KR101825748B1 - 실시간 재실 인원 계수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물체 또는 사람의 인원, 재실 여부를 파악할 수 있는 인원 계수기, 재실 인원 계수기로 광원을 투사하여 센서와 물체, 사람으로부터 반사되는 것을 수신하여 거리를 측정할 수 있는 직접 반사형 포토 센서를 이중으로 구성하거나, 배열 구성하여 실시간 센서와 물체, 사람과의 거리를 측정하여 통과하는 사람을 계수하거나, 현재 재실 인원을 파악할 수 있다

Description

실시간 재실 인원 계수장치 { Realtime presence and people counting device }

본 발명의 기술 분야는 일정 공간을 통과하는 물체, 사람의 숫자를 자동으로 파악하는 계수기와, 일정 공간에 머무르고 있는 현재 인원을 계수하여 실시간 파악할 수 있는 재실 감지 센서에 관한 것이다.

기존의 인원 계수기는 통과하는 문 양쪽에 적외선, 레이저 빔을 투사하고, 차단하는 상태를 읽어 계수하거나, 열화상 이미지 센서를 이용하여 열원의 움직임을 추적하여 인원을 계수하게 된다. 또, 재실 감지 센서는 적외선 센서, PIR 센서, 초음파 센서, 도플러 레이더 등의 센서를 통하여 일정 주기 입력되는 상태를 연장하는 방식으로 재실 여부를 판별하였다.

반사형 포토 센서는 발광부와 수광부를 한 조로 구성하여 발광부에서 투사한 광원을 일정 간격 떨어진 수광부에서 수신하여 반사되어 들어오는 각, 시간차 등을 연산하여 물체 또는 사람과의 거리를 측정하게 된다. 또, 초음파 센서는 초음파를 발사하여 반사되어 수신되는 시간을 연산하여 물체 또는 사람과의 거리를 측정하게 된다.

기존의 인원 계수기의 경우 감지 선을 나란히 통과하는 여러 사람을 구분하여 계수하지 못하여 한 사람으로 계수하는 문제와, 출입문을 좁혀 한 명씩 통과하도록 만들어야 하는 문제가 있다. 또, 열화상 센서의 경우 카메라 영상 이미지를 입력받아 매우 복잡한 연산 과정이 필요하여, 고성능의 마이크로프로세서가 필요 하는 문제가 있다.

특정 공간에서 물체나 사람의 실시간 존재 여부를 판별하는데 있어서 적외선 센서, PIR센서, 초음파센서, 온도센서, 도플러레이더 센서 등이 사용되나, 일정 주기 입력이 되지 않으면 오작동하는 문제가 있고, 현재 인원을 정확히 계산하기 어려운 문제가 있다.

반사형 포토 센서 또는 초음파 센서를 이중 배열하여 특정 공간 천정에 설치하고, 물체나 사람이 없을 때 거리를 측정하여 비교 값으로 저장하고, 사람이나 물체가 지나가거나, 들어왔을 때 센서와 물체, 사람과의 거리를 실시간 측정하여 값을 비교하여 현재 인원, 존재 유무를 출력하게 되고, 일정 간격 떨어진 두 개의 센서 입력 순서를 파악하여 이동 방향도 출력할 수 있게 된다.

또, 특정 공간에 물체 또는 사람의 존재 유무와 인원을 계수하기 위하여 반사형 포토 센서 또는 초음파 센서를 격자로 배열하여 물체 또는 사람이 없을 때 거리 측정값과 물체 또는 사람이 있을 때 측정값을 비교하여 특정 공간 전체의 실시간 현재 개수나 인원수, 존재 여부 등을 파악할 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 특정 공간에서 실시간 물체 또는 사람의 출입 인원을 계수하거나, 현재 인원, 진행방향, 위치를 파악하여 조명장치, 냉방 장치 등 각종 장치를 자동으로 제어하여 에너지 절약 등의 효과를 기대할 수 있고, 특정 공간, 건축물 등의 실시간 인원 현황 등을 기록 저장하여 공간과 건축물을 활용하는데 분석 기초 자료를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 직접 반사형 이중 포토 센서
도 2는 본 발명의 계수기
도 3은 본 발명의 재실 감지 센서

본 발명의 계수기는 직접 반사형 포토 센서 두 개를 일정 간격 떨어뜨려 이중으로 구성되는 직접 반사형 이중 포토 센서, 상기 직접 반사형 이중 포토 센서와 물체, 사람과의 실시간 거리 측정값을 연산하여 진행방향, 개수 또는 인원수를 출력할 수 있는 마이크로프로세서로 구성된다.

도 1에서, 본 발명의 직접 반사형 포토 센서(17, 18)는 발광부(10, 15)에서 투사한 적외선 또는 레이저 빔이 물체 또는 사람에 맞아 반사되는 광원을 수광부(11, 16)에서 수신하여 반사각과 반사되는 시간을 연산하여 센서와 물체 또는 사람과의 거리를 측정하게 된다. 또, 일정 간격 떨어진 곳에 직접 반사형 포토 센서를 이중으로 구성하고, 센서 아래 물체나 사람과의 거리를 연속, 실시간 측정하게 된다.

물체 또는 사람의 진행 방향 앞에 구성되는 전면 직접 반사형 포토 센서(17)에 일정 높이 이상의 물체 또는 사람이 들어오게 되면 거리가 좁혀졌다 넓어지는 값이 실시간 입력되고, 이어서 후면에 설치되는 후면 직접 반사형 포토 센서(18)에도 같은 높이 변화 값이 입력되면, 두 가지 신호를 종합하여 마이크로프로세서(19)에서 물체나 사람 한 명이 통과하는 것으로 판단할 수 있는 것이다.

또, 천정이나 출입문 윗부분에 설치되어 센서와 물체 또는 사람과의 측정 거리 값(12, 13, 14)이 각각 다르게 측정되는 경우 바닥면에서부터 높이를 추정하여 어린이, 어른 등으로 구분하여 마이크로프로세서로 출력할 수 있다.

전면 직접 반사형 포토 센서(17)와 후면 직접 반사형 포토 센서(18)는 센서의 수직 하단 좁은 영역에 광원을 투사하고, 반사되는 광원을 통하여 센서와 물체, 사람과의 거리를 측정하기 때문에 이웃하는 직접 반사형 포토 센서에 영향을 주지 않는다.

물체 또는 사람의 진행 방향을 파악하기 위하여 전면 직접 반사형 포토 센서(17)와 후면 직접 반사형 포토 센서(18) 간의 간격은 대략 5~7cm 정도가 필요하고, 진행 방향과 같은 방향으로 구성하게 된다.

측정하는 물체, 사람과의 거리에 따라 광원의 세기, 발광부와 수광부의 간격, 이중 센서 간의 간격은 커질 수 있다.

직접 반사형 포토 센서는 전면, 후면 2개를 1개로 사용할 수 있고, 전후 좌우 4개를 하나로 사용하는 등 2개 이상을 하나로 구성하여 사용할 수 있다.

천정이나, 출입문 윗부분에 설치되는 직접 반사형 포토 센서를 대신하여 지향각이 매우 좁은 초음파 센서로 이중 구성하여, 전면과 후면을 순차 송수신하여 실시간 높이를 측정하여 물체 또는 사람의 진행방향, 인원수 등을 실시간 파악할 수 있다.

적외선, 레이저, 초음파를 물체, 사람에 직접 투사하여 반사되는 광원, 초음파를 수신하는 것으로 사용장소, 거리 등에 따라 선택할 수 있다.

도 2에서, 본 발명의 계수기는 직접 반사형 이중 포토 센서a(20), 직접 반사형 이중 포토 센서b(21), 직접 반사형 이중 포토 센서c(22)를 출입문 위에 일정 간격 배열하여 설치할 경우 동시에 지나가는 사람a(23)와 지나가는 사람b(24)를 각각 구분하여 진행 방향과 인원을 계수할 수 있다. 또, 높이 값에 따라 어린이와 어른으로 구분하여 데이터를 수집할 수 있게 된다.

직접 반사형 이중 포토 센서를 한 사람의 지나가게 되는 폭 이하로 일렬로 배열할 경우 동시에 지나가는 사람의 숫자를 정확하게 읽을 수 있게 된다.

직접 반사형 이중 포토 센서는 계수하고자 하는 물체, 사람에 따라 바닥면까지 거리를 측정할 필요가 없고, 바닥면에서부터 50cm 이상부터 측정하여도 출입하는 물체, 사람을 계수하는데 문제가 없다.

지나가는 사람a(23)와 지나가는 사람b(23)가 직접 반사형 이중 포토 센서(20,21,22) 아래를 통과할 경우 실시간 거리 측정값이 작아졌다 커지게 되고, 그 값을 통하여 방향, 인원, 현재 위치를 정확하게 읽을 수 있는 것이다. 직접 반사형 이중 포토 센서(20,21,22) 아래를 지나가는 사람이 센서 아래에 계속 머물 경우에도 측정 거리 값으로 확인 가능하여 오차가 없게 된다.

직접 반사형 이중 포토 센서가 측정 가능한 범위까지 직접 반사형 포토 센서의 감지선이 보이지 않지만 가상으로 두 개 형성되는데, 지나가는 사람은 이 두 개의 감지선을 통과하게 되는 것이다.

도 3에서, 본 발명의 재실 감지 센서는 실시간 재실 확인이 필요한 공간에 격자형태로 직접 반사형 배열 포토 센서(30)로 구성하고, 상기 센서 신호를 처리할 수 있는 마이크로 프로세서(31)로 구성된다.

그 예로, 거실 천정에 직접 반사형 배열 포토 센서(30)를 격자로 배열하고, 각 각의 센서 출력 값을 마이크로프로세서(31)에 연결하여 센서와 센서 아래 부분공간과 거리를 실시간 측정하여 비교 값으로 저장하고, 거실에서 이동하는 사람(32)이 출입하여 높이 변화가 있을 때, 앞서 저장하고 있는 비교 값과 연산하여 재실 여부와 위치, 이동 방향, 인원수 등을 실시간 출력할 수 있게 되다.

직접 반사형 배열 포토 센서의 감지선(33)은 눈에 보이지 않지만 사람의 평균 폭 이하로 거실 공간을 격자로 나눠 감지하게 되는 것이다.

직접 반사형 배열 포토 센서와 마이크로프로세서로 구성되는 본 발명의 재실 감지 센서에 재실 여부, 인원수, 위치, 이동방향 등의 현재 상태를 유선 또는 무선으로 전송할 수 있는 통신 장치를 구성하여 현재 상태를 실시간 기록 저장, 전달할 수 있게 한다. 또, 현재 상태를 반영하여 조명, 냉난방, 영상, 음향 등 각종 장치를 자동으로 제어할 수 있는 제어장치를 함께 구성하여 조명을 자동으로 켜는 등 자동화를 하여 에너지 절약 등의 제품으로 활용할 수 있다.

10: 전면 직접반사형포토센서의 발광부, 11: 전 직접반사형포토센서의 수광부, 12: 측정 거리값 a, 13: 측정 거리값 b, 14: 측정 거리값 c, 15: 후면 직접반사형포토센서의 발광부, 16: 후면 직접반사형포토센서의 수광부, 17: 전면 직접반사형포토센서, 18: 직접반사형포토센서, 19: 마이크로프로세서, 20: 직접반사형이중포토센서a, 21: 직접반사형이중포토센서b, 22: 직접반사형이중포토센서c, 23: 지나 가는 사람a, 24: 지나 가는 사람b, 25: 직접반사형포토센서의 감지선, 30: 직접반사형배열포토센서, 31: 마이크로프로세서, 32: 거실에서 이동하는 사람, 33: 직접반사형포토센서의 감지선

Claims (7)

1. 통과하는 물체, 사람을 계수하는 계수기에서,
   통과하는 물체 또는 사람의 윗부분에 설치되고, 통과하는 물체 또는 사람과의 거리를 연속적으로 측정할 수 있는 직접 반사형 포토 센서를 일정 간격 떨어뜨려 2개로 구성되는 직접 반사형 이중 포토 센서로 구성되고;
   상기 직접 반사형 이중 포토 센서의 전면 직접 반사형 포토 센서와 후면 직접 반사형 포토 센서로부터 연속적으로 센서와 바닥면 사이의 거리 측정값을 생성하고, 상기 거리 측정값에서 사람으로 추정되는 일정 높이값 이상이 감지될 경우 감지 시작 시간과 두 센서 가운데 먼저 감지되는 센서의 순서, 두 센서 각각 단독으로 감지가 유지되는 시간, 두 센서 동시에 감지가 유지되는 시간, 감지가 종료되는 시간, 두 센서 가운데 마지막으로 감지되는 센서의 순서, 전체 감지 시간 내에 통과하는 물체 또는 사람의 최고 높이값을 동시에 이용하여, 실제 물체 또는 사람이 통과하는 측정값을 통한 분류 기준에 따라 비교 처리 연산하여 물체 또는 사람의 명수, 진행방향, 물체 또는 사람의 크기 등을 판별할 수 있는 마이크로 프로세서;로 구성되는 것을 특징으로 하는 계수기
   
2. 삭제
3. 제 1항에서,
   직접 반사형 이중 포토 센서를 일정 간격 다수 연속 배열 구성하여 넓은 장소에서 통과 인원을 계수할 수 있는 것을 특징으로 하는 계수기
   
4. 물체 또는 사람의 재실 여부를 판단하는 재실 감지 센서에서,
   재실 여부를 판별하고자 하는 공간 천정에 직접 반사형 포토 센서를 일정 간격 격자 형태로 다수 배열로 구성되는 직접 반사형 배열 포토 센서로 구성되고;
   상기 직접 반사형 배열 포토 센서는 연속적으로 센서와 바닥면 사이의 거리 측정값을 생성하고, 상기 거리 측정값에서 사람으로 추정되는 일정 높이값 이상이 감지될 경우 감지 시작 시간과 두 센서 가운데 먼저 감지되는 센서의 순서, 두 센서 각각 단독으로 감지가 유지되는 시간, 두 센서 동시에 감지가 유지되는 시간, 감지가 종료되는 시간, 두 센서 가운데 마지막으로 감지되는 센서의 순서, 전체 감지 시간 내에 통과하는 물체 또는 사람의 최고 높이값을 동시에 이용하여, 실제 물체 또는 사람이 센서 아래에 있는지 여부를 분류 기준에 따라 비교 처리 연산하여 물체 또는 사람의 명수, 재실 여부, 이동 방향 등을 판별할 수 있는 마이크로 프로세서; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 재실 감지 센서
   
5. 제 4항에서,
   물체 또는 사람의 실시간 재실 여부와 인원수를 파악하여 현재 상태를 전송할 수 있는 통신장치;
   조명 등 각종 장치를 자동으로 제어할 수 있는 제어 장치;가 함께 구성되는 것을 특징으로 하는 재실 감지 센서
   
6. 삭제
7. 삭제

Images