KR101149916B1 - 산사태 경보시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강우량, 풍속 및 조도 등과 같은 환경지표와, 산사태 위험단계를 판단할 수 있는 판단물체들이 포함되는 촬영지점들의 촬영으로 인해 획득되는 영상정보들을 교차로 분석하여 해당 지역의 산사태 위험단계를 검출함으로써 정확도가 우수하며, 검출 오차율이 적고, 관제센터가 '경보'및 '주의보'단계를 검출하면 주민관제센터로 이를 통지할 뿐만 아니라 주기적으로 해당 지역의 실시간 영상을 주민관제센터의 관리자에게 전송함으로써 산사태 발생으로 인한 인명피해 및 재산피해를 최소화할 수 있는 산사태 경보시스템에 관한 것이다.

Description

산사태 경보시스템{Warning system of landslide}

본 발명은 강우량, 풍속 및 조도 등과 같은 환경지표와, 카메라 촬영으로 인해 획득되는 영상정보를 교차로 분석하여 해당 지역의 산사태 위험 단계를 검출하는 산사태 경보시스템에 관한 것이다.

일반적으로 산사태는 강우, 지진 및 중력 작용으로 인해 자연사면의 흙과 돌이 한꺼번에 사면 아래로 이동하는 현상을 말하고, 이러한 산사태가 발생되는 경우 사면의 붕괴로 인해 인명피해 및 재산피해가 일어나게 된다.

특히 우리나라는 지형 및 기상학적으로 국토의 대부분이 산지로 형성되며, 산지의 경사가 급하게 형성될 뿐만 아니라 매년 장마와 같은 집중 호우로 인해 지반의 응집력이 절감됨으로써 대규모의 인명 및 재산 피해를 일으키는 산사태가 빈번하게 발생되고 있다.

이에 따라 각종 정부기관 등에서는 산사태를 예방하기 위해 산사태 발생 위험지역을 선정하며, 선정된 지역의 산사태 예방 공사를 실시하여 산사태 발생률을 절감시키거나 또는 산사태로 인해 발생될 수 있는 피해를 최소화하고 있다.

도 1은 종래의 산사태 예방 공사를 설명하기 위한 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 산사태 예방 시공은 사면의 구성요소에 따라 다양한 방식으로 이루어지고 있으며, 이러한 산사태 예방 시공으로 인해 산사태의 발생률이 획기적으로 절감된다.

그러나 도 1의 산사태 예방 시공은 단순히 산사태 발생확률을 절감시키는 것일 뿐 실제 산사태가 발생되는 경우 이를 인근 주민 및 사람들에게 산사태 발생을 통보하지 못하기 때문에 인명 및 재산 피해를 줄이지 못하는 한계점을 가지게 된다.

또한 도 1의 산사태 예방 시공은 실질적으로 산사태가 발생되는 경우 시공에 사용된 콘크리트가 파쇄되어 사면과 같이 사면 아래로 이동하기 때문에 피해크기를 더욱 증가시키는 문제점이 발생된다.

또한 도 1의 산사태 예방 시공은 산사태가 발생되기 전에 산사태를 미리 인지할 수 있는 기능이 없기 때문에 인명피해 및 재산피해를 최소화하지 못하게 된다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 정부기관 및 관련 회사들은 산사태가 발생되기 전에 이를 미리 인지하여 경보 및 주의보를 발생시켜 피해를 최소화하기 위한 산사태 경보시스템에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.

도 2는 등록특허 제 10-0814470호에 개시된 토석류 산사태 모니터링 시스템 및 방법을 나타내는 블록도이다.

도 2의 산사태 경보 시스템(이하 종래기술이라고 함)(100)은 계측부(110), 메인로거부(120), 모니터링 서버(130), 산사태 감시 통합 서버(140)로 이루어지고, 계측부(110)는 토석류 감지부(112)와 토석류 거동 관측부(114), 함수비 측정부(116)를 포함한다.

토석류 감지부(112)는 토석류가 발생할 것으로 예상되는 계곡부를 중심으로 소정의 간격을 두면서 횡방향으로 여러 개의 와이어가 설치되기 때문에 직접적으로 토석류의 이동 여부와 토석류에 의한 산사태의 발생위치를 알 수 있다. 또한, 설치된 토석류 감지부(112) 사이의 소정의 거리와 각각의 토석류 감지부(112)에서 측정된 시간을 토대로 속도를 예측할 수 있다. 이때 토석류 감지부(112)는 와이어나 광원을 이용할 수 있다.

종래의 산사태 경보 시스템(100)은 계측부(110)가 토사층의 이동뿐만 아니라 토석류의 움직임 및 속도를 계측하여 산사태를 보다 신속하고 정확하게 예측 및 감지할 수 있게 되며, 이에 따라 사전에 산사태 발생을 미리 감지하여 피해를 최소화할 수 있게 된다.

그러나 산사태 경보 시스템(100)은 토석류의 이동 여부와 토석류에 의한 산사태의 발생위치를 검출하기 위해서는 와이어나 광원을 계곡부들 사이에 일일이 설치하여야 하기 때문에 설치비용 및 시간이 증가하는 문제점이 발생된다.

또한 종래의 산사태 경보 시스템(100)의 토석류 감지부(112)는 토석류가 아래로 이동하는 것만을 감지하는 것이기 때문에 지면이 침하되는 경우 이를 인지하지 못하여 피해를 줄이지 못하게 된다.

또한 종래의 산사태 경보 시스템(100)은 단순히 토석류 감지부(112)가 사면의 이동을 감지하여 산사태 여부를 발생하는 것이기 때문에 산사태 발생에 가장 큰 원인들 중 하나인 강우량 및 풍속 등과 같은 환경인자를 고려하지 않고 산사태 발생여부를 판단함으로써 경보의 정확성이 떨어지게 된다. 예를 들어 집중호우가 발생되는 경우 종래의 산사태 경보 시스템(100)은 물에 의해 소정의 토석류가 아래로 이동하는 것을 산사태로 오인하기 때문에 집중호우 시 지속적으로 산사태가 발생되었다고 판단하게 된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 산사태에 영향을 주는 환경인자들을 기반으로 한 영상분석을 통해 산사태 위험단계를 검출함으로써 정확도가 우수한 산사태 경보 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 기준포인터 프리셋, 나뭇가지 프리셋 및 경사면 프리셋들을 촬영한 영상정보들을 통한 다양한 기준값들의 분석을 통해 산사태 발생여부를 판단하기 때문에 오차율이 적은 산사태 경보 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 카메라로 촬영된 각 프리셋들의 영상정보를 저장함으로써 산사태 위험 지역에 대한 영상정보들을 일괄적으로 관리 및 모니터링 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 관제서버가 '경보'단계 또는 '주의보'단계를 검출하는 경우 기 설정된 주민관제센터로 실시간으로 이를 통지함으로써 인명피해 및 재산피해를 미연에 방지하도록 하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 관제서버가 영상정보 분석 시 해당 지역의 기 설정된 시간 동안의 영상정보들의 캡처화면을 추출하여 이를 기반으로 데이터들을 비교하여 산사태 발생여부를 판단하기 때문에 검출의 신뢰도를 증가시키기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 산사태 발생여부를 판단할 수 있는 기설정된 촬영지점들에 위치하는 나뭇가지들을 주기적으로 촬영하여 영상정보를 획득하는 카메라들; 풍속을 감지하는 풍속센서; 상기 카메라들이 주기적으로 촬영하도록 상기 카메라들을 제어하며, 상기 카메라들로부터 획득된 영상정보를 전송받으며 상기 풍속센서로부터 감지된 풍속을 입력받는 컨트롤러; 상기 컨트롤러로부터 입력되는 영상정보로부터 상기 나뭇가지들의 위치 변동값을 검출하고, '정상'단계, '주의보'단계 및 '경보'단계 별로 풍속과 나뭇가지들의 위치변동값이 지정되는 기준값 정보 필드가 저장되는 관제서버를 포함하고, 상기 관제서버는 상기 감지된 풍속과 상기 나뭇가지들의 위치 변동값에 대응하는 상기 기준값 정보 필드의 '정상'단계, '경보'단계, '주의보'단계 중 하나를 산사태 위험단계로 판단하는 것이다.

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상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 해당 지역의 환경인자들과 촬영된 영상정보를 교차분석하여 산사태 위험단계를 검출하기 때문에 검출의 정확도가 우수해진다.

또한 본 발명에 의하면 산사태 발생여부를 판단할 수 있는 기준을 기준포인터 위치변동 값, 나뭇가지 위치변동 값 및 경사각 위치변동 값들과 같이 다양한 방면을 통해 분석하기 때문에 검출의 정확도가 더욱 우수해진다.

또한 본 발명에 의하면 카메라로 촬영된 각 프리셋들의 영상정보가 각각의 필드들에 저장됨으로써 산사태 위험 지역에 대한 데이터들을 일괄적으로 관리할 수 잇게 되며, 통합적으로 모니터링 할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 관제서버가 '경보'단계 또는 '주의보'단계를 검출하면 곧바로 해당 지역의 주민관제센터로 검출된 단계를 통지함으로써 인명피해 및 재산피해를 최소화할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 관제서버는 기 저장된 해당 지역의 영상정보들을 기반으로 기준값들의 위치변동 값들을 판단하기 때문에 검출의 오차율이 절감된다.

도 1은 종래의 산사태 예방 공사를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 등록특허 제 10-0814470호에 개시된 토석류 산사태 모니터링 시스템 및 방법을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예를 나타내는 설명도이다.
도 4는 도 3의 컨트롤러가 설정한 프리셋의 종류를 나타내는 블록이이고, 도 5는 도 4의 프리셋들을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 도 3의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 3의 관제서버를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7의 데이터베이스부를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 7의 영상분석모듈을 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예를 나타내는 설명도이다.

도 3의 산사태 경보시스템(1)은 산사태 위험지역에 기 설정된 촬영지점들(이하 프리셋(Preset)들이라고 하기로 함)을 주기적으로 촬영하여 영상정보를 획득하는 카메라(3-1), ..., (3-N)들과, 산사태 발생에 원인이 되는 환경인자들인 강우량, 풍속 및 조도들을 각각 감지하는 강우량센서(5), 풍속센서(6) 및 조도센서(7)들과, 연결대상(3), (5), (6), (7)들과 통신망(11)으로 연결되어 이들을 관리 및 제어하며 카메라(3)로부터 전송받은 영상정보와 센서(5), (6), (7)들로부터 전송받은 환경인자 값들을 후술되는 관제서버(8)로 전송하는 컨트롤러(4)와, 컨트롤러(4)로부터 주기적으로 영상정보들을 전송받아 저장하며 전송받은 영상정보들과 환경인자 값들을 교차로 통합분석하여 '정상'단계, '주의보'단계 및 '경보'단계로 이루어지는 산사태 위험단계를 검출하는 관제서버(8)와, 산사태 위험지역으로부터 인접한 인근지역에 설치되어 관제서버(8)로부터 경보 및 주의보 데이터를 전송받으면 이를 인근주민들에게 통지하는 주민관제센터(9)와, 연결대상(4), (8), (9)들 간에 데이터가 송수신되는 경로를 제공하는 통신망(10)과, 연결대상(3), (4), (5), (6), (7)들 간에 데이터가 송수신되는 경로를 제공하는 근거리 통신망(11)으로 이루어진다.

또한 도 3의 산사태 경보시스템(1)에서는 컨트롤러(4)가 하나로 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 산사태 경보시스템(1)은 복수개의 컨트롤러(4)를 포함하는 것으로 구성되어도 무방하다.

또한 도 3에서는 산사태에 영향을 줄 수 있는 환경인자가 강우량, 풍속 및 조도이고, 이에 따라 환경인자들을 감지하는 센서가 강우량센서(5), 풍속센서(6) 및 조도센서(7)들인 것으로 예를 들어 설명하였으나 산사태 발생에 영향을 줄 수 있는 환경인자는 이들에 국한되지 않는다. 즉 산사태 경보시스템(1)은 산사태 발생에 영향을 줄 수 있는 환경 인자를 감지하는 센서가 더 포함되는 것으로 구성될 수 있다.

카메라(3-1), ..., (3-N)들 각각은 기 설정된 촬영지점을 의미하는 프리셋들을 주기적으로 촬영하여 영상정보를 획득하는 장치이며, 주기적으로 촬영위치가 다른 프리셋들을 촬영하기 위해 팬-틸트(Pan-tilt) 구동부가 포함되어 각기 다른 지점의 프리셋들을 촬영하게 된다. 이때 촬영지점은 산사태 발생여부를 판단할 수 있는 판단물체들이 포함되는 지점들을 의미하며, 이러한 판단물체에 대한 상세한 설명은 후술되는 도 4와 도 5에서 상세하게 설명하기로 한다.

또한 카메라(3)는 각 프리셋의 촬영을 수행하면 촬영으로 인해 획득된 영상정보들을 실시간으로 컨트롤러(4)로 전송한다.

강우센서(5), 풍속센서(6) 및 조도센서(7)는 산사태 발생에 영향을 주는 환경인자들인 강우량, 풍속 및 조도량을 기 설정된 주기에 따라 검출하는 센서들이다. 이때 센서(5), (6), (7)들에 의해 검출된 검출값들은 컨트롤러(4)로 전송된다.

컨트롤러(4)는 카메라(3) 및 센서(5), (6), (7)들을 제어하여 카메라(3) 및 센서(5), (6), (7)들로부터 영상정보 및 환경인자 검출값들을 주기적으로 전송받으며, 전송받은 영상정보 및 환경인자 검출값들을 관제서버로전송하는 장치이다.

또한 컨트롤러(4)는 카메라(3)가 촬영하는 지점인 프리셋들에 대한 카메라(3)의 팬각과 틸트각을 기 설정하여 저장함으로써 주기적으로 카메라(3)의 팬-틸트를 제어하여 카메라(3)가 주기적으로 프리셋들을 촬영하도록 한다.

또한 컨트롤러(4)는 흔들림 보정 알고리즘을 포함하여 바람이 불거나 또는 팬-틸트로 인하여 카메라(3)가 흔들리는 경우 흔들림을 보정함으로써 정확한 초점으로 촬영이 이루어지도록 한다.

또한 컨트롤러(4)는 시야제거 알고리즘을 적용하여 안개 및 해무에 의해 카메라(3)의 시야가 가려지는 경우 시야제거 알고리즘을 사용하여 원하는 목표물에 대한 정확한 영상정보를 획득할 수 있게 된다.

또한 컨트롤러(4)는 카메라(3)로부터 영상정보를 획득하면 경계선 검출 알고리즘을 사용하영 획득된 영상정보로부터 경계선(Edge)들을 검출한다.

또한 컨트롤러(4)는 카메라(3)로부터 전송받은 각 프리셋의 영상정보들을 정상인 경우의 영상정보와 비교하여 기 설정된 경계선 및 기준포인터 등의 변동률을 검출하며, 관제서버(8)로 영상정보 전송 시 검출한 변동률 데이터를 같이 전송한다. 이때 상기 경계선 및 기준포인터는 주기적으로 촬영되는 영상정보와 환경인자가 정상적인 경우의 영상정보들을 비교하기 위한 프리셋의 특정지점을 나타내는 비교대상을 의미하며, 이러한 경계선 및 기준포인터는 후술되는 도 4에서 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 도 3의 컨트롤러가 설정한 프리셋의 종류를 나타내는 블록이이고, 도 5는 도 4의 프리셋들을 설명하기 위한 예시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 컨트롤러(4)는 카메라(3)가 촬영하는 촬영지점을 의미하는 프리셋들을 기 설정하여 저장하고, 프리셋(31)은 기존의 영상과 현재 영상을 비교할 때 산사태 발생여부를 판단할 수 있는 판단물체들을 포함한다.

이때 상기 판단물체는 각면으로 형성된 특정형상들을 의미하는 기준포인터들이 기 설정된 기준포인터와, 특정 나무의 나뭇가지와, 경계면(Edge)을 형성하는 특정형상들로 이루어지고, 프리셋은 판단물체의 종류에 따라 기준포인터들이 설정되어 기준포인터들의 위치 변동에 따라 산사태 발생여부를 판단할 수 있도록 하는 기준포인터 프리셋(32)과, 나뭇가지가 설정되어 나뭇가지의 흔들림을 통해 산사태 발생여부를 판단할 수 있도록 하는 나뭇가지 프리셋(33)과, 경사면들이 지정되어 경사면의 경사각을 통해 산사태 발생여부를 판단할 수 있도록 하는 경사면 프리셋(34)들로 이루어진다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 기준포인터 프리셋(32)은 기준포인터(321), (322), (323)가 지정된 프리셋을 의미하고, 관제서버(8)는 기준포인터 프리셋(32)들을 촬영한 영상정보를 통해 기준포인터(321), (322), (333)들이 기존의 위치로부터의 이탈되었는지에 따라 산사태 발생여부를 판단한다.

또한 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 나뭇가지 프리셋(33)은 특정 나무의 나뭇가지(331)가 지정된 프리셋을 의미하고, 관제서버(8)는 컨트롤러(4)의 풍속센서(6)에서 감지한 풍속을 고려하여 나뭇가지에 영향을 주지 않는 풍속인 경우 나뭇가지가 흔들림 여부에 따라 산사태 발생여부를 판단한다.

또한 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 경사면 프리셋(34)은 특정 경계면(341)이 지정된 프리셋을 의미하고, 관제서버(8)는 경계면(341)의 경사각이 기존에 촬영된 경계면(341)의 경사각과 동일한지의 여부에 따라 산사태 발생여부를 판단한다.

관제서버(8)는 컨트롤러(4)와 통신망(10)에 연결되어 컨트롤러(4)로부터 주기적으로 각 프리셋들에 대한 영상정보 및 각 센서(5), (6), (7)들의 환경인자 값들을 전송받으며, 전송받은 영상정보와 환경인자 값들을 분석하여 산사태 발생여부를 판단하는 서버이다. 이때 관제서버(8)는 컨트롤러(4)로부터 각 프리셋의 영상정보를 전송받으면, 해당 프리셋의 24시간 동안의 영상정보들을 한 시간 간격으로 캡쳐하여 24장의 정지영상들을 획득하며, 획득된 24장의 정지영상들을 통해 산사태 발생여부를 판단한다.

또한 관제서버(8)는 산사태 위험단계를 '정상'단계와, '경보'단계, '주의보'단계들로 설정하여 저장하며, 컨트롤러(4)로부터 전송받은 영상정보와 환경인자 값들을 분석하여 상기 세 단계들 중 하나를 검출하고, 이러한 관제서버(8)의 환경인자들을 적용하여 산사태 위험단계를 검출하는 방법은 후술되는 도 9에서 상세하게 설명하기로 한다.

또한 관제서버(8)는 위험단계 검출 시 '경보'단계 또는 '주의보'단계를 검출할 경우 산사태 발생된 지역에 해당되는 주민관제센터(9)들로 산사태 발생을 통지한다. 이때 관제서버(8)는 '경보'단계 또는 '주의보'단계가 검출된 지역을 실시간으로 촬영하도록 컨트롤러(4)를 제어하며, 컨트롤러(4)로부터 촬영된 영상을 전송받으며, 전송받은 영상을 통해 해당 지역을 실시간으로 감시한다.

또한 관제서버(8)는 주민관제센터(9)들의 관리자들의 이동통신 단말기들의 번호를 저장함으로써 '경보'단계 또는 '주의보'단계가 검출되면 해당 지역의 관리자의 이동통신 단말기로 기 설정된 주기에 따라 실시간 촬영영상을 전송함으로써 관리자들은 산사태 진행상황을 실시간으로 해당 주민들에게 통지할 수 있게 된다.

주민관제센터(9-1), ..., (9-N)들은 관제서버(8)로부터 '경보'단계 또는 '주의보'단계를 포함하는 산사태 발생 데이터를 전송받으면 스피커 등과 같은 장치를 통해 해당 주민들에게 이를 알린다.

이때 주민관제센터(9-1), ..., (9-N)들의 관리자들은 기 설정된 주기에 따라 관제서버(9)로부터 해당 지역의 영상을 전송받으며, 전송받은 영상의 열람을 통해 산사태 진행상황을 인지하게 된다.

도 6은 도 3의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.

도 6의 컨트롤러(4)의 제어부(40)는 데이터들이 저장되는 메모리(41)와, 카메라(3-1), ..., (3-N)들로부터 전송받은 영상정보의 프리셋 종류를 검출하는 프리셋 종류 검출모듈(43)과, 바람 또는 팬-틸트 회전으로 인한 영상의 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 모듈(44)과, 경계선 프리셋을 촬영한 영상정보로부터 경계선(Edge)를 추출하는 경계선 추출모듈(45)과, 획득된 영상정보로부터 안개 및 해무 등과 같은 잡음을 제거하는 잡음제거모듈(46)과, 연결대상(41), (43). (44), (45), (46)들을 제어하는 제어모듈(42)로 이루어진다.

또한 제어부(40)는 데이터 송수신부(48)를 포함하고, 데이터 송수신부(48)가 유, 무선 통신을 통해 카메라(3-1), ..., (3-N)들과 데이터를 송수신한다.

또한 제어부(40)는 유, 무선 통신망(11)에 연결되는 카메라(3-1), ..., (3-N)들 각각에 구비되어 카메라(3-1), ..., (3-N)들의 팬-틸트 각을 제어하는 팬-틸트 구동부(30-1), ..., (30-N)들에 연결되어 팬-틸트 구동부(30-1), ..., (30-N)들을 제어한다.

메모리(41)에는 카메라(3-1), ..., (3-N)들의 ID와, 각각의 카메라(3-1), ..., (3-N)들의 기 설정된 촬영지점들을 의미하는 프리셋들 각각의 팬-틸트 각도값들, 촬영주기들 및 프리셋 종류정보들이 저장된다. 이때 상기 프리셋 종류정보란 도 4와 도 5에서 전술하였던 바와 같이 기준포인터 프리셋(32), 나뭇가지 프리셋(33) 및 경사면 프리셋(34)들을 분류하기 위한 정보를 의미한다.

또한 메모리(41)에는 카메라(3-1), ..., (3-N)들이 기 설정된 프리셋들 각각을 촬영할 때의 팬-틸트 각도정보들과, 카메라(3-1), ..., (3-N)들의 촬영주기들이 저장된다.

또한 메모리(41)에는 획득된 영상정보가 바람 및 회전으로 인해 흔들리는 경우 흔들림을 보정하기 위한 흔들림 보정 알고리즘과, 획득된 영상정보가 경계면 프리셋(34)인 경우 영상정보로부터 경계선을 추출하기 위한 경계선 추출 알고리즘과, 획득된 영상정보들로부터 안개 및 해무와 같은 잡음을 제거하기 위한 잡음 제거 알고리즘들이 저장된다.

제어모듈(42)은 제어부(40)의 O.S(Operating System)이며, 연결대상(43), (44), (45), (46)들을 제어한다.

또한 제어모듈(42)은 기 설정된 주기에 카메라(3-1), ..., (3-N)들이 기 설정된 프리셋들을 촬영하도록 데이터 송수신부(48)를 제어하여 메모리(41)에 저장된 각도정보들을 카메라(3-1), ..., (3-N)들로 전송한다. 이때 카메라(3-1), ..., (3-N)들의 팬-틸트 구동부(30-1), ..., (30-N)들은 컨트롤러(4)로부터 전송받은 각도정보에 따라 팬-틸트를 구동시킴으로써 카메라(3-1), ..., (3-N)들은 주기적으로 프리셋들을 촬영하게 된다.

또한 제어모듈(42)은 주기적으로 데이터 송수신부(48)를 크롤링(Crawling)하여 카메라(3-1), ..., (3-N)들로부터 전송받은 영상정보들을 수집하며, 수집된 영상정보들을 종류 검출모듈(43)로 전송하여 수집된 영상정보를 전송한 카메라 ID와, 수집된 영상정보의 프리셋 종류가 검출되도록 한다. 즉 카메라(3-1), ..., (3-N)들은 컨트롤러(4)의 제어부(40)의 제어에 따라 기 설정된 프리셋들을 촬영하여 영상정보를 획득하면 컨트롤러(4)의 데이터 송수신부(48)로 획득된 영상정보와, 기 설정된 획득된 영상정보의 프리셋 종류정보를 전송함으로써 컨트롤러(4)는 전송받은 영상정보의 프리셋 종류에 따라 각기 다른 알고리즘들이 적용되도록 한다.

또한 제어모듈(42)은 전송받은 영상정보의 프리셋 종류가 기준포인터 프리셋(32) 또는 나뭇가지 프리셋(33)인 경우 전송받은 영상정보를 흔들림 보정모듈(44)과 잡음 제거모듈(46)로 전송하여 획득된 영상의 흔들림과 잡음이 보정되도록 한다.

또한 제어모듈(42)은 전송받은 영상정보의 프리셋 종류가 경계면 프리셋(34)인 경우 전송받은 영상정보를 흔들림 보정모듈(44), 잡음 제거모듈(46) 및 경계선 추출모듈(45)로 전송하여 영상의 경계선이 추출되도록 한다.

또한 제어모듈(42)은 주기적으로 데이터 송수신부(48)를 제어하여 흔들림 보정 모듈(44), 경계선 추출모듈(45) 및 잡음 제거모듈(46)을 통해 보정된 영상정보들이 관제서버(8)로 전송되도록 한다.

흔들림 보정모듈(44)은 제어모듈(42)의 제어에 따라 카메라(3-1), ..., (3-N)들로부터 전송받은 영상정보들을 전송받으면 전송받은 영상정보에 바람 또는 카메라의 회전으로 인해 흔들림이 발생되는 경우 메모리(41)에 저장된 흔들림 보정 알고리즘을 통해 영상의 흔들림을 보정한다.

경계선 추출모듈(45)은 전송받은 영상정보가 경계선 프리셋인 경우 구동되며, 영상정보의 경계선을 추출하고, 잡음 제거모듈(46)은 메모리(41)에 저장된 잡음 제거 알고리즘을 사용하여 영상의 잡음을 제거한다. 이와 같이 영상의 흔들림 및 잡음 보정과, 경계선을 추출하는 기술은 영상 시스템에 있어서 통상적으로 사용되는 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 7은 도 3의 관제서버를 나타내는 블록도이다.

도 7의 관제서버(8)의 제어부(80)는 데이터들을 저장하는 데이터베이스부(81)와, 데이터베이스부(81)의 필드들 각각에 데이터들의 저장경로를 결정하는 파싱모듈(83)과, 해당 영상의 전송받은 영상정보를 분석하는 영상분석모듈(84)과, 해당 영상의 기 설정된 시간동안의 영상정보를 데이터베이스부(81)로부터 추출하여 추출한 영상정보들을 단위시간 당 캡처한 정지영상을 획득하는 영상캡처모듈(85)과, 영상분석모듈(84)에 의해 분석된 결과와 영상캡처모듈(85)에서 획득된 영상들을 기반으로 산사태 위험단계를 검출하는 단계검출모듈(86)과, 단계검출모듈(86)에 의해 '경보'단계 또는 '주의보'단계가 검출되는 경우 해당 영상이 촬영된 지점에 해당되는 주민관제센터(9)의 정보와 해당 주민관제센터(9)의 관리자의 정보들을 데이터베이스부(81)로부터 독출하는 정보독출모듈(87)과, 이들 제어대상(81), (83), (84), (85), (86), (87)들을 제어하는 제어모듈(82)로 이루어진다.

또한 제어부(80)는 컨트롤러(4) 및 주민관제센터(9-1), ..., (9-N)들과 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부(89)를 포함한다.

도 8은 도 7의 데이터베이스부를 나타내는 블록도이다.

도 8에 도시된 바와 같이 데이터베이스부(81)는 산사태 위험단계가 '정상'단계인 경우의 각 프리셋들의 기준포인터, 나뭇가지 위치값 및 경사면의 경사각들, 환경인자들의 값과 위치변동 값들에 따라 산사태 위험단계를 판단할 수 있는 범위들을 나타내는 환경지표 데이터가 저장되는 기준값정보 필드(811)와, 컨트롤러(4)에 연결되는 카메라에 대한 정보가 저장되는 카메라정보 필드(813)와, 해당 카메라(3)가 촬영하는 지점에 해당되는 주민들에 대한 정보가 저장되는 주민정보 필드(815)와, 카메라(3)에 기 설정된 프리셋들에 대한 영상정보들을 저장하는 프리셋 필드(817-1), ..., (817-N)들로 이루어진다.

기준값 정보 필드(811)에는 산사태 위험단계가 '정상'단계인 경우의 각 프리셋들의 기준포인터, 나뭇가지 위치값 및 경사면의 경사각 데이터들이 저장됨으로써 촬영된 영상정보의 기준포인터, 나뭇가지 위치정보 및 경사면의 경사각들을 기준값들과 비교하여 위치변동 값을 검출할 수 있게 된다.

또한 기준값 정보 필드(811)에는 환경인자들 중 풍속값들과 나뭇가지의 위치변동 값에 따라 '정상'단계, '주의보'단계 및 '경보'단계들을 판단할 수 있는 범위를 지정하는 환경지표 데이터가 저장된다.

카메라정보 필드(813)에는 컨트롤러(4)에 연결되는 카메라(3) ID값과, 카메라(3)가 촬영되도록 기 설정된 프리셋들의 촬영주기, 종류정보, 팬-틸트 각도값, 카메라(3)의 위치정보 등이 저장되고, 주민정보필드(815)에는 해당 카메라(3)가 위치한 지점에 해당되는 주민관제센터(9)의 통신정보, 위치정보, 관리자의 이동통신 단말기의 번호를 포함하는 관리자 정보 등이 저장된다.

또한 프리셋 필드(817-1), ..., (817-N)들에는 주기에 따라 촬영되는 각 프리셋들에 대한 영상정보들이 저장된다. 예를 들어 카메라(3)가 촬영하는 지점이 4개의 프리셋들로 설정되는 경우 프리셋 필드(817-1)에는 각각의 프리셋들에 대한 영상정보들이 저장되며, 다음 프리셋 필드(817-2)에는 다음 주기에 촬영된 프리셋들에 대한 영상정보들이 저장됨으로써 관제서버(8)는 산사태 발생에 대한 데이터를 일괄적으로 관리 및 활용할 수 있게 된다.

제어모듈(82)은 제어부(80)의 O.S(Operating System)이며, 각각의 제어대상(81), (83), (84), (85), (86), (87)들을 제어한다.

또한 제어모듈(82)은 주기적으로 데이터 송수신부(89)를 크롤링(Crawling)하여 컨트롤러(4)로부터 전송받은 영상정보 및 환경인자 값들을 수집하며, 수집한 영상정보 및 환경인자 값들을 파싱모듈(83)로 전송하여 파싱모듈(83)이 데이터베이스부(81)에 저장되는 경로를 결정하도록 한다.

또한 제어모듈(82)은 파싱모듈(83)에 의해 영상이 저장되면 영상분석모듈(84)로 저장된 영상정보 및 종류정보를 영상분석모듈(84)로 전송함으로써 영상분석모듈(84)의 영상분석을 통해 해당 지역의 위험단계가 검출되도록 한다.

도 9는 도 7의 영상분석모듈을 나타내는 블록도이다.

도 9에 도시된 바와 같이 영상분석모듈(85)은 전송받은 영상정보가 기준포인터 프리셋인 경우 구동되는 기준포인터 프리셋 분석모듈(851)과, 전송받은 영상정보가 나뭇가지 프리셋인 경우 구동되는 나뭇가지 프리셋 분석모듈(853)과, 전송받은 영상정보가 경계선 프리셋인 경우 구동되는 경계선 프리셋 구동모듈(855)로 이루어진다.

기준포인터 프리셋 분석모듈(851)은 영상정보를 전송받으면 해당 영상의 기 설정된 기준포인터들의 위치값들을 검출한다.

또한 기준포인터 프리셋 분석모듈(851)은 위치값을 검출하면 데이터베이스부(81)의 기준값정보 필드(811)를 탐색하여 산사태 위험단계가 정상인 경우의 각 기준포인터들의 위치값들을 추출하며, 추출한 위치값들과 검출한 위치값들을 비교하여 위치변동 값을 검출한다. 이때 검출된 위치변동 값은 제어모듈(82)의 제어에 따라 단계검출모듈(86)로 전송된다.

나뭇가지 프리셋 분석모듈(853)은 영상정보를 전송받으면 해당 영상이 기 설정된 나뭇가지의 위치 값들을 검출한다.

또한 나뭇가지 프리셋 분석모듈(853)은 위치값을 검출하면 데이터베이스부(81)의 기준값정보 필드(811)를 탐색하여 산사태 위험단계가 정상인 경우의 나뭇가지 위치값들을 추출하며, 검출한 위치값과 추출한 위치값들을 비교하여 위치변동 값을 검출한다.

경계선 프리셋 분석모듈(855)은 경계선 영상정보를 전송받으면 전송받은 경계선 영상정보의 기 설정된 경계선의 경사각을 산출한다.

또한 경계선 프리셋 분석모듈(855)은 경사각을 산출하면 데이터베이스부(81)의 기준값정보 필드(811)를 탐색하여 산사태 위험단계가 정상인 경우의 기 설정된 경사면의 경사각을 추출하며, 검출한 경사각과 추출한 경사각을 비교하여 위치변동 값들을 산출한다.

이와 같이 영상분석모듈(85)은 전송받은 영상정보의 프리셋 종류정보에 따라 기준포인터, 나뭇가지 및 경사각들을 위험단계가 정상일 경우의 값들과 비교함으로써 산사태 위험단계를 판단할 수 있는 기준을 제공한다.

단계검출모듈(86)은 제어모듈(82)의 제어에 따라 컨트롤러(4)로부터 전송받은 환경인자 값들인 강우량, 풍속 및 조도를 전송받으면 전송받은 환경인자 값들을 데이터베이스부(81)에 저장된 환경지표 데이터들과 비교하여 환경인자 값이 포함되는 범위에 따라 산사태 위험단계를 검출한다. 예를 들어 데이터베이스부(81)에 '주의보'단계로 판단할 수 있는 시우량이 설정값 TH1(20mm) 이상이며 설정값 TH2(30mm) 이하로 저장되며, '경보'단계로 판단할 수 있는 시우량의 설정값이 TH2(30mm) 이상으로 기 설정되어 저장되는 경우 위험단계 검출모듈(86)은 전송받은 강우량이 기 설정된 범위 중 어느 범위에 속하는 지를 판단하며, 만약 전송받은 시우량이 25인 경우 '주의보'단계를 검출하며, 만약 전송받은 시우량이 40인 경우 '경보'단계를 검출한다.

또한 단계검출모듈(86)은 기준포인터 위치변동값 및 경사각 위치변동값들을 전송받으면 데이터베이스부(81)에 저장된 환경지표 데이터를 추출하여 기준포인터 위치변동 값 및 경사각 위치변동 값이 어느 위험단계의 범위에 속하는 지를 판단하여 '정상'단계 또는 '주의보'단계 또는 '경보'단계를 검출한다.

또한 데이터 베이스부(81)의 기준값 정보 필드(811)에는 풍속과 나무가지 위치변동 값에 따라 분류되는 위험단계의 범위가 지정되며, 단계검출모듈(86)은 컨트롤러(4)로부터 입력되는 풍속과 나뭇가지 위치변동 값을 전송받으면 이에 대응하는 기준값 정보 필드(811) 내의 풍속과 나뭇가지의 위치 변동값이 속하는 단계를 검출하여 '정상'단계, '주의보'단계 또는 '경보'단계를 검출한다.

예를 들어 풍속이 1m/s일 경우 나뭇가지 위치변동 값은 '정상' 단계는 위치변동 값 1 이하로, '주의보'단계는 1 이상 2이하로, '경보'단계는 2 이상으로 기 설정되어 저장되는 경우 전송받은 나뭇가지 위치변동 값이 1.5이며, 풍속이 1m/s인 경우 단계검출모듈(86)은 해당 지역의 산사태 위험단계를 '주의보'단계로 검출한다.

정보독출모듈(87)은 단계검출모듈(86)에서 '주의보'단계 또는 '경보'단계를 검출하는 경우 데이터베이스부(81)의 주민정보필드(815)를 탐색하여 해당 영상이 촬영된 지점의 주민들에 정보를 독출한다. 이때 제어모듈(82)은 데이터 송수신부(88)를 제어하여 정보독출모듈(87)에 의해 독출된 주민관제센터(9)로 주의보'단계 또는 '경보'단계를 전송함으로써 주민들의 인명피해 및 재산피해가 최소화되도록 한다.

1:산사태 경보 시스템 3-1, ..., 3-N:카메라
4:컨트롤러 5:강우량센서
6:풍속센서 7:조도센서
8:관제서버 9:주민관제센터
80:제어부 81:데이터베이스부
82:제어모듈 83:파싱모듈
84:영상캡처모듈 85:영상분석모듈
86:단계검출모듈 87:정보독출모듈

Claims (7)

1. 산사태 발생여부를 판단할 수 있는 기설정된 촬영지점들에 위치하는 나뭇가지들을 주기적으로 촬영하여 영상정보를 획득하는 카메라들;
   풍속을 감지하는 풍속센서;
   상기 카메라들이 주기적으로 촬영하도록 상기 카메라들을 제어하며, 상기 카메라들로부터 획득된 영상정보를 전송받으며 상기 풍속센서로부터 감지된 풍속을 입력받는 컨트롤러;
   상기 컨트롤러로부터 입력되는 영상정보로부터 상기 나뭇가지들의 위치 변동값을 검출하고, '정상'단계, '주의보'단계 및 '경보'단계 별로 풍속과 나뭇가지들의 위치변동값이 지정되는 기준값 정보 필드가 저장되는 관제서버를 포함하고,
   상기 관제서버는 상기 감지된 풍속과 상기 나뭇가지들의 위치 변동값에 대응하는 상기 기준값 정보 필드의 '정상'단계, '경보'단계, '주의보'단계 중 하나를 산사태 위험단계로 판단하는 것을 특징으로 하는 산사태 경보 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1항에서, 상기 카메라들이 촬영되는 지점들 각각의 주민들을 관리하는 주민관제센터들을 더 포함하고,
   상기 관제서버는 상기 산사태 위험단계 검출 시 상기 '주의보'단계 또는 상기 '경보'단계가 검출되면 해당 주민관제센터로 검출된 결과를 전송하는 것을 특징으로 하는 산사태 경보시스템.
7. 청구항 6항에서, 상기 관제서버는 상기 '주의보'단계 또는 상기 '경보'단계가 검출되면 상기 컨트롤러로 제어신호를 전송하여 해당 지역을 촬영하는 카메라가 실시간으로 촬영하도록 하며, 상기 주민관제센터의 관리자의 이동통신 단말기로 기 설정된 주기에 따라 실시간 영상을 전송하는 것을 특징으로 하는 산사태 경보시스템.

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