KR101415848B1 - 차량 및 보행자 검지를 이용한 스쿨존 방범장치 - Google Patents

차량 및 보행자 검지를 이용한 스쿨존 방범장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스쿨존(School-zone) 내로 진입한 대상이 범죄확률이 적은 어린이가 아닌 성인인 경우에만 대상을 촬영하고, 촬영영상으로부터 얼굴특징정보를 검출하여 기 등록된 범죄자 얼굴특징정보와 기 설정된 설정값(TH:Threshold) 이상일 때 감지대상을 범죄자로 판단하고, 이를 관리자 및 주변 보행자들에게 즉각적으로 전파함으로써 스쿨존 내에서의 범죄를 사전에 효율적으로 차단함과 동시에 얼굴인식에 소요되는 연산량을 획기적으로 절감시켜 범죄대상자 색출이 실시간으로 이루어지는 차량 및 보행자 검지를 이용한 스쿨존 방범장치에 관한 것이다.

Description

차량 및 보행자 검지를 이용한 스쿨존 방범장치{Monitering apparatus of school-zone using detection of human body and vehicle}
본 발명을 차량 및 보행자 검지를 이용한 스쿨존 방범장치에 관한 것으로서, 상세하게로는 스쿨존(School-zone) 내로 진입한 대상이 범죄확률이 적은 어린이가 아닌 성인인 경우에만 대상을 촬영하고, 촬영영상으로부터 얼굴특징정보를 검출하여 기 등록된 범죄자 얼굴특징정보와 비교하여 두 데이터의 일치하는 정도인 유사도가 기 설정된 설정값(TH:Threshold) 이상일 때 감지대상을 범죄자로 판단하고, 이를 관리자 및 주변 보행자들에게 즉각적으로 전파함으로써 스쿨존 내에서의 범죄를 사전에 효율적으로 차단함과 동시에 얼굴인식에 소요되는 연산량을 획기적으로 절감시켜 범죄대상자를 실시간으로 색출할 수 있는 차량 및 보행자 검지를 이용한 스쿨존 방범장치에 관한 것이다.
각종 흉악범죄, 특히 어린이를 대상으로 하는 아동범죄가 급격하게 증가됨에 따라 스쿨존(School-zone) 내에서 범죄를 효율적으로 예방하기 위한 방범시스템에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다.
이러한 스쿨존 방범시스템에 있어서 가장 중요한 목적은 범죄가 발생되기 전에 범죄요소를 미리 차단하여 범죄를 사전에 예방하여야 함과 동시에 범죄발생 시 신속하고 즉각적인 처리가 이루어져야 하는 점이다.
종래의 스쿨존 방범시스템은 스쿨존 내 복수개의 CCTV 카메라를 설치하여 범죄가 발생되는 경우 또는 범죄가 발생된 후에 카메라 촬영으로 인해 획득된 영상을 분석하여 범죄자의 신상을 검출하며, 범죄자의 이동경로 및 도주로에 대한 증거를 수집하고 있으나 이러한 방식은 범죄를 사전에 차단시키는 것이 아니라 범죄발생 이후 경찰서 및 관리자에게 신고 처리가 이루어진 다음에 수행되고, 촬영된 영상은 단순히 증거수집의 목적으로 활용되기 때문에 범죄예방효율이 떨어지는 단점을 갖는다.
또한 종래의 방범시스템은 공지된 CCTV 카메라의 경우 화질이 떨어지기 때문에 정확한 범죄자의 얼굴을 인식하기가 어려웠고, 만약 범죄자 얼굴이 인식되더라도 인식된 얼굴을 기반으로 범죄자의 신상을 검출하기 위해서는 시간 및 인력이 소모되는 문제점이 발생된다.
이에 따라 촬영영상을 단순히 증거수집용이 아닌 범죄발생여부를 사전에 판단할 수 있는 근거로 활용함으로써 범죄율을 절감시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
도 1은 종래의 국내등록특허 제10-1170014호(발명의 명칭 : 얼굴인식 DVR을 이용한 유비쿼터스 감시 시스템 및 그 방법)에 기재된 얼굴인식 DVR을 이용한 유비쿼터스 감시시스템을 나타내는 구조도이다.
도 1의 종래의 감시시스템(100)은 본 발명은 대상자의 영상을 촬영하기 위한 적어도 하나 이상의 카메라(101)들과, 카메라(101)에서 획득한 영상물로 부터 대상자의 얼굴 영역을 검출하고 얼굴특성코드(Face Feature Code:FC) 및 얼굴 이미지(FaceImage:FI)를 추출하여 네트워크를 통해 얼굴인식(Face Recognition:FR)서버로 전송시키고 얼굴인식(FR) 서버에서 인증되어 재전송한 등록자 데이터를 수신하는 적어도 하나 이상의 얼굴인식 DVR(Digital VideoRecorder)(103)과, 얼굴인식 DVR(103)로 부터 수신한 얼굴특성코드(FC)와 얼굴 이미지(FI)를 등록되어 있던 기존의 등록자 데이터베이스와 비교하여 일치율이 설정된 기준치 이상인 경우 등록자 데이터를 얼굴인식 DVR(103)로 재전송하는 얼굴인식(FR) 서버(105)와, 얼굴인식 DVR(103)과 연결되어 얼굴인식(FR)서버(105)에서 재전송한 등록자 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부(107)와, 외장형 얼굴인식(FR) 모듈(109)로 이루어진다.
이와 같이 구성되는 종래의 감시시스템(100)은 카메라(101)의 촬영으로 인해 획득된 영상을 기반으로 얼굴인식DVR(103)이 얼굴특성코드(Face Feature Code:FC) 및 얼굴 이미지(FaceImage:FI)를 추출한 후 추출된 데이터들을 얼굴인식 서버(105)로 전송하고, 얼굴인식 서버(105)는 전송받은 얼굴특성코드 및 얼굴 이미지를 기반으로 등록된 데이터베이스부에 비교하여 일치율이 설정된 기준치 이상인 경우 등록자 데이터를 얼굴인식 DVR(103)로 전송함으로써 위험요소가 많은 범죄자, 테러리스트 등과 같은 사람(이하 범죄대상자)의 유무를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 범죄대상자의 범죄가 이루어지는 경우 신속하게 대처할 수 있는 장점을 갖는다.
이때 통상적으로 얼굴인식 알고리즘은 촬영영상으로부터 촬영대상의 얼굴을 인식함으로써 촬영영상을 다양한 목적으로 활용되도록 하는 장점을 갖으나, 연산이 매우 복잡하여 다수의 모듈 및 프로세서들이 요구됨에 따라 시간이 지체될 뿐만 아니라 고가의 비용이 소요되는 단점을 갖는다.
이에 따라 종래의 감시시스템(100)이 유동인구가 많은 지역에 설치되는 경우 얼굴인식을 수행할 대상의 수가 증가함에 따라 얼굴인식 대상들의 총 연산량이 얼굴인식 DVR(103)의 최대연산량을 초과하여 정작 범죄대상자가 촬영되더라도 얼굴인식이 실시간으로 이루어지지 않거나 또는 차후에 이루어지는 등과 같이 실시간 감시기능이 상실되게 된다.
이러한 문제점을 극복하기 위해서는 얼굴인식 대상의 총 연산량에 비례하여 얼굴인식 DVR(103)의 수를 늘려야 하나, 고가의 얼굴인식 DVR(103)의 설치수량을 증가하는 경우 제조 및 설치비용이 과도하게 증가하는 문제점이 발생된다.
특히 종래의 감시시스템(100)이 어린이, 보호자 및 기타 보행자 등의 유동인구가 집중되는 스쿨존에 설치되는 경우 전술하였던 바와 같은 이유로 인해 실시간 감시효율이 떨어지게 된다. 이때 스쿨존은 통상적으로 성인에 비해 어린이의 밀집도가 집중되는 특성을 갖으나, 종래의 감시시스템(100)은 감지된 감지대상이 성인인지 어린이인지를 판단하는 수단이 구비되지 않아 성인에 비해 범죄를 저지를 확률이 상대적으로 낮은 어린이까지 얼굴인식 연산을 수행함으로써 쓸모 없는 연산을 수행하는 시간이 증가하게 되고, 이에 따라 정작 어린이에 비해 범죄를 저지를 확률이 상대적으로 높은 성인에 대한 얼굴인식을 수행하지 못하게 된다.
즉 성인에 비해 어린이의 유동인구가 많은 스쿨존의 환경적인 특성을 감안하며, 얼굴인식을 기반으로 범죄를 사전에 차단할 수 있는 방범시스템에 대한 연구가 시급한 실정이다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 인체감지수단이 보행자를 감지하면 얼굴인식 컨트롤러가 보행자가 성인인지 또는 어린이인지를 판단하고, 보행자가 범죄확률이 적은 어린이일 때 복잡한 연산이 요구되는 얼굴인식연산을 수행하지 않되 보행자가 어린이에 비해 범죄확률이 높은 성인일 때 얼굴인식연산을 수행함으로써 얼굴인식에 소요되는 연산량이 획기적으로 절감되어 얼굴인식이 실시간으로 정확하게 검출되도록 하는 스쿨존 방범장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 얼굴인식연산을 기반으로 촬영영상을 분석하여 보행자의 얼굴특징정보를 검출한 후 검출된 얼굴특징정보를 기 등록된 범죄자의 얼굴특징정보와 비교하여 일치하는 정도인 유사도가 기 설정된 설정값(TH) 이상일 때 보행자를 범죄대상자로 판단함으로써 범죄를 사전에 효율적으로 차단할 수 있는 스쿨존 방범장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 경보데이터가 발생되면 관리자의 이동통신 단말기 또는 외부 관리서버로 경보데이터를 자동으로 전송함으로써 범죄예방 효율이 더욱 증가하는 스쿨존 방범장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 보행자가 어린이일 때 표출수단을 통해 어린이가 보행 중이라는 안내문구 및 경고등을 표출하도록 하고, 경보데이터가 발생될 때 스쿨존 내에 범죄대상자가 진입하였다는 경고문구 및 경고등을 표출함으로써 어린이뿐만 아니라 주변 보행자들이 즉각적으로 이를 인식하도록 하는 스쿨존 방범장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 인체감지수단으로 레이저(LASER)로 구성되는 제1 인체감지수단 및 제2 인체감지수단을 포함하되 제1 인체감지수단은 어린이와 성인을 모두 감지할 수 있는 높이에 설치되고, 제2 인체감지수단은 성인만 감지할 수 있도록 제1 인체감지수단보다 높은 위치에 설치함으로써 간단한 설치를 통해 보행자가 어린이인지 성인인지를 정확하게 검출할 수 있는 스쿨존 방범장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 얼굴형상을 식별할 수 있는 정보인 얼굴특징정보를 통해 기 설정된 감지영역을 통과하는 보행자가 범죄확률이 높은 범행대상자인지를 판단하며, 상기 보행자가 상기 범행대상자일 때 경보데이터를 발생하는 방범장치에 있어서: 상기 감지영역을 통과하는 보행자를 감지하는 적어도 하나 이상의 감지수단; 이벤트가 발생되면 상기 보행자를 촬영하는 촬영수단; 상기 감지수단에 의해 검출된 감지신호를 분석하여 상기 보행자가 성인 및 어린이 중 어느 하나인지를 판단하되 상기 보행자가 성인이라고 판단될 때 상기 촬영수단을 구동시키는 판단부와, 기 설정된 얼굴인식 알고리즘을 기반으로 촬영영상을 분석하여 상기 보행자의 얼굴특징정보를 검출하는 얼굴특징 검출부와, 상기 얼굴특징 검출부에 의해 검출된 얼굴특징정보를 기 등록된 범죄자의 얼굴특징정보들 각각과 비교하여 일치하는 정도인 유사도가 동일인물이라고 판단할 수 있는 최소 유사도인 기 설정된 설정값(TH:Threshold) 이상일 때 상기 보행자를 범죄대상자로 판단하여 경보데이터를 출력하는 범죄대상자 판단부로 이루어지는 컨트롤러를 포함하고, 상기 감지수단은 지면에 인접한 높이에 설치되어 성인 및 어린이 모두를 감지할 수 있는 레이저(LASER)인 제1 감지수단과, 상기 제1 감지수단보다 높은 위치에 설치되어 상기 성인만 감지할 수 있는 레이저(LASER)인 제2 감지수단을 포함하고, 상기 판단부는 상기 제1 감지수단과 상기 제2 감지수단에서 모두 감지신호가 출력될 때 보행자를 성인으로 판단하며, 상기 제1 감지수단에서만 감지신호가 출력될 때 보행자를 어린이로 판단하며, 상기 제2 감지수단에서만 감지신호가 출력될 때 오류가 발생되었다고 판단하는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 범죄대상자 판단부에 의해 상기 경보데이터가 출력되면 상기 경보데이터를 외부로 표출하는 표출수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
삭제
또한 본 발명에서 상기 범죄대상자 판단부에 의해 상기 경보데이터가 출력되면 기 등록된 관리자의 이동통신단말기 또는 외부의 방범관리서버 중 어느 하나에 상기 경보데이터를 전송하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 감지수단은 레이저(LASER)인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 감지수단은 지면에 인접한 높이에 설치되어 성인 및 어린이 모두를 감지할 수 있는 제1 감지수단과, 상기 제1 감지수단보다 높은 위치에 설치되어 상기 성인만 감지할 수 있는 제2 감지수단을 포함하고, 상기 판단부는 상기 제1 감지수단과 상기 제2 감지수단에서 모두 감지신호가 출력될 때 보행자를 성인으로 판단하며, 상기 제1 감지수단에서만 감지신호가 출력될 때 보행자를 어린이로 판단하며, 상기 제2 감지수단에서만 감지신호가 출력될 때 오류가 발생되었다고 판단하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 제1 감지수단의 설치높이는 상기 어린이의 평균 신장보다 작고, 상기 제2 감지수단의 설치높이는 상기 어린이의 평균 신장보다 큰 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 제1 감지수단, 상기 제2 감지수단 및 상기 촬영수단은 지면에 수직인 방향을 축으로 회전하는 회전수단에 의해 회전되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 표출수단은 기 설정된 안내문구 및 경고문구가 전시되는 디스플레이 수단을 포함하고, 상기 디스플레이 수단은 상기 판단부에 의해 상기 보행자가 어린이로 판단될 때 상기 어린이가 보행중이라는 정보를 나타내는 안내문구가 전시되고, 상기 범죄대상자 판단부에 의해 상기 경보데이터가 출력될 때 범죄대상자가 진입하였다는 정보를 나타내는 경고문구가 전시되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 표출수단은 기 설정된 색상의 빛을 점등 및 소등시키는 조명부를 포함하고, 상기 조명부는 상기 판단부에 의해 상기 보행자가 어린이로 판단될 때 상기 어린이가 보행중이라는 정보를 나타내는 색상의 빛을 점등시키고, 상기 범죄대상자 판단부에 의해 상기 경보데이터가 출력될 때 범죄대상자가 진입하였다는 정보를 나타내는 색상의 빛을 점등시키거나 또는 점등 및 소등을 반복적으로 수행하는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 소망의 방범목적에 관련 없는 어린이가 감지될 때 복잡한 연산이 요구되는 얼굴인식연산이 생략되며, 감지된 보행자가 성인인 경우에만 얼굴인식연산을 수행함으로써 연산량이 획기적으로 절감되어 얼굴인식이 실시간으로 정확하게 이루어지게 된다.
또한 본 발명에 의하면 얼굴인식 연산량이 절감됨에 따라 얼굴인식연산에 필요한 고가의 모듈 및 프로세서들의 수량이 줄어들어 설치비용이 절감된다.
또한 본 발명에 의하면 촬영영상을 분석하여 검출된 보행자의 얼굴특징정보를 기 등록된 범죄자의 얼굴특징정보와 비교하여 두 데이터의 일치하는 정도인 유사도가 기 설정된 설정값(TH1) 이상인 경우 경보데이터를 출력하기 때문에 범죄대상자의 진입을 신속하게 인식할 수 있고, 이에 따라 범죄를 사전에 효율적으로 차단할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 경보데이터가 발생되면 관리자의 이동통신 단말기 또는 외부 관리서버로 경보데이터를 즉각적으로 전송함과 동시에 표출수단을 통해 외부로 범죄대상자 진입을 표출함으로써 범죄예방 효율이 더욱 증가하게 된다.
도 1은 종래의 국내등록특허 제10-1170014호(발명의 명칭:얼굴인식 DVR을 이용한 유비쿼터스 감시 시스템 및 그 방법)에 기재된 얼굴인식 DVR을 이용한 유비쿼터스 감시시스템을 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 스쿨존 방범장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 몸체를 절단한 측단면도이다.
도 4는 도 2의 스쿨존 방범장치의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 데이터베이스부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 도 4의 감지대상 판단부(15)를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예인 스쿨존 방범장치의 동작과정을 설명하기 위한 플로차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
본 발명의 일실시예인 스쿨존 방범장치는 스쿨존 내 설치되어 기 설정된 감지영역으로 진입한 사람을 감지하며, 감지대상이 어린이에 비해 범행확률이 상대적으로 높은 성인인지 또는 성인에 비해 범행확률이 상대적으로 낮은 어린이인지를 판단한 후 감지대상이 성인이라고 판단될 때 구비된 촬영수단을 구동시켜 감지대상의 영상정보를 획득하는 장치이다.
또한 스쿨존 방범장치는 기 설정된 얼굴인식 알고리즘을 기반으로 획득된 영상정보를 분석하여 감지대상의 얼굴특징정보를 검출하며, 검출된 얼굴특징정보가 기 등록된 전과자(특히 스쿨존 내에서 범죄경력이 있는 범죄자)의 얼굴특징정보와 일치하는 정도인 일치율이 기 설정된 설정값(TH:Threshold) 이상일 때 감지대상을 범행을 범죄대상자로 판단한다. 이때 상기 범죄대상자는 스쿨존 내에서 범행을 저지를 확률이 높은 사람으로 정의된다.
또한 스쿨존 방범장치는 디스플레이 수단 및 경고등을 구비하며, 감지대상이 범죄대상자로 판단될 때 디스플레이 수단에 경고문구 및 안내문구를 디스플레이 함과 동시에 경고등에 기 설정된 색상의 빛을 출력하도록 하여 주변 어린이 및 주변 보행자가 이를 용이하게 인식하도록 한다.
또한 스쿨존 방범장치는 스쿨존을 관리하는 관리자에 대한 연락정보가 기 등록되어 범죄대상자 판단 시 SMS 등을 통해 관리자에게 이를 즉각적으로 통보하고, 스쿨존을 관리하는 관리서버로 범죄대상자가 스쿨존 내에 진입하였다는 경보데이터를 관리서버로 전송함으로써 범죄예방이 즉각적으로 이루어지게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 스쿨존 방범장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 몸체를 절단한 측단면도이다.
도 2와 3의 스쿨존 방범장치(1)는 기둥 형상으로 형성되어 지면에 수직으로 설치되는 몸체(2)와, 기 설정된 감지영역을 진입한 인체를 감지하되 높이방향으로 간격을 두고 몸체(2) 내부에 회전 가능하도록 설치되는 제1 인체감지수단(7) 및 제2 인체감지수단(5)과, 몸체(2) 내부에 회전 가능하도록 설치되어 후술되는 도 4의 컨트롤러(10)에 의해 감지대상이 성인이라고 판단될 때 구동되어 감지대상을 촬영하는 촬영수단(9)과, 촬영수단(9)의 팬-틸트(Pan-Tilt)를 제어하는 팬-틸트 구동부(93)와, 제1 인체감지수단(7), 제2 인체감지수단(5) 및 촬영수단(9)들 각각의 하부에 설치되어 설치장비들을 회전시키는 회전수단(71), (51), (91)들과, 기 설정된 안내문구 및 경고문구가 전시되는 디스플레이 수단(31) 및 경고등을 출력하는 LED(33)를 포함하는 표출부(3)와, 판재 형상으로 형성되어 몸체(2)의 하부에 설치되어 지면에 대접되게 설치되는 지지판(4)으로 이루어진다. 이때 스쿨존 방범장치(1)는 도면에는 도시되지 않았지만 후술되는 도 4의 컨트롤러가 몸체(2) 내부에 설치된다.
또한 스쿨존 방범장치(1)는 외부 관리서버 및 관리자의 이동통신 단말기와 데이터 통신을 지원하도록 통신 인터페이스가 구비된다.
몸체(2)는 기둥 형상으로 형성되어 지면에 수직으로 설치되며, 내부에 제어부(미도시) 및 전원공급수단이 설치된다.
또한 몸체(2)는 내부에 내측면들에 연결되는 격벽(21), (22), (23)들이 높이방향으로 간격을 두고 형성되며, 격벽(21), (22), (23)들 각각의 상부에는 회전수단(71), (51), (91)이 결합된다. 이때 회전수단(91)은 촬영수단(9)에 결합되어 촬영수단(9)이 회전되도록 하고, 회전수단(51)은 제2 인체감지수단(5)에 결합되어 제2 인체감지수단(5)이 회전되도록 하고, 회전수단(71)은 제1 인체감지수단(7)에 결합되어 제1 인체감지수단(71)이 회전되도록 한다.
또한 몸체(2)는 격벽(21), (22), (23)들에 인접되는 측면에 측면을 관통하는 개구부가 형성된다. 이때 개구부들 각각에는 투명커버(81), (82), (83)가 개구부가 설치되고, 투명커버(81), (82), (83)들과 개구부의 연결부위는 패킹(Packing) 처리된다.
즉 몸체(2)의 측면에 형성되는 개구부들 각각은 회전수단(71), (51), (91)들 각각에 결합되는 제2 인체감지수단(7), 제1 인체감지수단(5) 및 촬영수단(9)의 시야를 방해하지 않도록 형성됨으로써 촬영수단(9)은 설치장소를 기준으로 360˚로 회전하여 촬영할 수 있게 되고, 인체감지수단(5), (7)들 또한 설치장소를 기준으로 360˚로 회전하여 감지영역을 진입한 보행자를 감지할 수 있게 된다.
회전수단(71), (51), (91)은 몸체(2) 내부의 격벽(21), (22), (23)들 각각의 상부에 안착되며, 외부 동력(미도시)에 의해 회전운동을 발생시킨다. 이때 회전수단(91)의 회전축은 촬영수단(91)에, 회전수단(51)의 회전축은 제2 인체감지수단(5)에, 회전수단(71)의 회전축은 제1 인체감지수단(7)에 결합되어 촬영수단(9) 및 인체감지수단(5), (7)들은 몸체(2) 내부에서 회전하게 된다.
또한 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 회전수단(71), (51), (91)의 회전축에 촬영수단(9) 및 인체감지수단(5), (7)들이 결합되어 촬영수단(9) 및 인체감지수단(5), (7)들이 회전되는 것으로 예를 들어 설명하였지만 회전수단(71), (51), (91)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 몸체(2) 내부에서 촬영수단(9) 및 인체감지수단(5), (7)들을 360˚로 회전시킬 수 있는 다양한 구성으로 적용될 수 있다.
또한 몸체(2)의 측면에는 높이방향으로 간격을 두고 제1 인체감지수단(7) 및 제2 인체감지수단(5)이 설치된다.
제1 인체감지수단(7)은 레이저(LASER), 레이더(Raider), 적외선 센서, 3D 카메라 등과 같이 기 설정된 감지영역으로 인체의 진입을 감지하며, 상세하게로는 레이저(LASER)인 것이 바람직하다.
또한 제1 인체감지수단(7)은 몸체(2)의 측면에 설치되되 제2 인체감지수단(5) 보다 하부에 설치된다.
또한 제1 인체감지수단(7)은 비교적 신장이 큰 성인뿐만 아니라 신장이 작은 어린이까지 감지할 수 있도록 지면으로부터 120㎝미만의 높이를 갖도록 몸체(2)의 측면에 설치된다. 즉 제1 인체감지수단(7)은 감지영역으로 성인 및 어린이가 진입할 때 이를 감지하여 감지신호를 출력한다.
제2 인체감지수단(5)은 제1 인체감지수단(7)과 동일하게 기 설정된 감지영역으로 인체의 진입을 감지하며, 상세하게로는 레이저(LASER)인 것이 바람직하다.
또한 제2 인체감지수단(5)은 몸체(2)의 측면에 설치되되 제1 인체감지수단(7) 보다 상부에 설치된다.
또한 제2 인체감지수단(5)은 신장이 큰 성인만 감지할 수 있도록 지면으로부터 120 ~ 155㎝의 높이를 갖도록 몸체(2)의 측면에 설치된다. 즉 제2 인체감지수단(5)은 감지영역으로 어린이가 진입할 때에는 어린이를 감지하지 못하며, 감지영역으로 성인이 진입할 때에는 이를 감지하여 감지신호를 출력하게 된다. 이때 감지신호는 감지대상의 위치정보를 포함한다.
또한 제1 인체감지수단(7) 및 제2 인체감지수단(5)에 의해 출력된 감지신호는 후술되는 도 4의 컨트롤러(10)로 입력된다.
또한 제1, 제2 인체감지수단(7), (5)들은 몸체 내부에 설치된 회전수단(71), (51)들 각각에 결합되며, 송신된 레이저는 몸체(2)의 개구부를 통해 몸체(2)의 측면을 통과하게 되어 감지영역 내에 진입한 보행자 및 차량을 감지할 수 있게 된다.
또한 제1, 제2 인체감지수단(7), (5)는 회전수단(8)에 의해 회전되는 몸체(2)에 결합되기 때문에 설치 장소를 기준으로 360˚ 반경의 보행자 및 차량을 감지할 수 있게 된다.
촬영수단(9)은 몸체(2)의 측면에 설치되어 이벤트가 발생되면 기 설정된 촬영영역을 촬영하여 영상을 획득하는 장치이다.
또한 촬영수단(9)은 팬-틸트 제어수단(93)이 구비되어 감지된 보행자가 성인으로 판단될 때 보행자를 정확하게 촬영할 수 있도록 컨트롤러(10)로부터 입력받은 보행자 위치정보에 대응하여 팬-틸트가 조절된다.
이때 촬영수단(9)은 촬영영상으로부터 얼굴특징이 용이하게 인식되도록, 상세하게로는 촬영대상의 얼굴을 기울어진 상태가 아닌 정면상태에서 촬영할 수 있도록 지면에서 160 내지 180㎝의 높이에 설치되는 것이 바람직하다.
또한 촬영수단(9)에 의해 획득된 영상은 컨트롤러(10)로 입력된다.
표출부(3)는 기 설정된 경고문구 및 안내문구가 전시되는 디스플레이 수단(31)과, 기 설정된 경고등이 출력되는 LED(33)로 이루어진다.
또한 디스플레이 수단(31)은 감지대상이 어린이일 때 어린이의 보행을 알리는 기 설정된 안내문구가 디스플레이 되며, 범죄대상자가 감지될 때 범죄자에게 경각심을 주기 위한 경고문구 및 스쿨존 내에 범죄대상자가 진입하였다는 정보를 나타내는 안내문구가 디스플레이 된다.
또한 LED(33)는 감지대상이 어린이일 때 기 설정된 색상의 빛을 점등시켜 운전자가 이를 인식하여 서행 운전하도록 유도하며, 범죄대상자가 감지될 때 기 설정된 색상 또는 기 설정된 점등방법에 따라 점등 및 소등을 반복함으로써 어린이 및 주변 보행자들이 이를 인식하도록 한다. 예를 들어 LED(33)는 어린이가 감지될 때 차량서행을 유도하기 위한 빨간색 색상의 빛을 점등시키고, 범죄대상자가 감지될 때 어린이 및 주변보행자가 이를 인식하도록 빨간색 색상의 점등 및 소등을 반복하는 것으로 구성될 수 있다.
도 4는 도 2의 스쿨존 방범장치의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
스쿨존 방범장치(1)의 컨트롤러(10)는 데이터들이 저장되는 데이터베이스부(12)와, 외부와 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부(13)와, 데이터 통신을 지원하는 통신 인터페이스부(14)와, 제1 인체감지수단(7) 및 제2 인체감지수단(5)에 의해 검출된 감지신호를 분석하여 감지대상이 성인인지 또는 어린이인지를 판단하는 감지대상 판단부(15)와, 감지대상 판단부(15)에 의해 감지대상이 성인일 때 촬영수단(9)을 동작시키기 위한 트리거(Trigger) 신호를 생성하는 트리거신호 생성부(16)와, 기 설정된 얼굴인식 알고리즘을 기반으로 촬영수단(9)의 촬영으로 인해 획득된 촬영영상을 분석하여 감지대상(촬영대상)의 얼굴특징정보를 검출하는 얼굴특징 검출부(17)와, 기 설정된 유사도검출 알고리즘을 기반으로 얼굴특징 검출부(17)에 의해 검출된 얼굴특징정보를 기 등록된 범죄자 얼굴특징정보와 비교하여 두 데이터의 일치하는 정도인 유사도를 검출하는 유사도 검출부(18)와, 유사도 검출부(18)에 의해 검출된 유사도를 기 설정된 설정값(TH)에 비교하여 유사도가 설정값(TH) 이상일 때 감지대상을 해당 범죄자와 동일한 인물, 즉 감지대상을 범죄대상자로 판단하여 경보데이터를 출력하는 범죄대상자 판단부(19)와, 범죄대상자 판단부(19)에 의해 경보데이터가 출력되면 기 등록된 관리자의 이동통신 단말기 및 관리서버로 경보데이터를 전송하는 경보데이터 처리부(20)와, 이들 제어대상(12), (13), (14), (15), (16), (17), (18), (19), (20), (21), (22), (23), (24)들을 제어하는 제어부(11)를 포함한다.
또한 컨트롤러(10)는 촬영수단(9)의 팬-틸트를 제어하는 팬-틸트 구동부(21)와, 기 제작된 경고문구 및 안내문구를 디스플레이 수단(31)에 전시하는 디스플레이부(22)와, LED(33)를 구동시키기 위한 LED 구동부(23)와, 회전수단(8)을 제어하는 회전수단 구동부(24)를 더 포함한다.
또한 컨트롤러(10)는 도 2와 3에서 전술하였던 제1 인체감지수단(7), 제2 인체감지수단(5), 촬영수단(9), 디스플레이 수단(31) 및 LED(33)에 연결된다.
이때 본 발명에서는 스쿨존 방범장치(1)가 감지대상 판단, 얼굴특징정보 검출, 유사도 검출 및 범죄대상자 판단에 대한 연산을 자체적으로 수행하는 것으로 예를 들어 설명하였으나 스쿨존 방범장치는 단순히 촬영수단(9), 인체감지수단(5), (7) 및 표출수단(31), (33)만을 구비하고, 상기의 연산들은 외부의 방범관리서버에서 수행하는 것으로 구성될 수 있다.
또한 본 발명에서 스쿨존 방범장치(1)는 인체감지수단(5), (7)이 보행자를 감지하는 것으로 예를 들어 설명하였으나 인체감지수단(5), (7)이 보행자뿐만 아니라 차량까지 감지하여 차량이 감지될 때 차량이 주행 중이라는 정보를 표출수단(31), (33)을 통해 표출되는 것으로 구성되어도 무방하다.
제어부(11)는 컨트롤러(10)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상(12), (13), (14), (15), (16), (17), (18), (19), (20), (21), (22), (23)들을 제어 및 관리한다.
또한 제어부(11)는 제1 인체감지수단(7) 및 제2 인체감지수단(5)으로부터 감지신호가 출력되면 출력된 감지신호를 감지대상 판단부(15)로 입력한다.
또한 제어부(11)는 감지대상 판단부(15)에 의해 감지대상이 성인이라고 판단될 경우 트리거신호 생성부(16)를 제어하여 촬영수단(9)에서 촬영이 이루어지도록 하고, 감지대상이 어린이라고 판단될 때 디스플레이부(22) 및 LED 구동부(23)를 제어하여 차량서행을 유도하는 안내문구 및 경고등이 디스플레이 수단(31) 및 LED(33)를 통해 표출되도록 한다.
또한 제어부(11)는 촬영수단(9)의 촬영으로 인해 획득된 촬영영상을 얼굴특징 검출부(17)로 입력한다.
또한 제어부(11)는 범죄대상자 판단부(19)에서 경보데이터가 출력되면 디스플레이부(22)를 제어하여 기 설정된 경고문구 및 안내문구가 디스플레이 수단(31)에 전시되도록 하며, LED 구동부(23)를 구동시켜 경고등이 LED(33)에 출력되도록 한다.
또한 제어부(11)는 범죄대상자 판단부(19)에서 경보데이터가 출력되면 경보데이터 처리부(20)를 제어하여 SMS 또는 데이터 통신을 통해 관리자 및 관리서버로 경보데이터와 방범장치의 위치정보가 전송되도록 한다.
도 5는 도 4의 데이터베이스부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5의 데이터베이스부(12)는 얼굴특징정보 필드(210), 영상정보 필드(220), 알고리즘 필드(230) 및 기타정보 필드(240)를 포함한다.
얼굴특징정보 필드(210)에는 전과자, 특히 스쿨존 내에서 범죄경력이 있는 범죄자의 얼굴특징정보가 기 제작되어 저장된다. 이때 상기 얼굴특징정보는 얼굴 형상을 통해 사람을 구별할 수 있는 식별정보로 정의된다.
영상정보 필드(220)에는 촬영수단(9)에 의해 획득된 촬영영상이 저장된다.
알고리즘 필드(230)에는 영상으로부터 사람을 구별할 수 있는 얼굴정보인 얼굴특징정보를 검출하는 기 설정된 얼굴인식 알고리즘과, 두 개의 얼굴특징정보를 분석하여 두 데이터가 일치하는 정도인 유사도를 검출하는 기 설정된 유사도검출 알고리즘과, 동일한 인물로 판단할 수 있는 최소 유사도인 기 설정된 설정값(TH)이 저장된다.
기타정보 필드(240)에는 기 설정된 경고문구 및 안내문구, 경고등의 색상정보, 방범장치의 위치정보 및 관리자의 호출정보가 저장된다.
도 6은 도 4의 감지대상 판단부(15)를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6의 감지대상 판단부(15)는 제1 인체감지수단(7) 및 제2 인체감지수단(5)에 의해 검출된 감지신호를 분석하여 감지대상이 어린이인지 또는 성인인지를 판단한다. 이때 제1 인체감지수단(7)은 도 2에서 전술하였던 바와 같이 어린이와 성인 모두를, 제2 인체감지수단은 성인만 감지하도록 구성된다.
또한 감지대상 판단부(15)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 인체감지수단(7) 및 제2 인체감지수단(5)에서 모두 감지신호가 검출될 때 감지대상을 성인으로 판단하고, 제1 인체감지수단(7)에서만 감지신호가 검출될 때 감지대상을 어린이로 판단하고, 제2 인체감지수단(5)에서만 감지신호가 검출될 때 오류로 판단한다.
또한 감지대상 판단부(15)에 의해 감지대상이 어린이로 판단되면 제어부(11)는 전술하였던 바와 같이 디스플레이부(22) 및 LED 구동부(23)를 구동시켜 안내문구 및 경고등이 표출되도록 한다.
또한 감지대상 판단부(15)에 의해 감지대상이 성인으로 판단되면 제어부(11)는 트리거신호 생성부(16)를 제어하여 촬영수단(9)에 의해 감지대상이 촬영되도록 하고, 촬영수단(9)에 의해 획득된 촬영영상은 얼굴특징 검출부(17)로 입력된다.
얼굴특징 검출부(17)는 촬영수단(9)으로부터 촬영영상이 입력되면 데이터베이스부(12)의 알고리즘 필드(230)에 저장된 얼굴인식 알고리즘을 기반으로 입력된 촬영영상을 분석하여 감지대상(촬영대상)의 얼굴특징정보를 검출한다.
이때 얼굴특징 검출부(17)가 영상으로부터 인체영역을 추출한 후 추출된 인체영역으로부터 얼굴영역을 다시 재추출하며, 추출된 경계(Edge)선을 검출하여 얼굴특징정보를 검출하는 방법은 얼굴인식기반 보안시스템에 있어서 공지된 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 하고, 얼굴특징정보를 검출하는 데에는 다양한 알고리즘들이 적용될 수 있다.
또한 얼굴특징 검출부(17)는 얼굴특징정보를 검출하면 제어부(11)의 제어에 따라 검출된 얼굴특징정보를 유사도 검출부(18)로 입력한다.
유사도 검출부(18)는 얼굴특징 검출부(17)로부터 얼굴특징정보를 입력받으면 데이터베이스부(12)의 얼굴특징정보 필드(210)에 저장된 범죄자 얼굴특징정보와, 알고리즘 필드(210)에 저장된 유사도검출 알고리즘을 데이터베이스부(12)로부터 추출한다.
또한 유사도 검출부(18)는 유사도검출 알고리즘을 기반으로 입력된 얼굴특징정보를 범죄자 얼굴특징정보들 각각에 비교 및 분석하여 감지대상의 얼굴특징정보와 각 범죄자 얼굴특징정보의 유사도를 검출한다.
이때 제어부(11)는 유사도 검출부(18)에 의해 검출된 유사도 데이터들을 범죄대상자 판단부(19)로 입력한다.
범죄대상자 판단부(19)는 입력된 유사도 데이터들 각각을 기 설정된 설정값(TH)에 비교하여 유사도가 설정값(TH1) 이상인지를 비교한다.
또한 범죄대상자 판단부(19)는 유사도가 설정값 이상일 때 감지대상과 해당 범죄자를 동일인물이라고 판단, 즉 감지대상이 범죄대상자라고 판단하여 경보데이터를 출력한다.
또한 범죄대상자 판단부(19)에 의해 경보데이터가 출력되면 경보데이터 처리부(20)는 기 등록된 관리자의 이동통신 단말기 및 관리서버로 경보데이터와 방범장치(1)의 위치정보를 매칭시켜 전송함으로써 관리자가 신속하고 즉각적으로 범행을 사전에 차단할 수 있도록 한다. 이때
또한 제어부(11)는 경보데이터가 출력되면 디스플레이부(22) 및 LED 구동부(23)를 구동시켜 경고문구 및 경고등이 표출되도록 한다.
도 7은 본 발명의 일실시예인 스쿨존 방범장치의 동작과정을 설명하기 위한 플로차트이다.
스쿨존 방범장치(1)는 기 설정된 감지영역 내의 인체를 감지하는 감지단계(S10)와, 감지단계(S10)에 의해 감지된 감지신호를 기반으로 감지대상이 성인인지 또는 어린이인지를 판단하는 판단단계(S20)와, 판단단계(S20)에서 감지대상이 어린이라고 판단될 때 진행되어 어린이가 보행 중임을 안내하는 안내문구 및 경고등을 표출하는 어린이보행정보 표출단계(S30)와, 판단단계(S20)에서 감지대상이 성인이라고 판단될 때 진행되어 감지대상을 촬영하여 영상을 획득하는 촬영단계(S40)와, 촬영단계(S40)를 통해 획득된 촬영영상으로부터 얼굴특징정보를 검출하는 얼굴특징정보 검출단계(S50)와, 얼굴특징정보 검출단계(S50)에 의해 검출된 얼굴특징정보를 기 등록된 범죄자 얼굴특징정보들 각각에 비교하여 두 데이터가 일치하는 정도인 유사도를 검출하는 유사도 검출단계(S60)와, 유사도 검출단계(S60)에 의해 검출된 유사도가 기 설정된 설정값(TH1) 이상일 때 감지대상과 범죄자를 동일인물로 판단하여 경보데이터를 출력하는 판단단계(S70)와, 판단단계(S70)에 의해 경보데이터가 출력되면 기 등록된 관리자의 이동통신 단말기 또는 관리서버로 경보데이터를 전송하는 전파단계(S80)와, 판단단계(S80)에 의해 경보데이터가 출력되면 기 설정된 경고문구 및 경고등을 표출시키는 경보정보 표출단계(S90)로 이루어진다.
이때 판단단계(S70)는 유사도 검출단계(S70)에서 검출된 유사도가 설정값(TH) 미만일 때 최초 감지단계(S10)로 되돌아가 감지단계(S10) 이후의 과정을 재수행한다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 스쿨존 방범장치(1)는 인체감지수단이 2개로 구성되어 인체가 감지될 때 감지대상이 성인인지 또는 어린이인지를 판단한 후 감지대상이 성인인 경우에만 촬영 및 얼굴인식 연산을 수행하며, 범죄확률이 적은 어린이에 대해서는 얼굴인식 연산을 수행하지 않기 때문에 얼굴인식으로 인한 연산량 및 연산시간이 획기적으로 절감되어 실시간으로 범죄대상자를 판별할 수 있게 되고, 이에 따라 신속하게 스쿨존 내에서 범죄를 효율적으로 차단할 수 있음과 동시에 설치비용이 절감된다.
또한 스쿨존 방범장치(1)는 검출된 얼굴특징정보를 기 등록된 범죄자 얼굴특징정보와 비교한 후 두 데이터가 일치하는 정도인 유사도가 설정값(TH) 이상일 때 경보데이터를 출력하며, 경보데이터를 관리자 및 관리서버로 전송함과 동시에 표출부(3)를 통해 외부로 표출함으로써 범죄를 사전에 효율적으로 차단할 수 있게 된다.
1:스쿨존 방범장치 2:몸체 3:표출부
4:지지판 5:제1 인체감지수단
7:제2 인체감지수단 9:촬영수단 10:컨트롤러
11:제어부 12:데이터베이스부
13:데이터 송수신부 14:통신 인터페이스부
15:감지대상 판단부 16:트리거신호 생성부
17:얼굴특징 검출부 18:유사도 검출부
19:범죄대상자 판단부 20:경보데이터 처리부

Claims (9)

  1. 얼굴형상을 식별할 수 있는 정보인 얼굴특징정보를 통해 기 설정된 감지영역을 통과하는 보행자가 범죄확률이 높은 범행대상자인지를 판단하며, 상기 보행자가 상기 범행대상자일 때 경보데이터를 발생하는 방범장치에 있어서:
    상기 감지영역을 통과하는 보행자를 감지하는 적어도 하나 이상의 감지수단;
    이벤트가 발생되면 상기 보행자를 촬영하는 촬영수단;
    상기 감지수단에 의해 검출된 감지신호를 분석하여 상기 보행자가 성인 및 어린이 중 어느 하나인지를 판단하되 상기 보행자가 성인이라고 판단될 때 상기 촬영수단을 구동시키는 판단부와, 기 설정된 얼굴인식 알고리즘을 기반으로 촬영영상을 분석하여 상기 보행자의 얼굴특징정보를 검출하는 얼굴특징 검출부와, 상기 얼굴특징 검출부에 의해 검출된 얼굴특징정보를 기 등록된 범죄자의 얼굴특징정보들 각각과 비교하여 일치하는 정도인 유사도가 동일인물이라고 판단할 수 있는 최소 유사도인 기 설정된 설정값(TH:Threshold) 이상일 때 상기 보행자를 범죄대상자로 판단하여 경보데이터를 출력하는 범죄대상자 판단부로 이루어지는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 감지수단은 지면에 인접한 높이에 설치되어 성인 및 어린이 모두를 감지할 수 있는 레이저(LASER)인 제1 감지수단과, 상기 제1 감지수단보다 높은 위치에 설치되어 상기 성인만 감지할 수 있는 레이저(LASER)인 제2 감지수단을 포함하고, 상기 판단부는 상기 제1 감지수단과 상기 제2 감지수단에서 모두 감지신호가 출력될 때 보행자를 성인으로 판단하며, 상기 제1 감지수단에서만 감지신호가 출력될 때 보행자를 어린이로 판단하며, 상기 제2 감지수단에서만 감지신호가 출력될 때 오류가 발생되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 방범장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 범죄대상자 판단부에 의해 상기 경보데이터가 출력되면 상기 경보데이터를 외부로 표출하는 표출수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방범장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 범죄대상자 판단부에 의해 상기 경보데이터가 출력되면 기 등록된 관리자의 이동통신단말기 또는 외부의 방범관리서버 중 어느 하나에 상기 경보데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 방범장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 감지수단의 설치높이는 상기 어린이의 평균 신장보다 작고, 상기 제2 감지수단의 설치높이는 상기 어린이의 평균 신장보다 큰 것을 특징으로 하는 방범장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 감지수단, 상기 제2 감지수단 및 상기 촬영수단은 지면에 수직인 방향을 축으로 회전하는 회전수단에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 방범장치.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 표출수단은 기 설정된 안내문구 및 경고문구가 전시되는 디스플레이 수단을 포함하고,
    상기 디스플레이 수단은 상기 판단부에 의해 상기 보행자가 어린이로 판단될 때 상기 어린이가 보행중이라는 정보를 나타내는 안내문구가 전시되고, 상기 범죄대상자 판단부에 의해 상기 경보데이터가 출력될 때 범죄대상자가 진입하였다는 정보를 나타내는 경고문구가 전시되는 것을 특징으로 하는 방범장치.
  9. 청구항 2에 있어서, 상기 표출수단은 기 설정된 색상의 빛을 점등 및 소등시키는 조명부를 포함하고,
    상기 조명부는 상기 판단부에 의해 상기 보행자가 어린이로 판단될 때 상기 어린이가 보행중이라는 정보를 나타내는 색상의 빛을 점등시키고, 상기 범죄대상자 판단부에 의해 상기 경보데이터가 출력될 때 범죄대상자가 진입하였다는 정보를 나타내는 색상의 빛을 점등시키거나 또는 점등 및 소등을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 방범장치.
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