초록 ▼

본 연구개발의 목표는 컬러 영상 이미지를 원격수신 또는 입력하여 시정거리를 측정하는 장치 및 소프트웨어 프로그램을 개발하는 데에 있으며, 본 연구 사업은 기상학, 대기환경학, 광학, 영상학, 색채학 및 정보통신학 기반 융․복합 학제간 연구과제로서 세계적으로 기존에 개발된 바 없는 기술을 개발하는 연구성과를 거두어 그 창의성을 인정받아, 도출된 연구결과는 SCI에 게재되었고 해당 기술은 특허가 등록되었다. 본 연구에서 개발된 영상기반 측정법은 기존의 시정거리 측정법인 광학적 측정법의 대표성의 문제와 목측법의 재현성 및 정확성의 문제를

본 연구개발의 목표는 컬러 영상 이미지를 원격수신 또는 입력하여 시정거리를 측정하는 장치 및 소프트웨어 프로그램을 개발하는 데에 있으며, 본 연구 사업은 기상학, 대기환경학, 광학, 영상학, 색채학 및 정보통신학 기반 융․복합 학제간 연구과제로서 세계적으로 기존에 개발된 바 없는 기술을 개발하는 연구성과를 거두어 그 창의성을 인정받아, 도출된 연구결과는 SCI에 게재되었고 해당 기술은 특허가 등록되었다. 본 연구에서 개발된 영상기반 측정법은 기존의 시정거리 측정법인 광학적 측정법의 대표성의 문제와 목측법의 재현성 및 정확성의 문제를 해결할 수 있는 측정법으로서 영상에 나타난 물체의 패턴인식을 통해 거리를 정량적으로 산출한다. 기존의 목측시정보다 먼 20 km 이상 측정이 가능하며, 불확실도는 20 km 이내에서 10% 이내를 나타내었다. 본 연구에서 개발된 시정거리미터(Visual Range Meter: VRM)는 원격으로 수신된 영상의 지리정보 및 목표물의 패턴인식 알고리즘을 토대로 그 활용성을 높이기 위하여 측정소별 환경설정을 통해 시정을 측정할 수 있는 6종 소프트웨어 프로그램으로 제작되었다. 본 연구개발은 그 독창성과 활용가능성을 인정받아 한국기상산업진흥원의 우수성과 기술사업화 컨설팅 지원 대상사업에 선정되었으며, 기상청의 목측을 대체할 수 있는 시정측정의 대안으로 현업에서 활용될 수 있으며, 안개관측을 통한 안개특보에 활용이 가능하다. 본 연구의 결과는 기상청의 시정 관측, 공항기상청의 항공기 이착륙 관련 측정, 해양수산부 및 국토교통부의 안개 관측, 환경부의 대기질 측정 등에 활용될 수 있다. VRM은 저비용으로 시정 관측체제를 구축할 수 있어서 경제성과 활용성이 우수하다.

Abstract ▼

Objectives of this study is to develop a device and a software program for measurement of a visual range using a color image obtained from a remote site on line. The interdisciplinary study among meteorology, atmospheric environment, optics, vision, chromatics produced the outstanding milestones of

Objectives of this study is to develop a device and a software program for measurement of a visual range using a color image obtained from a remote site on line. The interdisciplinary study among meteorology, atmospheric environment, optics, vision, chromatics produced the outstanding milestones of international SCI journals and a patent registration. The image-based visibility measurement technique that developed in this study could solve the issues of reproducibility and accuracy in the existing human visibility measurement by Korea Meteorological Office and problem of representativeness in optical visibility measurement. It is available to measure visual range more than 20 km with this measurement method though the human visibility measurement can quantify less than 20 km in general. And the uncertainty showed less than 10% within 20 km visual range. The pattern recognition technique of the object shown in the image can quantitatively calculate the visual range. Visual range meter(VRM) developed in this study was produced as 6 software programs with specific configuration in order to increase the utilization based on the pattern recognition algorithm and the geographic information from the remote image. This research was selected in recognition of its creativity and the potential to technology commercialization consulting services supported by Korea Meteorological Industry Promotion Agency. The study results can be used as an alternative to image visibility measurement that replace human visibility measurement by Korea Meteorological Office. And It is possible to take advantage of the fog monitoring and the fog newsflash. The results of this study can be utilized as visibility measurement, an aircraft take-off or landing index at the airport meteorology measurements in Korea Meteorological Office, fog observation in the Ministry of Oceans and Fisheries and the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, and air quality measurement in the Ministry of Environment. Visual Range Meter can provide excellent affordability and usability because it can be built observing system at low cost.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 12
• 목차 ... 13
• 제1장 서론 ... 16
• 1. 연구개발의 필요성 ... 16
• 2. 연구개발의 차별성 ... 17
• 제2장 국내외 환경변화 ... 19
• 1. 국외 연구 및 기술개발 현황 ... 19
• 2. 국내 연구 및 기술개발 현황 ... 21
• 제3장 연구개발 목표 ... 25
• 1. 연구의 최종목표 ... 25
• 2. 연차별 연구개발의 목표 및 평가의 착안점 ... 25
• 가. 연차별 연구개발의 목표 및 내용 ... 25
• 나. 연차별 평가의 착안점 ... 27
• 3. 연구개발 추진전략 및 체계 ... 29
• 가. 연구개발 추진전략 ... 29
• 나. 연구개발 추진체계 ... 31
• 제4장 연구개발 결과 및 내용 ... 34
• 제1절 측정 및 분석 ... 34
• 1. 측정 개요 ... 34
• 2. 측정 및 분석 방법 ... 37
• 3. 체감시정 영상촬영을 통한 영상시정 분석용 고해상도 이미지 자료 구축 ... 40
• 4. 전방산란/광투과방식 시정거리와 색채학적 시정거리 비교 분석 ... 47
• 제2절 분석 알고리즘 및 프로파일 모듈 개발 ... 54
• 1. 분석 알고리즘 개요 ... 54
• 2. 영상 이미지의 RGB 색상 추출 기술을 통한 시정거리 산출 알고리즘 ... 56
• 3. 목표물 인식 기술을 통한 시정거리 산출 알고리즘 ... 57
• 4. 컬러 영상 이미지를 이용한 시정 측정 프로그램 프로파일 모듈 개발 ... 61
• 5. 영상 이미지 조건별(지역, 기상) RGB 색상 추출 알고리즘 ... 70
• 6. 주·야간 목표물 인식 변환 기술을 통한 시정거리 산출 알고리즘 ... 74
• 7. 통합형 RGB 색상 추출 및 목표물 인식 기술을 통한 자동화 알고리즘 ... 85
• 8. 동영상 이미지의 시정 측정 자동화 프로파일 모듈 개발 ... 94
• 제3절 시제품 제작 및 성능 개선 ... 99
• 1. 시제품 개요 ... 99
• 2. 고급 프로그래밍 언어를 이용한 시정 측정 프로그램 구현 ... 99
• 3. 영상 이미지의 색채학적 시정거리에 대한 불확실성 조사 ... 110
• 4. 컬러 영상 이미지를 이용한 시정 측정 시스템 시제품 제작 ... 114
• 5. 목측 및 광학적 시정거리와의 비교 검증을 통한 시제품 성능 개선 ... 119
• 6. 동영상 시정 자동 측정 시스템 구현 ... 131
• 7. 컬러 영상 VRM(Visual Range Meter) 매뉴얼 ... 150
• 제4절 연구개발 성과 ... 158
• 1. 대표적 주요 연구성과 ... 158
• 2. 논문(특허) 발표 및 게재 현황 ... 158
• 3. 연구성과 상세 내용 ... 159
• 제5장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 163
• 1. 연구성과 대비 목표 달성도 ... 163
• 2. 연차별 평가의 착안점 및 기준 ... 163
• 3. 연차별 연구개발 목표 달성도 및 내용 ... 164
• 가. 1차년도 목표 달성도 및 내용 ... 164
• 나. 2차년도 목표 달성도 및 내용 ... 165
• 제6장 연구개발결과의 활용계획 ... 167
• 가. 기술적 측면 ... 167
• 나. 경제적․산업적 측면 ... 168
• 제7장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 169
• 제8장 연구시설·장비 현황 ... 170
• 제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 안전조치 이행실적 ... 171
• 1. 연구실 안전 점검 체계 및 실시 ... 171
• 가. 실험실 안전 점검 체계 ... 171
• 나. 교육 훈련 ... 172
• 다. 추가 이행 사항 ... 173
• 제10장 참고문헌 ... 174
• 끝페이지 ... 175