KR101820367B1 - 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템 - Google Patents

스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템 Download PDF

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KR1020170123396A
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황인규
김도윤
지정근
고주곤
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Abstract

본 발명은 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오 카메라로 영상을 취득하고, 3차원 깊이지도를 생성하여 영상의 객체들에 대한 3차원 공간상의 위치정보를 얻고, 이를 통해 객체 크기로 객체를 판별할 수 있는 상황이나 특수 공간에서 특정이벤트가 발생했을 때 실시간으로 즉시 관리서버로 알릴 수 있도록 하여 안전사고를 미연에 방지하도록 한 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템에 관한 것이다.

Description

스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템{Special space event notification system using object size discrimination function of stereo camera}
본 발명은 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오 카메라로 영상을 취득하고, 3차원 깊이지도를 생성하여 영상의 객체들에 대한 3차원 공간상의 위치정보를 얻고, 이를 통해 객체 크기로 객체를 판별할 수 있는 상황이나 특수 공간에서 특정이벤트가 발생했을 때 실시간으로 즉시 관리서버로 알릴 수 있도록 하여 안전사고를 미연에 방지하도록 한 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 CCTV(Closed Circuit Television) 시스템이란 카메라에서 촬영된 화상정보를 소수의 특정 수신자를 대상으로 화상정보를 전송하고, 그 전송된 화상정보를 통해서 특정 소수의 사용자가 원하는 정보를 획득하고 용도에 따라 감시하고자 하는 지역을 관찰할 수 있도록 영상으로 디스플레이하는 텔레비전 방식을 말한다.
이러한 CCTV 시스템은 범죄 예방 감시용, 보안 감시용, 산업용, 차량의 화상감시용 또는 교통관리용 등의 다양하고 광범위한 용도로 활용되고 있다.
그런데, CCTV는 단안 카메라를 사용하고 있기 때문에 현재 촬영중인 영상에 대한 거리정보를 획득할 수 없으므로 실제 지도의 특정지점(목표지점)을 확인하고 싶어도 지도 좌표를 이용하여 정확한 위치를 잡아낼 수 없다.
때문에, 관리되고 있는 주변 CCTV를 일일이 확인하고, 그 중에서 가장 가까운 위치의 CCTV 카메라를 찾은 후 그 영상을 분석하는 것이 전부이므로 정확한 영상을 획득할 수도 없고, 원하는 목표지점만의 영상을 정밀하게 촬영하는 것도 어려운 실정이다.
특히, 어린이 보호구역에서 성인이나 상대적으로 훨씬 큰 덩치를 가진 자가 어린이들을 괴롭히거나 갈취하는 등의 상황, 또는 경사가 심한 비탈길과 같은 특수구역에서 노약자 등의 보행자가 넘어져서 기절하거나 하는 등의 상황에서는 이를 감지하거나 감시할 수 있는 능력이 없어 안전사고 방지대책이 미흡한 실정이다.
대한민국 특허 등록번호 제10-0879623호(2009.01.21.) 'ＰＴＺ 카메라를 이용한 자동화된 광역 감시 시스템 및 그 방법'
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 스테레오 카메라로 영상을 취득하고, 3차원 깊이지도를 생성하여 영상의 객체들에 대한 3차원 공간상의 위치정보를 얻고, 이를 통해 객체 크기로 객체를 판별할 수 있는 상황이나 특수 공간에서 특정이벤트가 발생했을 때 실시간으로 즉시 관리서버로 알릴 수 있도록 하여 안전사고를 미연에 방지하도록 한 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, MCU(Main Control Unit)인 제어부(110)와, 상기 제어부(110)에 연결 제어되고 좌안카메라와 우안카메라를 통해 양안시차를 이용한 입체 영상 촬영이 가능한 스테레오 카메라(120)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 상기 스테레오 카메라(120)의 촬영 영역에 따라 생성되는 깊이지도를 이용하여 3차원 공간정보를 분석하는 공간데이터 분석부(130)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 어린이 보호구역에 진입이 허용된 객체를 등록하여 저장하는 객체등록DB(140)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 상기 공간데이터 분석부(130)가 제공하는 정보로부터 객체의 크기를 분석하거나 객체등록DB(140) 상에 등록된 객체와 침입 객체간의 연관성을 머신러닝 기법을 통해 판독하는 객체판별부(150)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 상기 객체판별부(150)가 판별한 정보에 따라 관리서버로 알람을 전송하는 알람발생부(160)와, 상기 제어부(110)의 제어신호에 따라 스테레오 카메라(120)가 촬영한 영상 및 객체판별 정보를 저장, 갱신, 삭제하는 메모리부(170)를 포함하는 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템에 있어서;
상기 스테레오 카메라(120)를 제외한 나머지 구성들은 모두 보드 상에 소자 형태로 탑재되어 제어기(CTB)를 구성하며;
상기 제어기(CTB)와 스테레오 카메라(120)는 드론(DRN)에 탑재되고;
상기 드론(DRN)은 원반형태의 드론몸체(200)를 포함하며, 상기 드론몸체(200)의 하면에는 축전지박스(210)가 고정되고, 상기 축전지박스(210)의 양측면에는 드론착지대(212)가 고정되어 상기 드론몸체(200)를 착지면으로부터 일정높이 이격시키며, 상기 축전지박스(210)의 하면 중심에는 스테레오 카메라(120)가 장착되고, 상기 드론몸체(200)의 둘레면에는 간격을 두고 다수개의 드론붐대(220)가 설치되며, 상기 드론붐대(220)의 단부에는 구동모터(230)가 고정되고, 상기 구동모터(230)에는 로터(240)가 고정되어 상기 드론몸체(200)에 양력을 발생시켜 비행가능하도록 하여 주며, 상기 축전지박스(210)의 내부에는 제1,2축전지(AC1,AC2)가 탑재되고, 상기 제1,2축전지(AC1,AC2) 사이에는 제어기(CTB)가 탑재되어 상기 제1,2축전지(AC1,AC2)의 사용을 스위칭 제어하도록 구성되며, 상기 드론몸체(200)의 상면에는 중앙에는 일정깊이 중앙홈(260)이 요입 형성되고, 상기 중앙홈(260)을 제외한 드론몸체(200)의 상면 둘레에는 원판형상의 태양전지판(250)이 설치되어 생산된 직류전기를 상기 제어기(CTB)의 제어신호에 따라 상기 제1,2축전지(AC1,AC2)중 어느 하나로 축전시키도록 구성되며, 상기 중앙홈(260)의 바닥면으로부터 일정높이의 내벽에는 걸림돌기(262)가 돌출되고, 상기 중앙홈(260)의 내벽면에 분리판(264)이 나사고정되면서 상기 걸림돌기(262)에 안착되며, 상기 분리판(264)에 의해 구획된 하부공간에는 헬륨가스통(270)이 구비되고, 상기 헬륨가스통(270)에는 가스펌프(280)가 연결되며, 상기 가스펌프(280)의 출구단은 풍선주입구(290)에 접속되고, 상기 분리판(264)에 의해 구획된 상부공간에는 분리판(264) 상에 고정된 풍선주입구(290)와 연결된 풍선(300)이 구비되며;
상기 풍선(300)의 상측에는 상하로 개폐되는 한 쌍의 도어(DOR)를 더 구비하되, 상기 도어(DOR)는 중앙홈(260)의 개방된 상부 양측에 힌지(HIN) 고정되며, 힌지(HIN)에는 토션스프링이 설치되어 상기 도어(DOR)를 항상 닫으려는 방향으로 탄성작용하도록 배치되고;
상기 드론몸체(200)는 내구성과 경량화를 달성하도록 1-클로로-2,3-에폭시프로페인 5중량%와, 메틸트리메톡시실란 5중량%와, 폴리비닐알코올 10중량%와, 실리콘수지 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 조성물로 성형된 것을 특징으로 하는 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 스테레오 카메라로 영상을 취득하고, 3차원 깊이지도를 생성하여 영상의 객체들에 대한 3차원 공간상의 위치정보를 얻고, 이를 통해 객체 크기로 객체를 판별할 수 있는 상황이나 특수 공간에서 특정이벤트가 발생했을 때 실시간으로 즉시 관리서버로 알릴 수 있도록 하여 안전사고를 미연에 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 구성 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템에서 스테레오 카메라를 통해 화면의 객체들에 대한 3차원 공간좌표를 계산하고 각 객체들의 위치, 높이에 대한 정보를 측정한 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템에서 스테레오 카메라의 3차원 공간정보를 활용하여 어린이 보호구역에 기준 객체보다 큰 객체의 진입시 침입으로 판단하고 알림을 발생시키는 예를 보인 예시도이다.
도 4는 도 3의 경우, 감지된 객체의 얼굴을 촬영하고 머신러닝 기법을 응용하여 해당 객체가 허용된 객체인지를 판별하고 허용된 객체라면 알림을 발생시키지 않는 예를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시스템에서 보행자 특수구역에 진입한 객체의 높이가 급격히 낮아질 경우 넘어지는 사고로 판단하고 알림을 발생시키는 예를 보인 예시도이다.
도 6는 본 발명에 따른 시스템에 적용되는 드론의 예시도이다.
도 7은 도 6의 요부를 발췌하여 보인 예시도이다.
도 8은 도 6에서 풍선의 활용예를 보인 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 스테레오 카메라로 생성한 3차원 깊이지도를 이용하여 특수공간을 설정하고, 그 특수공간 내에서 특정한 이벤트가 발생했을 때 이를 즉시 관리서버로 알림을 발생시키도록 하여 안전사고를 미연에 방지하도록 구성된 것이다.
특히, 본 발명은 일반 CCTV의 지속적인 영상 촬영과 함께 병행됨으로써 주로 아이들을 상대로 한 범죄 예방, 비탈길 등을 보행하는 노약자 등과 같은 보행자의 넘어짐 사고 등에 대해 신속한 구조가 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, MCU(Main Control Unit)인 제어부(110)와, 상기 제어부(110)에 연결 제어되고 좌안카메라와 우안카메라를 통해 양안시차를 이용한 입체 영상 촬영이 가능한 스테레오 카메라(120)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 상기 스테레오 카메라(120)의 촬영 영역에 따라 생성되는 깊이지도를 이용하여 3차원 공간정보를 분석하는 공간데이터 분석부(130)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 어린이 보호구역에 진입이 허용된 객체를 등록하여 저장하는 객체등록DB(140)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 상기 공간데이터 분석부(130)가 제공하는 정보로부터 객체의 크기를 분석하거나 객체등록DB(140) 상에 등록된 객체와 침입 객체간의 연관성을 머신러닝 기법을 통해 판독하는 객체판별부(150)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 상기 객체판별부(150)가 판별한 정보에 따라 관리서버로 알람을 전송하는 알람발생부(160)와, 상기 제어부(110)의 제어신호에 따라 스테레오 카메라(120)가 촬영한 영상 및 객체판별 정보를 저장, 갱신, 삭제하는 메모리부(170)를 포함한다.
이때, 상기 제어부(110)에는 사용자 인터페이스인 입력부(180)가 더 연결될 수 있다.
또한, 관리서버에는 스테레오 카메라(120) 및 CCTV에서 촬영한 영상을 디스플레이하는 출력부(190)가 포함될 수 있는데, 이 출력부(190)는 알람발생부(160)에 포함된 무선통신모듈을 통해 전송된 정보를 출력하는 형태가 될 것이다.
아울러, 상기 스테레오 카메라(120) 및 입력부(180)를 제외한 나머지 구성들은 모두 보드 상에 소자(모듈) 형태로 탑재되어 제어기(CTB)를 구성하며, 컴퓨터에 의해 조작될 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 입력부(180)는 후술되는 드론(DRN, 도 6 참조) 상에 키패드를 포함한 USB 타입의 입력단자를 갖출 수 있고, 또한 후술되는 드론(DRN)에도 무선통신모듈이 더 구비될 수 있음은 물론이다.
그리고, 상기 스테레오 카메라(120)는 서로 다른 위치에서 획득된 두 영상을 적절히 정합하여 거리 정보를 얻는 인간의 시각체계를 응용한 것으로서, 획득된 영상으로부터 특징을 추출하고 스테레오 정합을 통해 변위 추정, 변위로부터의 거리 계산 등에 필요한 정보를 제공하는 카메라이다.
특히, 이러한 스테레오 카메라(120)는 이와 같은 양안 시차 특성 때문에 3차원 공간정보를 갖는 깊이지도를 생성할 수 있고, 이 깊이지도 정보를 바탕으로 스테레오 카메라(120)로부터 촬상지점까지의 거리정보를 산출할 수 있고, 이를 토대로 높이, 너비 등에 대한 정보를 추출할 수 있는데, 이는 공지된 기술이므로 여기에서 구체적인 설명은 생략한다.
즉, 상기 공간데이터 분석부(130)는 스테레오 카메라(120)가 촬영한 영상이미지로부터 깊이지도를 생성하여 3차원 공간정보를 추출하게 된다.
또한, 상기 객체등록DB(140)는 특수공간, 예컨대 어린이 보호구역(유치원 놀이터 등)에 들어가도 무방한 유치원 선생님, 부모님 등의 얼굴사진을 등록하는 데이터베이스이다.
그리고, 상기 객체판별부(150)는 머신러닝 기법에 의해 스테레오 카메라(120)로 촬영된 이미지상의 객체가 객체등록DB(140)에 등록되어 있는 허용된 객체인지를 판별하게 된다.
이때, 머신러닝 기법이란 컴퓨터 스스로 데이터를 수집하고 분석해 미래를 예측하는 기계학습 알고리즘 중 하나로, 먼저 컴퓨터를 알고리즘 기반으로 학습시킨 뒤 새로운 데이터를 입력해 결과를 예측하도록 하는데, 컴퓨터는 학습한 내용을 기반으로 방대한 양의 빅 데이터를 분석해 앞으로의 행동이나 가능성 등을 판단하는 기법을 말한다.
따라서, 이러한 기법을 응용하여 객체판별부(150)가 등록객체에 대해 학습하게 되면 어린이 보호구역으로 침입한 비등록객체를 아주 빠른 시간내에 찾아낼 수 있게 된다.
이러한 시스템을 통한 알림 시스템은 다음과 같이 구현될 수 있다.
먼저, 스테레오 카메라(120)는 촬영 대상 지역을 촬영한다.
이때, 촬영 대상 지역은 어린이 보호구역이 될 수도 있고, 혹은 비탈길 등이 될 수도 있다.
특히, 어린이 보호구역의 경우, 도 2와 같은 형태가 된다.
그리고, 촬영된 영상이미지는 공간데이터 분석부(130)에 의해 실시간으로 분석되어 어린이 보호구역에 있는 객체들의 3차원 공간정보(위치, 높이, 너비 등)가 추출된다.
물론, 비탈길의 경우라면 도 5와 같이, 보행자가 진입할 때 촬영이미지를 판독하고, 일정시간이 경과했을 때 객체의 높이가 급격히 낮아지면 즉시 이상상태로 판단하여 알림발생부(160)를 통해 관리서버(미도시)로 알림을 발생시킨다.
한편, 어린이 보호구역의 경우, 도 3과 같이, 촬영된 영상이미지에서 큰 객체가 검출되면 알림발생부(160)는 관리서버로 알림을 발생시킨다.
이 경우, 큰 객체의 구분은 메모리부(170)에 지정객체의 크기를 미리 설정해 두고, 그 지정객체의 크기보다 클 경우 침입으로 판단하게 되며, 지정객체의 크기보다 작을 경우에는 이상없음으로 허용하도록 할 수 있다.
아울러, 침입으로 판단된 경우라도 도 4와 같이, 객체판별부(150)가 머신러닝 기법을 통해 객체등록DB(140)에 등록된 객체라면 이상없음으로 판단하여 알림을 발생시키지 않도록 제어할 수 있으며, 등록된 객체가 아닐 경우에는 알림을 발생하도록 할 수 있다.
이와 같은 시스템은 고정형으로 특정지점에 CCTV와 함께 설치 운용될 수도 있지만, 본 발명에서는 유동성을 높이고 선택적인 관리 감독을 위해 이동가능하게 구현할 수도 있다.
이를 위해, 본 발명에서는 최근에 활발하게 기술개발이 이루어지고 있는 드론을 이용할 수 있다.
예컨대, 도 6의 예시와 같이, 드론(DRN)은 원반형태의 드론몸체(200)를 포함하며, 상기 드론몸체(200)의 하면에는 축전지박스(210)가 고정되고, 상기 축전지박스(210)의 양측면에는 드론착지대(212)가 고정되어 상기 드론몸체(200)를 착지면으로부터 일정높이 이격시킨다.
아울러, 상기 축전지박스(210)의 하면 중심에는 스테레오 카메라(120)가 장착되어 대상객체를 추적할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 드론몸체(200)의 둘레면에는 간격을 두고 다수개의 드론붐대(220)이 설치된다.
그리고, 상기 드론붐대(220)의 단부에는 구동모터(230)가 고정되고, 상기 구동모터(230)에는 로터(240)가 고정되어 상기 드론몸체(200)에 양력을 발생시켜 비행가능하도록 하여 준다.
뿐만 아니라, 상기 드론몸체(200)의 상면중 중앙홈(260, 도 7 참조)을 제외한 둘레에는 원판형상의 태양전지판(250)이 설치되어 태양광으로부터 온 빛 에너지를 전기에너지로 전환시켜 직류전기를 생산할 수 있도록 구성된다.
특히, 본 발명에서는 드론(DRN)의 비행시간을 늘리기 위해 도 7의 예시와 같이, 축전지박스(210)의 내부에는 제1,2축전지(AC1,AC2)가 탑재된다.
이때, 상기 제1,2축전지(AC1,AC2)는 특히, 듀얼로 설치되어 이중화됨으로써 두 개의 축전지를 스위칭하여 사용할 수 있어 비행시간을 늘릴 수 있게 된다.
그리고, 상기 제1,2축전지(AC1,AC2) 사이에는 제어기(CTB)가 탑재되어 상기 제1,2축전지(AC1,AC2)의 사용을 스위칭 제어할 수 있는데, 사용되지 않는 축전지에는 태양전지판(250)으로부터 얻어진 직류전기가 공급되어 충전되게 된다.
이 경우, 두 개의 축전지 중 사용되는 축전지의 상태 점검을 위해 상기 제어기(CTB)에는 전압레벨검출기(미도시)가 더 연결될 수 있으며, 전압레벨검출기의 검출값에 따라 상기 제어기(CTB)는 축전지의 사용에 관한 스위칭 제어신호를 송출한다.
여기에서, 상기 드론몸체(200)는 내구성과 경량화를 위해 1-클로로-2,3-에폭시프로페인 5중량%와, 메틸트리메톡시실란 5중량%와, 폴리비닐알코올 10중량%와, 실리콘수지 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 조성물로 성형됨이 바람직하다.
여기에서, 1-클로로-2,3-에폭시프로페인은 반응성이 강한 염소계 물질로서 조성물의 반응 안정화를 위해 첨가되고, 메틸트리메톡시실란은 소수성에 의해 유화물질들간의 결합력을 강화시켜 내구성을 증대시키기 위해 첨가된다.
또한, 폴리비닐알코올은 내산성과 내약품성을 강화시키기 위해 첨가되는 것으로 성분간 결합력을 높이기 위함이며, 실리콘수지는 규소와 산소 결합을 주체로 하는 고분자로서 접착력을 증대시켜 구성성분간 바인딩력을 강화시키기 위해 첨가되고, 폴리카보네이트수지는 베이스수지이다.
이렇게 하면, 드론(DRN)의 내구성 강화 및 경량화도 달성할 수 있다.
아울러, 상기 드론몸체(200)의 상면 중앙에는 일정깊이 중앙홈(260)이 요입 형성된다.
또한, 상기 중앙홈(260)의 바닥면으로부터 일정높이의 내벽에는 걸림돌기(262)가 돌출되고, 상기 중앙홈(260)의 내벽면에 분리판(264)이 나사고정되면서 상기 걸림돌기(262)에 안착되어 상기 중앙홈(260)을 하부공간과 상부공간으로 구획한다.
이때, 상기 분리판(264)에 의해 구획된 하부공간에는 헬륨가스통(270)이 구비되고, 상기 헬륨가스통(270)에는 가스펌프(280)가 연결되며, 상기 가스펌프(280)의 출구단은 풍선주입구(290)에 접속된다.
여기에서, 상기 헬륨가스통(270)과 가스펌프(280)가 연결되는 관로상에는 솔레노이드밸브가 설치되어 상기 제어기(CTB)에 의해 개폐제어되도록 구성되며, 상기 가스펌프(280)는 초소형 펌프로서 이또한 상기 제어기(CTB)에 의해 구동이 제어되도록 구성된다.
그리고, 상기 분리판(264)에 의해 구획된 상부공간에는 풍선(300)이 구비되는데, 상기 풍선(300)은 풍선주입구(290)가 상기 분리판(264) 상에 고정된다.
따라서, 상기 제어기(CTB)의 제어에 의해 가스펌프(280)가 가동되면 헬륨가스통(270) 내부의 헬륨가스가 풍선(300)으로 주입되어 도 8과 같은 형태로 부풀어 오르게 되어 체공할 수 있는 부력을 생산하게 된다.
반면에, 가스펌프(280)가 역회전하게 되면 풍선(300) 속에 장입되어 있던 헬륨가스가 다시 헬륨가스통(270) 속으로 회수되고, 그 과정에서 풍선(300)은 쪼그라들어 원래 상태로 상부공간에 수납되며, 헬륨가스의 회수가 완료되면 솔레노이드밸브(도면번호 생략)가 잠긴다.
이때, 상기 풍선(300)의 상측에는 상하로 개폐되는 한 쌍의 도어(DOR)가 구비되는데, 상기 도어(DOR)는 중앙홈(260)의 개방된 상부 양측에 힌지(HIN) 고정되며, 힌지(HIN)에는 도시하지 않았지만 토션스프링이 설치되어 상기 도어(DOR)를 항상 닫으려는 방향으로 탄성작용하도록 배치된다.
때문에, 도 8과 같이 도어(DOR)가 풍선(300)의 팽창압에 의해 열리면서 풍선(300)이 부풀어 오르고, 풍선(300) 내부의 헬륨가스가 빠져나갈 때는 도어(DOR)가 탄성적으로 눌러주기 때문에 훨씬 용이하게 헬륨가스통(270)으로 회수될 수 있다.
여기에서, 상기 풍선(300)의 하면 일부는 상기 분리판(264)의 상면에 접착고정되어 있기 때문에 풍선(300)의 팽창은 도 8과 같은 형태로 이루어진다.
이와 같이, 본 발명은 공기보다 가벼운 헬륨가스를 이용하여 풍선(300)를 부상시키는 것에 의해 드론몸체(200)에 부력을 제공하여 공기중에 장시간 동안 체공, 즉 호버링 가능한 상태를 유지하도록 할 수 있다.
여기에서, 헬륨가스가 채워지면 드론몸체(200)는 훨씬 더 쉽게 떠오를 수 있게 되며, 호버링은 로터(240)의 회전량과 회전방향을 제어함으로써 이루어질 수 있다.
예컨대, 헬륨가스의 부력이 커 드론몸체(200)가 상승하게 되면 로터(240)의 회전속도를 줄이고, 그래도 떠오를 경우에는 로터(240)를 역방향으로 회전시켜 드론몸체(200)의 부상을 억제할 수 있다.
이를 위해, 드론몸체(200)에는 자이로스코프를 비롯한 고도계를 더 구비할 수 있으며, 이들은 제어기(CTB)와 연결되어 검출정보를 송수신함으로써 드론몸체(200)의 자세 제어, 호버링 제어 등에 기여할 수 있다.
이와 같이 구성하게 되면 드론(DRN)을 이용하여 원하는 지점으로 이동시키기 쉽고 스테레오 카메라(120)를 이용하여 촬영하기 용이하기 때문에 객체 감시를 더욱 더 효율적으로 수행할 수 있다.
110: 제어부 120: 스테레오 카메라
130: 공간데이터 분석부 140: 객체등록DB
150: 객체판별부 160: 알림발생부

Claims (1)

  1. MCU(Main Control Unit)인 제어부(110)와, 상기 제어부(110)에 연결 제어되고 좌안카메라와 우안카메라를 통해 양안시차를 이용한 입체 영상 촬영이 가능한 스테레오 카메라(120)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 상기 스테레오 카메라(120)의 촬영 영역에 따라 생성되는 깊이지도를 이용하여 3차원 공간정보를 분석하는 공간데이터 분석부(130)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 어린이 보호구역에 진입이 허용된 객체를 등록하여 저장하는 객체등록DB(140)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 상기 공간데이터 분석부(130)가 제공하는 정보로부터 객체의 크기를 분석하거나 객체등록DB(140) 상에 등록된 객체와 침입 객체간의 연관성을 머신러닝 기법을 통해 판독하는 객체판별부(150)와, 상기 제어부(110)와 연결되고 상기 객체판별부(150)가 판별한 정보에 따라 관리서버로 알람을 전송하는 알람발생부(160)와, 상기 제어부(110)의 제어신호에 따라 스테레오 카메라(120)가 촬영한 영상 및 객체판별 정보를 저장, 갱신, 삭제하는 메모리부(170)를 포함하는 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템에 있어서;
    상기 스테레오 카메라(120)를 제외한 나머지 구성들은 모두 보드 상에 소자 형태로 탑재되어 제어기(CTB)를 구성하며;
    상기 제어기(CTB)와 스테레오 카메라(120)는 드론(DRN)에 탑재되고;
    상기 드론(DRN)은 원반형태의 드론몸체(200)를 포함하며, 상기 드론몸체(200)의 하면에는 축전지박스(210)가 고정되고, 상기 축전지박스(210)의 양측면에는 드론착지대(212)가 고정되어 상기 드론몸체(200)를 착지면으로부터 일정높이 이격시키며, 상기 축전지박스(210)의 하면 중심에는 스테레오 카메라(120)가 장착되고, 상기 드론몸체(200)의 둘레면에는 간격을 두고 다수개의 드론붐대(220)가 설치되며, 상기 드론붐대(220)의 단부에는 구동모터(230)가 고정되고, 상기 구동모터(230)에는 로터(240)가 고정되어 상기 드론몸체(200)에 양력을 발생시켜 비행가능하도록 하여 주며, 상기 축전지박스(210)의 내부에는 제1,2축전지(AC1,AC2)가 탑재되고, 상기 제1,2축전지(AC1,AC2) 사이에는 제어기(CTB)가 탑재되어 상기 제1,2축전지(AC1,AC2)의 사용을 스위칭 제어하도록 구성되며, 상기 드론몸체(200)의 상면에는 중앙에는 일정깊이 중앙홈(260)이 요입 형성되고, 상기 중앙홈(260)을 제외한 드론몸체(200)의 상면 둘레에는 원판형상의 태양전지판(250)이 설치되어 생산된 직류전기를 상기 제어기(CTB)의 제어신호에 따라 상기 제1,2축전지(AC1,AC2)중 어느 하나로 축전시키도록 구성되며, 상기 중앙홈(260)의 바닥면으로부터 일정높이의 내벽에는 걸림돌기(262)가 돌출되고, 상기 중앙홈(260)의 내벽면에 분리판(264)이 나사고정되면서 상기 걸림돌기(262)에 안착되며, 상기 분리판(264)에 의해 구획된 하부공간에는 헬륨가스통(270)이 구비되고, 상기 헬륨가스통(270)에는 가스펌프(280)가 연결되며, 상기 가스펌프(280)의 출구단은 풍선주입구(290)에 접속되고, 상기 분리판(264)에 의해 구획된 상부공간에는 분리판(264) 상에 고정된 풍선주입구(290)와 연결된 풍선(300)이 구비되며;
    상기 풍선(300)의 상측에는 상하로 개폐되는 한 쌍의 도어(DOR)를 더 구비하되, 상기 도어(DOR)는 중앙홈(260)의 개방된 상부 양측에 힌지(HIN) 고정되며, 힌지(HIN)에는 토션스프링이 설치되어 상기 도어(DOR)를 항상 닫으려는 방향으로 탄성작용하도록 배치되고;
    상기 드론몸체(200)는 내구성과 경량화를 달성하도록 1-클로로-2,3-에폭시프로페인 5중량%와, 메틸트리메톡시실란 5중량%와, 폴리비닐알코올 10중량%와, 실리콘수지 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 조성물로 성형된 것을 특징으로 하는 스테레오 카메라의 객체 크기 감별기능을 이용한 특수 공간 이벤트 알림 시스템.
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