and method of power line monitoring equipment {IMAGE ACQUISITION APPARATUS AND METHOD FOR POWER LINE MONITORING DEVICE}

본 발명은 전력 선로 감시기기의 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 개의 카메라를 사용하여 초점거리를 조절하는 전력 선로 감시기기의 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an image acquisition device and method of a power line monitoring device, and more particularly, to an image acquisition device and method of a power line monitoring device that adjusts a focal length using two cameras.

전력선로(power line)는 전력 전송에 사용되는 송전 및 배전 선로 즉, 발전소, 변전소, 개폐소 및 이와 유사한 곳과 전기 사용 장소 상호간에 연결된 전선을 의미한다. 이러한 전력선로에 이상이 발생하는 경우에는 전력 공급 차질로 인한 사회 경제적 손실이 초래될 수 있으므로, 전력계통의 운영에 있어서 전력선로의 이상여부에 대한 감시는 필수적으로 요구된다. 이를 위해 로봇, 비행체 등에 부착된 카메라를 통해 획득된 전력선로의 감시영상을 기반으로 전력선로의 이상여부를 판단하는 전력선로 감시 시스템 등이 운용되고 있다.The power line means a power transmission and distribution line used for power transmission, that is, a power plant, a substation, a switch station, and a wire connected between a similar place and an electricity use place. When an abnormality occurs in such a power line, socio-economic loss may occur due to a disruption in power supply, so monitoring of the power line abnormality is essential in the operation of the power system. To this end, a power line monitoring system is being operated to determine whether or not the power line is abnormal based on the monitoring image of the power line obtained through a camera attached to a robot, an aircraft, or the like.

일반적으로 전력선로의 이상이 겉으로 나타나는 형태는 그 크기가 크지 않기 때문에, 영상 정보를 통해 전력선로의 이상을 판단하기 위해서는 전력선로가 선명하게 찍힌 고해상도의 영상이 필요하다.In general, the shape in which an abnormality of a power line appears on the outside is not large, so a high-resolution image of the power line is clearly required to determine the abnormality of the power line through image information.

한편 일반적으로 카메라는 광학 렌즈를 이용하여 구성되며, 이러한 렌즈를 이용한 영상 획득에는 피사계심도(Depth Of Field)라는 특성이 있다. 여기서 피사계 심도란 초점이 맞는 것으로 인식되는 범위를 의미한다. 즉 영상이 획득될 때 피사체에 초점을 맞추면 그 앞쪽과 뒤쪽의 일정한 거리 내에 있는 물체는 충분히 초점이 맞은 것으로 인식되는 현상이 나타나는데, 이때 충분히 초점이 맞은 것으로 인식되는 범위를 피사계 심도라 한다.On the other hand, in general, the camera is configured using an optical lens, and the image acquisition using the lens has a characteristic of depth of field. Here, the depth of field means a range recognized as being in focus. That is, when focusing on the subject when the image is acquired, a phenomenon in which an object within a certain distance between the front and the rear is recognized as being sufficiently focused appears. At this time, a range recognized as sufficiently focused is called a depth of field.

이러한 피사계심도는 카메라의 조리개(렌즈를 통해 투과되어 이미지센서에 도달하는 빛의 양을 조절하는 장치)의 개방 정도의 변화를 통해서 조절이 가능하다. 다만 영상이 선명하게 찍히는 심도구간을 넓게 하려고 조리개 개방을 작게 하면, 영상 획득에 필요한 충분한 빛의 양이 이미지센서에 도달하는 시간을 확보하기 위해서 조리개 개방 상태를 유지하는 시간이 길어지게 된다.This depth of field can be adjusted by changing the opening degree of the camera's aperture (a device that controls the amount of light transmitted through the lens to reach the image sensor). However, if the aperture opening is made small in order to widen the interval between the cores in which the image is clearly captured, the time for maintaining the aperture open to increase the amount of time required for obtaining the image to reach the image sensor becomes longer.

그런데 영상을 획득하는 시간동안 카메라의 이동이 발생할 경우, 흔들린 이미지가 촬영되는 모션 블러(Motion Blur) 현상이 발생한다는 문제가 있다. 때문에 움직이면서 영상을 획득하는 장비에서는 조리개 조절을 통한 심도 조절은 사용하기 어렵다. 따라서 전력선로가 선명하게 찍힌 고해상도의 영상을 획득하기 위해서는 카메라의 심도구간을 넓히는 대신, 카메라의 초점거리를 정확하게 맞추어 영상을 획득하는 것이 필요하다.However, when the camera moves during the time of acquiring the image, there is a problem that a motion blur phenomenon in which a shaken image is taken occurs. Therefore, it is difficult to use the depth control by adjusting the aperture in the equipment that acquires an image while moving. Therefore, in order to acquire a high-resolution image with a clear image of a power line, it is necessary to acquire an image by accurately matching a focal length of the camera instead of widening the depth of the camera.

한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1402738호(2014.05.27.)에 개시되어 있다.
Meanwhile, the background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1402738 (2014.05.27.).

본 발명은 초점거리의 조절을 통해 전력선로가 선명하게 찍힌 고해상도의 영상을 획득할 수 있는 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
An object of the present invention is to provide an image acquisition apparatus and method of a power line monitoring device capable of acquiring a high-resolution image in which a power line is clearly captured by adjusting a focal length.

본 발명에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치는 전력선로의 주변영상을 획득하는 제1카메라; 상기 전력선로의 감시영상을 획득하기 위한 제2카메라; 및 상기 제1카메라를 통해 획득된 주변영상에 근거하여 상기 제2카메라의 초점거리를 산출하고, 상기 산출된 초점거리에 따라 상기 제2카메라를 구동하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An image acquisition device of a power line monitoring device according to the present invention includes a first camera for acquiring a peripheral image of a power line; A second camera for acquiring the surveillance image of the power line; And a control unit that calculates a focal length of the second camera based on the surrounding image acquired through the first camera, and drives the second camera according to the calculated focal length.

본 발명에서 상기 초점거리 산출 시, 상기 제어부는 상기 획득된 주변영상에 근거하여 상기 전력선로까지의 거리를 산출하고, 상기 산출된 전력선로까지의 거리에 근거하여 상기 초점거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.When calculating the focal length in the present invention, the control unit calculates a distance to the power line based on the acquired peripheral image, and calculates the focal length based on the calculated distance to the power line do.

본 발명에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치는 상기 전력선로의 실제 굵기 정보를 저장하고 있는 전력선로DB를 더 포함하되, 상기 전력선로까지의 거리 산출 시, 상기 제어부는 상기 획득된 주변영상에 대한 이미지 프로세싱을 통해 상기 주변영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 윤곽선에 근거하여 전력선로의 영상상의 굵기를 산출하며, 상기 산출된 전력선로의 영상상의 굵기 및 상기 전력선로DB에서 읽어온 전력선로의 실제 굵기 정보에 근거하여 상기 전력선로까지의 거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.The image acquisition device of the power line monitoring apparatus according to the present invention further includes a power line DB storing actual thickness information of the power line, but when calculating the distance to the power line, the control unit displays the acquired peripheral image. Analyze the contour of the surrounding image through image processing, calculate the thickness of the image on the power line based on the analyzed contour, and calculate the thickness of the image on the power line and the power line read from the power line DB The distance to the power line is calculated based on the actual thickness information.

본 발명에서 상기 제1카메라는 표준렌즈보다 초점거리가 짧은 광각렌즈를 포함하고, 상기 제2카메라는 표준렌즈보다 초점거리가 긴 망원렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first camera includes a wide-angle lens having a shorter focal length than the standard lens, and the second camera includes a telephoto lens having a longer focal length than the standard lens.

본 발명에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치는 상기 전력선로의 감시영상을 저장하기 위한 저장부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 제2카메라를 획득된 상기 전력선로의 감시영상을 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.The image acquisition device of the power line monitoring apparatus according to the present invention further includes a storage unit for storing the monitoring image of the power line, wherein the control unit receives the monitoring image of the power line obtained from the second camera in the storage unit. It is characterized by saving.

본 발명에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치는 제어 시스템으로 데이터를 전송하기 위한 송신부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 제1카메라를 통해 상기 전력선로의 주변영상이 획득되지 않는 경우 및 상기 제2카메라를 통해 상기 전력선로의 감시영상이 획득되지 않는 경우 중 적어도 하나 이상이 발생하는 경우에 상기 송신부를 통해 상기 제어 시스템으로 경고신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.The image acquisition device of the power line monitoring apparatus according to the present invention further includes a transmission unit for transmitting data to the control system, wherein the control unit is configured when the surrounding image of the power line is not acquired through the first camera 2 When at least one of the cases in which the surveillance image of the power line is not acquired through the camera occurs, a warning signal is transmitted to the control system through the transmitter.

본 발명에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 방법은 제어부가 제1카메라를 통해 전력선로의 주변영상을 획득하는 단계; 상기 제어부가 상기 획득된 주변영상에 근거하여 제2카메라의 초점거리를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출된 초점거리에 따라 상기 제2카메라를 구동하여 상기 전력선로의 감시영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for acquiring an image of a power line monitoring device according to the present invention includes the steps of: a control unit acquiring a peripheral image of a power line through a first camera; Calculating, by the control unit, a focal length of the second camera based on the acquired peripheral image; And obtaining, by the controller, the surveillance image of the power line by driving the second camera according to the calculated focal length.

본 발명에서 상기 초점거리를 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 획득된 주변영상에 근거하여 상기 전력선로까지의 거리를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출된 전력선로까지의 거리에 근거하여 상기 초점거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, calculating the focal length includes: the controller calculating a distance to the power line based on the acquired peripheral image; And the controller calculating the focal length based on the calculated distance to the power line.

본 발명에서 상기 전력선로까지의 거리를 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 획득된 주변영상에 대한 이미지 프로세싱을 통해 상기 주변영상의 윤곽선을 분석하는 단계; 상기 제어부가 상기 분석된 윤곽선에 근거하여 전력선로의 영상상의 굵기를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출된 전력선로의 영상상의 굵기 및 전력선로DB에서 읽어온 전력선로의 실제 굵기 정보에 근거하여 상기 전력선로까지의 거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, calculating the distance to the power line includes: analyzing, by the controller, the contour of the surrounding image through image processing of the acquired surrounding image; Calculating, by the controller, the thickness of the image on the power line based on the analyzed contour; And the controller calculating a distance to the power line based on the calculated thickness of the image of the power line and actual thickness information of the power line read from the power line DB.

본 발명에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 방법은 상기 제1카메라를 통해 상기 전력선로의 주변영상이 획득되지 않는 경우 및 상기 제2카메라를 통해 상기 전력선로의 감시영상이 획득되지 않는 경우 중 적어도 하나 이상이 발생하는 경우, 상기 제어부가 송신부를 통해 제어 시스템으로 경고신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The method for acquiring an image of a power line monitoring device according to the present invention is at least one of cases in which a peripheral image of the power line is not acquired through the first camera and a monitoring image of the power line is not acquired through the second camera. If at least one occurs, the control unit is characterized in that it further comprises the step of transmitting a warning signal to the control system through the transmission unit.

본 발명에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치 및 방법은 제1카메라를 통해 획득된 전력선로의 주변영상에 근거하여 제2카메라의 초점거리를 산출하여 제2카메라를 구동함으로써 전력선로가 선명하게 촬영된 감시영상을 획득할 수 있도록 하는 효과가 있다.
The image acquisition apparatus and method of the power line monitoring device according to the present invention calculates the focal length of the second camera based on the peripheral image of the power line obtained through the first camera, and drives the second camera to clearly display the power line. It has an effect of acquiring a captured surveillance image.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치에서 윤곽선을 분석하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치에서 전력선로의 굵기를 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치에서 전력선로의 굵기를 산출하는 기준을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 방법에서 전력선로까지의 거리를 산출하는 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an image acquisition device of a power line monitoring device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram for explaining a process of analyzing a contour in an image acquisition device of a power line monitoring device according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view for explaining a process of calculating the thickness of a power line in the image acquisition device of the power line monitoring device according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram for explaining a criterion for calculating the thickness of a power line in an image acquisition device of a power line monitoring device according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an image acquisition method of a power line monitoring device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a step of calculating a distance to a power line from an image acquisition method of a power line monitoring device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of an image acquisition device and method of a power line monitoring device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치에서 윤곽선을 분석하는 과정을 설명하기 위한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치에서 전력선로의 굵기를 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치에서 전력선로의 굵기를 산출하는 기준을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치를 설명하면 다음과 같다.1 is a block diagram showing the configuration of an image acquisition device of a power line monitoring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a contour line in an image acquisition device of a power line monitoring device according to an embodiment of the present invention. 3 is an exemplary view for explaining the process of calculating the thickness of the power line in the image acquisition device of the power line monitoring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. An exemplary view for explaining a criterion for calculating the thickness of a power line in the image acquisition device of the power line monitoring device according to an embodiment of the present invention, referring to this, the image acquisition device of the power line monitoring device according to this embodiment The explanation is as follows.

먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치는 제어부(100), 제1카메라(101), 제2카메라(102), 저장부(103), 송신부(104)를 포함한다.First, as shown in Figure 1, the image acquisition device of the power line monitoring device according to an embodiment of the present invention, the control unit 100, the first camera 101, the second camera 102, the storage unit 103 , It includes a transmitter 104.

전력선로 감시기기(미도시)는 전력선로의 촬영을 통해 전력선로의 이상을 감시하는 기기를 의미한다. 예를 들어 전력선로 감시기기는 무인항공기(Unmaned Aerial Vehicle)의 형태로 구성되어, GPS 기반으로 설정된 경로, 고도, 속도로 이동하거나 무인항공기 내에 탑재된 컨트롤러(controller)에 의해 위치나 자세, 방향 등이 제어되어 이동하면서, 전력선로의 영상을 획득하는 형태로 구성될 수 있다.The power line monitoring device (not shown) refers to a device that monitors an abnormality of the power line by photographing the power line. For example, the power line monitoring device is configured in the form of an unmanned aerial vehicle, and moves in a route, altitude, or speed set based on GPS, or a position, posture, direction, etc. by a controller mounted in the unmanned aerial vehicle. While being controlled and moved, it may be configured to acquire an image of a power line.

제1카메라(101)는 전력선로의 주변영상을 획득한다. 제1카메라(101)는 복수개의 카메라를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 제1카메라(101)는 표준렌즈(standard lens)보다 초점거리가 짧은 광각렌즈를 포함하여 전력선로의 주변영상을 획득할 수 있다. 광각렌즈는 동일한 조리개 값에서 표준렌즈보다 심도가 깊게 표현되므로. 제어부(100)는 깊은 심도를 갖는 영상을 이용하여 좀 더 정밀하게 초점거리를 계산할 수 있다. 여기서 표준렌즈는 카메라 화면의 대각선과 거의 같은 길이의 초점거리를 갖는 렌즈를 말한다.The first camera 101 acquires the surrounding image of the power line. The first camera 101 may include a plurality of cameras. Also, the first camera 101 may acquire a peripheral image of a power line including a wide-angle lens having a shorter focal length than a standard lens. The wide-angle lens has a deeper depth than the standard lens at the same aperture value. The controller 100 may calculate the focal length more precisely using an image having a deep depth. Here, the standard lens refers to a lens having a focal length almost the same length as the diagonal of the camera screen.

제2카메라(102)는 제어부(100)의 제어에 따라 전력선로의 감시영상을 획득한다. 제2카메라(102)는 제1카메라(101)와 마찬가지로 복수개의 카메라를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 제2카메라(102)는 표준렌즈보다 초점거리가 긴 망원렌즈를 포함하여 전력선로의 감시영상을 획득할 수 있다. 망원렌즈는 피사체를 확대하여 촬영할 수 있으므로, 제어부(100)는 망원렌즈를 통해 선명하게 촬영된 전력선로의 감시영상을 획득할 수 있다. 다만 망원렌즈는 동일한 조리개 값에서 표준렌즈보다 심도가 얕게 표현되므로 정밀한 초점거리 조절이 필요하다.The second camera 102 acquires the surveillance image of the power line under the control of the control unit 100. Like the first camera 101, the second camera 102 may include a plurality of cameras. In addition, the second camera 102 may include a telephoto lens having a longer focal length than the standard lens to obtain a surveillance image of the power line. Since the telephoto lens can magnify and photograph the subject, the control unit 100 may acquire a surveillance image of the power line that is clearly photographed through the telephoto lens. However, since the telephoto lens has a shallower depth than the standard lens at the same aperture value, it is necessary to precisely adjust the focal length.

제어부(100)는 제1카메라(101)를 통해 획득된 전력선로의 주변영상에 근거하여 제2카메라(102)의 초점거리를 산출하고, 상기 산출된 초점거리에 따라 제2카메라(102)를 구동하여 전력선로의 감시영상을 획득할 수 있다.The controller 100 calculates the focal length of the second camera 102 based on the surrounding image of the power line obtained through the first camera 101, and the second camera 102 according to the calculated focal length. By driving, it is possible to obtain a surveillance image of a power line.

예를 들어 제어부(100)는 제1카메라(101)를 통해 획득된 전력선로의 주변영상에 근거하여 전력선로까지의 거리를 산출하고, 상기 산출된 전력선로까지의 거리에 근거하여 제2카메라(102)의 초점거리를 산출할 수 있다. 즉 제어부(100)는 피사체(전력선로)까지의 거리를 기반으로 제2카메라(102)의 사양에 맞는 초점거리를 계산할 수 있다. 여기서 제어부가 피사체까지의 거리를 바탕으로 초점거리를 계산하는 방법은 공지된 기술로써, 제2카메라(102)가 사용하는 렌즈의 종류 및 크기, 획득되는 영상의 사이즈에 따라 달라질 수 있으며, 이외에도 사용자나 설계자의 의도에 따라 다양하게 설정될 수 있다.For example, the controller 100 calculates a distance to the power line based on the surrounding image of the power line obtained through the first camera 101, and based on the calculated distance to the power line, the second camera ( The focal length of 102) can be calculated. That is, the controller 100 may calculate a focal length that meets the specifications of the second camera 102 based on the distance to the subject (power line). Here, the method for the control unit to calculate the focal length based on the distance to the subject is a known technique, and may vary depending on the type and size of the lens used by the second camera 102 and the size of the acquired image. B It can be set in various ways depending on the designer's intention.

한편 제어부(100)는 렌즈의 초점거리와 피사체까지의 거리 사이의 관계식을 이용하여 전력선로까지의 거리를 산출할 수 있으며, 상기 관계식은 다음의 수학식 1과 같다.Meanwhile, the controller 100 may calculate the distance to the power line using the relational expression between the focal length of the lens and the distance to the subject, and the relational expression is as shown in Equation 1 below.

즉 제어부(100)는 전력선로의 주변영상을 획득한 제1카메라(101)의 초점거리는 알고 있으므로, 전력선로의 실제 굵기 및 획득된 전력선로의 영상상의 굵기를 파악하면, 전력선로까지의 거리를 산출할 수 있다.That is, since the control unit 100 knows the focal length of the first camera 101 that acquires the peripheral image of the power line, if the actual thickness of the power line and the thickness of the image on the acquired power line are grasped, the distance to the power line is determined. Can be calculated.

예를 들어 제어부(100)는 제1카메라(101)를 통해 획득된 주변영상에 대한 이미지 프로세싱을 통해 상기 주변영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 윤곽선에 근거하여 전력선로의 영상상의 굵기를 산출할 수 있다.For example, the controller 100 analyzes the outline of the surrounding image through image processing of the surrounding image obtained through the first camera 101, and calculates the thickness of the image on the power line based on the analyzed outline. can do.

도 2를 참조하여 제어부(100)의 윤곽선 분석을 더 자세히 살펴보면 다음과 같다. 제어부(100)는 획득된 주변영상 이미지를 filtering과 binary 과정을 거쳐 간단한 영상정보로 바꾸고 에지 검출(edge detection) 알고리즘을 거쳐 전력선로의 윤곽선을 얻을 수 있다. 여기서 에지 검출 알고리즘으로는 빛의 세기(intensity)나 명암(contrast)의 대비를 기반으로 경계를 검출하는 상용 디지털 이미지 프로세싱(Digital Image Processing) 방법 등이 채용될 수 있다. 다만 본 실시예는 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(100)가 전력선로의 윤곽선을 분석할 수 있는 다양한 이미지 프로세싱 방식이 채용될 수 있다.The contour analysis of the control unit 100 will be described in more detail with reference to FIG. 2. The controller 100 may convert the acquired surrounding image image into simple image information through filtering and binary processes, and obtain an outline of the power line through an edge detection algorithm. Here, as an edge detection algorithm, a commercial digital image processing method, which detects a boundary based on contrast of light intensity or contrast, may be employed. However, the present embodiment is not limited thereto, and various image processing methods in which the controller 100 analyzes the contour of the power line may be employed.

상술한 윤곽선 분석 과정 이후, 제어부(100)는 분석된 윤곽선에 근거하여 전력선로의 영상상의 굵기를 산출할 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하여 제어부(100)의 전력선로의 영상상의 굵기 산출을 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.After the outline analysis process described above, the controller 100 may calculate the thickness of the image of the power line based on the analyzed outline. The thickness calculation of the image of the power line of the control unit 100 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 as follows.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(100)는 윤곽선이 분석된 전력선로의 이미지를 사용하여 전력선로의 영상상의 굵기를 계산할 수 있다. 즉 제어부(100)는 전력선로의 일측 윤곽선에서부터 타측 윤곽선까지의 거리를 측정하여 전력선로의 영상상의 굵기를 산출할 수 있다.As shown in FIG. 3, the controller 100 may calculate the thickness of the image of the power line using the image of the power line with the contour analyzed. That is, the control unit 100 may calculate the thickness of the image of the power line by measuring a distance from one contour of the power line to the other contour.

또한 제어부(100)는 전력선로에서 임의의 개수(N개)의 영역을 샘플링(sampling)하고, 샘플링된 영역에서 계산된 굵기 중 가장 작은값을 전력선로의 영상상의 굵기로 선정할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 초점이 잘 맞은 이미지의 윤곽선은 초점이 잘 맞지 않은 이미지의 윤곽선보다 얇게 형성된다. 즉 제어부(100)는 초점이 가장 잘 맞은 영역을 기준으로 전력선로의 영상상의 굵기를 계산하여 전력선로까지의 거리를 좀 더 정확히 산출할 수 있다.In addition, the controller 100 may sample an arbitrary number (N) areas of the power line and select the smallest value among the thicknesses calculated in the sampled area as the thickness of the image of the power line. As shown in Fig. 4, the contour of the well-focused image is formed thinner than the contour of the well-focused image. That is, the controller 100 may calculate the distance to the power line more accurately by calculating the thickness of the image of the power line based on the area where the focus is best.

한편 본 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치는 전력선로의 실제 굵기 정보를 저장하고 있는 전력선로DB(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(100)는 전력선로DB에서 전력선로의 실제 굵기 정보를 읽어와서 전력선로까지의 거리를 산출할 수 있다. 즉 제어부(100)는 제1카메라(101)의 초점거리, 산출된 전력선로의 영상상의 굵기 및 전력선로DB에서 읽어온 전력선로의 실제 굵기 정보를 수학식 1에 대입하여 피사체(전력선로)까지의 거리를 산출할 수 있다. 이러한 전력선로의 실제 굵기 정보의 저장을 위해 전력선로DB는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시(Flash) 메모리, FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등 정보를 저장할 수 있는 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. On the other hand, the image acquisition device of the power line monitoring device according to the present embodiment may further include a power line DB (not shown) that stores actual thickness information of the power line, and the controller 100 may control the power line from the power line DB. The distance to the power line can be calculated by reading the actual thickness information. That is, the controller 100 substitutes Equation 1 for the focal length of the first camera 101, the calculated image thickness of the power line, and the actual thickness information of the power line read from the power line DB to the subject (power line). Can calculate the distance. In order to store the actual thickness information of the power line, the power line DB includes various storage media capable of storing information such as EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), Flash memory, and FRAM (Ferroelectric Random Access Memory). can do.

즉 본 실시예에서 제어부(100)는 상술한 과정을 통해 산출된 초점거리에 따라 제2카메라(102)를 구동하여 전력선로의 선명한 감시영상을 획득할 수 있다.That is, in this embodiment, the controller 100 may obtain a clear surveillance image of the power line by driving the second camera 102 according to the focal length calculated through the above-described process.

저장부(103)는 제어부(100)의 제어에 따라 전력선로의 감시영상을 저장할 수 있다. 즉 제어부(100)는 제2카메라(102)를 통해 획득된 전력선로의 감시영상을 저장부(103)에 저장하여, 추후 이를 활용해 전력선로의 이상여부를 판단하도록 할 수 있다. 이를 위해 저장부(103)는 플래시(Flash) 메모리, 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive) 등 정보를 저장할 수 있는 다양한 저장매체를 포함할 수 있다.The storage unit 103 may store the monitoring image of the power line under the control of the control unit 100. That is, the control unit 100 may store the surveillance image of the power line acquired through the second camera 102 in the storage unit 103 and use it later to determine whether the power line is abnormal. To this end, the storage unit 103 may include various storage media capable of storing information, such as a flash memory and a hard disk drive.

송신부(104)는 제어부(100)의 제어에 따라 제어 시스템(120)으로 데이터를 전송할 수 있다. 여기서 제어 시스템으로는 송전선로의 지상 감시 시스템 등이 해당될 수 있다. 제어부(100)는 제1카메라(101)를 통해 전력선로의 주변영상이 획득되지 않는 경우나 제2카메라(102)를 통해 전력선로의 감시영상이 획득되지 않는 경우에 송신부(104)를 통해 제어 시스템(120)으로 경고신호를 전송할 수 있다. 제어 시스템(120)은 전송된 경고신호를 수신부(121)를 통해 수신하고, 출력부(122)를 통해 출력하여, 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치가 정상적으로 동작하고 있지 않다는 것을 관리자에게 알릴 수 있다.The transmitter 104 may transmit data to the control system 120 under the control of the controller 100. Here, the control system may include a ground monitoring system of a transmission line. The control unit 100 controls through the transmission unit 104 when the surrounding image of the power line is not acquired through the first camera 101 or when the surveillance image of the power line is not acquired through the second camera 102. A warning signal may be transmitted to the system 120. The control system 120 receives the transmitted warning signal through the receiving unit 121 and outputs it through the output unit 122 to inform the administrator that the image acquisition device of the power line monitoring device is not operating normally. .

또한 제어부(100)는 저장부(103)에 저장된 전력선로의 감시영상을 송신부(104)를 통해 제어 시스템(120)으로 전송할 수 있다. 제어 시스템(120)은 전송된 전력선로의 감시영상을 수신부(121)를 통해 수신하고, 스토리지(122)에 저장하여, 추후 이를 활용해 전력선로의 이상여부를 판단하도록 할 수 있다.In addition, the control unit 100 may transmit the monitoring image of the power line stored in the storage unit 103 to the control system 120 through the transmission unit 104. The control system 120 may receive the transmitted power line monitoring image through the receiving unit 121 and store it in the storage 122 so that it can be utilized later to determine whether the power line is abnormal.

한편 제어부(100)는 산출된 전력선로까지의 거리를 감시기기 컨트롤러(110)에 전달할 수 있다. 감시기기 컨트롤러(110)는 전력선로까지의 거리를 이용하여 전력선로 감시기기가 전력선로 및 철탑과의 이격거리를 유지할 수 있도록 하여, 전자계 간섭을 배제하고 전력선로 감시기기가 전력선로 및 철탑과 충돌하는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, the controller 100 may transmit the calculated distance to the power line to the monitoring device controller 110. The monitoring device controller 110 uses the distance to the power line to enable the power line monitoring device to maintain a separation distance from the power line and the pylon, excluding electromagnetic interference, and the power line monitoring device collides with the power line and the pylon. Can be prevented.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 방법에서 전력선로까지의 거리를 산출하는 단계를 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 방법을 설명하면 다음과 같다.5 is a flow chart for explaining a method of acquiring an image of a power line monitoring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is from a method of acquiring an image of a power line monitoring device according to an embodiment of the present invention to a power line A flowchart for explaining the step of calculating the distance, and referring to this, a method of acquiring an image of a power line monitoring device according to the present embodiment is as follows.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 제어부(100)는 제1카메라(101)를 통해 전력선로의 주변영상을 획득한다(S200).As shown in FIG. 5, first, the controller 100 acquires a peripheral image of the power line through the first camera 101 (S200).

이어서 제어부(100)는 상기 단계(S200)에서 획득된 주변영상에 근거하여 전력선로까지의 거리를 산출한다(S210). 도 6을 참조하여 상기 단계(S210)를 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.Subsequently, the controller 100 calculates a distance to the power line based on the surrounding image obtained in step S200 (S210). The step S210 will be described in more detail with reference to FIG. 6.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 제어부(100)는 도 5에 도시된 상기 단계(S200)에서 획득된 주변영상에 대한 이미지 프로세싱을 통해 상기 주변영상의 윤곽선을 분석한다(S300). 예를 들어 제어부(100)는 획득된 주변영상 이미지를 filtering과 binary 과정을 거쳐 간단한 영상정보로 바꾸고 에지 검출(edge detection) 알고리즘을 거쳐 전력선로의 윤곽선을 얻을 수 있다.As illustrated in FIG. 6, first, the controller 100 analyzes the contour of the peripheral image through image processing on the peripheral image obtained in step S200 illustrated in FIG. 5 (S300 ). For example, the controller 100 may convert the acquired surrounding image image into simple image information through filtering and binary processes, and obtain an outline of the power line through an edge detection algorithm.

이어서 제어부(100)는 상기 단계(S300)에서 분석된 윤곽선에 근거하여 전력선로의 영상상의 굵기를 산출한다(S310). 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(100)는 전력선로의 일측 윤곽선에서부터 타측 윤곽선까지의 거리를 측정하여 전력선로의 영상상의 굵기를 산출할 수 있다. 또한 제어부(100)는 전력선로에서 임의의 개수(N개)의 영역을 샘플링(sampling)하고, 샘플링된 영역에서 계산된 굵기 중 가장 작은값을 전력선로의 영상상의 굵기로 선정할 수 있다.Subsequently, the controller 100 calculates the thickness of the image of the power line based on the contour line analyzed in step S300 (S310). For example, as illustrated in FIG. 3, the controller 100 may calculate the thickness of the image of the power line by measuring a distance from one side of the power line to the other. In addition, the controller 100 may sample an arbitrary number (N) areas of the power line and select the smallest value among the thicknesses calculated in the sampled area as the thickness of the image of the power line.

상기 단계(S310) 이후, 제어부(100)는 상기 단계(S310)에서 산출된 전력선로의 영상상의 굵기 및 전력선로DB에서 읽어온 전력선로의 실제 굵기 정보에 근거하여 전력선로까지의 거리를 산출한다(S320). 예를 들어 제어부(100)는 제1카메라(101)의 초점거리, 상기 단계(S310)에서 산출된 전력선로의 영상상의 굵기 및 전력선로DB에서 읽어온 전력선로의 실제 굵기 정보를 수학식 1에 대입하여 피사체(전력선로)까지의 거리를 산출할 수 있다.After the step S310, the controller 100 calculates a distance to the power line based on the thickness of the image of the power line calculated in the step S310 and the actual thickness information of the power line read from the power line DB. (S320). For example, the controller 100 records the focal length of the first camera 101, the thickness of the image of the power line calculated in step S310, and the actual thickness information of the power line read from the power line DB in Equation (1). By substituting, the distance to the subject (power line) can be calculated.

한편 도 5에 도시된 상기 단계(S210) 이후, 제어부(100)는 상기 단계(S210)에서 산출된 전력선로까지의 거리에 근거하여 초점거리를 계산한다(S220). 즉 제어부(100)는 피사체(전력선로)까지의 거리를 기반으로 제2카메라(102)의 사양에 맞는 초점거리를 계산할 수 있다. 여기서 제어부가 피사체까지의 거리를 바탕으로 초점거리를 계산하는 방법은 공지된 기술로써, 제2카메라(102)가 사용하는 렌즈의 종류 및 크기, 획득되는 영상의 사이즈에 따라 달라질 수 있으며, 이외에도 사용자나 설계자의 의도에 따라 다양하게 설정될 수 있다.Meanwhile, after the step S210 illustrated in FIG. 5, the controller 100 calculates a focal length based on the distance to the power line calculated in the step S210 (S220 ). That is, the controller 100 may calculate a focal length that meets the specifications of the second camera 102 based on the distance to the subject (power line). Here, the method for the control unit to calculate the focal length based on the distance to the subject is a known technique, and may vary depending on the type and size of the lens used by the second camera 102 and the size of the acquired image. B It can be set in various ways depending on the designer's intention.

이어서 제어부(100)는 상기 단계(S220)에서 계산된 초점거리에 따라 제2카메라(102)를 구동하여 전력선로의 감시영상을 획득한다(S230).Subsequently, the controller 100 drives the second camera 102 according to the focal length calculated in step S220 to obtain a surveillance image of the power line (S230).

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치 및 방법은 전력선로가 선명하게 촬영된 감시영상을 획득할 수 있도록 한다.As described above, the apparatus and method for obtaining an image of a power line monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention enable a power line to acquire a surveillance image captured clearly.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can various modifications and equivalent other embodiments from this. Will understand. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 제어부
101: 제1카메라
102: 제2카메라
103: 저장부
104: 송신부
110: 감시기기 컨트롤러
120: 제어 시스템
121: 수신부
122: 스토리지
123: 출력부100: control unit
101: first camera
102: second camera
103: storage unit
104: transmitter
110: supervisor controller
120: control system
121: receiver
122: storage
123: output

Claims (11)

전력선로의 주변영상을 획득하는 제1카메라;
상기 전력선로의 감시영상을 획득하기 위한 제2카메라; 및
상기 제1카메라를 통해 획득된 주변영상에 근거하여 상기 제2카메라의 초점거리를 산출하고, 상기 산출된 초점거리에 따라 상기 제2카메라를 구동하는 제어부; 및
상기 전력선로의 실제 굵기 정보를 저장하고 있는 전력선로DB를 포함하고,
상기 초점거리 산출 시, 상기 제어부는, 상기 획득된 주변영상에 근거하여 상기 전력선로까지의 거리를 산출하며, 상기 산출된 전력선로까지의 거리에 근거하여 상기 초점거리를 산출하고,
상기 전력선로까지의 거리 산출 시, 상기 제어부는 상기 획득된 주변영상에 대한 이미지 프로세싱을 통해 상기 주변영상의 윤곽선을 분석하고, 상기 분석된 윤곽선에 근거하여 전력선로의 영상상의 굵기를 산출하며, 상기 산출된 전력선로의 영상상의 굵기 및 상기 전력선로DB에서 읽어온 전력선로의 실제 굵기 정보에 근거하여 상기 전력선로까지의 거리를 산출하고,
상기 제1카메라는 표준렌즈보다 초점거리가 짧은 광각렌즈를 포함하고, 상기 제2카메라는 표준렌즈보다 초점거리가 긴 망원렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치.
A first camera for acquiring a peripheral image of a power line;
A second camera for acquiring the surveillance image of the power line; And
A control unit for calculating a focal length of the second camera based on the peripheral image acquired through the first camera, and driving the second camera according to the calculated focal length; And
And a power line DB storing actual thickness information of the power line,
When calculating the focal length, the controller calculates a distance to the power line based on the acquired peripheral image, and calculates the focal length based on the calculated distance to the power line,
When calculating the distance to the power line, the controller analyzes the contour of the surrounding image through image processing of the acquired surrounding image, calculates the thickness of the image on the power line based on the analyzed contour, and the The distance to the power line is calculated based on the calculated image thickness of the power line and the actual thickness information of the power line read from the power line DB,
The first camera includes a wide-angle lens having a shorter focal length than a standard lens, and the second camera includes a telephoto lens having a longer focal length than a standard lens.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 전력선로의 감시영상을 저장하기 위한 저장부를 더 포함하되,
상기 제어부는 상기 제2카메라를 획득된 상기 전력선로의 감시영상을 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치.
According to claim 1,
Further comprising a storage unit for storing the surveillance image of the power line,
The control unit is an image acquisition device of a power line monitoring device, characterized in that for storing the monitoring image of the power line obtained by the second camera in the storage unit.
제 1항에 있어서,
제어 시스템으로 데이터를 전송하기 위한 송신부를 더 포함하되,
상기 제어부는 상기 제1카메라를 통해 상기 전력선로의 주변영상이 획득되지 않는 경우 및 상기 제2카메라를 통해 상기 전력선로의 감시영상이 획득되지 않는 경우 중 적어도 하나 이상이 발생하는 경우에 상기 송신부를 통해 상기 제어 시스템으로 경고신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 전력선로 감시기기의 영상 획득 장치.
According to claim 1,
Further comprising a transmitter for transmitting data to the control system,
The control unit may transmit the transmission unit when at least one of a case where a peripheral image of the power line is not acquired through the first camera and a case where a surveillance image of the power line is not acquired through the second camera occurs. The image acquisition device of the power line monitoring device, characterized in that for transmitting a warning signal to the control system.
제어부가 제1카메라를 통해 전력선로의 주변영상을 획득하는 단계;
상기 제어부가 상기 획득된 주변영상에 근거하여 제2카메라의 초점거리를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 산출된 초점거리에 따라 상기 제2카메라를 구동하여 상기 전력선로의 감시영상을 획득하는 단계를 포함하고,
상기 초점거리를 산출하는 단계는,
상기 제어부가 상기 획득된 주변영상에 근거하여 상기 전력선로까지의 거리를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출된 전력선로까지의 거리에 근거하여 상기 초점거리를 산출하는 단계를 포함하며,
상기 전력선로까지의 거리를 산출하는 단계는,
상기 제어부가 상기 획득된 주변영상에 대한 이미지 프로세싱을 통해 상기 주변영상의 윤곽선을 분석하는 단계; 상기 제어부가 상기 분석된 윤곽선에 근거하여 전력선로의 영상상의 굵기를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출된 전력선로의 영상상의 굵기 및 전력선로DB에서 읽어온 전력선로의 실제 굵기 정보에 근거하여 상기 전력선로까지의 거리를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 제1카메라는 표준렌즈보다 초점거리가 짧은 광각렌즈를 포함하고, 상기 제2카메라는 표준렌즈보다 초점거리가 긴 망원렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선로 감시기기의 영상 획득 방법.
Obtaining, by the control unit, a peripheral image of the power line through the first camera;
Calculating, by the control unit, a focal length of the second camera based on the acquired peripheral image; And
The control unit comprises the step of obtaining the surveillance image of the power line by driving the second camera according to the calculated focal length,
The step of calculating the focal length,
Calculating, by the controller, a distance to the power line based on the acquired surrounding image; And the controller calculating the focal length based on the calculated distance to the power line.
The step of calculating the distance to the power line,
Analyzing, by the control unit, an outline of the peripheral image through image processing of the acquired peripheral image; Calculating, by the controller, the thickness of the image on the power line based on the analyzed contour; And the controller calculating a distance to the power line based on the calculated thickness of the image of the power line and actual thickness information of the power line read from the power line DB.
The first camera includes a wide-angle lens having a shorter focal length than the standard lens, and the second camera includes a telephoto lens having a longer focal length than the standard lens.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 7항에 있어서,
상기 제1카메라를 통해 상기 전력선로의 주변영상이 획득되지 않는 경우 및 상기 제2카메라를 통해 상기 전력선로의 감시영상이 획득되지 않는 경우 중 적어도 하나 이상이 발생하는 경우, 상기 제어부가 송신부를 통해 제어 시스템으로 경고신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선로 감시기기의 영상 획득 방법.The method of claim 7,
When at least one of a case where a peripheral image of the power line is not acquired through the first camera and a case where a surveillance image of the power line is not acquired through the second camera occurs, the control unit may transmit the A method for acquiring an image of a power line monitoring device, further comprising transmitting a warning signal to the control system.

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