KR101546933B1 - 화재 감지 장치 - Google Patents

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KR101546933B1
KR101546933B1 KR1020130167111A KR20130167111A KR101546933B1 KR 101546933 B1 KR101546933 B1 KR 101546933B1 KR 1020130167111 A KR1020130167111 A KR 1020130167111A KR 20130167111 A KR20130167111 A KR 20130167111A KR 101546933 B1 KR101546933 B1 KR 101546933B1
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(주)케이엠에스
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    • G08B17/08—Actuation involving the use of explosive means

Abstract

화재 여부를 정확하게 판단하여 비화재보를 방지할 수 있는 화재 감지 장치가 개시된다.
개시되는 화재 감지 장치는 실화상을 촬영하여 영상데이터를 생성하며, 연무를 감지하는 실화상 카메라; 열화상을 촬영하여 영상데이터를 생성하며, 온도를 감지하는 열화상 카메라; 불꽃을 감지하는 불꽃감지기; 상기 실화상 카메라 및 열화상 카메라에서 촬영한 영상데이터와 상기 불꽃감지기의 감지신호를 수집하여 분석하며, 감시대상지역에 연무, 고열 및 불꽃 중 적어도 두 가지가 발생하는 경우에 화재발생으로 판단하는 데이터 분석처리부; 상기 데이터 분석처리부에서 영상신호를 수신하여 화면으로 출력하는 출력부; 및 상기 데이터 분석처리부에서 화재발생이 판단되면 경고를 실행하는 알람부;를 포함하고, 상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라가 촬영한 영상데이터를 분석하여 연무 크기를 검출하고, 검출된 연무 크기를 미리 설정된 값과 비교하여 화재에 의한 연무인지를 판단하고, 상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라가 촬영한 영상데이터를 밝기명암 조절, 노이즈 제거, 형체기반 처리, 임계값 비교 노이즈 제거 및 경계 검출 처리를 하여 연무 크기를 검출한다.

Description

화재 감지 장치 {APPARATUS FOR SENSING FIRE}
본 발명은 화재 감지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재 여부를 정확하게 판단하여 비화재보를 방지할 수 있는 화재 감지 장치에 관한 것이다.
산업의 발전으로 화재발생 유형은 다양해지고 피해규모도 점점 커지며 화재 예측과 감시 또한 점점 어려워지고 있다.
다양한 종류의 화재 감지 장치가 설치되고 있지만 노후화 또는 주변 환경 적응성 부족으로 비화재보가 빈번하게 발생하고 있으며, 이로 인한 사회/경제적 손실은 점점 커져가고 있다.
일 예로, 열화상 영상을 촬영하여 화재를 감지하는 종래의 화재 감지 시스템에서는 사람의 체온 또는 조명기구의 온도를 열로 감지하여 비화재보가 발생하는 문제가 있다.
또한, 실화상 영상만으로는 화재에 의한 연무인지를 식별하기 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 연무, 열 및 불꽃을 종합적으로 분석하고 판단하여 화재를 정확하게 감지할 수 있는 화재 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 실화상을 촬영하여 영상데이터를 생성하며, 연무를 감지하는 실화상 카메라; 열화상을 촬영하여 영상데이터를 생성하며, 온도를 감지하는 열화상 카메라; 불꽃을 감지하는 불꽃감지기; 상기 실화상 카메라 및 열화상 카메라에서 촬영한 영상데이터와 상기 불꽃감지기의 감지신호를 수집하여 분석하며, 감시대상지역에 연무, 고열 및 불꽃 중 적어도 두 가지가 발생하는 경우에 화재발생으로 판단하는 데이터 분석처리부; 상기 데이터 분석처리부에서 영상신호를 수신하여 화면으로 출력하는 출력부; 및 상기 데이터 분석처리부에서 화재발생이 판단되면 경고를 실행하는 알람부;를 포함하고, 상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라가 촬영한 영상데이터를 분석하여 연무 크기를 검출하고, 검출된 연무 크기를 미리 설정된 값과 비교하여 화재에 의한 연무인지를 판단하고, 상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라가 촬영한 영상데이터를 밝기명암 조절, 노이즈 제거, 형체기반 처리, 임계값 비교 노이즈 제거 및 경계 검출 처리를 하여 연무 크기를 검출하는 화재 감지 장치를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 실화상 카메라는 촬영대상 지역에 움직임이 감지되면 촬영한 영상데이터를 생성하도록 구성될 수 있다.
삭제
또한, 일 실시예에서, 상기 데이터 분석처리부는 화재에 의한 연무가 감지되고 상기 불꽃감지기의 감지신호가 수신되면, 상기 출력부에 연무 영상을 출력시키며 상기 알람부를 작동시킬 수 있다.
삭제
또한, 일 실시예에서, 상기 데이터 분석처리부는 상기 형체기반 처리과정에서 영상을 침식처리 및 팽창처리할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라에서 촬영한 영상과 상기 열화상 카메라에서 촬영한 영상을 분석하여 실화상 영상과 열화상 영상의 매칭영역을 추출하고 상기 출력부에 PIP(Picture In Picture)로 출력시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 데이터 분석처리부는 상기 매칭영역이 추출되면, 상기 출력부에 상기 매칭영역을 화상으로 출력시키고 상기 알람부를 작동시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라에서 촬영한 영상과 상기 열화상 카메라에서 촬영한 영상을 밝기명암 조절, 노이즈 제거, 형체기반 처리, 임계값 비교 노이즈 제거 및 경계 검출 처리를 하여 실화상 영상과 열화상 영상의 매칭영역을 추출할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 데이터 분석처리부는 상기 열화상 카메라가 촬영한 영상을 분석하여 검출대상의 크기를 검출하며, 검출된 검출대상의 크기와 최소설정크기를 비교하고, 검출대상의 유지시간을 소정시간과 비교하여 화재에 의한 고열인지를 판단할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 데이터 분석처리부는 화재에 의한 고열이 감지되고 상기 불꽃감지기의 감지신호가 수신되면, 상기 출력부에 열화상 영상을 출력시키며 상기 알람부를 작동시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 데이터 분석처리부는 상기 열화상 카메라가 촬영한 영상을 컬러맵 적용, 최고온도 및 최저온도 추출, 검출영역 설정, 검출범위 온도설정 및 온도 이진화 설정을 하여 검출대상의 크기를 검출할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 연무, 열 및 불꽃을 종합적으로 분석하여, 화재감시 및 경보에 신뢰성이 확보되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치에 포함되는 데이터 분석처리부의 실화상 영상 분석 방법을 나타내는 순서도.
도 3은 데이터 분석처리부의 영상 밝기명암 조절 방법을 설명하기 위한 예시사진.
도 4는 데이터 분석처리부의 영상 노이즈 제거 결과를 설명하기 위한 예시사진.
도 5는 데이터 분석처리부의 영상 형체기반 처리 방법을 설명하기 위한 예시사진.
도 6은 데이터 분석처리부의 영상 형체기반 처리 결과를 설명하기 위한 예시사진.
도 7은 데이터 분석처리부의 영상 임계값 비교 노이즈 제거 처리 결과를 설명하기 위한 예시시진.
도 8은 데이터 분석처리부의 영상 경계 검출 처리 결과를 설명하기 위한 예시사진.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치에 포함되는 데이터 분석처리부의 실화상 영상 및 열화상 영상 분석 방법을 나타내는 순서도.
도 10 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치에 포함되는 데이터 분석처리부의 열화상 영상 분석 방법을 나타내는 순서도.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치에 대해서 살펴본다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)는 실화상 카메라(110), 열화상 카메라(120), 불꽃감지기(130), 데이터 분석처리부(140), 출력부(150) 및 알람부(160)를 포함할 수 있다.
상기 실화상 카메라(110)는 감시대상지역에 설치될 수 있으며, 감시대상지역의 실화상을 촬영하여 영상데이터를 생성할 수 있다.
일 예로, 실화상 카메라(110)는 CCD 카메라(Charge-Coupled Device camera)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 실화상 카메라(110)는 감시대상지역의 연무(煙霧)를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 실화상 카메라(110)는 촬영대상 지역 즉, 감시대상지역에 움직임이 감지되면 촬영한 영상데이터를 생성하도록 구성될 수 있다.
즉, 실화상 카메라(110)는 감시대상지역에 움직임이 없는 경우는 저장을 하지 않고, 연무 등에 의한 움직임이 감지되는 경우에 촬영한 영상을 저장하여 영상데이터를 생성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 열화상 카메라(120)는 감시대상지역에 설치될 수 있으며, 감시대상지역의 열화상을 촬영하여 영상데이터를 생성할 수 있다.
일 예로, 열화상 카메라(120)는 적외선 카메라로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 열화상 카메라(120)는 감시대상지역의 온도 즉, 열을 감지할 수 있다.
또한, 상기 불꽃감지기(130)는 감시대상지역의 불꽃을 감지할 수 있다.
일 예로, 불꽃감지기(130)는 불꽃에서 방사되는 적외선 파장특성을 감지하여 적외선의 변화가 일정량 이상으로 되었을 경우 동작하는 적외선 불꽃감지기 (IR3)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 실화상 카메라(110), 열화상 카메라(120) 및 불꽃감지기(130)는 하나의 케이스에 일체로 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 데이터 분석처리부(140)는 실화상 카메라(110) 및 열화상 카메라(120)에서 촬영한 영상데이터와 불꽃감지기(130)의 불꽃 감지신호를 수집하여 분석할 수 있다.
이러한 데이터 분석처리부(140)는 감시대상지역에 연무, 고열 및 불꽃 중 적어도 두 가지가 발생하는 경우에 화재발생으로 판단하여, 화재발생 여부에 따라 후술할 출력부(150) 및 알람부(160)를 제어할 수 있다.
데이터 분석처리부(140)는 전술한 바와 같이 연무, 고열 및 불꽃 중 적어도 두 가지가 발생한 경우에 화재발생으로 판단하므로, 연무, 고열 및 불꽃 중 어느 하나만 발생한 경우에는 화재발생으로 판단하지 않을 수 있다.
이를 통해, 데이터 분석처리부(140)는 연무와 고열이 발생한 제1 화재타입, 고열과 불꽃이 발생한 제2 화재타입, 연무와 불꽃이 발생한 제3 화재타입 그리고, 연무, 고열 및 불꽃이 모두 발생한 제4 화재타입을 화재발생으로 판단할 수 있다.
이러한 데이터 분석처리부(140)의 영상 분석 및 구체적인 화재판단동작에 대한 설명은 후술하도록 한다.
한편, 상기 출력부(150)는 데이터 분석처리부(140)에서 영상신호를 수신하여 사용자가 육안으로 볼 수 있는 단말기의 화면으로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 출력부(150)는 데이터 분석처리부(140)에서 화재발생 명령을 받는 경우 팝업(Pop-up)창 또는 화면 깜박임 등의 방법으로 사용자에게 시각적인 경고표시를 할 수도 있다.
또한, 일 실시예에서, 출력부(150)는 무선통신을 이용하여 데이터 분석처리부(140)에서 처리된 영상 및 데이터를 원격으로 사용자의 휴대단말기에 전송하도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 알람부(160)는 데이터 분석처리부(140)에서 화재발생이 판단되면, 데이터 분석처리부(140)의 명령을 받아서 경고를 실행할 수 있다.
일 실시예에서, 알람부(160)는 출력부(150)와 마찬가지로 무선통신을 이용하여 원격으로 사용자의 휴대단말기에 화재발생 경고표시를 하도록 구성될 수도 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)는 데이터 분석처리부(140)에서 판단한 화재발생 상황을 이미지 파일 및 동영상 파일로 저장할 수 있는 데이터베이스 서버를 구비할 수 있다.
다음으로, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 데이터 분석처리부(140)의 실화상 영상 분석 방법에 대해서 살펴본다.
도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 분석처리부(140)는 실화상 카메라(110)가 촬영한 영상데이터를 분석하여 연무 크기를 검출하고(S208), 검출된 연무 크기를 미리 설정된 값과 비교하여 화재에 의한 연무인지를 판단할 수 있다(S209).
또한, 데이터 분석처리부(140)는 화재에 의한 연무가 감지되고, 불꽃감지기(130)의 감지신호가 수신되면, 출력부(150)에 연무 영상을 출력시키며 알람부(160)를 작동시킬 수 있다.
즉, 감시대상지역에 연무와 불꽃이 발생한 상기 제3 화재타입의 경우에 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)는 도 2에 도시된 방법을 통해 화재경보를 실시할 수 있다.
이러한 화재 감지 방법에 대해 구체적으로 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 분석처리부(140)는 실화상 카메라(110)로부터 실화상 영상데이터를 수신할 수 있다(S201).
이후, 데이터 분석처리부(140)는 수신한 영상의 밝기명암을 조절하여 연무의 경계를 추출할 수 있다(S202).
여기서, 데이터 분석처리부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수신한 원영상인 도 3의 (a) 이미지의 밝기 및 명암을 조절하여 도 3의 (b)에 도시된 이미지를 얻을 수 있고, 도 3의 (b)에 도시된 이미지를 통해 도 3의 (c)에 도시된 대상체의 경계를 추출할 수 있다.
그리고, 데이터 분석처리부(140)는 서로 다른 색상을 흩어져 있는 연무를 일체로 인식하기 위해 영상에서 이웃한 영역에 같은 색상을 적용할 수 있다(S203).
또한, 데이터 분석처리부(140)는 도 4의 예시사진과 같이 연무와 연무가 아닌 것을 구분하기 위해 영상의 노이즈를 제거할 수 있다(S204). 여기서, 도 4의 (a)는 노이즈 제거 전의 영상이며, 도 4의 (b)는 노이즈 제거 후의 영상이다.
일 예로, 영상의 노이즈 제거에는 가우시안 필터(Gaussian Filter)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 블러 필터(Blur Filter), 메이안 필터(Median Filter) 등이 사용될 수도 있다.
또한, 데이터 분석처리부(140)는 영상의 노이즈를 제거한 후, 영상을 형체기반 처리할 수 있다(S205). 영상 형체기반 처리를 통해 영상에서 작은 영상 물체의 특징(잡음, 불완전한 엣지 등)들이 제거될 수 있다.
일 실시예에서, 형체기반 처리로는 도 5의 예시사진과 같이 원영상(a)의 볼록 튀어나온 부분을 제거하는 침식처리(b) 및 원영상(a)의 오목하게 들어간 부분을 채우는 팽창처리(c)가 사용될 수 있다.
이를 통해, 데이터 분석처리부(140)는 도 6의 (a)의 원영상 이미지에서 도 6의 (b)의 형체기반 처리된 이미지를 생성할 수 있다.
한편, 데이터 분석처리부(140)는 영상을 형체기반 처리한 후, 영상을 미리 설정된 임계값과 비교하여 노이즈를 제거할 수 있다(S206).
즉, 데이터 분석처리부(140)는 도 7의 (a)의 원영상에서 대상체 테두리 부분의 밝기를 미리 설정된 밝기 임계값과 비교하여, 임계값보다 어두운 부분은 제거하고 임계값보다 밝은 부분은 유지시키는 처리를 하여, 도 7의 (b)의 노이즈가 제거된 이미지를 생성할 수 있다.
또한, 데이터 분석처리부(140)는 영상이 노이즈를 제거한 후, 대상체의 경계를 검출하는 처리를 할 수 있다(S207).
즉, 데이터 분석처리부(140)는 도 8의 (a)의 노이즈가 제거된 원영상에서 대상체의 경계를 검출하여 도 8의 (b)와 같이 대상체의 경계가 표현된 이미지를 생성할 수 있다.
이후, 데이터 분석처리부(140)는 도 8의 (b)에 도시된 이미지를 통해 연무의 크기를 검출할 수 있으며(S208), 검출된 연무의 크기를 미리 설정된 데이터와 비교하여 화재에 의한 연무인지를 판단할 수 있다(S209).
화재에 의한 연무인지를 판단하여, 검출된 연무의 크기가 미리 설정된 데이터보다 작은 경우에는 화재에 의한 연무로 판단하지 않고, 다시 실화상 영상을 수신하는 단계(S201)로 복귀할 수 있다.
이와 달리, 검출된 연무의 크기가 미리 설정된 데이터보다 큰 경우에, 데이터 분석처리부(140)는 화재에 의한 연무로 판단하고, 연무의 형태 및 이동방향을 트래킹(Tracking, 추적)할 수 있다(S210).
그리고, 데이터 분석처리부(140)는 불꽃 감지기의 감지신호를 연무와 매칭시키고(S220), 불꽃의 위치와 연무의 위치가 매칭되는 경우에 화재로 판단하여 출력부(150)와 알람부(160)에 경고표시를 할 수 있다(S230).
이때, 데이터 분석처리부(140)는 연무와 불꽃이 매칭되지 않는 경우에는 비화재로 판단하여, 출력부(150)와 알람부(160)에 경고표시 명령을 하지 않고, 단순히 출력부(150)에 연무가 촬영되는 화면을 출력시킬 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하여, 데이터 분석처리부(140)의 실화상 영상 및 열화상 영상을 함께 분석하는 방법에 대해서 살펴본다.
도 9에 도시된 바와 같이, 데이터 분석처리부(140)는 실화상 카메라(110)에서 촬영한 실화상 영상과 열화상 카메라(120)에서 촬영한 열화상 영상을 분석하여, 실화상 영상과 열화상 영상의 매칭영역을 추출하고(S309), 출력부(150)에 PIP(Picture In Picture)로 출력시킬 수 있다(S312).
여기서, 데이터 분석처리부(140)는 상기 매칭영역(실화상 영상의 대상체와 열화상 영상의 대상체가 일치하는 부분)이 추출되면 화재로 판단하여, 출력부(150)에 매칭영역을 화상으로 출력시키고, 알람부(160)를 작동시킬 수 있다.
즉, 감시대상지역에 연무와 고열이 발생한 상기 제1 화재타입의 경우에 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)는 도 9에 도시된 방법을 통해 화재경보를 실시할 수 있다.
이러한 화재 감지 방법에 대해 구체적으로 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이, 데이터 분석처리부(140)는 실화상 카메라(110)가 촬영한 실화상 영상과 열화상 카메라(120)가 촬영한 열화상 영상을 수신할 수 있다(S301, S302).
이후, 데이터 분석처리부(140)는 실화상 영상과 열화상 영상에 컬러 맵(Color map)을 적용할 수 있다(S303).
여기서, 컬러 맵은 그레이 스케일(Grayscale) 이미지인 열화상 영상을 컬러 이미지로 변환하는 처리를 의미한다.
실화상 영상과 열화상 영상에 컬러 맵을 적용한 후, 데이터 분석처리부(140)는 실화상 영상과 열화상 영상 각각을 밝기명암 조절(S304), 노이즈 제거(S305), 형체기반 처리(S306), 임계값 비교 노이즈 제거(S307) 및 경계 검출 처리(S308)할 수 있다.
여기서, 상기 밝기명암 조절(S304), 노이즈 제거(S305), 형체기반 처리(S306), 임계값 비교 노이즈 제거(S307) 및 경계 검출 처리(S308)는 도 2 내지 도 8을 참조하여 전술한 바와 실질적으로 동일하므로, 설명을 생략한다.
한편, 데이터 분석처리부(140)는 상기 영상 처리를 통해 실화상 영상과 열화상 영상의 대상체의 경계를 검출한 이미지를 비교하여, 실화상 영상과 열화상 영상의 매칭영역을 추출할 수 있다(S309).
이후, 데이터 분석처리부(140)는 실화상 영상과 열화상 영상이 매칭되는지 여부를 판단할 수 있고(S310), 실화상 영상과 열화상 영상이 매칭되지 않는 경우에는 비화재로 판단하여 실화상 영상과 열화상 영상을 수신하는 단계(S301, S302)로 복귀할 수 있다.
이와 반대로, 실화상 영상과 열화상 영상이 매칭되는 경우, 데이터 분석처리부(140)는 매칭영역의 길이와 비율을 분석할 수 있다(S311).
이후, 데이터 처리부는 실화상 영상과 열화상 영상을 사용자가 비교하여 쉽게 화재여부를 알 수 있도록, 출력부(150)에 PIP(Picture In Picture)처리하여 출력하도록 명령할 수 있다.
이때, 출력부(150)에는 상기 매칭영역의 길이와 비율을 분석한 데이터가 표시되어, 사용자가 화재의 규모 및 화재 발생위치를 알 수 있도록 할 수 있다.
마지막으로, 도 10을 참조하여, 데이터 분석처리부(140)의 열화상 영상을 분석하는 방법에 대해서 살펴본다.
도 10에 도시된 바와 같이, 데이터 분석처리부(140)는 열화상 카메라(120)가 촬영한 열화상 영상을 분석하여 검출대상의 크기를 검출하며(S407), 검출된 검출대상의 크기와 미리 설정된 최소설정크기를 비교하고(S408), 검출대상의 유지시간과 미리 설정된 소정시간을 비교하여(S409), 화재에 의한 고열인지를 판단할 수 있다.
여기서, 데이터 분석처리부(140)는 화재에 의한 고열이 감지되고, 불꽃감지기(130)의 감지신호가 수신되면, 출력부(150)에 열화상 영상을 출력시키고 알람부(160)를 작동시킬 수 있다.
즉, 감시대상지역에 고열과 불꽃이 발생한 상기 제2 화재타입의 경우에 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)는 도 10에 도시된 방법을 통해 화재경보를 실시할 수 있다.
이러한 화재 감지 방법에 대해 구체적으로 살펴보면, 도 10에 도시된 바와 같이, 데이터 분석처리부(140)는 열화상 카메라(120)에서 촬영된 열화상 영상을 수신할 수 있다(S401).
이후, 데이터 분석처리부(140)는 열화상 영상에 상기 컬러 맵을 적용할 수 있다(S402).
그리고, 데이터 분석처리부(140)는 촬영된 열화상 영상에서 최고온도 및 최저온도를 추출할 수 있다(S403).
이후, 데이터 분석처리부(140)는 영상에서 온도가 높은 영역을 검출 영역으로 설정하여, 검출 영역의 영상을 분석하고 검출 영역 외의 부분은 영상 분석에서 배제할 수 있다(S404).
검출 영역을 설정하고 영상을 분석함으로써, 온도를 추적하는 범위가 최소화되어 영상분석 효율이 향상될 수 있게 된다.
검출 영역을 설정한 후, 검출 범위의 온도가 설정될 수 있다(S405). 일 실시예에서, 검출 범위의 온도 설정하는 방법으로는 열화상 영상에서 검출 범위의 온도가 기준값보다 큰 부분을 적색으로 표시하는 방법이 사용될 수 있다.
여기서, 상기 기준값은 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
이후, 데이터 분석처리부(140)는 영상의 온도를 이진화로 설정할 수 있다(S406). 온도 이진화 설정방법은 영상에서 온도가 기준온도 이하인 부분은 검정색으로 표현하고 온도가 기준온도를 초과하는 부분은 적색으로 표현하는 방법이 사용될 수 있다.
그리고, 데이터 분석처리부(140)는 온도가 이진화 설정된 영상을 통해 검출대상의 크기를 검출할 수 있다(S407).
이후, 데이터 분석처리부(140)는 검출된 검출대상의 크기와 미리 설정된 최소설정크기를 비교하여(S408), 검출대상의 크기가 상기 최소설정크기보다 큰 경우에는 검출대상이 유지된 시간을 미리 설정된 소정시간과 비교할 수 있다(S409).
여기서, 검출대상이 상기 소정시간 이상으로 유지된 경우, 데이터 분석처리부(140)는 화재에 의한 고열로 판단하고, 고열의 형태 및 이동방향을 트래킹(Tracking, 추적)할 수 있다(S410).
이와 반대로, 검출대상의 크기가 최소설정크기 이하이거나 또는, 검출대상이 소정시간보다 짧게 유지되고 사라진 경우에는 열화상 영상을 수신하는 단계(S401)로 복귀될 수 있다.
한편, 검출대상을 트래킹 한 이후, 데이터 분석처리부(140)는 불꽃 감지기의 감지신호를 영상에서 고열이 발생한 영역과 매칭시키고(S411), 고열의 위치와 연무의 위치가 매칭되는 경우에 화재로 판단하여 출력부(150)와 알람부(160)에 경고표시를 할 수 있다(S412).
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)는 연무, 열 및 불꽃을 종합적으로 판단하여, 화재를 정확하게 감지할 수 있고 비화재보가 발생하지 않는다는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100 : 화재 감지 장치
110 : 실화상 카메라 120 : 열화상 카메라
130 : 불꽃감지기 140 : 데이터 분석처리부
150 : 출력부 160 : 알람부

Claims (12)

  1. 실화상을 촬영하여 영상데이터를 생성하며, 연무를 감지하는 실화상 카메라;
    열화상을 촬영하여 영상데이터를 생성하며, 온도를 감지하는 열화상 카메라;
    불꽃을 감지하는 불꽃감지기;
    상기 실화상 카메라 및 열화상 카메라에서 촬영한 영상데이터와 상기 불꽃감지기의 감지신호를 수집하여 분석하며, 감시대상지역에 연무, 고열 및 불꽃 중 적어도 두 가지가 발생하는 경우에 화재발생으로 판단하는 데이터 분석처리부;
    상기 데이터 분석처리부에서 영상신호를 수신하여 화면으로 출력하는 출력부; 및
    상기 데이터 분석처리부에서 화재발생이 판단되면 경고를 실행하는 알람부;를 포함하고,
    상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라가 촬영한 영상데이터를 분석하여 연무 크기를 검출하고, 검출된 연무 크기를 미리 설정된 값과 비교하여 화재에 의한 연무인지를 판단하고,
    상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라가 촬영한 영상데이터를 밝기명암 조절, 노이즈 제거, 형체기반 처리, 임계값 비교 노이즈 제거 및 경계 검출 처리를 하여 연무 크기를 검출하는 화재 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실화상 카메라는 촬영대상 지역에 움직임이 감지되면 촬영한 영상데이터를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 화재 감지 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 분석처리부는 화재에 의한 연무가 감지되고 상기 불꽃감지기의 감지신호가 수신되면, 상기 출력부에 연무 영상을 출력시키며 상기 알람부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 화재 감지 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 분석처리부는 상기 형체기반 처리과정에서 영상을 침식처리 및 팽창처리하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라에서 촬영한 영상과 상기 열화상 카메라에서 촬영한 영상을 분석하여 실화상 영상과 열화상 영상의 매칭영역을 추출하고 상기 출력부에 PIP(Picture In Picture)로 출력시키는 것을 특징으로 하는 화재 감지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 데이터 분석처리부는 상기 매칭영역이 추출되면, 상기 출력부에 상기 매칭영역을 화상으로 출력시키고 상기 알람부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 화재 감지 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 데이터 분석처리부는 상기 실화상 카메라에서 촬영한 영상과 상기 열화상 카메라에서 촬영한 영상을 밝기명암 조절, 노이즈 제거, 형체기반 처리, 임계값 비교 노이즈 제거 및 경계 검출 처리를 하여 실화상 영상과 열화상 영상의 매칭영역을 추출하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 분석처리부는 상기 열화상 카메라가 촬영한 영상을 분석하여 검출대상의 크기를 검출하며, 검출된 검출대상의 크기와 최소설정크기를 비교하고, 검출대상의 유지시간을 소정시간과 비교하여 화재에 의한 고열인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 데이터 분석처리부는 화재에 의한 고열이 감지되고 상기 불꽃감지기의 감지신호가 수신되면, 상기 출력부에 열화상 영상을 출력시키며 상기 알람부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 화재 감지 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 데이터 분석처리부는 상기 열화상 카메라가 촬영한 영상을 컬러맵 적용, 최고온도 및 최저온도 추출, 검출영역 설정, 검출범위 온도설정 및 온도 이진화 설정을 하여 검출대상의 크기를 검출하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 장치.
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