KR100661263B1

KR100661263B1 - 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템

Info

Publication number: KR100661263B1
Application number: KR1020050120770A
Authority: KR
Inventors: 박주용
Original assignee: (주)다보소; 주식회사 비츠로시스
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2006-12-26

Abstract

본 발명은 촬영된 영상이 열을 함유하고 있는 열화상카메라에서 촬영된 열감지부분과 열감지부분과 이웃하는 부분의 평균 픽셀(pixel)차를 이용하여 야생동물과 사람을 구분하면서 사람이 선로부에 있는 경우에만 정확하게 돌발상황으로 분리할 수 있는 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 주요구성은 카메라는 승강장을 감시구역으로 하면서 열이 없는 물체와 열이 있는 물체를 서로 다른 색상으로 촬영하는 열화상카메라이고, 전동차가 승강장의 진입구 일측에 위치하여 전동차가 통과될 때 경보발생부의 기능을 디세이블(disable)하는 진입 검출센서 및 승강장의 진출구 일측에 위치하여 전동차가 통과될 때 경보발생부의 기능을 인에이블(enable)하는 진출 검출센서로 이루어진 전동차 감지센서를 구비하며, 관리센터는 열화상카메라를 제어하는 열화상카메라 관리부와; 열화상카메라에서 촬영되는 열이 있는 물체의 영상 감도를 조절하는 감도조절부와; 열화상카메라에서 촬영된 영상에서 열감지부분과 열감지부분과 이웃하는 부분의 평균 픽셀(pixel)차를 구하고, 그 차이가 기설정된 수치 이상일 때에만 돌발상황로 감지하는 영상분석부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

승강장, 열화상카메라, 추락 방지, 경보신호, 전동차

Description

열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템{Automatical detecting system for accidental faller at platform using thermal image camera}

도 1은 본 발명에 따른 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 열화상카메라에서 촬영된 영상에 대한 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 관리센터의 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 방법에 대한 플로우챠트.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1 : 승강장 2 : 선로부

3 : 전동차 4 : 열화상카메라

12 : 열화상카메라 관리부 14 : 영상분석부

16 : 경보발생부 18 : 무선 전송부

20 : 감도조절부 22 : 전동차 감지센서

23: 진입 검출센서 24: 진출 검출센서

27 : 제어부 30 : 전동차 수신부

40 : 역무실 50 : 종합사령실

현재의 열차, 지하철, 철도 등의 승강장에는 출퇴근 혼잡시, 빈혈환자, 시각 장애인, 음주로 인한 만취 등의 이유로 선로부에 떨어져 진입하는 차량과 충돌하는 사고가 빈번히 발생하고 있다.

이에 따라 승강장과 선로부를 분리하여 승객이 선로부에 원천적으로 추락하는 것을 방지하기 위하여 스크린도어를 설치하고 있으나 이러한 스크린도어는 엄청난 비용이 소요되어 유동인구가 많은 역에 우선적으로 설치되고 있는 실정이다.

따라서, 모든 승강장에 스크린도어를 설치되기 전까지는 선로부에 승객을 쉽게 확인하여 신속하게 구조하는 것이 매우 중요하며 승객이 선로부에 추락하는 것을 예방 및 구조하기 위하여 카메라와 모니터를 설치하여 승강장의 상황을 확인할 수 있도록 하거나 또는 별도의 안전요원을 배치하였다.

그러나, 단순히 카메라와 모니터를 설치하여 육안으로 영상을 확인하는 방법은 영상을 계속적으로 모니터링해야 하기 때문에 순간적으로 발생하는 돌발상황에 대처하지 못하는 문제가 있고, 별도의 안전요원을 배치하더라도 승강장의 모든 부분을 계속적으로 확인하지 못하는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 대한민국등록특허 제10-444929호에서는 지속적으로 영상을 촬영하는 카메라와 촬영된 영상 중에서 감지대상이 점유하는 영역의 운동방향을 구하여 돌발상황으로 판단되면 영상신호를 역무실, 종합사령실, 전동차로 전송하여 대비할 수 있는 지하철/철도 승강장 돌발상황 자동감지 영상처리경보시스템을 제시하였다.

그러나, 등록특허 제10-444929는 카메라에서 촬영된 영상을 감지 알고리즘을 통하여 자동으로 돌발상황을 감지하기 때문에 승객이 아닌 전동차, 우산, 가방 등의 물체가 선로부에 떨어지더라도 돌발상황으로 감지할 수 밖에 없으며, 또한, 승강장에서 서식하는 쥐와 같은 야생동물이 이동하면 역시 돌발상황으로 감지할 수 밖에 없어 전동차를 정차시킬 수 밖에 없으며, 이러한 과정이 반복되면 승객들의 불편이 증가되는 문제점이 있다. 결론적으로 일반 CCD 카메라를 이용하여 영상처리기법만으로는 외부 환경적인 요인(그림자, 햇빛, 역광 등)으로 인하여 오작동율을 증가시킬 수 밖에 없다.

한편, 일본과 같은 국가에서는 선로부의 일측에 적외선 감지센서와 적외선 발,수광부를 설치하여 승강장에서 선로부에 사람이 떨어질 때 적외선 감지센서에서 적외선이 감지되지 않으면 돌발상황으로 인식할 수 있도록 하였다. 그러나, 적외선 을 이용한 추락 감시방법은 선로부에 사람이외의 우산, 가방 등과 같은 물건이 떨어지더라도 돌발상황으로 인식하여 역시 전동차를 정차시킬 수 밖에 없는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 촬영된 영상이 열을 함유하고 있는 열화상카메라에서 촬영된 열감지부분과 열감지부분과 이웃하는 부분의 평균 픽셀(pixel)차를 이용하여 야생동물과 사람을 구분하면서 사람이 선로부에 있는 경우에만 정확하게 돌발상황으로 분리할 수 있는 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템을 제공함에 있다.

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상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템은
승강장을 감시구역으로 하면서 물체를 촬영하는 카메라와; 상기 카메라에서 촬영된 영상을 제공받아 분석하는 영상분석부, 상기 영상분석부에서 돌발상황이 감지되면 경보신호를 발생하는 경보발생부, 상기 발생된 경보신호를 역무실, 종합사령실 및 전동차에 전송하는 무선 전송부를 포함하는 관리센터 및 상기 관제센터의 무선 전송부를 통해 전송되는 상기 경보신호를 수신받는 전동차 수신부를 구비한 전동차를 포함하는 승강장의 추락자 자동검지 시스템에 있어서,
상기 카메라는 승강장을 감시구역으로 하면서 열이 없는 물체와 열이 있는 물체를 서로 다른 색상으로 촬영하는 열화상카메라이고,
상기 전동차가 상기 승강장의 진입구 일측에 위치하여 상기 전동차가 통과될 때 상기 경보발생부의 기능을 디세이블(disable)하는 진입 검출센서 및 상기 승강장의 진출구 일측에 위치하여 상기 전동차가 통과될 때 상기 경보발생부의 기능을 인에이블(enable)하는 진출 검출센서로 이루어진 전동차 감지센서를 구비하며,

상기 관리센터는 열화상카메라를 제어하는 열화상카메라 관리부와; 상기 열화상카메라에서 촬영되는 열이 있는 물체의 영상 감도를 조절하는 감도조절부와; 상기 열화상카메라에서 촬영된 영상에서 열감지부분과 열감지부분과 이웃하는 부분의 평균 픽셀(pixel)차를 구하고, 그 차이가 기설정된 수치 이상일 때에만 돌발상황로 감지하는 영상분석부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 열화상카메라를 이용한 승강장 추락자 자동검지 시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열화상카메라에서 촬영된 영상에 대한 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 관리센터의 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 방법에 대한 플로우챠트이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템은 열차, 지하철, 철도 등의 승강장의 일측에 승강장(1)과 선로부(2)를 동시 에 촬영하는 열화상카메라(4)가 설치되고, 열화상카메라에서 촬영된 영상은 관리센터(20)로 전송된다. 이러한 관리센터는 역무실(40)에 설치되거나 또는 종합사령실(50)에서 총괄적으로 관리된다. 또한, 열차, 지하철, 철도 등의 전동차에는 관리센터(20)에서 전송되는 경보신호를 제공받아 운전자가 인식할 수 있도록 음성 또는 영상으로 디스플레이시키는 전동차 수신부(30)가 내장된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 열화상카메라(4)는 열을 발생하는 물체는 흰색으로 촬영되고, 열이 없는 물체는 흑색으로 촬영하는 것으로 열이 발생되는 사람이나 동물 등은 흰색으로 처리되고, 기본적인 열이 없는 승강장 및 선로부는 흑색으로 처리되어 열이 발생되는 물체가 선로부 위에 있는 것을 구분할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 관리센터를 자세히 살펴보면, 관리센터는 열화상카메라 관리부(12), 영상분석부(14), 경보발생부(16), 무선 전송부(18), 감도조절부(20), 전동차 감지센서(22) 및 제어부(27)를 구비한다.

열화상카메라 관리부(12)는 승강장을 감시구역으로 하면서 열이 없는 물체와 열이 있는 물체를 분리하여 촬영하는 열화상카메라(4)를 제어한다. 이러한 열화상카메라의 제어는 현재 상용화된 유무선 통신방법을 이용할 수 있다.

영상분석부(14)는 상기 열화상카메라(4)에서 촬영된 영상을 비교분석하여 선로부주위에 열이 있는 물체가 있는 경우에 상기 열이 있는 물체의 크기가 기설정된 크기 이상일 때에 돌발상황으로 인식한다. 이때, 영상분석부(14)는 촬영된 영상의 선로부주위에 열감지부분이 존재하면 열이 감지된 열감지부분과 열감지부분에 이웃하는 비열감지부분의 평균 픽셀(pixel)차를 구하고, 그 차이가 기설정된 수치 이상 일 때에만 돌발상황으로 인식할 수 있다. 예를 들면, 같은 거리에서 쥐와 같은 작은 동물은 열화상카메라에서 촬영된 열감지부분의 영역이 2 픽셀이고, 사람의 경우에는 촬영된 열감지부분의 영역이 2000 픽셀 이상을 차지하기 때문에 약 1000 픽셀이상이 감지되면 돌발상황으로 인식할 수 있다.

또한, 영상분석부(14)는 열화상카메라(4)에서 열감지부분이 상기 승강장(1)에서 선로부(2)로 이동되는 경우에 돌발상황으로 인식할 수 있다.

경보발생부(16)는 상기 영상분석부(14)와 연동되어 영상분석부(14)에서 돌발상황이 감지되면 경보신호를 발생시킨다.

무선 전송부(18)는 상기 경보발생부(16)에서 발생된 경보신호를 역무실, 종합사령실 및 전동차(3)에 전송한다.

감도조절부(20)는 상기 열화상카메라(4)에서 촬영되는 열이 있는 물체의 영상 감도(임계값)를 조절한다. 즉, 열화상카메라(4)에서 열을 발생하는 물체가 촬영된 흰색과 열이 없는 물체가 촬영된 흑색 영상 중에서 임계값을 조절하여 사람이외의 물체가 추락하였을 경우에는 영상분석부(14)에서 확인되지 않도록 임계값을 조절한다.

또한, 전동차 감지센서(22)는 상기 전동차가 상기 승강장의 진입구 일측에 위치하여 상기 전동차가 통과될 때 상기 경보발생부의 동작을 중지시키는 진입 검출센서(23) 및 상기 승강장의 진출구 일측에 위치하여 상기 전동차가 통과될 때 상기 경보발생부의 동작 중지를 해제하는 진출 검출센서(24)를 포함한다. 이에 따라, 전동차가 승강장으로 진입할 때에 경보발생부의 작동이 중지되고, 전동차가 승강장 을 벗어날 때 다시 경보발생부가 작동되어 승장장에서 전동차와 선로부의 마찰에 의해 발생되는 열 및 전동차 라이트 불빛으로 인해 돌발상황으로 인식하는 오류를 방지할 수 있다.

그리고, 제어부(27)는 관리센터에서의 촬영된 영상, 경보신호 등의 데이터 흐름을 제어한다.

한편, 관리센터(20)는 전동차(3), 역무실(40), 종합사령실(50)과 촬영된 영상 및 돌발상황에 대한 경보신호 등을 제공한다. 특히, 전동차의 전동차 수신부(30)는 상기 전동차 내부에 구비되며 상기 무선 전송부로부터 전송되는 상기 경보신호를 수신받아 운전자가 확인할 수 있도록 디스플레이 시킨다. 디스플레이방법으로는 모니터 및 알람수신반등을 활용할 수 있다.

도 4의 플로우챠트를 참조하여 본 발명에 따른 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 방법에 대하여 살펴본다.

먼저, 승강장의 추락자 자동검지 시스템은 열차, 지하철, 철도 등의 승강장의 일측에 승강장(1)과 선로부(2)를 동시에 촬영할 수 있도록 열화상카메라(4)를 설치하고(단계 S41), 지속적으로 영상을 촬영한다(단계 S42). 이러한, 열화상카메라(4)는 열차가 진입하는 방향을 촬영하도록 설치되는 것이 바람직하다.

전동차의 진입구 일측에 설치된 진입 검출센서(23)를 통하여 열차가 진입 검출센서(23)를 통과했는지의 여부를 확인한다(단계 S43). 이때, 전동차가 진입 검출센서(23)를 통과하면 경보발생부(16)의 기능을 디세이블(disable)시켜 작동을 중지 하고(단계S44), 전동차가 진입 검출센서(23)를 통과하지 않으면 경보발생부의 기능을 인에이블(enable) 상태를 유지하여 지속적으로 영상을 촬영한다.

열화상카메라(4)에서 촬영된 영상은 영상분석부(14)로 전송되고, 영상분석부(14)는 전송받은 영상을 비교분석하여 촬영된 영상 중에서 열이 있는 물체를 파악하고(단계 S45), 상기 열이 있는 물체의 크기가 기설정된 크기 이상일 때에 돌발상황으로 감지한다(단계 S46, S47). 예를 들면, 동일한 사람이라도 열화상카메라(4)에 근접한 경우에는 촬영된 영상에서 사람에 해당되는 열이 있는 부분의 크기가 크고, 열화상카메라에서 멀리 떨어진 경우에는 촬영된 열이 있는 부분의 크기가 작게 된다. 이에 따라 열화상카메라를 기준으로 촬영된 영상중에서 거리별로 사람으로 인식할 수 있는 기준 크기는 거리별로 지정할 수 있으며, 열화상카메라(4)에서 촬영된 열이 있는 물체의 크기가 기준 영상의 크기보다 크면 돌발상황으로 인식할 수 있다.

또한, 영상분석부(14)는 열화상카메라(4)에서 촬영된 영상의 전후 프레임을 비교하여 촬영된 열이 있는 물체의 영상이 승강장(1)에서 선로부(2)로 이동되는 경우에 돌발상황으로 인식할 수도 있다.

이와 같은 과정을 통해 돌발상황이 발생하면 경보신호를 발생시키고(단계 S48), 역무실, 종합사령실 및 전동차(4)에 전송한다(단계 S49).

영상을 전송받은 전동차(4)의 운전자는 전동차 수신부(30)를 통해 전달받은 경보신호에 의해 전동차가 승강장에 진입하지 않도록 제동하여 사고를 미연에 방지할 수 있다(단계 S50).

한편, 전동차의 진출구 일측에 설치된 진출 검출센서(24)를 통하여 열차가 진출 검출센서(24)를 통과하는 지의 여부를 확인하여(단계 S51), 열차가 진출 검출센서(24)를 통과하면 경보발생부의 기능을 인에이블(enable)시켜 지속적인 촬영이 이루어지도록 작동시킨다(단계 S52).

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템은 촬영된 영상이 열을 함유하고 있는 물체와 열을 함유하지 않는 물체의 2가지로 분류하는 열화상카메라를 이용하기 때문에 선로부에 사람이 떨어질때의 돌발상황을 쉽게 감지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 선로부에 떨어진 물체가 열이 있는 것과 열이 없는 것인지의 여부를 정확히 식별할 수 있을 뿐만 아니라 쥐와 같은 작은 야생동물과 사람을 구분할 수 있어 사람이 선로부에 있는 경우에만 정확하게 돌발상황으로 분리할 수 있는 장점이 있다.

또한, 전동차가 승강장에 진입할 때에는 경보발생부의 기능을 디세이블시키고, 전동차가 승강장을 벗어날 때 경보발생부의 기능을 인에이블시켜 전동차(전동차 라이트)로 인하여 발생되는 오작동을 제로화할 수 있는 장점이 있다.

Claims

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승강장을 감시구역으로 하면서 물체를 촬영하는 카메라와; 상기 카메라에서 촬영된 영상을 제공받아 분석하는 영상분석부, 상기 영상분석부에서 돌발상황이 감지되면 경보신호를 발생하는 경보발생부, 상기 발생된 경보신호를 역무실, 종합사령실 및 전동차에 전송하는 무선 전송부를 포함하는 관리센터 및 상기 관제센터의 무선 전송부를 통해 전송되는 상기 경보신호를 수신받는 전동차 수신부를 구비한 전동차를 포함하는 승강장의 추락자 자동검지 시스템에 있어서,

상기 카메라는 승강장을 감시구역으로 하면서 열이 없는 물체와 열이 있는 물체를 서로 다른 색상으로 촬영하는 열화상카메라이고;,

상기 전동차가 상기 승강장의 진입구 일측에 위치하여 상기 전동차가 통과될 때 상기 경보발생부의 기능을 디세이블(disable)하는 진입 검출센서 및 상기 승강장의 진출구 일측에 위치하여 상기 전동차가 통과될 때 상기 경보발생부의 기능을 인에이블(enable)하는 진출 검출센서로 이루어진 전동차 감지센서를 구비하며;

상기 관리센터는 열화상카메라를 제어하는 열화상카메라 관리부와; 상기 열화상카메라에서 촬영되는 열이 있는 물체의 영상 감도를 조절하는 감도조절부와; 상기 열화상카메라에서 촬영된 영상에서 열감지부분과 열감지부분과 이웃하는 부분의 평균 픽셀(pixel)차를 구하고, 그 차이가 기설정된 수치 이상일 때에만 돌발상황로 감지하는 영상분석부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템.
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