KR101798756B1 - 재귀 반사체를 이용한 침입 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 설치 비용을 줄이면서도 재귀 반사체를 이용하여 침입 감지를 수행하는 시스템 및 방법이 개시된다.
일 예로, 대상 영역 내에 위치하여 수신된 광을 반사하는 재귀 반사체; 대상 영역에 대해 광을 송신하는 때 상기 재귀 반사체로부터 반사된 광을 포함한 액티브 프레임을 수신하고, 상기 광을 송신하지 않는 때 패시브 프레임을 수신하는 송수신부; 및 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임을 비교하여 외부 노이즈를 제거하고, 상기 비교된 결과의 시그널을 통해 상기 대상 영역 내 침입 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 침입 감지 시스템이 개시된다.

Description

재귀 반사체를 이용한 침입 감지 시스템 및 방법{Intrusion Detection System And Method Using Retro Reflector}
본 발명은 설치 비용을 줄이면서도 재귀 반사체를 이용하여 침입 감지를 수행하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
점차적으로 보안 및 안전의 중요성이 강조되면서, 특정 대상 영역 내에 침입자가 있는지 여부를 정확하게 판단할 수 있는 시스템이 요구되고 있다. 기존에는 카메라의 영상을 감시자가 집적 확인하였으나, 이는 감시자의 역량에 따라 결과가 좌우진다는 문제점이 있다.
또한, 자동화를 위해 열선 센서 등을 사용하는 방법이 개발되었으나, 이것은 갑작스러운 온도 변화나 미세한 열원체의 접근 등에 의해 오보가 발생되는 등의 문제점을 갖는다.
본 발명은 설치 비용을 줄이면서도 재귀 반사체를 이용하여 침입 감지를 수행하는 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 침입 감지 시스템은 대상 영역 내에 위치하여 수신된 광을 반사하는 재귀 반사체; 대상 영역에 대해 광을 송신하는 때 상기 재귀 반사체로부터 반사된 광을 포함한 액티브 프레임을 수신하고, 상기 광을 송신하지 않는 때 패시브 프레임을 수신하는 송수신부; 및 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임을 비교하여 외부 노이즈를 제거하고, 상기 비교된 결과의 시그널을 통해 상기 대상 영역 내 침입 여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 시그널을 한계값과 비교하여, 상기 시그널이 한계값 미만인 경우 상기 송수신부에 포함된 광원의 이상으로 판단할 수 있다.
그리고 상기 제어부는 상기 시그널을 기준값과 비교하여 상기 대상 영역 내 물체의 영역 및 픽셀의 개수를 통해 침입 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임의 차이가 없는 경우, 상기 액티브 프레임 또는 상기 패시브 프레임으로 상기 기준값을 변경하여 학습할 수 있다.
또한, 상기 제어부의 제어 신호를 입력받아, 상기 송수신부에서 광을 송신하는 타이밍을 동기화시키는 제너레이터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 재귀 반사체는 상기 광이 입사된 방향과 반대로 상기 광을 반사하여, 상기 송수신부로 상기 광을 반사할 수 있다.
더불어, 본 발명에 따른 침입 감지 방법은 대상 영역 내에 위치한 재귀 반사체에 대해 광을 송신하여 침입 여부를 감시하는 방법에 있어서, 제어부가 대상 영역에 대해 광을 송신하는 때 상기 재귀 반사체로부터 반사된 광을 포함한 액티브 프레임을 수신하고, 상기 광을 송신하지 않는 때 패시브 프레임을 수신하는 단계; 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임을 비교하여 외부 노이즈를 제거하는 단계; 및 상기 비교된 결과의 시그널을 통해 상기 대상 영역 내 침입 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 시그널을 한계값과 비교하여, 상기 시그널이 한계값 미만인 경우 상기 송수신부에 포함된 광원의 이상으로 판단할 수 있다.
그리고 상기 제어부는 상기 시그널을 기준값과 비교하여 상기 대상 영역 내 물체의 영역 및 픽셀의 개수를 통해 침입 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임의 차이가 없는 경우, 상기 액티브 프레임 또는 상기 패시브 프레임으로 상기 기준값을 변경하여 학습할 수 있다.
또한, 제너레이터가 상기 제어부의 제어 신호를 입력받아, 상기 송수신부에서 광을 송신하는 타이밍을 동기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 침입 감지 시스템 및 방법은 침입 감시 대상 영역 내에 재귀 반사체를 배치하고, 레이저 광을 조사할 때의 액티브 프레임과 조사하지 않을 때의 패시브 프레임을 비교하여, 외부 노이즈를 제거하며, 기준값과 비교하여 대상 영역 내 침입 여부를 효율적으로 판단함으로써, 설치 비용을 줄이고 침입 여부 판단의 정확성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 시스템에서 프레임 비교 결과가 도출된 예시를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 시스템의 동작을 설명한 플로우차트이다.
도 4는 도 3의 동작을 보다 구체적으로 설명한 플로우차트이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 시스템의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 시스템에서 프레임 비교 결과가 도출된 예시를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 시스템(100)은 제어부(110), 제너레이터(120), 송수신부(130), 재귀 반사체(140)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(110)는 상기 제너레이터(120)를 제어하여, 상기 송수신부(130)로부터 신호 송신을 동기화한다. 또한, 상기 제어부(110)는 상기 송수신부(130)로부터 액티브 프레임과 패시브 프레임을 수신한다. 여기서, 상기 액티브 프레임은 상기 송수신부(130)로부터 광이 상기 재귀 반사체(140)로 조사된 때 수신된 프레임, 상기 패시브 프레임은 상기 송신부(131)의 광이 조사되지 않은 때 수신된 프레임을 의미한다.
또한, 상기 제어부(110)는 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임을 비교하여 차이를 도출하여, 외부에서 발생할 수 있는 환경 노이즈를 제거한다. 이 때, 상기 환경 노이즈는 주로 햇빛 또는 형광등과 같은 외부의 광일 수 있다.
또한, 상기 제어부(110)는 상기 비교의 결과인 시그널의 세기를 한계값과 비교하고, 한계값 이하인 경우 상기 송수신부(130)의 광원 이상으로 판단한다. 예를 들어, 시그널의 강도가 0 내지 255로 표시되는 때, 상기 송수신부(130)의 송신부(131)에서 사용되는 광(레이저)의 거리가 8[m] 이하에서 세기가 0.2 내지 0.4[mW]인 경우, 상기 재귀 반사체(140)로부터 반사되는 시그널의 세기는 250 이상이 가능하다. 그러나 기본 카메라 노이즈(3σ)와 외부 광을 반영하여 상기 한계값을 100으로 설정할 수 있다. 여기서, 상기 한계값 이하인 경우, 상기 송수신부(130)에서 조사한 광의 세기가 기준에 비해 작은 것으로 판단하여, 광원 이상으로 판단하게 된다.
또한, 상기 제어부(110)는 상기 시그널의 세기가 한계값을 초과하는 경우, 상기 시그널을 이진화하여 기준값과 비교하고, 침입 여부 감지를 수행한다. 이 때, 상기 기준값은 프레임의 정보에서 반사된 영역과 픽셀의 개수를 포함하여 미리 정해질 수 있다. 따라서, 상기 제어부(110)는 도 2에 도시된 것과 같이 상기 시그널(10)을 상기 기준값과 비교하여 사람이 침입을 한 것인지, 또는 동물과 같은 다른 기타 요인인지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부(110)는 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임의 차이가 없는 경우, 침입이 없는 상태로 판단하게 되므로, 이 때의 상기 액티브 프레임(또는 패시브 프레임)을 기준값으로 변경하여 상기 기준값을 학습할 수 있다. 따라서, 상기 기준값은 현재 상황에 맞도록 업데이트 될 수 있다.
상기 제너레이터(120)는 상기 제어부(110)에 전기적으로 연결된다. 상기 제너레이터(120)는 상기 제어부(110)의 제어 신호에 따라 상기 송수신부(130) 중 송신부(131)의 광 송신 동기화를 제어한다. 상기 제너레이터(120)는 상기 송신부(131)의 광원의 송신을 제어하여, 광 송신시 상기 액티브 프레임, 미송신시 상기 패시브 프레임을 획득할 수 있도록 한다.
상기 송수신부(130)는 상기 제어부(110) 및 제너레이터(120)에 전기적으로 연결된다. 상기 송수신부(130)는 상기 재귀 반사체(140)가 형성된 대상 영역에 광을 조사하는 송신부(131)와 상기 대상 영역으로부터 반사된 광을 수신하는 수신부(130)를 포함할 수 있다.
상기 송신부(131)는 상기 대상 영역에 대해 레이저를 조사할 수 있다. 또한, 상기 송신부(131)는 적외선(IR, Infra Red) 파장을 가진 IR 레이저를 조사할 수 있다. 상기 송신부(131)는 상기 제너레이터(120)에 의해 동기화 제어되어, 액티브 프레임의 형성시 상기 광을 상기 대상 영역에 대해 조사한다. 또한, 상기 송신부(131)는 상기 제너레이터(120)에 의해 패시브 프레임의 형성시 상기 광을 조사하지 않는다.
상기 수신부(132)는 상기 대상 영역에 조사한 광 중에서, 상기 재귀 반사체(140)를 통해 반사된 광을 수신한다. 또한, 상기 수신부(132)에서 수신된 광을 포함한 프레임은 상기 제어부(110)에 전송된다.
또한, 상술한 것처럼, 상기 제어부(110)는 상기 송신부(131)의 광이 조사된 때의 수신된 프레임을 액티브 프레임, 상기 송신부(131)의 광이 조사되지 않은 때 수신된 프레임을 패시브 프레임으로 인식하고 그 차이를 도출하여, 외부에서 발생할 수 있는 환경 노이즈를 제거한다. 또한, 상기 제어부(110)는 상기 비교의 결과인 시그널을 한계값 및 기준값과 비교하여, 광원 이상 유무, 대상 영역 내의 침입 여부를 감지하게 된다.
상기 재귀 반사체(140)는 상기 대상 영역 내에서 적절한 위치에 배치된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 재귀 반사체(140)는 대상 영역에서 사람이 이동할 수 있는 복도의 상면에 정해진 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 재귀 반사체(140)는 상기 송수신부(130)에서 수신된 광을 광원을 향해 반사시킨다. 보다 구체적으로, 상기 송수신부(130)에서 송신부(131)의 광이 상기 재귀 반사체(140)에 수신된 경우, 상기 재귀 반사체(140)는 상기 광을 다시 상기 송수신부(130)를 향해 반사시킨다. 따라서, 상기 재귀 반사체(140)에 조사된 광은 상기 송수신부(130)의 수신부(132)에서 수신될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 시스템의 동작을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 시스템의 동작을 설명한 플로우차트이다. 도 4는 도 3의 동작을 보다 구체적으로 설명한 플로우차트이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 시스템(100)은 송수신기 동기화 단계(S1), 프레임 획득 단계(S2), 프레임 비교 단계(S3), 한계값 비교 단계(S4), 침입 여부 판단 단계(S5)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 3의 각 단계들에 대해 도 4를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
상기 송수신기 동기화 단계(S1)는 상기 제너레이터(120)에서 상기 송수신부(130)에 대해 액티브 프레임과 패시브 프레임을 위한 광 송신의 동기화를 수행하는 단계이다. 따라서, 상기 제어부(110)는 상기 송수신부(130)의 광 송신과 동기화되어, 각 프레임의 종류를 판단할 수 있게 된다.
상기 프레임 획득 단계(S2)는 상기 제어부(110)에서 상기 송수신부(130)로부터 액티브 프레임(S21)과 패시브 프레임(S22)을 수신하여 획득하는 단계이다. 상술한 것처럼, 상기 제너레이터(120)의 동작으로 인해 상기 제어부(110)는 상기 송수신부(130)의 동작과 동기화되어 있기 때문에, 상기 프레임을 식별할 수 있다.
상기 프레임 비교 단계(S3)는 상기 제어부(110)가 수신한 상기 액티브 및 패시브 프레임을 비교하여, 외부의 환경 노이즈를 제거하는 단계이다. 이 때, 제거되는 환경 노이즈는 상술한 것과 같이 외부의 광 또는 형광등 등일 수 있다.
상기 한계값 비교 단계(S4)는 상기 제어부(110)가 상기 비교 결과인 시그널의 세기를 한계값과 비교하는 단계이다.
상기 제어부(110)는 상기 시그널의 세기가 상기 한계값 미만인 경우, 상기 송수신부(130)의 송신부(131)로부터 조사된 광의 세기가 약한 거승로 판단하여, 광원 이상 경보를 표시할 수 있다(S41).
상기 침입 여부 판단 단계(S5)는 상기 제어부(110)가 상기 시그널의 합산 및 영역을 구분하고(S51), 상기 시그널을 기준값과 비교(S52)하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 제어부(110)는 상기 기준값과 비교하여 영역 및 픽셀의 개수를 통해 침입으로 의심되는 대상의 크기 및 위치를 검축하여, 사람으로 판단된 경우 사람 침입 경보신호를 전송하고(S53), 동물 등 기타 객체인 경우 기타 객체 신호(S54)를 전송하게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 재귀 반사체를 이용한 침입 감지 시스템 및 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 침입 감지 시스템 110; 제어부
120; 제너레이터 130; 송수신부
131; 송신부 132; 수신부
140; 재귀 반사체 10; 프레임 비교 시그널

Claims (11)

  1. 대상 영역 내에 위치하여 수신된 광을 반사하는 재귀 반사체;
    대상 영역에 대해 광을 송신하는 때 상기 재귀 반사체로부터 반사된 광을 포함한 액티브 프레임을 수신하고, 상기 광을 송신하지 않는 때 패시브 프레임을 수신하는 송수신부; 및
    상기 액티브 프레임과 패시브 프레임을 비교하여 외부 노이즈를 제거하고, 상기 비교된 결과의 시그널을 통해 상기 대상 영역 내 침입 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 시그널을 기준값과 비교하여 상기 대상 영역 내 물체의 영역 및 픽셀의 개수를 통해 침입 여부를 판단하되, 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임의 차이가 없는 경우, 상기 액티브 프레임 또는 상기 패시브 프레임으로 상기 기준값을 변경하여 학습하는 침입 감지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 시그널을 한계값과 비교하여, 상기 시그널이 한계값 미만인 경우 상기 송수신부에 포함된 광원의 이상으로 판단하는 침입 감지 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부의 제어 신호를 입력받아, 상기 송수신부에서 광을 송신하는 타이밍을 동기화시키는 제너레이터를 더 포함하는 침입 감지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 재귀 반사체는 상기 광이 입사된 방향과 반대로 상기 광을 반사하여, 상기 송수신부로 상기 광을 반사하는 침입 감지 시스템.
  7. 대상 영역 내에 위치한 재귀 반사체에 대해 광을 송신하여 침입 여부를 감시하는 방법에 있어서,
    송수신부가 대상 영역에 대해 광을 송신하는 때 상기 재귀 반사체로부터 반사된 광을 포함한 액티브 프레임을 수신하고, 상기 광을 송신하지 않는 때 패시브 프레임을 수신하는 단계;
    제어부가 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임을 비교하여 외부 노이즈를 제거하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 비교된 결과의 시그널을 통해 상기 대상 영역 내 침입 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 시그널을 기준값과 비교하여 상기 대상 영역 내 물체의 영역 및 픽셀의 개수를 통해 침입 여부를 판단하되, 상기 액티브 프레임과 패시브 프레임의 차이가 없는 경우, 상기 액티브 프레임 또는 상기 패시브 프레임으로 상기 기준값을 변경하여 학습하는 침입 감지 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 시그널을 한계값과 비교하여, 상기 시그널이 한계값 미만인 경우 상기 송수신부에 포함된 광원의 이상으로 판단하는 침입 감지 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    제너레이터가 상기 제어부의 제어 신호를 입력받아, 상기 송수신부에서 광을 송신하는 타이밍을 동기화시키는 단계를 더 포함하는 침입 감지 방법.
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