KR101462247B1 - Smart fire detection system based on infrared thermal-image and interface platform for auto-fire extinguishing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 화재 조기 발견 및 예방을 수행하도록 하기 위한 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼에 관한 것이다.
The present invention relates to a smart fire detection system and an automatic fire extinguishing system interface platform based on an infrared thermal image, and more particularly to a smart fire detection system and an automatic fire extinguishing system based on an infrared thermal imaging Interface platform.
전 세계적으로 환경, 안전, 재난, 화재 및 원자력 사고가 발생하여 많은 사람이 고통을 받고 있고 전 세계적으로 이슈화되고 있다.The global environment, safety, disaster, fire and nuclear accidents have caused many people to suffer and become global issues.
가까운 사례로 일본의 대지진의 해일로 인해 많은 건물이 무너지고 화재가 발생한 후 많은 인명구조 활동시와 후쿠시마 원자력 발전소의 안전점검활동에서 적외선 열상카메라가 큰 역할을 하는 것을 영상 매체를 통해 보아왔다.As a close example, many buildings have collapsed due to the earthquake of Japan's great earthquake, and after the fire has been seen through video media, infrared ray cameras play a big role in many lifesaving activities and safety inspection activities at Fukushima nuclear power plant.
후쿠시마 원자력 발전소의 사례에서 시사하는 바는 원자력 발전설비의 폭발이나 화재점검시에 많은 미세한 잔류 화기를 검출하기 위해 적외선 열영상 카메라의 탁월한 성능을 제공하고 있다. In the case of Fukushima Nuclear Power Plant, it suggests the excellent performance of infrared thermal imaging camera in order to detect a lot of minute residue in the explosion of nuclear power generation facilities and fire inspection.
최근 이러한 사례와 같이 국가시설, 원자력 및 화력발전소, 중대형 건물이나 문화재, 금속, 철강공장, 화학공장, 정유공장, 자동차공장과 같이 용광로, 도장페인트, 용접공정이 필수적으로 사용되는 대형공장의 화재위험 구역이나 국가산업시설인 통신망, 전력시설, 지하 공동구 등에서 많은 화재 및 소손사고가 발생하여 국가적으로 지대한 손실을 초래하고 있다.Recently, there has been a great increase in the risk of fire in large factories where blast furnaces, painting paints and welding processes are inevitably used, such as national facilities, nuclear and thermal power plants, medium and large buildings and cultural properties, metals, steel factories, chemical factories, refineries, There are many fire and burning accidents in the area, national industrial facilities, communication network, electric power facilities, underground communities, etc., resulting in great losses nationwide.
기존의 화재 감지 시스템에서 화재 감지 센서의 미감지, 오감지, 환경에 따른 오작동 등 여러 가지 취약점을 대체하기 위한 그 필요성이 대두되고 있는바, 해당 기술분야에 있어서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 열영상 기반의 화재감지 시스템에 의한 필수적인 핵심기술인 고도의 적외선 열영상 카메라 시스템 화재감지 알고리즘과 판독처리 기술개발의 필요성은 증대되고 있다.
In order to solve these problems, there is a need to replace the existing fire detection systems with various types of vulnerability such as fire detection, misdetection, malfunction due to environment, etc. In order to solve these problems, The need for the development of advanced infrared thermal imaging camera system fire detection algorithms and readout processing technology, which is an essential core technology for fire detection systems, is increasing.
[관련기술문헌][Related Technical Literature]
1. 블록 단위 영상 기반의 화재감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지기, 화재 감지 시스템 및 그 방법(The thermal and image of block image-based composite camera fire detector, fire detection system and method) (특허출원번호 제10-2012-0131764호)1. Combined Fire Detector, Fire Detection System and Method Using Fire Detection Camera and Sensor Based on Block Unit Image (Patent Application No. 10-2012-0131764)
2. 비상유도형 화재감지기 및 이를 적용한 화재감지 통합 모니터링 시스템(Fire detection unit having emergency guide lamp and fire monitoring system employing the same) (특허출원번호 제10-2011-0142429호)
2. Emergency Inductive Fire Detectors and Fire Detection Unit with Emergency Guide Lamp and Fire Monitoring System Employing the Same (Patent Application No. 10-2011-0142429)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단순한 화재감지 시스템이 아닌 화재 조기 발견 및 예방하는 스마트형 영상분석 화재감지 시스템을 제공함으로써, 다양한 적용환경에서 활용되는 외부 파라미터(parameter) 조절이 가능하며, 고가의 열영상 카메라를 최소화하여 경제성을 강화한 프리셋 팬/틸트(PRESET PAN/TILT) 구동이 가능하며, 적외선 열영상의 화질을 보완하는 200만 화소 HD 급 해상도의 영상을 추가적으로 이용한 화재 영상 모니터링 제공이 가능하도록 하기 위한 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a smart image analysis fire detection system for early detection and prevention of fire rather than a simple fire detection system, Provides fire image monitoring that can operate PRESET PAN / TILT, which enhances economic efficiency by minimizing expensive thermal imaging camera, and additionally uses image of resolution of 2,000,000 HD resolution that can complement the image quality of infrared thermal image To provide a smart fire detection system and an automatic fire extinguishing device interface platform based on an infrared thermal image.
또한, 본 발명은 다양한 자동소화장치와 인터페이스(Interface)할 수 있는 인터페이스 유닛 플랫폼(Unit Platform)을 제공함으로써, 화재감지를 위한 영상 모니터링 시스템과 자동소화장치에 대한 제어를 통해 자동 소화가 가능하도록 하기 위한 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention provides an interface unit platform capable of interfacing with various automatic fire extinguishing apparatuses, thereby enabling automatic fire extinguishing through control of an image monitoring system for fire detection and an automatic fire extinguishing apparatus A smart fire detection system and an automatic fire extinguishing device interface platform based on an infrared thermal image.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템은, 설치장소에 형성된 적외선 열영상 카메라(11), 고해상도 카메라(12) 및 센서(13) 외에 원격의 영상 모니터링 모듈(21)을 구비한 영상 모니터링 시스템(20), 그리고 인터페이스 모듈(30), 자동소화장치(40)를 포함하는 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에 있어서, 영상 모니터링 모듈(21)은, 카메라 제어 및 네트워크 통신 수신(21c)의 구동을 제어하여 고해상도 카메라 영상 감지 수단(21b)을 이용한 제어신호 전송 및 데이터 수신을 통해 CCD 기반의 고해상도 카메라(12)를 통한 감시구역 데이터를 획득하며, 고해상도 카메라(12)에 설치된 위치추적 모듈을 통해 화재 위치를 포착하도록 제어하며, 카메라 제어 및 네트워크 통신 수신(21c)의 제어에 따라 열영상 감지 수단(21a)은 적외선 열영상 카메라(11)로부터 영상 데이터를 수신하며, 인터페이스 제어 및 관리 수단(21f)의 제어를 통해 인터페이스 모듈(30)과 연결된 자동소화장치(40)에 대한 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the smart fire detection system based on the infrared ray image according to the embodiment of the present invention includes an infrared ray thermal imaging camera 11, a high-resolution camera 12 and a sensor 13, An
이때, 영상 모니터링 모듈(21)은, 현장 환경설정 수단(21d) 및 영상 분석수단(21e)의 제어에 따라 카메라(11, 12)가 설치된 지역에 미리 설정된 환경 정보와, 적외선 열영상 카메라(11)를 통한 수신된 온도를 이용해 이상온도 발생 지역을 포착하며, 화재발생으로 판단시 영상정보 분석을 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, the image monitoring module 21 sets environment information preset in the area where the cameras 11 and 12 are installed and the infrared ray image camera 11 (12) according to the control of the field environment setting unit 21d and the image analyzing unit 21e And detects an abnormal temperature occurrence area and analyzes the image information when it is determined that a fire has occurred.
또한, 영상 모니터링 모듈(21)은, 이벤트 감지 및 팝업 수단(21g)에 대한 제어를 통해 설치장소에 대한 화재발생과 같은 이벤트 발생 시 경보 및 신호 발생을 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the image monitoring module 21 performs alarm and signal generation when an event such as a fire occurs to the installation place through the event detection and the control for the pop-up unit 21g.
또한, 본 발명은 적외선 열영상 카메라(11)와 CCD 기반의 고해상도 카메라(12)를 하나의 카메라 보호 케이스에 형성되며, 팬틸트 장치(10a)가 카메라 보호 케이스에 연결되어 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the infrared thermal imaging camera 11 and the CCD-based high-resolution camera 12 are formed in a single camera protection case, and the
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 자동소화장치 인터페이스 플랫폼은, 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 인터페이스 모듈(30)에 형성되며, 적외선 열영상 카메라(11)나 센서(13)에 의해 감지된 화재 발생 신호를 판독 처리하는 원격 통합 방식의 영상 모니터링 시스템(20)의 정보를 송수신하여 자동소화장치(40)를 제어하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, an automatic fire extinguishing system interface platform in a smart fire detection system based on an infrared ray image is formed in an interface module (30) in an infrared ray image-based smart fire detection system. And controls the automatic
또한, 적외선 열영상 카메라(11)와 고해상도 카메라(12)로부터 데이터를 수신하여 화재 및 시스템 이상 유무에 대한 모니터링을 수행한 영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 제어신호를 수신하여 오픈 컬렉터(open collector)(60)를 통해 트랜지스터의 컬렉터가 오픈된 상태에서 접점신호를 출력단자로 출력하는 것을 특징으로 한다.The
이때, 본 발명은, 화재 감시 모니터링을 수행하는 영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 데이터가 수신되는 상태를 확인한 뒤, 수신된 데이터를 제어모듈(52)로 전달하는 통신모듈(51); 및 화재로 판단된 화재에 대한 인식을 수행하기 위해 화재 발생시 적외선 열영상 카메라(11) 및 고해상도 카메라(12)로부터 수신된 데이터를 통해 열과 연기를 감지에 대한 분석을 수행하는 제어모듈(52); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the present invention can be applied to a communication module (not shown) which confirms the state of receiving data from the video monitoring module 21 of the
또한, 본 발명은, 자동소화장치 인터페이스 유니트 플랫폼(50) 및 자동소화장치(40)의 전력을 제어하여, 전력장치의 구동회로나 자기보호 기능을 수행하는 전원모듈(53); 및 영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 수신되는 데이터를 신호변환으로 입력신호를 디지털입력신호로 변환하여 제어모듈(52)에 전달하는 신호변환모듈(54); 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention also includes a power module (53) for controlling the power of the automatic fire extinguishing device interface unit platform (50) and the automatic fire extinguishing device (40) and performing a driving circuit or a self - protecting function of the power device; A
본 발명의 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼은, 단순한 화재감지 시스템이 아닌 화재 조기 발견 및 예방하는 스마트형 영상분석 화재감지 시스템을 제공함으로써, 다양한 적용환경에서 활용되는 외부 파라미터(parameter) 조절이 가능하며, 고가의 열영상 카메라를 최소화하여 경제성을 강화한 프리셋 팬/틸트(PRESET PAN/TILT) 구동이 가능하며, 적외선 열영상의 화질을 보완하는 200만 화소 HD 급 해상도의 영상을 추가적으로 이용한 화재 영상 모니터링 제공이 가능한 장점을 제공한다. The smart fire detection system and the automatic fire extinguishing system interface platform based on the infrared ray image according to the embodiment of the present invention provide a smart image analysis fire detection system for early detection and prevention of fire rather than a simple fire detection system, (PRESET PAN / TILT) that can adjust the external parameters used in the camera, minimize costly thermal imaging cameras and increase the cost efficiency. It is capable of driving PRESET PAN / TILT, And provides the advantage of providing fire image monitoring using HD resolution image additionally.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼은, 다양한 자동소화장치와 인터페이스(Interface)할 수 있는 인터페이스 유닛 플랫폼(Unit Platform)을 제공함으로써, 화재감지를 위한 영상 모니터링 시스템과 자동소화장치에 대한 제어를 통해 자동 소화가 가능한 효과를 제공한다.
In addition, according to another embodiment of the present invention, the smart fire detection system and the automatic fire extinguishing device interface platform based on the infrared thermal image can be provided by providing an interface unit platform (Unit Platform) capable of interfacing with various automatic fire extinguishing devices , Video monitoring system for fire detection, and automatic fire extinguishing system.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템의 작동 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 도 1의 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템을 구성하는 적외선 열영상 카메라(11)와 CCD 기반의 고해상도 카메라(12)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 인터페이스 모듈(30)에 형성된 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)의 구조 및 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)에 의한 작동 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)의 연관 동작을 설명하기 위한 하드웨어 구성 도면이다.
도 7은 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)을 구체적으로 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a smart fire detection system based on an infrared thermal image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation process of the smart fire detection system based on the infrared ray image of FIG. 1.
FIG. 3 is a view for explaining the structure of an infrared thermal imaging camera 11 and a CCD-based high-resolution camera 12 constituting a smart fire detection system based on the infrared ray image of FIG.
4 is a view for explaining the structure and function of an automatic fire extinguishing system interface platform 50 formed in an interface module 30 in a smart fire detection system based on an infrared ray image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation process in the smart fire detection system based on the infrared ray image and by the automatic fire extinguishing apparatus interface platform 50 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a hardware configuration diagram for explaining an association operation of the automatic fire extinguishing apparatus interface platform 50 in the smart fire detection system based on the infrared ray image.
7 is a diagram specifically illustrating an automatic fire extinguishing system interface platform 50 in a smart fire detection system based on an infrared thermal image.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
In the present specification, when any one element 'transmits' data or signals to another element, the element can transmit the data or signal directly to the other element, and through at least one other element Data or signal can be transmitted to another component.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템은 적외선 열영상 카메라(11)와 200DPI이상의 고해상도 카메라(12)를 결합한 스마트 화재 감시시스템은 화재발생시 각 카메라(11, 12)와 센서들(13)로부터 들어오는 데이터를 처리하여 자동소화장치(40) 및 관리자에게 신호를 보내어 화재를 예방하고 초기에 진화할 수 있는 시스템이다. 이를 위해 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템은 설치장소에 형성된 적외선 열영상 카메라(11), 고해상도 카메라(12), 센서(13) 외에 원격의 영상 모니터링 모듈(21)을 구비한 영상 모니터링 시스템(20), 그리고 인터페이스 모듈(30), 자동소화장치(40)를 포함한다. FIG. 1 is a diagram illustrating a smart fire detection system based on an infrared thermal image according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a smart fire detection system based on infrared ray image is a smart fire detection system in which an infrared ray image camera 11 and a high resolution camera 12 of 200 DPI or more are combined, The system is capable of processing incoming data from the fire extinguisher 13 and sending a signal to the automatic fire extinguisher 40 and the manager to prevent fire and evolve at an early stage. To this end, a smart fire detection system based on an infrared thermal image is provided with an infrared thermal imaging camera 11, a high-resolution camera 12, a sensor 13, and a video monitoring system (not shown) 20, an interface module 30, and an automatic
요약하자면 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템은 적외선 열영상 카메라(11) 및 고해상도 카메라(12), 각종 센서(13) 및 자동소화장치(40)를 연결할 수 있는 인터페이스 모듈(30), 화재 감시를 위한 영상 모니터링 시스템(20)으로 구성되어 있다. In summary, the infrared fire image-based smart fire detection system includes an infrared module 11, an interface module 30 that can connect the high-resolution camera 12, various sensors 13 and the automatic
여기서 영상 모니터링 모듈(21)은 열영상 감지 수단(21a), 고해상도 카메라 영상 감지 수단(21b), 카메라 제어 및 네트워크 통신 수신(21c), 현장 환경설정 수단(21d), 영상 분석수단(21e), 인터페이스 제어 및 관리 수단(21f), 그리고 이벤트 감지 및 팝업 수단(21g)을 구비하며, 각 수단에 대한 영상 모니터링 모듈(21)의 제어에 대해서 구체적으로 살펴본다. Here, the image monitoring module 21 includes a thermal
영상 모니터링 모듈(21)은 카메라 제어 및 네트워크 통신 수신(21c)의 구동을 제어하여 고해상도 카메라 영상 감지 수단(21b)을 이용한 제어신호 전송 및 데이터 수신을 통해 CCD 기반의 고해상도 카메라(12)를 통한 감시구역 데이터를 획득하며, 고해상도 카메라(12)에 설치된 위치추적 모듈을 통해 화재 위치를 포착하도록 제어한다. 또한, 카메라 제어 및 네트워크 통신 수신(21c)의 제어에 따라 열영상 감지 수단(21a)은 적외선 열영상 카메라(11)로부터 데이터를 수신한다. The image monitoring module 21 controls the camera control and the driving of the network communication reception 21c to perform monitoring through the CCD based high resolution camera 12 through control signal transmission and data reception using the high resolution camera image sensing means 21b, Acquires the zone data, and controls the capture of the fire position through the location tracking module installed in the high-resolution camera 12. [ The thermal image sensing means 21a receives data from the infrared thermal imaging camera 11 in accordance with the control of the camera control and the network communication reception 21c.
또한, 영상 모니터링 모듈(21)은 현장 환경설정 수단(21d) 및 영상 분석수단(21e)의 제어에 따라 카메라(11, 12)가 설치된 지역에 미리 설정된 환경 정보와, 적외선 열영상 카메라(11)를 통한 수신된 온도를 이용해 이상온도 발생 지역을 포착하며, 화재발생으로 판단시 영상정보 분석을 수행한다. The image monitoring module 21 receives the environment information previously set in the area where the cameras 11 and 12 are installed and the infrared ray image camera 11 under the control of the field environment setting unit 21d and the image analysis unit 21e. Detects the abnormal temperature occurrence area using the received temperature, and analyzes the image information when it is determined that the fire has occurred.
또한, 영상 모니터링 모듈(21)은 인터페이스 제어 및 관리 수단(21f)의 제어를 통해 인터페이스 모듈(30)과 연결된 자동소화장치(40)에 대한 제어를 수행한다.The image monitoring module 21 also controls the automatic
또한, 영상 모니터링 모듈(21)은 이벤트 감지 및 팝업 수단(21g)에 대한 제어를 통해 설치장소에 대한 화재발생 등의 이벤트 발생 시 경보 및 신호 발생을 수행한다.
In addition, the image monitoring module 21 performs alarm and signal generation when an event such as a fire occurs in the installation place through the event detection and the control of the pop-up means 21g.
도 2는 도 1의 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템의 작동 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 영상 모니터링 모듈(21)은 적외선 열영상 카메라(11)를 구동하며(S11), 이와 동시에 CCD 기반 고해상도 카메라(12)를 구동한다(S12).FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation process of the smart fire detection system based on the infrared ray image of FIG. 1. Referring to FIGS. 1 and 2, the image monitoring module 21 drives the infrared thermal imaging camera 11 (S11), and at the same time drives the CCD-based high resolution camera 12 (S12).
단계(S11) 및 단계(S12) 이후, 영상 모니터링 모듈(21)은 적외선 열영상 카메라(11) 및 고해상도 카메라(12)로부터 영상 데이터를 수신한다(S13).After step S11 and step S12, the image monitoring module 21 receives the image data from the infrared thermal imaging camera 11 and the high-resolution camera 12 (S13).
딘계(S13) 이후, 영상 모니터링 모듈(21)은 제어센터(미도시)로의 데이터 전송, 영상데이터에 대한 분석을 수행한다(S14).After step S13, the video monitoring module 21 performs data transmission to the control center (not shown) and analysis of the video data (S14).
단계(S14)에 따른 분석 결과 영상 모니터링 모듈(21)은 화재 발생 여부를 판단한다(S15).As a result of the analysis in step S14, the image monitoring module 21 determines whether a fire has occurred (S15).
단계(S15)의 판단 결과 화재 발생으로 판단한 경우, 영상 모니터링 모듈(21)은 경보 및 알람을 수행한 뒤(S16), 단계(S13)에서 데이터를 저장한다(S17).If it is determined in step S15 that a fire has occurred, the image monitoring module 21 performs alarm and alarm (S16) and stores the data in step S13 (S17).
한편, 단계(S16)와 동시에 인터페이스 모듈(30)은 화재 발생 인식 여부를 판단한다(S18). Meanwhile, at the same time as the step S16, the interface module 30 judges whether or not the fire occurrence is recognized (S18).
단계(S18)의 판단 결과 화재 발생 인식의 경우 인터페이스 모듈(30)은 자동소화장치(40)에 대한 제어를 통해 자동 소화를 수행한다(S19). 그리고 단계(S19)와 동시에 영상 모니터링 모듈(21)은 현장 작업자들에게 경보 및 제어센터로 알람표시를 추가적으로 수행할 수 있다. As a result of the determination in step S18, the interface module 30 performs automatic fire extinguishing through the control of the automatic fire extinguishing device 40 (S19). Then, at the same time as step S19, the image monitoring module 21 can additionally perform an alarm indication to the field workers as an alarm and a control center.
반대로 단계(S15)에서 화재 발생으로 판단하지 않거나, 단계(S18)에서 화재 발생 인식을 하지 못한 경우, 모니터링 모듈(21)은 단계(S17)로 회귀하여 단계(S14)에서 수신한 데이터에 대한 저장 후 프로세스를 완료한다. On the other hand, if it is determined in step S15 that the fire has not occurred, or if the fire occurrence is not recognized in step S18, the monitoring module 21 returns to step S17 to store the data received in step S14 Complete the post-process.
상술한 과정으로 화재인식부터 소화에 이르는 과정이 이루어지며, 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템 카메라(11, 12)와 각종 센서(13)로부터 수신되는 데이터를 영상 모니터링 모듈(21)을 통해 능동적으로 처리함으로써, 화재발생을 판단하고 자동소화장치(40)와 연결된 인터페이스 모듈(30)에 신호를 보내어 자동소화를 실시하고 이와 동시에 모니터상에 화재 발생 상황을 알려 사용자가 이를 인식하고 바로 다음 조치를 취할 수 있도록 해준다.
The process from fire recognition to extinguishing is performed through the above-described process. Data received from the smart fire detection system cameras 11 and 12 and the various sensors 13 based on infrared thermal imaging are actively So that a fire is detected and a signal is sent to the interface module 30 connected to the
도 3a는 도 1의 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템을 구성하는 적외선 열영상 카메라(11)와 CCD 기반의 고해상도 카메라(12)를 하나의 카메라 보호 케이스에 형성되며, 여기에 도 3b와 같은 형태의 팬틸트 장치(10a)를 추가함으로써, 더 넓은 장소를 관찰할 수 있도록 한다.FIG. 3A shows an infrared ray image camera 11 and a CCD-based high-resolution camera 12 constituting a smart fire detection system based on the infrared ray image of FIG. 1 in a single camera protection case.
즉 가시광선 영역의 고해상도 카메라(11)와 적외선 영역의 열영상 카메라(11)를 결합한 시스템 고해상도 카메라(11)는 줌 기능을 구비하는 것이 바람직하다. That is, the system high resolution camera 11, which combines the high-resolution camera 11 in the visible light region and the thermal image camera 11 in the infrared region, preferably has a zoom function.
고해상도 카메라(12)는 불꽃의 위치를 추적할 수 있는 위치추적 모듈이 설치되어 화재 발생 시 화재가 발생한 곳을 표시해 주는 기능을 수행하기 위해 형성된다. The high-resolution camera 12 is provided with a position tracking module for tracking the position of the flame, and is formed to perform a function of displaying a place where a fire occurs in the event of a fire.
이와 동시에 적외선 열영상 카메라(11)는 화재 발생 지점을 온도에 따라 표시해 줌으로써 어느 곳의 온도가 가장 높은지를 표시해 주기 위해 형성된다. At the same time, the infrared thermal imaging camera 11 is formed to display the point where the fire occurs according to the temperature, thereby indicating the temperature at which the temperature is highest.
영상 모니터링 모듈(21)은 고해상도 카메라(12) 및 적외선 열영상 카메라(11)로부터 화재 발생한 곳의 정보 및 온도의 높낮이 정보를 인터페이스 모듈(30)로 전송하며, 자동소화장치(40)를 이용해 화재 진압을 하도록 하며, 제어센터(미도시)에 화재 발생 신호를 보내어 현장상황을 자세히 알 수 있도록 한다. The image monitoring module 21 transmits the information of the place where the fire has occurred and the temperature elevation information from the high resolution camera 12 and the infrared thermal imaging camera 11 to the interface module 30, And send out a fire signal to the control center (not shown) so that the user can know the situation in detail.
또한, 영상 모니터링 모듈(21)은 제어센터(미도시)의 담당자가 자리에 없을 때를 대비하여 담당자의 휴대폰으로 메시지를 보내어 알 수 있도록 하는 기능을 수행한다. In addition, the image monitoring module 21 performs a function of sending a message to the responsible person's mobile phone so that the person in charge of the control center (not shown) is not present.
이와 같이 본 발명에 따른 시스템의 장점은 자동으로 연기와 불꽃을 감지하고 화재진압까지 하게 되어 매우 편리하고 안정적이라는데 있다.
Thus, the advantage of the system according to the present invention is that it automatically senses smoke and flame, and even extinguishes fire, which is very convenient and stable.
한편, 상술한 팬틸트 장치(10a)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 팬틸트 장치(10a)는 카메라(11) 및 센서들(13)의 설치장소의 주변을 관찰할 수 있도록 자동회전이 가능하기 때문에 한 대로도 넓은 지역을 관찰할 수 있다. 팬틸트 장치(10a)의 팬 틸트는 정밀한 제어를 위한 것으로 카메라를 360° 연속 회전시킬 수 있으며, 옥내형과 옥외형으로 구분되며 사용목적에 맞게 회전속도를 조정할 수 있다. The panning and tilting
팬틸트 장치(10a)에 적용되는 팬틸트는 일반적으로 AC Type과 DC Type로 나눌 수 있는데, DC Type의 경우 감속기형 DC모터나 BLDC모터 또는 스텝핑 모터를 사용하여 팬틸트를 제어한다. 여기서 BLDC모터나 스테핑모터는 구동회로가 다소 복잡하고 모터의 비용이 상대적으로 고가이지만 정밀하고 추적제어에 용이한 모터이며, 수평으로 +90° 또는 -90° 회전시킬 수 있다. In the case of the DC type, the fan tilt is controlled by using a reducer type DC motor, a BLDC motor, or a stepping motor in the case of the DC type, in general, the pan tilt applied to the
따라서 본 발명에 따른 팬틸트 장치(10a)는 BLDC모터나 스테핑모터를 사용하여 주위상황을 완전하게 감시할 수 있다. 또한 팬틸트 장치(10a)에는 128개의 위치를 사전 설정해 줄 수 있으며 이 기능은 어떤 지역을 연속적으로 감시할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
Therefore, the panning and tilting
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 인터페이스 모듈(30)에 형성된 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)의 구조 및 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)은 적외선 열영상 카메라(11)나 센서(13)에 의해 감지된 화재 발생 신호를 판독 처리하는 원격 통합 방식의 영상 모니터링 시스템(20)의 정보를 송수신하여 자동소화장치(40)를 제어하기 위한 모듈이 탑재된 자동소화장치 전용의 제어 유닛(Unit)이다.4 is a view for explaining the structure and function of an automatic fire extinguishing system interface platform 50 formed in an interface module 30 in a smart fire detection system based on an infrared ray image according to an embodiment of the present invention. 4, the automatic fire extinguishing apparatus interface platform 50 includes information of a
영상 모니터링 모듈(21)은 적외선 열영상 카메라(11)와 고해상도 카메라(12)로부터 데이터를 수신하여 화재 및 시스템 이상 유무에 대한 모니터링을 위해 실시간으로 인터페이스 모듈(30) 내의 자동소화장치 인터페이스 유니트 플랫폼(50)으로 전송한다. The image monitoring module 21 receives data from the infrared thermal imaging camera 11 and the high resolution camera 12 and transmits the data to the automatic fire extinguishing unit interface unit platform 50).
이에 따라, 자동소화장치 인터페이스 유니트 플랫폼(50)은 적외선 열영상 카메라(11)와 고해상도 카메라(12)로부터 데이터를 수신하여 화재 및 시스템 이상 유무에 대한 모니터링을 수행한 영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 제어신호를 수신하여 오픈 컬렉터(open collector)(60)를 통해 트랜지스터의 컬렉터가 오픈된 상태에서 접점신호를 출력단자로 출력한다. Accordingly, the automatic fire extinguishing apparatus interface unit platform 50 receives the data from the infrared thermal imaging camera 11 and the high-resolution camera 12 and displays the video of the
이러한 인터페이스 유니트 플랫폼(50)의 작동 원리에 대해 살펴본다.The operation principle of the interface unit platform 50 will be described.
인터페이스 유니트 플랫폼(50)은 적외선 열화상 카메라(11)에 대한 감지에 따라 화재 발생시 영상 모니터링 모듈(21)로부터 데이터 신호를 받아서 오픈 컬렉터(open collector)(60) 출력을 이용한 접점신호 출력을 통한 자동소화장치(40)에 대한 제어를 수행한다.The interface unit platform 50 receives a data signal from the image monitoring module 21 when a fire occurs according to detection of the infrared radiographic camera 11 and outputs the data signal to the interface module 50 via an automatic contact sensor output using an output of an
이에 따른 본 발명의 보다 구체적인 실시예로, 자동소화장치(40)는 동작 신호에 의해 화재 수신반을 작동시켜 용기 가스를 개방시켜 선택 밸브로 가압용 용기밸브 개방하도록 한다. 또한, 자동소화장치(40)는 가압용 가스가 압력 조정기를 통하여 분말용기의 소화 약제 유동화 및 가압을 시켜주며, 소화 약제 저장탱크 압력을 증가시키는 정압작동장치를 동작시키며, 이에 따라 주밸브를 개방하여 소화 분말 방사를 통해 자동소화를 수행한다.
In accordance with the present invention, the automatic
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)에 의한 작동 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 영상 모니터링 모듈(21) 구동에 따라(S21), 영상 모니터링 모듈(21)로부터 적외선 열영상 카메라(11) 및 고해상도 카메라(12)로부터 수신된 데이터에 대한 자동소화장치 인터페이스 유니트 플랫폼(50)으로의 전송이 수행된다(S22). Meanwhile, FIG. 5 is a flowchart showing an operation process in the smart fire detection system based on the infrared ray image and by the automatic fire extinguishing apparatus interface platform 50 according to the embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 4 and 5, the image monitoring module 21 drives (S21) an automatic fire extinguishing function for data received from the infrared thermal imaging camera 11 and the high-resolution camera 12 from the image monitoring module 21, Transmission to the device interface unit platform 50 is performed (S22).
이에 따라 인터페이스 유니트 플랫폼(50)은 자동소화장치(40)에 대한 제어 프로세서를 개시하며(S23), 신호제어(S24) 및 신호변환(S25) 과정 뒤에, 자동소화장치(40)로 신호 제어 출력을 수행한다(S26 및 S27).Accordingly, the interface unit platform 50 starts the control processor for the automatic fire extinguisher 40 (S23). After the signal control (S24) and the signal conversion (S25), the automatic fire extinguishing device (S26 and S27).
단계(S27) 이후, 자동소화 장치(40)는 선택 밸브에 대한 제어를 통해(S28), 소화 약제에 대한 방출 유도관을 통해 자동소화를 수행한다(S29).
After step S27, the automatic
도 6은 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)의 연관 동작을 설명하기 위한 하드웨어 구성 도면이다. 도 7은 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 및 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)을 구체적으로 도시한 도면이다. FIG. 6 is a hardware configuration diagram for explaining an association operation of the automatic fire extinguishing apparatus interface platform 50 in the smart fire detection system based on the infrared ray image. 7 is a diagram specifically illustrating an automatic fire extinguishing system interface platform 50 in a smart fire detection system based on an infrared thermal image.
먼저, 도 6을 참조하면, 자동소화장치 인터페이스 유니트 플랫폼(50)은 화재가 발생시 연기나 열에 의해 화재 신호를 받으면 릴레이 출력 접점을 통하여 신호를 보내주게 수신한다. 인터페이스 유니트 플랫폼(50)은 화재신호 A접점을 통해 정상시 개방으로 해놓은 상태에서 동작시에만 연결하여 신호를 보내준다. 또 자동소화장치 인터페이스 유니트 플랫폼(50)은 화재 발생시 오류 발생시 단자를 전원으로 연결 또는 개방하여 최대 32V 의 전류를 흐르게 한다. 인터페이스 유니트 플랫폼(50)은 일반적으로 접점출력과 장착으로 설정한다. Referring to FIG. 6, the automatic fire extinguishing apparatus interface unit platform 50 sends a signal through a relay output contact when receiving a fire signal by smoke or heat when a fire occurs. The interface unit platform 50 sends signals through the fire signal A contact only during operation in a state in which it is normally opened. Also, the automatic fire extinguishing system interface unit platform 50 connects or opens the terminal with a power source in the event of a fire in the event of a fire, so that a current of maximum 32 V flows. The interface unit platform 50 is generally set to contact output and mounting.
또한, 자동소화장치 인터페이스 유니트 플랫폼(50)은 도 7에 도시된 바와 같이 통신모듈(51), 제어모듈(52), 전원모듈(53), 신호변환모듈(54)을 포함한다.The automatic fire extinguishing apparatus interface unit platform 50 includes a
여기서 통신모듈(51)은 화재 감시 모니터링을 수행하는 영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 데이터가 수신되는 상태를 확인한 뒤, 수신된 데이터를 제어모듈(52)로 전달하는 기능을 수행한다. Here, the
제어모듈(52)은 화재로 판단된 화재에 대한 인식(도 2의 단계(S18) 참조)을 수행하기 위해 화재 발생시 적외선 열영상 카메라(11) 및 고해상도 카메라(12)로부터 수신된 데이터를 통해 열과 연기를 감지에 대한 분석을 수행한다. The
전원모듈(53)은 인터페이스 유니트 플랫폼(50) 및 자동소화장치(40)의 전력을 제어하여, 전력장치의 구동회로나 자기보호 기능을 구비하는 것이 바람직하다. It is preferable that the
신호변환모듈(54)은 영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 수신되는 데이터를 신호변환으로 입력신호를 디지털입력신호로 변환하여 제어모듈(52)에 전달하는 기능을 수행한다.
The
한편, 본 발명에서의 적외선 열영상 카메라(11)는 열 감지 범위 확대 기법을 사용한다. Meanwhile, the infrared thermal imaging camera 11 of the present invention uses a thermal sensing range enlarging technique.
일반적으로 NETD(Noise Equivalent Temperature Difference) 등으로 표현되는 열 영상 데이터의 해상도는 초첨평면배열(FPA: Focul Plane Array)와 같은 하드웨어에 의해 결정된다. 이러한 열 영상 데이터의 해상도는 적외선 열영상 카메라(11)의 주요한 성능 지표 중의 하나이다. Generally, resolution of thermal image data expressed by NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) is determined by hardware such as FPA (Focul Plane Array). The resolution of the thermal image data is one of the main performance indicators of the infrared thermal imaging camera 11.
이와 함께 고려해야 하는 적외선 열영상 카메라(11)의 주요한 성능지표는 적외선 열영상 카메라(11) 내에 구비된 열 감지 센서의 동작 온도 범위이다. 대부분의 적외선 카메라는 측정 온도 범위를 조정할 수 있다. The primary performance index of the infrared thermal imaging camera 11 to be considered together is the operating temperature range of the thermal sensing sensor provided in the infrared thermal imaging camera 11. [ Most infrared cameras can adjust the measurement temperature range.
그러나 적외선 열영상 카메라(11)에 의해 촬영하는 부위에 온도차이가 큰 영역이 동시에 존재하는 경우 열 해상도를 유지할 수 없고 정밀한 데이터를 얻을 수 없다. 이런 현상은 광학 카메라에서 밝은 부분과 어두운 부분이 동시에 존재하는 경우에 어두운 부분과 밝은 부분을 동시에 자세히 볼 수 없는 현상에 비유할 수 있다.However, when there is a region having a large temperature difference at the same time in the region to be photographed by the infrared thermal imaging camera 11, thermal resolution can not be maintained and precise data can not be obtained. This phenomenon can be likened to a phenomenon in which a dark part and a bright part can not be seen in detail at the same time when a light part and a dark part are simultaneously present in an optical camera.
디지털 영상 처리 분야에서는 이런 문제를 해결하기 위한 방법으로 HDRI(High Dynamic Range Imaging) 기법을 사용하기도 한다.In the digital image processing field, HDRI (High Dynamic Range Imaging) technique is used as a method to solve this problem.
HDR 영상이 아닌 일반 영상은 HDR 영상에 비해서 동적 범위(dynamic range)가 작기 때문에 LDR(Low Dynamic Range) 영상이라고 지칭한다.A general image other than an HDR image is called an LDR (Low Dynamic Range) image because its dynamic range is smaller than that of an HDR image.
일반적으로 HDR 영상을 제작하기 위해서는 동일한 장면을 노출 시간을 달리 하여 촬영한 여러 장의 LDR 영상이 필요하다. HDRI는 LDR 영상을 취득하는 방법에 따라 크게 동일 카메라를 사용하여 동일한 장면을 연속적으로 노출 시간을 달리하며 촬영하는 "방법 A", 노출 시간이 다른 여러 대의 카메라를 사용하여 동일한 장면을 동시에 촬영하는 "방법 B"로 구분할 수 있다. Generally, in order to produce an HDR image, several LDR images of the same scene taken at different exposure times are required. HDRI is a "method A" that shoots the same scenes consecutively at different exposure times using the same camera largely depending on the method of acquiring the LDR image, Method B ".
여기에서 "방법 A"는 촬영대상에 움직이는 물체가 있는 경우에 동일한 영상을 얻을 수 없고, 최종 HDR 비디오의 프레임율이 낮아지는 단점이 있다. 반면 "방법 B"는 움직이는 물체를 촬영하는데 아무 제약이 없지만 여러 카메라의 공간적 위치가 다르기 때문에 정확한 영상을 얻는 것이 쉽지 않다는 단점이 있다. Here, "Method A" has the disadvantage that the same image can not be obtained when there is a moving object on the shooting target, and the frame rate of the final HDR video is lowered. On the other hand, "Method B" has no limitation in shooting a moving object, but it has a disadvantage that it is not easy to obtain an accurate image because the spatial positions of various cameras are different.
이에 따라 본 발명의 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템은 적외선 열영상 카메라(11)에 탑재할 수 있는 영상 품질 개선 기능 개발이 목표중 하나이므로 상술한 방법 A 및 방법 B 중 방법 A를 적용한다. Accordingly, the smart fire detection system based on the infrared ray image of the present invention is one of the targets of development of an image quality improvement function that can be mounted on the infrared ray imaging camera 11, so that Method A of Method A and Method A described above are applied .
한편, 고해상도 카메라(12)인 광학 카메라를 이용하는 경우 HDRI는 다음과 같이 설명할 수 있다. 디지털 광학 카메라에는 빛의 양을 전기 양으로 변환하는 센서인 CCD(charge coupled device)에 저장되는 전하 양은 노출에 비례한다. CCD의 각 화소에 해당하는 각 셀에 조사되는 빛의 양인 노출 H는 다음의 [수학식 1]과 같이 정의 된다. On the other hand, when an optical camera which is a high-resolution camera 12 is used, HDRI can be described as follows. In a digital optical camera, the amount of charge stored in a charge coupled device (CCD), which is a sensor that converts the amount of light into an electrical amount, is proportional to exposure. The exposure H, which is the amount of light irradiated to each cell corresponding to each pixel of the CCD, is defined by the following equation (1).
여기에서 E는 광휘(irradiance)를 τ는 노출 시간을 의미한다. 카메라의 센서의 각 화소에 저장되는 디지털 값 Z는 다음의 [수학식 2]와 같이 원래의 노출 H의 비선형 함수 f에 의해서 결정된다.Where E is the irradiance and τ is the exposure time. The digital value Z stored in each pixel of the camera sensor is determined by the nonlinear function f of the original exposure H as shown in the following equation (2).
HDRI에서 가장 먼저 해야 할 일은 측정값으로부터 카메라의 응답 곡선 (response curve)라고 불리는 비선형 함수 f와 노출 H를 구하는 것이다. 노출 H와 노출 시간 τ를 알고 있다면 E=H/τ와 같이 구할 수 있다.The first thing to do in HDRI is to obtain the nonlinear function f and the exposure H called the response curve of the camera from the measured values. If the exposure H and the exposure time τ are known, E = H / τ can be obtained.
카메라의 센서에 디지털 값이 결정되는 과정이 충분히 빨라서 촬영되는 영역의 빛의 변화량을 충분히 무시할 수 가정한다면 j번째 프레임의 i번째 화소값 Zij는 다음의 [수학식 3]과 같이 주어지게 된다.Assuming that the process of determining the digital value in the sensor of the camera is fast enough to neglect the amount of light change in the photographed region, the i-th pixel value Z ij of the j-th frame is given by Equation (3).
여기에서 Eij는 i번째 화소에 촬영된 곳의 광휘를 의미하고 τj는 j번째 프레임의 노출 시간을 의미한다. f가 단조함수라고 가정하고 역함수가 존재한다고 가정하면 다음의 [수학식 4]를 구할 수 있다.Here, E ij denotes the brightness of the scene taken at the i-th pixel, and τ j denotes the exposure time of the j- th frame. Assuming that f is a monotone function and an inverse function exists, the following equation (4) can be obtained.
이 식의 양변에 log 함수를 취하면 하기의 [수학식 5], 그리고 [수학식 5]의 정의로부터 [수학식 6]을 얻을 수 있다. If the log function is applied to both sides of this equation, Equation (6) can be obtained from the following equations (5) and (5).
여기에서 카메라로부터 얻은 각 화소값 Zij와 번째 노출시간 τj는 그 값을 알 수 있지만, 카메라 응답함수 g와 광휘 Ei는 미지 값이다.Here, each pixel value Z ij and the exposure time τ j obtained from the camera are known, but the camera response function g and the brightness E i are unknown values.
화소 값 Zij의 범위가 [Zmin, Zmax]라고 하고, LDR 영상의 개수를 [Zmin, Zmax]P, 한 영상의 화소 개수를 N이라고 하면 HDRI 문제는 다음의 [수학식 7]과 같이 정의되는 함수 O를 최소화하는 g(Zij),Zij∈[Zmin, Zmax]와 logEi,i∈[0,N-1]를 구하는 조건부 최소화 문제로 정의할 수 있다.
Assuming that the range of the pixel value Z ij is [Zmin, Zmax], the number of LDR images is [Zmin, Zmax] P, and the number of pixels of one image is N, the HDRI problem is defined as the following Equation We can define g (Z ij ), Z ij ∈ [Zmin, Zmax] and logE i , i∈ [0, N-1] minimizing the function O as conditional minimization problem.
여기에서 카메라 응답함수는 전 영역에서 부드럽게 변한다는 가정을 추가하고 
한편 g(Zij),Zij∈[Zmin, Zmax]이 연산되면, 다음과 같이 logEi를 구할 수 있다.On the other hand, if g (Z ij ) and Z ij ∈ [Zmin, Zmax] are computed, logE i can be obtained as follows.
최종적으로 i번째 화소에 촬영된 곳의 광휘 Ei는 역 로그함수를 취하여 구하면 된다. 이렇게 얻어진 Ei는 카메라 센서의 해상도에 비해서 동적 범위가 넓은 값이 되기 때문에 이를 다시 동적 범위가 작은 LDR 표시장치에 표시하기 위해서는 적당한 방식의 톤 매핑 기법이 필요하다.
Finally, the luminous flux E i taken at the i-th pixel can be obtained by taking an inverse logarithmic function. The obtained E i has a wider dynamic range than the resolution of the camera sensor. Therefore, in order to display the dynamic range on the LDR display device having a smaller dynamic range, a proper tone mapping technique is required.
이와 같은 과정을 통해서 하나의 적외선 열영상 카메라(11)로부터 노출을 달리하여 취득한 여러 개의 LDR 열 영상을 사용하여 한 장의 HDR 열 영상을 구성하고 이를 동적 범위가 제한된 표시 장치에 표시하기 위한 톤 매핑 방법에 대한 검토를 수행하며, 적외선 열영상 카메라(11)에서는 고해상도 카메라(12)의 CCD에서처럼 커패시터의 전하가 축적되는 시간을 적분시간(integration time)이라고 하는데, 적외선 열영상 카메라(11)의 열 영상 센서에서 전기적으로 이 시간을 조절할 수 있어서 HDR 열 영상과 LDR 열 영상을 구현할 수 있다.
A tone mapping method for displaying a single HDR thermal image using a plurality of LDR thermal images obtained by different exposures from one infrared thermal imaging camera 11 and displaying the same on a dynamic range limited display device And the accumulation time of the charge of the capacitor as in the CCD of the high resolution camera 12 is called an integration time in the infrared thermal imaging camera 11. In the infrared thermal imaging camera 11, This time can be controlled electronically in the sensor so that HDR thermal image and LDR thermal image can be realized.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) .
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
The computer readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
11: 적외선 열영상 카메라
12: 고해상도 카메라
13: 센서
10a: 팬틸트 장치
20: 영상 모니터링 시스템
21: 영상 모니터링 모듈
21a: 열영상 감지 수단
21b: 고해상도 카메라 영상 감지 수단
21c: 카메라 제어 및 네트워크 통신 수신
21d: 현장 환경설정 수단
21e: 영상 분석수단
21f: 인터페이스 제어 및 관리 수단
21g: 이벤트 감지 및 팝업 수단
30: 인터페이스 모듈
40: 자동소화장치
50: 자동소화장치 인터페이스 플랫폼
51: 통신모듈
52: 제어모듈
53: 전원모듈
54: 신호변환모듈11: Infrared thermal imaging camera
12: High resolution camera
13: Sensor
10a: a pan tilt device
20: Video monitoring system
21: Video monitoring module
21a: thermal image sensing means
21b: High resolution camera image sensing means
21c: Camera control and network communication reception
21d: Site environment setting means
21e: Image analysis means
21f: interface control and management means
21g: Event Detection and Pop-up Means
30: Interface module
40: Automatic fire extinguisher
50: Automatic fire extinguishing system interface platform
51: Communication module
52: Control module
53: Power module
54: signal conversion module
Claims (8)
영상 모니터링 모듈(21)은, 카메라 제어 및 네트워크 통신 수신(21c)의 구동을 제어하여 고해상도 카메라 영상 감지 수단(21b)을 이용한 제어신호 전송 및 데이터 수신을 통해 CCD 기반의 고해상도 카메라(12)를 통한 감시구역 데이터를 획득하며, 고해상도 카메라(12)에 설치된 위치추적 모듈을 통해 화재 위치를 포착하도록 제어하며, 카메라 제어 및 네트워크 통신 수신(21c)의 제어에 따라 열영상 감지 수단(21a)은 적외선 열영상 카메라(11)로부터 영상 데이터를 수신하며, 인터페이스 제어 및 관리 수단(21f)의 제어를 통해 인터페이스 모듈(30)과 연결된 자동소화장치(40)에 대한 제어를 수행하는 것이고,
상기 인터페이스 모듈(30)에 형성되며, 적외선 열영상 카메라(11)나 센서(13)에 의해 감지된 화재 발생 신호를 판독 처리하는 원격 통합 방식의 영상 모니터링 시스템(20)의 정보를 송수신하여 자동소화장치(40)를 제어하는 것이되, 적외선 열영상 카메라(11)와 고해상도 카메라(12)로부터 데이터를 수신하여 화재 및 시스템 이상 유무에 대한 모니터링을 수행한 영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 제어신호를 수신하여 오픈 컬렉터(open collector)(60)를 통해 트랜지스터의 컬렉터가 오픈된 상태에서 접점신호를 출력단자로 출력하는 자동소화장치 인터페이스 플랫폼(50)을 구비하는 것을 특징으로 하는 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템.
An image monitoring system 20 including a remote thermal imaging module 21 in addition to the infrared thermal imaging camera 11 installed at the installation site, the high resolution camera 12 and sensor 13 of 200 DPI or higher, and the interface module 30, A smart fire detection system based on an infrared thermal image, comprising an automatic fire extinguishing device (40)
The image monitoring module 21 controls the camera control and the driving of the network communication reception 21c to transmit the control signal through the high resolution camera image sensing means 21b and the data reception through the CCD based high resolution camera 12 And controls to capture the fire position through a position tracking module installed in the high resolution camera 12. The thermal image sensing means 21a controls the infrared image sensor 21a according to the control of the camera control and the network communication reception 21c, Receives image data from the video camera 11 and controls the automatic fire extinguishing device 40 connected to the interface module 30 through the control of the interface control and management means 21f,
And transmits and receives information of a remote monitoring type video monitoring system 20 which is formed in the interface module 30 and reads out a fire occurrence signal sensed by the infrared ray imaging camera 11 or the sensor 13, The image monitoring module 20 of the image monitoring system 20 that controls the apparatus 40 and receives data from the infrared thermal imaging camera 11 and the high resolution camera 12 and monitors the presence or absence of fire and system abnormality And an automatic fire extinguishing system interface platform (50) for receiving the control signal from the control unit (21) and outputting the contact signal to the output terminal in a state where the collector of the transistor is opened through the open collector (60) Smart fire detection system based on infrared thermal image.
현장 환경설정 수단(21d) 및 영상 분석수단(21e)의 제어에 따라 카메라(11, 12)가 설치된 지역에 미리 설정된 환경 정보와, 적외선 열영상 카메라(11)를 통한 수신된 온도를 이용해 이상온도 발생 지역을 포착하며, 화재발생으로 판단시 영상정보 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템.
The system according to claim 1, wherein the video monitoring module (21)
By using the environmental information preset in the area where the cameras 11 and 12 are installed and the temperature received through the infrared thermal imaging camera 11 under the control of the field environment setting unit 21d and the image analyzing unit 21e, Capturing an area where the fire is generated, and performing image information analysis when it is determined that a fire has occurred.
이벤트 감지 및 팝업 수단(21g)에 대한 제어를 통해 설치장소에 대한 화재발생과 같은 이벤트 발생 시 경보 및 신호 발생을 수행하는 것을 특징으로 하는 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템.
The system according to claim 1, wherein the video monitoring module (21)
And an alarm and signal generation are performed when an event such as a fire occurs to the installation place through control of the event detection and pop-up means (21g).
적외선 열영상 카메라(11)와 CCD 기반의 고해상도 카메라(12)를 하나의 카메라 보호 케이스에 형성되며, 팬틸트 장치(10a)가 카메라 보호 케이스에 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템.
The method according to claim 1,
An infrared thermal imaging camera (11) and a CCD-based high-resolution camera (12) are formed in one camera protection case, and the pan tilt device (10a) is connected to the camera protection case Smart fire detection system.
인터페이스 모듈(30)에 형성되며, 적외선 열영상 카메라(11)나 센서(13)에 의해 감지된 화재 발생 신호를 판독 처리하는 원격 통합 방식의 영상 모니터링 시스템(20)의 정보를 송수신하여 자동소화장치(40)를 제어하는 것이되,
적외선 열영상 카메라(11)와 200DPI 이상의 고해상도 카메라(12)로부터 데이터를 수신하여 화재 및 시스템 이상 유무에 대한 모니터링을 수행한 영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 제어신호를 수신하여 오픈 컬렉터(open collector)(60)를 통해 트랜지스터의 컬렉터가 오픈된 상태에서 접점신호를 출력단자로 출력하는 것을 특징으로 하는 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 자동소화장치 인터페이스 플랫폼.
An automatic fire extinguishing system interface platform in a smart fire detection system based on infrared ray image according to claim 1,
Receives and transmits information of a remote monitoring type video monitoring system 20 which is formed in the interface module 30 and reads out a fire occurrence signal sensed by the infrared ray imaging camera 11 or the sensor 13, (40)
Receives a control signal from the image monitoring module 21 of the image monitoring system 20 that receives data from the infrared thermal imaging camera 11 and the high resolution camera 12 of 200 DPI or higher and monitors the presence or absence of fire and system abnormality And the contact signal is outputted to the output terminal with the collector of the transistor opened through the open collector (60).
화재 감시 모니터링을 수행하는 영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 데이터가 수신되는 상태를 확인한 뒤, 수신된 데이터를 제어모듈(52)로 전달하는 통신모듈(51); 및
화재로 판단된 화재에 대한 인식을 수행하기 위해 화재 발생시 적외선 열영상 카메라(11) 및 고해상도 카메라(12)로부터 수신된 데이터를 통해 열과 연기를 감지에 대한 분석을 수행하는 제어모듈(52); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 자동소화장치 인터페이스 플랫폼.
The method of claim 5,
A communication module 51 for confirming the state of receiving data from the video monitoring module 21 of the video monitoring system 20 performing the fire monitoring monitoring and delivering the received data to the control module 52; And
A control module (52) for performing an analysis for detecting heat and smoke through data received from the infrared thermal imaging camera (11) and the high resolution camera (12) in case of fire in order to perform fire recognition; Wherein the fire extinguishing system comprises an infrared fire extinguishing system interface platform in a smart fire detection system based on infrared thermal imaging.
자동소화장치 인터페이스 유니트 플랫폼(50) 및 자동소화장치(40)의 전력을 제어하여, 전력장치의 구동회로나 자기보호 기능을 수행하는 전원모듈(53); 및
영상 모니터링 시스템(20)의 영상 모니터링 모듈(21)로부터 수신되는 데이터를 신호변환으로 입력신호를 디지털입력신호로 변환하여 제어모듈(52)에 전달하는 신호변환모듈(54); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 열영상 기반의 스마트 화재감지 시스템에서의 자동소화장치 인터페이스 플랫폼.The method of claim 7,
A power module (53) for controlling the power of the automatic fire extinguishing unit interface unit platform (50) and the automatic fire extinguishing unit (40) and performing a driving circuit or a self - protecting function of the power unit; And
A signal conversion module 54 for converting the data received from the video monitoring module 21 of the video monitoring system 20 into a digital input signal by signal conversion and transmitting the converted digital input signal to the control module 52; Further comprising: an infrared fire image interface smart fire detection system.
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