KR101637989B1 - 센서와 열화상 카메라의 연동을 통한 실시간 고해상도 열화상 화재 감시 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 센서와 열화상 카메라의 연동을 통한 실시간 고해상도 열화상 화재 감시 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열화상 카메라를 이용하여 감시하는 일정 공간에 산재해 있는 감시대상물에 전류 감지, 온도, 음향 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상의 센서를 설치하여 해당 감시대상물에 이상이 감지되면, 해당 감시대상물이 위치한 영역을 집중적으로 촬영함으로써, 비록 저해상도의 열화상 카메라로도 좁은 영역을 고해상도로 촬영할 수 있도록 하여, 해당 감시대상물을 정밀하게 감시할 수 있는 저해상도의 열화상 카메라와 센서의 연동을 통한 실시간 화재 감시 방법 및 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 센서와 열화상 카메라의 연동을 통한 실시간 고해상도 열화상 화재 감시 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열화상 카메라를 이용하여 감시하는 일정 공간에 산재해 있는 감시대상물에 전류 감지, 온도, 음향 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상의 센서를 설치하여 해당 감시대상물에 이상이 감지되면, 해당 감시대상물이 위치한 영역을 집중적으로 촬영함으로써, 비록 저해상도의 열화상 카메라로도 좁은 영역을 고해상도로 촬영할 수 있도록 하여, 해당 감시대상물을 정밀하게 감시할 수 있는 저해상도의 열화상 카메라와 센서의 연동을 통한 실시간 화재 감시 방법 및 장치에 관한 것이다.
열화상카메라는 화재 감시 시스템, 가스누출 실시간 감시 시스템, 실시간 무인 기계장치 동작 상태 감시 시스템, 보안 구역 침입 실시간 감시시스템 등 다양한 감시 시스템에 사용되고 있다.
열화상카메라는 모든 물체가 가지고 있는 고유한 복사 에너지로부터 방출되는 적외선 파장을 받아들여 출력되는 전기적인 신호를 사람이 인식할 수 있는 정지영상 혹은 동영상 신호로 변환하는 장치이다. 적외선 파장을 전기적인 신호로 변환하는 센서를 적외선 센서 혹은 디텍터라고 하며 상온방식(열형) 과 저온방식(광자형)이 있다. 광자형( Photon)은 성능은 뛰어나지만 액체질소 냉각기가 필요하고 가격이 높은 단점이 있는 반면, 열형(Thermal)은 복사되는 열에너지를 저항이나 전류 또는 기전력변화로 검출하는 방식으로서 광자형에 비하여 성능은 떨어지지만 냉각기가 필요 없고 가격이 저렴하여, 일반적으로 많이 사용되고 있다. 그러나 열형은 광자형에 비해서는 가격이 저렴하지만 해상도가 낮아서 사물의 구분 성능이 매우 부족한 형편이다. 그렇다고 고가의 고해상도 열화상 카메라를 사용하기에는, 공장이나 가스공사 같은 광범위한 영역을 감시하기 위해서는 감시를 위한 열화상 카메라가 많이 설치되어야 하는데, 실시간 감시를 위한 시스템을 구비하기 위해 많은 비용이 소용되는 문제가 있다.
본 발명의 각종 센서와 열화상 카메라를 연동한 실시간 화재 감시 방법 및 장치는 이러한 기존 저해상도 열화상 카메라를 적용한 실시간 감시 시스템의 비용 및 해상도의 문제를 해결하고자, 감시 공간의 감시대상물인 전열기, 가전기기 등에 전류감지센서를 설치하여 해당 전열기에 갑자기 과도한 전류가 흐르는 것이 감지되면, 해당 전류센서가 위치한 영역 부분으로 위치 변경, 각도 변경, 줌인 등을 통해 열화상 카메라를 집중촬영하게 하여, 온도변화를 분석하여 과도하게 온도가 상승이 감지되면 즉각적으로 감시자에게 알림으로써 전열기로 인한 화재를 사전에 예방하고자 한다. 여기서 상기 전류감지센서 대신에 진동센서, 온도센서, 전류센서, 전력계, 음량센서 등 감시대상물에 따른 특화된 센서가 추기될 수도 있다.
본 발명과 관련한 기존의 선행기술문헌으로, 한국공개특허 제2010-0034086호(2010.04.01.)는 열화상 인식을 이용한 전력설비 열화 측정장치 및 방법에 관한 발명으로, 화상 인식을 이용한 전기설비 열화 측정장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적외선 카메라, CCD 카메라, 자외선 카메라를 통합하여 전력설비에 따른 온도변화, 코로나 발생 정도를 신속하게 측정할 수 있고, 그 측정결과를 다중파장조사장치, 온습도 측정장치, 풍속측정장치, GPS 등을 통해 보정함으로써, 측정결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 화상 인식을 이용한 전기설비 열화 측정장치 및 방법에 관한 발명이다.
또한, 한국공개특허 제2008-0043433호(2008.05.19.)는 열화상 패턴 인식을 이용한 전기설비 자동 감시 진단 방법 및 시스템에 관한 발명으로, 열화상 카메라가 이동하면서 서로 다른 위치에 있는 복수개의 전기설비를 촬상하여 각 설비에 대한 촬상화상을 획득하는 촬상화상 획득 단계, 상기 촬상화상으로부터 RGB공간 좌표계 색신호를 획득하는 RGB공간 좌표계 색신호 획득 단계, 상기 RGB공간 좌표계 색신호를 균등색공간 좌표계 색신호로 변환함으로써 균등색공간 좌표계 색신호를 획득하는 균등색공간 좌표계 색신호 획득 단계, 상기 균등색공간 좌표계 색신호로부터 균등색공간 좌표계 색차신호를 획득하는 균등색공간 좌표계 색차신호 획득단계, 및 상기 균등색공간 좌표계 색신호를 이용하여 상기 각 전기설비에 대한 이상징후 및 열화 유무를 판단하는 설비 점검 단계를 포함하는 전기설비 자동 감시 진단 방법에 관한 발명이다.
그러나 상기 선행기술문헌들은 열화상 카메라가 감시 공간의 전기 설비에 대해 일일이 무작위적으로 이동하여 감시하는 방법을 제공하고 있으며, 또한 문제가 발생한 각각의 전기 설비에 대한 집중 촬영 같은 과정이 없어서, 여전히 저해상도 열화상 영상만을 획득하므로 정밀한 감시가 이루어지기 어려운 문제가 있다.
이에 본 발명은 상기에 언급한 바와 같이, 감시 공간의 전열기에 전류감지센서를 설치하여 해당 전열기에 갑자기 과도한 전류가 흐르는 것이 감지되면, 해당 전류센서가 위치한 영역 부분으로 위치 변경, 각도 변경, 줌인 등을 통해 열화상 카메라를 집중촬영하게 하여, 관심부위의 열화상 영상의 해상도를 향상시켜 과도한 온도 상승이 감지되면 즉각적으로 감시자에게 알림으로써 보다 효율적인 열화상 카메라를 활용한 실시간 화재 감시 방법 및 장치를 제시하고자 한다.
본 발명은 산업 현장에서 열화상 카메라가 널리 필요함에도 불구하고, 보급형 열화상 카메라의 경우, 저해상도로 인하여 사물 식별력이 사용자의 요구를 충족시키지 못하는 점에 착안하여, 감시 공간의 전열기에 각각 전류감지센서를 설치하여 해당 전열기에 갑자기 과도한 전류가 흐르는 것이 감지되면, 해당 전류센서가 위치한 영역 부분으로 위치 변경, 각도 변경, 줌인 등을 통해 열화상 카메라로 집중촬영하게 하여, 관심부위의 열화상 영상의 해상도를 향상시켜 온도 변화를 보다 집중적이고 정밀하게 측정할 수 있고, 해당 부위에서 과도한 온도 상승이 감지되면 즉각적으로 감시자에게 알림으로써 전열기로 화재를 사전에 방지할 수 있는 감시방법과 장치를 제시하는 것을 목적으로 한다.
더욱 상세하게는 본 발명은 저해상도의 보급형 열화상 카메라를 사용하더라도, 전열기나 가전기기 혹은 전기기기에 설치된 전류센서로부터 입력되는 전류의 변화를 감지하여 그 변화가 급격하게 변하거나 비이상적으로 과다한 경우 비록 저해상도의 열화상 카메라이지만 해당 해상도로 감시대상이 되는 영역을 해당 전류센서가 설치된 대상물에 한정하여 집중 촬영함으로써, 촬영 영역을 좁게하여 상대적인 해상도를 높이는 방법으로 원하는 영역을 고화질로 감시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한 이러한 본 발명의 목적은 일반 디지털 감시 카메라와 동일한 영역을 촬영하면 지나치게 저해상도로 열화상을 획득하게 되어 실질적으로 고해상도로 인식하는데 한계가 있는 점을 극복하기 위함이다. 즉, 감시대상이 항상 비정상적으로 동작하지는 않는 것이므로, 각 감시대상물의 개별적인 이상 징후를 먼저 포착하고, 이상이 있다고 판단되면 해당 감시대상물을 집중적으로 촬영함으로써, 비록 열화상 카메라가 저해상도의 보급형 카메라 이지만 좁은 영역을 촬영함으로써 비교적 고해상도의 열화상을 획득할 수 있고, 또한 해당 열화상을 고해상도로 변환하기에 적합하도록 하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 고해상도 열화상 화재감시 시스템은, 열화상 영상을 촬영하는 적어도 하나 이상의 열화상 카메라; 적어도 하나 이상의 감시대상물에 설치되어 각각의 이상 동작을 감지하기 위한 전류, 진동, 온도, 소리 또는 이들의 조합을 포함한 정보를 감지하기 위한 센서; 및 상기 센서를 통해 측정된 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어난 것으로 감지되면, 상기 열화상 카메라 중 미리 정해진 열화상 카메라에 대해서 해당 센서를 포함한 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 미리 정해진 열화상 카메라 설정값으로 변경하여 해당 감시대상물에 대해서 세밀하게 촬영하도록 하여 감시대상물을 촬영하는 열화상의 해상도를 향상시키는 것을 포함하는 화재감시장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 화재감시장치는, 적어도 하나 이상의 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나는지 분석하는 센서정보분석부; 상기 화재감시장치의 설정, 동작, 열화상이나 메타데이터의 복사 또는 이들의 조합을 포함하는 인터페이스를 담당하는 입출력 인터페이스부; 상기 화재감시장치를 네트워크를 통해서 제어하도록 인터페이스를 제공하는 네트워크 연결부; 및 상기 화재감시장치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 화재감시장치는, 특정 감시대상물에 대해서 세밀하게 집중적으로 촬영하도록 해당 열화상 카메라의 설정값을 변경하되, 복수의 열화상 카메라에 대해서 각각이 전담하는 감시대상물을 미리 지정하여 평소에는 일정한 할당 지역을 감시하다가 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나면 해당 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 각 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 매칭시키는 테이블을 구축하여 데이터베이스에 저장하고 있다가, 특정 센서로부터 이상 징후가 감지되면 상기 데이터베이스의 테이블을 참조하여 해당 열화상 카메라로 하여금 지정된 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 하는 복수의 동작을 동시에 수행하도록 상기 설정값을 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 저장부는, 적어도 하나 이상의 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 메타데이터로 데이터베이스의 테이블에 저장하며, 상기 메타데이터는 각 열화상카메라의 고유번호, 설정값, 명칭, 촬영 시간, 카메라의 위치 정보를 포함하며, 여기에 더하여 각 열화상 카메라에 할당된 감시대상물의 위치, 명칭 또는 특징정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 저장부는, 상기 메타데이터 이외에 각 열화상 카메라에서 촬영된 열화상을 상기 메타데이터의 열화상 카메라 설정값과 매칭하여 저장함으로써, 화재감시 시스템의 관리자에게 상기 열화상 카메라, 감시대상물 및 열화상을 일체로 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, 상기 열화상 카메라에서 입력되는 열화상과 센서로부터 입력되는 측정값 및 감시대상물에 대한 메타데이터 정보를 시간, 장소, 열화상 카메라 또는 감시대상물 별로 동기화하여 저장하도록 하는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 실시간 고해상도 열화상 화재감시 방법은, 적어도 하나 이상의 열화상 카메라에서 촬영한 열화상을 획득하는 단계; 적어도 하나 이상의 감시대상물에 설치된 전류, 진동, 온도, 소리 또는 이들의 조합을 포함한 정보를 감지하기 위한 센서로부터 측정값을 입력받는 단계; 상기 입력받은 측정값을 분석하여 각 감시대상물의 이상 동작을 감지하는 단계; 및 상기 센서를 통해 측정된 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어난 것으로 감지되면, 상기 열화상 카메라 중 미리 정해진 열화상 카메라에 대해서 해당 센서를 포함한 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 미리 정해진 열화상 카메라 설정값으로 변경하여 해당 감시대상물에 대해서 세밀하게 촬영하도록 하여 감시대상물을 촬영하는 열화상의 해상도를 향상시키는 것을 포함하는 화재감시 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 화재감시 단계는, 적어도 하나 이상의 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나는지 분석하는 센서정보분석 단계; 입출력 인터페이스부를 통해 화재감시장치의 설정, 동작, 열화상이나 메타데이터의 복사 또는 이들의 조합을 포함하는 인터페이스를 지원하는 단계; 네트워크 연결부를 통해 상기 화재감시장치를 네트워크를 통해서 제어하도록 인터페이스를 제공하는 단계; 및 제어부를 통해 상기 화재감시장치의 작동을 제어하는 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 화재감시 단계는, 특정 감시대상물에 대해서 세밀하게 집중적으로 촬영하도록 해당 열화상 카메라의 설정값을 변경하되, 복수의 열화상 카메라에 대해서 각각이 전담하는 감시대상물을 미리 지정하여 평소에는 일정한 할당 지역을 감시하다가 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나면 해당 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 각 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 매칭시키는 테이블을 구축하여 데이터베이스에 저장하고 있다가, 특정 센서로부터 이상 징후가 감지되면 상기 데이터베이스의 테이블을 참조하여 해당 열화상 카메라로 하여금 지정된 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 하는 복수의 동작을 동시에 수행하도록 상기 설정값을 저장하는 저장 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 저장 단계는, 적어도 하나 이상의 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 메타데이터로 데이터베이스의 테이블에 저장하며, 상기 메타데이터는 각 열화상카메라의 고유번호, 설정값, 명칭, 촬영 시간, 카메라의 위치 정보를 포함하며, 여기에 더하여 각 열화상 카메라에 할당된 감시대상물의 위치, 명칭 또는 특징정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 저장 단계는, 상기 메타데이터 이외에 각 열화상 카메라에서 촬영된 열화상을 상기 메타데이터의 열화상 카메라 설정값과 매칭하여 저장함으로써, 화재감시 시스템의 관리자에게 상기 열화상 카메라, 감시대상물 및 열화상을 일체로 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어 단계는, 상기 열화상 카메라에서 입력되는 열화상과 센서로부터 입력되는 측정값 및 감시대상물에 대한 메타데이터 정보를 시간, 장소, 열화상 카메라 또는 감시대상물 별로 동기화하여 저장하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 센서와 열화상 카메라의 연동을 통한 실시간 고해상도 열화상 화재 감시 방법 및 장치에 관한 것으로, 열화상 카메라를 이용하여 감시하는 일정 공간에 산재해 있는 감시대상물에 전류 감지, 온도, 음향 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상의 센서를 설치하여 해당 감시대상물에 이상이 감지되면, 해당 감시대상물이 위치한 영역을 집중적으로 촬영함으로써, 비록 저해상도의 열화상 카메라로도 좁은 영역을 고해상도로 촬영할 수 있도록 하여, 해당 감시대상물을 정밀하게 감시할 수 있고, 관심부위나 감시대상물에 대한 열화상의 해상도를 향상시켜 과도한 온도 상승이 감지되면 즉각적으로 감시자에게 알림으로써 보다 효율적으로 사전에 화재를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재 감시 방법의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재 감시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재 감시 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재 감시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재 감시 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재 감시 방법의 개념도이다. 여기서 상기 전류센서 대신에 진동센서, 온도센서, 전류센서, 전력계, 음량센서 등 감시대상물에 따른 특화된 센서가 추가될 수도 있으며, 전류센서를 대표적으로 적용하여 설명하고자 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재감시 장치에서는, 열화상 영상을 촬영하는 열화상 카메라(100)와 전열기의 전류를 감지하는 전류센서(200), 그리고, 전류센서(200)의 감지를 통해 열화상 카메라를 해당 전류센서 위주로 집중적으로 촬영하게 범위를 제어하고, 사용자에게 과도한 온도상승 등의 이벤트가 발생하면 알려주는 화재감시장치(300)의 상호 연결과 열화상 촬영을 통해 화재를 감시하는 개념으로 그 장치가 구성된다.
본 발명의 열화상 카메라(100)는 고가의 열화상 카메라를 사용하는 것보다 저해상도의 보급형 열화상 카메라를 사용하는 것으로 한다. 즉, 저렴한 비용으로 고해상도의 열화상 카메라를 사용하는 효과를 나타내는 것이 본 발명의 목적 중 하나이기 때문이다. 상기 열화상 카메라는 흔히 32x32 정도의 해상도를 가지는 것이 일반적이나, 감시 사이트의 선택에 따라 해상도가 더 높아지거나 낮아질 수 있다. 다만, 열화상 카메라의 가격에 비해서 고해상도의 열화상을 제공하는 것이 가능하게 한다.
전류센서(200)는 간단하게 전류 감지 저항을 이용하여 저렴하게 구현될 수 있으며, 가전기기나 전열기의 전원 콘센트나 아울렛에 설치되어 근거리 통신이나 와이파이(WiFi), 유무선 인터넷 등을 통해서 네트워크에 연결될 수 있으며, 상기 네트워크를 통해서 화재감시장치(300)와 연결되거나 화재감시장치에서 직접적으로 상기 전류센서(200)와 연결되도록 구성할 수도 있다.
여기서 화재감시장치(300)는 감시뿐만 아니라, 열화상 카메라(100)와 전류센서(200)의 제어 및 영상의 저장, 영상의 디스플레이, 유무선의 네트워크 연결, 다양한 입출력, 전원관리 등 시스템의 종합적 제어를 지원하는 장치의 개념이다. 화재감시장치(300)는 미리 정해진 각 센서의 위치를 파악하고 있으며, 해당 위치에 따른 열화상 카메라의 제어값(팬, 틸트, 포커스, 화각 등)을 미리 설정하여 저장하고 있다가 센서로부터 이벤트 신호가 발생하면, 해당 센서의 위치에 해당하는 제어값으로 열화상 카메라를 제어하여 해당 부분에 대한 국부 감시를 수행한다. 이렇게 국부적인 부분을 집중적으로 감시하는 영역을 국부 감시 사이트라고 한다. 이에 비해서 보통 일반 디지털 감시 카메라로 촬영하여 감시하는 전체 영역을 전역 감시 사이트라고 한다. 흔히 전역 감시를 위해서 열화상 카메라와 일반 디지털 감시 카메라를 병행하여 사용하는 경우가 일반적이며, 열화상 카메라로 전역 감시를 수행하는 것은 그 정확도가 떨어지기 때문에 본 발명과 같은 선택과 집중에 의한 국부 감시가 필요한 것이다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 고해상도 열화상 화재감시 시스템은, 열화상 영상을 촬영하는 적어도 하나 이상의 열화상 카메라, 적어도 하나 이상의 감시대상물에 설치되어 각각의 이상 동작을 감지하기 위한 전류, 진동, 온도, 소리 또는 이들의 조합을 포함한 정보를 감지하기 위한 센서, 및 상기 센서를 통해 측정된 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어난 것으로 감지되면, 상기 열화상 카메라 중 미리 정해진 열화상 카메라에 대해서 해당 센서를 포함한 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 미리 정해진 열화상 카메라 설정값으로 변경하여 해당 감시대상물에 대해서 세밀하게 촬영하도록 하여 감시대상물을 촬영하는 열화상의 해상도를 향상시키는 것을 포함하는 화재감시장치를 포함하여 구성된다.
이러한 과정을 통해서 보급형 열화상 카메라의 저해상도의 열화상을 효율적으로 이용하여 저가형의 열화상 카메라로도 산업현장에서 요구하는 실시간 화재 감시 같은 시스템을 구비할 수 있는 경제적 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재감시장치의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재감시 장치(300)는 제어부(310), 디스플레이부(320), 영상저장부(330), 센서정보분석부(340), 입출력인터페이스부(350), 네트워크연결부(360), 전원부(370)를 포함하여 구성된다. 여기서 디스플레이부(320)와 영상저장부(330)는 화재감시장치의 내부에 구성될 수도 있으며, 외부에 구성될 수도 있다. 즉 외부에 유무선 네트워크를 통해서 연결될 수도 있다.
상기 구성 요소들 간의 연결 관계는, 열화상 영상을 촬영하는 열화상촬영부(혹은 열화상 카메라라고도 함)(100), 각 전열기의 전류를 감지하는 전류센서(부)(200), 열화상촬영부(100)에서 촬영된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(320), 열화상촬영부(100)에서 촬영한 열화상을 저장하는 영상저장부(330), 키보드나 마우스나 USB장치와 같은 다양한 유무선 장치의 입출력을 담당하는 입출력 인터페이스부(350), 원격에서 본 발명의 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재감시장치를 제어할 수 있도록 지원하는 네트워크연결부(360), 본 발명의 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재감시장치의 종합적 전원을 컨트롤하는 전원부(370), 그리고, 상기 열화상촬영부(100), 전류센서부(200), 제어부(310), 디스플레이부(320), 영상저장부(330), 센서정보분석부(340), 입출력인터페이스부(350), 네트워크연결부(360), 전원부(370)를 제어하는 제어부(310)를 포함하여 이루어진다.
따라서 화재감시장치는 적어도 하나 이상의 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나는지 분석하는 센서정보분석부, 상기 화재감시장치의 설정, 동작, 열화상이나 메타데이터의 복사 또는 이들의 조합을 포함하는 인터페이스를 담당하는 입출력 인터페이스부, 상기 화재감시장치를 네트워크를 통해서 제어하도록 인터페이스를 제공하는 네트워크 연결부, 및 상기 화재감시장치의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
또한 상기 화재감시장치는 특정 감시대상물에 대해서 세밀하게 집중적으로 촬영하도록 해당 열화상 카메라의 설정값을 변경하되, 복수의 열화상 카메라에 대해서 각각이 전담하는 감시대상물을 미리 지정하여 평소에는 일정한 할당 지역을 감시하다가 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나면 해당 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 각 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 매칭시키는 테이블을 구축하여 데이터베이스에 저장하고 있다가, 특정 센서로부터 이상 징후가 감지되면 상기 데이터베이스의 테이블을 참조하여 해당 열화상 카메라로 하여금 지정된 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 하는 복수의 동작을 동시에 수행하도록 상기 설정값을 저장하는 (영상)저장부를 더 포함하여 구성된다.
상기 열화상촬영부(100)는 이미 설명한 바와 같이 평상시 감시 공간 전체를 촬영하고 있다가 각 감시 공간에서 사용 중인 전열기 각각에 설치된 전류센서부(200)에 의해 갑작스런 과도 전류의 흐름이 감지되면, 그 정보를 바탕으로 해당 전류센서부(200)를 포함하는 감시대상물을 집중적으로 감시 촬영하게 된다.
상기 전류센서부(200)는 감시 공간 내에 있는 전열기 각각에 설치되어 각각의 해당 전열기의 전류를 센싱하여 해당 정보를 상기 센서정보분석부(340)에 전송 한다. 또한 전류센서부(200)는 각각의 감시대상물에 설치되어, 열화상촬영부(100)를 중심으로 3차원 공간의 고유 위치값을 가지고 있게 된다. 이러한 위치값에 근거하여 열화상 카메라는 해당 감시대상물을 최적으로 촬영하는데 필요한 카메라 설정값을 결정하고 이를 테이블로 유지 관리한다. 상기 유지 관리는 화재감시장치의 제어부에 의해서 수행될 수 있다.
상기 센서정보분석부(340)는, 각각의 전열기에 설치된 전류센서부(200)의 정보를 종합적으로 취합하여 전류의 변동과 각 전류센서부(200)의 고유 위치 정보를 저장하고 분석하게 된다. 전류센서부(200) 중 하나에서 갑작스런 과도 전류로 인한 이상이 감시되면 그 이상감지 정보와 해당 전류센서부(200)의 위치정보를 제어부(310)에 보내서 열화상촬영부(100)로 하여금 해당 전류센서부(200)를 집중적으로 감시 촬영케 한다.
상기 제어부(310)는 상기 센서정보분석부(340)의 분석 정보를 바탕으로 과도 전류의 흐름이 감시되는 전류센서부(200)를 포함한 감시대상물을 열화상촬영부(100)의 촬영각도, 줌, 위치 등의 설정값을 변경하여 열화상촬영부(100)의 촬영범위를 조절한다. 또한 디스플레이부(320), 영상저장부(330), 센서정보분석부(340), 입출력인터페이스부(350), 네트워크연결부(360), 전원부(370)의 상호간의 데이터 전송과 유기적인 관계를 전체적으로 제어한다. 또한 상기 제어부는 상기 열화상 카메라에서 입력되는 열화상과 센서로부터 입력되는 측정값 및 감시대상물에 대한 메타데이터 정보를 시간, 장소, 열화상 카메라 또는 감시대상물 별로 동기화하여 저장하도록 한다. 여기서 상기 동기화는 열화상과 상기 열화상의 특징과 내용을 설명하는 텍스트 정보 사이의 일관성을 제공하기 위해서 필요하며, 이러한 동기화를 통해, 사용자는 상기 메타데이터의 검색만으로 큰 사이즈의 열화상을 검색하거나 추출할 수 있다.
상기 디스플레이부(320)는, 상기 열화상촬영부(100)의 열화상 영상이나 제어화면을 디스플레이 한다. 또한 디스플레이부(320)는 터치스크린 입력을 통해 별도의 키보드나 마우스 같은 입력장치 없이도 본 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재감시장치를 설정하거나 및 제어할 수 있다.
상기 영상저장부(330)는, 상기 열화상촬영부(100)의 영상을 가공하거나 가공하기 전의 상태로 저장할 수 있으며, 또한 해당 열화상에 대한 촬영정보(열화상 카메라 설정값, 위치 정보, 해당 센서의 측정값이나 설정 정보 등)를 메타데이터로 저장한다. 저장된 영상은 제어부(310)와 네트워크연결부(360)를 통해 네트워크로 검색, 재생, 삭제 등 관리가 가능하고, 또한 제어부(310)와 입출력 인터페이스부(350)를 통해 외부 저장 장치에 복사하는 것이 가능하다.
상기 (영상)저장부(330)는 적어도 하나 이상의 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 메타데이터로 데이터베이스의 테이블에 저장하며, 상기 메타데이터는 각 열화상 카메라의 고유번호, 설정값, 명칭, 촬영 시간, 카메라의 위치 정보를 포함하며, 여기에 더하여 각 열화상 카메라에 할당된 감시대상물의 위치, 명칭 또는 특징정보를 포함한다. 여기서 감시대상물의 특징정보는 해당 감시대상물에 대한 물리적인 특징, 즉 전기기기인지 유류저장소인지 등 다양한 종류의 설명문을 포함할 수 있다.
또한 상기(영상)저장부는 상기 메타데이터 이외에 각 열화상 카메라에서 촬영된 열화상을 상기 메타데이터의 열화상 카메라 설정값과 매칭하여 저장함으로써, 화재감시 시스템의 관리자에게 상기 열화상 카메라, 감시대상물 및 열화상을 일체로 제공할 수 있다.
상기 입출력 인터페이스부(350)는, USB, 블루투스, 지그비, NFC 같은 다양한 유무선 입출력 장치의 연결을 지원하여, 본 발명 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재감시장치를 설정하거나, 유지보수, 데이터 백업을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.
상기 네트워크연결부(360)는, 본 발명 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재감시장치의 특성상 관리자가 통제실이나 관리실 같은 곳에서 시설을 감시할 수 있도록 WiFi나 LAN 등의 유무선 네트워크와 연결할 수 있도록 한다.
상기 전원부(370)는, 본 발명 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재감시장치(300)의 각부에 전원을 공급하는 역할을 수행한다. 경우에 따라서는 본 발명의 화재감시장치(300)가 휴대형일 경우에는 충전용 배터리를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성한 본 발명의 실시예에 따른 동작 과정을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재 감시 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 열화상촬영부(100)는 평상시 넓은 화각을 통해 감시 지역 전체를 촬영한다(S100). 이러한 전체 넓은 면적을 저해상도 열화상 카메라로 촬영하다 보니, 촬영된 영상만으로는 전역 감시 지역에 대한 정밀한 분석이 어려워진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 감시 지역 내의 전열기나 가전기기 혹은 발화(인화)물질이 있는 감시대상물 각각에 센서가 설치되어 있어서 각 센서에서 감지된 샌싱값을 분석한다(S110). 센서정보분석부(340)에서는 센서로부터 센싱값을 종합적으로 분석하여 이상 징후가 감지되면 제어부는 열화상카메라의 설정값을 변경하여 해당 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 한다. 즉, 전류센서부(200)의 전류를 종합적으로 분석하여 과전류가 감지되면(S120), 제어부(310)는 열화상촬영부(100)의 촬영각도, 줌, 위치 등의 설정값에 대한 변경을 통해 해당 과전류가 감지된 전류센서부(200)를 포함한 감시대상물을 집중적으로 촬영하게 한다(S130).
그리고 상기 과전류의 흐름이 감지된 전열기의 온도 변화를 집중적으로 감시하게 된다(S140).
이후, 상기 과전류의 흐름이 감지된 전열기의 온도가 급격히 변화하면(S150), 제어부(310)는 네트워크연결부(360)를 통해 해당 전열기의 정보와 온도의 급격한 변화의 위험성을 경고하는 메시지를 사용자에게 전송한다. 한편, 과전류의 흐름이 감지되었지만, 평상시 온도가 일정시간 유지되고 별 다른 변화가 없다면 제어부(310)는 열화상촬영부(100)를 다시 전체 열화상 촬영 모드로 전환시켜 전체 공간을 감시한다.
이와 같이 본 발명 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재 감시 방법 및 장치는 전류센서와 열화상 카메라를 이용한 실시간 화재 감시 방법 및 장치에 관한 것으로, 감시 공간의 전열기에 각각 전류감지센서를 설치하여 해당 전열기에 갑자기 과도한 전류가 흐르는 것이 감지되면, 해당 전류센서가 위치한 영역 부분으로 위치 변경, 각도 변경, 줌인 등을 통해 열화상 카메라를 집중촬영하게 하여, 관심부위의 열화상 영상의 해상도를 향상 시켜 과도한 온도 상승이 감지되면 즉각적으로 감시자에게 알림으로써 보다 효율적으로 사전에 화재를 방지하는 효과가 있다.
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 판단되어야 할 것이다.
100 : 열화상카메라 200 : 전류센서
300 : 화재감시장치 310 : 제어부
320 : 디스플레이부 330 : 영상저장부
340 : 센서정보분석부 350 : 입출력인터페이스부
360 : 네트워크연결부 370 : 전원부
300 : 화재감시장치 310 : 제어부
320 : 디스플레이부 330 : 영상저장부
340 : 센서정보분석부 350 : 입출력인터페이스부
360 : 네트워크연결부 370 : 전원부
Claims (12)
- 열화상 영상을 촬영하는 복수의 열화상 카메라;
적어도 하나 이상의 감시대상물에 설치되어 각각의 이상 동작을 감지하기 위한 전류, 진동, 온도, 소리 또는 이들의 조합을 포함한 정보를 감지하기 위한 센서; 및
상기 센서를 통해 측정된 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어난 것으로 감지되면, 상기 열화상 카메라 중 미리 정해진 열화상 카메라에 대해서 해당 센서를 포함한 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 미리 정해진 열화상 카메라 설정값으로 변경하여 해당 감시대상물에 대해서 세밀하게 촬영하도록 하여 감시대상물을 촬영하는 열화상의 해상도를 향상시키는 것을 포함하는 화재감시장치;를 포함하며,
상기 화재감시장치는 특정 감시대상물에 대해서 세밀하게 집중적으로 촬영하도록 해당 열화상 카메라의 설정값을 변경하되, 복수의 열화상 카메라에 대해서 각각이 전담하는 감시대상물을 미리 지정하여 평소에는 일정한 할당 지역을 감시하다가 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나면, 상기 복수의 열화상 카메라가 해당 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 화재감시장치는,
적어도 하나 이상의 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나는지 분석하는 센서정보분석부;
상기 화재감시장치의 설정, 동작, 열화상이나 메타데이터의 복사 또는 이들의 조합을 포함하는 인터페이스를 담당하는 입출력 인터페이스부;
상기 화재감시장치를 네트워크를 통해서 제어하도록 인터페이스를 제공하는 네트워크 연결부; 및
상기 센서정보분석부의 분석 정보를 바탕으로 상기 감시대상물을 열화상 카메라의 촬영각도, 줌, 위치 또는 이들의 조합을 포함하는 설정값을 변경하여 열화상 촬영부의 촬영범위를 조절하는 것을 포함하여, 상기 화재감시장치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 화재감시장치는,
특정 감시대상물에 대해서 세밀하게 집중적으로 촬영하도록 해당 열화상 카메라의 설정값을 변경하되, 복수의 열화상 카메라에 대해서 각각이 전담하는 감시대상물을 미리 지정하여 평소에는 일정한 할당 지역을 감시하다가 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나면, 상기 복수의 열화상 카메라가 해당 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 각 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 매칭시키는 테이블을 구축하여 데이터베이스에 저장하고 있다가, 특정 센서로부터 이상 징후가 감지되면 상기 데이터베이스의 테이블을 참조하여 해당 열화상 카메라로 하여금 지정된 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 하는 복수의 동작을 동시에 수행하도록 상기 설정값을 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 시스템. - 청구항 3에 있어서,
상기 저장부는,
적어도 하나 이상의 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 메타데이터로 데이터베이스의 테이블에 저장하며, 상기 메타데이터 이외에 각 열화상 카메라에서 촬영된 열화상을 상기 메타데이터의 열화상 카메라 설정값과 매칭하여 저장함으로써, 화재감시 시스템의 관리자에게 상기 열화상 카메라, 감시대상물 및 열화상을 일체로 제공할 수 있으며,
상기 메타데이터는 각 열화상 카메라의 고유번호, 설정값, 명칭, 촬영 시간, 카메라의 위치 정보를 포함하며, 여기에 더하여 각 열화상 카메라에 할당된 감시대상물의 위치, 명칭 또는 특징정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 시스템. - 삭제
- 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
상기 열화상 카메라에서 입력되는 열화상과 센서로부터 입력되는 측정값 및 감시대상물에 대한 메타데이터 정보를 시간, 장소, 열화상 카메라 또는 감시대상물 별로 동기화하여 저장하도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 시스템. - 복수의 열화상 카메라에서 촬영한 열화상을 획득하는 단계;
적어도 하나 이상의 감시대상물에 설치된 전류, 진동, 온도, 소리 또는 이들의 조합을 포함한 정보를 감지하기 위한 센서로부터 측정값을 입력받는 단계;
상기 입력받은 측정값을 분석하여 각 감시대상물의 이상 동작을 감지하는 단계; 및
상기 센서를 통해 측정된 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어난 것으로 감지되면, 상기 열화상 카메라 중 미리 정해진 열화상 카메라에 대해서 해당 센서를 포함한 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 미리 정해진 열화상 카메라 설정값으로 변경하여 해당 감시대상물에 대해서 세밀하게 촬영하도록 하여 감시대상물을 촬영하는 열화상의 해상도를 향상시키는 것을 포함하는 화재감시 단계;를 포함하며,
상기 화재감시 단계는 특정 감시대상물에 대해서 세밀하게 집중적으로 촬영하도록 해당 열화상 카메라의 설정값을 변경하되, 복수의 열화상 카메라에 대해서 각각이 전담하는 감시대상물을 미리 지정하여 평소에는 일정한 할당 지역을 감시하다가 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나면, 상기 복수의 열화상 카메라가 해당 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 화재감시 단계는,
적어도 하나 이상의 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나는지 분석하는 센서정보분석 단계;
입출력 인터페이스부를 통해 화재감시장치의 설정, 동작, 열화상이나 메타데이터의 복사 또는 이들의 조합을 포함하는 인터페이스를 지원하는 단계;
네트워크 연결부를 통해 상기 화재감시장치를 네트워크를 통해서 제어하도록 인터페이스를 제공하는 단계; 및
제어부를 통해 상기 화재감시장치의 작동을 제어하는 제어 단계;를 포함하며,
상기 제어 단계는, 상기 센서정보분석 단계에서 분석한 정보를 바탕으로 상기 감시대상물을 열화상 카메라의 촬영각도, 줌, 위치 또는 이들의 조합을 포함하는 설정값을 변경하여 열화상 촬영부의 촬영범위를 조절하는 것을 포함하여, 상기 화재감시장치의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 화재감시 단계는,
특정 감시대상물에 대해서 세밀하게 집중적으로 촬영하도록 해당 열화상 카메라의 설정값을 변경하되, 복수의 열화상 카메라에 대해서 각각이 전담하는 감시대상물을 미리 지정하여 평소에는 일정한 할당 지역을 감시하다가 센서로부터 입력되는 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나면 해당 감시대상물을 복수의 열화상 카메라가 집중적으로 촬영하도록 각 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 매칭시키는 테이블을 구축하여 데이터베이스에 저장하고 있다가, 특정 센서로부터 이상 징후가 감지되면 상기 데이터베이스의 테이블을 참조하여 해당 열화상 카메라로 하여금 지정된 감시대상물을 집중적으로 촬영하도록 하는 복수의 동작을 동시에 수행하도록 상기 설정값을 저장하는 저장 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 저장 단계는,
적어도 하나 이상의 열화상 카메라와 감시대상물 간의 열화상 촬영을 위한 설정값을 메타데이터로 데이터베이스의 테이블에 저장하며, 상기 메타데이터 이외에 각 열화상 카메라에서 촬영된 열화상을 상기 메타데이터의 열화상 카메라 설정값과 매칭하여 저장함으로써, 화재감시 시스템의 관리자에게 상기 열화상 카메라, 감시대상물 및 열화상을 일체로 제공할 수 있으며,
상기 메타데이터는 각 열화상카메라의 고유번호, 설정값, 명칭, 촬영 시간, 카메라의 위치 정보를 포함하며, 여기에 더하여 각 열화상 카메라에 할당된 감시대상물의 위치, 명칭 또는 특징정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 방법. - 삭제
- 청구항 8에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 열화상 카메라에서 입력되는 열화상과 센서로부터 입력되는 측정값 및감시대상물에 대한 메타데이터 정보를 시간, 장소, 열화상 카메라 또는 감시대상물 별로 동기화하여 저장하도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 고해상도 열화상 화재감시 방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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