KR101142213B1 - Intrusion Detector - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 오동작을 저감시키고, 동작 신뢰성을 높일 수 있는 침입 감시기가 개시된다.
일 예로, 감시 영역에 대해 마이크로 웨이브 신호를 조사하고 반사 신호로서 침입자를 감지하는 마이크로 웨이브 모듈; 상기 감시 영역에 대해 절대 온도를 측정하여 열화상을 생성하는 열화상 모듈; 및 상기 감시 영역에서 상기 마이크로 웨이브 모듈 및 열화상 모듈로부터 침입에 해당하는 신호를 인가받으면 침입자의 침입이 존재하는 것으로 판단하는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 침입 감시기가 개시된다.In the present invention, an intrusion monitor that can reduce malfunction and improve operation reliability is disclosed.
For example, the microwave module for irradiating the microwave signal to the surveillance area and detects the intruder as a reflected signal; A thermal imaging module for generating a thermal image by measuring an absolute temperature of the surveillance region; And a microcontroller configured to determine that an intruder is present when the signal corresponding to the intrusion is received from the microwave module and the thermal imaging module in the monitoring area.

Description

침입 감지기{Intrusion Detector}Intrusion Detector

본 발명은 침입 감지기에 관한 것이다.
The present invention relates to an intrusion detector.

외부인 침입에 대한 감시가 필요한 영역 내에 사람이 상주할 수 없는 경우, 특히, 야간의 경우, 침입 감지기가 일반적으로 사용된다. 이러한 침입 감지기는 감시 영역 내에 침입자가 침입한 것으로 판단된 경우, 사용자에게 알람 등의 경보 장치를 통해 침입 사실을 통보하여 사용자가 적절한 조치를 취할 수 있도록 동작한다.Intrusion detectors are generally used where a person cannot reside in an area where surveillance of outsider intrusion is required, especially at night. When it is determined that an intruder has entered the surveillance area, the intrusion detector notifies the user of the intrusion through an alarm device such as an alarm so that the user can take appropriate measures.

그런데 이러한 침입 감지기가 오동작을 수행하게 되면, 사용자는 불필요한 인력을 소모하게 될 염려가 있다. 또한, 감시 영역 내에 침입자가 존재하는 경우에도 침입 감지기가 이를 감지하지 못하거나, 마스킹 등으로 침입자가 은폐를 시도하는 경우, 침입 감지기의 동작 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다.However, if such an intrusion detector malfunctions, the user may consume unnecessary manpower. In addition, even when an intruder exists in the surveillance area, the intrusion detector may not detect it, or when the intruder attempts to conceal by masking or the like, a problem may occur in the operation reliability of the intrusion detector.

따라서, 침입 감지기는 침입자의 침입에 대한 정확한 감지를 통해 사용자에게 알려줄 수 있도록 오동작을 줄이는 것이 요구된다.
Therefore, the intrusion detector is required to reduce the malfunction so as to inform the user through the accurate detection of the intruder intrusion.

본 발명은 오동작을 저감시키고, 동작 신뢰성을 높일 수 있는 침입 감지기를 제공한다.
The present invention provides an intrusion detector that can reduce malfunction and increase operation reliability.

본 발명에 따른 침입 감지기는 감시 영역에 대해 마이크로 웨이브 신호를 조사하고 반사 신호로서 침입자를 감지하는 마이크로 웨이브 모듈; 상기 감시 영역에 대해 절대 온도를 측정하여 열화상을 생성하는 열화상 모듈; 및 상기 감시 영역에서 상기 마이크로 웨이브 모듈 및 열화상 모듈로부터 침입에 해당하는 신호를 인가받으면 침입자의 침입이 존재하는 것으로 판단하는 마이크로 컨트롤러를 포함할 수 있다.Intrusion detector according to the present invention includes a microwave module for irradiating the microwave signal to the surveillance region and detecting the intruder as a reflected signal; A thermal imaging module for generating a thermal image by measuring an absolute temperature of the surveillance region; And a microcontroller that determines that an intruder is present when the signal corresponding to the intrusion is received from the microwave module and the thermal imaging module in the monitoring area.

여기서, 상기 마이크로 웨이브 모듈은 상기 감시 영역으로부터의 반사 신호를 저역 통과 필터를 통해 필터링하고, 샘플링하여 상기 마이크로 컨트롤러에 전달할 수 있다. Here, the microwave module may filter, sample, and transmit the reflected signal from the surveillance region through a low pass filter.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 반사 신호를 기준 신호와 비교하여 상기 반사 신호가 기준 세기 이상인 시점부터 기준 시간 동안을 카운트하고, 상기 기준 시간 동안 상기 기준 세기 이상인 반사 신호의 개수가 제 1 기준 개수 이상이면 이벤트로 카운트하며, 상기 이벤트가 제 2 기준 개수 이상인 경우 침입자의 침입으로 판단할 수 있다.In addition, the microcontroller compares the reflected signal with a reference signal and counts a reference time from the time when the reflected signal is greater than or equal to the reference intensity, and if the number of reflected signals greater than or equal to the reference intensity during the reference time is greater than or equal to the first reference number. It counts as an event, and if the event is greater than or equal to the second reference number, it may be determined as an intruder's intrusion.

또한, 상기 열화상 모듈은 초당 2 프레임 내지 4 프레임의 속도로 영상을 촬영할 수 있다.In addition, the thermal imaging module may capture an image at a rate of 2 to 4 frames per second.

또한, 상기 열화상 모듈은 처음 전원 인가시에 촬영된 영상을 기준 영상으로 설정하고, 상기 감시 영역에 대한 현재 영상을 촬영하여 상기 기준 영상과의 차이에 해당되는 부분만을 차분 영상으로 산출할 수 있다.In addition, the thermal imaging module may set an image photographed when power is first applied as a reference image, photograph a current image of the surveillance area, and calculate only a portion corresponding to a difference from the reference image as a difference image. .

또한, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 온도가 기준 온도 범위 내에 있는 경우, 침입자가 침입한 것으로 판단할 수 있다.The microcontroller may determine that an intruder has invaded when a temperature of a pixel constituting the difference image is within a reference temperature range.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 온도가 기준 온도 범위보다 낮은 경우, 상기 현재 영상을 새로운 기준 영상으로 설정할 수 있다.The microcontroller may set the current image as a new reference image when the temperature of a pixel constituting the difference image is lower than a reference temperature range.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 온도가 기준 온도 범위 이상인 경우, 상기 감시 영역 내에 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.The microcontroller may determine that a fire has occurred in the monitoring area when a temperature of a pixel constituting the difference image is greater than or equal to a reference temperature range.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 개수가 기준 개수 이상인 경우, 상기 감시 영역 내에 침입자가 침입한 것으로 판단할 수 있다.The microcontroller may determine that an intruder has entered the surveillance area when the number of pixels constituting the difference image is greater than or equal to a reference number.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 이동 방향이 기설정된 방향과 일치하는 경우 상기 감시 영역 내에 침입자가 침입한 것으로 판단할 수 있다.The microcontroller may determine that an intruder has entered the surveillance area when the moving direction of the pixels constituting the difference image coincides with a preset direction.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 열화상 모듈의 현재 영상에서 기준 크기 이상의 픽셀이 기준 시간 이상으로 같은 온도를 유지하면, 상기 감시 영역 내에 침입자가 침입한 것으로 판단할 수 있다.
The microcontroller may determine that an intruder has entered the surveillance area when a pixel larger than a reference size in the current image of the thermal image module maintains the same temperature for more than a reference time.

본 발명에 의한 침입 감지기는 마이크로 웨이브 모듈과 열화상 모듈을 함께 구비하고, 마이크로 컨트롤러가 마이크로 웨이브 모듈과 열화상 모듈 모두로부터 침입 신호를 인가받은 경우에만 침입으로 판단함으로써, 침입자의 침입시 오동작을 줄일 수 있다.Intrusion detector according to the present invention is provided with a microwave module and a thermal imaging module, and determines that the intrusion only when the microcontroller receives an intrusion signal from both the microwave module and the thermal imaging module, thereby reducing the malfunction of the intruder Can be.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기는 열화상 모듈을 통해 영상을 촬영하고, 기준 영상과의 차분 영상을 생성하여, 차분 영상을 형성하는 픽셀의 온도, 개수 및 크기를 기준값과 비교하여 화재 감시, 체류자 검출, 이동 방향 감지의 기능을 수행할 수 있다.
In addition, the intrusion detector according to an embodiment of the present invention is to shoot the image through the thermal imaging module, generate a difference image with the reference image, and compare the temperature, number and size of the pixels forming the difference image with the reference value fire It can perform the functions of monitoring, dweller detection and moving direction detection.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 마이크로웨이브 모듈의 동작을 설명하기 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 기준 영상을 도시한 것이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 기준 영상을 수치로 도시한 것이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 현재 영상을 도시한 것이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 현재 영상을 수치로 도시한 것이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 차분 영상을 도시한 것이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 차분 영상을 수치로 도시한 것이다.
도 6a는 침입자의 침입시 모습을 도시한 것이다.
도 6b는 침입자의 침입시 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 영상을 도시한 것이다.
도 7a는 소동물의 침입시 모습을 도시한 것이다.
도 7b는 소동물의 침입시 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 영상을 도시한 것이다.
도 8은 화재 발생시 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 영상을 도시한 것이다.
도 9는 침입자의 체류시 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 영상을 도시한 것이다.1 is a conceptual diagram showing the configuration of an intrusion detector according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the operation of the microwave module of the intrusion detector according to an embodiment of the present invention.
3A illustrates a reference image of a thermal image module of an intrusion detector according to an embodiment of the present invention.
Figure 3b is a numerical representation of the reference image of the thermal imaging module of the intrusion detector according to an embodiment of the present invention.
4A shows a current image of a thermal imaging module of an intrusion detector in accordance with an embodiment of the present invention.
4B is a numerical representation of the current image of the thermal imaging module of the intrusion detector in accordance with an embodiment of the present invention.
5A illustrates a differential image of a thermal imaging module of an intrusion detector according to an embodiment of the present invention.
5B illustrates numerically the difference image of the thermal imaging module of the intrusion detector according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 6a shows the appearance of the intruder intrusion.
6B illustrates an image of a thermal imaging module of an intrusion detector according to an embodiment of the present invention upon intrusion of an intruder.
Figure 7a shows a state when invading small animals.
Figure 7b shows an image of the thermal imaging module of the intrusion detector according to an embodiment of the present invention when invading small animals.
8 illustrates an image of a thermal imaging module of an intrusion detector according to an exemplary embodiment of the present invention when a fire occurs.
Figure 9 shows an image of the thermal imaging module of the intrusion detector in accordance with an embodiment of the present invention when the intruder stays.

본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 구성을 설명하도록 한다.Hereinafter will be described the configuration of the intrusion detector according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 구성을 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the configuration of an intrusion detector according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기(100)는 마이크로 웨이브 모듈(110), 열화상 모듈(120), 마이크로 컨트롤러(130)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기(100)는 상기 마이크로 컨트롤러(130)에 연결된 인터페이스 블록(140)을 더 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 1, an intrusion detector 100 according to an embodiment of the present invention includes a microwave module 110, a thermal imaging module 120, and a microcontroller 130. In addition, the intrusion detector 100 according to the embodiment of the present invention may further include an interface block 140 connected to the microcontroller 130.

상기 마이크로 웨이브 모듈(110)은 감시 영역에 대해 마이크로 웨이브 신호를 조사한다. 상기 마이크로 웨이브 모듈(110)은 감시 영역으로부터 반사된 신호를 안테나(111)를 통해 수신한다. 이 때, 상기 마이크로 웨이브 모듈(110)은 CW(Continuous Wave) 방식을 사용하여 연속적인 신호를 조사하고, 연속적인 반사 신호를 상기 안테나(111)를 통해 수신한다. 상기 마이크로 웨이브 모듈(110)은 상기 반사 신호를 이용하여 상기 마이크로 컨트롤러(130)에 전달하여 상기 감시 영역 내에 침입자가 있는지를 감지할 수 있다.The microwave module 110 irradiates the microwave signal to the surveillance region. The microwave module 110 receives the signal reflected from the surveillance region through the antenna 111. At this time, the microwave module 110 irradiates a continuous signal by using a CW (Continuous Wave) method, and receives the continuous reflection signal through the antenna 111. The microwave module 110 may detect whether there is an intruder in the surveillance area by transmitting the reflected signal to the microcontroller 130.

상기 마이크로 웨이브 모듈(110)은 내부에 저역 통과 필터(Low Pass Filter, LPF)를 포함한다. 상기 마이크로 웨이브 모듈(110)은 상기 반사 신호를 상기 저역 통과 필터로 필터링하여 고주파수 성분을 제거한다. 상기 감시 영역 내에 침입자가 존재하여 이동하는 경우, 움직임에 대한 반사신호는 저주파 대역 신호이기 때문에, 고주파수 성분은 노이즈로 판단할 수 있기 때문이다.
The microwave module 110 includes a low pass filter (LPF) therein. The microwave module 110 filters the reflected signal with the low pass filter to remove high frequency components. This is because, when the intruder moves in the surveillance region and moves, the reflected signal for the movement is a low frequency band signal, so that the high frequency component can be determined as noise.

상기 열화상 모듈(120)은 내부에 구비된 열화상 센서를 통해 상기 감시 영역에 대한 열화상 영상을 생성한다. 상기 열화상 모듈(120)은 화면간 온도 차이를 분명하게 하기 위해서 초당 2 내지 4 프레임 정도의 속도로 상기 열화상 영상을 생성한다.The thermal image module 120 generates a thermal image of the surveillance area through a thermal image sensor provided therein. The thermal image module 120 generates the thermal image at a rate of about 2 to 4 frames per second to clarify the temperature difference between screens.

상기 열화상 모듈(120)은 먼저 상기 처음 전원 인가시 열화상 센서에 의해 감지된 기준 영상을 생성한다. 또한, 상기 열화상 모듈(120)은 일정 기준 시간이 경과한 현재 시각에서의 열화상 영상, 즉 현재 영상을 생성한다.The thermal imaging module 120 first generates a reference image detected by the thermal imaging sensor when the power is first applied. In addition, the thermal image module 120 generates a thermal image, that is, a current image, at a current time after a predetermined reference time has elapsed.

상기 열화상 모듈(120)은 상기 기준 영상과 현재 영상을 비교하여 차분 영상을 생성하고, 상기 마이크로 컨트롤러(130)에 전달한다. 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 차분 영상의 신호가 기준 세기 미만이면 침입자가 없는 것으로 판단하고, 현재 영상을 새로운 기준 영상으로 변경한다. 또한, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 차분 영상의 신호가 기준 세기 이상이면 침입자가 있는 것으로 판단한다.
The thermal image module 120 compares the reference image with the current image to generate a differential image, and transmits the difference image to the microcontroller 130. The microcontroller 130 determines that there is no intruder when the signal of the difference image is less than the reference intensity, and changes the current image to a new reference image. In addition, the microcontroller 130 determines that there is an intruder when the signal of the difference image is greater than or equal to a reference intensity.

상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 마이크로 웨이브 모듈(110)과 열화상 모듈(120)에 연결된다. 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 마이크로 웨이브 모듈(110)과 열화상 모듈(120)의 신호를 이용하여 침입자의 존재 여부, 침입자의 마스킹 여부, 화재 발생 여부, 소동물의 침입 여부, 침입자의 체류 여부, 이동 방향 등을 연산할 수 있다.The microcontroller 130 is connected to the microwave module 110 and the thermal imaging module 120. The microcontroller 130 uses the signals of the microwave module 110 and the thermal imaging module 120 to determine whether an intruder exists, whether an intruder is masked, whether a fire has occurred, whether a small animal invades, or whether the intruder stays. , Movement direction, etc. can be calculated.

이하에서는 상기 마이크로 컨트롤러(130)가 상기 마이크로 웨이브 모듈(110)을 통해 감시 동작을 수행하는 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, the process of performing the monitoring operation by the microcontroller 130 through the microwave module 110 will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 마이크로웨이브 모듈을 통한 감시 동작을 설명하기 도면이다.2 is a view for explaining the monitoring operation through the microwave module of the intrusion detector according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 마이크로 컨트롤러 모듈(110)로부터 인가받은 반사 신호를 샘플링하여 불연속 신호(discrete signal)로 변환한다. 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 불연속 신호를 양자화된 신호(quantized signal)로 변환하고, 이를 A/D 컨버터(Analog-Digital Converter)를 통해 디지털 신호로 변환한다. 상기 디지털 신호의 세기(I)가 기설정된 기준 세기(r)보다 큰 경우, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 내부에 구비된 카운터를 이용하여 카운트를 시작한다. 또한, 카운트를 시작한 이후 기준 시간(t) 동안 상기 기준 세기(r)보다 큰 신호가 제 1 기준 개수를 초과하면 1번의 이벤트(event)로 카운트한다. 그리고 상기 과정을 반복하여, 상기 이벤트의 수가 제 2 기준 개수를 초과하면, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 감시 영역 내에 침입자가 있는 것으로 판단할 수 있는 조건 중 하나를 구비한다.Referring to FIG. 2, the microcontroller 130 samples the reflected signal applied from the microcontroller module 110 and converts the reflected signal into a discrete signal. The microcontroller 130 converts the discontinuous signal into a quantized signal and converts the discontinuous signal into a digital signal through an analog-to-digital converter. When the intensity I of the digital signal is greater than the preset reference intensity r, the microcontroller 130 starts counting using a counter provided therein. In addition, if the signal greater than the reference intensity r exceeds the first reference number during the reference time t after the count starts, the event is counted as one event. If the number of events exceeds the second reference number by repeating the above process, the microcontroller 130 has one of the conditions for determining that there is an intruder in the surveillance area.

다만, 이 경우에도 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 아래와 같이 상기 열화상 모듈(120)에 의한 감지를 통해서도 역시 상기 감시 영역에 침입자가 있다고 판단되는 경우에만, 최종적인 침입 판단을 수행한다.
However, even in this case, the microcontroller 130 performs the final intrusion determination only when it is determined that there is an intruder in the monitoring area through the detection by the thermal imaging module 120 as follows.

이하에서는 상기 마이크로 컨트롤러(130)가 상기 열화상 모듈(120)을 이용하여 감시 동작을 수행하는 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, the process of performing the monitoring operation by the microcontroller 130 using the thermal imaging module 120 will be described.

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 기준 영상을 도시한 것이다. 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 기준 영상을 수치로 도시한 것이다.3A illustrates a reference image of a thermal image module of an intrusion detector according to an embodiment of the present invention. Figure 3b is a numerical representation of the reference image of the thermal imaging module of the intrusion detector according to an embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 열화상 모듈(120)로부터 도 3a와 같은 기준 영상을 인가받고, 이를 온도에 따라 픽셀별로 도 3b와 같이 수치로 변경한다.
Referring to FIGS. 3A and 3B, the microcontroller 130 receives a reference image as shown in FIG. 3A from the thermal image module 120 and changes the numerical value to each pixel as shown in FIG. 3B according to a temperature.

도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 현재 영상을 도시한 것이다. 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 현재 영상을 수치로 도시한 것이다.4A shows a current image of a thermal imaging module of an intrusion detector in accordance with an embodiment of the present invention. 4B is a numerical representation of the current image of the thermal imaging module of the intrusion detector in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 열화상 모듈(120)로부터 도 4a와 같은 현재 영상을 인가받고, 이를 다시 온도에 따라 픽셀별로 도 4b와 같은 수치로 변경한다.
4A and 4B, the microcontroller 130 receives a current image as shown in FIG. 4A from the thermal image module 120, and changes it to a value as shown in FIG. 4B for each pixel according to a temperature.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 차분 영상을 도시한 것이다. 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 차분 영상을 수치로 도시한 것이다.5A illustrates a differential image of a thermal imaging module of an intrusion detector according to an embodiment of the present invention. 5B illustrates numerically the difference image of the thermal imaging module of the intrusion detector according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 기준 영상과 현재 영상의 차이를 이용하여 도 5a의 차분 영상을 형성한다. 또한, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 차분 영상을 도 5b의 수치로 변경한다.5A and 5B, the microcontroller 130 forms the difference image of FIG. 5A by using a difference between the reference image and the current image. In addition, the microcontroller 130 changes the difference image to the numerical value of FIG. 5B.

상기 차분 영상은 상기 기준 영상과 현재 영상간에 온도 차이가 없는 픽셀은 검은색으로 도시되고, 수치로는 '0'으로 표시될 수 있다.In the difference image, a pixel having no temperature difference between the reference image and the current image is shown in black, and a numerical value may be displayed as '0'.

또한, 상기 기준 영상과 현재 연상간에 차이가 있는 픽셀은 현재 영상의 색으로 표시되며, 해당 영상의 픽셀의 수치로서 표시될 수 있다. 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 차분 영상을 형성하는 물체를 인지하고, 상기 차분 영상이 침입자 조건에 부합하는지 판단한다. 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 차분 영상을 구성하는 물체의 온도, 픽셀의 개수 및 이동 방향 중에서 적어도 어느 하나를 감지하고, 이를 기준 조건에 부합하는지 판단한다.In addition, a pixel having a difference between the reference image and the current association may be displayed in the color of the current image, and may be displayed as a number of pixels of the corresponding image. The microcontroller 130 recognizes the object forming the difference image, and determines whether the difference image meets the intruder condition. The microcontroller 130 detects at least one of the temperature of the object constituting the difference image, the number of pixels, and the moving direction, and determines whether the microcontroller satisfies the reference condition.

즉, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 물체의 온도가 기준 온도 이상이거나, 상기 물체를 구성하는 픽셀이 기준 개수 이상이거나, 상기 물체의 이동 방향이 감시 영역에 대한 침입 방향과 일치하지 여부를 상기 물체를 침입자로 판단하는 기준으로 삼는다. 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 물체의 온도가 기준 온도 범위 이상이고, 상기 물체를 구성하는 픽셀의 개수가 기준 개수 이상이면 침입으로 간주한다.That is, the microcontroller 130 determines whether the temperature of the object is greater than or equal to the reference temperature, the pixels constituting the object are greater than or equal to the reference number, or the moving direction of the object does not coincide with the intrusion direction into the surveillance region. As the criteria for judging them as intruders. The microcontroller 130 considers an intrusion when the temperature of the object is greater than or equal to the reference temperature range and the number of pixels constituting the object is greater than or equal to the reference number.

다시 설명하면, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 물체의 온도가 기준 온도 범위보다 낮은 경우 감지 영역내 온도가 미온적으로 증가한 것으로 판단하여 침입자가 아니라고 판단한다. 또한, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 물체의 온도가 기준 온도 범위를 초과하여 과도하게 높은 경우, 상기 물체를 침입자가 아닌 화재로 판별한다. 또한, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 물체의 온도가 기준 온도 범위내에 있는 경우, 상기 물체를 침입자로 판별한다.In other words, when the temperature of the object is lower than the reference temperature range, the microcontroller 130 determines that the temperature in the sensing region is lukewarm and determines that it is not an intruder. In addition, when the temperature of the object is excessively high beyond the reference temperature range, the microcontroller 130 determines the object as a fire rather than an intruder. In addition, when the temperature of the object is within the reference temperature range, the microcontroller 130 determines the object as an intruder.

한편, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 물체를 구성하는 픽셀이 기준 개수 미만인 경우, 상기 물체를 소동물로 판단하여, 침입자가 아닌 것으로 판단한다. 반면, 상기 물체를 구성하는 픽셀이 기준 개수 이상인 경우, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 물체를 침입자로 판단한다.
On the other hand, when the number of pixels constituting the object is less than the reference number, the microcontroller 130 determines that the object is a small animal, and determines that it is not an intruder. On the other hand, when the number of pixels constituting the object is greater than or equal to the reference number, the microcontroller 130 determines the object as an intruder.

그리고 앞서 설명한 바와 같이, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 마이크로 웨이브 모듈(110) 및 열화상 모듈(120) 모두에서 출력 신호를 통해 침입자가 침입했음을 감지한 경우에만, 최종적인 침입으로 판단한다. 따라서, 감지 영역 이외의 영역까지 마이크로 웨이브가 도달하여 상기 마이크로 컨트롤러(130)가 오동작을 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 열화상 모듈(120)을 통해 침입자의 온도를 감지함으로써 침입자가 마스킹하는 것을 용이하게 감지할 수 있다. 또한, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 감시 영역 내에 화재가 발생하거나, 소동물이 침입하거나, 침입자가 체류하는 경우에도 이를 용이하게 검출할 수 있다.
As described above, the microcontroller 130 determines the final invasion only when both the microwave module 110 and the thermal imaging module 120 detect that the intruder has invaded through the output signal. Therefore, it is possible to prevent the microcontroller 130 from malfunctioning because the microwave reaches the region other than the sensing region. In addition, the microcontroller 130 may easily detect the invader masking by sensing the temperature of the intruder through the thermal image module 120. In addition, the microcontroller 130 may easily detect a fire, a small animal invasion, or an intruder stays in the monitoring area.

상기 인터페이스 블록(140)은 마이크로 컨트롤러(130)에 연결된다. 상기 인터페이스 블록(140)은 상기 마이크로 컨트롤러(130)로부터 판별 신호를 인가받는다. 그리고 침입이라고 판별된 경우, 상기 인터페이스 블록(140)은 알람 등의 경보 장치에 신호를 인가한다. 따라서, 상기 인터페이스 블록(140)은 상기 경보 장치를 통해 사용자에게 침입자가 감시 영역 내에 침입한 사실을 통보할 수 있다.
The interface block 140 is connected to the microcontroller 130. The interface block 140 receives a discrimination signal from the microcontroller 130. And if it is determined that the intrusion, the interface block 140 applies a signal to an alarm device such as an alarm. Therefore, the interface block 140 may notify the user of the intrusion into the surveillance area through the alarm device.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기에서 침입자 및 소동물이 침입한 경우의 판단 동작을 각각 비교하여 설명하도록 한다.Hereinafter, in the intrusion detector according to an embodiment of the present invention will be described by comparing the determination operation when the intruder and the small animal invaded.

도 6a는 침입자의 침입시 모습을 도시한 것이다. 도 6b는 침입자의 침입시 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 영상을 도시한 것이다.Figure 6a shows the appearance of the intruder intrusion. 6B illustrates an image of a thermal imaging module of an intrusion detector according to an embodiment of the present invention upon intrusion of an intruder.

먼저, 도 6a를 참조하면, 감시 영역 내에 침입자가 침입한 경우, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기(100)의 마이크로 웨이브 모듈(110)과 열화상 모듈(120)이 설치된 상부에서 촬영되며, 영상에서 좌측에 위치한 것으로 표시되어 있다.First, referring to FIG. 6A, when an intruder intrudes into a surveillance area, the microwave module 110 and the thermal imaging module 120 of the intrusion detector 100 according to an embodiment of the present invention are photographed from the top. It is shown as located on the left in the image.

다음으로, 도 6b를 참조하면, 상기 침입자의 영상은 상기 침입자의 영상은 상기 열화상 모듈(120)에 의해 픽셀별로 구분된 영상으로 표시될 수 있다. 상기 열화상 모듈(120)은 상기 침입자에 해당되는 픽셀에 대해 주위 배경과 다른 색으로 표시되어 있다. 일 예로, 상기 열화상 모듈(120)은 상기 침입자에 해당되는 영역을 배경보다 높은 온도에 해당되는 노란색으로 표시할 수 있다. 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 침입자에 해당되는 영역을 구성하는 픽셀의 수(예를 들어, 10개)를 기준 개수와 비교하고 기준 개수(예를 들어, 5개) 이상으로 판단하여, 침입자가 침입한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 상기 열화상 모듈(120)은 감시 영역내에 침입자가 침입한 것을 감지하는 것이 가능하다.Next, referring to FIG. 6B, the image of the intruder may be displayed as an image divided by pixels by the thermal image module 120. The thermal imaging module 120 is displayed in a different color from the surrounding background for the pixel corresponding to the intruder. For example, the thermal imaging module 120 may display a region corresponding to the intruder in yellow corresponding to a temperature higher than a background. The microcontroller 130 compares the number of pixels (for example, 10) constituting the area corresponding to the intruder with a reference number and determines that the number of reference (for example, five) is greater than or equal to the reference number. It can be judged to have invaded. Thus, the thermal imaging module 120 can detect that an intruder has entered the surveillance area.

또한, 이 경우, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 영상을 프레임별로 분석하여 상기 침입자의 이동 방향을 산출할 수 있다. 그리고 만약 상기 침입자의 이동 방향이 기준 방향과 일치하는 경우에만, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 침입자로 인식할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기(100)가 집의 현관문 등에 사용되는 경우, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 집에서 나오는 사람은 침입자로 인식하지 않고, 집으로 들어가는 사람만을 침입자로 인식하는 것이 가능하다.
In this case, the microcontroller 130 may calculate the moving direction of the intruder by analyzing the image for each frame. And if the moving direction of the intruder coincides with the reference direction, the microcontroller 130 can recognize as an intruder. Therefore, when the intrusion detector 100 according to the embodiment of the present invention is used in the front door of the house, the microcontroller 130 recognizes that the person who comes out of the home as an intruder, and only the person who enters the home as the intruder. It is possible to.

도 7a는 소동물의 침입시 모습을 도시한 것이다. 도 7b는 소동물의 침입시 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 영상을 도시한 것이다.Figure 7a shows a state when invading small animals. Figure 7b shows an image of the thermal imaging module of the intrusion detector according to an embodiment of the present invention when invading small animals.

도 7a를 참조하면, 감시 영역 내에 소동물이 침입한 경우, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기(100)의 마이크로 웨이브 모듈(110)과 열화상 모듈(120)에 의해 촬영되며, 영상에서 우측에 위치한 것으로 표시되어 있다.Referring to FIG. 7A, when a small animal invades a surveillance area, the image is captured by the microwave module 110 and the thermal image module 120 of the intrusion detector 100 according to an embodiment of the present invention. It is marked as located in.

다음으로, 도 7b를 참조하면, 상기 소동물이 위치한 영역은 배경 영역에 비해 높은 온도인 노란색으로 표시될 수 있다. 이 경우, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 소동물에 해당되는 영역을 구성하는 픽셀의 수(예를 들어, 1개)를 기준 개수(예를 들어, 5개)와 비교하고, 기준 개수 미만으로 판단하여, 침입자가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
Next, referring to FIG. 7B, the region in which the small animal is located may be displayed in yellow, which is a higher temperature than the background region. In this case, the microcontroller 130 compares the number of pixels constituting the area corresponding to the small animal (for example, one) with a reference number (for example, five), and less than the reference number. By judging, it can be determined that it is not an intruder.

이하에서는 감시 영역 내 화재 발생시 판단 동작을 설명하도록 한다.Hereinafter, an operation of determining when a fire occurs in the monitoring area will be described.

도 8은 화재 발생시 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 영상을 도시한 것이다.8 illustrates an image of a thermal imaging module of an intrusion detector according to an exemplary embodiment of the present invention when a fire occurs.

도 8을 참조하면, 감시 영역 내에 화재가 발생한 경우, 상기 열화상 카메라(120)에 의해 촬영된 영상은 상기 화재에 대해 기준 온도 범위보다 높은 온도를 의미하는 빨간색으로 표시된다. 따라서, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 감시 영역 내에 화재가 발생된 것으로 판단할 수 있다.
Referring to FIG. 8, when a fire occurs in the surveillance area, the image captured by the thermal imaging camera 120 is displayed in red, which means a temperature higher than a reference temperature range for the fire. Therefore, the microcontroller 130 may determine that a fire has occurred in the monitoring area.

이하에서는 감시 영역 내에 침입자가 체류하고 있는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 판단 동작을 설명하도록 한다.Hereinafter, when the intruder stays in the monitoring area, the determination operation of the intrusion detector according to an embodiment of the present invention will be described.

도 9는 침입자의 체류시 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기의 열화상 모듈의 영상을 도시한 것이다.Figure 9 shows an image of the thermal imaging module of the intrusion detector in accordance with an embodiment of the present invention when the intruder stays.

도 9를 참조하면, 상기 감시 영역 내에 침입자가 체류하고 있는 경우, 상기 열화상 모듈(120)은 상기 침입자의 온도를 감지한다. 상기 열화상 모듈(120)은 절대 온도를 측정하기 때문에 움직임이 없더라도 침입자를 감지할 수 있다.Referring to FIG. 9, when an intruder stays in the monitoring area, the thermal imaging module 120 senses a temperature of the intruder. The thermal imaging module 120 measures an absolute temperature and thus may detect an intruder even if there is no movement.

또한, 상기 열화상 모듈(120)의 영상에서 일정 온도가 기준 시간 동안 지속되면, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 침입자가 마스킹을 하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 침입자가 감시 영역 내에 침입한 것으로 판단할 수 있다.
In addition, when a predetermined temperature is maintained for a reference time in the image of the thermal imaging module 120, the microcontroller 130 may determine that the intruder is masking. Therefore, the microcontroller 130 may determine that the intruder has entered the surveillance area.

상기와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기(100)는 마이크로 웨이브 모듈(110)과 열화상 모듈(120)을 함께 구비하고, 마이크로 컨트롤러(130)가 마이크로 웨이브 모듈(110)과 열화상 모듈(120) 모두로부터 침입 신호를 인가받은 경우에만 침입으로 판단함으로써, 침입자의 침입시 오동작을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지기(100)는 열화상 모듈(120)을 통해 영상을 촬영하고, 기준 영상과의 차분 영상을 생성하여, 차분 영상을 형성하는 픽셀의 온도, 개수 및 크기를 기준값과 비교하여 화재 감시, 체류자 검출, 이동 방향 감지의 기능을 수행할 수 있다.
As described above, the intrusion detector 100 according to the embodiment of the present invention includes the microwave module 110 and the thermal imaging module 120, and the microcontroller 130 includes the microwave module 110 and the thermal image. By determining the intrusion only when the intrusion signal is received from all of the modules 120, it is possible to reduce the malfunction of the intruder. In addition, the intrusion detector 100 according to an exemplary embodiment of the present invention captures an image through the thermal image module 120 and generates a difference image from the reference image to generate a temperature, number and size of pixels forming the difference image. By comparing with the reference value, it is possible to perform the functions of fire monitoring, occupant detection and moving direction detection.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 침입 감지기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
What has been described above is just one embodiment for implementing the intrusion detector according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and the scope of the present invention is not limited as claimed in the following claims. Without departing from the scope of the present invention, those skilled in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

100; 침입 감지기 110; 마이크로 웨이브 모듈
111; 안테나 120; 열화상 모듈
130; 마이크로 컨트롤러100; Intrusion detector 110; Microwave module
111; An antenna 120; Thermal imaging module
130; Microcontroller

Claims (11)

감시 영역에 대해 마이크로 웨이브 신호를 조사하고 반사 신호로서 침입자를 감지하는 마이크로 웨이브 모듈;
상기 감시 영역에 대해 절대 온도를 측정하여 열화상을 생성하는 열화상 모듈; 및
상기 감시 영역에서 상기 마이크로 웨이브 모듈 및 열화상 모듈로부터 침입 에 해당하는 신호를 인가받으면 침입자의 침입이 존재하는 것으로 판단하는 마이크로 컨트롤러를 포함하고,
상기 열화상 모듈은
처음 전원 인가시에 촬영된 영상을 기준 영상으로 설정하고, 상기 감시 영역에 대한 현재 영상을 촬영하여 상기 기준 영상과의 차이에 해당되는 부분만을 차분 영상으로 산출하고,
상기 마이크로 컨트롤러는
상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 온도가 기준 온도 범위보다 낮은 경우, 상기 현재 영상을 새로운 기준 영상으로 설정하는 침입 감지기.A microwave module for irradiating a microwave signal to the surveillance area and detecting an intruder as a reflected signal;
A thermal imaging module for generating a thermal image by measuring an absolute temperature of the surveillance region; And
A microcontroller configured to determine that an intruder is present when the signal corresponding to the intrusion is received from the microwave module and the thermal imaging module in the monitoring area;
The thermal imaging module
Set the image taken at the first power-up as a reference image, take a current image of the surveillance area, and calculate only a portion corresponding to the difference from the reference image as a difference image,
The microcontroller
An intrusion detector configured to set the current image as a new reference image when a temperature of a pixel constituting the difference image is lower than a reference temperature range. 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 웨이브 모듈은
상기 감시 영역으로부터의 반사 신호를 저역 통과 필터를 통해 필터링하고, 샘플링하여 상기 마이크로 컨트롤러에 전달하는 침입 감지기.The method of claim 1,
The microwave module
An intrusion detector filtering the reflected signal from the surveillance region through a low pass filter, sampling and passing it to the microcontroller. 제 2 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는
상기 반사 신호를 기준 신호와 비교하여 상기 반사 신호가 기준 세기 이상인 시점부터 기준 시간 동안을 카운트하고,
상기 기준 시간 동안 상기 기준 세기 이상인 반사 신호의 개수가 제 1 기준 개수 이상이면 이벤트로 카운트하며,
상기 이벤트가 제 2 기준 개수 이상인 경우 침입자의 침입으로 판단하는 침입 감지기.The method of claim 2,
The microcontroller
Comparing the reflected signal with a reference signal to count a reference time from the time when the reflected signal is greater than or equal to a reference intensity,
If the number of reflected signals that are equal to or greater than the reference intensity during the reference time is equal to or greater than a first reference number, an event is counted.
Intrusion detector to determine that the intruder intrusion when the event is greater than the second reference number. 제 1 항에 있어서,
상기 열화상 모듈은
초당 2 프레임 내지 4 프레임의 속도로 영상을 촬영하는 침입 감지기.The method of claim 1,
The thermal imaging module
Intrusion detector that captures video at rates between 2 and 4 frames per second. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는
상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 온도가 기준 온도 범위 내에 있는 경우, 침입자가 침입한 것으로 판단하는 침입 감지기.The method of claim 1,
The microcontroller
An intrusion detector determining that an intruder has invaded when a temperature of a pixel constituting the difference image is within a reference temperature range. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는
상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 온도가 기준 온도 범위 이상인 경우, 상기 감시 영역 내에 화재가 발생한 것으로 판단하는 침입 감지기.The method of claim 1,
The microcontroller
And determining that a fire has occurred in the monitoring area when the temperature of a pixel constituting the difference image is greater than or equal to a reference temperature range. 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는
상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 개수가 기준 개수 이상인 경우, 상기 감시 영역 내에 침입자가 침입한 것으로 판단하는 침입 감지기.The method of claim 1,
The microcontroller
And determining that an intruder has entered the surveillance area when the number of pixels constituting the difference image is equal to or greater than a reference number. 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는
상기 차분 영상을 구성하는 픽셀의 이동 방향이 기설정된 방향과 일치하는 경우 상기 감시 영역 내에 침입자가 침입한 것으로 판단하는 침입 감지기.The method of claim 1,
The microcontroller
And an intruder detecting that an intruder has entered the surveillance area when a moving direction of pixels constituting the difference image coincides with a preset direction. 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는
상기 열화상 모듈의 현재 영상에서 기준 크기 이상의 픽셀이 기준 시간 이상으로 같은 온도를 유지하면, 상기 감시 영역 내에 침입자가 침입한 것으로 판단하는 침입 감지기.The method of claim 1,
The microcontroller
And determining that an intruder has entered the surveillance area when a pixel larger than a reference size in the current image of the thermal image module maintains the same temperature for more than a reference time.
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