KR101416800B1 - 모바일 기기를 이용한 화재 경보 시스템 및 방법 - Google Patents

모바일 기기를 이용한 화재 경보 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화재가 발생하기전 제1 이미지와 화재가 발생한 후의 제2 이미지를 촬영하는 화재 상태 촬영부; 촬영된 상기 제1 이미지를 복수개의 제1 사각형으로 분할하고, 촬영된 상기 제2 이미지를 복수개의 제2 사각형으로 분할하는 사각형 분할부;상기 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지 모양에서 변화된 픽셀의 RGB 값을 분석하여 화재 여부를 판단하는 제1 화재 판단부; 상기 제1 사각형과 제2 사각형속의 외곽선 벡터 이미지 모양이 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 모양 또는 연기의 벡터이미지와 동일한지를 확인하여 화재 여부를 판단하는 제2 화재 판단부; 및 상기 제2 화재 판단부와 제1 화재 판단부가 화재 상태로 판단할 경우 판단된 화재 신호를 화재 경보 서버로 전송하여 경보음을 작동시키도록 하는 화재 신호 전송부를 포함한다.
이로써, 본 발명은 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 모양 또는 연기의 벡터 이미지의 모양과 픽셀 상태 분석을 통해 화재 상태를 알 수 있고, 이를 경보음으로 알려줌으로써 안전하게 사람들을 대피시켜줄 수 있다.

Description

모바일 기기를 이용한 화재 경보 시스템 및 방법{FIRE ALARM SYSTEM AND METHOD USING MOBILE DEVICE}
본 발명은 모바일 기기를 이용한 화재 경보 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모바일 기기를 이용하여 화재가 났을 때 사용자에게 경고음을 발생시켜 불길이 퍼지기전에 대피시킬 수 있도록 하는 모바일 기기를 이용한 화재 경보 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 화재예방하면 화재 경보기를 들 수 있다. 상기 화재 경보기는 연기나 온도감지 센서가 있어 화재를 감지하며, 감지된 후에는 경보음을 발생하여 한 건물 내에서 빠르게 대피시키거나 조기에 진압을 가능케 하는 수단이다.
그러나, 일반적인 가정집에서는 소화기를 비치해둔 가정집은 많으나 화재 경보기를 갖춘 집은 드물며 또한 화재가 나면 순식간에 화재가 번지는 구조로 된 집들이 많기 때문에 소방차가 신속하게 와도 이미 불길이 다 번져 있는 경우가 대부분이다.
게다가, 사람이 취침중에 있으면, 건물안에서 발생된 화재를 알기가 쉽지 않다. 따라서, 이와 같은 화재 상태를 감시하기 위한 다양한 시스템이 최근 개발되고 있다.
대표적인 예로서, 2006년 01월 26일자로 공개된 한국공개특허 제2006-0008254호에서 화염의 동적 특성을 이용한 적외선 화재 감지 방법 및 시스템이 개시되었다.
상기 공개 특허는 영상 버퍼를 포함하여 적외선 영상을 일정주기로 영상 버퍼에 갱신 저장하는 영상 버퍼링 처리부; 상기 적외선 영상 중에서 소정의 기준으로 기준영상을 선정하고 이를 다수의 블록으로 세분하여 블록별 블록평균명도를 계산하는 기준영상 블록평균명도 처리부; 상기 블록평균명도 값과 스레솔드(Threshold) 값을 비교하여 화재후보 블록을 판별하고 화재후보블록을 중심으로 화재후보영역을 특정하는 기준영상 화재후보블록 처리부; 기준 영상을 포함한 이후의 연속되는 영상들에 대한 화재후보영역의 명도 변동값을 평균하여 블록명도변동(BMD: Block Mean of Difference)값을 산출하는 블록명도변동 처리부; 상기 평균명도 변동 값과 스레솔드 값을 비교하여 화재 영역을 판별하고 경보 하는 화재 판별부를 포함하고 있었다.
그러나, 상기 공개 특허는 화재가 발생한 영상의 명도 변동값을 분석하여 화재 상태를 식별하였는데, 이는 대부분 야간에 화재가 발생하면 명도만으로는 화재인지 일반 불빛인지 인식에 어려운 문제점이 있었고, 가정집에서 설치하기에는 많은 비용이 소모되는 문제점이 있었다.
1. 한국공개특허 제2006-0008254호, 공개일자 : 2006년 01월 26일, 발명의 명칭 : 화염의 동적 특성을 이용한 적외선 화재 감지 방법 및 시스템. 2. 한국공개특허 : 제2007-0115412호, 공개일자 : 2007년 12월 06일, 발명의 명칭 : 촬영 영상을 이용한 화재 자동 경보 시스템 및 그에 의한 화재 감시 방법.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 모바일 기기의 카메라를 이용한 이미지 분석을 통해 집안(건물안)에서 발생된 화재를 쉽게 분석할 수 있는 모바일 기기를 이용한 화재 경보 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 모바일 기기의 카메라로 촬영된 이미지에 대한 벡터모양 특성과 변환된 픽셀 상태를 분석하여 보다 정확한 화재 상태를 판단하여 경보음으로 알려줄 수 있는 모바일 기기를 이용한 화재 경보 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 모바일 기기를 이용하여 화재 상태를 파악하기 위한 화재 경보 시스템으로서, 상기 모바일 기기는 화재가 발생하기전 제1 이미지와 화재가 발생한 후의 제2 이미지를 촬영하는 화재 상태 촬영부; 촬영된 상기 제1 이미지를 복수개의 제1 사각형으로 분할하고, 촬영된 상기 제2 이미지를 복수개의 제2 사각형으로 분할하는 사각형 분할부; 상기 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지 모양에서 변화된 픽셀의 RGB 값을 분석하여 화재 여부를 판단하는 제1 화재 판단부; 상기 제1 사각형과 제2 사각형속의 벡터이미지 모양이 불꽃 또는 연기벡터와 동일한지를 확인하여 화재 여부를 판단하는 제2 화재 판단부; 및 상기 제1 화재 판단부와 제2 화재 판단부가 화재 상태로 판단할 경우 판단된 화재 신호를 화재 경보 서버로 전송하여 경보음을 작동시키도록 하는 화재 신호 전송부를 포함하는 화재 경보 시스템이 제공된다.
여기서, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 화재 상태 촬영부는 상기 모바일 기기의 자이로센서와 카메라를 이용하여 상기 자이로센서의 움직임 값이 변화면 상기 카메라 작동을 일시 중지시키고, 상기 움직임 값이 일정시간 변화되지 않으면 상기 카메라를 작동시켜 기설정된 시간간격으로 상기 제1 이미지와 제2 이미지를 촬영할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 제1 화재 판단부는 상기 분할된 사각형 안에서 변화된 픽셀 각각의 x,y 좌표를 포함한 제1 이미지와 다른 제2 이미지에 속한 RGB값의 분포도 및 농도 여부에 따라 화재 여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 제2 화재 판단부는 상기 제 1사각형 픽셀의 위치에 해당하는 제 2사각형 픽셀값을 이용하여 상기 제1 이미지와 제2 이미지의 색상 변화가 큰 점들에 대한 이차원 배열을 제 1화재 판단부에서 가져와, 상기 이차원 배열안에서 좌우상하, 좌상,우상,좌하,우하의 값을 찾아 동일한 색의 오차범위 내의 RGB값이 맞는 것이 있을 경우에 상기 이차원 배열의 외곽선 모양을 벡터화하고, 벡터화된 데이터를 이용하여 상기 제1 이미지와 제2 이미지가 동일한 부분이 있는지와 연기 또는 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 모양의 벡터인지를 확인하여 화재 여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 모바일 기기를 이용하여 화재 상태를 파악하기 위한 화재 경보 방법으로서, (a) 화재가 발생하기전 제1 이미지와 화재가 발생한 후의 제2 이미지를 화재 상태 촬영부에서 촬영하는 단계; (b) 촬영된 상기 제1 이미지를 사각형 분할부에서 복수개의 제1 사각형으로 분할하고, 촬영된 상기 제2 이미지를 사각형 분할부에서 복수개의 제2 사각형으로 분할하는 단계; (c) 상기 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지 모양에서 변화된 픽셀의 RGB 값이 불꽃 또는 불빛 또는 연기의 RGB값인지 제1 화재 판단부에서 분석하여 화재 여부를 판단하는 단계; (d) 상기 제1 화재 판단부에서 화재임을 확인하였다면 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지 모양이 동일한지와 외곽선 벡터모양이 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 모양 또는 연기의 모양인지를 제2 화재 판단부에서 확인하여 화재 여부를 판단하는 단계; 및 (e) 상기 제2 화재 판단부와 제1 화재 판단부가 화재 상태로 판단할 경우 판단된 화재 신호를 화재 신호 전송부에서 화재 경보 서버로 전송하여 경보음을 작동시키도록 하는 단계; 를 포함하는 화재 경보 방법이 제공된다.
여기서, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 상기 (a) 단계는 상기 모바일 기기의 자이로센서와 카메라를 이용하여 상기 자이로센서 또는 움직임 값이 변화면 상기 카메라 작동을 화재 상태 촬영부에서 일시 중지시키고, 상기 자이로센서 또는 움직임 값이 변하지 않으면 상기 카메라를 화재 상태 촬영부에서 작동시켜 기설정된 시간간격으로 상기 제1 이미지와 제2 이미지를 촬영할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 상기 (c) 단계는 상기 분할된 사각형 안에서 변화된 픽셀 각각의 x,y 좌표를 포함한 제1 이미지와 다른 제2 이미지에 속한 RGB값의 분포도 및 농도 여부에 따라 화재 여부를 상기 제1 화재 판단부에서 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 (d) 단계는 상기 동일한 색의 오차범위내의 RGB 값을 모은 픽셀들의 x,y 좌표값을 합쳐 외곽선을 찾고, 찾아진 상기 외곽선의 x,y 좌표값 집합이 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 벡터모양 또는 연기의 벡터모양과 일치 여부를 더 확인하여 상기 제2 화재 판단부에서 화재 여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 상기 (d) 단계는 상기 픽셀의 위치에 해당하는 픽셀값을 이용하여 상기 제1 이미지와 제2 이미지의 색상 변화가 큰 점들에 대한 이차원 배열을 제1 화재 판단부에서 가져와, 상기 이차원 배열안에서 좌우상하, 좌상,우상,좌하,우하의 값을 찾아 동일한 색의 오차범위내의 RGB값이 맞는 것이 있을 경우에 상기 이차원 배열의 외곽선 모양을 제2 화재 판단부에서 벡터화하고, 벡터화된 데이터를 이용하여 상기 벡터화된 데이터가 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 모양 또는 연기의 모양인지 확인하여 화재 여부를 판단할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 사용자로 하여금 화재가 일어났을 시에 취침중이거나 부재중일 경우 사용자의 모바일 기기를 이용하여 이미지의 모양과 픽셀 상태 분석을 통해 화재 상태를 알 수 있고, 이를 경보음으로 알려줌으로써 안전하게 사람들을 대피시켜줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 모바일 기기와 화재 경보 서버간 연동 또는 기기간 연동으로 경보음을 이웃하고 있는 모든 모바일 기기로 알려줌으로써 건물안에 있는 모든 사람들을 신속하게 대피시켜줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기존의 화재 경보기나 화재 경보 시스템을 별도로 설치하지 않고서도 사용자가 소유한 모바일 기기를 이용하여 화재 상태를 자동 탐지함으로써 화재 경보기의 설치 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화재 경보 시스템(100)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기(110)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 이미지의 사각형 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화재 경보 방법(S100)을 예시적으로 나타낸 순서도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화재 경보 방법(S100)의 각 단계를 보다 상세하게 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화재 경보 시스템(100)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 화재 경보 시스템(100)은 모바일 기기(110) 및 화재 경보 서버(120)를 포함한다.
먼저, 본 발명에 따른 모바일 기기(110)는 사용자가 소유한 이동 단말기, 예컨대 스마트폰과 같이 무선 인터넷이 가능한 단말기로서, 이러한 모바일 기기(110)는 카메라와 자이로 센서를 구비한다. 상기 자이로 센서는 모바일 기기(110)의 회전관성(움직임)을 감지하는 경우 카메라의 작동을 일시 중지시키고 아닐 경우에 카메라를 동작시키는 역할을 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 모바일 기기(110)는 카메라를 이용하여 화재가 발생한 장소의 이미지를 촬영하고, 이미지의 모양과 픽셀를 분석하여 이미지로부터 화재 상태를 분석한다.
이때, 이미지의 모양 분석은 이미지를 사각형의 N개로 분할한 후 분할된 사각형속에 있는 이미지의 모양을 분석한다. 반면, 상기 이미지에 대한 픽셀 분석은 픽셀이 갖고 있는 RGB 값 특성과 제1 이미지와 제2 이미지 사이에 일치하지 않는 RGB픽셀의 분포도 및 농도 등 다양한 형태의 RGB 픽셀을 분석하여 이미지로부터 화재가 발생되었는지를 판단하는데 사용된다. 이러한 각 분석 기법은 이후의 도 2에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 화재 경보 서버(120)는 모바일 기기(110)로부터 화재 발생 여부와 함께 화재가 발생되었다고 판단된 화재 신호를 사용자 ID와 함께 무선 통신망을 경유하여 전송받는다. 화재 신호가 전송되면, 화재 신호에 대응하여 해당하는 모바일 기기(110)를 식별한 후, 암호화된 숫자,문자 조합값을 생성하여 해당하는 모바일 기기(110)로 전송하여 화재 경보음을 자동으로 켜도록 알려준다.
이때, 화재 신호를 보낸 모바일 기기(110)뿐만 아니라 이웃하고 있는 모바일 기기(110)로도 화재 경보음을 자동적으로 켜도록 알려줄 수 있다. 이는 화재 신호를 보낸 모바일 기기(110)와 동일한 어플리케이션을 가지고 있으므로 가능하게 된다.
이하에서는, 모바일 기기(110)에 설치된 어플리케이션을 동작시키기 위한 모바일 기기(110)의 구성에 대하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기(110)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기(110)는 화재 상태 촬영부(111), 사각형 분할부(112), 제1 화재 판단부(113), 제2 화재 판단부(114) 및 화재 신호 전송부(115)를 포함하여 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 화재 상태 촬영부(111)는 화재가 발생하기전 제1 이미지와 화재가 발생한 후의 제2 이미지를 촬영한다. 이때, 화재 상태 촬영부(111)는 모바일 기기(110)의 자이로센서와 카메라를 이용하여 제1 이미지와 제2 이미지를 촬영하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 자이로센서의 움직임 값이 변화된 것을 화재 상태 촬영부(111)에서 인식하게 되면, 카메라 작동을 중지시키고, 움직임 값이 변하지 않음을 화재 상태 촬영부(111)에서 인식하게 되면 카메라를 작동시켜 기설정된 시간간격으로 제1 이미지와 제2 이미지를 촬영할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 사각형 분할부(112)는 화재 상태 촬영부(111)에 의해 촬영된 제1 이미지를 복수개의 제1 사각형으로 분할하고, 또 촬영된 제2 이미지를 복수개의 제2 사각형으로 분할한다.
이러한 분할된 제2 사각형의 이미지는 도 3의 (b)와 같이 일례로서 나타낼 수 있다. 반면, 제2 사각형의 전체 이미지는 연기 모양이 존재하는 실사 이미지로 도 3의 (a)으로부터 충분히 이해할 수 있을 것이다.
다음으로, 본 발명에 따른 제1 화재 판단부(113)는 사각형 분할부(112)에 의해 생성된 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지 모양에서 변화된 상기 픽셀의 RGB 값을 분석하여 화재 여부를 판단한다.
이후, 본 발명에 따른 S140 단계에서는 S120 단계에 의해 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지 모양에서 변화된 상기 픽셀의 RGB 값을 제1 화재 판단부(113)에서 분석하여 제2 화재 판단부(114)에서 화재 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
예를들면, 본 발명에 따른 제 화재 판단부(113)는 상기 변화된 픽셀의 x,y의 좌표값이 고르게 분포되어 있는지의 여부(각 분할된 사각형안에서의 변화된 픽셀들의 분포 여부), 변화된 픽셀의 x,y의 좌표값의 농도가 어느 정도의 모양인지(짙어지거나 얕아졌는지 정도의 모양)의 여부 및 분할된 사각형 안에서의 변화된 RGB의 x,y 좌표값에서 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 RGB분포도 또는 연기의 RGB값인지 여부(불꽃 또는 불빛 및 연기의 RGB값인지 여부)와 같은 분석절차를 통해 화재 여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2 화재 판단부(114)는 사각형 분할부(112)에 의해 생성된 제1 사각형과 다른 제2 사각형속의 이미지 모양속에 연기와 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 색의 등고선벡터(색의 밝음정도)가 있는지와 동일한 모양이 있는지를 확인하여 화재 여부를 판단한다.
예를 들면, 제1 사각형과 다른 제2 사각형속에 존재하는 이미지에 대한 픽셀 위치에 해당하는 픽셀값이 모인 이차원 배열을 제 1화재판단부에서 가져와 이차원 배열안에서 좌우상하, 좌상, 우상, 좌하, 우하의 값을 찾아 동일한 색의 오차범위내의 RGB값이 맞는(동일한) 것이 있는 경우에는 이차원 배열의 외곽선 모양을 제2 화재 판단부(113)에서 벡터화 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 제2 화재 판단부(113)는 벡터화된 데이터를 이용하여 화재가 나기전의 제1 이미지와 화재가 난 후의 제2 이미지를 비교하여 모양이 일치하는 정도의 모양(동일한 정도의 모양)의 퍼센트와 불일치하는 사각형의 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 색의 등고선(색의 밝음정도)의 벡터모양 또는 연기의 외곽선 벡터를 확인하여 화재 여부를 판단하게 된다. 이와 같이, 벡터화된 데이터를 이용한 제1 이미지와 제2 이미지 동일성 여부와 외곽선 벡터의 모양을 판단함으로써, 화재 발생 여부를 쉽게 알 수 있게 된다.
마지막으로, 본 발명에 따른 화재 신호 전송부(115)는 제2 화재 판단부(113)와 제1 화재 판단부(114)가 화재 상태로 판단할 경우 판단된 화재 신호를 화재 경보 서버(120)로 전송한다.
이때, 모바일 기기(110)를 소유한 사용자의 ID를 가지고 암호화된 숫자,문자 조합값을 모바일 기기(110)에서 생성한 후 이를 화재 신호와 함께 화재 경보 서버(120)로 전송하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 암호화된 숫자,문자 조합값이 화재 경보 서버(120)로 전송되면, 상기 화재 경보 서버(120)에서 화재 신호에 포함된 이미지 분석 결과를 확인후, 화재 신호에 대응하여 조합값을 다시 모바일 기기(110)로 전송함으로써, 모바일 기기(110)의 경보음을 자동적으로 발생시키도록 유도할 수 있다.
이러한 일련의 과정은 모바일 기기(110)를 소유한 사용자가 취침을 하고 있더라도 모바일 기기(110)의 경보음을 발생시켜주어 취침한 사용자를 깨워주기 위함이다. 이때, 화재 신호를 전송한 모바일 기기(110) 뿐만 아니라, 앞서 설명한 분석절차 동작을 갖는 어플리케이션 앱을 갖는 다른 모바일 기기(110)로도 경보음 발생을 알려줄 수 있다. 이는 다른 모바일 기기(110)를 소유한 사용자의 주소 정보를 통해 쉽게 이웃하고 있는 사용자인지를 알 수 있고 wifi간 연동하여 암호화된 조합값으로 화재인지를 판단하여 위와 같은 경보음 전송이 가능하게 되는 것이다.
제2 실시예
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화재 경보 방법(S100)을 예시적으로 나타낸 순서도이고, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화재 경보 방법(S100)의 각 단계를 보다 상세하게 나타낸 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 화재 경보 방법(S100)은 화재 이미지를 분석하고 분석 결과에 따라 경보음을 해당하는 모바일 기기(110)로 알려주기 위하여 S110 단계 내지 S150 단계를 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 S110 단계에서는 화재가 발생하기전 제1 이미지와 화재가 발생한 후의 제2 이미지를 모바일 기기(110)의 자이로센서와 카메라를 이용하여 화재 상태 촬영부(111)에서 촬영한다.
보다 구체적으로는, 자이로센서의 움직임 값이 변화된 것을 화재 상태 촬영부(111)에서 인식하게 되면, 카메라 작동을 일시 중지시키고, 움직임 값이 변하지 않음을 화재 상태 촬영부(111)에서 인식하게 되면 카메라를 작동시켜 기설정된 시간간격으로 제1 이미지와 제2 이미지를 촬영할 수 있다. 이러한 예는 도 5와 같이 나타내었다.
이후, 본 발명에 따른 S120 단계에서는 S110 단계에 의해 촬영된 제1 이미지 와 제2 이미지를 사각형 분할부(112)에서 복수개의 제1 사각형와 제2 사각형으로 분할한다.
이러한 분할된 제2 사각형의 이미지는 도 3 (b)와 같이 일례로서 나타낼 수 있다. 반면, 제2 사각형의 이미지는 연기 모양의 픽셀이 존재하는 실사 이미지로 도 3 (a)로부터 충분히 이해할 수 있을 것이다.
이후, 본 발명에 따른 S130 단계에서는 S120 단계에 의해 생성된 제1 사각형과 제2 사각형속의 변화된 픽셀중에 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 RGB분포도 또는 연기의 RGB분포도를 분석하여 제1 화재 판단부(113)에서 확인하여 화재 여부를 판단한다.
이후, 본 발명에 따른 S140 단계에서는 S130 단계에서 생성된 제1사각형과 다른 제2사각형의 x,y좌표를 포함한 픽셀들로 이루어진 이차원 배열을 가져와 불꽃 또는 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 외곽선 및 연기의 외곽선 벡터를 화재 벡터 DB와 비교하여 제2 화재 판단부(114)에서 확인하여 화재 여부를 판단한다.
이후, 본 발명에 따른 S150단계에서는 S130단계와 S140단계에서 구해진 화재의 가능성도를 퍼센트로 입력받고 이를 주변의 모바일기기에 화재경보와 함께 화재신호전송부(115)에서 전송한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 어플리케이션은 자이로센서의 움직임을 탐지하여 일정한 시간동안 움직임이 없다면 약 5분 간격으로 카메라 촬영을 실시한다. 촬영후 제1 화재 판단부(113)와 제2 화재 판단부(114)의 실행을 거쳐 화재가 감지되었다면 모바일기기에서 화재경보 서버(120)로 암호화된 일련의 기호를 전송하여 같은 주소에 있는 모든 모바일기기 또는 근거리의 wifi가 탐지되는 모든 기기에 화재경고음 발생시켜 신속한 대피를 가능하게 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 1화재 판단부(113)은 이미지의 불꽃과 불빛 또는 연기의 분포도 및 농도를 분석판단하기 위하여 S131 단계 내지 S134 단계를 포함한다. 제 2화재 판단부(114)는 S135 단계를 포함한다. 먼저, 본 발명에 따른 S131 단계에서는 비트맵을 분석하여 제1 사각형과 제2 사각형속에 존재하는 이미지에 대한 각 픽셀 위치에 해당하는 픽셀값을 이용하여 제1 사각형과 제2 사각형의 색상 변화가 큰 점들을 선택하여 이를 이차원 배열로 만든다. S131단계를 거쳐 만들어진 이차원 배열을 이용하여 S132에서 불빛의 이글거림을 판단하기위해 각 사각형의 전체 분포값을 구한후 분포값이 고른지 아닌지를 판단한다. 이때, 사각형의 픽셀 넓이는 전체 분포도값의 평균으로 나눈 판별가능한 넓이로써 정해진다. 그리고 S131단계에서 화재 RGB DB와 일치하는 값이 없는지 있는지의 판단을 불빛 분포도값을 구함과 동시에 수행하여 화재 RGB DB와 일치하는 값이 없다면 처음으로 돌아간다.
S133단계에서는 미리 구한 불빛의 분포도값 또는 연기와 불꽃의 분포도값을 이용하여 화재의 가능성을 출력하기 위한 단계를 거친다.
구체적으로, S133 단계에서는 각 제2 사각형의 이차원 배열 데이터를 이용하여 분할된 사각형의 변화된 픽셀중에 불꽃과 고르지 않은 색의 등고선(색의 밝음정도) 불빛 또는 연기의 분포도를 구한다.
S134단계에서는 연기와 불꽃의 농도(색깔의 진함 또는 흐림)을 분석하여 화재가능성을 출력하기 위한 단계를 거친다.
S135단계에서는 제2 화재 판단부에서 불꽃 또는 연기의 벡터를 화재 벡터 DB와 비교하게 되는데 위의 3가지분석결과에 따라 화재가능성은 도 6에 도시된 바와 같이 다르게 출력될 수 있다.
구체적으로, 제2 화재 판단부에서의 과정을 설명하자면, 본 발명에 따른 S140 단계에서는 S130 단계에 의해 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지 모양에서 변화된 상기 픽셀의 RGB 값을 제1 화재 판단부(114)에서 가져온 이차원 배열안에서 좌우상하, 좌상, 우상, 좌하, 우하의 값을 찾아 오차범위 내의 RGB값이 다른 것이 있을 경우에 외곽선이 나오므로 외곽선을 화재 벡터 DB와 비교분석후 화재 여부를 판단한다.
도7과 도8은 각각 제 1화재 판단부와 제2 화재 판단부의 과정을 순서도로써 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 각 사각형의 RGB값의 x,y좌표값을 가지고 외곽선을 찾은후(S136), 제2 화재 판단부에 사용될 이미지 1과 다른 이미지 2속의 RGB값의 x,y좌표값을 이차원배열(S137)을 구성한다. x,y좌표값이 포함되는 외곽선 전체 면적을 제 1사각형과 비교하여 제 2사각형의 개수를 퍼센트단위로 출력한다(S138). 퍼센트 값이 미미하면 처음으로 돌아간다.
퍼센트 값이 일정수치 이상이면 화재진행정도(S139)를 주위의 모바일 기기에 경보음발생(S139)과 함께 같은 주소와 주위의 모든 모바일기기에 전송한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 제 1화재 판단부에서 만든 이차원 배열(S141)을 제2화재 판단부에서 가져와, 각 픽셀의 RGB값에 따라 외곽선모양을 만든 후 벡터화(S142)한다. 벡터화된 데이터를 화재 벡터 DB와 비교하여 오차 이내의 일치하는 벡터의 외곽선의 전체 면적을 제 1사각형과 비교하여 제 2사각형의 개수를 퍼센트단위로 출력한다(S143). 그리고 화재 신호를 출력된 퍼센트와 함께 서버로 전송(S144)하여 일련의 화재 경보(S150)을 수행한다.
바람직하게는, 상기 픽셀의 RGB 값을 분석하기 위한 분석절차로서, 변화된 픽셀 각각의 x,y 좌표의 분포도 및 농도 여부의 판단을 위한 픽셀의 RGB 값 분석절차를 제1 화재 판단부(114)에서 화재 여부를 판단하여 사람또는 물건의 움직임이 찍힐 경우에는 제2 화재 판단부로 가지않도록 한다.
바람직하게는, 픽셀의 RGB 값 분석을 위하여 S131 단계 내지 S134 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 S131 단계에서는 제1 이미지와 다른 제2 이미지의 RGB값이 불꽃 또는 연기의 값인지 판단한다. 이때, S132 단계에서는 사각형의 제1 이미지와 제2 이미지 비교를 통해 변화가 일정수치 이상 발생하였다면 연기와 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 분포도를 만들기 위해 변화된 픽셀의 각각의 x,y 좌표값을 합쳐 불꽃에 의한 이글거림인지를 전체의 사각형의 RGB값의 분포도값으로 구하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, S133 단계에서는 구해진 RGB값의 분포값으로 부터 변화된 픽셀의 x,y의 RGB값이 고르게 분포되어 있는지 아니면 고르지 않은지 여부를 판단한다(고르지 않으면 화재에 의한 빛일 가능성이 높음).
바람직하게는, 본 발명에 따른 S134 단계에서는 (담배연기는 농도가 얕으므로) 변화된 픽셀의 x,y의 좌표값의 RGB 값 또한 농도(짙어지거나 얕아졌는지 정도의 모양)가 어느 정도의 모양인지의 여부(농도 여부)를 판단한다. 만약, 아닌 경우에는 화재 발생 여부를 30%로 정도의 모양으로 추정하게 된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 S138 단계에서는 구해진 전체 변화된 RGB값이 있는 사각형이 몇퍼센트인지를 판단한다. 판단 결과, S139 단계에서와 같이 퍼센트 값이 높을 수록 화재의 진행 정도의 모양이 높은 것으로 간주하여 화재 신호 전송부(115)에서 화재 경보 서버(120)로 전송하게 된다. 이때, 전송되는 판단 정보는 앞서 설명한 바와 같이 화재 신호안에 포함되어 있다고 볼 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 S135 단계에서는 한 분할된 사각형안의 변화된 x,y 좌표값에서 다른 분할된 사각형안에서도 불꽃 또는 색상의 등고선(색의 밝음정도) 불빛 또는 연기의 벡터를 찾을 수 있는지 즉, 벡터모양의 x,y 좌표값으로 찾아지는지의 여부(좌표값의 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 모양 또는 연기의 벡터이미지 모양일치 여부)를 판단한다. 예를 들어, 아닌 경우에는 화재 발생 여부를 60% 정도의 모양으로 추정하고, 그런 경우에는 화재 발생 여부를 90% 정도의 모양으로 추정하여 화재 신호 전송부(115)에서 화재 경보 서버(120)로 화재 신호를 전송하게 된다. 이때, 전송되는 판단 정보는 앞서 설명한 바와 같이 화재 신호안에 포함되어 있다고 볼 수 있다.
이와 같이, 변화된 픽셀 각각의 x,y 좌표의 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 분포값 또는 연기 및 불꽃 의 벡터존재 여부, 분포도 및 농도 여부와 이미지 모양을 RGB의 x,y 좌표에서 확인가능한지의 여부를 판단함으로써, 화재 진위 여부를 알 수 있게 된다.
마지막으로, 본 발명에 따른 S150 단계에서는 S130 단계와 S140 단계에서 화재 상태로 판단할 경우 판단된 정보로서 제공받은 화재 신호를 화재 경보 서버(120)로 전송한다.
이때, 모바일 기기(110)를 소유한 사용자의 ID를 가지고 암호화된 숫자,문자 조합값을 모바일 기기(110)에서 생성한 후 이를 화재 신호와 함께 화재 경보 서버(120)로 전송하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 암호화된 숫자,문자 조합값이 화재 경보 서버(120)로 전송되면, 상기 화재 경보 서버(120)에서 화재 신호에 포함된 이미지 분석 결과를 확인후, 화재 신호에 대응하여 조합값을 다시 모바일 기기(110)로 전송하여 핫스팟의 이름으로 자동으로 켜줌으로써, 모바일 기기(110)의 경보음을 자동적으로 발생시키도록 유도할 수 있다. 이러한 예는 도 9와 같이 나타내었다.
이러한 일련의 과정은 모바일 기기(110)를 소유한 사용자가 취침을 하고 있더라도 모바일 기기(110)의 경보음을 발생시켜주어 취침한 사용자를 깨워주기 위함이다. 이때, 화재 신호를 전송한 모바일 기기(110) 뿐만 아니라, 앞서 설명한 알고리즘 동작을 갖는 어플리케이션 앱을 갖는 다른 모바일 기기(110)로도 경보음 발생을 알려줄 수 있다. 이는 다른 모바일 기기(110)를 소유한 사용자의 주소 정보를 통해 쉽게 이웃하고 있는 사용자인지를 알 수 있고 기기간 wifi를 이용하여 위와 같은 경보음 전송이 가능하게 되는 것이다.
이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
100 : 화재 경보 시스템 110 : 모바일 기기
111 : 화재 상태 촬영부 112 : 사각형 분할부
113 : 제2 화재 판단부 114 : 제1 화재 판단부
115 : 화재 신호 전송부 120 : 화재 경보 서버

Claims (10)

  1. 모바일 기기를 이용하여 화재 상태를 파악하기 위한 화재 경보 시스템으로서,
    상기 모바일 기기는,
    화재가 발생하기전 제1 이미지와 화재가 발생한 후의 제2 이미지를 촬영하는 화재 상태 촬영부;
    촬영된 상기 제1 이미지를 복수개의 제1 사각형으로 분할하고, 촬영된 상기 제2 이미지를 복수개의 제2 사각형으로 분할하는 사각형 분할부;
    상기 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지 모양에서 변화된 픽셀의 RGB값을 분석하여 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지 않은 정도 또는 연기의 분포값과 농도를 색상DB와 비교하여 화재 여부를 판단하는 제1 화재 판단부;
    상기 제1 사각형과 제2 사각형속의 변화된 RGB값의 벡터이미지 모양이 불꽃과 불빛의 벡터모양 또는 연기의 벡터모양인지를 벡터DB와 비교하여 화재 여부를 판단하는 제2 화재 판단부; 및
    상기 제2 화재 판단부와 제1 화재 판단부가 화재 상태로 판단할 경우 판단된 화재 신호를 화재 경보 서버로 전송하여 경보음을 작동시키도록 하는 화재 신호 전송부;를 포함하고,
    상기 화재 상태 촬영부는,
    상기 모바일 기기의 자이로센서와 카메라를 이용하여 상기 자이로센서의 움직임 값이 변화면 상기 카메라 작동을 중지시키고, 상기 움직임 값이 변하지 않으면 상기 카메라를 작동시켜 기설정된 시간간격으로 상기 제1 이미지와 제2 이미지를 촬영하며,
    상기 제1 화재 판단부는,
    상기 변화된 RGB 값을 모은 픽셀들의 x,y 좌표값을 합쳐 오차범위 내의 동일한 색상의 RGB값을 가지는 부분을 이차원 배열로 구성하고, 제1 이미지와 제2 이미지에서 분할된 사각형안에서의 연기 불꽃과 불빛 또는 연기의 RGB분포도값을 확인 및 농도의 분포값을 확인하여 화재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 경보 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 화재 판단부는,
    상기 변화된 픽셀 각각의 x,y좌표를 포함한 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 벡터모양 과 상기 이미지 모양을 상기 x,y 좌표에서 확인가능한지의 여부에 따라 화재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 경보 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 화재 판단부는,
    상기 픽셀의 위치에 해당하는 픽셀값을 이용하여 상기 제1 이미지와 제2 이미지의 색상 변화가 큰 점들에 대한 이차원 배열을 제1 화재 판단부에서 가져와, 상기 이차원 배열안에서 좌우상하, 좌상,우상,좌하,우하의 값을 찾아 오차범위 내의 동일한 색상의 RGB값을 가지는 부분이 있을 경우에 계속 퍼지는 외곽선의 좌표값을 구한후 좌표를 다시 외곽선 모양으로 벡터화하고, 벡터화된 데이터를 이용하여 상기 제2 이미지안의 분할된 사각형 안에 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 모양 또는 연기의 벡터이미지모양이 존재하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 경보 시스템.
  6. 모바일 기기를 이용하여 화재 상태를 파악하기 위한 화재 경보 방법으로서,
    (a) 화재가 발생하기전 제1 이미지와 화재가 발생한 후의 제2 이미지를 화재 상태 촬영부에서 촬영하는 단계;
    (b) 촬영된 상기 제1 이미지를 사각형 분할부에서 복수개의 제1 사각형으로 분할하고, 촬영된 상기 제2 이미지를 사각형 분할부에서 복수개의 제2 사각형으로 분할하는 단계;
    (c) 상기 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지 모양에서 변화된 픽셀의 RGB 값이 불꽃과 불빛 또는 연기의 RGB값과 동일한지 제1 화재 판단부에서 분석하여 화재 여부를 판단하는 단계;
    (d) 상기 제1 사각형과 제2 사각형속의 이미지모양이 동일한지와 외곽선 벡터모양이 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 모양 또는 연기의 모양인지를 제2 화재 판단부에서 확인하여 화재 여부를 판단하는 단계; 및
    (e) 상기 제2 화재 판단부와 제1 화재 판단부가 화재 상태로 판단할 경우 판단된 화재 신호를 화재 신호 전송부에서 화재 경보 서버로 전송하여 경보음을 작동시키도록 하는 단계;를 포함하고,
    상기 (a) 단계는,
    상기 모바일 기기의 자이로센서와 카메라를 이용하여 상기 자이로센서의 움직임 값이 변화면 상기 카메라 작동을 화재 상태 촬영부에서 일시 중지시키고, 상기 움직임 값이 변하지 않으면 상기 카메라를 화재 상태 촬영부에서 작동시켜 기설정된 시간간격으로 상기 제1 이미지와 제2 이미지를 촬영하며,
    상기 (c) 단계는,
    상기 분할된 사각형 안에서 변화된 픽셀 각각의 x,y좌표를 포함한 제1 이미지와 다른 제2 이미지에 속한 RGB값의 분포도 및 농도 여부와 상기 변화되지 않은 분할된 사각형 안에서 이미지 모양을 상기 x,y 좌표에서 확인가능한지의 여부에 따라 화재 여부를 상기 제1 화재 판단부에서 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 경보 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 RGB 값을 모은 픽셀들의 x,y 좌표값을 합쳐 외곽선을 찾고, 분할된 제 2사각형의 개수중 찾아진 상기 외곽선을 포함한 분할된 제 2사각형의 개수를 퍼센트로 더 확인하여 상기 제2 화재 판단부에서 화재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 경보 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 RGB 값을 모은 픽셀들의 x,y 좌표값을 합쳐 오차범위 내의 동일한 색상의 RGB값을 갖는 이차원 배열안에서 좌우상하, 좌상,우상,좌하,우하의 값을 찾아 오차범위 내의 동일한 색상이 있을 경우에 그값을 외곽선을 찾기 위한 진거점으로 삼고 더 이상 없으면 외곽선 픽셀로 인식한후 상기 이차원 배열의 외곽선 모양을 화재 벡터 DB와 비교하여 벡터 값이 불꽃과 불빛이 고르게 퍼져 있지않은 정도의 벡터의 등고선모양 또는 연기의 벡터인지 일치 여부를 더 확인하여 상기 제2 화재 판단부에서 화재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 경보 방법.
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