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구름에 레이저광의 펄스를 조사하고, 떠다니는 입자에 의하여 후방 산란된 펄스를 관측하는 도플러라이다(100)구름의 영상을 획득하는 영상획득부(200) 및상기 도플러라이다(100)로부터 획득한 정보를 근거로 구름까지의 거리 및 레이저 방향으로 구름이 이동하는 속도를 측정하고, 상기 영상획득부(200)로부터 획득한 구름의 영상을 근거로 레이저 빔과 수직한 평면상에서의 구름의 2차원 이동 속도(V), 구름까지의 거리(L) 와 레이저빔의 각도(θ)를 계산하여, 상기 레이저 방향으로 구름이 이동하는 속도, 상기 레이저 빔과 수직한 평면 상에서의 구름의 2차원 이동 속도(V), 상기 구름까지의 거리(L) 및 상기 레이저빔의 각도(θ)를 이용하여 구름의 3차원 속도를 계산하는 제어부(300)를 포함하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 장치
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제1항에 있어서,상기 제어부(300)는 구름의 영상 중 미리 결정된 알고리즘에 의해 추적해야 할 지점인 추적점을 선택하고, 전 영상과 후 영상을 비교하여, 추적점의 변화를 근거로, 레이저 빔과 수직한 평면상에서의 구름의 2차원 이동 속도(V), 구름까지의 거리(L) 와 레이저빔의 각도(θ)를 계산하는 것을 특징으로 하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 장치
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제2항에 있어서,상기 제어부(300)는 상기 추적점을 중심으로 3ⅹ3의 상관계수 값을 모두 포함하는 곡면을 생성하고, 상기 곡면 상에 존재하는 모든 상관계수 값을 변형 전 이미지와 비교하는 것을 특징으로 하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 장치
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제2항에 있어서,상기 제어부(300)는미리 정해진 알고리즘에 따라 구름의 영역 중 다수의 추적점을 선택하는 것을 특징으로 하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 장치
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컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의하여 실행되는 프로그램 형태로 이루어지는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법에 있어서,도플러라이다(100)를 이용하여 구름에 레이저광의 펄스를 조사하고, 떠다니는 입자에 의하여 후방 산란된 펄스를 관측하는 도플러라이다관측 단계(S10)영상획득부(200)를 이용하여 구름의 영상을 획득하는 구름영상획득 단계(S20) 및연산처리수단에 의해 상기 도플러라이다(100)로부터 획득한 정보를 근거로 구름까지의 거리 및 레이저 방향으로 구름이 이동하는 속도를 측정하고, 상기 영상획득부(200)로부터 획득한 구름의 영상을 근거로 레이저 빔과 수직한 평면상에서의 구름의 2차원 이동 속도(V), 구름까지의 거리(L) 와 레이저빔의 각도(θ)를 계산하여, 상기 레이저 방향으로 구름이 이동하는 속도, 상기 레이저 빔과 수직한 평면 상에서의 구름의 2차원 이동 속도(V), 상기 구름까지의 거리(L) 및 상기 레이저빔의 각도(θ)를 이용하여 구름의 3차원 속도를 계산하는 구름속도계산 단계(S30)를 포함하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법
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제5항에 있어서,상기 구름속도계산 단계(S30)에서, 레이저 빔과 수직한 평면상에서의 구름의 2차원 이동 속도(V), 구름까지의 거리(L) 와 레이저빔의 각도(θ)를 계산하는 것은,구름의 선행이미지를 획득하는 선행이미지획득 단계(S31)상기 선행이미지획득 단계(S31)에서 획득한 선행이미지로부터 미리 결정된 알고리즘에 의해 추적해야 할 지점인 추적점을 결정 하는 추적점결정 단계(S32)상기 추적점결정 단계(S32)에서 선택된 추적점에 대한 좌표를 중심으로 선행부분이미지를 추출하는 선행부분이미지추출 단계(S33)상기 선행이미지획득 단계(S31)로부터 일정 시간 경과 후 구름의 후행이미지를 획득하는 후행이미지획득 단계(S34)상기 후행이미지획득 단계(S34)에서 획득한 후행이미지로부터, 상기 추적점결정 단계(S32)에서 선택된 추적점의 좌표를 중심으로, 상기 선행부분이미지추출 단계(S33)보다 큰 초기추출영역(initial estimation area)을 설정하는 초기추출영역설정 단계(S35)상기 초기추출영역설정 단계(S35)에서 설정된 초기추출영역의 각각의 픽셀을 중심으로, 각각의 후행부분이미지를 추출하는 후행부분이미지추출 단계(S36) 및상기 후행부분이미지추출 단계(S36)에서 추출된 부분이미지들 중에서 상기 선행부분이미지추출 단계(S33)에서 추출된 부분이미지와 상관 계수(correlation coefficient)를 계산하여 가장 연관성이 높은 후행부분이미지를 찾고, 이 중심점을 추적점으로 인식하는 추적점인식 단계(S37)를 포함하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법
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제6항에 있어서,상기 선행부분이미지추출 단계(S33)의 선행부분이미지는추적점에 대한 좌표를 중심으로 (2n+1)ⅹ(2n+1) 픽셀 크기인 것을 특징으로 하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법
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제6항에 있어서,상기 후행부분이미지추출 단계(S36)의 후행부분이미지는상기 선행부분이미지의 크기와 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법
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제6항에 있어서,상기 추적점인식 단계(S37) 이후에상기 추적점인식 단계(S37)의 추적점을 중심으로 3ⅹ3의 상관계수 값을 모두 포함하는 곡면을 생성하는 상관계수곡면생성 단계(S38); 및상기 상관계수곡면생성 단계(S38)에서 생성된 곡면 상에 존재하는 모든 상관계수 값을 변형 전 이미지와 비교하는 상관계수비교 단계(S39);를 포함하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법
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제6항에 있어서,상기 추적점인식 단계(S37) 이후에구름 이미지가 추가로 입력되면,후행이미지를 선행이미지로 인식하고, 추가로 입력된 구름 이미지를 후행이미지로 인식하며, 상기 후행이미지획득 단계(S34)부터 추적점인식 단계(S37) 까지의 과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법
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제6항에 있어서,상기 추적점결정 단계(S32)는미리 정해진 알고리즘에 따라 구름의 영역 중 다수의 추적점을 선택하는 것을 특징으로 하는 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법
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제 5항 내지 제 11항 중 선택되는 어느 한 항에 기재된 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
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제 5항 내지 제 11항 중 선택되는 어느 한 항에 기재된 라이다와 영상처리를 이용한 3차원 구름속도 측정 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램
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