KR101984539B1 - Iot 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템 - Google Patents

Iot 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량을 운반하는 RORO선 또는 특수선박에서 영상화재 감지기와 벨트 풀림 감지기를 통해 화재 징후를 감지하여 화재를 미연 방지하고, 적재차량 고정 장치의 풀림을 감지하여 차량 간의 충돌로 인한 파손 및 화재를 사전에 방지할 수 있는 서비스를 제공하는 IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템에 관한 것으로, 열을 감지하는 저해상도 열 화상 카메라와 연기 및 불꽃을 감지하는 CCD 카메라로 화재 징후 감지 영상을 수집하는 촬영부와, 결박용 벨트의 느슨함을 감지하는 IoT 센서와 벨트 풀림을 감지하며 차량에 부착 가능한 가속도 센서를 포함하는 센서부와, 상기 촬영부 및 센서부에서 감지한 영상 및 데이터를 유선 또는 무선용 통신으로 처리 및 전송하는 통신부와, 상기 통신부에서 전송한 감지 영상 및 데이터를 수신받아 통합하여 관리 서버에 저장하는 통합 컨트롤러와, 상기 감지 영상 및 데이터를 통합 위험 감지 운영프로그램에 적용하여 그 결과를 선박 내 관제실로 실시간 제공하는 모니터링부와, 상기 모니터링부의 결과에 따라, 선박내 경보기 또는 담당자의 휴대용 단말기 및 PC로 상황을 전달하는 알림부를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다.

Description

IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템{Vibration, fire and smoke danger detection and notification systems and devices for special ships based on IOT sensors and video signal}
본 발명은 차량을 운반하는 RORO선 또는 특수선박에 적재되는 차량의 움직임이나 화재로 인한 위험을 감지하기 위한 시스템 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상화재 감지기와 벨트 풀림 감지기를 통해 화재 징후를 감지하여 화재를 미연 방지하고, 적재차량 고정 장치의 풀림을 감지하여 차량 간의 충돌로 인한 파손 및 화재를 사전에 방지할 수 있는 서비스를 제공하는 IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템에 관한 것이다.
현재, 화물을 적재한 트럭이나 트레일러 또는 일반차량을 수송하는 화물선(RORO선:Roll-on/roll-off)에 적재되는 차량의 위치 관리를 각 담당인력이 수기로 종이에 기록하여 관리하는 상황이다.
상세하게는, 차량이 탑재되는 차량 운반선의 제약 특성상 과거부터 지금까지의 대부분은 항만노조원들에 의해서 수동으로 차량 탑재 후 결박 장치로 차량을 고정하고, 그 위치를 기록지에 기재하여 관리하는 절차로 업무가 이뤄지고 있다.
이로 인해, 자동차 운반선의 항해 중에 발생하는 자동차 고정 장치의 풀림은 초기에 발견이 쉽지 않고, 대부분은 차량 간에 충돌로 인한 파손이 발생한 사후에 발견된다. 선박 내에서 차량 간에 충돌이 발생할 시, 차량 내부에 탑재된 기름과 배터리는 폭발위험 화물이며, 이로 인한 선박 내부에 화재가 발생하여 경제적 손실과 인명피해를 유발하는 상황이다.
이러한 차량 운반선의 고질적인 기술적 문제점을, 최근 ICT 기술을 이용하여 자동차 고정 장치의 풀림을 감지하고 관리자에게 상황을 알려 차량 간의 충돌로 인한 파손을 사전에 방지하여 해결할 수 있도록 IOT 센서 및 모니터링 통보 기술 개발이 요구 되어지는 실정이다.
또한, 현재 선박 내에 고가의 방폭형 천장 매립형 불꽃감지기 및 화재 검출용 케이블을 다량으로 설치하여야 하는데 따른 고가 비용 및 유지보수 문제를 대처할 수 있는 소형 열 화상 센서 및 사전 화재 감지 기술이 개발되고 있으며, 선박 내 지속적으로 증가하고 있는 IoT 센서 및 위치추적 응용분야의 핵심기술 개발을 통해 선박 내 정확한 하역대상 차량의 위치를 판별하는 기술이 요구 되어지고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1122695호(2010.10.06) 대한민국 등록특허공보 제10-1251005호(2011.04.20)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 경제성과 안정성에 대한 문제를 최소화하기 위해 벨트 풀림 감지기와 영상화재 감지기를 이용한 IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템을 제공하고자 한다.
위치 및 이상 감지 IoT 센서와 가속도 센서를 이용한 벨트 풀림 감지 장치를 차량에 부착하여 가속도 데이터 적분을 하며, 움직임을 단위 변위로 환산함으로써 단위 시간당 이동량을 측정하고, 이를 통해 적재 차량 결박용 벨트의 풀림으로 인한 차량의 충돌사고를 방지하는 데 그 목적이 있다.
영상화재 감지기는 화재 발생 이전의 화재 징후부터 감지를 하며, 오감지 및 오작동 없이 모든 현상을 감지할 수 있고, 저비용 고효율로 어떠한 장소에서도 사용이 가능하여 화재를 미연에 방지하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 운반 선박용 통합 위험 감지 시스템은 열을 감지하는 저해상도 열 화상 카메라와 연기 및 불꽃을 감지하는 CCD 카메라로 화재 징후 감지 영상을 수집하는 촬영부와, 결박용 벨트의 느슨함을 감지하는 IoT 센서와 벨트 풀림을 감지하며 차량에 부착 가능한 가속도 센서를 포함하는 센서부와, 상기 촬영부 및 센서부에서 감지한 영상 및 데이터를 유선 또는 무선용 통신으로 처리 및 전송하는 통신부와, 상기 통신부에서 전송한 감지 영상 및 데이터를 수신받아 통합하여 관리 서버에 저장하는 통합 컨트롤러와, 상기 감지 영상 및 데이터를 통합 위험 감지 운영프로그램에 적용하여 그 결과를 선박 내 관제실로 실시간 제공하는 모니터링부와, 상기 모니터링부의 결과에 따라, 선박 내 경보기 또는 담당자의 휴대용 단말기 및 PC로 상황을 전달하는 알림부를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 가속도 센서는 가속도 데이터의 적분을 통해 움직임을 단위 변위로 환산하여 단위 시간당 이동량 측정으로 벨트의 풀림을 감지하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 모니터링부는 지능형 관제실 모니터링 SW와 상황판단 SW를 포함하는 통합 위험 감지 운영프로그램과, 상기 통합 위험 감지 운영프로그램의 결과에 따른 비상상황 발생시 관제실 내 사운드 경고를 제공하는 관제실 스피커를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 지능형 관제실 모니터링 SW는 화물 위치관리 소프트웨어 및 영상화재 감시 소프트웨어를 통합하여 관제실로 모니터링 결과를 제공하며, 상기 상황판단 SW는 현재 상황을 '관심', '주의', '경보', '비상'의 4단계 코드로 구분하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 영상화재 감시 소프트웨어는 상기 저해상도 열 화상 카메라를 통해 취득한 열 화상 영상과 CCD 카메라로 취득한 실 영상을 중첩처리(Overlap Processing)하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템은 기존의 장비가 1가지 기능(연기 또는 불꽃 감지)만있기 장소의 성격에 따라서 다른 감지기를 사용해야 했던 것과는 달리 연기, 불꽃, 열을 모두 감지할 수 있으며, 어떠한 장소에도 사용이 가능하여 비용을 절감할 수 있다.
또한, 오작동 및 오감지 발생이 없는 것이 가장 큰 쟁점으로 화재가 발생하기 전 화재 징후를 감지하여 화재 사고를 미연 방지할 수 있어 저비용 고효율의 감지기라 할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 해당 업계 종사자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, CCD 카메라의 화재 분석 예시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 적재 차량에 IoT 센서 및 가속도 센서를 장착한 모습이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템의 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 통합 위험 감지 운영프로그램을 실행한 모습이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 모니터링부의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 상황판단 SW에 의해 현재상황을 나타낸 모습이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예를 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하여지도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한, 복수형도 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 차량을 운반하는 RORO선 또는 특수선박에 적재되는 차량의 움직임이나 화재로 인한 위험을 감지하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상화재 감지기와 벨트 풀림 감지기를 통해 화재 징후를 감지하여 화재를 미연 방지하고, 적재차량 고정 장치의 풀림을 감지하여 차량 간의 충돌로 인한 파손 및 화재를 사전에 방지할 수 있는 서비스를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템은 촬영부(100), 센서부(200), 통신부(300), 통합 컨트롤러(400), 모니터링부(500), 알림부(600)를 포함한다.
상기 촬영부(100)는 카메라로 화재 징후(열, 연기, 불꽃)를 감지하고 상기 화재 징후 감지 영상을 수집하며, 상기 센서부(200)는 선박 내 차량 결박용 벨트의 풀림이 발생한 차량을 감지하고, 상기 통신부(300)는 촬영부(100) 및 센서부(200)에서 감지한 영상 및 데이터를 유선 또는 무선용 통신으로 처리하고 전송하며, 상기 통합 컨트롤러(400)는 상기 통신부(300)에서 전송한 감지 영상 및 데이터를 수신받아 통합하여 관리 서버에 저장하고, 상기 모니터링부(500)는 상기 감지 영상 및 데이터를 통합 위험 감지 운영프로그램에 적용하여 그 결과를 선박 내 관제실로 실시간 제공하며, 상기 알림부(600)는 상기 모니터링부(500)의 결과에 따라 선박 내 경보기 또는 담당자의 휴대용 단말기 및 PC로 상황을 전달한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, CCD 카메라의 화재 분석 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 촬영부(100)는 CCD 카메라(140)와 저해상도 열 화상 카메라(120)를 포함하며, 상기 CCD 카메라(140)를 통해 연기 및 불꽃을 감지하며, 열을 감지하는 저해상도 열 화상 카메라(120)를 통해 화재의 위험성이 많은 곳에서 넓은 화재 감지 구역을 다수의 셀 단위로 구획하여 그 구획된 구역의 온도를 각각 센싱함으로써 구역별 온도 변화에 따른 화재 발생 여부를 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 적재 차량에 IoT 센서 및 가속도 센서를 장착한 모습이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센서부(200)는 IoT 센서(330)와, 가속도 센서(240)를 포함하며, 상기 IoT 센서(330)는 결박용 벨트의 느슨함을 감지하고, 상기 가속도 센서(240)는 적재된 차량에 부착되어 가속도 데이터의 적분을 통해 차량의 움직임을 단위 변위로 환산하여 단위 시간당 이동량을 측정함으로써 벨트의 풀림을 감지한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템의 개략 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 통신부(300)는 영상처리 중계기(320)와 데이터 중계기(340)를 포함하며, 상기 영상처리 중계기(320)는 상기 촬영부(100)에서 취득한 영상을 유선용 혹은 무선용 통신으로 처리하고, 상기 데이터 중계기(340)는 상기 센서부(200)에서 취득한 데이터를 무선용 통신으로 처리한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 통합 위험 감지 운영프로그램을 실행한 모습이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 모니터링부의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 모니터링부(500)는 통합 위험 감지 프로그램(510)과 관제실스피커(550)를 포함하며, 상기 통합 위험 감지프로그램(510)은 지능형 관제실 모니터링 SW(520)와 상황판단 SW(540)을 포함하고, 상기 지능형 관제실 모니터링 SW(520)는 화물 위치관리 SW(530)와 영상화재 감지 SW(535)를 포함한다.
상기 지능형 관제실 모니터링 SW(520)와 상황판단 SW(540)를 포함하는 상기 통함 위험 감지 프로그램(510)의 결과에 따라 비상상황 발생시 관제실 스피커(550)를 통해 관제실 내 사운드 경고를 제공한다. 이때, 알림부(600)는 상기 상황판단 SW(540)의 코드별로 매칭되는 관련 담당자의 연락처 테이블을 가지며, 상기 상황 단계 및 종류에 따라 관련 담당자의 휴대용 단말기 또는 PC로 상황 정보를 전송하며, 상기 상황판단 SW(540)는 차량의 위치와 온도 및 화재 징후 정보를 추가로 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상화재 감시 소프트웨어(535)는 상기 저해상도 열 화상 카메라(120)를 통해 취득한 열 화상 영상과 CCD 카메라(140)로 취득한 실 영상을 중첩처리(Overlap Processing) 하는 것을 특징으로 한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 상황판단 SW에 의해 현재상황을 나타낸 모습이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 지능형 관제실 모니터링 SW(520)는 화물 위치관리 소프트웨어(530) 및 영상화재 감시 소프트웨어(535)를 통합하여 실제 관제실에서 상황을 모니터링 할 수 있도록 결과 제공을 하며, 상기 상황판단 SW(540)은 현재 상황을 '관심', '주의', '경보', '비상'의 4단계 코드로 구분한다.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 촬영부 120 : 열 화상 카메라
140 : CCD 카메라 200 : 센서부
220 : IoT 센서 240 : 가속도 센서
300 : 통신부 320 : 영상처리 중계기
340 : 데이터 중계기 400 : 통합 컨트롤러
500 : 모니터링부 510 : 통합 위험 감지 프로그램
520 : 지능형관제실 모니터링SW 530 : 화물 위치 관리 SW
535 : 영상화재 감지SW 540 : 상황판단 SW
550: 관제실 스피커 600 : 알림부

Claims (5)

  1. 열을 감지하는 저해상도 열 화상 카메라와 연기 및 불꽃을 감지하는 CCD 카메라로 화재 징후 감지 영상을 수집하는 촬영부;
    결박용 벨트의 느슨함을 감지하는 IoT 센서와 벨트 풀림을 감지하며 차량에 부착 가능한 가속도 센서를 포함하는 센서부;
    상기 촬영부 및 센서부에서 감지한 영상 및 데이터를 유선 또는 무선용 통신으로 처리 및 전송하는 통신부;
    상기 통신부에서 전송한 감지 영상 및 데이터를 수신받아 통합하여 관리 서버에 저장하는 통합 컨트롤러;
    상기 감지 영상 및 데이터를 통합 위험 감지 운영프로그램에 적용하여 그 결과를 선박 내 관제실로 실시간 제공하는 모니터링부; 및
    상기 모니터링부의 결과에 따라, 선박 내 경보기 또는 담당자의 휴대용 단말기 및 PC로 상황을 전달하는 알림부;를 포함하되,
    상기 가속도 센서는 가속도 데이터의 적분을 통해 움직임을 단위 변위로 환산하여 단위 시간당 이동량 측정으로 벨트의 풀림을 감지하는 것을 특징으로 하는IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링부는,
    지능형 관제실 모니터링 SW와 상황판단 SW를 포함하는 통합 위험 감지 운영프로그램과,
    상기 통합 위험 감지 운영프로그램의 결과에 따른 비상상황 발생시 관제실 내 사운드 경고를 제공하는 관제실 스피커를 포함하는 IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지능형 관제실 모니터링 SW는 화물 위치관리 소프트웨어 및 영상화재 감시 소프트웨어를 통합하여 관제실로 모니터링 결과를 제공하며, 상기 상황판단 SW는 현재 상황을 '관심', '주의', '경보', '비상'의 4단계 코드로 구분하는 것을 특징으로 하는 IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 영상화재 감시 소프트웨어는,
    상기 저해상도 열 화상 카메라를 통해 취득한 열 화상 영상과 CCD 카메라로 취득한 실 영상을 중첩처리(Overlap Processing)하는 것을 특징으로 하는 IOT 센서와 영상 신호처리 기반의 특수 선박용 진동, 화재, 연기 위험상황 감지 및 통보시스템.
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