KR101991062B1 - 지능형 영상 감시 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라에서 촬영되는 영상을 통해 피검출대상을 감시하기 위한 지능형 영상 감시 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 장치는 비행을 제어하는 비행제어부와, 상기 비행제어부를 수용하는 드론바디와, 상기 드론바디의 둘레에 복수 개가 이격배치되어 양력을 발생시키는 프로펠러와, 상기 프로펠러를 구동하는 프롭모터와, 상기 드론바디에 수용되어 상기 프롭모터를 구동하는 이차전지와, 상기 드론바디의 하부에 위치되어 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 카메라가 촬영한 영상에서 피검출대상을 검출하여 추적하는 검출추적부와, 상기 카메라에서 촬영한 영상을 관제서버로 무선통신하여 제공하는 무선통신부를 포함하는 드론, 및 상기 카메라에 의해 감시를 수행하기 위해 상기 드론을 바닥에서 이격시켜 거치하는 거치기둥을 포함하는 지능형 영상 감시 장치에 있어서, 상기 거치기둥은 상기 드론이 거치기둥에 안착시 상기 카메라가 가이드되어 안착되도록 상부는 넓고 하부는 좁은 형상으로 관통된 안착공, 상기 드론이 상기 안착공을 중심으로 회전하더라도 상기 이차전지에 전원을 공급하여 충전하도록 링 형상으로 형성되는 충전접속부, 상기 드론이 비행하는 상태에서 상기 카메라에서 촬영되는 영상에서 상기 안착공을 용이하게 판단하여 상기 안착공에 안착되도록 상기 안착공의 둘레에서 빛을 발광하는 안착유도부, 상기 안착공에 설치되어 상기 안착공에 안착된 상기 드론이 상기 거치기둥에서 용이하게 회전하며 촬영하도록 상기 안착공에서 회전 가능하게 설치되는 회전커버, 상기 안착공에 설치되어 상기 회전커버가 용이하게 회전하도록 지지하는 커버베어링, 및 상기 안착공의 둘레를 따라 상기 안착공의 하부에 형성되는 고정홈을 포함하며, 상기 드론은 상기 안착공에 안착된 상태에서 상기 카메라가 상기 안착공의 하부로 돌출되어 영상을 촬영하도록 상기 드론바디에서 상기 카메라를 하부로 연장하여 위치시키며 상기 안착공에서 용이하게 회전하도록 원통형상으로 형성된 안착끼움부, 상기 충전접속부와 전기적인 접속을 통해 상기 이차전지를 충전하도록 상기 충전접속부와 대응되는 상기 드론바디의 부분에서 출몰 가능하게 설치되는 충전단자, 상기 충전단자가 상기 충전접속부에 접속된 경우, 접속신호를 발생하는 모드변환부, 상기 모드변환부에서 접속신호가 발생하면, 상기 프로펠러에서 발생하는 바람에 의해 상기 안착공에서 상기 드론이 회전하며 촬영하도록 상기 프로펠러를 상기 드론바디에서 수직으로 세우는 직립구동부, 및 상기 모드변환부에서 접속신호가 발생하면, 상기 드론이 상기 안착공에 안착된 상태로 고정되도록 상기 고정홈을 향해 플런져가 출몰하여 고정시키는 고정스토퍼를 포함한다. 따라서, 카메라의 촬영범위를 넓혀 감시범위를 확대할 수 있다.

Description

지능형 영상 감시 방법 및 장치{Intelligent video surveillance method and device}
본 발명은 카메라에서 촬영되는 영상을 통해 피검출대상을 감시하기 위한 지능형 영상 감시 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 CCTV와 같은 영상에 의해 감시를 수행하는 장치는 고정된 상태에서 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 관제실로 제공하여 관제실에서 감시대상을 파악하여 감시를 수행하였다.
그러나, CCTV는 감시범위에 한계가 있기 때문에 종래에는 한국등록특허공보 제10-1832273호(2018.2.27.공고)의 "드론을 이용한 지능형 영상 감시 방법"이 개시된 바가 잇다.
상기한 종래의 드론을 이용한 지능형 영상 감시 방법은 드론스테이션에 드론이 안착된 상태에서 영상을 촬영하며, 드론이 정해진 동선을 따라 이동하며 촬영을 수행함으로써, 감시범위를 확장시킬 수 있었다.
하지만, 종래의 드론을 이용한 지능형 영상 감시 방법은 드론스테이션에 형성된 거치공간에 드론을 정확히 착륙시키기 어려운 문제점이 있을 뿐만 아니라, 카메라가 드론에 고정된 형태로 촬영범위에 제한이 있었다.
또한, 드론이 GPS에 의존하여 드론스테이션에 착륙해야하는데, GPS에 오차범위가 크기 때문에 정확한 위치에 드론을 착륙시키기 어려울 뿐만 아니라, 드론을 미가동이 장기간 될 때에는 드론의 구동계가 고착되면서 필요시 드론의 작동이 불가능한 문제점이 있었다.
또한, 드론의 충전단자케이스가 전력공급단자에 측면으로 돌출되어 끼워지는 형태로 연결되기 때문에 조그마한 오차가 발생하더라도 전기적인 접속이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 드론에 설치된 카메라의 촬영각도를 확장시켜 감시범위를 확장시킬 수 있을 뿐만 아니라, GPS를 이용하지 않고 드론을 용이하게 착륙시킬 수 있으며, 전기적인 접속을 용이하게 수행할 수 있고, 구동계의 고착발생에 따른 작동불능의 상태의 발생을 최소화할 수 있는 지능형 영상 감시 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 장치는 비행을 제어하는 비행제어부와, 상기 비행제어부를 수용하는 드론바디와, 상기 드론바디의 둘레에 복수 개가 이격배치되어 양력을 발생시키는 프로펠러와, 상기 프로펠러를 구동하는 프롭모터와, 상기 드론바디에 수용되어 상기 프롭모터를 구동하는 이차전지와, 상기 드론바디의 하부에 위치되어 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 카메라가 촬영한 영상에서 피검출대상을 검출하여 추적하는 검출추적부와, 상기 카메라에서 촬영한 영상을 관제서버로 무선통신하여 제공하는 무선통신부를 포함하는 드론, 및 상기 카메라에 의해 감시를 수행하기 위해 상기 드론을 바닥에서 이격시켜 거치하는 거치기둥을 포함하는 지능형 영상 감시 장치에 있어서, 상기 거치기둥은 상기 드론이 거치기둥에 안착시 상기 촬영부가 가이드되어 안착되도록 상부는 넓고 하부는 좁은 형상으로 관통된 안착공, 상기 드론이 상기 안착공을 중심으로 회전하더라도 상기 이차전지에 전원을 공급하여 충전하도록 링 형상으로 형성되는 충전접속부, 상기 드론이 비행하는 상태에서 상기 카메라에서 촬영되는 영상에서 상기 안착공을 용이하게 판단하여 상기 안착공에 안착되도록 상기 안착공의 둘레에서 빛을 발광하는 안착유도부, 상기 안착공에 설치되어 상기 안착공에 안착된 상기 드론이 상기 거치기둥에서 용이하게 회전하며 촬영하도록 상기 안착공에서 회전 가능하게 설치되는 회전커버, 상기 안착공에 설치되어 상기 회전커버가 용이하게 회전하도록 지지하는 커버베어링, 및 상기 안착공의 둘레를 따라 상기 안착공의 하부에 형성되는 고정홈을 포함하며, 상기 드론은 상기 안착공에 안착된 상태에서 상기 카메라가 상기 안착공의 하부로 돌출되어 영상을 촬영하도록 상기 드론바디에서 상기 촬영부를 하부로 연장하여 위치시키며 상기 안착공에서 용이하게 회전하도록 원통형상으로 형성된 안착끼움부, 상기 충전접속부와 전기적인 접속을 통해 상기 이차전지를 충전하도록 상기 충전접속부와 대응되는 상기 드론바디의 부분에서 출몰 가능하게 설치되는 충전단자, 상기 충전단자가 상기 충전접속부에 접속된 경우, 접속신호를 발생하는 모드변환부, 상기 모드변환부에서 접속신호가 발생하면, 상기 프로펠러에서 발생하는 바람에 의해 상기 안착공에서 상기 드론이 회전하며 촬영하도록 상기 프로펠러를 상기 드론바디에서 수직으로 세우는 직립구동부, 및 상기 모드변환부에서 접속신호가 발생하면, 상기 드론이 상기 안착공에 안착된 상태로 고정되도록 상기 고정홈을 향해 플런져가 출몰하여 고정시키는 고정스토퍼를 포함한다.
상기 직립구동부는 상기 드론바디의 중앙에 배치되는 제1 베벨기어, 상기 제1 베벨기어를 회전시키는 직립구동모터, 상기 각 프로펠러마다 상기 제1 베벨기어가 위치되는 방향으로 연장되어 상기 프로펠러를 수직 또는 수평으로 회전시키는 프롭회전축, 및 상기 프롭회전축의 끝단에 설치되어 상기 제1 베벨기어와 맞물리는 제2 베벨기어를 포함할 수 있다.
상기 충전접속부는 상기 드론이 상기 안착공에 안착된 상태에서 회전하더라도 상기 충전단자가 전기적인 접속이 유지되도록 링 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 방법은 상기 한 지능형 영상 감지 장치를 이용한 것으로서, 상기 카메라로 영상을 촬영하는 단계, 상기 카메라에서 촬영된 영상을 상기 검출추적부로 제공하여 피검출대상을 검출 및 추적하는 단계, 상기 피검출대상이 상기 카메라의 촬영범위에서 벗어난 경우, 상기 촬영범위를 증가시키도록 상기 드론을 비행모드로 전환하여 상기 거치기둥의 상부로 이륙시키는 단계, 상기 드론이 이륙한 상태에서 상기 카메라에서 촬영되는 영상과 상기 관제서버에서 상기 무선통신부를 통해 제공되는 지도데이터를 매칭시키는 단계, 상기 영상과 상기 지도데이터의 매칭된 정보를 기초로 상기 피검출대상의 위치를 상기 지도데이터에 표시하여 상기 관제서버로 제공하는 단계, 상기 드론이 이륙한 상태에서 상기 피검출대상이 촬영범위를 벗어난 경우, 상기 드론을 상기 거치기둥에 착륙시키기 위해 상기 검출추적부에서 상기 안착유도부가 표시된 부분을 검출하는 단계, 상기 검출추적부에서 검출된 상기 안착유도부의 위치를 기초로 상기 드론이 상기 거치기둥에 착륙하도록 상기 비행제어부가 상기 드론을 제어하여 착륙시키는 단계, 및 상기 드론이 상기 거치기둥에 안착되어 상기 모드변환부에서 접속신호가 발생한 경우, 상기 프로펠러에 의해 상기 드론이 상기 안착공에서 회전하며 영상을 촬영하도록 상기 직립구동부를 작동하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 거치기둥에 드론이 안착되어 드론의 프로펠러에 의해 회전하여 카메라의 촬영범위를 확장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 추적하는 피검출대상이 촬영범위를 벗어난 경우, 드론이 작동하기 때문에 피검출대상의 추적범위를 확장시킬 수 있다.
또한, 드론을 회전시키는 형태로 카메라를 회전시켜 카메라에 의한 감시범위를 확장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 카메라를 회전시키기 위해 수시로 드론이 작동하기 때문에 구동계의 고착에 따른 드론의 작동불능의 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 거치기둥에 안착공이 상부는 넓고 하부는 좁은 형상으로 형성되어 드론이 용이하게 안착공에 끼워져 안착될 수 있으며, GPS에 의존하지 않고 거치기둥에서 빛을 발생하는 안착유도부의 위치를 영상에서 파악하여 착륙을 위한 드론의 위치를 조정함으로써, 정확한 위치에 드론을 안착시킬 수 있다.
또한, 안착공에 회전커버가 설치되고, 회전커버는 커버베어링에 의해 회전 가능하도록 지지되어 드론이 용이하게 회전할 수 있다.
또한, 드론이 안착공에 안착되면 충전단자가 충전접속부에 전기적으로 자동으로 연결되기 때문에 정확안 전기적인 접속이 이뤄져 충전을 수행할 수 있다.
또한, 충전접속부가 링형상으로 형성되어 드론이 안착공에서 회전하더라도 계속적인 전기접속이 이뤄질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 장치를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 장치를 구성하는 드론의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 장치를 구성하는 드론의 직립구동부를 개략적을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 장치를 구성하는 지지기둥을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 다른 지능형 영상 감시 방법의 개략적인 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 장치(100)는 드론(110)을 포함할 수 있다.
이 드론(110)은 영상을 촬영할 수 있다.
드론(110)은 착륙한 상태에서 영상을 촬영하고, 영상 촬영 범위를 넓히기 위해 이륙한 상태에서 영상을 촬영할 수 있다.
드론(110)은 프롭모터(113), 프로펠러(111), 드론바디(120), 이차전지(125) 및 비행제어부(141)를 포함할 수 있다.
드론바디(120)는 이차전지(125), 및 비행제어부(141)를 수용할 수 있으며, 프로펠러(111)는 드론바디(120)를 중심으로 복수 개가 배치될 수 있다,
드론바디(120)의 하부에는 원통형상으로 하부로 연장되는 안착끼움부(121)가 형성될 수 있으며, 안착끼움부(121)는 하기에 설명될 거치기둥(170)의 안착공(171)에 삽입된 상태에서 안착공(171)을 중심으로 드론(110)이 회전될 수 있다.
이때, 안착끼움부(121)는 안착공(171)의 깊이와 대응되는 길이를 가지도록 형성될 수 있다.
프롭모터(113)는 복수 개의 프로펠러(111)를 각각 회전시키도록 각 프로펠러(111)마다 설치되어 각각에 연결된 프로펠러(111)를 회전시킬 수 있으며, 프로펠러(111)는 프롭모터(113)에 직결되어 회전하거나, 복수 개의 기어연결을 통해 프롭모터(113)의 회전력을 변환하여 프로펠러(111)를 회전시킬 수 있다.
프롭모터(113)는 이차전지(125)에 전원을 공급받아 회전할 수 있으며, 이차전지(125)는 충전이 가능한 리튬이온전지로 구현될 수 있다.
한편, 프로펠러(111)는 드론바디(120)에서 프롭모터(113)와 함께 드론바디(120)에 대해 수직 또는 수평으로 회전 가능하게 설치될 수 있다.
이때, 모든 프로펠러(111)는 드론바디(120)에 대해 동일한 방향을 향해 회전하여 드론바디(120)에서 수직 또는 수평으로 회전할 수 있다.
비행제어부(141)는 각 프롭모터(113)를 제어하여 드론(110)을 이륙시키거나, 착륙시킬 수 있으며, 드론(110)의 비행방향을 변경할 수 있다.
비행제어부(141)는 각 프롭모터(113)의 회전력을 제어하여 프로펠러(111)의 양력을 달리하는 형태로 드론(110)의 비행을 제어할 수 있다.
비행제어부(141)는 위성신호를 제공받아 위치를 파악하는 GPS를 포함할 수 있으며, 비행제어부(141)는 GPS에서 측정되는 위치정보를 기초로 드론(110)의 비행위치를 제어할 수 있다.
여기서, 비행제어부(141)는 카메라(150)의 촬영범위를 넓히기 위해 드론(110)이 거치기둥(170)에서 수직 상부로 이륙하여 미리 설정된 고도를 유지할 수 있도록만 제어해도 무방하다.
비행제어부(141)는 자이로센서 및 다축센서를 포함하여 다축센서에서 측정되는 기울기 정보를 통해 드론(110)이 수평상태를 유지하도록 제어할 수 있으며, 자이로센서에 의해 일정 고도에서 드론(110)이 마치 정지된 상태로 위치하도록 제어할 수도 있다.
비행제어부(141)는 비행모드와 거치모드를 포함할 수 있다.
비행모드는 거치기둥(170)에서 드론(110)이 이륙 시에 드론(110)의 위치를 제어하기 위한 모드이며, 거치모드는 거치기둥(170)에 드론(110)이 안착된 착륙 상태에서의 드론(110)을 제어하기 위한 모드이다.
비행모드는 드론(110)의 이착륙 및 공중에서의 비행을 프롭모터(113)의 회전력을 제어하는 형태로 수행할 수 잇으며, 거치모드는 프로펠러(111)가 드론바디(120)에 대해 수직으로 세워진 상태에서 프롭모터(113)를 정회전 또는 역회전시키는 형태로 드론(110)이 안착된 상태에서의 위치를 제어할 수 있다.
물론, 비행제어부(141)는 드론(110)이 이륙한 상태에서의 비행을 제어하거나, 드론(110)이 거치기둥(170)에 착륙한 상태에서의 위치변경을 위해 제어할 수 있다.
비행제어부(141)가 드론(110)의 비행을 제어하는 기술은 공지된 기술이므로 더 상세한 설명은 생략한다.
드론(110)은 카메라(150)를 포함할 수 있으며, 카메라(150)는 주변을 감시할 수 있도록 영상을 촬영할 수 있다.
카메라(150)는 안착끼움부(121)의 하부에 설치될 수 있으며, 카메라(150)는 안착끼움부(121)의 하부에서 구동모터에 의해 상하로 회전 가능하게 설치되어 마치 CCTV와 같이 수평방향 또는 대각 하향된 방향으로 영상을 촬영하거나, 수직하부로 영상을 촬영할 수도 있다.
카메라(150)는 이물질이 카메라(150)의 렌즈에 부착되지 않도록 투명체로 형성된 보호커버에 덮이도록 안착끼움부(121)의 하부에 설치될 수 있다.
드론(110)은 검출추적부(142)와 무선통신부(143)를 포함할 수 있다.
검출추적부(142)는 카메라(150)에서 촬영된 영상을 기초로 피검출대상을 검출하고, 검출된 피검출대상의 이동경로를 추적할 수 있다.
피검출대상은 차량 또는 사람 또는 동물일 수 있으며, 검출추적부(142)는 카메라(150)에서 촬영된 영상을 프레임 단위로 추출하고, 추출된 프레임에서 피검출대상의 특징을 검출하여 피검출대상을 특정하고, 피검출대상이 특정되면 각 프레임마다 피검출대상이 이동하는 위치를 파악하는 형태로 피검출대상의 위치를 추적할 수 있다.
여기서, 피검출대상을 추출하기 위한 특징은 관제서버(200)로부터 제공받거나, 메모리에 저장된 미리 설정된 특징을 통해 영상에서 피검출대상을 추출할 수 있다.
영상에서 피검출대상을 검출하거나, 추적하는 기술은 공지된 기술이므로 더 상세한 설명은 생략한다.
무선통신부(143)는 카메라(150)에서 촬영된 영상을 관제서버(200)로 제공하거나, 관제서버(200)로부터 드론(110)을 제어하여 카메라(150)의 촬영위치를 변경하기 위한 제어신호를 송신받아 비행제어부(141)로 전달할 수 있다.
무선통신부(143)는 촬영된 영상을 통신신호로 변환하여 관제서버(200)로 제공할 수 있으며, 무선통신부(143)는 이동통신망 또는 인터넷망을 통해 관제서버(200)로 영상을 송출하거나, 제어신호를 송신받을 수 있다.
무선통신부(143)는 근거리통신인 bluetooth, zigbee. WLAN, Beacon 등의 통신방식을 이용하여 통신할 수 있으며, 무선통신부(143)가 근거리통신을 이용할 경우에는 거치기둥(170)에 무선통신부(143)와 동일한 근거리통신방식을 사용하는 무선모듈이 라우터를 통해 관제서버(200)와 통신하도록 구성될 수도 있다.
무선통신부(143)와 비행제어부(141) 및 검출추적부(142)는 하나의 기판에 실장된 상태로 드론바디(120)에 설치될 수 있으며, 무선통신부(143), 비행제어부(141), 검출추적부(142)는 전기 및 전자적인 회로에 의해 구현될 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 드론(110)은 직립구동부(130)를 포함할 수 있다.
이 직립구동부(130)는 거치기둥(170)에서 드론(110)이 회전할 수 있도록 프로펠러(111)의 바람이 수평방향으로 분사되어 안착공(171)에서 드론(110)이 회전할 수 있도록 프로펠러(111)를 드론바디(120)에 대해 수직으로 회전시킬 수 있다.
직립구동부(130)는 제1 베벨기어(131), 제2 베벨기어(137), 직립구동모터(133), 및 프롭회전축(135)을 포함할 수 있다.
제1 베벨기어(131)는 드론바디(120)의 중앙에 위치될 수 있으며, 직립구동모터(133)는 제1 베벨기어(131)를 회전시킬 수 있다.
그리고, 프롭회전축(135)은 프로펠러(111) 및 프롭모터(113)를 드론바디(120)에서 회전시키기 위한 축으로서, 프로펠러(111)가 위치된 부분에서 제1 베벨기어(131)가 위치된 부분까지 연장될 수 있다.
프롭회전축(135)은 각 프로펠러(111)에서 제1 베벨기어(131)가 위치된 부분까지 연장되어 배치될 수 있으며, 프롭회전축(135)에서 제1 베벨기어(131)가 위치되는 끝단에는 제1 베벨기어(131)와 맞물리는 제2 베벨기어(137)가 설치될 수 있다.
이와 같이 구성된 직립구동부(130)는 직립구동모터(133)에 의해 제1 베벨기어(131)가 회전하면, 제1 베벨기어(131)에 맞물린 제2 베벨기어(137)에 의해 프롭회전축(135)이 회전하면서 모든 프로펠러(111)를 동시에 동일한 방향으로 회전시킬 수 있다.
이때, 직립구동부(130)는 드론바디(120)에 대해 프로펠러(111)가 수평하게 위치되도록 회전시키면, 비행상태가 될 수 있고, 드론바디(120)에 대해 프로펠러(111)가 수평하게 위치되도록 회전시키면 거치기둥(170)에 안착된 상태에서 회전시킬 수 있다.
드론(110)은 충전단자(160), 모드변환부(161) 및 고정스토퍼(127)를 포함할 수 있다.
충전단자(160)는 드론바디(120)에 설치되어 거치기둥(170)으로부터 제공되는 전원에 의해 이차전지를 충전시키도록 거치기둥(170)에 전기적으로 접속될 수 있다.
충전단자(160)는 드론바디(120)의 하부에 탄성스프링의 탄성력에 의해 지지되어 드론바디(120)에서 돌출된 상태로 위치되고, 가압되면 드론(110)의 내부로 삽입될 수 있다.
충전단자(160)는 이차전지(125)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 모드변환부(161)는 충전단자(160)에 설치되어 충전단자(160)가 거치기둥(170)에 안착되어 삽입되는 힘에 의해 가압되거나, 충전단자(160)로부터 전기가 유입되는 것을 판단하여 접속신호를 발생할 수 있다.
모드변환부(161)는 기계으로 접속신호를 발생하는 스위치 또는 전기의 유입을 측정하여 접속신호를 발생하는 회로로 구현될 수 있다.
모드변환부(161)에서 접속신호가 발생하는 경우, 비행제어부(141)는 드론(110)이 거치기둥(170)에 거치된 상태로 판단하여 비행모드와 거치모드 중 거치모드를 선택하여 드론(110)을 제어할 수 있다.
한편, 모드변환부(161)에서 거치모드가 선택되는 경우, 직립구동부(130)를 작동시켜 드론바디(120)에 대해 프로펠러(111)가 수직으로 세워지도록 프로펠러(111)를 회전시킬 수 있다.
고정스토퍼(127)는 드론(110)이 안착공(171)에 안착된 상태에서 드론(110)의 이탈을 방지할 수 있다.
고정스토퍼(127)는 드론(110)의 안착끼움부(121)의 하부에서 플런져가 돌출되도록 설치되어 돌출되는 플런져가 안착공(171)에 걸쳐질 경우, 드론(110)이 안착공(171)에 고정되고, 플런져가 삽입되어 안착공(171)에서 이탈되는 경우, 드론(110)이 비행할 수 있도록 드론(110)의 고정을 해제할 수 있다.
고정스토퍼(127)는 전기의 공급에 공급에 따라 플런져가 출몰하는 솔레노이드로 구현될 수 있으며, 고정스토퍼(127)는 안착끼움부(121)의 둘레에 복수 개가 설치될 수 있다.
고정스토퍼(127)도 충전단자(160)에 가압에 따라 모드변환부(161)의 접속신호에 따라 비행제어부(141)에서 거치모드가 선택되는 경우, 플런져가 돌출되어 안착홈에 드론(110)을 고정하도록 모드변환부(161) 또는 비행제어부(141)에 의해 제어될 수 있다.
물론, 고정스토퍼(127)는 비행제어부(141)가 비행모드를 선택하는 경우, 플런져를 내부로 삽입하여 거치기둥(170)에서의 드론(110)의 고정을 해제할 수 있다.
도 1, 2, 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 장치(100)는 거치기둥(170)을 포함할 수 있다.
이 거치기둥(170)은 드론(110)의 카메라(150)가 마치 CCTV와 같은 기능을 수행하도록 드론(110)을 거치할 수 있다.
거치기둥(170)은 드론(110)이 바닥에서 이격되어 거치되도록 바닥에서 상부로 연장되고, 단부가 중앙으로 절곡되는 형상으로 형성되며, 절곡된 부분에 드론(110)이 거치될 수 있다.
거치기둥(170)에는 드론(110)의 안착끼움부(121)가 끼워져 고정되는 안착공(171)이 거치기둥(170)의 절곡된 부분에 관통하여 형성될 수 있다.
안착공(171)은 하부보다 상부가 넓은 형상으로 형성되어 드론(110)이 안착공(171)의 넓은 상부에 안착되면 가이드되면서 안착공(171)의 중앙으로 삽입을 안내할 수 있다.
거치기둥(170)은 회전커버(173)와 커버베어링(175)을 포함할 수 있다.
회전커버(173)는 안착공(171)의 내주에서 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 회전커버(173)는 안착끼움부(121)가 중앙에 삽입되어 안착공(171)에서 드론(110)이 용이하게 회전할 수 있도록 지지할 수 있다.
회전커버(173)와 안착공(171)의 사이에는 커버베어링(175)이 설치될 수 있으며, 커버베어링(175)은 안착공(171)에서 회전커버(173)를 용이하게 회전하도록 지지할 수 있으며, 커버베어링(175)의 내륜에 회전커버(173)가 결합되고, 커버베어링(175)의 외륜이 안착공(171)에 고정설치되는 형태로 회전커버(173)가 안착공(171)에 설치될 수 있다.
그리고, 안착공(171)의 하부 둘레에는 고정스토퍼(127)에서 출몰하는 플런져가 걸쳐져 안착공(171)에 드론(110)이 안착된 상태로 고정하도록 고정홈이 형성되며, 고정홈은 안착공(171)에서 드론(110)의 회전을 방해하지 않도록 안착공(171)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성될 수 있다.
거치기둥(170)은 충전접속부(177) 및 안착유도부(179)를 포함할 수 있다.
충전접속부(177)는 안착공(171)에 안착된 드론(110)의 충전단자(160)와 전기적으로 접속되어 드론(110)의 이차전지(125)를 충전하기 위한 전기를 공급할 수 있다.
충전접속부(177)는 거치기둥(170)을 통해 인입되는 전기선이 연결될 수 있으며, 충전접속부(177)는 드론(110)에서 충전을 위해 요구되는 전원으로 변환하여 충전접속부(177)로 제공할 수 있다.
충전접속부(177)는 안착공(171)에 안착된 드론(110)이 회전하여도 충전단자(160)가 전기적으로 접속되도록 안착끼움부(121)의 중앙에서 충전단자(160)의 사이 거리를 반지름으로 하도록 안착공(171)에 링 형상으로 형성될 수 있으며, 충전접속부(177)는 +극과 -극이 분리되어 전기를 공급하도록 2 개의 금속링의 형상으로 형성될 수 있다.
물론, 드론(110)에 설치되는 충전단자(160), 또한 +극 단자와 -극 단자가 별도로 분리되어 설치될 수 있다.
그리고, 드론(110)의 충전단자(160)는 드론(110)이 거치기둥(170)에 안착되면 드론(110)의 자중에 의해 가압되어 드론(110)의 내부로 삽입될 수 있으며, 충전단자(160)는 탄성스프링의 탄성력에 의해 지지되기 때문에 탄성력에 의해 충전접속부(177)에 밀착하여 접속될 수 있다.
거치기둥(170)은 안착유도부(179)를 포함할 수 있다.
이 안착유도부(179)는 거치기둥(170)에서 이륙한 드론(110)의 안착을 유도하도록 빛을 발광할 수 있다.
안착유도부(179)는 안착공(171)의 둘레에서 빛을 발광하도록 안착공(171)의 둘레에 링 형태로 LED를 배치하는 형태로 구현될 수 있다.
안착유도부(179)는 내부에 이물질이 유입되지 않도록 투명한 커버에 의해 덮일 수 있으며, 안착유도부(179)는 이륙한 드론(110)에서 카메라(150)에 의해 촬영된 영상에서 안착공(171)을 용이하게 검출할 수 있도록 빛을 발광할 수 있다.
예컨대, 거치기둥(170)에서 이륙한 드론(110)이 카메라(150)를 하부로 회전시킨 후 영상을 촬영하면, 영상에 빛을 발광하는 안착유도부(179)가 링 형태로 촬영되고, 검출추적부(142)에서 링 형태로 촬영된 안착유도부(179)를 검출하고, 검출된 안착유도부(179)를 기초로 비행제어부(141)가 드론(110)을 제어하여 안착공(171)에 드론(110)이 정확히 착륙하도록 드론(110)의 착륙방향을 설정할 수 있다.
즉, 드론(110)이 안착유도부(179)에 가까워지도록 드론(110)을 제어하여 드론(110)을 안착유도부(179)의 정확한 위치로 이동시켜 착륙시킬 수 있다.
이하, 각 구성 간의 작용과 효과를 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 방법과 함께 설명하도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실실시예에 따른 지능형 영상 감시 방법은 거치기둥(170)의 안착공(171)에 드론(110)이 안착되면, 드론(110)의 충전단자(160)가 드론(110)에 의해 가압되면서 모드변환부(161)에서 거치단자의 충전접속부(177)에 전기적으로 접속된 것으로 판단하여 접속신호를 비행제어부(141)로 제공하고, 비행제어부(141)는 거치모드를 선택하여 드론(110)을 제어한다.
거치모드에 의해 드론(110)이 제어되면, 드론바디(120)에 대해 프로펠러(111)가 수직으로 세워진 형태이기 때문에 프로펠러(111)의 회전에 따라 발생하는 바람에 의해 안착공(171)에서 드론(110)이 회전하여 카메라(150)가 함께 회전하면서, 카메라(150)의 좌,우 회전반경을 변경할 수 있다.
그리고, 드론(110)이 거치기둥(170)에 거치된 상태에서는 드론(110)의 충전단자(160)가 거치기둥(170)에 설치된 충전접속부(177)에 전기적으로 연결되어 거치기둥(170)에서 공급되는 전원에 의해 이차전지(125)를 충전할 수 있다.
한편, 카메라(150)에서 촬영되는 영상은 검출추적부(142)로 제공되고, 검출추적부(142)에서는 관제서버(200)에서 제공되는 영상을 프레임으로 분리하여 각 프레임마다 미리 설정된 피검출대상의 특징을 추출하고, 피검출대상이 추출되면 피검출대상의 이동경로를 추적한다.
그리고, 검출추적부(142)는 피검출대상이 카메라(150)가 촬영하는 촬영범위를 벗어난 경우, 비행제어부(141)로 이탈신호를 발생하고, 비행제어부(141)는 이탈신호를 제공받으면, 드론(110)이 이륙하여 촬영범위를 확장하기 위해 비행모드를 선택한다.
비행제어부(141)가 비행모드를 선택하면, 비행제어부(141)는 고정스토퍼(127)를 제어하여 돌출된 플런져를 삽입하는 형태로 안착공(171)에서 드론(110)의 고정을 해제한다.
이와 동시에 직립구동부(130)를 작동하여 드론바디(120)에 대해 수직으로 세워진 프로펠러(111)를 수평하게 회전시키고, 프로펠러(111)를 구동하여 드론(110)을 안착공(171)에서 드론(110)을 거치기둥(170)의 상부로 드론(110)을 이륙시킨다.
거치기둥(170)에서 드론(110)이 이륙하여 미리 설정된 고도에서 호버링 상태로 카메라(150)를 피검출대상이 검출되었던 방향으로 카메라(150)를 하향 회전시켜 영상을 촬영하고, 계속적으로 검출추적부(142)로 제공하여 피검출대상을 추적한다.
이때, 촬영되는 영상은 무선통신부(143)를 통해 관제서버(200)로 전송되어 관제서버(200)에서 드론(110)에 의해 촬영되는 영상을 시청할 수 있을 뿐만 아니라, 관제서버(200)에서는 피검출대상을 정확하게 촬영하기 위해 드론(110)이 촬영하는 촬영위치를 변경하도록 드론(110)을 제어하는 제어신호를 발신할 수 있다.
한편, 드론(110)이 이륙한 상태에서 영상을 촬영하면, 관제서버(200)는 지도데이터를 송신하면, 드론(110)의 무선통신부(143)가 지도데이터를 수신받아 검출추적부(142)로 제공한다.
지도데이터가 수신되면 검출추적부(142)는 촬영되는 영상에서 지역적인 특징을 도출하고, 지역적인 측징과 지도데이터를 매칭시켜 지도데이터에 피검출대상이 위치되는 위치정보를 정확히 검출한다.
지도데이터에 매칭된 피검출대상의 위치정보는 다시 무선통신부(143)를 통해 관제서버(200)로 제공되고, 관제서버(200)는 위치정보를 지도데이터에 매칭시켜 현재 피검출대상의 위치를 명확히 파악할 수 있다.
한편, 드론(110)이 이륙하여 피검출대상을 추적하는데, 피검출대상이 카메라(150)의 촬영범위를 벗어난 경우, 드론(110)은 더 이상 피검출대상을 추적할 수 없다고 판단하여 비행제어부(141)는 드론(110)이 거치기둥(170)에 착륙하도록 드론(110)을 제어한다.
드론(110)이 착륙할 때에는 검출추적부(142)는 촬영되는 영상에서 빛을 발광하는 안착유도부(179)를 검출하고, 검출된 안착유도부(179)의 위치로 드론(110)을 이동하도록 비행제어부(141)가 드론(110)의 비행을 제어한다.
그리고, 드론(110)이 착륙을 위해 하강하면 안착공(171)의 상부가 넓은 형상에 의해 가이드되면서 안착공(171)의 중앙으로 안착끼움부(121)의 하단이 가이드되면서, 안착공(171)에 정확히 안착될 수 있다.
드론(110)이 안착공(171)에 안착되면 충전접속부(177)에 충전단자(160)가 드론(110)의 자중에 의해 가압되면서, 전기적인 접속이 이뤄져 이차전지(125)를 충전함과 동시에 충전단자(160)의 가압에 의해 모드변환부(161)에서 접속신호를 발생하여 비행제어부(141)로 전달한다.
비행제어부(141)로 접속신호가 전달되면 비행제어부(141)는 거치모드를 선택하고, 거치모드에 따라 고정스토퍼(127)의 플런져가 돌출되어 고정홈에 삽입되도록 고정스토퍼(127)를 제어하여 드론(110)을 안착공(171)에 고정한다.
그리고, 비행제어부(141)는 직립구동부(130)를 작동시켜 드론바디(120)에 대해 수평하게 위치된 프로펠러(111)를 수직으로 회전시킨다.
이렇게 드론바디(120)에 대해 프로펠러(111)가 수직으로 회전한 상태에서 거치모드에 따라 비행제어부(141)가 프로펠러(111)를 회전시키면 프로펠러(111)의 바람에 의해 안착공(171)에 안착된 드론(110)이 안착공(171)을 중심으로 회전한다.
이때, 안착공(171)에는 회전커버(173)가 커버베어링(175)에 의해 지지되기 때문에 프로펠러(111)의 바람에 의해 드론(110)이 용이하게 회전할 수 있으며, 프로펠러(111)의 회전 방향에 따라 드론(110)이 안착공(171)에서 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 영상 감시 방법 및 장치는 피검출대상의 영상에서 추적할 때 카메라(150)의 촬영범위를 벗어난 경우, 드론(110)이 이륙하여 촬영범위를 넓힘으로써, 피검출대상의 추적범위를 확장시킬 수 있다.
또한, 거치기둥(170)에 드론(110)이 거치된 상태에서는 CCTV와 같이 고정형으로 영상을 촬영하여 피검출대상을 감시할 수 있다.
또한, 거치기둥(170)의 안착공(171)이 상부는 넓고 하부는 좁은 형상으로 형성되어 드론(110)의 정확한 착륙을 유도할 수 있다.
또한, 드론(110)이 거치기둥(170)에 안착된 상태에서 직립구동부(130)에 의해 프로펠러(111)가 수직으로 직립되어 드론(110) 자체가 회전하며 영상을 촬영함으로써, 오랜기간 드론(110)이 거치됨에 따른 구동부의 고착화에 따른 작동불능상태를 방지할 수 있으며, 케메라(150)의 촬영범위를 확장시켜 감시범위를 확대할 수 있다.
또한, 안착공(171)에 드론(110)이 안착되면 별도의 접속수단이 작동하지 않더라도 드론(110)의 충전단자(160)가 충전접속부(177)에 자동으로 접속되어 용이하게 전기적으로 연결하여 충전을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 충전접속부(177)가 링 형태로 형성되어 드론(110)이 안착공(171)에서 회전하더라도 전기적인 접속을 유지할 수 있다.
또한, 충전단자(160)가 충전접속부(177)에 접속되면 자동으로 거치모드를 선택하여 드론(110)을 제어하기 때문에 드론(110)을 별도 조작할 필요가 없다.
또한, 안착공(171)에 회전커버(173)가 설치되고, 회전커버(173)는 커버베어링(175)에 의해 지지되어 촬영을 위해 드론(110)을 회전시 안착공(171)에서 드론(110)이 용이하게 회전할 수 있다.
또한, 안착공(171)의 둘레에 안착유도부(179)가 빛을 발광하여 촬영되는 영상에서 안착유도부(179)를 검출하고 안착유도부(179)에 대해 드론(110)의 착륙위치를 파악하여 정확한 착륙위치로 드론(110)을 제어하여 착륙시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 지능형 영상 감시 장치 110: 드론
111: 프로펠러 113: 프롭모터
120: 드론바디 121: 안착끼움부
125: 이차전지 127: 고정스토퍼
130: 직립구동부 131: 제1 베벨기어
133: 직립구동모터 135: 프롭회전축
137: 제2 베벨기어 141: 비행제어부
142: 검출추적부 143: 무선통신부
150: 카메라 160: 충전단자
161: 모드변환부 170: 거치기둥
171: 안착공 173: 회전커버
175: 커버베어링 177: 충전접속부
179: 안착유도부 200: 관제서버

Claims (4)

  1. 비행을 제어하는 비행제어부와, 상기 비행제어부를 수용하는 드론바디와, 상기 드론바디의 둘레에 복수 개가 이격배치되어 양력을 발생시키는 프로펠러와, 상기 프로펠러를 구동하는 프롭모터와, 상기 드론바디에 수용되어 상기 프롭모터를 구동하는 이차전지와, 상기 드론바디의 하부에 위치되어 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 카메라가 촬영한 영상에서 피검출대상을 검출하여 추적하는 검출추적부와, 상기 카메라에서 촬영한 영상을 관제서버로 무선통신하여 제공하는 무선통신부를 포함하는 드론, 및 상기 카메라에 의해 감시를 수행하기 위해 상기 드론을 바닥에서 이격시켜 거치하는 거치기둥을 포함하는 지능형 영상 감시 장치에 있어서,
    상기 거치기둥은
    상기 드론이 거치기둥에 안착시 상기 카메라가 가이드되어 안착되도록 상부는 넓고 하부는 좁은 형상으로 관통된 안착공,
    상기 드론이 상기 안착공을 중심으로 회전하더라도 상기 이차전지에 전원을 공급하여 충전하도록 링 형상으로 형성되는 충전접속부,
    상기 드론이 비행하는 상태에서 상기 카메라에서 촬영되는 영상에서 상기 안착공을 용이하게 판단하여 상기 안착공에 안착되도록 상기 안착공의 둘레에서 빛을 발광하는 안착유도부,
    상기 안착공에 설치되어 상기 안착공에 안착된 상기 드론이 상기 거치기둥에서 용이하게 회전하며 촬영하도록 상기 안착공에서 회전 가능하게 설치되는 회전커버,
    상기 안착공에 설치되어 상기 회전커버가 용이하게 회전하도록 지지하는 커버베어링, 및
    상기 안착공의 둘레를 따라 상기 안착공의 하부에 형성되는 고정홈을 포함하며,
    상기 드론은
    상기 안착공에 안착된 상태에서 상기 카메라가 상기 안착공의 하부로 돌출되어 영상을 촬영하도록 상기 드론바디에서 상기 카메라를 하부로 연장하여 위치시키며 상기 안착공에서 용이하게 회전하도록 원통형상으로 형성된 안착끼움부,
    상기 충전접속부와 전기적인 접속을 통해 상기 이차전지를 충전하도록 상기 충전접속부와 대응되는 상기 드론바디의 부분에서 출몰 가능하게 설치되는 충전단자,
    상기 충전단자가 상기 충전접속부에 접속된 경우, 접속신호를 발생하는 모드변환부,
    상기 모드변환부에서 접속신호가 발생하면, 상기 프로펠러에서 발생하는 바람에 의해 상기 안착공에서 상기 드론이 회전하며 촬영하도록 상기 프로펠러를 상기 드론바디에서 수직으로 세우는 직립구동부, 및
    상기 모드변환부에서 접속신호가 발생하면, 상기 드론이 상기 안착공에 안착된 상태로 고정되도록 상기 고정홈을 향해 플런져가 출몰하여 고정시키는 고정스토퍼를 포함하는 지능형 영상 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직립구동부는
    상기 드론바디의 중앙에 배치되는 제1 베벨기어,
    상기 제1 베벨기어를 회전시키는 직립구동모터,
    상기 각 프로펠러마다 상기 제1 베벨기어가 위치되는 방향으로 연장되어 상기 프로펠러를 수직 또는 수평으로 회전시키는 프롭회전축, 및
    상기 프롭회전축의 끝단에 설치되어 상기 제1 베벨기어와 맞물리는 제2 베벨기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 영상 감시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전접속부는
    상기 드론이 상기 안착공에 안착된 상태에서 회전하더라도 상기 충전단자가 전기적인 접속이 유지되도록 링 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 지능형 영상 감시 장치.
  4. 제1항에 기재된 지능형 영상 감시 장치를 이용한 지능형 영상 감시 방법에 있어서,
    상기 카메라로 영상을 촬영하는 단계,
    상기 카메라에서 촬영된 영상을 상기 검출추적부로 제공하여 피검출대상을 검출 및 추적하는 단계,
    상기 피검출대상이 상기 카메라의 촬영범위에서 벗어난 경우, 상기 촬영범위를 증가시키도록 상기 드론을 비행모드로 전환하여 상기 거치기둥의 상부로 이륙시키는 단계,
    상기 드론이 이륙한 상태에서 상기 카메라에서 촬영되는 영상과 상기 관제서버에서 상기 무선통신부를 통해 제공되는 지도데이터를 매칭시키는 단계,
    상기 영상과 상기 지도데이터의 매칭된 정보를 기초로 상기 피검출대상의 위치를 상기 지도데이터에 표시하여 상기 관제서버로 제공하는 단계,
    상기 드론이 이륙한 상태에서 상기 피검출대상이 촬영범위를 벗어난 경우, 상기 드론을 상기 거치기둥에 착륙시키기 위해 상기 검출추적부에서 상기 안착유도부가 표시된 부분을 검출하는 단계,
    상기 검출추적부에서 검출된 상기 안착유도부의 위치를 기초로 상기 드론이 상기 거치기둥에 착륙하도록 상기 비행제어부가 상기 드론을 제어하여 착륙시키는 단계, 및
    상기 드론이 상기 거치기둥에 안착되어 상기 모드변환부에서 접속신호가 발생한 경우, 상기 프로펠러에 의해 상기 드론이 상기 안착공에서 회전하며 영상을 촬영하도록 상기 직립구동부를 작동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 영상 감시 방법.
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