KR101711521B1 - Device and method for placing surveillance device optically - Google Patents

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경기대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 감시장비 배치장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는, 구조물을 촬영하는 감시장비의 배치 위치를 유전 알고리즘을 이용하여 결정하는 감시장비 배치장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 감시장비 설치 전 유전알고리즘을 통하여 제한된 비용으로 최대의 감시영역을 가질 수 있는 감시장비 배치 위치와 시선방향을 결정할 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for arranging surveillance equipment, and more particularly, to a surveillance equipment arranging apparatus and method for determining an arrangement position of surveillance equipment for imaging a structure by using a genetic algorithm. According to an embodiment of the present invention, it is possible to determine a position and direction of a surveillance device that can have a maximum surveillance area at a limited cost through a genetic algorithm before installation of surveillance equipment.

Description

감시장비 배치장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR PLACING SURVEILLANCE DEVICE OPTICALLY}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a device and a method for arranging a surveillance device,

본 발명은 감시장비 배치장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는, 구조물을 촬영하는 감시장비의 배치 위치를 유전 알고리즘을 이용하여 결정하는 감시장비 배치장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for arranging surveillance equipment, and more particularly, to a surveillance equipment arranging apparatus and method for determining an arrangement position of surveillance equipment for imaging a structure by using a genetic algorithm.

CCTV(Close Circuit Television)로 대표되는 감시장비는 방범용 또는 구조물 감시용으로 최근 널리 사용되고 있다. CCTV의 사용이 보편화되면서 무계획적이고 무분별하게 설치되던 장비들을 목적에 맞고 효율적으로 배치하여 체계적으로 관리할 수 있도록 하는 것이 중요한 이슈가 되고 있다. 한편, 감시장비는 피해방지 및 복구를 위한 구조물 감시를 목적으로 감시가능영역 및 위치의 제약 등 요구조건을 만족한 효율적인 배치가 요구된다.Surveillance equipments such as CCTV (Close Circuit Television) are widely used for crime prevention or structure monitoring. As the use of CCTV becomes popular, it is an important issue to make it possible to systematically manage the unplanned and indiscriminately installed equipment for the purpose and efficiently. On the other hand, the surveillance equipment is required to efficiently arrange the surveillance equipment in order to monitor the structure for damage prevention and restoration, and to meet the requirements of the surveillance area and the restriction of the location.

본 발명의 관련기술은 대한민국 공개특허 제2015-0003470호(2015.01.09 공개, 감시카메라 배치 시스템 및 그 제공방법)에 개시되어 있다. 버쥬얼빌더스 주식회사가 2013년 7월 출원한 대한민국 공개특허 제2015-0003470호는 복수의 격자영역으로 구분되는 대상 공간에 감시카메라를 배치하기 위한 감시카메라 배치 시스템 제공 방법으로서 기존에 설치된 감시 카메라에 의해 커버되던 영역을 가능한 줄이고 신규로 설치되는 카메라에 의해 주가로 커버되는 영역을 최대한 확보한다. 하지만 이 시스템은 신규 카메라 1 대의 배치 위치를 결정하는 방법으로, 복수의 카메라를 배치할 경우 1 대의 카메라 만을 고려하여 먼저 배치하고 그것을 기존 감시영역으로 두고 같은 연산 과정을 통해 또 다른 1 대의 카메라의 배치 위치를 결정한다. 이와 같은 탐욕 알고리즘(Greedy Algorithm)의 개념을 사용하여 복수의 카메라를 배치할 경우 불필요한 중복배치가 이루어 질 수 있고, 복수의 카메라를 동시에 고려하여 배치 위치를 결정하는 방법에 비해 조합 가능한 경우의 수가 현저히 줄어들어 비효율적인 결과를 얻을 수 있다는 한계점을 갖고 있다.
The related art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0003470 (published on May 1, 2015, surveillance camera positioning system and method of providing the same). Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0003470, filed in July 2013 by Verjewell Builders, Inc., is a method for providing a surveillance camera arrangement system for disposing surveillance cameras in a target space divided into a plurality of grid areas, The coverage area is reduced as much as possible and the area covered by the stock price is maximized by the newly installed camera. However, this system is a method for determining the placement position of one new camera. When a plurality of cameras are arranged, only one camera is considered in advance, and it is arranged as an existing surveillance region, and another one camera Position. When the plurality of cameras are arranged using the concept of the Greedy Algorithm, redundant arrangement can be unnecessarily performed, and compared with a method of determining a placement position by considering a plurality of cameras at the same time, It is possible to obtain inefficient results.

따라서, 본 발명은 복수의 감시장비와 제한된 배치가능영역 및 필수 감시영역 등을 동시에 고려하여 배치하기 때문에 더 효율적이고 적은 비용을 바탕으로 감시장비의 복수배치가 가능한 감시장비 배치장치 및 방법을 제공한다.
Accordingly, the present invention provides a surveillance equipment arranging apparatus and method capable of arranging a plurality of surveillance equipment on the basis of a more efficient and less cost because a plurality of surveillance equipment, a limited deployable area, and a necessary surveillance area are arranged at the same time .

본 발명의 일 측면에 따르면, 감시장비 배치장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a surveillance equipment deploying apparatus is provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 감시장비 배치장치는 대상 구조물에 대한 도면정보가 입력되는 입력부, 도면정보에서 대상 구조물의 외곽선을 다각형으로 모델링 하여 외곽선 정보를 생성하고, 외곽선 정보를 점으로 모델링하여 배치가능영역상의 모든 점, 모든 방향에 대한 가상의 감시지점 정보를 생성하는 가상화부, 외곽선 정보 및 감시지점 정보를 이용하여 각 감시지점에서 복수의 감시장비와 제한된 배치가능영역 및 필수감시영역을 동시에 고려하여 감시장비를 통하여 시야 확보가 가능한 시야 확보 점 정보를 산출하는 시야확인부 및 시야 확보 점 정보를 최대화하는 감시장비의 최적 배치 위치를 탐색하는 배치최적화부를 포함할 수 있다.The surveillance equipment arranging apparatus according to an embodiment of the present invention includes an input unit to which drawing information about a target structure is input, a modeling unit configured to model outlines of a target structure by polygons to generate outline information, Simultaneous consideration of multiple surveillance devices, limited deployable area and essential surveillance area at each surveillance site using virtualization section that generates virtual surveillance point information for all points on all possible areas and all directions, and outline information and surveillance point information And a placement optimization unit for searching a best placement position of the surveillance equipment for maximizing the vision acquisition point information.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 감시장비 배치방법 및 이를 실행하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a surveillance equipment arrangement method and a computer program for executing the same are provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 감시 장비 배치 방법 및 이를 실행하는 컴퓨터 프로그램은 입력한 도면정보에서 대상 구조물의 외곽선을 다각형으로 모델링하는 단계, 다각형 각 선분마다의 감시 필요성을 고려한 가중치를 반영하여 감시 지점의 조밀도를 결정하는 단계, 조밀도에 따라 대상 구조물 외곽에 감시 장비가 위치할 수 있는 모든 점, 모든 방향에 대한 가상화된 감시지점을 설정하는 단계, 설정된 감시지점에서 감시장비의 시야각도, 시야거리 및 시선방향 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 대상 구조물 외곽에서 복수의 감시 장비와 제한된 배치가능영역 및 필수감시영역을 동시에 고려하여 시야가 확보되는 시야 확보 점 정보를 생성하는 단계 및 대상 구조물의 감시가능영역 또는 시야 확보 점의 개수를 최대화하는 감시장비 배치위치와 시선방향정보를 유전알고리즘을 통하여 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The method for arranging surveillance equipment according to an embodiment of the present invention and the computer program for implementing the surveillance equipment according to an embodiment of the present invention include the steps of modeling the outline of the target structure in a polygon from the inputted drawing information, Determining all the points where the monitoring equipment can be located outside the target structure according to the density, setting a virtualized monitoring point for all directions, viewing angle of the monitoring equipment at the set monitoring point, A step of generating visual confirmation point information for securing a field of view by simultaneously considering a plurality of monitoring devices, a limited deployable area and a required surveillance area on the basis of at least one of a distance, a sight line direction, The location and location of the surveillance equipment to maximize the number of possible areas or sight- The direction information can include the step of calculating by the genetic algorithm.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 감시장비 설치 전 유전알고리즘을 통하여 제한된 비용으로 최대의 감시영역을 가질 수 있는 감시장비 배치 위치와 시선방향을 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to determine a position and direction of a surveillance device that can have a maximum surveillance area at a limited cost through a genetic algorithm before installation of surveillance equipment.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 일정 비율 이상의 감시영역을 가질 수 있는 최소의 감시장비 대수와 그 배치 위치 및 시선방향을 결정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to determine the minimum number of surveillance equipment having a surveillance area of a certain ratio or more, the arrangement position thereof, and the viewing direction.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 배치 위치를 결정하는 데에 타 시스템보다 효율적이고 빠르며 점으로 모델링 되어 수집된 영상자료를 기반으로 기타의 용도에 활용할 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to utilize the image data for other purposes based on the collected image data, which is more efficient and quicker than other systems in determining the placement position, and is modeled by points.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상황에 따라 필요한 다양한 제약조건들을 추가하는 것이 간편하며, 근사 해의 허용오차를 별도로 설정하여 단시간의 탐색이 가능하여 효율적인 배치 위치를 재결정하는 데에도 용이하다.
Also, according to an embodiment of the present invention, it is easy to add various constraints necessary depending on the situation, and it is possible to search for a short time by separately setting an approximate solution tolerance, and it is also easy to redetermine an effective placement position.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감시장비 배치장치를 설명하기 위한 도면들.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감시장비 배치방법을 설명하기 위한 도면들.
FIG. 1 and FIG. 2 are views for explaining a surveillance equipment arrangement according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 to 7 are views for explaining a method of arranging surveillance equipment according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 “하나 이상”을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들 중 “모듈”, “부”, “인터페이스 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 객체를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 및 이들의 조합을 의미할 수 있다. While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. It should be understood, however, that the present invention is not intended to be limited to the embodiments but includes all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known related arts will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured. In addition, the singular phrases used in the present specification and claims should be interpreted generally to mean " one or more " unless otherwise stated. Also, the terms " module, " " part, " " interface ", and the like used in the present specification generally mean a computer-related object and may mean, for example, hardware, software and combinations thereof.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감시장비 배치장치를 설명하기 위한 도면들이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a monitoring equipment arranging apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 1을 참조하면, 감시장비 배치장치는 입력부(100), 가상화부(200), 시야확인부(300), 배치최적화부(400), 출력부(500) 및 저장부(600)를 포함한다.1, the monitoring equipment arranging apparatus includes an input unit 100, a virtualization unit 200, a vision confirmation unit 300, a placement optimization unit 400, an output unit 500, and a storage unit 600 .

입력부(100)는 대상 구조물에 대한 도면정보가 입력된다. 여기서, 도면은 편의를 위하여 2차원 도면을 예로 들어 설명하지만, 3차원 도면을 포함할 수 있다.The input unit 100 inputs drawing information about the target structure. Here, although the drawing is described as a two-dimensional drawing as an example for convenience, it may include a three-dimensional drawing.

가상화부(200)는 입력된 도면정보에서 대상 구조물의 외곽선을 다각형으로 모델링 하여 외곽선 정보를 생성한다. 가상화부(200)는 입력된 대상 구조물의 외곽선 정보에 가상의 감시 지점 정보를 생성한다. 여기서, 가상의 감시 지점 정보는 다각형으로 모델링한 외곽선 정보를 점으로 모델링하고, 감시 장비를 배치할 수 있는 모든 점, 모든 방향을 고려한 것이다. 가상화부(200)는 생성된 외곽선 정보 및 감시 지점 정보를 저장부(600)에 저장한다. 여기서, 감시 지점 정보는 다각형으로 모델링 된 대상 구조물의 외곽선 정보에 대하여 각기 다른 가중치를 두어 생성될 수 있다. 가상화부(200)는 예를 들면, 외곽선 정보에 길이가 10m로 같은 선분을 포함하면, 제1 선분은 감시지점을 1m 마다 생성하고, 제2 선분은 감시지점을 2m 마다 생성하여 제1 선분이 제2 선분보다 감시의 필요성이 더 크다는 것을 표현할 수 있다. 가상화부(200)는 즉, 선분(구조물의 외곽선)에 생성되는 점의 조밀도를 다르게 함으로써 구조물의 감시영역에 가중치를 둘 수 있다 여기서, 조밀한 선분은 더 중요하고 감시가 우선적으로 필요한 영역이라고 해석될 수 있다.The virtualization unit 200 generates the outline information by modeling the outline of the target structure in a polygon in the input drawing information. The virtualization unit 200 generates virtual monitoring point information on the inputted outline information of the target structure. Here, the virtual surveillance point information models the outline information modeled by the polygons as points and considers all points and all directions in which the surveillance equipment can be disposed. The virtualization unit 200 stores the generated outline information and monitoring point information in the storage unit 600. [ Here, the monitoring point information can be generated by assigning different weights to the outline information of the target structure modeled as a polygon. For example, if the outline information includes the same line segment as 10 m in length, the virtual line segment generating unit 200 generates the first line segment every 1 m, the second line segment generates the monitor point every 2 m, It can be expressed that the need for monitoring is greater than the second line segment. The virtualization unit 200 can weight the surveillance region of the structure by varying the density of points generated in the line segment (the outline of the structure). Here, dense segments are more important, Can be interpreted.

시야확인부(300)는 외곽선 정보 및 감시지점 정보를 이용하여 구조물 외곽 전체에 대한 가상의 모델을 구현하고, 각 감시지점에서 감시장비를 통해 시야 확보가 가능한 시야 확보 점 정보를 산출한다. 이때, 시야확인부(300)는 복수의 감시장비와 제한된 배치가능영역 및 필수감시영역을 동시에 고려할 수 있다. 여기서, 감시장비는 영상을 촬영하는 카메라 등을 포함하여 이외에 적외선, 소리 등 다양한 방법에 의해 대상 구조물을 감시하는 장치를 포함할 수 있다. 감시장비의 시야는 부채꼴 또는 원의 형태로 나타낼 수 있으며, 감시장비의 시야각도, 시야거리 및 시선방향 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 시야거리는 감시장비에 의해 구조물이 보이는지 여부에 의한 거리를 의미하지 않고 구조물의 이상상태(균열 붕괴 등)를 감지할 수 있는 유효한 거리를 의미할 수 있다. 시야확인부(300)는 감시장비의 시야각도, 시야거리 및 시선방향 중 적어도 하나에 기초하여 포함될 수 있는 시야 확인 점이라도 구조물 주변의 나무나 벽 등의 시선 장애물 또는 대상 구조물 자체의 굴곡에 의해 보이지 않는 시야 확인 점은 시야 확인 점 정보에서 제외할 수 있다.The view confirmation unit 300 implements a virtual model for the entire outline of the structure using the outline information and the monitoring point information, and calculates the viewability point information capable of ensuring the view through the monitoring equipment at each monitoring point. At this time, the field of view confirmation unit 300 may simultaneously consider a plurality of surveillance devices, a limited deployable area, and a required surveillance area. Here, the surveillance equipment may include a camera for photographing an image, and a device for monitoring the target structure by various methods such as infrared rays and sound. The field of view of the surveillance equipment can be represented in the form of a sector or circle, and the viewing angle of the surveillance equipment can be determined by at least one of the viewing distance and the viewing direction. Here, the viewing distance does not mean the distance depending on whether or not the structure is visible by the surveillance equipment, and may mean an effective distance to detect an abnormal state (crack collapse, etc.) of the structure. The visual field confirmation unit 300 can recognize the visual confirmation point that can be included based on at least one of the viewing angle, the viewing distance, and the viewing direction of the surveillance equipment by visual obstacles such as a tree or a wall around the structure, The non-visual confirmation point can be excluded from the visual confirmation point information.

배치최적화부(400)는 시야 확보 점 정보를 최대화할 수 있는 감시장비의 최적 배치 위치를 탐색한다. 배치최적화부(400)는 감시장비의 제원 정보 및 비용 정보를 이용하여 감시장비 비용을 최소화하고, 시야 확보 점 정보를 최대화할 수 있는 감시장비의 최적 배치 위치를 탐색한다. 배치최적화부(400)는 감시장비 개수의 최소화 또는 감시가능영역 최대화로 하는 유전알고리즘을 활용하며 반드시 포함되어야 하는 최소감시영역과 감시장비의 시야각도, 시야거리 및 시선방향 중 적어도 하나를 고려하여 초기 해를 설정한다. 배치최적화부(400)는 유전알고리즘을 통해 개선 과정을 거처 발견된 다수의 감시장비 배치에 대한 근사해 또는 최적해 정보는 산출한다. 산출된 근사해 또는 최적해 정보는 저장부(600)에 저장된다. 이에 대해서는 도 2에서 더욱 상세히 설명하기로 한다. The placement optimizing unit 400 searches for an optimal placement position of the surveillance equipment capable of maximizing the view acquiring point information. The placement optimization unit 400 minimizes the cost of the monitoring equipment using the specification information and the cost information of the monitoring equipment and searches for the optimal placement location of the monitoring equipment that can maximize the vision acquisition point information. The layout optimizing unit 400 utilizes a genetic algorithm that minimizes the number of monitoring equipment or maximizes a monitorable area. The layout optimizing unit 400 initializes the minimum monitoring area and at least one of the viewing angle, the viewing distance, Set the solution. The placement optimization unit 400 calculates the approximate solution or optimum solution information for a plurality of monitoring equipment discovery through the improvement process through the genetic algorithm. The calculated approximate solution or optimal solution information is stored in the storage unit 600. This will be described in more detail in Fig.

출력부(500)는 도면에 대상 구조물의 정보 및 감시장비의 배치 좌표 정보 및 감시장비의 시야영역을 표시한다.The output unit 500 displays the information of the target structure and the coordinate information of the monitoring equipment and the viewing area of the monitoring equipment.

본 발명의 일 실시 예에 따른 감시장비 배치장치는 복잡한 연산과정이 생략된 최종 결과물로써의 간략히 표현된 도식을 출력하여 감시장비 배치 위치 및 시선방향에 의한 감시영역에 대한 정보를 한 눈에 인지하고 이에 관련한 의사결정을 내릴 수 있도록 운영자를 도울 수 있다.
The surveillance equipment arranging apparatus according to an embodiment of the present invention outputs a briefly expressed schematic as a final result omitting a complicated calculation process to recognize at a glance information about a surveillance area according to a surveillance equipment arrangement position and a sight direction You can help the operator to make decisions related to this.

도 2를 참조하면, 배치최적화부(400)는 배치최적화모델링 수립부(410), 관측기능검사 수행부(420), 파라미터 설정부(430) 및 배치 최적 해 탐색부(440)를 포함한다.2, the layout optimization unit 400 includes a layout optimization modeling unit 410, an observation function test execution unit 420, a parameter setting unit 430, and a placement optimal solution search unit 440.

배치최적화모델링 수립부(410)는 대상 구조물에 감시지점이 분포되는 배치최적화 모델링을 설정한다. 배치최적화모델링 수립부(410)는 배치최적화 모델링을 위하여 매개변수, 결정변수, 목적함수 및 제약조건 중 적어도 하나를 설정할 수 있다. 배치최적화모델링 수립부(410)는 감시장비의 종류에 따른 제원 정보, 비용 정보, 감시장비의 시선방향 및 감시장비의 위치 가능한 점에 대한 정보를 입력할 수 있다.The placement optimization modeling establishing unit 410 establishes a placement optimization modeling in which a monitoring point is distributed to a target structure. The placement optimization modeling establishing unit 410 can set at least one of parameters, decision variables, objective functions, and constraints for batch optimization modeling. The placement optimization modeling establishing unit 410 can input information on specifications, cost information, direction of sight of the surveillance equipment, and location of the surveillance equipment depending on the type of the surveillance equipment.

관측기능검사 수행부(420)는 시야 방향을 가지고 배치된 감시장비가 대상 구조물의 그리드 위의 한 점을 관측 가능한지를 평가한다. 관측기능검사 수행부(420)는 시야방향(FOV; Field of View) 검사와 장애물 검사로 나누어 수행하며, 감시장비의 위치 가능한 모든 점, 모든 방향에서 대상 구조물의 그리드 위의 각 점을 관측 가능한지를 미리 계산한다.The observation function test execution unit 420 evaluates whether the surveillance equipment arranged in the viewing direction can observe a point on the grid of the target structure. The observation function inspection execution unit 420 is divided into a field of view inspection (FOV) and an obstacle inspection. The observation function inspection execution unit 420 determines whether all points on the monitoring equipment, all points on the grid of the target structure can be observed Calculate in advance.

파라미터 설정부(430)는 감시장비의 배치 최적화 해를 산출하기 위하여 유전 알고리즘의 파라미터를 설정하고 유전 알고리즘의 초기 해 집단을 구성한다. The parameter setting unit 430 sets the parameters of the genetic algorithm and calculates the initial solution group of the genetic algorithm to calculate the placement optimization solution of the surveillance equipment.

배치 최적 해 탐색부(440)는 감시장비의 배치 최적화 목적함수 값을 계산하고, 설정된 교차 및 돌연변이 비율에 기초하여 감시장비의 배치 최적 해를 탐색한다. 배치 최적 해 탐색부(440)는 배치 최적 해가 탈출 조건에 만족할 때까지 배치 최적 해를 탐색한다.
Batch Optimization Seeker 440 computes the placement optimization objective function value of the surveillance equipment and searches for placement optimal solutions of monitoring equipment based on the set intersection and mutation rates. The placement optimal solution search unit 440 searches the placement optimal solution until the placement optimal solution satisfies the exit condition.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감시 장비 배치 방법을 설명하기 위한 도면들이다.3 to 7 are views for explaining a method of arranging surveillance equipment according to an embodiment of the present invention.

도 3를 참조하면, 단계 S310에서 감시장비 배치장치는 입력한 도면으로부터 대상 구조물의 외곽을 다각형의 형태로 모델링 한다. Referring to FIG. 3, in step S310, the surveillance equipment arrangement device models the outline of the target structure in the form of a polygon from the input drawing.

단계 S320에서 감시장비 배치장치는 다각형으로 표현된 구조물의 외곽 모델을 바탕으로 다각형 각 선분마다의 감시 필요성을 고려한 가중치를 반영하여 감시 지점의 조밀도를 결정한다. In step S320, the surveillance equipment layout apparatus determines the density of the surveillance point based on the outer model of the structure represented by the polygon, by reflecting the weight considering the necessity of surveillance for each segment of the polygon.

단계 S330에서 감시장비 배치장치는 결정한 감시 지점의 조밀도에 따라 구조물 외곽에 가상화된 감시 지점을 설정한다.In step S330, the surveillance equipment placement apparatus sets a virtualized surveillance point on the outskirts of the structure according to the determined density of the surveillance point.

단계 S340에서 감시장비 배치장치는 설정된 감시 지점의 특정 위치에서 감시장비의 시야각도, 시야거리 및 시선방향 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 감시 가능한 구조물 외곽에서 시야가 확보되는 시야 확보 점 정보를 생성한다. 여기서, 감시장비 배치장치는 시야가 확보되는 시야 확보 점을 탐색할 때 특정 위치에서 감시장비의 시야각도, 시야거리 및 시선방향 중 적어도 하나의 정보와 장애물에 의한 시야방해 또는 구조물의 굴곡정보를 종합하여 감시불가지점(보이지 않는 영역)을 산출하고 시야 확보 점들의 개수에서 제외한다.In step S340, the surveillance equipment positioning apparatus generates sight acquiring point information securing a field of view outside the observable structure based on at least one of the viewing angle, the viewing distance, and the viewing direction of the surveillance equipment at a specific location of the surveillance point . Here, when searching for a viewpoint where a view is secured, the surveillance equipment arrangement device collects information of at least one of a viewing angle, a viewing distance, and a viewing direction of the surveillance equipment at a specific location, (Invisible area) is calculated and excluded from the number of sight guarantee points.

단계 S350에서 감시장비 배치장치는 구조물의 감시가능영역 또는 시야 확보 점의 개수를 최대화할 수 있는 다수의 감시장비 배치위치와 시선방향정보를 유전알고리즘을 통하여 산출한다. 이에 대해서는 도 5에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
In step S350, the surveillance equipment arrangement device calculates a plurality of surveillance equipment arrangement positions and gaze direction information, which can maximize the number of surveillance areas or view points of the structure, through a genetic algorithm. This will be described in more detail in FIG.

도 4를 참조하면, 감시장비 배치장치는 단계 S410에서 배치최적화 모델링을 설정한다.Referring to FIG. 4, the surveillance equipment placement apparatus sets placement optimization modeling in step S410.

도 5을 참조하면, 감시장비 배치장치는 감시장비 배치위치 및 시선방향에 따라 감시장비의 시야를 도식화할 수 있다. 감시장비 배치장치는 감시장비가 주어진 수평시야각도(

Figure 112015036853364-pat00001
)과 감시범위(R)를 가지며, 특정 위치(
Figure 112015036853364-pat00002
)에 특정 방향(
Figure 112015036853364-pat00003
)으로 배치될 때 대상 구조물 위의 한 감시지점(
Figure 112015036853364-pat00004
)을 포함한 부분이 감시가 가능함을 보여줄 수 있다. Referring to FIG. 5, the surveillance equipment arranging apparatus can visualize the sight of the surveillance equipment according to the position and direction of the surveillance equipment. The surveillance equipment arrangements are such that the surveillance equipment has a horizontal viewing angle
Figure 112015036853364-pat00001
) And a monitoring range (R).
Figure 112015036853364-pat00002
) In a specific direction (
Figure 112015036853364-pat00003
), A monitoring point on the target structure
Figure 112015036853364-pat00004
) Can be shown to be observable.

감시장비 배치장치는 대상 구조물에 감시지점이 분포되는 배치최적화 모델링은 다음과 같이 설정할 수 있다.
In the surveillance equipment layout device, the layout optimization modeling in which the monitoring points are distributed on the target structure can be set as follows.

가. 매개변수의 설정end. Setting of parameters

Vijkl: 대상 구조물 위치

Figure 112015036853364-pat00005
이 감시장비 종류
Figure 112015036853364-pat00006
이고 위치
Figure 112015036853364-pat00007
, 방향
Figure 112015036853364-pat00008
인 감시장비로 관측이 가능하면 1, 그렇지 않으면 0.V ijkl : Location of target structure
Figure 112015036853364-pat00005
This monitoring equipment type
Figure 112015036853364-pat00006
And position
Figure 112015036853364-pat00007
, direction
Figure 112015036853364-pat00008
1 if observable with monitoring equipment, otherwise 0.

Ck: 감시장비 종류

Figure 112015036853364-pat00009
의 비용C k : Type of surveillance equipment
Figure 112015036853364-pat00009
Cost of

NC: 가능한 감시장비 위치의 총수N C : the total number of possible surveillance equipment locations

ND: 감시장비 방향의 총수N D : Total number of direction of surveillance equipment

NT: 가능한 대상 구조물 위치의 총수 N T : the total number of possible target structure positions

NK: 사용 가능한 감시장비 종류의 개수N K : Number of available surveillance equipment types

CVR: 감시가능영역 비율
CVR: Surveillance area ratio

나. 결정변수의 설정 I. Setting of decision variable

Xijk: 감시장비 종류

Figure 112015036853364-pat00010
이고 위치
Figure 112015036853364-pat00011
, 방향
Figure 112015036853364-pat00012
인 감시장비가 배치되면 1, 그렇지 않으면 0. X ijk : Type of surveillance equipment
Figure 112015036853364-pat00010
And position
Figure 112015036853364-pat00011
, direction
Figure 112015036853364-pat00012
1 if surveillance equipment is deployed, otherwise 0.

Yl: 대상 구조물 위치

Figure 112015036853364-pat00013
이 적어도 1개의감시장비로 관측이 가능하면 1, 그렇지 않으면 0.
Y l : Location of target structure
Figure 112015036853364-pat00013
1 if observable with at least one surveillance equipment, otherwise 0.

다. 목적함수 및 제약조건의 설정
All. Setting objective functions and constraints

목적함수:

Figure 112015036853364-pat00014
(1)
Objective function:
Figure 112015036853364-pat00014
(One)

제약조건: Constraints:

Figure 112015036853364-pat00015
(2)
Figure 112015036853364-pat00015
(2)

Figure 112015036853364-pat00017
(3)
Figure 112015036853364-pat00017
(3)

Figure 112015036853364-pat00018
(4)
Figure 112015036853364-pat00018
(4)

Figure 112015036853364-pat00019
(5)
Figure 112015036853364-pat00019
(5)

Figure 112015036853364-pat00020
(6)
Figure 112015036853364-pat00020
(6)

여기서, 목적함수 (1)는 감시장비 종류

Figure 112015036853364-pat00021
, 위치
Figure 112015036853364-pat00022
, 방향
Figure 112015036853364-pat00023
인 감시장비의 비용을 최소화하는 것이다. Here, the objective function (1)
Figure 112015036853364-pat00021
, location
Figure 112015036853364-pat00022
, direction
Figure 112015036853364-pat00023
To minimize the cost of monitoring equipment.

여기서, 제약조건 (2), (3)은 감시장비 종류

Figure 112015036853364-pat00024
, 위치
Figure 112015036853364-pat00025
, 방향
Figure 112015036853364-pat00026
인 감시장비가 대상 구조물 위치
Figure 112015036853364-pat00027
을 관측 가능하면 이 때 감시장비의 개수가 적어도 1 이상이고 전체 감시장비 위치의 총수보다 작다는 것을 의미한다. 또한, 제약조건 (4)는 관측된 대상 구조물 위치의 개수가 주어진 감시가능영역을 만족한다는 것이다. 제약조건 (5)는 각 감시장비 위치에서 감시장비 종류
Figure 112015036853364-pat00028
, 방향
Figure 112015036853364-pat00029
인 감시장비는 2개 이상 존재하지 않음을 의미한다.Here, the constraint conditions (2) and (3)
Figure 112015036853364-pat00024
, location
Figure 112015036853364-pat00025
, direction
Figure 112015036853364-pat00026
Of the target structure
Figure 112015036853364-pat00027
, It means that the number of surveillance equipment is at least 1 and smaller than the total number of surveillance equipment locations. In addition, constraint (4) indicates that the number of observed target structure positions satisfies a given surveillance region. The constraint condition (5) is that the monitoring equipment type
Figure 112015036853364-pat00028
, direction
Figure 112015036853364-pat00029
Means that no more than two monitoring devices exist.

다음 감시장비 배치장치는 배치 최적화 문제를 풀기 위해서는 감시장비의 종류에 따른 제원 정보 및 비용 정보를 입력 한다. 감시장비 배치장치는 감시장비의 시선방향과 감시장비의 위치 가능한 점에 대한 정보를 입력한다.
In order to solve the placement optimization problem, the following surveillance equipment placement apparatus inputs specification information and cost information according to the type of surveillance equipment. The surveillance equipment positioning device inputs information on the direction of sight of the surveillance equipment and possible points of the surveillance equipment.

도 4를 다시 참조하면, 감시장비 배치장치는 단계 S420에서 관측가능 검사(Visibility Test)를 실행한다. 여기서, 관측가능 검사(Visibility Test)는 시야 방향을 가지고 배치된 감시장비가 대상 구조물의 그리드 위의 한 점을 관측 가능한지를 평가한다. 관측가능 검사는 시야방향(FOV; Field of View) 검사와 장애물 검사로 나누어 실시한다. 감시장비 배치장치는 감시장비의 위치 가능한 모든 점, 모든 방향에서 대상 구조물의 그리드 위의 각 점을 관측 가능한지를 미리 계산하여 배치 최적화 문제를 풀기 위한 데이터로 활용한다. Referring again to FIG. 4, the surveillance equipment arrangement performs a Visibility Test at step S420. Here, the Visibility Test evaluates whether the surveillance equipment arranged in the visual direction can observe a point on the grid of the target structure. Observable tests are divided into field of view (FOV) inspection and obstacle inspection. The surveillance equipment placement device uses the data to solve the placement optimization problem by preliminarily calculating all possible positions of the surveillance equipment, and observing each point on the grid of the target structure in all directions.

감시장비 배치장치는 관측 수평 각과 관측 범위가 주어진 감시장비가 어떤 방향을 가지고 어느 한 위치에 배치될 때 대상 구조물의 관측 가능한 범위를 판단하는 시야방향 검사를 수행한다. 감시장비 배치장치는 대상 구조물이 그리드로 나타내어지므로 대상 구조물의 한 점이 관측이 가능한 지를 검사한다.
The surveillance equipment arrangement performs a visual field inspection to determine the observable range of the target structure when the surveillance equipment given the observation horizontal angle and the observation range is placed in any direction and at any position. Since the target structure is represented by a grid, the surveillance equipment placement system checks whether a point of the target structure is observable.

도 5를 다시 참조하면, 감시장비 배치장치는 주어진 수평각(

Figure 112015036853364-pat00030
)과 감시범위(R)를 갖고 있는 감시장비가 특정 위치(
Figure 112015036853364-pat00031
)에 특정 방향(
Figure 112015036853364-pat00032
)으로 배치될 때 대상 구조물 위의 한 점(
Figure 112015036853364-pat00033
)이 시야방향 검사를 이용하여 관측 가능한 지 시야방향 검사를 다음 절차를 따라서 수행한다.Referring again to FIG. 5,
Figure 112015036853364-pat00030
) And the monitoring range (R)
Figure 112015036853364-pat00031
) In a specific direction (
Figure 112015036853364-pat00032
), A point on the target structure (
Figure 112015036853364-pat00033
) Perform the visual field direction check that can be observed using this visual field direction check according to the following procedure.

1) 거리 벡터

Figure 112015036853364-pat00034
를 계산한다.1) Distance vector
Figure 112015036853364-pat00034
.

Figure 112015036853364-pat00035
(7)
Figure 112015036853364-pat00035
(7)

2) 크기 1인 방향 벡터

Figure 112015036853364-pat00036
와 함께
Figure 112015036853364-pat00037
가 관측 수평각 사이에 놓여 있는 지를 검사한다. 2) direction vector of size 1
Figure 112015036853364-pat00036
with
Figure 112015036853364-pat00037
Is between the observation horizontal angle.

Figure 112015036853364-pat00038
(8)
Figure 112015036853364-pat00038
(8)

3) 거리 벡터

Figure 112015036853364-pat00039
의 크기가 감시장비의 관측 범위 R 이내에 있는지를 검사 한다.3) Distance vector
Figure 112015036853364-pat00039
Is within the observation range R of the monitoring equipment.

Figure 112015036853364-pat00040
(9)
Figure 112015036853364-pat00040
(9)

4) 위의 (7)과 (8)을 만족하면 시야방향 검사를 통과하고 그렇지 않으면 실패한다.4) If it satisfies (7) and (8) above, it passes the field direction check and fails.

감시장비 배치장치는 도 5에서 보여주는 것처럼 감시장비와 대상 구조물 사이에 구조물의 다른 부분으로 가려지거나 장애물이 존재할 수 있다. 감시장비 배치장치는 시야방향 검사를 통과한 경우에 장애물이 존재하여 관측이 불가능한 지를 장애물 검사를 수행한다. 감시장비 배치장치는 장애물을 나타내는 선분과 감시장비의 위치(

Figure 112015036853364-pat00041
)와 대상구조물의 한 점(
Figure 112015036853364-pat00042
)을 연결한 선분이 교점이 존재하는 지를 검사한다. 감시장비 배치장치는 만약 교점이 존재하면 장애물이 존재하는 것을 의미하므로 장애물 검사를 실패하고 그렇지 않으면 통과한다.
The surveillance equipment deployment device may be obstructed or obstructed by other parts of the structure between the surveillance equipment and the target structure, as shown in FIG. The surveillance equipment arrangement performs an obstacle inspection to determine whether observation is possible due to existence of an obstacle when passing the visual inspection. The surveillance equipment deployment device is responsible for the location of the obstacles and the surveillance equipment
Figure 112015036853364-pat00041
) And one point of the target structure
Figure 112015036853364-pat00042
) Intersects the intersection. The surveillance equipment placement device fails and otherwise passes the obstacle inspection because it means that an obstacle exists if the intersection exists.

도 4를 다시 참조하면, 감시장비 배치장치는 단계 S430에서 유전 알고리즘의 파라미터를 설정하고 유전 알고리즘의 초기 해 집단을 구성한다. 유전 알고리즘은 진화의 원리를 문제 해결에 이용하는 대표적인 탐색적 해법 중의 하나이다. 초기에 복수 개의 해를 가진 해 집단의 임의의 해를 유전 알고리즘이 이해하는 형태로 나타내고 염색체라 부른다. 이러한 염색체들을 교차에 의한 염색체 부분 결합과 돌연변이에 의하여 새로운 염색체들을 만들어 내며 우수한 엘리트 해를 유지하며 진화시켜서 근사 최적 해를 구할 수 있다.Referring again to FIG. 4, the surveillance equipment placement device sets the parameters of the genetic algorithm at step S430 and constructs an initial population of genetic algorithms. Genetic algorithms are one of the most common exploratory solutions to solve the problem of evolution. An arbitrary solution of a group of solutions having a plurality of solutions at the beginning is expressed in a form understood by a genetic algorithm and is called a chromosome. These chromosomes can generate new chromosomes by chromosomal linkage and mutation by crossing, maintain the superior elite solution and evolve to obtain the approximate optimal solution.

감시장비 배치장치는 단계 S440에서 목적함수 값을 계산하고, 설정된 교차 및 돌연변이 비율에 기초하여 최적 해를 탐색한다. 감시장비 배치장비는 예를 들면, 유전 알고리즘의 해 집단의 수는 100, 세대 수는 1000으로 하고 교차비율은 0.75, 돌연변이 비율은 0.1로 설정할 수 있다.The surveillance equipment arrangement computes the objective function value in step S440 and searches for an optimal solution based on the set intersection and mutation rates. For example, the number of population of the genetic algorithms is 100, the number of generations is 1000, the cross ratio is 0.75, and the mutation rate is 0.1.

감시장비 배치장치는 단계 S450에서 배치 최적 해의 탐색 결과가 탈출 조건이 만족하는지 판단한다. 여기서, 탈출조건은 해 집단의 수 및 세대 수 중 적어도 하나일 수 있다.The surveillance equipment arrangement determines in step S450 if the search result of the placement optimization solution satisfies the escape condition. Here, the escape condition may be at least one of the number of age groups and the number of generations.

감시장비 배치장치는 단계 S460에서 배치 최적 해의 탐색 결과가 탈출 조건이 만족하는 경우, 배치 최적 해를 산출한다. The surveillance equipment arrangement calculates a placement optimal solution when the retrieval result of the placement optimal solution satisfies the retrieval condition at step S460.

도 6을 참조하면, 감시장비 배치장치는 감시가능영역 최소 비율이 80%인 제약조건 하에서 배치 최적 해를 구한 결과이다. 감시장비 배치장치는 1000 세대 후에 목적함수의 최소값은 29로 설정될 수 있으며, 감시가능영역 비율이 80.15%임을 알 수 있다. 감시장비 배치장치는 결과에서 80% 이상의 감시가능영역을 만족하는 15대 감시장비의 좌표들과 방향이 표시될 수 있다.Referring to FIG. 6, the monitoring equipment placement apparatus is a result of calculating a placement optimal solution under a constraint condition in which the minimum ratio of the monitorable area is 80%. After 1,000 generations, the minimum value of the objective function can be set to 29, and the monitoring area ratio is 80.15%. The surveillance equipment placement device can display the coordinates and orientation of the 15 surveillance equipment that satisfies more than 80% of the surveillance area in the results.

감시장비 배치장치는 단계 S470에서 산출한 배치 최적 해에 기초하여 대상 구조물의 정보와 함께 구조물과 그 주변을 나타내는 도면에 감시장치를 배치하며 그 위치들에 대한 좌표를 출력하고 배치된 감시장비의 시야영역을 표시할 수 있다. The surveillance equipment arrangement apparatus arranges the surveillance apparatus on the structure and the periphery thereof together with the information of the target structure based on the placement optimal solution calculated in step S470 and outputs the coordinates of the positions and displays the sight of the deployed surveillance equipment Area can be displayed.

도 7을 도시된 바와 같이, 감시장비 배치장치는 최종 결과물로 간략히 표현된 감시장비 배치 위치 및 시선방향에 의한 감시영역에 대한 정보를 한 눈에 인지하도록 출력할 수 있다. As shown in FIG. 7, the surveillance equipment arranging apparatus can output at a glance information about the surveillance equipment arrangement position and sight line direction, which are briefly expressed as the final result, at a glance.

본 발명은 수변 구조물과 같은 주요 대형 구조물에 대하여 더 나은 감시시스템을 구축하기 위한 중요 기술이며, 활용 가능한 감시장비의 대수(개수)가 제한적일 때, 구조물에 대한 감시영역 비율(감시가능영역)을 최대화하고, 대상 구조물 전체 중 일정 비율 이상의 감시가능영역을 요구할 때 그 비율을 만족하는 감시장비 대수를 최소화(예, 80% 이상의 감시가능영역을 충족시키는 최소의 감시장비 대수 산정)할 수 있다.The present invention is an important technology for constructing a better surveillance system for major large structures such as a waterside structure. When the number of available surveillance equipment is limited, the surveillance area ratio (surveillance area) for the structure is maximized And the number of surveillance equipment satisfying that ratio is minimized (for example, the minimum number of surveillance equipment satisfying the surveillance area of 80% or more is required) when a surplus surplus area of the entire target structure is requested.

본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The apparatus and method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. Program instructions to be recorded on a computer-readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the computer software arts. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory, and the like. The above-mentioned medium may also be a transmission medium such as a light or metal wire, wave guide, etc., including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
The embodiments of the present invention have been described above. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

100: 입력부
200: 가상화부
300: 시야확인부
400: 배치최적화부
500: 출력부
600: 저장부
100: Input unit
200: virtualization unit
300: field of view confirmation
400:
500: Output section
600:

Claims (16)

감시장비 배치장치에 있어서,
대상 구조물에 대한 도면정보가 입력되는 입력부;
상기 도면정보에서 상기 대상 구조물의 외곽선을 다각형으로 모델링 하여 외곽선 정보를 생성하고, 상기 외곽선 정보에서 상기 외곽선 정보를 점으로 모델링하고 배치가능영역상의 모든 점, 모든 방향에 대한 가상의 감시지점 정보를 생성하는 가상화부;
상기 외곽선 정보 및 감시지점 정보를 이용하여 각 감시지점에서 복수의 감시장비와 제한된 배치가능영역 및 필수감시영역을 동시에 고려하여 시야 확보가 가능한 시야 확보 점 정보를 산출하는 시야확인부; 및
상기 시야 확보 점 정보를 최대화하는 상기 감시장비의 최적 배치 위치를 탐색하는 배치최적화부를 포함하되,
상기 가상화부는
상기 외곽선 정보에 대하여 각기 다른 가중치를 두되, 상기 외곽선에 생성되는 점의 조밀도를 다르게 하여 상기 대상 구조물의 감시영역에 가중치를 두고,
상기 시야확인부는
상기 감시장비의 시야를 시야각도, 시야거리 및 시선방향 중 적어도 하나에 의해 결정하되,
상기 시야거리는 상기 대상 구조물의 이상상태를 감지할 수 있는 유효한 거리인
감시장비 배치장치.
A monitoring equipment arrangement,
An input unit for inputting the drawing information for the target structure;
Modeling the outline of the target structure by a polygon to generate outline information, modeling the outline information as a point in the outline information, generating virtual surveillance point information for all points and all directions on the deployable area, A virtualization unit;
A field of view confirmation unit for calculating field of view assurance information capable of securing a field of view by simultaneously considering a plurality of surveillance devices, a limited deployable area, and a required surveillance area at each surveillance point using the outline information and surveillance point information; And
And a placement optimization unit searching for an optimum placement position of the surveillance equipment that maximizes the view acquiring point information,
The virtualization unit
Wherein each of the boundary lines has different weights for the boundary lines and a density of dots generated on the boundary lines is different to weight the monitoring area of the target structure,
The view-
Wherein the visual field of the surveillance equipment is determined by at least one of a viewing angle, a viewing distance, and a viewing direction,
The viewing distance is a valid distance that can detect the abnormal state of the target structure
Monitoring equipment arrangements.
제1항에 있어서,
상기 도면에 상기 대상 구조물의 정보 및 상기 감시장비의 배치 좌표 정보 및 상기 감시장비의 시야영역을 표시하는 출력부를 더 포함하는 감시장비 배치장치.
The method according to claim 1,
Wherein the monitoring equipment arrangement further comprises an output unit for displaying the information of the target structure, the layout coordinate information of the monitoring equipment, and the viewing area of the monitoring equipment.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 시야확인부는
상기 대상 구조물 주변의 시선 장애물 또는 대상 구조물 자체의 굴곡에 의해 보이지 않는 시야 확인 점은 시야 확인 점 정보에서 제외하는 감시장비 배치장치.
The method according to claim 1,
The view-
Wherein the viewpoint confirmation point that is not visible due to the sight line obstacle around the target structure or the bending of the target structure itself is excluded from the view confirmation point information.
제1항에 있어서,
상기 배치최적화부는
상기 대상 구조물에 감시지점이 분포되는 배치최적화 모델링을 설정하는 배치최적화모델링 수립부;
상기 감시장비가 상기 대상 구조물의 그리드 위의 한 점을 관측 가능한지 평가하는 관측기능검사 수행부;
상기 감시장비의 배치 최적화 해를 산출하기 위하여 유전 알고리즘의 파라미터를 설정하고 상기 유전 알고리즘의 초기 해 집단을 구성하는 파라미터 설정부; 및
상기 감시장비의 배치 최적화 목적함수 값을 계산하고, 미리 설정된 교차 및 돌연변이 비율에 기초하여 상기 감시장비의 배치 최적 해를 탐색하는 배치 최적 해 탐색부를 포함하는 감시장비 배치장치.
The method according to claim 1,
The placement optimization unit
A placement optimization modeling unit configured to set placement optimization modeling in which a monitoring point is distributed to the target structure;
An observing function test execution unit for evaluating whether the monitoring equipment can observe a point on the grid of the target structure;
A parameter setting unit for setting a parameter of a genetic algorithm to calculate a placement optimization solution of the monitoring equipment and constituting an initial solution group of the genetic algorithm; And
And a placement optimal solution search unit for calculating a placement optimization objective function value of the monitoring equipment and searching for a placement optimal solution of the monitoring equipment based on preset crossing and mutation ratios.
제6항에 있어서,
상기 배치최적화모델링 수립부는
상기 배치최적화 모델링을 위하여 매개변수, 결정변수, 목적함수 및 제약조건 중 적어도 하나를 설정하고,
상기 감시장비의 종류에 따른 제원 정보, 비용 정보, 감시장비의 시선방향 및 감시장비의 위치 가능한 점에 대한 정보를 입력하는 감시장비 배치장치.
The method according to claim 6,
The placement optimization modeling establishment unit
Determining at least one of a parameter, a decision variable, an objective function, and a constraint for the batch optimization modeling,
A surveillance equipment arrangement device for inputting information on specifications of the surveillance equipment, cost information, sight direction of the surveillance equipment, and information about locations of the surveillance equipment.
제6항에 있어서,
상기 관측기능검사 수행부는
시야방향 검사 및 장애물 검사를 수행하는 감시장비 배치장치.
The method according to claim 6,
The observation function test execution unit
Surveillance equipment arrangements for performing visual field inspection and obstacle inspection.
감시장비 배치방법에 있어서,
입력한 도면정보에서 대상 구조물의 외곽선을 다각형으로 모델링하는 단계;
상기 다각형 각 선분마다의 감시 필요성을 고려한 가중치를 반영하여 감시 지점의 조밀도를 결정하는 단계;
상기 조밀도에 따라 상기 대상 구조물 외곽에 감시 장비가 위치할 수 있는 모든 점, 모든 방향에 대한 가상화된 감시지점을 설정하는 단계;
설정된 감시지점에서 감시장비의 시야각도, 시야거리 및 시선방향 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 대상 구조물 외곽에서 복수의 감시 장비와 제한된 배치가능영역 및 필수감시영역을 동시에 고려하여 시야가 확보되는 시야 확보 점 정보를 생성하는 단계; 및
상기 대상 구조물의 감시가능영역 또는 시야 확보 점의 개수를 최대화하는 감시장비 배치위치와 시선방향정보를 유전알고리즘을 통하여 산출하는 단계를 포함하는 감시장비 배치방법.
In the monitoring equipment arrangement method,
Modeling the outline of the target structure as a polygon in the input drawing information;
Determining a density of a monitoring point by reflecting a weight value considering a necessity of monitoring for each polygon line segment;
Setting a virtualized surveillance point for all directions and all directions that the surveillance equipment can be located outside the target structure according to the density;
A field of view is secured in consideration of a plurality of surveillance devices, a limited deployable area, and a required surveillance area at the outside of the target structure based on at least one of a viewing angle, a viewing distance, Generating secure point information; And
And calculating a sighting device arrangement position and gaze direction information for maximizing the number of surveillance regions or sighting points of the target structure through a genetic algorithm.
제9항에 있어서,
상기 시야 확보 점을 탐색할 때 특정 위치에서 감시장비의 시야각도, 시야거리 및 시선방향 중 적어도 하나의 정보와 장애물에 의한 시야방해 또는 구조물의 굴곡정보를 종합하여 감시불가지점을 산출하고 상기 시야 확보 점 정보에서 제외하는 단계를 더 포함하는 감시장비 배치방법.
10. The method of claim 9,
When the visual confirmation point is searched, at least one of the viewing angle, the viewing distance, and the viewing direction of the surveillance equipment at a specific location is integrated with the obstruction due to the obstacle or the bending information of the structure, And excluding from the point information.
제9항에 있어서,
상기 대상 구조물의 감시가능영역 또는 시야 확보 점의 개수를 최대화하는 감시장비 배치위치와 시선방향정보를 유전알고리즘을 통하여 산출하는 단계는
배치최적화 모델링을 설정하는 단계;
관측가능검사를 실행하는 단계;
유전 알고리즘의 파라미터를 설정하고 상기 유전 알고리즘의 초기 해 집단을 구성하는 단계; 및
미리 설정된 교차 및 돌연변이 비율에 기초하여 배치 최적 해를 탐색하는 단계를 포함하는 감시장비 배치방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the step of calculating the surveillance equipment arrangement position and the sight line direction information for maximizing the number of the surveillance area or the view obtaining points of the target structure through the genetic algorithm
Establishing batch optimization modeling;
Executing an observable test;
Setting parameters of a genetic algorithm and constructing an initial population of the genetic algorithm; And
And searching for a placement optimal solution based on preset crossing and mutation ratios.
제11항에 있어서,
상기 배치 최적화 모델링을 설정하는 단계는
상기 배치 최적화 모델링 매개변수, 결정변수, 목적함수 및 제약조건 중 적어도 하나가 설정되고, 감시장비의 종류에 따른 제원 정보 및 비용 정보를 입력하는 감시장비 배치방법.
12. The method of claim 11,
The step of setting the batch optimization modeling
Wherein at least one of the placement optimization modeling parameter, the decision variable, the objective function, and the constraint is set, and the specification information and the cost information according to the type of the monitoring equipment are input.
제11항에 있어서,
상기 관측가능검사를 실행하는 단계는
시야방향 검사 와 장애물 검사를 실행하여 상기 감시장비의 위치 가능한 모든 점, 모든 방향에서 대상 구조물의 그리드 위의 각 점을 관측 가능한지 계산하는 감시장비 배치방법.
12. The method of claim 11,
The step of performing the observable test
A method of arranging surveillance equipment that performs visual field direction inspection and obstacle inspection to calculate whether all possible points of the surveillance equipment and each point on the grid of the target structure in all directions are observable.
제11항에 있어서,
상기 배치 최적 해의 탐색 결과가 탈출 조건이 만족하는지 판단하고, 만족하는 경우, 배치 최적 해를 산출하는 단계를 더 포함하는 감시장비 배치방법.
12. The method of claim 11,
Determining whether the search result of the placement optimization solution satisfies an exit condition, and if so, calculating a placement optimization solution.
제14항에 있어서,
산출한 배치 최적 해에 기초하여 대상 구조물의 정보와 함께 구조물과 그 주변을 나타내는 도면에 감시장치를 배치하며 감시장치의 위치들에 대한 좌표를 출력하고 배치된 감시장비의 시야영역을 표시하는 단계를 더 포함하는 감시장비 배치방법.
15. The method of claim 14,
Arranging a monitoring device on the structure and its periphery together with the information of the target structure based on the calculated placement optimal solution, outputting the coordinates of the positions of the monitoring device and displaying the view area of the placed monitoring device More monitoring equipment deployment methods.
제9항 내지 제15항 중 어느 한 항의 감시장비 배치방법이 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.16. A computer program stored on a computer-readable recording medium, the method of arranging the monitoring equipment according to any one of claims 9 to 15.
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