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보고서 요약서
요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 10
제2장 국내·외 기술개발 현황 11
제1절 국내·외 기술개발 동향 분석 11
1. 세계적 수준 11
2. 국내수준 11
3. 국내·외의 연구현황 11
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 13
제1절 레이저 적설계 연구개발 내용 13
1. 특허분석 13
2. TRIZ 기법을 이용한 아이디어 도출 13
3. 그리드(Grid) 패턴을 이용한 적설계 개발 19
가. 적설계 시스템 구성 19
(1) 광학계 및 레이저 설계 20
나. Data Fusion을 이용한 적설량 측정 알고리즘 개발 21
(1) 그리드 패턴 추출 영상처리 알고리즘 23
(가) 그리드 패턴 중심점 추출 24
(나) 그리드 이미지 전처리 26
① Median filter를 이용한 영상 잡음제거 27
② 레이저 패턴 중심부 제거 28
③ 명암대비 정규화 (normalize contrast) 29
④ 선 성분 추출을 위한 영상 전처리 30
㉮ 기울기 벡터와 구조적 성분을 이용한 패턴 인식방법 30
㉯ 적응적인 임계치 방법의 적용 32
⑤ 선 성분 추출을 위한 Hough-transform 적용 33
⑥ 대표 선 성분 추출 35
(2) 교차점 도출 36
(3) 적설높이 유도식 37
제2절 레이저 적설계 실험 41
1. 실험 환경 41
2. 개발 환경 42
3. 교차점 도출 실험 43
가. 0˚ 기울기에서의 교차점 추출 실험 43
나. 10˚ 교차점 도출 실험 47
다. 20˚ 교차점 도출 실험 50
라/다. 30℃ 교차점 도출 실험 53
4. 직설높이 측정 실험 56
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 57
제1절 연구개발목표의 달성도 57
제2절 관련분야의 기술발전에의 기여도 58
제5장 연구개발결과의 활용계획 60
제1절 추가연구의 필요성 60
1. 실외 레이저 적설계 개발의 필요성 60
제2절 타 연구에의 응용 61
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 63
제7장 참고문헌 64
초록보기 더보기
I. 제목
초음파 및 광학계를 이용한 적설계 개발을 위한 기반연구
II. 연구개발의 목적 및 필요성
기존에 상용화된 초음파 적설계의 한계를 극복하기 위해 Laser source와 CCD 카메라를 이용한 신개념의 광학식 적설계를 개발하는데 그 목적이 있다. 기상관측은 인간 삶에 있어 매우 중요한 요소로 대두되고 있다. 특히 폭설에 의한 인명사고 및 도로교통에의 영향, 농업, 레저 등에 있어 강설예보의 중요성이 갈수록 커지고 있는 실정이다. 강설예측을 위한 기초자료라는 입장에서 정확한 적설계측은 그 일차적인 자료를 제공한다는 점에서 매우 중요하다. 이에 따라 국내 기상청에서도 다수의 자동기상 관측 장비를 도입 운영하고 있으나 적설에 있어서는 측정 데이터의 신뢰도 및 비용에 문제가 있어 극히 최근에서야 도입을 준비 중에 있는 실정이다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
1. 레이저를 이용한 광학소스의 개발
2. CCD 카메라를 이용한 적설깊이의 측정 알고리듬 개발
3. 면상 적설깊이의 평가기법 개발
4. 모의 환경에서의 성능평가
IV. 연구개발결과
1. 레이저 패턴을 이용한 영상처리 알고리즘
2. 레이저 패턴인식 광학계 설계 및 제작
3. Linear 그리드 패턴 인식 알고리즘
4. Calibration plane를 이용한 적설높이 측정 알고리즘
V. 연구개발결과의 활용계획
1) 레이저 및 카메라를 기반으로 하는 광학식 적설계의 기상대 설치
2) 광학식 적설계 및 초음파 적설계의 기상대 설치 및 운용
3) Data Fusion 를 통한 적설량 보상 알고리즘 설계
4) 측정 데이타의 축적 및 평가를 통한 장치 성능 향상
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