KR101476978B1 - A context-awareness cultural assets surveillance system based on ad-hoc networking and the method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 것으로, ad-hoc 네트워킹을 기반으로 감시카메라들이 음원, 영상 또는 이들의 조합을 통한 상황정보 공유를 통해 감시카메라의 사각지대를 줄일 수 있고, 이동이 가능한 감시카메라를 사용하여 보다 넓은 지역을 감시함으로써, 적은 수의 카메라로 최대의 감시효과와 감시비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있고, 상기 ad-hoc 네트워킹을 기반으로 공유한 정보를 통해 감시대상의 현재위치, 침입자의 도주방향 및 문화재 훼손 진행 상황을 파악하거나 예측할 수 있으며, 또한 음원 추적에 의한 상황인지를 통하여, 감시카메라에 포착이 되지 않은 감시대상이더라도 소리를 통해 위치를 파악해서 카메라를 제어하여 영상을 기록하고, 상기 감시카메라 네트워크를 이용한 감시카메라 간 협업을 통해 감시카메라 사이에 감시대상의 위치정보를 공유하고 추적함으로써, 문화재 감시 효과를 극대화 할 수 있는 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention provides an ad-hoc networking-based context-sensitive cultural property monitoring system and method, wherein surveillance cameras based on ad-hoc networking are used to display context information through sound sources, images, It is possible to reduce the monitoring effect and the monitoring cost with a small number of cameras by monitoring a wider area by using a moving surveillance camera, Through the information, it is possible to grasp or predict the current position of the object, the direction of escape of the intruder, and the progress of the destruction of the cultural property. Also, through the detection of the situation by the sound source tracking, even if the object is not captured by the surveillance camera, And records the image by controlling the camera, and a monitoring camera By sharing and tracking of the monitored location information between the surveillance camera through collaboration between cognitive networking, ad-hoc basis to maximize the effect of cultural heritage monitoring the situation related to cultural heritage monitoring system and method.

Description

AD-HOC 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템 및 그 방법{A CONTEXT-AWARENESS CULTURAL ASSETS SURVEILLANCE SYSTEM BASED ON AD-HOC NETWORKING AND THE METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a state-aware cultural property monitoring system based on AD-HOC networking,

본 발명은 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 관리가 잘 되지 않고 있는 고택, 사당, 사찰, 비석 등의 비지정문화재 뿐만 아니라 국가지정 문화재를 대상으로 음원추적을 통한 상황인지가 가능한 이동형 감시카메라를 사용하여, 기존의 감시시스템보다 문화재의 훼손률을 줄이고, 감시설비의 설치 편의와 관리의 용이성을 높이며, 감시 영역의 사각지대를 줄이고, ad-hoc 네트워킹을 통해 감시카메라 간 협업이 가능한 문화재 감시시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a situation-aware cultural property monitoring system based on ad-hoc networking and a method thereof, and more particularly, to a state-of-the-art cultural property monitoring system, By using a recognizable mobile surveillance camera, it is possible to reduce the damage rate of cultural property, improve the convenience of installation of monitoring facilities and ease of management, reduce blind spot in surveillance area, The present invention relates to a monitoring system and method for monitoring cultural properties capable of collaborating with each other.

본원 발명은 ad-hoc 네트워킹을 기반으로 상황인지 문화재 감시시스템을 구성하는 것을 특징으로 하는 것으로, 1) 상기 ad-hoc 네트워킹을 통해서 적어도 하나 이상의 카메라간의 협업을 기반으로 임의의 감시대상 영역에 대해서 효율적으로 감시시스템을 구축할 수 있으며, 2) 음원 추적을 통해서 감시대상 문화재에 대한 상황을 인지하여 이에 능동적으로 대처하는 문화재 감시시스템을 구축하는 것에 관한 것이다.The present invention is characterized in that a context-aware cultural property monitoring system is constructed based on ad-hoc networking. The present invention is characterized in that: 1) And 2) to build a cultural property surveillance system that recognizes the situation of the monitored cultural assets through sound source tracking and actively copes with them.

문화재는 세상에서 하나밖에 존재하지 않고 자신의 나라와 역사를 말해주는 유일한 존재로서, 최근 문화재 가치에 대한 사회적 인식이 시간이 갈수록 높아져가고 있다. 이 같은 이유로 최근 사회적으로 문화재에 대한 감시를 철저히 하고, 그 문화재와 함께 그 속의 역사를 보존하려는 움직임이 활발해지고 있다. 그러나 현재 문화재 관리를 위한 감시 시스템에는 많은 인력이 소모되며, 시설 설치의 편의성이 떨어지고, 시설 관리가 용이하지 않은 문제로 인해 문화재 관리를 위한 감시가 힘든 실정이다. 특히 현재 문화재에 설치된 도난감시시설 등의 문화재 감시시설 대부분이 노후하여 있거나 잦은 고장으로 무용지물인 것으로 나타났다고 조사되었다. 이와 같은 이유로 문화재 감시 시스템을 과거와 달리할 필요가 있다.Cultural assets are the only ones in the world that exist only in the world and tell their own country and history. Recently, the social perception of the value of cultural properties has been increasing steadily. For this reason, there has been an increasing trend in recent surveillance of cultural assets in the society, and preservation of the history along with the cultural assets. However, the surveillance system for cultural property management has a lot of manpower consumed, the convenience of facility installation is poor, and the facility management is not easy. In particular, it was surveyed that most of the surveillance facilities such as theft monitoring facilities installed in cultural assets were obsolete or frequent failures. For this reason, cultural property surveillance system needs to be different from the past.

종래의 문화재 감시 시스템은 CCTV와 같은 감시설비를 문화재 주위에 설치하여 감시하는 방식을 채택하고 있으나, 이 방법은 문화재의 특성상 CCTV와 같은 감시기기 설치가 오히려 문화재를 훼손할 염려가 있으므로 설치상의 편의성이 떨어지고, 카메라 개수의 한계가 있어 문화재 감시에 문제가 많은 실정이다. Conventional cultural property surveillance system adopts a method to monitor surveillance facilities such as CCTV by installing them around cultural assets, but this method is not convenient because installation of surveillance devices such as CCTV may damage cultural assets due to the characteristics of cultural properties. The number of cameras is limited and there are many problems in monitoring cultural assets.

또한 CCTV는 주요 포인트를 중심으로만 설치되어 있고, 대다수의 CCTV가 외부에 노출되어 있는 상태이기 때문에 얼마든지 CCTV를 피해 외부에서 침입이 가능하고, 상기와 같은 이유로 발생하게 되는 감시의 사각지대에서 일어나는 문화재 훼손에 관리자가 대응할 방법이 없는 문제가 있다.In addition, since CCTV is mainly installed at the main points, and most CCTVs are exposed to the outside, it is possible to infiltrate outside from CCTV at any time, There is a problem that the manager does not have a way to deal with cultural property damage.

또한 종래의 고정형 감시기기를 이용한 문화재 감시 시스템에서는 문화재의 규모가 큰 경우일 때 많은 수의 감시기기를 설치해야하고, 이렇게 많은 수의 감시기기를 통해 수집되는 정보를 한정된 문화재 관리 인원이 처리해야 하는 문제가 있다. 예컨대, 수십 개의 CCTV화면을 소수의 인원이 항시 모니터링 하기 때문에, 감시기기에는 문화재 훼손상황이 포착되었을지라도 관리자가 제시간에 확인을 못하는 문제가 발생할 수가 있다.In addition, in a conventional cultural monitoring system using a fixed monitoring apparatus, a large number of monitoring apparatuses should be installed when a cultural property is large, and information collected through such a large number of monitoring apparatuses must be processed by a limited cultural property management personnel there is a problem. For example, since dozens of CCTV screens are always monitored by a small number of personnel, there is a problem that the supervisor can not confirm on time even though the situation of damage to the cultural property is caught.

한편, 종래의 문화재 관리를 위한 감시 시스템에서 문화재 주위에 경보기기를 설치하여 외부침입이나 화재 등 문화재 훼손 상황에서 관리자 또는 경비업체에게 경보 알림을 해주는 경보 알림 시스템은 인건비 절약 등의 경제성으로 이용이 증가하고 있으나, 이는 많은 수의 경보기기가 설치되어 있어서 관리가 까다롭고, 특히 오경보 발생이 빈발한다는 중대한 문제점으로 인해 대처요원의 인력과 시간, 예산 등의 낭비가 심각한 실정이다.On the other hand, in the conventional surveillance system for cultural property management, the alarm notification system that provides alarm notifications to the manager or the guard company in the situation of damaging cultural property such as external intrusion or fire by installing a alarm device around the cultural property, However, due to the fact that a large number of alarm devices are installed, management is difficult, and in particular, there is a serious problem that the occurrence of false alarms frequently causes wasting of personnel, time, and budget.

또한 상기 종래의 문화재 감시 방법은 감시기기가 고정되어 있고, 감시기기 간에 연동이 어려워 외부 침입자에 의한 문화재 훼손상황이 발생했을 시에 침입자의 동선 파악이나 현재 위치 및 도주방향 등의 상황을 파악하기 어렵고, 문화재 훼손 진행 상황을 예측하기가 힘들어, 모니터링이나 경보 알림을 통해 문화재관리인이나 경비업체요원이 현장에 도착하더라도 상황에 적절한 대응을 하기가 힘든 실정이다. In addition, in the above-mentioned conventional cultural property monitoring method, it is difficult to grasp the situation of the intruder's movement line, current position, and escape direction when the surveillance device is fixed and interlocking between the monitoring devices is difficult, , It is difficult to predict the progress of cultural property damage, and even if a cultural property manager or security guard arrives at the site through monitoring or alarm notification, it is difficult to respond appropriately to the situation.

상기와 같은 이유로 종래의 문화재 관리를 위한 감시 시스템으로는 감시기기 설치, 관리에 인력과 시간 및 예산이 너무 많이 소비되어 비용 및 시간대비 효과가 좋지 않고, 문화재 훼손 상황을 발견하기가 힘들고, 발견하더라도 그 다음 상황에서 필요한 정보를 얻기가 힘들기 때문에 신속하고 적절한 대응을 하기가 어려운 실정이다. For the above reasons, conventional surveillance systems for the management of cultural properties include the fact that the personnel, the time and the budget are consumed too much for the installation and management of the surveillance device, the effect on cost and time is not good and the damage situation of the cultural property is difficult to find. Since it is difficult to obtain necessary information in the next situation, it is difficult to respond promptly and appropriately.

아울러 설령 문제가 되는 상황을 영상정보로 저장하였다고 하더라도 해당 영상 정보의 화질이 나빠 침입자의 신원을 파악하지 못하는 문제가 빈번하게 발생하고 있으며, 이로 인해 장기간에 걸쳐 침입자의 침입경로와 도주경로를 포함한 이동경로를 추적하여 판독 가능한 화질의 영상정보를 확보하여야 하며, 심지어 상기 영상정보를 확보하지 못할 경우 목격자를 찾아 탐문 수사를 하여야 하는 어려움이 있었다.In addition, even if the problematic situation is stored as image information, the image quality of the corresponding image information is poor and the identification of the intruder can not be identified frequently. Therefore, the intruder's intrusion path and the escape route including the escape route It is necessary to obtain the image information of the readable image quality by tracing the path, and even if the image information can not be secured, there is a difficulty in searching for the witness to search for the witness.

이에 문화재의 상황을 실시간으로 인지하여 능동적으로 영상을 녹화하고, 또한 문화재의 감시 영역이 모두 제 각각인 상황에서 고정된 위치에 제한된 숫자의 카메라만으로 문화재 전체를 감시하기보다 감시시스템 간의 협업(혹은 감시카메라 간의 협업이라고 하여도 그 의미는 동일한 의미를 가진 것으로 봄)을 통해서 감시영역을 신축적으로 운용할 필요가 증대되었으나, 아직까지 이러한 실정을 반영한 문화재 감시시스템은 존재하지 않는 실정이다.
Therefore, in order to record the images of the cultural assets in real time and actively record the images, and in addition to monitoring the entire cultural assets with only a limited number of cameras in a fixed position in the situation where the surveillance areas of the cultural assets are both, The need to operate the surveillance area flexibly has been increased through the use of collaboration between cameras, however, there is no cultural property surveillance system that reflects these facts.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 창작된 것으로, 문화재를 감시하는데 있어 감시카메라 간 음원, 영상 또는 이들의 조합을 통한 상황정보 공유를 통해 문화재 감시 효과를 극대화 할 수 있는 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an ad-hoc networking system capable of maximizing the effect of monitoring cultural properties through the sharing of situation information through a sound source, a video, The present invention provides a situation-aware cultural property monitoring system and method thereof.

또한 본 발명은 ad-hoc 네트워킹을 기반으로 감시카메라들이 음원, 영상 또는 이들의 조합을 통한 상황정보 공유를 통해 감시카메라의 사각지대를 줄이는 문화재 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a system and method for monitoring surveillance cameras that reduce blind spots of surveillance cameras by sharing surveillance cameras with sound sources, images, or a combination thereof based on ad-hoc networking.

또한 본 발명은 이동이 가능한 감시카메라를 ad-hoc 네트워크로 상호 연결해서 보다 넓은 지역을 감시함으로써, 적은 수의 카메라로 최대의 감시효과를 얻을 수 있고, 감시 비용을 줄이고, 상기 ad-hoc 네트워킹을 기반으로 공유한 정보를 통해 감시대상의 추적이 용이하도록 하여, 문화재 감시 효과를 극대화 할 수 있는 문화재 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, the present invention can monitor a wider area by interconnecting movable surveillance cameras with an ad-hoc network, thereby obtaining a maximum surveillance effect with a small number of cameras, reducing monitoring costs, It is an object of the present invention to provide a cultural property monitoring system and method that can maximize the effect of monitoring cultural properties by facilitating the tracking of objects to be monitored through information shared based on the same.

또한 본 발명은 음원 추적에 의한 상황인지를 통하여 감시카메라에 포착이 되지 않은 감시대상이더라도 소리를 통해 위치를 파악하고, 감시카메라를 제어하여 영상정보를 획득함으로써, 문화재 감시 효과를 극대화 할 수 있는 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, the present invention can detect the position of the surveillance camera even though the surveillance camera is not captured by the surveillance camera through the sound source tracking, obtain the image information by controlling the surveillance camera, -hoc network-based context-aware cultural property monitoring system and method therefor.

아울러 본 발명은 감시카메라 간 협업을 위해 상기 ad-hoc 네트워킹을 기반으로 감시카메라 네트워크를 형성하여, 하나의 감시대상을 다수개의 감시카메라가 감시할 수 있게 하고, 감시 연계를 위해 형성된 네트워크를 통해 카메라 간에 감시정보를 전달함으로써, 감시대상이 이동하더라도 지속적으로 추적, 감시가 될 수 있도록 하는 문화재 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
In addition, the present invention forms a surveillance camera network on the basis of the ad-hoc networking for collaboration between surveillance cameras, allows a plurality of surveillance cameras to monitor one surveillance target, The present invention aims to provide a monitoring system and method for monitoring cultural properties that can be continuously tracked and monitored even when a monitored object is moved by transmitting monitoring information between the objects.

본 발명의 일 측면에 따른 문화재 감시시스템은 적어도 하나 이상의 카메라; 적어도 하나 이상의 마이크로폰; 상기 적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음원을 수집 및 처리하여 감시대상 문화재의 상황을 인지하는 수단; 상기 인지된 상황에 따라 적어도 하나 이상의 카메라의 방향을 움직이도록 제어하고 영상, 음원, 상황 또는 이들의 조합을 포함하는 정보를 리코딩하는 리코딩 수단; 상기 인지된 상황 정보를 인접 리코딩 장치에 전송하여 ad-hoc 네트워크를 형성하고, 인접한 리코딩 장치와 협업을 통한 리코딩을 수행하도록 하기 위한 통신 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 리코딩 장치는 고정이 가능한 바퀴; 본체와 감시카메라 사이에 길이 조절이 가능한 지지대; 및 전원 공급용 배터리;를 더 포함하여, 상황인지에 따른 감시대상 문화재를 가까운 거리와 높이에서 촬영할 수 있도록 이동이 가능하며, 상기 음원의 처리는 적어도 하나 이상의 음원으로부터 소정의 임계값보다 그 세기가 큰 음의 개수를 계산하여 그 수가 큰 두 개의 마이크로폰 사이의 사이각을 계산하여 음의 위치를 계산하는 것이며, 상기 통신 수단은 문화재 감시센터와 통신하기 위한 Wi-Fi, 3G, 4G, LTE, Wibro 또는 이들의 조합을 포함하는 무선 통신망 또는 유선 통신망 인터페이스;를 더 포함하고, 상기 리코딩 수단은 자체 HDD, 직접적인 와이어링, 유무선 네트워크, 클라우드 네트워킹 또는 이들의 조합을 통해 연결되는 저장수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
A cultural property monitoring system according to an aspect of the present invention includes at least one camera; At least one microphone; Means for collecting and processing a sound source from the at least one microphone to recognize a situation of a monitored cultural asset; Recording means for controlling the direction of at least one camera to move according to the recognized situation and for recording information including an image, a sound source, a situation, or a combination thereof; And communicating means for transmitting the recognized situation information to the adjacent recording apparatus to form an ad-hoc network, and to perform recording through cooperation with an adjacent recording apparatus. Here, the recording apparatus may include a fixed wheel; A length adjustable support between the main body and the surveillance camera; And a battery for power supply, wherein it is possible to move the monitoring target cultural object according to a situation recognition so that it can be photographed at a close distance and a height, and the processing of the sound source is performed such that the intensity thereof is lower than a predetermined threshold value Calculating the number of large sounds and calculating the angle between the two microphones having a large number of them, and calculating the position of the sound, wherein the communication means includes: Wi-Fi, 3G, 4G, LTE, Wibro Or a combination thereof, and wherein the recording means further comprises: storage means connected via its own HDD, direct wiring, wired or wireless network, cloud networking or a combination thereof .

본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 문화재 감시방법은 상기 적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음원을 수집하는 제1 단계; 상기 수집된 음원을 처리하여 감시대상 문화재의 상황을 인지하는 제2 단계; 상기 인지된 상황에 따라 적어도 하나 이상의 카메라의 방향을 움직이도록 제어하는 제3 단계; 상기 마이크로폰 또는 카메라를 통해 입력된 영상, 음원, 상황 또는 이들의 조합을 포함하는 정보를 리코딩하는 제 4단계; 및 상기 인지된 상황 정보를 인접 리코딩 장치에 전송하여 ad-hoc 네트워크를 형성하는 제5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 인지된 상황에 따라 감시대상 문화재를 가까운 거리와 높이에서 촬영할 수 있도록 이동하는 제6 단계;를 더 포함하며, 상기 제2 단계는, 적어도 하나 이상의 음원으로부터 소정의 임계값보다 그 세기가 큰 음의 개수를 계산하는 제7 단계; 상기 계산된 개수에서 그 수가 큰 두 개의 마이크로폰을 선택하는 제8 단계; 및 상기 선택된 두 개의 마이크로폰 사이의 사이각을 계산하여 음의 위치를 계산하는 제9 단계;를 더 포함하고, Wi-Fi, 3G, 4G, LTE, Wibro 또는 이들의 조합을 포함하는 무선 통신망 또는 유선 통신망 인터페이스를 통해 문화재 감시센터와 통신하는 제10 단계;를 더 포함하며, 상기 제5 단계는, 제1 리코딩 장치와 인접한 적어도 하나 이상의 리코딩 장치 중에서 가장 인접한 제2 리코딩 장치와 ad-hoc 네트워크를 형성하고, 상기 제2 리코딩 장치는 다시 인접한 적어도 하나 이상의 리코딩 장치 중에서 가장 인접한 제3 리코딩 장치와 ad-hoc 네트워크를 형성하는 방식으로 ad-hoc 네트워크를 형성하는 것이며, 또한 제5 단계는, 제1 리코딩 장치와 인접한 적어도 하나 이상의 리코딩 장치 중에서 연결 가능한 인접한 복수의 리코딩 장치와 ad-hoc 네트워크를 형성하고, 상기 복수의 리코딩 장치 각각은 다시 연결 가능한 인접한 복수의 리코딩 장치와 ad-hoc 네트워크를 형성하는 방식으로 ad-hoc 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring cultural properties, comprising the steps of: collecting sound sources from at least one microphone; A second step of processing the collected sound sources to recognize the status of the monitored cultural asset; A third step of controlling the direction of at least one camera according to the recognized situation; A fourth step of recording information including an image, a sound source, a situation, or a combination thereof input through the microphone or the camera; And a fifth step of transmitting the recognized situation information to an adjacent recording apparatus to form an ad-hoc network. And a sixth step of moving the monitored cultural property so that the monitored cultural property can be photographed at close distances and heights according to the recognized situation, wherein the second step is a step of moving from the at least one sound source, A seventh step of calculating the number of sounds; An eighth step of selecting two microphones having the largest number in the calculated number; And calculating an angle between the selected two microphones to calculate a sound position. The method according to claim 1, further comprising: a step of calculating an angle between the selected two microphones, And communicating with the cultural property monitoring center through a communication network interface, wherein the fifth step includes forming an ad-hoc network with the second recording apparatus closest to the first recording apparatus and the at least one recording apparatus adjacent to the first recording apparatus And the second recording apparatus forms an ad-hoc network by forming an ad-hoc network with the third adjacent recording apparatus among the at least one recording apparatus adjacent to the second recording apparatus, Forming an ad-hoc network with a plurality of adjacent recording apparatuses connectable among at least one or more recording apparatuses adjacent to the apparatus, Wherein each of the plurality of recording apparatuses forms an ad-hoc network in such a manner as to form an ad-hoc network with a plurality of adjacent recording apparatuses which can be reconnected.

본 발명은 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템 및 그 방법을 제공하는 것으로, ad-hoc 네트워킹을 기반으로 감시카메라들이 음원, 영상 또는 이들의 조합을 통한 상황정보 공유를 통해 감시카메라의 사각지대를 줄일 수 있고, 이동이 가능한 감시카메라를 사용하여 보다 넓은 지역을 감시함으로써, 적은 수의 카메라로 최대의 감시효과와 감시비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있고, 상기 ad-hoc 네트워킹을 기반으로 공유한 상황정보를 통해 감시대상의 현재위치, 도주방향 및 문화재 훼손 진행 상황을 파악하거나 예측할 수 있으며, 또한 음원 추적에 의한 상황인지를 통하여, 감시카메라에 포착이 되지 않은 감시대상이더라도 소리를 통해 위치를 파악해서 카메라를 제어하여 영상을 기록하고, 상기 감시카메라 네트워크를 이용한 감시카메라 간 협업을 통해 감시카메라 사이에 감시대상의 위치정보를 공유하고 추적함으로써, 문화재 감시 효과를 극대화 할 수 있는 효과가 있다.
The present invention provides an ad-hoc networking-based context-sensitive cultural property monitoring system and method, wherein surveillance cameras based on ad-hoc networking are used to display context information through sound sources, images, It is possible to reduce the monitoring effect and the monitoring cost with a small number of cameras by monitoring a wider area by using a moving surveillance camera, Through the situation information, it is possible to grasp or predict the current position, the direction of escape and the destruction progress of the cultural property through the situation information by the sound source tracking, and the location through the sound even if it is not captured by the surveillance camera A camera is controlled to record an image, and a surveillance camera using the surveillance camera network By sharing and tracking location information of surveillance objects between surveillance cameras through collaboration, it is possible to maximize the monitoring effect of cultural properties.

도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원추적을 통한 이동형 리코딩 장치의 구성에 대한 예시도.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상황인지 및 협업에 의한 영상 리코딩부의 구성에 대한 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템의 개념을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치추정 알고리즘의 흐름을 보인 흐름도.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 넓은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 ad-hoc 네트워크 형성의 개념을 설명하기 위한 예시도.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 넓은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 ad-hoc 네트워크 형성 프로토콜을 설명하기 위한 흐름도.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 좁은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 ad-hoc 네트워크 형성의 개념을 설명하기 위한 예시도.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 좁은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 ad-hoc 네트워크 형성 프로토콜을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 연계를 위한 이동형 리코딩 장치 간 협업 프로토콜을 설명하기 위한 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A is an exemplary diagram illustrating a configuration of a mobile recording apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 1B is an exemplary view illustrating a configuration of an image recording unit according to an embodiment of the present invention; FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ad-hoc networking-based context-aware cultural property monitoring system.
3 is a flowchart illustrating a flow of a sound source location estimation algorithm according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is an exemplary diagram for explaining the concept of ad-hoc network formation for efficiently monitoring a wide area according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 4B is a flowchart illustrating an ad-hoc network forming protocol for efficiently monitoring a wide area according to an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 5A is an exemplary diagram for explaining the concept of ad-hoc network formation for efficiently monitoring a narrow area according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 5B is a flowchart illustrating an ad-hoc network formation protocol for efficiently monitoring a narrow area according to an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating a collaboration protocol between mobile recording apparatuses for monitoring connection according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템의 일 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of an ad-hoc networking-based context-aware cultural property monitoring system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

상술한 바와 같이 종래의 문화재 관리를 위한 감시시스템으로는 감시기기 설치, 관리에 인력과 시간 및 예산이 너무 많이 소비되어 비용 및 시간대비 효과가 좋지 않고, 문화재 훼손 상황을 발견하기가 힘들고, 발견하더라도 그 다음 상황에서 필요한 정보를 얻기가 힘들기 때문에 신속하고 적절한 대응을 하기가 어려운 실정이었다. 따라서 본 발명에서는 음원추적에 의한 상황인지를 통하여 영상정보를 기록하고 ad-hoc 네트워킹을 이용한 이동형 리코딩 장치의 협업을 통해 문화재 감시 효과를 극대화시키기 위한 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템 및 그 방법을 제시한다.As described above, the surveillance system for the management of the cultural property has the problems that the personnel, the time and the budget are consumed too much in the installation and management of the surveillance equipment, the cost and time are ineffective and it is difficult to detect the damage situation of the cultural property. Since it is difficult to obtain the necessary information in the next situation, it was difficult to respond promptly and appropriately. Accordingly, in the present invention, an ad-hoc networking-based context-sensitive cultural property monitoring system and method for maximizing the effect of monitoring cultural properties by recording video information through context recognition by sound source tracking and collaborating with a portable recording apparatus using ad- .

먼저, ad-hoc 네트워크에서 ad-hoc은 특정 목적을 위해 다른 통신기반 시설이 필요 없이 무선 네트워크 카드(Wireless NIC)가 장착된 단말 만으로 네트워크를 구성할 수 있는 것이다. 즉, ad-hoc 네트워크는 각 단말이 자율적으로 라우팅을 수행하는 것으로 고정 네트워크가 불필요하며 단말 만으로 원하는 환경에 따라 네트워크를 구축할 수 있는 것이다.First, in an ad-hoc network, ad-hoc can configure a network only with a terminal equipped with a wireless network card (Wireless NIC) without any other communication infrastructure for a specific purpose. That is, the ad-hoc network autonomously routes each terminal, which does not require a fixed network, and can construct a network according to a desired environment only by the terminal.

또한 본 발명에서 사용하는 상황인지 기술은 음원 추적에 의한 상황인지를 통하여 영상 정보를 획득하는 것으로써, 문화재로부터 발생하는 음원에 대한 추적을 통해서 카메라의 촬영 방향을 가변적으로 변화시키거나, 평소에는 영상 녹화를 정지하고 있거나 카메라를 숨기고 있다가, 음원으로부터 긴급한 상황이 인지되면 카메라와 영상정보 녹화기능을 가동시켜 해당 문화재의 훼손 현장을 포착하는 기술이다. 특히, 본 발명에서는 인프라스트럭처 모드의 네트워킹 대신에 ad-hoc 모드의 네트워킹을 기반으로 카메라 간의 협업에 의한 문화재 감시시스템을 구성한다.In addition, the context recognition technology used in the present invention acquires image information through recognition of a situation by sound source tracking, and it is possible to variably change the shooting direction of the camera through tracking of a sound source generated from cultural property, When the recording is stopped or the camera is hid and an urgent situation is recognized from the sound source, the camera and the video information recording function are activated to capture the damage site of the cultural property. Particularly, in the present invention, a cultural property monitoring system based on collaboration between cameras is constructed based on networking in ad-hoc mode instead of networking in infrastructure mode.

상기 ad-hoc 네트워크에서 ad-hoc은 특정 목적을 위해 다른 통신기반 시설이 필요 없이 무선 네트워크 카드(Wireless NIC)가 장착된 단말 만으로 네트워크를 구성할 수 있는 것이다. 즉, ad-hoc 네트워크는 각 단말이 자율적으로 라우팅을 수행하는 것으로 고정 네트워크가 불필요하며 단말 만으로 원하는 환경에 따라 네트워크를 구축할 수 있는 것이다. 무선 랜을 통한 네트워크를 구성하는 방법으로는 ad-hoc 모드(multi-hop의 wireless mesh network)와 인프라스트럭처 모드(무선 액세스 포인트를 통한 1-hop의 무선 전송이 이루어짐)가 있다. 여기서 인프라스트럭처 모드는 무선 액세스 포인트를 중심으로 다수의 무선 랜을 장착한 단말이 일정한 범위에 위치하여 단말 간에 상호 통신을 수행하며, 액세스 포인트는 다시 유무선의 백본을 통해서 인터넷과 같은 광역 네트워크에 연결되는 구조이다. 예를 들어, IEEE 802.11 무선 랜의 동작 모드에서, ad-hoc 모드는 각각의 단말에 설치된 무선랜 카드가 상호 직접적으로 통신을 하는 형태이고, 이에 반하여 네트워크를 통괄하는 액세스 포인트를 통해 상호 통신하는 형태를 인프라스트럭처 모드라고 한다. 2 개의 무선랜 카드로 ad-hoc 모드로 통신하기 위해서 무선 랜카드의 ESS-ID(Extended Service Set Identifier)를 일치시켜서 사용할 수 있으며, 일반적인 방법으로는 무선 랜 인터페이스를 가지는 PC 2대를 통신 가능한 거리에 두고, 서로의 파일을 교환하는 것이 좋은 예이다. 결국 ad-hoc 네트워크는 바통 릴레이 방식으로 복수의 단말을 통해 무선 도달 범위를 넓히는 통신이 가능하며, 송신자와 수신자 사이의 거리가 떨어진 정도에 따라서 multi-hop으로 무선전송이 이루어져, 1-hop과 비교할 때 동일한 패킷에 대해서 송신자와 수신자 사이에 떨어진 hop의 수만큼 전송이 이루어져야 하므로 네트워크 채널의 효율, 시간지연, 패킷 손실 등의 문제가 있으나, 본원 발명에서 제시하는 무선 송수신 프로토콜을 사용하여 상기 문제점을 해결하고 무선 도달범위를 가변적으로 할 수 있는 장점을 이용하여 문화재의 감시를 효율적으로 수행하는데 활용된다.In the ad-hoc network, the ad-hoc network can be configured only by a terminal equipped with a wireless network card (Wireless NIC) without any other communication infrastructure for a specific purpose. That is, the ad-hoc network autonomously routes each terminal, which does not require a fixed network, and can construct a network according to a desired environment only by the terminal. There are ad-hoc mode (multi-hop wireless mesh network) and infrastructure mode (wireless transmission of 1-hop through wireless access point). In the infrastructure mode, a plurality of terminals equipped with a plurality of wireless LANs are located in a predetermined range around a wireless access point to perform mutual communication between terminals, and the access point is connected to a wide area network such as the Internet through a wired or wireless backbone Structure. For example, in the operation mode of the IEEE 802.11 wireless LAN, the ad-hoc mode is a mode in which the wireless LAN cards installed in the respective terminals directly communicate with each other. On the other hand, Is referred to as infrastructure mode. In order to communicate in ad-hoc mode with two wireless LAN cards, the ESS-ID (Extended Service Set Identifier) of the wireless LAN card can be matched. In general, two PCs with wireless LAN interface A good example is to exchange files with each other. As a result, the ad-hoc network is capable of communication in which a wireless reach is widened through a plurality of terminals in a barrel relay manner, and wireless transmission is performed in multi-hop according to the distance between a sender and a receiver, Time delay and packet loss due to the fact that the same packet has to be transmitted as many times as the number of hops between the sender and the receiver. However, And it can be used to efficiently monitor the cultural assets by taking advantage of the possibility of varying the wireless reach.

본원 발명의 또 다른 기술적 특징은 음원 추적에 의한 상황인지를 통하여 영상정보를 획득하는 것으로, 고정된 카메라 방향과 항시 혹은 일정 시간 간격을 둔(time-lapse) 영상정보 녹화에 기반을 두어 녹화 현장의 상황의 변화에 전혀 대응하지 못하는 종래의 문화재감시시스템의 문제를 해결하고, 문화재에 훼손을 가할 침입자가 카메라의 위치를 먼저 알고 카메라를 미리 가리거나 카메라를 피하여 문화재에 훼손을 가할 경우 감시시스템의 역할을 다할 수 없었던 종래의 CCTV에 의한 영상 녹화 시스템에 대한 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명에서는 문화재로부터 발생하는 음원에 대한 추적을 통해서 카메라의 촬영 방향을 가변적으로 변화시키거나, 평소에는 영상 녹화를 정지하고 있거나 카메라를 숨기고 있다가, 음원으로부터 긴급한 상황인 인지되면 카메라와 영상정보 녹화기능을 가동시켜 해당 문화재의 훼손 현장을 포착하도록 하는 것이다.Another technical feature of the present invention is to acquire image information through context recognition by sound source tracking. It is based on time-lapse image information recording at fixed or constant time intervals with fixed camera direction, If an intruder who is going to solve the problem of conventional cultural property monitoring system that can not cope with the change of situation and intends to damage the cultural property knows the location of the camera in advance and damages the cultural property by avoiding the camera in advance or avoiding the camera, And to solve the problem of the conventional CCTV-based video recording system which can not do everything. That is, according to the present invention, the photographing direction of the camera is variably changed by tracking the sound source generated from the cultural property, or normally the image recording is stopped or the camera is hidden, The information recording function is activated to capture the damage site of the cultural property.

이하 좀 더 구체적인 시나리오를 참조하여 상기 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템의 동작에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the ad-hoc networking-based context-aware cultural property monitoring system will be described with reference to a more specific scenario.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 음원추적을 통한 이동형 리코딩 장치의 구성에 대한 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 음원추적을 통한 이동형 리코딩 장치(100)는 비지정문화재를 포함한 국가지정문화재를 효율적으로 관리하고, 도난을 방지하며, 문화재를 훼손 하지 않도록 이동이 가능한 형태인 것이 특징이고, 이렇게 이동이 가능한 형태로 구성하기 위해 감시카메라(110), 상황에 맞게 카메라의 높이를 조절할 수 있는 길이(높이) 조절부(120), 음원 추적을 통해 감시목표의 위치를 파악하고 카메라를 제어하여 목표를 추적/감시하며, 네트워크를 통해 정보를 송/수신하는 상황인지 및 협업에 의한 영상 리코딩부(130), 고정이 가능한 바퀴(140) 등을 포함하여 일체형 혹은 조립식으로 구성될 수 있다. 상기 감시카메라(110)는 디지털 및 아날로그 카메라의 제어 기능인 줌인, 줌아웃, 포커싱 기능, 카메라가 피사체를 따라 좌우/상하로 따라가는 Pan/Tilt 기능을 포함하여, 카메라 자체가 360도 회전할 수 있도록 전동 모터를 탑재한 카메라 어셈블리로 구성될 수 있다. 또한 상기 감시카메라(110)는 복수의 음원이 있을 경우를 대비하여 중요 지역에 인접한 음원에 대해 우선순위로 작동할 수 있으며, 또는 복수의 음원을 최대한 추적 감시하기 위해 적어도 한대 이상으로 구성되는 것이 바람직하다.FIG. 1A is a diagram illustrating a configuration of a mobile recording apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, the mobile recording apparatus 100 includes a stationary cultural property A surveillance camera 110 for configuring the camera so as to be movable in such a manner that the height of the camera can be adjusted according to circumstances, The length (height) control unit 120 detects the position of the target of monitoring through sound source tracking, tracks / monitors the target by controlling the camera, receives the information through the network, (130), a fixed wheel (140), and the like. The surveillance camera 110 includes a zoom function, a zoom-in function, a zooming function, and a pan / tilt function for moving the camera left / right and up and down along the subject, As shown in FIG. In addition, the surveillance camera 110 may be operated in priority order with respect to sound sources adjacent to the important area in order to monitor a plurality of sound sources, or at least one Do.

또한 상기 상황 정보에 따라 이동형 리코딩 장치는 바퀴를 구동하여 특정한 장소로 이동할 수 있으며, 감시대상의 위치에 따라 길이(높이)조절부와 카메라를 조절하여 최적의 영상을 획득할 수 있다. 상기 바퀴를 구동하는 데에 있어서 이동형 리코딩 장치가 목적지로 이동 후에는 바퀴 고정 기능을 통해 이동형 리코딩 장치가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.Also, according to the situation information, the mobile recording apparatus can move to a specific place by driving the wheels, and the optimal image can be obtained by adjusting the length (height) controller and the camera according to the position of the object to be monitored. In driving the wheel, the mobile recording device can be prevented from being shaken through the wheel fixing function after the mobile recording device moves to the destination.

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상황인지 및 협업에 의한 영상 리코딩부의 구성에 대한 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 상황인지 및 협업에 의한 영상 리코딩부(130)는 음을 수집하는 마이크로폰(131), 4개의 마이크로폰이 전후좌우로 일정한(혹은 동일한) 간격으로 배치되어 음원을 수집하고 수집된 음의 세기를 분석하여 음이 발생한 위치를 추정하는 음원 수집 및 처리부(132), 상황인지를 통해 카메라의 움직임과 이동형 리코딩 장치를 컨트롤하는 제어부(133), 음원 및 영상정보를 저장하는 저장부(134), 이동통신망(3G,4G), Wi-Fi, WiBro 또는 LAN 등을 포함하는 유무선 통신 네트워크를 통하여 저장된 영상정보를 원격으로 전송하거나, ad- hoc 네트워킹을 통해 인접한 다른 이동형 리코딩 장치와 상황 정보를 송/수신 하는 통신부(135) 및 이동형 리코딩 장치가 동작하는데 필요한 전원을 공급하기 위한 배터리부(136)를 포함하여 구성된다. 본원 발명의 음원 수집 및 처리부에서, 음원의 수집은 반드시 4개의 마이크로폰을 구비하여야 하는 것은 아니며, 상황에 따라서 4개 이하 혹은 4개 이상의 마이크로폰을 미리 정해진 간격이나 위치에 설치하여 음원을 수집하는 것도 가능하다.FIG. 1B is a diagram illustrating a configuration of an image recorder according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1B, the image recorder 130 includes a microphone A sound source collecting and processing unit 132 for collecting sound sources and analyzing the collected sound intensities to estimate a sound generation position, A control unit 133 for controlling the movements of the camera and the portable recording device through the camera, a storage unit 134 for storing sound sources and image information, a wired / wireless communication including a mobile communication network (3G, 4G), Wi-Fi, WiBro, A communication unit 135 for remotely transmitting image information stored through a network, a communication unit 135 for transmitting / receiving situation information to / from another adjacent portable recording device through ad-hoc networking, And a battery unit 136 for supplying power necessary for operation of the battery. In the sound source collecting and processing unit of the present invention, the collection of sound sources does not necessarily have to have four microphones. Depending on the situation, it is also possible to collect sound sources by installing four or less microphones at predetermined intervals or locations Do.

참고로, 상기 실시예에서 음원추적을 통한 이동형 리코딩 장치(100)를 구성하는 각 구성수단들은 설명의 편의를 위해 기재된 것일 뿐이며, 실질적으로는 어느 하나의 구성수단에서 모든 동작을 처리할 수도 있고, 더 다양한 구성수단으로 세분화하거나, 그 구성수단들을 조합하여 처리하도록 구성할 수도 있을 것이다.For reference, in the above-described embodiment, the respective constituent elements constituting the portable recording apparatus 100 through sound source tracking are described only for convenience of explanation. Actually, any of the constituent means may process all the operations, It may be configured to be further subdivided into a plurality of constituent means or a combination of the constituent means.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템의 개념을 설명하기 위한 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템은 감시카메라의 사각지대 발생을 최소화하고, 문화재 훼손상황이 불특정 장소에서 발생하고 또한 상기 훼손상황이 변함(예: 침입자의 이동 등)에 따라 음원추적을 통한 이동형 리코딩 장치(100)들이 Wi-Fi와 같은 무선 랜을 이용한 ad-hoc 네트워킹을 통해 감시상황 정보(예: 문화재 훼손장소의 위치정보, 감시카메라시스템의 위치정보, 침입자의 위치정보 등)를 공유하고, 협업을 통해 감시대상(예: 감시대상 문화재(200), 침입자(201) 등)을 지속적으로 추적 감시하여 문화재 감시의 효율을 극대화시키는 것으로써, 거리가 멀어서 서로 통신이 안 되는 장치들끼리는 서로 인접한 타 장치와의 협업을 통해서 네트워크를 확장할 수가 있고, 반드시 Wi-Fi의 액세스 포인트나 3G/4G 통신망의 기지국(202) 등을 이용하지 않는 것이 아니라, 상기 액세스 포인트나 기지국을 통해서 수집한 음원정보, 음원분석정보, 영상정보, 알람정보 또는 이들의 조합을 포함한 감시정보를 경찰서, 문화재 관리국, 감시기관(사설, 공설, 국립 등) 또는 이들의 조합을 포함한 문화재 감시센터(203)로 전송할 수 있도록 하여, 이동형 리코딩 장치(100-1, 100-2, 100-3)들 간에 네트워크를 형성하여 상황정보를 공유함은 물론이고 감시정보를 문화재 감시센터(203)로 전송하여 실제 문화재 관리자가 효과적으로 상황에 대처할 수 있도록 한다. 여기서 이동형 리코딩 장치, 100-1은 인접한 이동형 리코딩 장치, 100-2와 1-hop으로 ad-hoc 네트워크를 형성하고, 다시 이동형 리코딩 장치, 100-2는 이동형 리코딩 장치, 100-3과 1-hop으로 ad-hoc 네트워크를 형성하여, 전체 2-hop의 ad-hoc 네트워크가 형성되는 것을 개념적으로 나타낸 것이다.2 is a diagram illustrating an ad-hoc networking-based context-aware cultural property monitoring system according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the ad-hoc networking- The portable recording apparatuses 100 through the sound source tracking according to the movement of the intruder (for example, movement of the intruder, etc.) may cause the occurrence of the blind spot such as Wi-Fi Through ad-hoc networking using LAN, users can share surveillance status information (eg location information of cultural property damage location, location of surveillance camera system, location of intruder, etc.) (200), the intruder (201), etc.), thereby maximizing the efficiency of monitoring the cultural property. As a result, Lee can extend the network through cooperation with other devices adjacent to each other and not necessarily use the Wi-Fi access point or the base station 202 of the 3G / 4G communication network, Monitoring information including the collected sound source information, sound source analysis information, image information, alarm information, or a combination thereof can be transmitted to a cultural property monitoring center 203 including a police station, a cultural property management station, a monitoring agency (private, public, national, To form a network between the portable recording apparatuses 100-1, 100-2, and 100-3 to share status information and send monitoring information to the cultural property monitoring center 203, Allows administrators to effectively respond to situations. Here, the mobile type recording apparatus 100-1 is an adjacent mobile type recording apparatus, 100-2 and 1-hop form an ad-hoc network, and the mobile type recording apparatus 100-2 is a mobile type recording apparatus, 100-3 and 1-hop To form an ad-hoc network, thereby forming a total 2-hop ad-hoc network.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치추정 알고리즘의 흐름을 보인 흐름도로서, 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이 4개의 마이크로폰(131)이 감지한 음원을 이용하여 ADC(Analog-to-Digital Conversion) 기능이 포함된 음원 수집 및 처리부(132)에서 음원 위치추정 알고리즘을 수행하게 된다. 상기 음원 위치추정 알고리즘은 음의 세기를 분석하여 음이 발생한 위치를 추정하는 알고리즘으로써 음의 수집 단계(S101), 음의 세기 분석 단계(S102), 음의 비율계산 단계(S103), 위치추정 단계(S104)의 4단계로 진행된다. 음의 수집 단계(S104)에서는 4개의 마이크로폰을 전(Front, 0°), 후(Back, 180°), 좌(Left, 270°), 우(Right, 90°)의 열십자 모양으로 동일한 간격으로 배치하여 음을 측정하고, 음의 세기 분석 단계에서 4개의 마이크로폰에서 수집된 음들은 [수학식 1]과 같이 임계치(th)보다 큰 수의 개수를 구하게 된다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a sound source position estimation algorithm according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1B, an analog-to-digital (A / And a sound source location estimation algorithm is performed in the sound source collection and processing unit 132 including the conversion function. The sound source position estimation algorithm is an algorithm for estimating a position where a sound is generated by analyzing the sound intensity. The sound source position estimation algorithm includes a sound collection step S101, a sound intensity analysis step S102, a sound ratio calculation step S103, (S104). In the negative sound collection step S104, the four microphones are arranged in a cross shape of front, 0 °, back, 180 °, left, 270 °, And the number of sounds collected from the four microphones in the step of analyzing the sound intensity is found to be larger than the threshold value th as shown in Equation (1).

Figure 112013028724517-pat00001
Figure 112013028724517-pat00001

음의 비율 계산 단계에서는 음원 세기 분석에서 구해진 마이크로폰에서 수집된 음들 중 임계치(th)보다 큰 개수(count)를 이용해 4개의 마이크로폰 중 count가 큰 두 개의 마이크로폰을 선택하여, 선택된 두 개의 마이크로폰(MICa, MICb)의 count 비율을 [수학식 2]를 이용해 계산한다. 위치추정 단계에서는 음의 비율 계산 단계에서 계산된 countrate를 음원의 위치(SL)을 [수학식 3]과 같이 계산한다.In the negative ratio calculation step, two microphones having the largest count among the four microphones are selected by using a count larger than the threshold value th among the notes collected in the microphone obtained from the sound source intensity analysis, and the selected two microphones MIC a , MIC b ) is calculated by using the following equation (2). The location estimating step calculates the count rate calculated by the ratio calculating step of the sound, such as the position (SL) of the sound source in [Equation 3].

Figure 112013028724517-pat00002
Figure 112013028724517-pat00002

Figure 112013028724517-pat00003
Figure 112013028724517-pat00003

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 넓은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 네트워크 형성의 개념을 설명하기 위한 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 이동형 리코딩 장치 REC1으로부터 브로드캐스팅 신호가 수신되지 않는 거리의 이동형 리코딩 장치 REC3에서도 인접한 타 이동형 리코딩 장치 REC2를 통해 네트워크를 형성하여 효율적으로 넓은 지역을 감시할 수 있게 된다.FIG. 4A is an exemplary diagram for explaining the concept of network formation for efficiently monitoring a wide area according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4A, the distance from a mobile recording apparatus REC1 The portable recording apparatus REC3 can form a network through the adjacent portable recording apparatus REC2 and efficiently monitor a wide area.

도 4b는 는 도 4a의 네트워크 형성에 대한 개념을 바탕으로 본 발명의 일 실시예에 따른 넓은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 네트워크 형성 프로토콜을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 4B is a flowchart illustrating a network formation protocol for efficiently monitoring a wide area according to an embodiment of the present invention, based on the concept of network formation in FIG. 4A.

도 4a와 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이 넓은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 네트워크 형성 프로토콜은 ad-hoc 네트워크를 기반으로 이동형 리코딩 장치(REC1, REC2, REC3)의 연계 및 협업을 통해 넓은 영역을 효율적으로 감시할 수 있도록 하기 위한 네트워크 형성 프로토콜과 그 방법이다. 상기 넓은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 네트워크 형성 프로토콜은 먼저 REC1이 네트워크 생성을 위해 카메라 번호, 위치정보, 상태 정보를 브로드캐스팅 하면, REC1의 브로드캐스팅 신호를 수신한 REC2는 자신의 카메라 번호(혹은 장치 번호), 위치정보, 상태정보를 REC1에게 전송한다. 상기 REC2의 정보를 수신한 REC1은 테이블에 REC2의 정보를 추가하고, REC2도 REC1의 정보를 테이블에 추가한다. 그 후 REC2는 네트워크 생성을 위해 카메라 번호, 위치정보, 상태정보를 브로드캐스팅하고, REC2의 브로드캐스팅 신호를 수신한 REC1은 이미 연결 상태이기 때문에 무시하며, REC3은 자신의 카메라 번호, 위치정보, 상태정보를 REC2에게 전송한다. 상기 REC3의 정보를 수신한 REC2는 테이블에 REC3의 정보를 추가하고 REC3도 REC2의 정보를 테이블에 추가한다. 상기 REC3은 네트워크 생성을 위해 카메라 번호, 위치정보, 상태정보를 브로드캐스팅하고, REC3의 브로드캐스팅 신호를 수신한 REC2는 이미 연결 상태이기 때문에 무시하고 아무런 ACK(acknowledgement) 신호를 받지 못한 REC3은 네트워크 연결을 종료한다.As shown in FIGS. 4A and 4B, the network formation protocol for efficiently monitoring a wide area efficiently and efficiently communicates a wide area through cooperation and collaboration between the mobile recording apparatuses REC1, REC2 and REC3 based on the ad- And a network formation protocol and method thereof. When the REC1 broadcasts the camera number, location information, and status information for network creation, the REC2 receiving the broadcasting signal of the REC1 transmits its camera number (or device Number), location information, and status information to REC1. REC1 receiving the information of REC2 adds information of REC2 to the table, and REC2 adds information of REC1 to the table. Then, REC2 broadcasts the camera number, location information, and status information to generate the network. REC1, which has received the broadcasting signal of REC2, ignores it because it is already connected, And transmits the information to REC2. REC2 receiving the information of REC3 adds information of REC3 to the table and REC3 adds information of REC2 to the table. The REC 3 broadcasts the camera number, the location information, and the status information for network creation. The REC 2, which has received the broadcasting signal of REC 3, ignores the REC 2 because it is already connected and receives no ACK (acknowledgment) Lt; / RTI >

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 좁은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 네트워크 형성의 개념을 설명하기 위한 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 서로의 브로드캐스팅 신호가 모두 수신되는 거리의 좁은 지역에서는 다수대의 이동형 리코딩 장치(REC1, REC2, REC3)가 하나의 감시대상을 효과적으로 감시하게 된다.FIG. 5A is an exemplary diagram for explaining a concept of network formation for efficiently monitoring a narrow area according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5A, in a narrow area where both broadcasting signals are all received, A plurality of portable recording apparatuses REC1, REC2, and REC3 effectively monitor one monitoring target.

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 좁은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 네트워크 형성 프로토콜을 설명하기 위한 흐름도이다.5B is a flowchart illustrating a network formation protocol for efficiently monitoring a narrow area according to an embodiment of the present invention.

도 5a와 도 5b에 도시되어 있는 바와 같이 ad-hoc 네트워크를 기반으로 이동형 리코딩 장치(REC1, REC2, REC3)의 연계 및 협업을 통해 좁은 영역에서 다수개의 감시카메라가 하나의 물체를 감시할 수 있도록 하기 위한 네트워크 형성 프로토콜과 그 방법이다. 상기 좁은 영역을 효율적으로 감시하기 위한 네트워크 형성 프로토콜은 먼저 REC1이 네트워크 생성을 위해 카메라 번호(혹은 장치 번호), 위치정보, 상태 정보를 브로드캐스팅 하면, REC1의 브로드캐스팅 신호를 수신한 REC2는 자신의 카메라 번호, 위치정보, 상태정보를 REC1에게 전송하고, REC1의 정보를 테이블에 추가한다. 상기 REC2의 정보를 수신한 REC1은 테이블에 REC2의 정보를 추가하고, REC1의 브로드캐스팅 신호를 수신한 REC3는 자신의 카메라 번호, 위치정보, 상태정보를 REC1에게 전송한고, REC1의 정보를 테이블에 추가한다. 상기 REC3의 정보를 수신한 REC1은 테이블에 REC3의 정보를 추가하고, REC2는 네트워크 생성을 위해 카메라 번호, 위치정보 상태정보를 브로드캐스팅 한다. 상기 REC2의 브로드캐스팅 신호를 수신한 REC1은 이미 연결 상태이기 때문에 무시하고, REC3은 자신의 카메라 번호, 위치정보, 상태정보를 REC2에게 전송하고, REC2의 정보를 테이블에 추가한다. 상기 REC3의 정보를 수신한 REC2는 테이블에 REC3의 정보를 추가하고, 상기 REC3은 네트워크 생성을 위해 카메라 번호, 위치정보, 상태정보를 브로드캐스팅 한다. 상기 REC3의 브로드캐스팅 신호를 수신한 REC2는 이미 연결 상태이기 때문에 무시하고, 아무런 ACK 신호를 받지 못한 REC3은 네트워크 연결을 종료한다.As shown in FIGS. 5A and 5B, a plurality of surveillance cameras can monitor one object in a narrow area through cooperation and collaboration of the mobile recording apparatuses REC1, REC2, and REC3 based on the ad-hoc network A network forming protocol and a method thereof. When a REC1 broadcasts a camera number (or a device number), location information, and state information for network creation, the network forming protocol for efficiently monitoring the narrow area first receives REC1's broadcasting signal, The camera number, position information, and status information are transmitted to REC1, and the information of REC1 is added to the table. REC1 that has received the information of REC2 adds information of REC2 to the table and REC3 that has received the broadcasting signal of REC1 transmits its camera number, position information, and status information to REC1, Add. REC1 receiving the information of REC3 adds the information of REC3 to the table, and REC2 broadcasts the camera number and position information status information for network creation. REC1, which has received the broadcast signal of REC2, ignores it because it is already in the connected state, and REC3 sends its own camera number, location information and status information to REC2 and adds the information of REC2 to the table. REC2 receiving the information of REC3 adds information of REC3 to the table, and REC3 broadcasts camera number, position information and status information for network creation. The REC 2 that has received the broadcasting signal of the REC 3 is ignored because it is already in the connection state, and the REC 3 which has not received any ACK signal terminates the network connection.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 연계를 위한 이동형 리코딩 장치 간 협업 프로토콜을 설명하기 위한 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 이동형 리코딩 장치(REC1, REC2, REC3)가 네트워크가 형성된 이동형 리코딩 장치에게 감시가 시작되면 감시정보를 전달하여 물체가 이동하더라도 지속적인 감시가 될 수 있도록 하는 이동형 리코딩 장치 간 협업 프로토콜과 그 방법에 관한 것이다. 상기 감시 연계를 위한 이동형 리코딩 장치 간 협업 프로토콜은 먼저 REC1이 소리를 감지하여 감시를 시작하고, 감시물체의 방향과 자신이 현재 감시중이라는 상태정보를 네트워크가 형성된 REC2, REC3에게 전송한다. 이때 REC2와 REC3은 자신들의 상태정보를 감시를 준비하고 있는 상태로 변경하고 REC1에게서 전송받은 감시물체의 방향과 REC1의 위치정보를 기반으로 감시물체의 방향으로 감시카메라(110)를 회전시킨다. 상기 REC1은 감시물체가 자신의 감시 범위를 벗어나면, 감시물체를 상실하여 대기 상태로 변경하고, 현재 자신의 상태가 대기 상태임을 네트워크가 형성된 REC2, REC3에게 전송한다. 상기 REC2와 REC3은 감시물체를 감지하기 위해 지속적으로 준비상태로 있다가 REC2가 감시물체를 다시 감지하고 감시를 시작한다. 이때 REC2는 자신의 상태정보를 감시가 시작된 감시상태로 변경하고 네트워크가 형성된 REC1, REC3에게 상태정보를 전송한다.FIG. 6 is an exemplary diagram for explaining a collaboration protocol between mobile recording apparatuses for monitoring connection according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the mobile recording apparatuses REC1, REC2, The present invention relates to a protocol for collaborating between mobile recording apparatuses and a method thereof, in which surveillance information is transmitted when a monitoring is started, so that continuous monitoring can be performed even when an object moves. In the mobile recording apparatus interworking protocol for monitoring connection, the REC1 first senses sound and starts monitoring, and transmits the status information of the object to be monitored and REC2 and REC3 in which the network is formed. At this time, REC2 and REC3 change their state information to prepare for monitoring and rotate the surveillance camera 110 in the direction of the monitored object based on the direction of the monitored object received from the REC1 and the position information of the REC1. When the monitored object is out of the monitoring range, the REC1 changes the monitored object to the standby state, and transmits to the REC2 and REC3 that the network is present that the current state thereof is the standby state. The REC2 and REC3 are continuously ready to detect a monitored object, and REC2 detects the monitored object again and starts monitoring. At this time, REC2 changes its status information to the monitoring status in which the monitoring is started and transmits the status information to REC1 and REC3 in which the network is formed.

상기와 같은 과정을 통해 본 발명은 음원 추적에 의한 상황인지를 통하여, 감시카메라에 포착이 되지 않은 감시대상이더라도 소리 통해 위치를 파악해서 카메라를 제어하여 감시하고, 상기 감시카메라 네트워크를 이용한 감시카메라 간 협업을 통해 감시카메라 사이에 감시대상의 위치정보를 공유하고 추적함으로써, 문화재 감시 효과를 극대화 할 수 있다.Through the process as described above, the present invention can detect the position of a surveillance object even if the surveillance object is not captured by the surveillance camera through the detection of the situation by sound source tracking, control and monitor the camera, By sharing and tracking the location information of surveillance objects between surveillance cameras through collaboration, it is possible to maximize the effect of surveillance of cultural properties.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, I will understand the point. Therefore, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

100 : 음원추적을 통한 이동형 리코딩 장치
110 : 감시카메라 120 : 길이 조절부
130 : 상황인지 및 협업에 의한 영상 리코딩부
131 : 마이크로폰 132 : 음원 수집 및 처리부
133 : 제어부 134 : 저장부
135 : 통신부 136 : 배터리부
140 : 고정이 가능한 바퀴 200 : 문화재
201 : 침입자 202 : 기지국/AP
203 : 문화재 감시 센터100: Movable Recording Device by Tracking Sound Source
110: surveillance camera 120:
130: Image Recording Unit by Situation Recognition and Collaboration
131: microphone 132: sound source collection and processing unit
133: control unit 134:
135: communication unit 136: battery unit
140: Fixable Wheel 200: Cultural Property
201: intruder 202: base station / AP
203: Cultural Properties Monitoring Center

Claims (11)

적어도 하나 이상의 카메라;
적어도 하나 이상의 마이크로폰;
상기 적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음원을 수집 및 처리하여 감시대상 문화재의 상황을 인지하는 수단;
상기 인지된 상황에 따라 적어도 하나 이상의 카메라의 방향을 움직이도록 제어하고 영상, 음원, 상황 또는 이들의 조합을 포함하는 정보를 리코딩하는 리코딩 수단; 및
상기 인지된 상황 정보를 인접 리코딩 장치에 전송하여 ad-hoc 네트워크를 형성하고, 인접한 리코딩 장치와 협업을 통한 리코딩을 수행하도록 하기 위한 통신 수단;을 포함하며,
상기 음원의 처리는 적어도 하나 이상의 음원으로부터 소정의 임계값보다 그 세기가 큰 음의 개수를 계산하여 그 수가 큰 두 개의 마이크로폰 사이의 사이각을 계산하여 음의 위치를 계산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 문화재 감시시스템.At least one camera;
At least one microphone;
Means for collecting and processing a sound source from the at least one microphone to recognize a situation of a monitored cultural asset;
Recording means for controlling the direction of at least one camera to move according to the recognized situation and for recording information including an image, a sound source, a situation, or a combination thereof; And
Communication means for transmitting the perceived situation information to an adjacent recording apparatus to form an ad-hoc network, and to perform recording through cooperation with an adjacent recording apparatus,
Wherein the processing of the sound source includes calculating a negative number of the sound source having a greater intensity than a predetermined threshold value from at least one sound source and calculating a sound angle by calculating an angle between two microphones having a large number of sound sources. Cultural property monitoring system. 청구항 1에 있어서,
상기 리코딩 장치는 고정이 가능한 바퀴;
본체와 감시카메라 사이에 길이 조절이 가능한 지지대; 및
전원 공급용 배터리;를 더 포함하여,
상황인지에 따른 감시대상 문화재를 가까운 거리와 높이에서 촬영할 수 있도록 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 문화재 감시시스템.
The method according to claim 1,
The recording apparatus includes a fixed wheel;
A length adjustable support between the main body and the surveillance camera; And
And a battery for power supply,
The monitoring system is characterized in that it can be moved so that it can be photographed at close distances and heights according to the situation recognition.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 통신 수단은 문화재 감시센터와 통신하기 위한 Wi-Fi, 3G, 4G, LTE, Wibro 또는 이들의 조합을 포함하는 무선 통신망 또는 유선 통신망 인터페이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 문화재 감시시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that the communication means further comprises a wireless communication network or wired communication network interface comprising Wi-Fi, 3G, 4G, LTE, Wibro or a combination thereof for communicating with the cultural property monitoring center.
청구항 1에 있어서,
상기 리코딩 수단은 자체 HDD, 직접적인 와이어링, 유무선 네트워크, 클라우드 네트워킹 또는 이들의 조합을 통해 연결되는 저장수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 문화재 감시시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the recording means further comprises storage means connected via its own HDD, direct wiring, wired or wireless network, cloud networking or a combination thereof.
적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음원을 수집하는 제1 단계;
상기 수집된 음원을 처리하여 감시대상 문화재의 상황을 인지하는 제2 단계;
상기 인지된 상황에 따라 적어도 하나 이상의 카메라의 방향을 움직이도록 제어하는 제3 단계;
상기 마이크로폰 또는 카메라를 통해 입력된 영상, 음원, 상황 또는 이들의 조합을 포함하는 정보를 리코딩하는 제4 단계; 및
상기 인지된 상황에 대한 정보를 인접 리코딩 장치에 전송하여 ad-hoc 네트워크를 형성하는 제5 단계;를 포함하며,
상기 제2 단계에서 음원을 처리하는 것은,
적어도 하나 이상의 음원으로부터 소정의 임계값보다 그 세기가 큰 음의 개수를 계산하는 제7 단계;
상기 계산된 개수에서 그 수가 큰 두 개의 마이크로폰을 선택하는 제8 단계; 및
상기 선택된 두 개의 마이크로폰 사이의 사이각을 계산하여 음의 위치를 계산하는 제9 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 문화재 감시방법.A first step of collecting sound sources from at least one microphone;
A second step of processing the collected sound sources to recognize the status of the monitored cultural asset;
A third step of controlling the direction of at least one camera according to the recognized situation;
A fourth step of recording information including an image, a sound source, a situation, or a combination thereof input through the microphone or the camera; And
And a fifth step of transmitting information on the recognized situation to an adjacent recording apparatus to form an ad-hoc network,
The processing of the sound source in the second step,
A seventh step of calculating, from at least one sound source, a number of sound whose intensity is larger than a predetermined threshold value;
An eighth step of selecting two microphones having the largest number in the calculated number; And
And calculating an angle between the selected two microphones to calculate a sound position. 청구항 6에 있어서,
상기 인지된 상황에 따라 감시대상 문화재를 가까운 거리와 높이에서 촬영할 수 있도록 이동하는 제6 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 문화재 감시방법.
The method of claim 6,
And a sixth step of moving the monitored cultural asset so that it can be photographed at a close distance and height according to the recognized situation.
삭제delete 청구항 6에 있어서,
Wi-Fi, 3G, 4G, LTE, Wibro 또는 이들의 조합을 포함하는 무선 통신망 또는 유선 통신망 인터페이스를 통해 문화재 감시센터와 통신하는 제10 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 문화재 감시방법.
The method of claim 6,
(B) communicating with the cultural property monitoring center through a wireless communication network or a wired communication network interface including Wi-Fi, 3G, 4G, LTE, Wibro or a combination thereof.
청구항 6에 있어서,
제5 단계는,
제1 리코딩 장치와 인접한 적어도 하나 이상의 리코딩 장치 중에서 가장 인접한 제2 리코딩 장치와 ad-hoc 네트워크를 형성하고, 상기 제2 리코딩 장치는 다시 인접한 적어도 하나 이상의 리코딩 장치 중에서 가장 인접한 제3 리코딩 장치와 ad-hoc 네트워크를 형성하는 방식으로 ad-hoc 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 문화재 감시방법.
The method of claim 6,
In the fifth step,
The second recording apparatus forms an ad-hoc network with the second recording apparatus closest to the first recording apparatus and at least one of the recording apparatuses adjacent to the first recording apparatus, and the second recording apparatus forms an ad- hoc network in a manner that forms an ad-hoc network.
청구항 6에 있어서,
제5 단계는,
제1 리코딩 장치와 인접한 적어도 하나 이상의 리코딩 장치 중에서 연결 가능한 인접한 복수의 리코딩 장치와 ad-hoc 네트워크를 형성하고, 상기 복수의 리코딩 장치 각각은 다시 연결 가능한 인접한 복수의 리코딩 장치와 ad-hoc 네트워크를 형성하는 방식으로 ad-hoc 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 문화재 감시방법.The method of claim 6,
In the fifth step,
An ad-hoc network is formed with a plurality of adjacent recording apparatuses connectable to at least one recording apparatus adjacent to the first recording apparatus, and each of the plurality of recording apparatuses forms an ad-hoc network with a plurality of adjacent recording apparatuses Wherein the ad-hoc network is formed in such a manner as to form an ad-hoc network.
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