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주야간 겸용 표면영상유속계 개발을 위한 원적외선 카메라의 적용성 검토
A Test of a Far Infrared Camera for Development of New Surface Image Velocimeter for Day and Night Measurement 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.48 no.8, 2015년, pp.659 - 672  

류권규 (동의대학교 토목공학과) ,  김서준 (단국대학교 토목환경공학과 연구전담) ,  유병남 (동의대학교 토목공학과) ,  배인혁 (명지대학교 토목공학과)

초록
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홍수시 하천의 유속 측정을 위한 표면영상유속계에서 가장 기본이 되는 단계는 적절한 영상을 취득하는 것이다. 하지만 영상 획득에 있어 야간에 발생하는 홍수 흐름을 촬영하는 것은 매우 어렵다. 이에 본 연구에서는 표면영상 유속계의 야간 영상 획득 장치로 원적외선 카메라를 이용하는 방안을 검토하였다. 원적외선 카메라는 별도의 조명을 필요로 하지 않으므로, 주야간 모두 영상을 획득할 수 있는 장점이 있다. 또한 안개나 연기의 영향을 받지 않아서 고정식 표면영상유속계를 구성하는 좋은 대안이 될 수 있다. 원적외선 영상을 이용한 유속 산정의 결과를 비교하기 위해, 보통의 가시광 카메라와 근적외선 카메라를 이용한 동시 촬영을 하여 영상을 분석하였다. 아울러 소형 프로펠러 유속계에 의한 유속 측정 자료와 비교하였다. 정확도 분석 결과 원적외선의 주간 영상을 이용할 경우 최소-9%에서 최대 -19%의 오차를 나타냈고, 야간 영상을 이용할 경우 최소 -10%에서 최대 -23%의 오차를 나타냈다. 또한 일반캠코더를 이용한 경우와 비교하여 최대 10% 이내의 차이를 보였기 때문에 주야간 유속 측정에 원적외선 카메라의 적용이 가능한 것을 확인하였다. 다만 주간 영상에 비해 야간 영상이 약간 흐려지는 경향이 있기 때문에, 이러한 영상을 적절히 분석하기 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 생각한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In flow velocity measurement of natural rivers, taking images with proper image quality is the fundamental and the most important step. Since flood peaks generally occur in night time, it is very difficult to capture proper images in that time. The present study aims to test a far infra-red camera a...

주제어

#유속 측정   #원적외선 카메라   #적외선 카메라   #표면영상유속계  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
표면영상유속계에서 가장 기본인 것은? 홍수시 하천의 유속 측정을 위한 표면영상유속계에서 가장 기본이 되는 단계는 적절한 영상을 취득하는 것이다. 하지만 영상 획득에 있어 야간에 발생하는 홍수 흐름을 촬영하는 것은 매우 어렵다.
홍수시에는 대부분의 유속 측정을 봉부자에 의존하는 이유는 무엇인가? 평수시 유속은 프로펠러 유속계, 전자기 유속계, 초음파 유속계, ADCP와 같은 각종 첨단 장비를 이용하여 측정하고 있지만, 홍수시에는 대부분의 유속 측정을 봉부자에 의존하고 있다. 이는 홍수시 유속 및 유량 측정이 유체 계측 중에서도 가장 어려운 계측 중 하나이기 때문이다. 그 이유는 다음과 같이 네 가지로 요약할 수 있다(Fujita, 2013).
원적외선 카메라의 장점은? 이에 본 연구에서는 표면영상 유속계의 야간 영상 획득 장치로 원적외선 카메라를 이용하는 방안을 검토하였다. 원적외선 카메라는 별도의 조명을 필요로 하지 않으므로, 주야간 모두 영상을 획득할 수 있는 장점이 있다. 또한 안개나 연기의 영향을 받지 않아서 고정식 표면영상유속계를 구성하는 좋은 대안이 될 수 있다. 원적외선 영상을 이용한 유속 산정의 결과를 비교하기 위해, 보통의 가시광 카메라와 근적외선 카메라를 이용한 동시 촬영을 하여 영상을 분석하였다.
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