KR101449485B1 - 사람 및 동물 식별 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탐지대상이 사람인지 또는 동물인지를 보다 정확하게 식별할 수 있도록 하는 사람 및 동물 식별 장치 및 방법에 관한 것으로,
상기 사람 및 동물 식별 장치는, 사람과 동물의 감각을 선택적으로 자극시키기 위한 자극신호를 발생하여, 탐지대상에 제공하는 탐지대상 자극부; 및 상기 자극신호에 대한 상기 탐지대상의 반응을 탐지하여, 상기 탐지대상이 사람인지 동물인지를 식별하는 탐지대상 식별부를 포함한다.

Description

사람 및 동물 식별 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR IDENTIFYING HUMAN BEING AND ANIMAL}
본 발명은 감시 정찰망, 방범용, 군사용 감시장비 등에 활용될 수 있는 사람및 동물 식별장치에 관한 것으로, 특히, 탐지대상이 사람인지 또는 동물인지를 보다 정확하게 식별할 수 있도록 하는 사람 및 동물 식별 장치 및 방법에 대한 것이다.
일반적으로 감시 정찰망, 방범용 및 군사용 감시장비는 사람의 침입을 감지하기 위한 시스템이므로, 사람의 침입에 한해서만 알람 이벤트를 발생할 수 있어야 한다. 이에 일정 감시 영역에서 탐지대상이 존재할 때, 탐지대상이 사람인지 또는 동물인지를 식별할 수 있는 기술이 필요하다.
종래에는 이미지 처리 기법을 이용하여 탐지대상이 사람인지 또는 동물인지를 식별할 수 있는 기술이 제안된 바 있다. 이 기술은 탐지대상을 촬영하고, 탐지대상의 면적과 거리를 이용하여 탐지대상의 절대적 크기를 파악하고, 그를 기준으로 사람과 동물을 구별할 수 있도록 한다. 그러나 이와 같이 탐지방식은, 탐지대상의 절대적 크기만을 이용하므로 상대적으로 낮은 탐지 정확도를 가지는 단점이 있다. 이는 동물의 종류에 따라 사람과 비슷한 크기를 가지는 동물이 존재할 수 도 있으며, 사람이 동물과 동일한 크기를 가지도록 이미지가 획득 될 수 도 있기 때문이다.
이에 본 발명에서는 사람과 동물의 감각의 인지 범위가 상이한 점을 고려하여 탐지대상의 감각을 선택적으로 자극하고 그의 반응 여부를 탐지함으로써, 탐지대상이 사람인지 또는 동물인지를 보다 정확하게 식별할 수 있도록 하는 사람 및 동물 식별 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 사람 및 동물 식별 장치는, 사람과 동물의 감각을 선택적으로 자극시키기 위한 자극신호를 발생하여, 탐지대상에 제공하는 탐지대상 자극부; 및 상기 자극신호에 대한 상기 탐지대상의 반응을 탐지하여, 상기 탐지대상이 사람인지 동물인지를 식별하는 탐지대상 식별부를 포함한다.
상기 탐지대상 자극부는 상기 자극신호의 출력방향 및 출력 세기를 조정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 탐지대상 자극부는 상기 자극신호를 발생하는 자극신호 발생부; 및 상기 자극신호를 출력하는 자극신호 출력부를 포함할 수 있다.
상기 자극신호 출력부는 빔 포밍 방식으로 상기 자극신호의 출력방향 및 출력세기를 제어하는 빔 포밍 출력기, 또는 위상가변 방식으로 상기 자극신호의 출력방향 및 출력세기를 제어하는 지향성 음파발생기로 구현될 수 있다.
상기 자극신호 출력부는 상기 자극신호를 출력하는 출력부; 및 상기 출력부의 방향 및 위치를 제어하여 탐지영역을 가변할 수 있는 탐지영역 제어부를 포함할 수 있다.
상기 자극신호 출력부는 상기 자극신호를 각각 출력하는 다수의 출력부; 및 상기 다수의 출력부 각각의 동작 여부를 제어하여 탐지영역을 가변할 수 있는 탐지영역 제어부를 포함할 수 있다.
상기 탐지대상 식별부는 상기 탐지대상의 움직임 패턴을 분석하여 상기 탐지대상의 반응을 검출하는 반응 검출부; 및 상기 자극신호의 종류와 상기 반응 검출부의 검출 결과를 고려하여, 상기 탐지대상이 사람인지 동물인지를 식별하는 반응 분석부를 포함할 수 있다.
상기 탐지대상 식별부는 가시광선 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라 중 적어도 하나를 이용하여 상기 탐지대상의 이미지를 획득하고, 상기 이미지로부터 상기 탐지대상의 움직임 패턴을 파악하는 것을 특징으로 한다.
상기 탐지대상 식별부는 초음파 센서, 레이져 센서, 레이더 센서 중 적어도 하나를 이용하여 상기 탐지대상의 위치를 파악하고, 상기 탐지대상의 위치를 추적하여 상기 탐지대상의 움직임 패턴을 파악하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 사람 및 동물 식별 방법은, 사람과 동물의 감각을 선택적으로 자극시키기 위한 자극신호를 발생하여 탐지대상에 제공하는 단계; 및 상기 탐지대상의 반응을 탐지하여, 상기 탐지대상이 사람인지 동물인지를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 사람 및 동물 식별 장치 및 방법은 사람과 동물의 감각의 인지 범위가 상이한 점을 고려하여 탐지대상의 감각을 선택적으로 자극하고 그의 반응 여부를 탐지함으로써, 탐지대상이 사람인지 또는 동물인지를 보다 정확하게 식별할 수 있도록 해준다. 이에 본 발명의 사람 및 동물 식별 장치 및 방법을 채택한 감시 정찰망, 방범용 및 군사용 감시장비는 탐지대상이 사람인지 또는 동물인지를 보다 정확하게 식별하고, 사람의 침입에 한해서만 알람 이벤트를 발생할 수 있어, 향상된 방범 및 정찰 기능을 제공할 수 있게 된다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사람 및 동물 식별 장치를 나타낸 도면이다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자극신호 출력부의 구현예들을 나타낸 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사람 및 동물 식별 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사람 및 동물 식별 장치를 나타낸 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사람 및 동물 식별 장치는 탐지대상 감지부(210), 탐지대상 자극부(220) 및 탐지대상 식별부(230) 등을 포함하여, 사람과 동물의 감각 인지 범위가 서로 상이한 점을 이용하여, 사람 또는 동물의 감각(예를 들어, 청각, 후각, 시각 등)을 선택적으로 자극한 후 이에 대한 탐지대상의 반응을 탐지함으로써, 탐지대상이 사람인지 또는 동물인지를 식별하도록 할 수 있도록 한다.
이하, 각 구성 요소의 기능을 살펴보면 다음과 같다.
탐지대상 감지부(210)는 초음파 센서, 레이저 센서, 레이더 센서, 열감지 센서와 같이 사람과 동물의 존재 여부를 감지할 수 있는 감지센서를 탐지영역에 설치하고, 감지센서를 통해 탐지영역에 탐지대상(100)이 존재하는지를 감지한다.
탐지대상 자극부(220)는 자극신호 발생부(221) 및 자극신호 출력부(222)를 포함하여, 사람과 동물의 감각을 선택적으로 자극시키기 위한 자극신호를 발생하여, 탐지대상(100)에 제공한다.
자극신호 발생부(221)는 사람과 동물의 감각을 선택적으로 자극시키기 위한 자극신호를 발생한다. 기본적으로 동물의 감각 인지 범위는 사람에 비해 발달되어 있다. 일례로, 사람은 20Hz~20kHz의 가청주파수 대역을 가지는데 반해, 고양이와 같은 동물은 60Hz~60kHz의 가청주파수 대역을 가진다. 이에 자극신호 발생부(221)는 자극신호를 소리로 구현하고, 소리의 주파수 대역을 임의로 조정함으로써, 사람의 청각만을 자극하거나, 동물의 청각만을 자극해줄 수도 있다. 즉, 동물의 청각만을 자극하고자 할 때에는 20kHz 이상의 초음파 대역 또는 20Hz 이하의 극저음파 대역의 소리를 발생하여 출력하고, 사람의 청각만을 자극하고자 할 때에는 20Hz~60Hz의 주파수대역의 소리를 발생하여 출력할 수 있다.
물론, 자극신호 발생부(221)는 자극신호의 구현 형태를 사람과 동물의 감각(즉, 청각, 후각, 시각 등)을 선택적으로 자극할 수 있는 범위에서 다양하게 변화시켜 줄 수 있다. 즉, 자극신호는 동물과 사람의 후각을 선택적으로 자극하기 위한 냄새의 형태, 또는 동물과 사람의 시각을 선택적으로 자극하기 위한 이미지 또는 빛의 형태 등을 다양하게 변화시켜 줄 수 있다.
자극신호 출력부(222)는 자극신호 발생부(221)를 통해 생성된 자극신호를 탐지대상(100)에 제공한다.
또한, 자극신호 출력부(222)는 탐지영역을 능동적으로 가변하기 위해, 자극신호의 출력방향 및 출력세기를 임의로 조정해줄 수도 있다. 이러한 경우, 자극신호 출력부(222)는 빔 포밍 방식으로 자극신호의 출력방향 및 출력세기를 제어하는 빔 포밍 안테나로 구현되거나, 또는 위상가변 방식으로 자극신호의 출력방향 및 출력세기를 제어하는 지향성 음파(또는 초음파) 발생기로 구현될 수 있다. 또한, 도2a의 자극신호를 출력하는 출력부(222-1)와 출력부(222-1)의 방향 및 위치를 기계적으로 제어하는 탐지영역 제어부(222-2)로 구성되거나, 또는 도2b의 자극신호를 각각 출력하는 다수의 출력부(222-1)와 다수의 출력부(222-1) 각각의 동작 여부를 결정하는 탐지영역 제어부(222-2)로 구성될 수 있을 것이다.
반응 검출부(231)는 이미지 처리 방식 또는 거리 측정 방식을 이용하여 탐지대상(100)이 자극신호에 반응하는지를 검출한다.
만약, 반응 검출부(231)가 이미지 처리 방식으로 탐지대상(100)의 반응 검출 동작을 수행하는 경우, 반응 검출부(231)는 가시광선 카메라, 적외선 카메라 및 열화상 카메라 중 적어도 하나를 이용하여 탐지대상(100)을 촬영한 후, 이미지 처리 알고리즘을 통해 탐지대상(100)의 움직임 패턴(예들 들어, 탐지대상(100)의 위치, 움직임 속도, 움직임 방향 등)을 추적함으로써, 탐지대상(100)이 현재 발생된 자극신호에 반응하는지 확인할 수 있다. 탐지대상(100)의 움직임 패턴을 추적하기 위한 이미지 처리 알고리즘은 공지된 기술을 따르도록 하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
반면, 반응 검출부(231)이 거리 측정 방식으로 탐지대상(100)의 반응 검출 동작을 수행하는 경우, 반응 검출부(231)는 초음파 센서, 레이더 센서 또는 레이저 센서를 이용하여 탐지대상(100)과 반응 검출부(231)간 거리를 측정하고, 탐지대상(100)과 반응 검출부(231)과의 거리를 계속하여 추적함으로써, 탐지대상(100)이 현재 발생된 자극신호에 반응하는지 확인할 수 있다. 즉, 탐지대상(100)이 자극신호에 반응하여 급격하게 움직이는 지를 확인함으로써, 탐지대상(100)이 현재 발생된 자극신호에 반응하는지 용이하게 확인할 수 있다.
반응 분석부(232)는 자극신호의 종류와 반응 검출부(231)의 검출 결과를 고려하여, 탐지대상(100)이 사람인지 동물인지를 식별한다. 즉, 자극신호 발생부(221)를 통해 발생된 자극신호가 사람의 감각을 자극하기 위한 것인지, 동물의 감각을 자극하기 위한 것인지 확인한 후, 반응 검출부(231)를 통해 탐지대상(100)의 반응 여부를 파악하고, 탐지대상(100)이 사람의 감각을 자극하기 위한 자극신호에 선택적으로 반응하면 탐지대상(100)이 사람이라고 판단하고, 탐지대상(100)이 동물의 감각을 자극하기 위한 자극신호에 선택적으로 반응하면, 탐지대상(100)이 동물이라고 판단한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사람 및 동물 식별 방법을 나타낸 도면이다.
만약, 탐지대상 감지부(210)를 통해 탐지대상(100)이 발생하였음을 통보받으면(S1), 탐지대상 자극부(220)는 우선 탐지대상(100)이 사람인지를 확인하기 위해 사람의 감각만을 자극하기 위한 제1 자극신호를 발생하여 출력한다(S2-1).
그리고 탐지대상 식별부(230)는 탐지대상(100)이 제1 자극신호에 반응하는지를 탐지하여(S3-1), 탐지대상(100)이 제1 자극신호에 반응하여 제1 자극신호를 회피하거나 제거하기 위해 움직이면 탐지대상(100)이 사람이라고 추정하고, 탐지대상(100)이 제1 자극신호에 아무런 반응을 하지 않으면, 탐지대상(100)이 동물이라고 추정한다(S4_1).
그리고 탐지대상 자극부(220)는 탐지대상(100)이 동물인지를 확인하기 위해 동물의 감각만을 자극하기 위한 제2 자극신호를 발생하여 출력한다(S2-2).
그리고 탐지대상 식별부(230)는 탐지대상(100)이 제2 자극신호에 반응하는지를 탐지하여(S3-2), 탐지대상(100)이 제2 자극신호에 반응하여 급격한 움직임을 발생하면 탐지대상(100)이 동물이라고 추정하고, 탐지대상(100)이 제2 자극신호에 아무런 반응을 하지 않으면 탐지대상(100)이 사람이라고 추정한다(S4_2).
마지막으로, S4_1의 추정결과와 S4_2의 추정결과를 총합하여 탐지대상(100)이 사람인지 또는 동물인지 최종 판정한다(S5).
도3의 실시예에서는 자극신호가 2개인 경우에 한하여 설명하였지만, 실제의 적용예에서는 1개의 자극신호를 사용하거나, 3개 이상의 자극신호를 사용할 수 도 있음은 물론 당연하다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 탐지대상 210: 탐지대상 감지부
220: 탐지대상 자극부 230: 탐지대상 식별부

Claims (10)

  1. 사람과 동물의 감각을 선택적으로 자극시키기 위한 자극신호를 발생하여, 탐지대상에 제공하는 탐지대상 자극부; 및
    상기 자극신호에 대한 상기 탐지대상의 반응을 탐지하여, 상기 탐지대상이 사람인지 동물인지를 식별하는 탐지대상 식별부를 포함하며,
    상기 탐지대상 자극부는,
    상기 자극신호를 발생하는 자극신호 발생부; 및
    상기 자극신호를 출력하는 자극신호 출력부를 포함하고,
    상기 자극신호 출력부는,
    빔 포밍 방식으로 상기 자극신호의 출력방향 및 출력세기를 제어하는 빔 포밍 출력기, 또는 위상가변 방식으로 상기 자극신호의 출력방향 및 출력세기를 제어하는 지향성 음파발생기로 구현되는 것을 특징으로 하는 사람 및 동물 식별 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탐지대상 자극부는
    상기 자극신호의 출력방향 및 출력 세기를 조정하는 것을 특징으로 하는 사람 및 동물 식별 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 자극신호 출력부는
    상기 자극신호를 출력하는 출력부; 및
    상기 출력부의 방향 및 위치를 제어하여 탐지영역을 가변하는 탐지영역 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사람 및 동물 식별 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 자극신호 출력부는
    상기 자극신호를 각각 출력하는 다수의 출력부; 및
    상기 다수의 출력부 각각의 동작 여부를 제어하여 탐지영역을 가변하는 탐지영역 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사람 및 동물 식별 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 탐지대상 식별부는
    상기 탐지대상의 움직임 패턴을 분석하여 상기 탐지대상의 반응을 검출하는 반응 검출부; 및
    상기 자극신호의 종류와 상기 반응 검출부의 검출 결과를 고려하여, 상기 탐지대상이 사람인지 동물인지를 식별하는 반응 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사람 및 동물 식별 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 탐지대상 식별부는
    가시광선 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라 중 적어도 하나를 이용하여 상기 탐지대상의 이미지를 획득하고, 상기 이미지로부터 상기 탐지대상의 움직임 패턴을 파악하는 것을 특징으로 하는 사람 및 동물 식별 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 탐지대상 식별부는
    초음파 센서, 레이더 센서, 레이저 센서 중 적어도 하나를 이용하여 상기 탐지대상의 위치를 파악하고, 상기 탐지대상의 위치를 추적하여 상기 탐지대상의 움직임 패턴을 파악하는 것을 특징으로 하는 사람 및 동물 식별 장치.
  10. 사람과 동물의 감각을 선택적으로 자극시키기 위한 자극신호를 발생 및 출력하여 탐지대상에 제공하는 단계; 및
    상기 탐지대상의 반응을 탐지하여, 상기 탐지대상이 사람인지 동물인지를 식별하는 단계를 포함하며,
    상기 자극신호 출력 시, 상기 자극신호의 출력방향 및 출력세기는, 빔 포밍 출력기를 통해 빔 포밍 방식으로 제어되거나, 또는 지향성 음파발생기를 통해 위상가변 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 사람 및 동물 식별 방법.
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