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하천 표면 영상을 활용한 하천 표면 유속 측정 장치
DEVICE FOR MEASURING THE FLOW VELOCITY OF THE RIVER SURFACE USING RIVER SURFACE IMAGES
특허 요약
본 발명은 하천 표면 영상을 활용한 하천 표면 유속 측정 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 과제는 카메라로부터 수집된 하천표면영상에 대한 옵티컬 플로우(Optical flow) 처리를 통해 영상 내 검출 입자들의 속도를 산출하고, 이를 실제 물리적인 유속으로 환산하여 유속 측정의 효율성 및 정확성을 높이는데 있다. 일례로, 미리 설정된 월드좌표계를 이용하여 하천표면영상의 관측지점 좌표값을 계산하고 상기 호모그래피 계산부로 제공하는 관측지점 계산부; 하천표면영상의 관심영역을 설정하고, 설정된 관심영역으로 이루어지는 평면의 점과 하천표면영상이 촬영된 하천표면영역에 해당되는 평면의 점 간을 맵핑하는 변환 과정인 호모그래피(Homography)를 계산하는 호모그래피 계산부; OpenCV 라이브러리를 이용하여 하천표면영상으로부터 영상분석을 위한 프레임을 추출하는 프레임 추출부; 및 OpenCV 라이브러리를 이용하여 각 프레임 별로 하천표면영상의 다수의 특징 값을 추출하고, 연속되는 프레임 간에 특징 값들을 추적하여 옵티컬 플로우(Optical flow)를 계산하고, 계산된 옵티컬 플로우, 프레임의 시간정보 및 계산된 호모그래피를 기반으로 제1 하천표면유속을 계산하는 유속 계산부를 포함하는 하천 표면 영상을 활용한 하천 표면 유속 측정 장치를 개시한다.
청구항
번호청구항
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미리 설정된 월드좌표계를 이용하여 하천표면영상의 관측지점 좌표값을 계산하고 상기 호모그래피 계산부로 제공하는 관측지점 계산부;하천표면영상의 관심영역을 설정하고, 설정된 관심영역으로 이루어지는 평면의 점과 하천표면영상이 촬영된 하천표면영역에 해당되는 평면의 점 간을 맵핑하는 변환 과정인 호모그래피(Homography)를 계산하는 호모그래피 계산부;OpenCV 라이브러리를 이용하여 하천표면영상으로부터 영상분석을 위한 프레임을 추출하는 프레임 추출부; 및OpenCV 라이브러리를 이용하여 각 프레임 별로 하천표면영상의 다수의 특징 값을 추출하고, 연속되는 프레임 간에 특징 값들을 추적하여 옵티컬 플로우(Optical flow)를 계산하고, 계산된 옵티컬 플로우, 프레임의 시간정보 및 계산된 호모그래피를 기반으로 제1 하천표면유속을 계산하는 유속 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하천 표면 영상을 활용한 하천 표면 유속 측정 장치.

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미리 설정된 월드좌표계를 이용하여 하천표면영상의 관측지점 좌표값을 계산하고 상기 호모그래피 계산부로 제공하는 관측지점 계산부;하천표면영상의 관심영역을 설정하고, 설정된 관심영역으로 이루어지는 평면의 점과 하천표면영상이 촬영된 하천표면영역에 해당되는 평면의 점 간을 맵핑하는 변환 과정인 호모그래피(Homography)를 계산하는 호모그래피 계산부;OpenCV 라이브러리를 이용하여 하천표면영상으로부터 영상분석을 위한 프레임을 추출하는 프레임 추출부; 및OpenCV 라이브러리를 이용하여 각 프레임 별로 하천표면영상의 다수의 특징 값을 추출하고, 연속되는 프레임 간에 특징 값들을 추적하여 옵티컬 플로우(Optical flow)를 계산하고, 계산된 옵티컬 플로우, 프레임의 시간정보 및 계산된 호모그래피를 기반으로 제1 하천표면유속을 계산하는 유속 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하천 표면 영상을 활용한 하천 표면 유속 측정 장치.

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제1 항에 있어서,하천표면영상을 촬영하는 영상 촬영부; 및상기 영상 촬영부를 통해 연속적으로 촬영된 하천표면영상을 수집하여 호모그래피 계산부로 제공하는 영상 수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하천 표면 영상을 활용한 하천 표면 유속 측정 장치.

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제1 항에 있어서,상기 유속 계산부에서 추출된 특징 값을 갖는 입자 수가 미리 설정된 최소 검출 입자 수 미만인 프레임을 제거하거나, 상기 유속 계산부에서 추출된 특징 값 중에서 미리 설정된 기준 특징 값 이상의 특징 값을 제거하는 프레임 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하천 표면 영상을 활용한 하천 표면 유속 측정 장치.

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제3 항에 있어서,상기 프레임 필터부를 통해 필터링되지 않은 프레임 중에서 미리 설정된 이미지 값 이하이거나, 프레임에 검출 입자수가 미리 설정된 입자 분포도 이하인 영역을 인접 영역에서 검출된 입자를 이용하여 보간하는 프레임 보간부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하천 표면 영상을 활용한 하천 표면 유속 측정 장치.