KR101703226B1 - Non-contact type temperature and motion detection apparatus and method therefor - Google Patents
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Abstract
피사체의 움직임을 보다 정확하고 신뢰성있게 검출할 수 있고, 피사체의 정확한 온도를 감지함으로써, 반려동물과 구별하여 인체의 움직임을 정확히 검출할 수 있도록, 베이스부재 일측에 고정 설치되며 고정 상태에서 피사체에서 나오는 에너지를 검출하는 고정센서부, 상기 고정센서부에 대해 그 위치가 이동되도록 설치되어 이동 상태에서 피사체에서 나오는 에너지를 검출하는 이동센서부, 상기 이동센서부를 고정센서부에 대해 연속적으로 이동시키기 위한 이동부, 및 상기 이동센서부로 입사되는 피사체 에너지의 입사 경로 변화에 따른 이동센서부의 검출값의 편차와 상기 고정센서부의 검출값을 연산하여 피사체의 온도 또는 움직임을 검출하는 제어부를 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지 장치를 제공한다.The object can be detected more accurately and reliably and the accurate temperature of the object can be detected to discriminate the moving object from the companion animal so that the movement of the human body can be accurately detected. A moving sensor unit installed to move its position with respect to the fixed sensor unit and detecting energy emitted from a subject in a moving state, a moving unit for moving the moving sensor unit continuously with respect to the fixed sensor unit, And a control unit for calculating a deviation of a detection value of the movement sensor unit and a detection value of the fixed sensor unit according to an incident path change of the subject energy incident on the movement sensor unit and detecting a temperature or motion of the subject, Sensing device.
Description
인체 등 움직이는 열원의 온도 및 움직임을 보다 정밀하게 검출할 수 있도록 된 비접촉식 온도 및 동작 감지 장치와 감지 방법에 관한 것이다.And more particularly, to a noncontact temperature and motion sensing device and a sensing method capable of more accurately detecting the temperature and motion of a moving heat source such as a human body.
예를 들어, 경보장치나 조명장치 등에는 인체 등 열원의 유무를 감지하기 위한 초전형 센서(PYROELECTRIC SENSOR)가 구비된다. 일반적으로, 인체에서는 특정 범위 파장의 적외선(INFRARED)이 자연적으로 발생하므로, 초전형 센서는 이러한 파장의 적외선을 검출하여 인체의 접근 여부를 확인할 수 있다. 이에, 경보장치나 조명장치 등은 초전형 센서를 통해 인체의 근접을 감지하여 경보 신호를 발하거나 조명을 작동시키게 된다. For example, a warning device, a lighting device, and the like are equipped with a pneumatic sensor for detecting the presence or absence of a heat source such as a human body. Generally, in a human body, INFRARED of a specific range wavelength occurs naturally, so that a super-sensitive sensor can detect the infrared ray of such a wavelength to confirm whether or not the human body is approaching. Accordingly, an alarm device, a lighting device, or the like senses the proximity of the human body through the super-type sensor and emits an alarm signal or activates the illumination.
이러한 초전형 센서를 이용하여 인체 유무만을 감지하는 방식에서 발전하여 감지된 인체의 움직임을 검출하는 기술에 대한 개발이 이루어지고 있다. 그러나, 종래의 경우 인체의 움직임에 대한 정확한 정보의 수집이 어려워, 결과에 대한 정확도와 신뢰도가 떨어지는 문제가 있다. 또한, 종래 구조의 경우 인체의 정확한 온도 값을 검출하지 못하여, 인체의 움직임을 반려 동물들의 움직임과 구별하지 못하는 문제가 있다.There has been developed a technique for detecting the motion of a human body that is generated and detected in a system that detects only the presence or absence of a human body by using such a super-type sensor. However, in the conventional art, it is difficult to collect accurate information on the motion of the human body, and there is a problem that the accuracy and reliability of the result are inferior. Further, in the case of the conventional structure, the accurate temperature value of the human body can not be detected, and the movement of the human body can not be discriminated from the movement of the companion animals.
최근 들어, 독거 노인과 같이 활동성이 떨어지는 노인에 대한 사회적 관심이 높아지고 있어, 인체의 온도와 움직임을 정확히 검출하기 위한 기술의 개발이 요구된다.In recent years, social interest in elderly people who are less active, such as elderly living alone, is increasing, and development of technology for accurately detecting the temperature and movement of the human body is required.
피사체의 움직임을 보다 정확하고 신뢰성있게 검출할 수 있도록 된 비접촉식 온도 및 동작 감지 장치와 감지 방법을 제공한다.The present invention provides a non-contact temperature and motion sensing device and a sensing method capable of more accurately and reliably detecting the movement of a subject.
또한, 피사체의 정확한 온도를 감지함으로써, 반려동물과 구별하여 인체의 움직임을 정확히 검출할 수 있도록 된 비접촉식 온도 및 동작 감지 장치와 감지 방법을 제공한다.The present invention also provides a noncontact temperature and motion sensing device and a sensing method that are capable of accurately detecting the movement of a human body in distinguishing from companion animals by sensing an accurate temperature of the object.
또한, 보다 간단한 구조로 제조가 용이하고 조작이 간편한 비접촉식 온도 및 동작 감지 장치와 감지 방법을 제공한다.Further, there is provided a noncontact temperature and motion sensing device and a sensing method which are simple and easy to manufacture and easy to operate.
본 구현예의 감지 장치는, 베이스부재 일측에 고정 설치되며 고정 상태에서 피사체에서 나오는 에너지를 검출하는 고정센서부, 상기 고정센서부에 대해 그 위치가 이동되도록 설치되어 이동 상태에서 피사체에서 나오는 에너지를 검출하는 이동센서부, 상기 이동센서부를 고정센서부에 대해 연속적으로 이동시키기 위한 이동부, 및 상기 이동센서부의 이동으로 피사체 에너지의 입사 경로 변화에 따른 이동센서부의 검출값의 편차와 상기 고정센서부의 검출값을 연산하여 피사체의 온도 또는 움직임을 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.The sensing device of this embodiment includes a fixed sensor unit fixed on one side of a base member and detecting energy emitted from a subject in a fixed state, and a sensor unit installed to move its position with respect to the fixed sensor unit, A moving part for continuously moving the moving sensor part with respect to the fixed sensor part, and a control part for detecting a deviation of detection values of the moving sensor part according to the incident path change of the subject energy due to the movement of the moving sensor part, And detecting a temperature or a motion of the subject by calculating a value of the value.
상기 고정센서부는 피사체에서 나오는 적외선을 검출하는 초전형 고정센서와, 상기 초전형 고정센서로 입사되는 적외선을 집광하여 검출 감도를 높이는 집광렌즈를 포함할 수 있다.The fixed sensor unit may include a super-fixed sensor for detecting infrared rays emitted from a subject and a condenser lens for condensing infrared rays incident on the super-fixed sensor to increase detection sensitivity.
상기 이동센서부는 피사체에서 나오는 적외선을 검출하는 초전형 이동센서와, 초전형 이동센서로 입사되는 적외선을 집광하여 검출 감도를 높이는 집광렌즈를 포함할 수 있다.The movement sensor unit may include a super-movement sensor for detecting infrared rays from a subject and a condenser lens for condensing infrared rays incident on the super-movement sensor to enhance detection sensitivity.
상기 고정센서부에 설치되고 피사체와의 거리를 검출하여 제어부로 인가하는 거리센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 거리센서의 출력값으로부터 피사체와 고정센서부 사이의 실제 거리를 검출하는 구조일 수 있다.And a distance sensor provided in the fixed sensor unit for detecting the distance to the subject and applying the detected distance to the control unit. The controller may detect the actual distance between the subject and the fixed sensor unit from the output value of the distance sensor .
상기 감지장치는 상기 베이스부재 일측에 설치되어 주변 온도를 검출하여 상기 제어부에 인가하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서의 출력값과 상기 이동센서부를 동기화하는 구조일 수 있다.The sensing device may further include a temperature sensor installed at one side of the base member to detect an ambient temperature and apply the detected ambient temperature to the control unit. The control unit may be configured to synchronize the output value of the temperature sensor and the moving sensor unit.
상기 이동센서부는 초전형 이동센서에 결합된 집광렌즈를 회전시켜 피사체로부터 초전형 이동센서로 입사되는 입사에너지 값을 변화시키는 구조일 수 있다.The movement sensor unit may be configured to rotate the condenser lens coupled to the super-movement sensor to change the value of incident energy incident on the super-movement sensor from the object.
상기 이동부는 고정센서부를 중심축으로 하여 상기 이동센서부를 고정센서부 주위로 회전시키는 구조일 수 있다.The moving unit may be configured to rotate the moving sensor unit about the fixed sensor unit with the fixed sensor unit as a central axis.
상기 이동부는 구동력을 이동센서부로 인가하여 이동센서부의 집광렌즈를 회전시키는 구조일 수 있다.The moving unit may be configured to rotate the focusing lens of the moving sensor unit by applying a driving force to the moving sensor unit.
상기 이동부는 상기 베이스부재 상에 고정센서부를 중심축으로 하여 회전가능하게 설치되고 외주면에는 기어가 형성된 회전기어, 상기 회전기어에 이격되어 배치되고 상기 베이스부재 상에 상기 고정센서부를 중심축으로 설치되며 내주면을 따라 기어가 형성된 링형 고정기어, 상기 회전기어와 상기 링형 고정기어 사이에 맞물려 설치되고 상기 이동센서부가 설치되는 이동기어, 및 상기 회전기어를 회전 구동시키기 위한 구동모터를 포함할 수 있다.The moving unit includes a rotary gear rotatably mounted on the base member with the fixed sensor unit as a center axis and having a gear formed on an outer circumferential surface thereof, A ring-shaped fixed gear having gears formed along the inner circumferential surface thereof, a moving gear meshed between the rotating gear and the ring-shaped fixed gear and having the moving sensor portion, and a driving motor for rotationally driving the rotating gear.
상기 제어부는 상기 이동센서부의 검출값 편차로부터 거리 당 에너지의 실제 대기 흡수율을 연산하고, 상기 대기 흡수율로부터 상기 고정센서부와 피사체의 거리에 따라 상기 고정센서부의 검출값을 보정하여 피사체의 온도를 결정하는 구조일 수 있다.The control unit calculates an actual air absorption rate of energy per distance from the detected value deviation of the moving sensor unit and corrects the detected value of the fixed sensor unit according to the distance between the fixed sensor unit and the subject from the air absorption rate to determine the temperature of the subject Lt; / RTI >
본 구현예의 감지 방법은, 고정 상태인 고정센서부를 통해 피사체의 에너지를 검출하여 피사체의 존재 유무를 검출하는 단계, 피사체 존재시 이동센서부를 구동하여 이동 상태인 이동센서부를 통해 피사체의 에너지를 검출하는 단계, 이동센서부 이동으로 피사체 에너지의 입사 경로 변화에 따른 검출값의 편차로부터 거리 당 에너지의 실제 대기 흡수율을 구하는 단계, 및 실제 대기 흡수율로부터 상기 고정센서부와 피사체의 거리에 따라 상기 고정센서부의 검출값을 보정하여 피사체의 온도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The sensing method of this embodiment includes the steps of detecting the presence or absence of a subject by detecting the energy of the subject through the fixed sensor unit in a fixed state, detecting the energy of the subject through the movement sensor unit in a moving state by driving the movement sensor unit in the presence of the subject Obtaining an actual air absorption rate of energy per distance from the deviation of the detection value according to the incident path change of the subject energy by the movement of the moving sensor section, And determining the temperature of the subject by correcting the detected value.
상기 감지 방법은 피사체의 온도 결정에 앞서 고정센서부와 피사체 사이의 거리를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The sensing method may further include a step of detecting a distance between the fixed sensor unit and the subject before the temperature of the subject is determined.
상기 감지 방법은 피사체의 주변 온도를 검출하여 이동센서부의 온도와 동기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.The sensing method may further include detecting an ambient temperature of the subject and synchronizing with the temperature of the moving sensor unit.
상기 감지 방법은 피사체의 온도를 결정한 후, 결정된 온도로부터 피사체가 인체인지 여부를 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다.The sensing method may further include calculating a temperature of a subject, and then calculating whether the subject is a human from the determined temperature.
상기 감지 방법은 피사체가 인체인 경우 고정센서부를 통해 피사체의 에너지를 감지하는 단계, 피사체의 에너지 검출 여부를 통해 피사체의 활동성 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.The sensing method may further include sensing energy of a subject through a fixed sensor unit when the subject is a human body, and checking whether the subject is active by detecting energy of the subject.
이상 설명한 바와 같이 본 구현예에 의하면, 인체의 동작을 보다 정확하고 신뢰성있게 검출할 수 있게 된다. 이에, 오작동으로 인한 피해와 손실을 최소화할 수 있게 된다.As described above, according to this embodiment, the operation of the human body can be detected more accurately and reliably. Thus, damage and loss due to malfunction can be minimized.
또한, 주변 환경 변화를 고려하여 인체와 반려동물의 온도 차이를 정확히 검출할 수 있게 되어 인체와 움직임을 보다 변별력있게 검출할 수 있게 된다.In addition, the temperature difference between the human body and the companion animal can be accurately detected in consideration of the change in the surrounding environment, so that the human body and the movement can be detected more distinctively.
또한, 인체의 유무는 물론 온도와 동작 여부를 동시에 검출하여 인체의 활동성을 보다 용이하게 확인 평가할 수 있게 된다.In addition, the presence or absence of the human body, as well as the temperature and the operation state can be detected at the same time, so that the activity of the human body can be easily confirmed and evaluated.
또한, 구조가 단순하고 제조가 용이하여 제품의 생산성 및 가격 경쟁력을 높일 수 있게 된다.Further, the structure is simple and easy to manufacture, so that the productivity and price competitiveness of the product can be enhanced.
도 1은 본 실시예에 따른 비접촉식 온도 및 동작 감지 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 비접촉식 온도 및 동작 감지 장치의 구성을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 비접촉식 온도 및 동작 감지 장치의 작동 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 비접촉식 온도 및 동작 감지 과정을 도시한 개략적인 순서도이다.1 is a schematic view showing a non-contact type temperature and motion sensing apparatus according to the present embodiment.
2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a noncontact type temperature and motion sensing device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a view showing an operating state of the noncontact type temperature and motion sensing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 4 is a schematic flowchart showing a non-contact temperature and motion detection process according to the present embodiment.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
본 실시예는 피사체로 인체를 대상으로 한 온도와 동작 감지를 예로서 설명하며, 이하 설명에서 피사체이라 함은 인체를 포함한 열원으로 이해할 수 있다. 본 발명은 감지 대상물인 피사체로 인체에 한정되지 않으며, 피사체의 정확한 온도와 움직임 검출이 가능하므로 특정 동물이나 기타 다른 피사체에 대한 감지에 모두 적용 가능하다. 이하 설명에서In the present embodiment, the temperature and motion detection for a human body are described as an example. In the following description, a subject can be understood as a heat source including a human body. The present invention is not limited to the human body but can be applied to detection of a specific animal or other object because it is possible to detect the exact temperature and motion of the object. In the following description
도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 비접촉식 온도 및 동작 감지 장치의 구성을 도시하고 있다.FIGS. 1 and 2 show the construction of a non-contact type temperature and motion sensing device according to the present embodiment.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 감지장치(100)는 고정 상태에서 피사체에서 나오는 에너지를 검출하는 고정센서부(10), 이동 상태에서 피사체에서 나오는 에너지를 검출하는 이동센서부(20), 상기 이동센서부(20)를 고정센서부(10)에 대해 연속적으로 이동시키기 위한 이동부, 및 상기 이동센서부(20)와 고정센서부(10)의 출력값으로부터 피사체의 온도 또는 움직임을 검출하는 제어부(50)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
상기 고정센서부(10)와 이동센서부(20)는 원판 형태의 베이스부재(40)에 설치된다. 상기 베이스부재(40)는 각 구성부를 지지하기 위한 판 구조물로, 다양한 형태로 이루어질 수 있다.The
상기 베이스부재(40)의 중앙에 고정센서부(10)가 배치되어 고정설치된다. 그리고, 상기 이동센서부(20)는 고정센서부(10)에서 이격 배치되어, 고정센서부(10)를 중심축으로 하여 고정센서부(10) 주위를 회전하도록 설치된다. 또한, 본 실시예에서 상기 이동센서부(20)는 자체적으로 회전가능하게 설치된다. 이하 설명에서 고정센서부(10)를 중심으로 이동센서부(20)가 회전하는 운동을 공전운동이라 하고, 이동센서부(20) 자체의 회전운동을 자전운동이라 한다. The
공전운동을 통해 상기 이동센서부(20)는 피사체에 대한 감지 위치를 달리하여 피사체에 대한 에너지의 입사 경로를 변환할 수 있다. 이를 통해 에너지 입사 경로 편차에 따른 실제 감지 공간 내의 에너지 대기 흡수율을 구할 수 있다. 또한, 자전운동을 통해 상기 이동센서부(20)는 피사체의 움직임에 관계없이 초전형 이동센서로 입사되는 에너지값을 변화시켜 피사체 존재 유무를 지속적으로 감지할 수 있게 된다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 상세하게 설명하도록 한다.Through the idle motion, the
상기 고정센서부(10)는 피사체에서 나오는 에너지 중 적외선을 검출하는 초전형 고정센서(12)와, 상기 초전형 고정센서(12)로 입사되는 적외선을 집광하여 검출 감도를 높이는 집광렌즈(14)를 포함할 수 있다. 상기 고정센서부(10)는 초전형 고정센서(12)를 작동하기 위한 다른 구성요소 예를 들어, 신호증폭기 등의 구성요소를 더 포함할 수 있다. 상기 고정센서부(10)는 고정된 위치에서 피사체에서 방출되는 적외선을 감지한다. The
본 실시예에서, 상기 고정센서부(10)의 몸체 일측에는 고정센서부(10)의 초전형 고정센서(12)와 피사체 사이의 거리를 검출하여 제어부(50)로 인가하는 거리센서(42)가 더 설치된다. 상기 거리센서(42)는 초음파를 이용하여 거리를 측정하는 초음파 센서일 수 있다. 상기 제어부(50)는 상기 거리센서(42)의 출력값으로부터 피사체와 고정센서부(10) 사이의 실제 거리를 보다 정확하게 검출할 수 있다.A
상기 이동센서부(20)는 피사체에서 나오는 에너지 중 적외선을 검출하는 초전형 이동센서(22)와, 초전형 이동센서(22)로 입사되는 적외선을 집광하여 검출 감도를 높이는 집광렌즈(24)를 포함할 수 있다. 상기 이동센서부(20) 역시 초전형 이동센서(22)를 작동하기 위한 다른 구성요소 예를 들어, 신호증폭기 등의 구성요소를 더 포함할 수 있다. 상기 이동센서부(20)는 고정되지 않고 움직이면서 위치를 달리하는 상태에서 피사체에서 방출되는 적외선을 감지한다. The
본 실시예에서, 상기 이동센서부(20)의 몸체 일측에는 주변 온도를 검출하여 상기 제어부(50)에 인가하는 온도센서(44)가 더 설치된다. 상기 제어부(50)는 상기 온도센서(44)의 출력값으로부터 피사체 감지 공간 내의 온도를 실시간으로 검출하여 기준온도로 삼을 수 있다.In the present embodiment, a
상기 온도센서(44)는 이동센서부(20) 외에 베이스부재(40) 어디에도 설치될 수 있다. 온도센서(44)가 이동센서부(20)에 설치되는 경우 이동센서부(20) 이동시 온도센서(44) 역시 계속 이동함으로써, 다양한 위치에서 온도 검출이 이루어져 피사체 주변의 보다 정확한 온도를 검출할 수 있게 된다.The
상기 초전형 고정센서(12)와 초전형 이동센서(22)는 모두 인체 등의 열원에서 발생하는 특정 파장의 적외선을 검출하는 초전형 센서(PYROELECTRIC SENSOR)이다. 초전형 센서는 열원으로부터 입사되는 적외선을 열로 변환하여 그 온도값을 출력한다. 상기 초전형 센서에 대해서는 많은 기술이 개시되어 있으므로 이하 상세한 설명은 생략한다.The supermotive fixed
상기 집광렌즈(141,24)는 인체 등 열원으로부터 발산되는 적외선의 검출 감도를 높이기 위한 것으로, 초전형 센서의 앞에 설치될 수 있다. 집광렌즈로는 프레넬 렌즈(FRESNEL LENS), 프레넬 렌즈 어레이(ARRAY) 등이 있고, 구조에 따라 평면형, 구면형 등으로 구분될 수 있다. The
본 장치는 고정된 고정센서부(10)와 움직이는 이동센서부(20)를 통해 피사체의 적외선을 감지하여 피사체의 온도와 움직임을 보다 정확히 검출할 수 있게 된다.The apparatus can detect the temperature and movement of the subject more accurately by sensing infrared rays of the subject through the fixed
본 실시예에서, 상기 이동부는 고정센서부(10)를 중심으로 이동센서부(20)를 공전운동시킴과 동시에 이동센서부(20) 자체를 자전운동시키는 구조로 되어 있다. In the present embodiment, the moving unit is structured such that the moving
이를 위해, 상기 이동부는 상기 베이스부재(40) 상에 고정센서부(10)를 중심축으로 하여 회전가능하게 설치되고 외주면에는 기어가 형성된 회전기어(30), 상기 회전기어에 이격되어 배치되고 상기 베이스부재(40) 상에 상기 고정센서부(10)를 중심축으로 설치되며 내주면을 따라 기어가 형성된 링형 고정기어(32), 상기 회전기어(30)와 상기 고정기어(32) 사이에 맞물려 설치되고 상기 이동센서부(20)가 설치되는 이동기어(34), 상기 회전기어(30)를 회전 구동시키기 위한 구동모터(36)를 포함할 수 있다.To this end, the moving unit includes a
이에, 구동모터(36)가 회전 구동되면, 회전기어(30)가 회전되고 회전기어(30)와 고정기어(32) 사이에 맞물려 있는 이동기어(34)가 고정센서부(10)를 중심축으로 하여 일방향으로 이동하게 된다. 이때, 이동기어(34)는 고정기어(32)에 맞물려 있으므로 일방향으로 이동하는 과정에서 자체적으로 회전운동을 하게 된다. 상기 이동기어(34)에는 이동센서부(20)가 설치되어 있어서, 이동기어(34)가 움직임에 따라 이동센서부(20)가 이동을 하게 된다. 따라서 일 구동모터(36)의 구동력으로 이동센서부(20)를 공전운동시킴과 더불어 자전운동시킬 수 있게 된다.When the
상기 회전기어(30)와 고정기어(32) 및 이동기어(34)의 기어비는 다양하게 설정가능하다. The gear ratios of the
상기 회전기어(30)는 링형태로 이루어지며 상기 고정센서부(10)에 끼워져 회전가능하게 결합된다.The
상기 구동모터(36)는 예를 들어, 상기 고정센서부(10)의 몸체 내부에 설치될 수 있다. 상기 구동모터(36)의 구동력을 상기 회전기어(30)로 전달하기 위해, 상기 구동모터(36)의 회전축은 상기 회전기어(30) 내경 선단을 지나 전면쪽으로 연장되고, 회전기어(30) 선단에는 구동기어(38)가 설치된다. 그리고, 상기 회전기어(30)의 내경 선단쪽 전면에는 상기 구동기어(38)와 맞물리는 피동기어(39)가 원주방향을 따라 연속적으로 설치된다. 이에, 상기 구동모터(36)가 작동되면 구동기어(38)가 회전되고, 구동기어(38)에 맞물려 있는 피동기어(39)로 동력이 전달되어 피동기어(39)가 설치된 회전기어(30)가 회전하게 된다. The driving
본 실시예는 내측의 회전기어를 구동모터로 회전구동시키고 외측의 고정기어는 고정한 구조를 예시하고 있으나, 이러한 구조 외에, 이동기어에 구동모터를 연결하여 이동기어를 회전시키거나, 내측의 회전기어는 고정시키고 외측의 고정기어에 구동모터를 연결하여 회전구동시키는 구조 역시 적용 가능하다. In this embodiment, the inner rotary gear is rotationally driven by a driving motor and the outer fixed gear is fixed. However, in addition to such a structure, a driving motor may be connected to the moving gear to rotate the moving gear, And a drive motor is connected to the outer fixed gear to rotate the motor.
상기 구동모터의 회전속도와 이에 따라 고정센서부를 축으로 하여 회전하는 이동기어의 이동 속도, 고정센서부에 대한 이동기어의 이격 거리는 다양하게 설정가능하다. The rotational speed of the driving motor, the moving speed of the moving gear that rotates about the fixed sensor unit, and the moving distance of the moving gear relative to the fixed sensor unit can be variously set.
여기서, 본 장치는 상기 베이스부재(40)를 감지 공간의 천장 등에 설치하였을 때, 움직이는 부재인 회전기어(30)와 이동기어(34)가 자중에 의해 탈락되는 것을 방지할 필요가 있다.Here, when the
이에, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정센서부(10)는 외주면에 회전기어(30)의 내경 쪽 선단으로 연장되는 단턱(16)이 연속적으로 형성되어, 상기 회전기어(30)의 내경부가 단턱(16)에 걸려 지지되는 구조로 되어 있다. 2, the fixed
또한, 상기 고정기어(32)의 전면과 회전기어(30)의 전면에는 이동기어(34)쪽으로 연장되어 이동기어(34)의 탈락을 방지하는 커버부재(46)가 더 설치된다. 이에 상기 두 커버부재(46) 사이의 간격이 이동기어(34)의 직경보다 작아, 이동기어(34)가 커버부재(46)에 걸려 탈락되는 것을 방지할 수 있게 된다.A
상기 이동센서부(20)의 자전운동은 초전형 이동센서(22)에 대해 집광렌즈(24)만을 회전시키는 구조일 수 있다. 이를 위해, 이동센서부(20)의 몸체에 집광렌즈(24)가 회전가능하게 설치되고 이동기어(34)에 집광렌즈가 결합될 수 있다. 따라서, 이동센서부(20)는 집광렌즈(24)가 자전운동함에 따라 피사체로부터 초전형 이동센서(22)로 입사되는 입사에너지 값을 변화시킬 수 있다. 이에, 피사체가 움직이지 않는 상태에서도 피사체의 입사에너지는 회전하는 집광렌즈(24)를 통해 변화되어 초전형 이동센서(22)로 인가된다. 이와 같이, 이동센서부(20)의 자전 운동을 통해 피사체의 움직임에 관계없이 피사체의 존재를 계속 감지할 수 있게 된다.The rotation of the
상기 제어부(50)는 구동모터(36)를 제어작동하고, 고정센서부(10)와 거리센서(42), 이동센서부(20) 및 온도센서(44)에 연결되어 각 구성부의 출력값으로부터 피사체의 존재유무 및 대기 흡수율에 따라 보정된 피사체의 정확한 온도와 피사체의 움직임을 검출한다.The
이하, 도 3과 도 4를 참조하여 본 실시예의 피사체 온도 및 동작 감지 과정을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the process of detecting the subject temperature and the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.
먼저, 고정센서부(10)를 통해 감지 영역 내에 피사체 존재 유무가 검출된다. 감지 영역으로 피사체가 들어오게 되면 고정센서부(10)는 피사체에서 방사되는 적외선을 감지하게 되고, 제어부(50)는 고정센서부(10)의 출력값을 인가받아 피사체 존재 유무를 검출하게 된다. 피사체가 존재하는 경우, 고정센서부(10)는 피사체에서 입사되는 적외선을 검출하여 제어부(50)로 인가하고, 제어부(50)는 고정센서부(10)의 출력값으로부터 피사체의 온도를 연산한다. 또한, 거리센서(42)는 피사체와 고정센서부(10) 사이의 거리를 검출하게 된다. First, the presence or absence of a subject is detected in the detection area through the fixed
상기 제어부(50)는 피사체 감지 전에 감지 영역의 주변 온도를 검출하여 이동센서부(20)에서 검출되어 분극값으로 환산된 온도와 동기화할 수 있다. The
초전형 센서는 배경온도와 피사체의 온도차를 감지하여 출력하게 되므로, 피사체의 정확한 온도 검출을 위해서는 배경온도를 실제 감지 공간의 주변온도와 일치시킬 필요가 있다. 이에, 제어부(50)는 온도 센서를 통해 검출된 실제 감지 공간 주변 온도와 이동센서부(20)의 초전형 이동센서(22)에서 감지된 배경온도 값을 동기화한다. 이에 감지 영역 주변의 실제 온도에 대한 피사체의 온도를 정확히 검출하여 피사체 존재 유무를 정확히 파악할 수 있게 된다. 온도센서에서 검출된 온도값은 이동센서부와 동기화함이 바람직하다. 고정센서부는 피사체의 움직임이 없는 경우 피사체에 대한 신호가 지속되지 않기 때문에, 매 측정시마다 정확하고 지속적인 온도 보정을 위해서는 온도센서와 이동센서부를 동기화한다. 온도센서와 동기화하여 보정된 이동센서부의 온도값에 맞춰 최종적으로 고정센서부에서 검출된 온도값을 보정한다.In order to accurately detect the temperature of the subject, it is necessary to match the background temperature with the ambient temperature of the actual sensing space. Accordingly, the
고정센서부(10)에서 피사체를 감지한 후 제어부(50)의 출력신호에 따라 이동센서부(20)가 회전 구동된다. 구동모터(36)가 작동되면 구동모터(36)의 구동기어(38)와 이에 맞물려 있는 피동기어(39)를 매개로 회전기어(30)가 고정센서부(10)를 중심축으로 하여 회전한다. 이에, 회전기어(30)와 고정기어(32) 사이에 맞물려 있는 이동기어(34)가 고정센서부(10)를 축 중심으로 하여 회전운동을 하게 된다. 이와 동시에 회전기어(30)는 고정기어(32)의 내주면을 따라 구르면서 자체적으로 회전운동을 하게 된다.After the fixed
따라서, 회전기어(30)에 결합되어 있는 이동센서부(20)는 자체적으로 회전하는 자전운동과 고정센서부(10)를 중심으로 하는 공전운동을 수행하며 이동하게 된다.Accordingly, the
이와 같이 이동센서부(20)는 공전운동과 자전운동하면서 상이한 위치에서 피사체의 적외선을 감지하여 제어부(50)로 인가한다. 제어부(50)는 이동센서부(20)의 출력값을 인가받아 이동센서부(20)로 입사되는 피사체 적외선의 입사 경로 변화에 따른 검출값의 편차로부터 거리 당 에너지의 대기 흡수율을 결정한다.In this way, the
대기 흡수율은 대기를 지나는 에너지가 이동 거리에 따라 대기 중으로 흡수되어 줄어드는 비율로 이해할 수 있다.The rate of atmospheric absorption can be understood as the rate at which the energy passing through the atmosphere is absorbed and reduced to the atmosphere depending on the travel distance.
초전형 센서가 감지하는 8 내지 14㎛ 파장대의 적외선은 감지 영역 내의 온도나 습도 등에 따라 대기에 대한 흡수율이 달라지므로, 피사체의 정확한 온도를 검출하기 위해서는 현재 감지 영역 내의 거리당 대기 흡수율을 정확히 확인할 필요가 있다.Since the absorption rate of the infrared rays in the wavelength range of 8 to 14 μm detected by the super-typical sensor varies depending on the temperature and humidity in the sensing area, it is necessary to accurately check the air absorption rate per distance within the sensing area in order to detect the accurate temperature of the object. .
도 3에 도시된 바와 같이, 이동센서부(20)는 고정센서부(10)를 중심으로 공전운동하므로, 회전 직경(D)의 길이만큼 감지 위치가 달라지게 된다. 이에, 피사체에서 입사되는 적외선의 경로는 이동센서부(20)가 도면의 A 위치에 있을 때와 B 위치에 있을 때 달라지게 된다.As shown in FIG. 3, since the moving
제어부(50)는 이동센서부(20)가 A 위치에 있을 때 감지된 피사체의 온도값과 B 위치에 있을 때 감지된 피사체의 온도값의 차이를 연산한다. 두 위치에서의 온도값은 경로차(R) 만큼 달라지게 된다. 고정센서부에 대한 이동센서부의 이격 거리와 이동센서부의 회전반경 값이 장치의 사양에 따라 이미 정해져 있으므로, 상기 두 위치에서의 경로차(R)는 고정센서부 위치에서 거리센서를 통해 감지된 피사체와의 거리와 상기 이격거리 및 회전반경에 따라 산술적으로 구할 수 있다.The
이에, 제어부(50)는 경로차에 대한 이동센서부의 각 위치에서의 온도값의 편차를 연산하여 이로부터 현재 감지 영역 내의 거리당 실제 대기 흡수율을 구할 수 있다.Accordingly, the
실제 대기 흡수율이 결정되면, 고정센서부(10)에서 검출된 피사체의 온도값을 고정센서부(10)와 피사체 간의 실제 거리에 따라 실제 대기 흡수율에 맞춰 보정함으로써, 실제 피사체 온도를 정확히 결정할 수 있다.When the actual air absorption rate is determined, the actual subject temperature can be accurately determined by correcting the temperature value of the subject detected by the fixed
고정센서부(10)를 통해 검출된 피사체의 온도값은 실제 대기 흡수율을 고려하지 않은 상태이므로, 피사체와의 거리에 따라 적외선이 대기중으로 흡수되어 실제 온도와 차이가 있다.Since the temperature value of the object detected through the fixed
이에 거리 센서로부터 검출된 피사체와의 거리에 맞춰 고정센서부(10)에서 검출된 온도값에 상기와 같이 결정된 실제 거리당 대기 흡수율을 적용함으로써, 피사체의 실제 온도를 정확히 검출 할 수 있게 된다.The actual temperature of the subject can be accurately detected by applying the atmospheric absorption rate per the actual distance determined as described above to the temperature value detected by the fixed
이와 같이, 피사체의 온도를 정확히 검출함으로써, 인체와 반려 동물과의 미세한 온도 차이를 보다 정밀하게 구별할 수 있게 된다. 따라서, 반려동물과 구별하여 인체의 움직임을 보다 정확하게 감지할 수 있게 된다.In this way, by accurately detecting the temperature of the subject, a minute temperature difference between the human body and the companion animal can be distinguished more precisely. Therefore, it is possible to detect the movement of the human body more accurately by distinguishing it from the companion animal.
피사체의 실제 온도가 결정되면, 이로부터 피사체가 인체인지 여부를 연산한다. 피사체가 인체인 경우, 이동센서부(20)를 통해 인체가 검출된 상태에서 고정센서부(10)의 검출 신호를 통해 피사체의 움직임 즉, 활동성 여부를 감지할 수 있다.When the actual temperature of the subject is determined, it is calculated whether or not the subject is human. When the subject is a human body, it is possible to detect the movement of the subject, that is, the activity of the subject through the detection signal of the fixed
상기 이동센서부(20)는 언급한 바와 같이 자전운동을 함에 따라 감지 영역 내에 피사체의 움직임에 관계없이 피사체의 존재 상태를 지속적으로 검출할 수 있게 된다. As described above, the
이동센서부(20)를 통해 인체가 감지된 상태에서 고정센서부(10)를 통해 피사체가 검출되는지 여부를 확인한다. 제어부(50)는 고정센서부(10)의 검출값을 통해 피사체가 검출되는 경우 인체가 활동 상태인 것으로 판단하고, 고정센서부(10)를 통해 피사체가 검출되지 않는 경우, 인체가 비활동 상태로 움직임이 없는 것으로 판단한다. 즉, 이동센서부(20)를 통해 감지 영역 내에 인체의 유무를 검출하고, 인체 존재시 고정센서부(10)를 통해 인체의 활동성 여부를 감지할 수 있게 된다. It is determined whether a subject is detected through the fixed
이와 같이, 본 실시예는 고정센서부(10)와 이동센서부(20)를 통해 인체의 온도와 그 움직임을 보다 정확하게 감지할 수 있게 된다.As described above, the present embodiment can more accurately detect the temperature and the movement of the human body through the fixed
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While the illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.
10 : 고정센서부 20 : 이동센서부
12 : 초전형 고정센서 22 : 초전형 이동센서
14,24 : 집광렌즈 16 : 단턱
30 : 회전기어 32 : 고정기어
34 : 이동기어 36 : 구동모터
38 : 구동기어 39 : 피동기어
40 : 베이스부재 42 : 거리센서
44 : 온도센서 46 : 커버부재
50 : 제어부10: Fixed sensor part 20: Moving sensor part
12: super-fixed sensor 22: super-moving sensor
14, 24: condenser lens 16:
30: rotary gear 32: fixed gear
34: moving gear 36: driving motor
38: drive gear 39: driven gear
40: Base member 42: Distance sensor
44: temperature sensor 46: cover member
50:
Claims (15)
상기 고정센서부에 대해 그 위치가 이동되도록 설치되어 이동 상태에서 피사체에서 나오는 에너지를 검출하는 이동센서부,
상기 이동센서부를 고정센서부에 대해 연속적으로 이동시키기 위한 이동부, 및
상기 이동센서부 이동으로 피사체 에너지의 입사 경로 변화에 따른 이동센서부의 검출값의 편차와 상기 고정센서부의 검출값을 연산하여 피사체의 온도 또는 움직임을 검출하는 제어부
를 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.A fixed sensor unit fixed to one side of the base member and detecting energy emitted from the subject in a fixed state,
A moving sensor unit installed to move its position with respect to the fixed sensor unit and detecting energy from a subject in a moving state,
A moving unit for continuously moving the moving sensor unit relative to the fixed sensor unit,
A controller for calculating a deviation of a detection value of the movement sensor unit according to a change in an incident path of the subject energy and a detection value of the fixed sensor unit by the movement of the movement sensor unit,
Wherein the non-contact temperature and motion sensing device comprises:
상기 고정센서부는 피사체에서 나오는 적외선을 검출하는 초전형 고정센서와, 상기 초전형 고정센서로 입사되는 적외선을 집광하여 검출 감도를 높이는 집광렌즈를 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.The method according to claim 1,
Wherein the fixed sensor unit comprises a super-fixed sensor for detecting infrared rays from a subject and a condenser lens for condensing infrared rays incident on the super-fixed sensor to increase detection sensitivity.
상기 이동센서부는 피사체에서 나오는 적외선을 검출하는 초전형 이동센서와, 초전형 이동센서로 입사되는 적외선을 집광하여 검출 감도를 높이는 집광렌즈를 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.The method according to claim 1,
Wherein the movement sensor unit comprises a super-movement sensor for detecting infrared rays from a subject, and a condenser lens for condensing infrared rays incident on the super-movement sensor to enhance detection sensitivity.
상기 고정센서부에 설치되고 피사체와의 거리를 검출하여 제어부로 인가하는 거리센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 거리센서의 출력값으로부터 피사체와 고정센서부 사이의 실제 거리를 검출하는 구조의 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.The method according to claim 1,
And a distance sensor provided in the fixed sensor unit for detecting a distance to the subject and applying the detected distance to the control unit, wherein the control unit is configured to detect the actual distance between the subject and the fixed sensor unit from the output value of the distance sensor, And motion detection device.
상기 감지장치는 상기 베이스부재 일측에 설치되어 주변 온도를 검출하여 상기 제어부에 인가하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서의 출력값과 상기 이동센서부를 동기화하는 구조의 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller further includes a temperature sensor installed at one side of the base member to detect an ambient temperature and apply the sensed ambient temperature to the controller, wherein the controller includes a non-contact temperature sensor for synchronizing the output of the temperature sensor with the sensor, Device.
상기 이동부는 고정센서부를 중심축으로 하여 상기 이동센서부를 고정센서부 주위로 공전시키는 구조의 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.The method according to claim 1,
Wherein the moving unit revolves around the fixed sensor unit with the fixed sensor unit as a center axis.
상기 이동부는 구동력을 이동센서부로 인가하여 이동센서부를 자전시키는 구조의 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.The method according to claim 6,
Wherein the moving unit applies a driving force to the moving sensor unit to rotate the moving sensor unit.
상기 이동부는 초전형 이동센서에 결합된 집광렌즈를 회전시켜 피사체로부터 초전형 이동센서로 입사되는 입사에너지 값을 변화시키는 구조의 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.8. The method of claim 7,
Wherein the moving unit rotates the condensing lens coupled to the superconducting motion sensor to change an incident energy value incident on the superconducting motion sensor from the object.
상기 이동부는 상기 베이스부재 상에 고정센서부를 중심축으로 하여 회전가능하게 설치되고 외주면에는 기어가 형성된 회전기어, 상기 회전기어에 이격되어 배치되고 상기 베이스부재 상에 상기 고정센서부를 중심축으로 설치되며 내주면을 따라 기어가 형성된 링형 고정기어, 상기 회전기어와 상기 링형 고정기어 사이에 맞물려 설치되고 상기 이동센서부가 설치되는 이동기어, 및 상기 회전기어를 회전 구동시키기 위한 구동모터를 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The moving unit includes a rotary gear rotatably mounted on the base member with the fixed sensor unit as a center axis and having a gear formed on an outer circumferential surface thereof, A non-contact type temperature and operation device including a ring type fixed gear having gears formed along an inner peripheral surface thereof, a moving gear meshed between the rotating gear and the ring type fixed gear and having the moving sensor portion, Sensing device.
상기 제어부는 상기 이동센서부의 검출값 편차로부터 거리 당 에너지의 대기흡수율을 구하고, 상기 대기 흡수율로부터 상기 고정센서부와 피사체의 거리에 따라 상기 고정센서부의 검출값을 보정하여 피사체의 온도를 결정하는 구조의 비접촉식 온도 및 동작 감지장치.10. The method of claim 9,
Wherein the controller determines a temperature of an object by obtaining an atmospheric absorption rate of energy per distance from the detected value deviation of the moving sensor section and correcting the detection value of the fixed sensor section according to the distance between the fixed sensor section and the object from the atmospheric absorption rate, Of non-contact temperature and motion sensing devices.
피사체 존재시 이동센서부를 이동시켜 이동 상태인 이동센서부의 초전형 센서를 통해 피사체의 에너지를 검출하는 단계,
이동센서부로 입사되는 피사체 에너지의 입사 경로 변화에 따른 검출값의 편차로부터 거리 당 에너지의 실제 대기 흡수율을 구하는 단계, 및
실제 대기 흡수율로부터 상기 고정센서부와 피사체의 거리에 따라 상기 고정센서부의 검출값을 보정하여 피사체의 온도를 결정하는 단계
를 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지방법.Detecting the presence or absence of a subject by detecting the energy of the subject through the superimposed sensor of the fixed sensor unit in a fixed state,
Detecting energy of a subject through a sensor of a moving sensor unit in a moving state by moving the sensor unit in the presence of a subject,
Obtaining an actual air absorption rate of energy per distance from the deviation of the detection value according to the incident path change of the subject energy incident on the moving sensor section; and
Determining the temperature of the subject by correcting the detected value of the fixed sensor unit according to the actual air absorption rate according to the distance between the fixed sensor unit and the subject,
Wherein the non-contact temperature and motion detection method comprises:
피사체의 온도 결정에 앞서 고정센서부와 피사체 사이의 거리를 검출하는 단계를 더 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지방법.12. The method of claim 11,
Further comprising the step of detecting a distance between the fixed sensor unit and the subject prior to determining the temperature of the subject.
피사체의 주변 온도를 검출하여 이동센서부와 동기화하는 단계를 더 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지방법.12. The method of claim 11,
And detecting the ambient temperature of the subject and synchronizing with the movement sensor unit.
피사체의 온도를 결정한 후, 결정된 온도로부터 피사체가 인체인지 여부를 연산하는 단계를 더 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지방법.14. The method according to any one of claims 11 to 13,
And determining whether the subject is a human from the determined temperature after determining the temperature of the subject.
피사체가 인체인 경우 고정센서부를 통해 피사체의 에너지를 감지하는 단계, 피사체의 에너지 검출 여부를 통해 피사체의 활동성 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 비접촉식 온도 및 동작 감지방법.15. The method of claim 14,
Detecting the energy of the subject through the fixed sensor unit when the subject is a human body, and checking whether the subject is active by detecting energy of the subject.
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