KR101251942B1 - 산불감지시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

산불감지시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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KR101251942B1 KR1020120128692A KR20120128692A KR101251942B1 KR 101251942 B1 KR101251942 B1 KR 101251942B1 KR 1020120128692 A KR1020120128692 A KR 1020120128692A KR 20120128692 A KR20120128692 A KR 20120128692A KR 101251942 B1 KR101251942 B1 KR 101251942B1
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박숙진
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양산시
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Abstract

본 발명은 영상을 촬영하는 동영상카메라와 열을 감지하는 열화상카메라로부터 측정되는 영상과 온도를 종합적으로 분석하여 화재(산불) 여부를 판단하는 산불감지시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 산불감지시스템은, 영상을 촬영하는 동영상카메라(100)와; 원거리의 열을 감지하여 측정하는 열화상카메라(110)와; 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 일측에 각각 구비되어, 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)가 유동 가능하도록 지지하는 펜틸트(120)와; 상기 펜틸트(120)를 제어하여, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 주시 방향을 컨트롤하는 로컬제어기(130)와; 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)로부터 측정된 영상과 온도를 종합 분석하여, 화재(산불) 여부를 판단하는 메인제어기(140) 등으로 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 정확한 산불 발생의 측정이 가능하고 신속한 진화가 이루어지는 이점이 있다.

Description

산불감지시스템 및 그 제어방법{FOREST FIRE MONITIRING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 산불감지시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 영상을 촬영하는 동영상카메라와 열을 감지하는 열화상카메라로부터 측정되는 영상과 온도를 종합적으로 분석하여 화재(산불) 여부를 판단하는 산불감지시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 산림의 보호를 위해 많은 노력을 하고 있으나, 한번 산불이 발생하면 숲을 되살리는데 많은 시간과 노력이 요구된다.
그리고, 한번 산불이 발생한 경우에는 산불을 인식하기까지 많은 시간이 소요되므로, 화재의 확산이 용이한 산림에서는 산불이 급속도로 번지게 된다.
따라서, 산불의 초기진압이 이루어지지 못하는 경우에는 진압이 매우 어렵게 되며, 이에 따라 인명 및 재산상의 피해가 기하급수적으로 늘어나게 된다.
이를 방지하기 위하여, 종래에는 감시요원이 현장에 상주하면서 육안에 의해 산불의 발생여부를 감시하는 방법을 사용하였다.
그러나, 이러한 사람에 의한 원시적인 관리방법은, 관리자의 상주에 따른 인건비의 상승은 물론, 관리자 주변을 시각적으로 지엽적인 감시가 이루어지므로 광범위한 지역의 감시가 어렵고, 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 최근에는 산불을 감시하고자 하는 해당 지역에 산불의 감시를 위한 다수 대의 카메라를 설치한 후, 원격지의 관제실에서 실시간으로 모니터링을 행하면서 산불을 감시하는 방법이 사용되기도 한다.
그리고, 한국 특허 출원번호 제10-2010-0099099호의 '산불 자동 감지 시스템 및 그 제어방법'에서와 같이 영상을 촬영하여 산불 여부를 감지하거나, 한국 특허 출원번호 제10-2011-0002857호의 '열화상 온도분석을 통한 산불 발생 감지 방법'에서와 같이 열화상 온도에 의해 산불 발생여부를 감지하는 기술도 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 진화된 산불감시 시스템에서도, 동영상에 의존하거나 열화상 온도에만 의존하는 방법을 사용하고 있으므로, 정확한 화재 영상의 판독이 어렵고, 온도측정만으로는 한계가 있다. 따라서, 산불 발생 시스템의 오작동이 빈번하여 인력만 낭비하는 결과를 초래하고 있다.
출원번호 10-2010-0099099 출원번호 10-2011-0002857
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영상을 촬영하는 동영상카메라와 열을 감지하는 열화상카메라로부터 공급되는 영상과 온도를 종합적으로 고려하여 제어기에서 화재 여부를 판단하는 산불감지시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 영상분석에 의해 연기의 발생이 인식됨은 물론 온도 측정에 의해 설정온도 이상이 된 경우에 화재발생으로 판단하여 사후 조치가 이루어지는 산불감지시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 산불감지시스템은, 영상을 촬영하는 동영상카메라와; 원거리의 열을 감지하여 측정하는 열화상카메라와; 상기 동영상카메라와 열화상카메라의 일측에 각각 구비되어, 동영상카메라(100)와 열화상카메라가 유동 가능하도록 지지하는 펜틸트와; 상기 펜틸트를 제어하여, 상기 동영상카메라와 열화상카메라의 주시 방향을 컨트롤하는 로컬제어기와; 상기 동영상카메라와 열화상카메라로부터 측정된 영상과 온도를 종합 분석하여, 화재(산불) 여부를 판단하는 메인제어기;를 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 로컬제어기에는, 상기 동영상카메라와 열화상카메라의 상하 이동을 제어하는 상하이동제어부와, 상기 동영상카메라와 열화상카메라의 좌우 이동을 제어하는 좌우이동제어부와, 상기 동영상카메라 또는 열화상카메라의 측정 범위를 조절하는 줌인제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인제어기에는, 상기 동영상카메라에서 측정된 영상을 인식하는 영상인식부와; 상기 영상인식부에서 인식된 촬영영상과 화재영상을 비교하여, 촬영영상이 화재영상과 유사한지의 여부를 판단하는 영상판단부와; 상기 열화상카메라에서 측정된 열을 감지하는 열감지부와; 상기 열감지부에서 감지된 측정온도와 설정온도나 주위온도를 비교하여, 측정온도가 설정온도나 주위온도를 초과하는지의 여부를 판단하는 온도판단부와; 상기 영상판단부와 온도판단부의 판단결과를 조합하여, 화재(산불)이 발생하였는지의 여부를 판단하는 산불판단부와; 상기 산불판단부에서의 판단결과에 따라, 외부에 산불 상태를 경고하는 산불경고부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 산불감지시스템의 제어방법은, 동영상카메라에서 측정된 영상에 변화가 발생하였는지의 여부를 판단하는 영상판단단계와; 상기 영상판단단계에서 영상변화가 있다고 판단된 경우, 변화하는 영상이 연기인지의 여부를 판단하는 연기판단단계와; 상기 연기판단단계에서의 판단결과 연기 발생이라고 판단된 경우에는, 열화상카메라에서 측정된 온도가 상승하였는지의 여부를 판단하는 온도판단단계와; 상기 온도판단단계에서 측정된 측정온도가, 설정온도나 주위온도를 초과하였는지의 여부를 판단하는 화재온도측정단계와; 상기 화재온도측정단계에서의 판단결과, 측정온도가 설정온도나 주위온도를 초과한 경우에는 산불경보를 발생시키는 산불경보단계와; 상기 산불경보단계가 진행되는 경우에는, 산불상태를 외부로 디스플레이하거나 무선송신으로 전달하는 산불상태송신단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도판단단계에서 온도의 상승이 없거나 상기 화재온도측정단계에서 측정온도가 설정온도나 주위온도를 초과하지 않은 경우에는, 연기발생 상태를 관리자에게 알리는 연기발생알림단계가 더 진행됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 산불감지시스템 및 그 제어방법에서는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에서는 영상을 촬영하는 동영상카메라와 원거리의 열을 감지하여 측정하는 열화상카메라가 동시에 구비되고, 동영상카메라와 열화상카메라로부터 측정된 영상과 온도를 종합 분석하여 화재(산불) 여부를 판단하는 메인제어기 등이 구비된다. 따라서, 영상과 온도를 이중적으로 측정 및 분석하여 일정 한도 이상이 된 경우에만 화재로 판단하게 되므로 화재 판단이 보다 정확하게 이루어지는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서는, 영상의 변화가 있는 경우에도 연기인지의 여부를 추가로 판단하는 과정을 거치며, 연기의 발아 지점의 온도를 측정하여 화재 여부를 판단함과 동시에 산불 경보를 발생하게 되므로, 산불발생 및 조치가 원활하게 이루어지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 산불감지시스템의 바람직한 실시예의 구성을 개략적으로 보인 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 산불감지시스템의 바람직한 실시예를 구성하는 로컬제어기의 세부 구성을 보인 블럭도.
도 3은 본 발명에 의한 산불감지시스템의 바람직한 실시예를 구성하는 메인제어기의 세부 구성을 보인 블럭도.
도 4는 본 발명에 의한 산불감지시스템의 제어방법의 바람직한 실시예의 흐름도를 보인 플로우차트.
이하 본 발명에 의한 산불감지시스템 및 그 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 산불감지시스템의 일 실시예 구성도가 개략적으로 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 산불감지시스템은,
영상을 촬영하는 동영상카메라(100)와, 원거리의 열을 감지하여 측정하는 열화상카메라(110)와, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 일측에 각각 구비되어 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)가 유동 가능하도록 지지하는 펜틸트(120)와, 상기 펜틸트(120)를 제어하여 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 주시 방향을 컨트롤하는 로컬제어기(130)와, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)로부터 측정된 영상과 온도를 종합 분석하여 화재(산불) 여부를 판단하는 메인제어기(140) 등으로 구성된다.
상기 동영상카메라(100)는, 해당 산의 일정 범위의 영상을 촬영하여 영상변화를 측정하는 것으로, 통상 널리 사용되는 비디오카메라의 기본 원리와 동일하므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
상기 열화상카메라(110)는, 통상 '적외선카메라'라고도 불리는 것으로, 물체에서 방출되는 적외선 열에너지를 디텍팅 해서 온도나 화상으로 표시해주는 장치이다.
이러한 열화상카메라(110)는 단거리용이나 원거리용 등으로 여러부류가 있으나, 여기서는 약 1.5Km 내지 2K까지도 측정이 가능한 원거리용 적외선 카메라가 사용된다.
상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)는, 도시된 바와 같이, 가로로 설치되는 거치대(20)의 상측에 나란히 설치된다. 즉, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)는 2개가 쌍으로 사용되며, 소정 높이에 설치되어 원거리의 산을 주시하게 된다.
구체적으로 살펴보면, 소정 높이를 가지는 한 쌍의 지지대(10)가 각각 소정 거리 이격되도록 상하로 설치되고, 이러한 한 쌍의 지지대(10) 상단에는 거치대(20)가 수평으로 설치된다.
그리고, 상기 거치대(20)의 상측에는, 소정 간격을 두고 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)가 각각 설치된다.
한편, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 하측에는 펜틸트(120)가 더 구비된다.
상기 펜틸트(120)는, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 하측에 각각 구비되어, 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)가 유동 가능하도록 지지한다. 즉, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)는 좌우 및 상하로 일정 각도로 유동하여 원하는 표적을 집중적으로 감시 및 측정할 수 있어야 하는데, 상기 펜틸트(120)가 상측의 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)가 자유로이 유동하도록 하측에서 지지하는 것이다.
상기 펜틸트(120)는, 차량의 과속단속이나 운행위반을 측정하기 위해 도로의 상측에 설치되는 교통카메라에도 구비되는 것과 그 기능이 동일하다.
상기 펜틸트(120)와 동영상카메라(100) 및 열화상카메라(110) 등은, 상기 로컬제어기(130)에 연결된다.
상기 로컬제어기(130)는, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 방향을 제어하게 된다. 즉, 상기 로컬제어기(130)는, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 하측에 구비된 펜틸트(120)를 제어함으로써, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 주시 방향이 좌우 또는 상하로 변경되도록 하여, 원하는 표적을 감시할 수 있도록 한다.
상기 메인제어기(140)는, 상기 로컬제어기(130) 및 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)와 연결된다.
상기 메인제어기(140)는, 주로 실내 등에 설치되어, 사용자가 직접 조작할 수 있도록 관리자와 근거리에 설치됨이 바람직하다.
상기 메인제어기(140)는, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)로부터 측정된 영상과 온도를 종합 분석하여, 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)로부터 측정된 영상과 온도가 화재(산불)로 판단할 요건에 해당하는지의 여부를 판단하는 기능을 한다.
그리고, 이러한 메인제어기(140)는, 산불 발생으로 판단되는 경우에는 외부 및 관리자에게 자동으로 산불발생을 경고하거나 연락을 취하는 기능도 하게 된다.
도 2에는 상기 로컬제어기의 세부 구성이 블럭도로 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 로컬제어기(130)에는, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 상하 이동을 제어하는 상하이동제어부(132)와, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 좌우 이동을 제어하는 좌우이동제어부(134)와, 상기 동영상카메라(100) 또는 열화상카메라(110)의 측정 범위를 조절하는 줌인제어부(136) 등이 구비된다.
상기 상하이동제어부(132)는, 상측에 설치된 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 선단이 상하로 이동하도록 제어하게 된다. 즉, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)가 주시하는 방향이 상하로 이동하도록 하여, 산의 정상(꼭데기)부분과 산기슭(아래부분)을 모두 감시할 수 있도록 한다.
상기 좌우이동제어부(134)는, 상측에 설치된 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 선단이 좌우로 이동하도록 제어하게 된다. 즉, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)가 주시하는 방향이 좌우로 이동하도록 하여, 산의 좌우로 일정 범위를 이동하면서 세밀하게 측정이 가능하도록 한다.
상기 줌인제어부(136)는, 상기 동영상카메라(100)나 열화상카메라(110)의 줌인을 제어하기 위해 사용된다. 즉, 산불이 예상되는 일정 부분을 확대하여 관찰할 필요가 있을 때에는 줌인제어부(136)에 의해 해당 부분이 확대되어 측정된다.
도 3에는, 상기 메인제어기(140)의 세부 구성이 블럭도로 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 메인제어기(140)에는, 상기 동영상카메라(100)에서 측정된 영상을 인식하는 영상인식부(142)와, 상기 영상인식부(142)에서 인식된 촬영영상과 화재영상을 비교하여 촬영영상이 화재영상과 유사한지의 여부를 판단하는 영상판단부(144)와, 상기 열화상카메라(110)에서 측정된 열을 감지하는 열감지부(146)와, 상기 열감지부(146)에서 감지된 측정온도와 설정온도를 비교하여 측정온도가 설정온도를 초과하는지의 여부를 판단하는 온도판단부(148)와, 상기 영상판단부(144)와 온도판단부(148)의 판단결과를 조합하여 화재(산불)이 발생하였는지의 여부를 판단하는 산불판단부(150)와, 상기 산불판단부(150)에서의 판단결과에 따라 외부에 산불 상태를 경고하는 산불경고부(152) 등으로 이루어진다.
상기 영상인식부(142)는, 상기 동영상카메라(100)를 통해 측정된 산의 영상을 추출하는 기능을 한다. 따라서, 이러한 영상인식부(142)의 인식자료에 따라 화재 여부를 판별하게 된다.
상기 영상판단부(144)는, 상기 영상인식부(142)에서 인식된 촬영영상과 화재영상을 비교하여 산불인지의 여부를 판단하게 된다. 즉, 상기 영상인식부(142)에서 인식된 영상이, 화재저장소(도시되지 않음)에 저장된 화재(산불)의 유형과 일치하는지를 비교하여, 일치하는 경우에는 산불 발생으로 판단하게 되는 것이다.
구체적으로 살펴보면, 서버나 컴퓨터의 화재저장소(도시되지 않음)에는 미리 다양한 종류의 산불 영상이 저장되어 있다. 이러한 산불 영상은 학습에 의해 저장되기도 한다. 즉, 실제 산불이 났을 때의 영상을 촬영하여 모으고, 이러한 산불영상과 일치하는 영상이 측정되는 경우에는 산불로 판단하는 것이다.
한편, 상기 영상인식부(142)에서는 주로 연기의 발생을 인식하도록 프로그래밍되며, 상기 영상판단부(144)에서는 상기 영상인식부(142)에서 인식된 영상이 연기인지의 여부를 판단한다. 즉, 구름이나 안개 등과 구별하여 구름을 선별하여 인식한다.
예를 들어, 변화되는 영상의 상하 길이와 좌우 폭을 비교한 다음, 상하의 길이가 좌우의 폭보다 큰 경우에는 연기로 인식하고, 좌우의 폭이 상하의 폭보다 더 큰 경우에는 구름이나 안개로 인식하게 된다.
상기 열감지부(146)는, 상기 열화상카메라(110)에서 측정된 열, 즉, 온도를 감지하는 역할을 한다.
상기 온도판단부(148)는, 상기 열감지부(146)에서 감지된 측정온도와 설정온도를 비교하여, 측정온도가 설정온도를 초과하는지의 여부를 판단하게 된다. 즉, 관리자는 미리 설정온도를 입력하여 저장하게 되고, 온도판단부(148)에서는 상기 열감지부(146)에서 측정된 온도가 설정온도를 초과하는지를 판단하게 된다. 예를 들어, 설정온도가 80℃인 경우에는, 상기 온도판단부(148)에서는 열감지부(146)에서 측정된 온도가 81℃ 이상이 되면 이런 초과 상태를 상기 산불판단부로 보내어 산불 발생으로 판단하도록 한다.
상기 산불판단부(150)에서는, 상기 영상판단부(144)와 온도판단부(148)의 판단결과를 조합하여 산불인지의 여부를 판단하게 된다. 즉, 상기 영상판단부(144)에서 연기가 발생하였다고 판단됨과 동시에 상기 온도판단부(148)에서 측정온도가 설정온도보다 높은 것으로 판단된 경우에는, 비로소 산불이 발생한 것으로 판단하게 된다.
상기 산불경고부(152)는, 상기 산불판단부(150)에서의 판단결과에 따라, 외부에 산불 상태를 경고하고 사후 조치를 취하는 것을 수행하는 부분이다.
구체적으로는, 상기 산불경고부(152)에서는 산불이 발생된 것으로 판단된 경우에는, 경고음을 울리거나 외부로 산불상태를 디스플레이하고, 동시에 관리자나 관제소 등에 문자나 화면을 전송하여 산불상태를 확인 및 진화할 수 있도록 한다.
또한, 상기 산불경고부(152)에서는 산불 발생 뿐만아니라, 발생 우려의 경우에도 관리자에게 이러한 상태를 통보하여 확인을 하도록 한다. 즉, 상기 영상판단부(144)에서 연기 발생이 감지되었으나 상기 온도판단부(148)에서는 측정온도가 설정온도보다 낮아 산불경보로는 이어지지 않은 경우에도, 관리자에게는 이러한 연기 감지상태를 통보하여 관리자가 직접 확인을 해 볼 수 있도록 자동 초치가 이루어진다.
이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 산불감지시스템의 제어방법에 대해 살펴본다.
도 4에는 본 발명에 의한 산불감지시스템의 제어방법이 플로우차트로 개략적으로 도시되어 있다, 그리고, 도 5에는 상기 동영상카메라(100)에서 측정되는 영상화면과 상기 열화상카메라(110)에서 측정되는 온도화면의 크기 및 일반적인 주시 상태가 도시되어 있으며, 도 6에는 상기 동영상카메라(100)에서 측정되는 영상이 연기인지의 여부를 판단하는 인식화면의 상태가 도시되어 있고, 도 7에는 연기의 발생이 측정된 경우에 상기 열화상카메라(110)가 발아지점을 집중적으로 조명하는 상태가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 산불감지시스템의 제어방법은, 동영상카메라(100)에서 측정된 영상에 변화가 발생하였는지의 여부를 판단하는 영상판단단계(S200)와, 변화하는 영상이 연기인지의 여부를 판단하는 연기판단단계(S210)와, 열화상카메라(110)에서 측정된 온도가 상승하였는지의 여부를 판단하는 온도판단단계(S220)와, 상기 온도판단단계(S220)에서 측정된 측정온도가 설정온도를 초과하였는지의 여부를 판단하는 화재온도측정단계(S230)와, 측정온도가 설정온도를 초과한 경우에는 산불경보를 발생시키는 산불경보단계(S240)와, 상기 산불경보단계(S240)가 진행되는 경우에는 산불상태를 외부로 디스플레이하거나 무선송신으로 전달하는 산불상태송신단계(S250) 등으로 구성된다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)에 의해 감시되는 감시영역의 크기는 서로 상이하다.
구체적으로 살펴보면, 상기 열화상카메라(110)가 하나의 화면으로 감시하는 온도화면(도 5의 '310')은, 상기 동영상카메라(100)가 하나의 화면으로 감시하는 영상화면(도 5의 '300')의 크기보다 작다. 즉, 상기 열화상카메라(110)에 의해 감시되는 영역인 온도화면(도 5의 '310')의 크기는, 상기 동영상카메라(100)의 의해 감시되는 영역인 영상화면(도 5의 '300')의 크기의 약 1/4이다.
따라서, 상기 영상화면(도 5의 '300')의 감시영역과 온도화면(도 5의 '310')의 감시영역 크기가 서로 다르므로, 상기 온도화면(도 5의 '310')은 연기가 감지되어 산불이 예상되는 경우에는 상기 열화상카메라(110)가 유동하여 연기의 발아지점을 집중적으로 조명하도록 제어된다.
상기 영상판단단계(S200)는, 상기 동영상카메라(100)에서 촬영되는 영상이 이전의 영상과 비교하였을 때 영상의 변화가 있는지의 여부를 판단하는 과정이다. 즉, 상기 펜틸트(120)에 의해 상하 좌우로 움직이면서 원거리의 산을 촬영하는 상기 동영상카메라(100)로부터 획득되는 영상이 변화가 있는지의 여부를 판단한다.
예를 들어, 상기 동영상카메라(100)의 주시 방향이 상하 좌우로 움직이면서 반복적으로 영상을 촬영하게 되는데, 이때 일정 시간 간격으로 촬영된 영상 중 같은 곳을 주시하면서 촬영된 영상을 비교하여 차이점이 있는지 판단한다. 즉, 이전에 촬영된 영상과 현재 촬영된 영상 프레임에 대해 차이 영상을 계산해서, 발견된 오브젝트 중 변화가 발생한 오브젝트가 있을 경우 영상의 변화가 있음을 감지한다.
그리고, 이러한 판단결과, 영상의 변화가 있는 경우에는 상기 연기판단단계(S210)가 진행된다.
상기 연기판단단계(S210)는, 상기 영상판단단계(S200)에서 영상변화가 있다고 판단된 경우, 이러한 변화하는 영상이 연기인지의 여부를 판단하는 과정이다. 즉, 산의 정상부분에 구름이 이동하거나, 아침에 안개가 낀 경우에도 영상의 변화가 관측될 수 있으므로, 이러한 영상의 변화가 연기인지 아니면 다른 것인지를 분별하는 과정이다.
구체적으로는, 상기 영상판단단계(S200)에서 발견된 오브젝트(object)의 이동 경로를 확인하는 방법을 사용한다. 구름 혹은 안개와 같은 자연 발생적으로 발견된 오브젝트(object)는 바람의 이동방향을 따라 이동하게 되며, 연기는 지면을 기준으로 수직 방향으로 이동하게 된다.
따라서 발견된 오브젝트(object)의 이동 방향을 계산함으로써 영상 판단단계(S200)에서 발견된 오브젝트(object)의 연기 여부 판별이 가능하다.
또한, 변화되는 영상의 상하좌우 크기를 비교하여 판별하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 6과 같이 변화되는 영상(오브젝트)의 좌표값을 측정하여 인식화면(320)의 크기를 선정한 다음, 이러한 인식화면(320)의 좌우 폭이 상하의 길이보다 작은 경우에는 연기로 인식하는 방법을 사용할 수 있다.
상기 온도판단단계(S220)는, 상기 연기판단단계(S210)에서의 판단결과 연기 발생이라고 판단된 경우에 수행되며, 상기 열화상카메라(110)에서 측정된 온도가 상승하였는지의 여부를 판단하는 과정이다.
구체적으로 살펴보면, '연기'라고 판별된 곳을 열화상카메라(110)로 수 초 동안 촬영하여 '연기'가 발생한 곳의 온도가 주위 온도보다 계속적으로 높은 온도를 유지할 경우 산불이 발생한 것으로 판단하게 된다.
한편, 상기 연기판단단계(S210)와 온도판단단계(S220) 사이에는, 발아지점포착단계(도시되지 않음)가 더 진행되기도 한다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 영상화면(도 5의 '300')보다 온도화면(도 5의 '310')의 인식영역이 상대적으로 작으므로, 보다 정확한 온도측정을 위해서는 불꽃의 발생지점을 집중적으로 측정할 필요가 있다.
따라서, 도 6과 같이 인식화면(320)이 확정되어 '연기'의 발생이 판별된 경우에는, 상기 상하이동제어부(132)와 좌우이동제어부(134)에 의해 상기 열화상카메라(110)가 유동하여 영상 획득지점을 상기 인식화면(320)의 하단으로 이동한다.
이렇게 되면, 도 7에서와 같이 상기 온도화면(310)이 상기 영상화면(300)의 하단부에 위치하게 되어, '연기'가 생성되는 최하단의 발아지점(330)을 상기 열화상카메라(110)가 집중적으로 측정하게 되어 정확한 온도 측정이 이루어진다.
상기 화재온도측정단계(S230)는, 상기 온도판단단계(S220)에서 측정된 측정온도가, 설정온도 또는 주위온도를 초과하였는지의 여부를 판단하는 과정이다. 즉, 상기 온도판단단계(S220)에서의 판단결과, 온도가 증가하였다고 판단된 경우에는 최후 온도를 측정하여 이러한 측정온도가 설정온도나 주위온도를 계속적으로 초과하였는지를 판별한다.
예를 들어, 미리 설정되어 저장된 설정온도가 80℃인 경우에는, 측정온도가 80℃보다 더 크게 되었는지의 여부를 판단하게 되는 것이다. 이러한 설정온도는 관리자가 미리 적정한 온도를 설정하는 것이다. 즉, 80℃의 경우에는 화재 발생 외의 통상의 온도 상승으로는 획득되기 어려운 고온이므로, 이런 경우에는 화재 발생으로 인식되도록 하는 것이다.
물론, 이러한 설정온도는 주위온도가 될 수도 있다. 즉 설정온도를 미리 설정하여 정해놓는 것이 아니라, 주위의 평균온도가 설정온도가 되도록 하여 주위온도보다 온도가 높고, 이러한 높은 온도 상태를 유지하고 있는가의 여부를 비교하는 방법도 가능하다. 그리고, 주위의 온도보다 일정온도 이상의 온도차가 발생할 경우 그리고, 높은 온도를 얼마간 유지하는 경우에만 화재로 인식하도록 설정하는 것도 가능할 것이다.
상기 산불경보단계(S240)는, 상기 화재온도측정단계(S230)에서의 판단결과, 측정온도가 설정온도(주위온도)를 초과한 경우에는 산불경보를 발생시키는 과정이다. 즉, 상기 화재온도측정단계(S230)에서 측정온도가 설정온도(주위온도)를 초과하는 경우에는 최종적으로 상기 메인제어기(140)에서 '산불'발생으로 판단한다.
그리고, 연이어 상기 산불경보단계(S240)를 진행시키게 된다. 따라서, 이 경우에는 산불 상태를 알리는 경고음이나 싸이렌이 울리거나, 경광등이 켜지도록 설정된다.
한편, 상기 산불상태송신단계(S250)는, 상기 산불경보단계(S240)가 진행되는 경우에 함께 수행되며, 산불상태를 외부로 디스플레이하거나 무선송신으로 전달하는 과정이다. 즉, 산불 발생상태의 화면이 관리자의 컴퓨터는 물론 관제소의 건물 외부 등으로도 디스플레이되도록 할 수 있으며, 원거리의 관리자에게도 SMS나 영상메세지가 전달되도록 제어된다.
또한, 상기 온도판단단계(S220)에서 온도의 상승이 없거나 상기 화재온도측정단계(S230)에서 측정온도가 설정온도를 초과하지 않은 경우에는, 연기발생 상태를 관리자에게 알리는 연기발생알림단계(S260)가 더 진행된다.
이와 같은 연기발생알림단계(S260)는, 온도의 상승이 외부의 영향이나 열화상카메라(110) 또는 컴퓨터의 오작동으로 인하여 정확하게 인식되지 않은 경우에 대비하여 관리자가 직접 영상과 현장을 확인해 볼 수 있도록 하는 조치이다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
100. 동영상카메라 110. 열화상카메라
120. 펜틸트 130. 로컬제어기
140. 메인제어기 300. 영상화면
310. 온도화면 320. 인식화면
S200. 영상판단단계 S210. 연기판단단계
S220. 온도판단단계 S230. 화재온도측정단계
S240. 산불경보단계 S250. 산불상태송신단계
S260. 연기발생알림단계

Claims (5)

  1. 영상을 촬영하는 동영상카메라(100)와;
    원거리의 열을 감지하여 측정하는 열화상카메라(110)와;
    상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 일측에 각각 구비되어, 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)가 유동 가능하도록 지지하는 펜틸트(120)와;
    상기 펜틸트(120)를 제어하여, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 주시 방향을 컨트롤하는 로컬제어기(130)와;
    상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)로부터 측정된 영상과 온도를 종합 분석하여, 화재(산불) 여부를 판단하는 메인제어기(140)를 포함하며;
    상기 로컬제어기(130)에는,
    상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 상하 이동을 제어하는 상하이동제어부(132)와, 상기 동영상카메라(100)와 열화상카메라(110)의 좌우 이동을 제어하는 좌우이동제어부(134)와, 상기 동영상카메라(100) 또는 열화상카메라(110)의 측정 범위를 조절하는 줌인제어부(136)를 포함하는 것을 특징으로 하는 산불감지시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 메인제어기(140)에는,
    상기 동영상카메라(100)에서 측정된 영상을 인식하는 영상인식부(142)와;
    상기 영상인식부(142)에서 인식된 촬영영상과 화재영상을 비교하여, 촬영영상이 화재영상과 유사한지의 여부를 판단하는 영상판단부(144)와;
    상기 열화상카메라(110)에서 측정된 열을 감지하는 열감지부(146)와;
    상기 열감지부(146)에서 감지된 측정온도와 설정온도 또는 주위온도를 비교하여, 측정온도가 설정온도나 주위온도를 초과하는지의 여부를 판단하는 온도판단부(148)와;
    상기 영상판단부(144)와 온도판단부(148)의 판단결과를 조합하여, 화재(산불)이 발생하였는지의 여부를 판단하는 산불판단부(150)와;
    상기 산불판단부(150)에서의 판단결과에 따라, 외부에 산불 상태를 경고하는 산불경고부(152);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산불감지시스템.
  4. 동영상카메라(100)에서 측정된 영상에 변화가 발생하였는지의 여부를 판단하는 영상판단단계(S200)와;
    상기 영상판단단계(S200)에서 영상변화가 있다고 판단된 경우, 변화하는 영상이 연기인지의 여부를 판단하는 연기판단단계(S210)와;
    상기 연기판단단계(S210)에서의 판단결과 연기 발생이라고 판단된 경우에는, 열화상카메라(110)에서 측정된 온도가 상승하였는지의 여부를 판단하는 온도판단단계(S220)와;
    상기 온도판단단계(S220)에서 측정된 측정온도가, 설정온도나 주위온도를 초과하였는지의 여부를 판단하는 화재온도측정단계(S230)와;
    상기 화재온도측정단계(S230)에서의 판단결과, 측정온도가 설정온도나 주위온도를 초과한 경우에는 산불경보를 발생시키는 산불경보단계(S240)와;
    상기 산불경보단계(S240)가 진행되는 경우에는, 산불상태를 외부로 디스플레이하거나 무선송신으로 전달하는 산불상태송신단계(S250);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산불감지시스템의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 온도판단단계(S220)에서 온도의 상승이 없거나 상기 화재온도측정단계(S230)에서 측정온도가 설정온도나 주위온도를 초과하지 않은 경우에는, 연기발생 상태를 관리자에게 알리는 연기발생알림단계(S260)가 더 진행됨을 특징으로 하는 산불감지시스템의 제어방법.
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