KR101042364B1 - 여러 종류의 적외선 엘이디를 이용한 야간 감시 시스템 - Google Patents

여러 종류의 적외선 엘이디를 이용한 야간 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 여러 종류의 적외선 엘이디를 이용한 야간 감시 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 야간에 여러 종류의 적외선 LED를 사용하여 감시 구역의 영상 정보를 낮에 취득한 영상과 같이 취득하여 감시 구역의 사각 지대를 없애고 침입자를 감시하는 야간 감시 시스템을 제공한다.
본 발명은 여러 종류의 적외선 LED 조명을 이용하여 낮에 취득한 영상과 같이 영상이 골고루 밝아져 침입 감지에 유리한 효과를 기대할 수 있다.
영상 침입 감시 시스템, 적외선 LED, 협각 적외선 LED, 야간 감시 시스템

Description

여러 종류의 적외선 엘이디를 이용한 야간 감시 시스템{System for Night Time Surveillance by Using Infra Red Light Emitting Diode of Various Types}
본 발명은 영상 침입 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 여러 종류의 적외선 엘이디(Infra Red Light Emitting Diode, 이하 'IR-LED'라 칭함) 조명을 사용하여 침입자를 감지하는 야간 감시 시스템에 관한 것이다.
영상 침입 감시 시스템은 감시 영역이 어두운 경우 조명이 없으면 침입을 감지할 수 없기 때문에 카메라 외부 또는 카메라에 부착된 조명을 사용하여 침입자를 검지한다.
영상 침입 감시 시스템의 조명에서 방사되는 빛은 멀어질수록 거리의 자승에 비례하여 조도가 떨어지고 이에 따라 검지 거리가 짧아지고, 약한 외부 조명에 의해서도 침입으로 오인되는 영상 오보가 발생한다.
영상 침입 감시 시스템은 야간 감시를 위해 카메라에 IR-LED를 부착하여 조명하는 방식을 많이 사용하는데 거리가 멀어지면 어두워져 검지 거리의 한계가 발생한다.
도 1의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 종래의 야간 감시용 카메라는 카메라 의 시축과 IR-LED의 조명축이 평행하다.
따라서, 종래의 야간 감시용 카메라는 비용 및 시스템 문제로 하나의 카메라로 넓은 지역을 감시하기 위해 IR-LED 조명의 각보다 카메라의 화각이 더 크기 때문에 야간 영상의 상단에 조명이 미치지 못하는 부분이 발생하여 침입 감시의 사각 지대가 생긴다.
도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 종래의 야간 감시용 카메라를 이용한 야간 영상 감시 시스템은 영상의 상단이 너무 어두워 사각 지대가 생기고 감시 영역이 골고루 밝지 않아 하나의 객체가 지나가도 영상의 위치에 따라 밝기가 달라져 침입자를 인식하기 어려운 문제점이 있었다.
영상 침입 감시 시스템은 원리상 어두워질수록 감지하지 못할 확률이 높고 이를 보상하기 위하여 감도를 높이면 영상 오보가 많아지는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점으로 인하여 영상 침입 감시 시스템은 야간에 침입 감지 기능을 수행해야 하는데 야간에 침입자를 감지하지 못하고 영상 오보가 발생하면 침입 감지 시스템의 효용성이 떨어진다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 야간에 여러 종류의 IR-LED 조명을 사용하여 침입자를 감지하는 야간 감시 시스템을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 야간 감시 시스 템은 조도 센서를 이용하여 조도를 측정하여 주위가 어두워지면 카메라가 비추는 영상 영역을 영상의 하단부, 중단부 및 상단부로 나누어 상기 하단부를 비추기 위해 제1 적외선 엘이디(Light Emitting Diode)를 상기 카메라의 시축보다 낮게, 상기 중단부를 비추기 위해 제2 적외선 엘이디를 상기 카메라의 시축과 평행하게, 상기 상단부를 비추기 위해 제3 적외선 엘이디를 상기 카메라의 시축보다 높도록 상기 제1 적외선 엘이디, 상기 제2 적외선 엘이디 및 상기 제3 적외선 엘이디와 인쇄 회로 기판과의 각을 형성하여 조명을 비추는 조명부; 및 상기 조명부로부터 비추는 감시 구역의 영상 정보가 기준 영상으로 설정되고 상기 감시 구역에 입력 영상이 발생하면 상기 기준 영상과 상기 입력 영상을 비교하여 차이 영상을 추출하며 상기 추출한 차이 영상을 분석하여 물체의 침입 여부를 판단하는 침입 판단부를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 야간 감시 시스템은 조도 센서를 이용하여 조도를 측정하여 주위가 어두워지면 카메라가 비추는 영상 영역을 하나 이상의 영상 영역으로 나누어 상기 각 영상 영역을 비출 수 있도록 특정 적외선 엘이디(Light Emitting Diode)를 선택하고 상기 특정 적외선 엘이디와 상기 특정 적외선 엘이디가 설치되는 기판과의 특정각을 형성하여 조명을 상기 각 영상 영역으로 비추는 조명부; 및 상기 조명부로부터 비추는 감시 구역의 영상 정보가 기준 영상으로 설정되고 상기 감시 구역에 입력 영상이 발생하면 상기 기준 영상과 상기 입력 영상을 비교하여 차이 영상을 추출하며 상기 추출한 차이 영상을 분석하여 물체의 침입 여부를 판단하는 침입 판단부를 포함한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 여러 종류의 IR-LED 조명을 이용하여 낮에 취득한 영상과 같이 영상이 골고루 밝아져 침입 감지에 유리한 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 야간에도 감시 구역의 사각 지대를 없앨 수 있어 침입자를 인식하게 되는 확률을 높이고 오인식의 확률을 낮출 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방사긱이 다른 여러 종류의 적외선 LED 조 명을 이용한 야간 감시 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 침입 감시 카메라가 비추는 영상의 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광각 적외선 발광 다이오드(Infra Red Light Emitting Diode, 이하 'IR-LED'라 칭함)의 감시 범위를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중각 IR-LED의 감시 범위를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 협각 IR-LED의 감시 범위를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 야간 감시 시스템(100)은 침입 감시 카메라(110)부, 조명부(120), 침입 판단부(130) 및 메모리부(140)를 포함한다.
침입 감시 카메라(110)는 감시 구역의 영상 정보를 촬영한다.
침입 감시 카메라(110)는 도 3에 도시된 체크 무늬로 표시된 부분이 영상 영역이 되는데 영상의 하단부로 갈수록 침입 감시 카메라(110)와의 거리가 가까워지고 영상의 상단부로 갈수록 침입 감시 카메라(110)와의 거리가 멀어진다.
조명부(120)는 조도를 측정하여 필요시 점등하는 회로와 내부에 여러 개의 IR-LED와 IR-LED의 불빛을 집광해 주는 집광 렌즈로 구성된다.
또한, 조명부(120)는 근거리 조명부, 중거리 조명부 및 원거리 조명부를 포함한다.
근거리 조명부는 도 4의 (A)에 도시된 바와 같이, 광각 IR-LED로 영상의 하단부를 비추기 위해서(즉, 침입 감시 카메라(110)의 시축보다 광각 IR-LED을 낮게 비추기 위해서) 광각 IR-LED와 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, 이하 'PCB'라 칭함) 사이에 각을 주어야 한다.
근거리 조명부는 영상의 하단부를 비추기 위해서 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, 침입 감시 카메라(110)와 거리가 가깝기 때문에 에너지 집중도가 떨어지지만 넓게 비출 수 있는 광각 IR-LED를 사용한다.
중거리 조명부는 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이, 중각 IR-LED로 영상의 중단부를 비추기 위해서 침입 감시 카메라(110)의 시축과 평행하게 즉, PCB와 중각 IR-LED의 각을 수직으로 설계한다.
중거리 조명부는 영상의 하단부를 비추기 위해서 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 중각 IR-LED를 사용한다.
원거리 조명부는 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 협각 IR-LED로 영상의 상단부를 비추기 위해서(즉, 침입 감시 카메라(110)의 시축보다 협각 IR-LED을 높게 비추기 위해서) 협각 IR-LED와 PCB 사이에 각을 주어야 한다.
원거리 조명부는 영상의 상단부를 비추기 위해서 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 에너지 집중도가 높은 협각 IR-LED를 사용한다.
예를 들어, 조명부(120)는 근거리 조명부에서 광각 IR-LED를 2개, 중거리 조명부에서 중각 IR-LED를 4개, 원거리 조명부에서 협각 IR-LED를 8개로 구성하여 근거리에서 원거리로 갈수록 침입 감시 카메라(110)의 수평 시야각과 IR-LED와의 각을 상대적으로 좁게 형성한다.
조명부(120)는 침입 감시 카메라(110)의 수평 시야각과 방사각이 다른 여러 종류의 IR-LED가 비추는 각을 이용하여 필요한 IR-LED의 개수를 산출하고 이를 바탕으로 PCB와 IR-LED가 이루는 각을 계산한다.
조명부(120)는 감시 구역의 사각 지대를 없애기 위해서 침입 감시 카메라(110)의 시야각, 카메라 설치 조건 및 각 종류의 IR-LED의 특성을 이용하여 IR-LED 개수와 PCB와 IR-LED와의 설계 각도를 구한다.
이와 같이 조명부(120)는 방사각이 다른 여러 종류의 IR-LED 조명을 이용하게 되면 낮에 취득한 영상과 같이 감시 구역의 영상이 골고루 밝아지므로 침입자를 인식하게 될 확률이 높아지고 오인식의 확률이 낮아진다.
침입 판단부(130)는 감시 구역의 영상 정보를 기준 영상으로 저장하고 감시 구역에 입력 영상이 발생하면 기준 영상과 입력 영상을 비교하여 차이 영상을 추출하며 추출한 차이 영상을 분석하여 물체의 침입 여부르 판단한다.
침입 판단부(130)는 정해진 규칙에 따라 입력 영상을 이용하여 기준 영상을 갱신한다.
메모리부(140)는 침입 감시 카메라(110)를 통해 촬영된 기준 영상, 입력 영상 및 차이 영상이 저장된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래의 야간 감시용 카메라에 따른 감시 구역의 감시 범위를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방사각이 다른 여러 종류의 적외선 LED 조명을 이용한 야간 감시 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 침입 감시 카메라가 비추는 영상의 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광각 적외선 발광 다이오드(Infra Red Light Emitting Diode)의 감시 범위를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중각 IR-LED의 감시 범위를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 협각 IR-LED의 감시 범위를 나타낸 도면이다.

Claims (7)

  1. 인쇄 회로 기판상에 형성된 제1 적외선 엘이디(Light Emitting Diode), 제2 적외선 엘이디, 및 제3 적외선 엘이디를 포함하고, 상기 제1 적외선 엘이디, 상기 제2 적외선 엘이디 및 상기 제3 적외선 엘이디와 인쇄 회로 기판과의 각이 각각 서로 다르게 형성되어 있으며, 조도 센서를 이용하여 측정되는 조도에 따라 주변이 설정 조도보다 낮은 어두운 상태로 판단되면, 상기 제1 적외선 엘이디, 제2 적외선 엘이디, 제3 적외선 엘이디가, 카메라가 촬영하는 영상 영역의 하단부, 중단부 및 상단부를 각각 조명하는 조명부; 및
    상기 조명부로부터 비추는 감시 구역의 영상 정보가 기준 영상으로 설정되고 상기 감시 구역에 입력 영상이 발생하면 상기 기준 영상과 상기 입력 영상을 비교하여 차이 영상을 추출하며 상기 추출한 차이 영상을 분석하여 물체의 침입 여부를 판단하는 침입 판단부
    를 포함하고,
    상기 제1 적외선 엘이디가 상기 카메라의 시축보다 낮도록 상기 제1 적외선 엘이디와 상기 인쇄 회로 기판 사이에 각을 형성하여, 상기 제1 적외선 엘이디가 상기 영상의 하단부를 조명하도록 하고,
    상기 제2 적외선 엘이디가 상기 카메라의 시축과 평행하도록 상기 제2 적외선 엘이디와 상기 인쇄 회로 기판 사이에 각을 형성하여, 상기 제2 적외선 엘이디가 상기 영상의 중단부를 조명하도록 하며,
    상기 제3 적외선 엘이디가 상기 카메라의 시축보다 높도록 상기 제3 적외선 엘이디와 상기 인쇄 회로 기판 사이에 각을 형성하여, 상기 제3 적외선 엘이디가 상기 영상의 상단부를 조명하도록 하는,
    야간 감시 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 조명부는 상기 제1 적외선 엘이디를 광각용 적외선 엘이디를, 상기 제2 적외선 엘이디를 중각 적외선 엘이디를, 상기 제3 적외선 엘이디를 협각용 적외선 엘이디를 사용하는 것을 특징으로 하는 야간 감시 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 카메라의 시축과 상기 제1 적외선 엘이디 사이에 제1 설계 각도를 형성하고,
    상기 카메라의 시축과 상기 제2 적외선 엘이디 사이에 제2 설계 각도를 형성하며,
    상기 카메라의 시축과 상기 제3 적외선 엘이디 사이에 제3 설계 각도를 형성하고,
    상기 제1 설계 각도 > 제2 설계 각도 > 제3 설계 각도의 조건이 성립되는,
    야간 감시 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 조명부는 상기 카메라의 수평 시야각과 상기 제1 적외선 엘이디, 상기 제2 적외선 엘이디, 상기 제3 적외선 엘이디 중 어느 하나의 적외선 엘이디가 비추는 각을 이용하여 적외선 엘이디 개수를 산출하고 상기 산출한 적외선 엘이디 개수를 기초로 상기 적외선 엘이디와 상기 적외선 엘이디가 설치되는 기판과의 각을 계산하는 것을 특징으로 하는 야간 감시 시스템.
  5. 조도 센서를 이용하여 조도를 측정하여 주위가 어두워지면 카메라가 비추는 영상 영역을 하나 이상의 영상 영역으로 나누어 상기 각 영상 영역을 비출 수 있도록 특정 적외선 엘이디(Light Emitting Diode)를 선택하고 상기 특정 적외선 엘이디와 상기 특정 적외선 엘이디가 설치되는 기판과의 특정각을 형성하여 조명을 상기 각 영상 영역으로 비추는 조명부; 및
    상기 조명부로부터 비추는 감시 구역의 영상 정보가 기준 영상으로 설정되고 상기 감시 구역에 입력 영상이 발생하면 상기 기준 영상과 상기 입력 영상을 비교하여 차이 영상을 추출하며 상기 추출한 차이 영상을 분석하여 물체의 침입 여부를 판단하는 침입 판단부를 포함하고,
    상기 조명부는 상기 카메라가 비추는 영상 영역을 영상의 하단부, 중단부 및 상단부로 나누고, 상기 하단부를 비추기 위해 제1 적외선 엘이디(Light Emitting Diode)를 상기 카메라의 시축보다 낮게, 상기 중단부를 비추기 위해 제2 적외선 엘이디를 상기 카메라의 시축과 평행하게, 상기 상단부를 비추기 위해 제3 적외선 엘이디를 상기 카메라의 시축보다 높도록, 상기 제1 적외선 엘이디, 상기 제2 적외선 엘이디 및 상기 제3 적외선 엘이디와 상기 기판과의 각을 각각 형성하여 조명을 비추는 것을 특징으로 하는 야간 감시 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 조명부는 상기 감시 구역의 사각 지대를 없애기 위해서 상기 카메라의 수평 시야각과 상기 특정 적외선 엘이디의 특성을 이용하여 적외선 엘이디 개수와 상기 특정 적외선 엘이디와 상기 특정 적외선 엘이디가 설치되는 기판과의 특정각을 계산하는 것을 특징으로 하는 야간 감시 시스템.
  7. 삭제
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