IoT 기술을 기반으로한 강설 영상처리에 의한 최적 스노우멜팅 시스템 설계 = Design of optimal snowmelting system with snowfall image processing based on the IoT technology

국문 초록 (Abstract)

현재 겨울철에 활용되는 스노우멜팅 시스템은 온도와 습도 조건만 만족하면 시스템이 가동되도록 설계되었으나 실제 눈은 내리지 않는 상황에서도 스노우멜팅 시스템이 동작하는 경우가 발생하고 불필요한 전력소모가 발생하는 등 시스템 동작이 비효율적이고 최적화 되어있지 못한 문제점이 있다. 또한 실제 스노우멜팅 시스템이 설치된 실외 노면의 강설상황을 분석하는 것이 힘들다. 이에 본 논문에서는 아두이노 마이크로컨트롤러를 기반으로 기존의 온습도 데이터와 더불어 풍속데이터를 활용하여 센서데이터 처리부를 구성하고 카메라모듈과 라즈베리파이 마이크로 컨트롤러를 이용한 영상데이터 처리부를 도입하여 스노우멜팅 시스템이 설치된 실외 노면 영상을 확보하고, opencv의 차영상(difference image) 기법을 이용해 배경영상과 촬영된 영상의 분리를 통해 노면상의 눈의 강설상태를 확인한다. 또한 차영상의 히스토그램을 분석하여 단위면적당 적설량을 계산하는 강설 영상처리에 의한 IoT 기반의 최적화된 스노우멜팅 시스템을 제안한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Conventional snow melting system used in the current winter season is operated by previously set temperature and humidity conditions but this snow melting system is inefficient. Because that even though the humidity and temperature condition is satisfied with the set conditions but sometimes actual snowfall does not occur on the road. As a result, unnecessary power consumption is generated. also, conventional snowmelting system dosen't analysis snowfall condition on the road surface. In this paper, optimal snow melting system is suggested to improve the conventional system’s inefficient problem using IoT technology. To solve this problem, presented snow melting system apply wind speed data with arduino micro controller and snow fall image analysis methods with raspberry pi micro controller for setting the optimum determination condition and then operating reasonable power consumption system. The proposed system obtain road surface image and subtract between background image and road surface image to get the difference image using opencv technique. From this image information, we can determine snow falling condition of a road and analyzes difference image histogram to calculate snowfall surface area and distribution map. Therefore the suggested system can control and handle snow melting system more efficiently and optimally. This paper proposes new optimal snow melting system based on the IoT technology and image processing with good results.

참고문헌 (Reference)

• 1 "https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/camera.md/"
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• 6 Robert Laganiere, "Opencv computer vision application programming cookbook Vol. 4" Packt Publishers 2013
• 7 Dong-Hoon Im, "Image process using opencv" Free academy Publishers 2014