KR101996483B1 - 다중이용시설의 인원 계수 장치 - Google Patents

다중이용시설의 인원 계수 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인원 계수 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 다중이용시설의 공간에 레이더 신호가 반사되는 마커를 구역별로 설치하여 담당 영역을 설정하고, 각 담당 영역에 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식의 통신 모듈을 각각 설치하여 담당 영역 내에서 반사된 레이더 신호를 이용하여 인원 계수 정보를 저장하며, 인원 계수 정보를 단말기로 전송하여 단말기에서 공간 내의 전체 인원을 계수할 수 있고, 인원수에 이상 발생시 이를 알리도록 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치에 관한 것이다.

Description

다중이용시설의 인원 계수 장치{APPARATUS FOR COUNTERING THE NUMBER OF PEOPLE IN MULTI-USE FACILITY}
본 발명은 인원 계수 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 다중이용시설의 공간에 레이더 신호가 반사되는 마커를 구역별로 설치하여 담당 영역을 설정하고, 각 담당 영역에 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식의 통신 모듈을 각각 설치하여 담당 영역 내에서 반사된 레이더 신호를 이용하여 인원 계수 정보를 저장하며, 인원 계수 정보를 단말기로 전송하여 단말기에서 공간 내의 전체 인원을 계수할 수 있고, 인원수에 이상 발생시 이를 알리도록 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치에 관한 것이다.
일반적으로 다중이용시설은 교정시설, 청소년수련관, 의료기관, 유치원, 학교, 실내 체육시설, 통학차량, 선박 등 많은 사람이 이용하는 시설로서, 넓은 내부 공간에 다수의 사람들이 머물거나 활동하게 된다.
한편, 이러한 다중이용시설에서 인원 체크 및 감시를 위해 사용되는 감시카메라 또는 폐쇄회로 TV(Closed Circuit Television: CCTV)가 설치되는 데, 교정시설이나 의료기관 등에서는 인권문제, 사생활 침해로 인하여 설치가 어렵고, 더욱이 촬영된 영상만으로 인원수를 파악하는 데 한계가 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 레이더를 이용한 인원계수장치가 개발되어 출원되었다.
레이더를 이용한 인원계수장치의 일례로, 대한민국 공개특허 제10-2017-0071038호인 인원계수 레이더센서가 개시되어 있고, 상기 인원계수 레이더센서는 보행하는 사람의 인원을 계수할 수 있는 레이더 센서로, 2개로 구성되는 지향성 어레이 패치 안테나와 전자파의 방사각을 좁힐 수 있는 2개의 방사각 조절장치, 안테나에 전자파를 송신하고 반사파를 수신하여 사람의 이동 방향, 이동 속도, 인원수를 감지할 수 있는 감지모듈과 감지한 데이터를 유무선으로 송수신할 수 있는 통신모듈로 구성되고, 일정 간격 배열 설치되어 인원계수 레이더센서 어레이로 구성되고, 동시에 감지 수집되는 데이터를 인원계수 서버에 수집하여 정확한 인원을 분석하게 된다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1678313호인 레이더를 이용한 인원 계수 방법 및 시스템은 송신 신호에 대한 반사 신호를 독립적으로 수신하는 두 개의 레이더(제1 레이더 및 제2 레이더); 상기 레이더에서 수신되는 신호를 분석하여 인원 계수를 수행하는 계수 장치를 포함하되, 상기 계수 장치는, 상기 제1 레이더의 수신 신호들의 구간별 최대값 추이를 반영한 제1 레이더의 구간별 최대값 추이 함수를 생성하고 상기 제2 레이더의 수신 신호들의 구간별 최대값 추이를 반영한 제2 레이더의 구간별 최대값 추이 함수를 생성하며 상기 제1 레이더 및 제2 레이더의 구간별 최대값 추이 함수의 상관 연산 결과를 이용하여 인원 계수를 수행한다.
또, 대한민국 공개특허 제10-2013-0085833호인 탑승객 감지 및 경보 시스템 및 그 방법은 차량 내 광범위한 영역을 감지하는 레이더를 이용하여 탑승객의 인원 및 위치를 파악하며, 운전자의 운전석 이탈 여부를 확인하여 운전자가 운전석을 이탈하는 경우 경보를 발생하고 탑승객의 인원 및 위치 정보를 운전자에게 제공하여 탑승객이 차량 내에 방치되는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 이러한 레이더를 이용한 인원계수장치는 일정 공간 내에 1개가 설치되어 공간 내부의 인원을 계수할 수 있기 때문에 넓은 공간이나 다수의 공간에 분산된 인원을 정확하게 계수할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0071038호 대한민국 등록특허 제10-1678313호 대한민국 공개특허 제10-2013-0085833호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다중이용시설의 공간에 레이더 신호가 반사되는 마커를 구역별로 설치하여 담당 영역을 설정하고, 각 담당 영역에 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식의 통신 모듈을 각각 설치하여 담당 영역 내에서 반사된 레이더 신호를 이용하여 인원 계수 정보를 저장하며, 인원 계수 정보를 단말기로 전송하여 단말기에서 공간 내의 전체 인원을 계수할 수 있고, 인원수에 이상 발생시 이를 알리도록 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
다중이용시설의 공간을 임의로 구획하여 설정된 N개의 담당 영역 내에 각각 설치되고, 상기 담당 영역 내의 인원수를 측정할 수 있도록 밀리미터 단위 변화를 측정할 수 있는 밀리미터파 주파수 대역의 FMCW 변조된 레이더 신호를 송수신하며, 반사된 레이더 신호를 이용하여 상기 담당 영역 내 각 객체(인원)의 거리, 속도 및 각도의 특징을 추출하고, 이로부터 인원 계수 정보를 처리 인식하여 저장함과 동시에 통신망을 통해 상기 인원 계수 정보를 전송하는 복수의 인원 계수용 통신 모듈과; 각각의 상기 인원 계수용 통신 모듈에서 전송되는 상기 인원 계수 정보를 이용하여 공간 내의 전체 인원수를 실시간으로 중복되지 않게 처리하여 계수하고, 인원수의 이상 발생시 경보를 발생하는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 인원 계수용 통신 모듈은 상기 담당 영역 내에서 임의의 위치에 설치된다.
여기에서 또한, 상기 인원 계수용 통신 모듈은 상기 담당 영역 이외의 신호를 제거하여 담당 영역 내의 인원을 계수한다.
여기에서 또, 상기 인원 계수용 통신 모듈은 반사된 레이더 신호 가운데 자체 발생 신호만 분리 해석하여 인원을 계수하여 인원 계수 정보를 저장한다.
여기에서 또, 상기 담당 영역은 레이더 신호를 반사하는 재질의 마커를 설치하여 상기 마커를 기준으로 설정한다.
여기에서 또, 상기 인원 계수용 통신 모듈은 상기 레이더 신호를 발생하여 이를 송신하는 송신 안테나와 반사파 신호를 수신하는 수신 안테나가 구비되는 밀리미터파 송수신부와; 송신되는 상기 레이더 신호와 반사파 신호를 믹싱하여 중심주파수(IF)를 산출하는 믹서와; 반사파 신호에서 불필요한 신호를 필터링하기 위한 저주파 통과 필터와; 상기 저주파 통과 필터를 통과한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 AD 컨버터와; 상기 AD 컨버터에서 출력되는 디지털 신호에서 거리, 속도, 각도 처리가 가능하도록 특징을 추출하여 출력하는 FFT 시그널 프로세서와; 상기 인원 계수 정보를 생성하여 저장하는 마이크로 프로세서; 및 상기 인원 계수 정보를 통신망을 통해 상기 단말기로 전송하고, 상기 단말기로부터 전송되는 제어 명령을 수신받는 통신부로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 인원 계수용 통신 모듈은 반사 신호 왜곡을 보상하기 위해 상하좌우 각도를 측정하기 위한 자이로 센서를 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 마이크로 프로세서는 상기 FFT 시그널 프로세서에서 출력되는 신호를 이용하여 상기 마커를 기준으로 자동으로 상기 담당 영역을 설정하거나 상기 단말기의 설정에 따라 상기 담당 영역을 설정하여 상기 담당 영역 이외의 신호를 제거한다.
여기에서 또, 상기 마이크로 프로세서는 상기 자이로 센서의 정보를 이용하여 상기 송신 안테나 및 수신 안테나의 틀어진 각도에 따라 반사파 신호를 보정한 다음, 보정된 반사파 신호에서 움직이지 않아서 같은 세기로 반사되는 신호를 제거한다.
여기에서 또, 상기 마이크로 프로세서는 상기 담당 영역 내의 사람의 움직임으로 인해 근접해서 돌아오는 반사된 레이더 신호 가운데 움직임이 있는 가까운 신호끼리 묶어 이것을 한 객체로 설정해서, 설정된 한 객체를 한 사람(1명)으로 인식하여 인원을 계수하고, 각 객체의 거리, 각도 및 속도를 포함하는 상기 인원 계수 정보를 저장한다.
여기에서 또, 상기 인원 계수 정보는 헤더와 커맨드 형식으로 구성하되, 헤더는 비암호화된 아스키 코드(ASCII CODE)로 전송하고, 커맨드는 고유 아이디와, 시간 정보를 포함하면서 헤더에 있는 암호화 필드(Encryption Field)가 "Y"인 경우 버전(Version)에 따른 암호화 방법으로 모든 데이터가 암호화되어 전송되고, "N"인 경우 비암호화 형식으로 전송된다.
여기에서 또, 상기 단말기는 각각의 상기 인원 계수용 통신 모듈에서 전송되는 상기 인원 계수 정보를 이용하여 상기 공간 및 담당 영역이 설정된 화면 상에 개개인 위치 및 인원 계수 정보를 표시하고, 담당 영역과 이웃하는 담당 영역의 경계인 경계 영역에서 사람이 검출된 경우 각각의 상기 인원 계수용 통신 모듈에서 전송되는 상기 인원 계수 정보를 기준으로 겹치는 사람을 한 사람으로 처리하여 계수한다.
여기에서 또, 상기 단말기는 스마트폰, 모니터링 PC, 모니터링 서버중 선택된 어느 하나이다.
여기에서 또, 상기 단말기는 모니터링 PC나 모니터링 서버가 적용되는 경우 자체 경보를 발생함과 동시에 스마트폰으로 이상 발생시 해당 상황을 알린다.
여기에서 또, 상기 단말기는 사용자가 상기 담당 영역을 설정할 수 있도록 유저 인터페이스를 제공한다.
여기에서 또, 상기 단말기는 상기 마커에서 반사되는 반사파 신호를 기준으로 각도 및 거리 기준으로 반사점을 등록하고, 각 반사점 정보로 상기 담당 영역을 자동으로 설정하거나 사용자가 디스플레이되는 기본 영역을 확인하며, 영역값을 입력하거나 마우스 또는 터치스크린을 사용 조정하여 설정한다.
여기에서 또, 상기 단말기는 디스플레이되는 반사점을 선택해서 잘못 인식된 반사점이나 불필요한 반사점을 삭제할 수 있고, 임의로 반사점을 추가한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 다중이용시설의 인원 계수 장치에 따르면, 다중이용시설의 공간에 레이더 신호가 반사되는 마커를 구역별로 설치하여 담당 영역을 설정하고, 각 담당 영역에 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식의 통신 모듈을 각각 설치하여 담당 영역 내에서 반사된 레이더 신호를 이용하여 인원 계수 정보를 저장하며, 인원 계수 정보를 단말기로 전송하여 단말기에서 공간 내의 전체 인원을 계수할 수 있고, 인원수에 이상 발생시 단말기에서 즉시 경보 발생시켜 즉각 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다중이용시설의 인원 계수 장치의 구성을 나타낸 개요도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다중이용시설의 인원 계수 장치의 인원 계수용 통신 모듈과 마커가 설치되어 공간에 담당 영역이 설정된 모습을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다중이용시설의 인원 계수 장치중 인원 계수용 통신 모듈의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중이용시설의 인원 계수 장치를 이용하여 경계 영역에 위치한 인원을 검출하는 것을 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 다중이용시설의 인원 계수 장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다중이용시설의 인원 계수 장치의 구성을 나타낸 개요도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다중이용시설의 인원 계수 장치의 인원 계수용 통신 모듈과 마커가 설치되어 공간에 담당 영역이 설정된 모습을 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다중이용시설의 인원 계수 장치중 인원 계수용 통신 모듈의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 레이더 신호를 이용한 요양 병원용 사고 발생 감지 시스템(1)은 인원 계수용 통신 모듈(10)과, 단말기(20)로 구성된다.
먼저, 교정시설, 청소년수련관, 의료기관, 유치원, 학교, 실내 체육시설, 통학차량, 선박 등과 같은 다중이용시설의 공간(A)을 구획하여 설정된 N개의 담당 영역(B1~BN)으로 설정할 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이 레이더 신호를 반사하는 재질의 마커(3)를 설치한다.
그리고, 마커(3)는 전파 반사를 잘 하는 성분(예: 철)으로 제작하고 그 용도에 따라 사각형 틀, 추나 봉 형태로 설치될 수 있고, 자동 영역 설정할 경우에만 필요하므로 상시 운영 단계에서는 제거할 수 있다.
또한, 담당 영역(B1~BN)은 사각 형태로 설정되는 것이 바람직하나, 원형, 다각형 등 공간(A)의 형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또, 담당 영역(B1~BN)을 설정시 각 층별로 별도로 설정할 수도 있고, 교정시설이나 호텔, 청소년수련관 등에는 각 방, 복도, 편의시설 등을 담당 영역으로 설정할 수도 있다.
이어서, 인원 계수용 통신 모듈(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 담당 영역(B1~BN) 내에 각각 설치되고, 각 담당 영역(B1~BN) 내의 인원수를 측정할 수 있는 밀리미터파 주파수 대역을 사용하고 한 공간에 다수의 장치가 동작할 때 서로 혼선되지 않도록 시간에 비례해서 주파수가 변하는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 변조된 레이더 신호를 발생하여 송수신하고, 반사된 레이더 신호를 이용하여 기설정된 담당 영역(B1~BN) 이외의 신호를 제거하여 담당 영역(B1~BN) 내의 인원을 계수하여 인원 계수 정보를 저장하며, 인원 계수 정보를 통신망을 통해 단말기(20)로 전송한다.
또한, 인원 계수용 통신 모듈(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 담당 영역(B1~BN) 내에서 임의의 위치(바람직하게, 모서리) 설치된다.
이때, 인원 계수용 통신 모듈(10)은 밀리미터파 송수신부(11)와, 믹서(12)와, 저주파 통과 필터(13)와, AD 컨버터(14)와, FFT 시그널 프로세서(15)와, 자이로 센서(16)와, 마이크로 프로세서(17) 및 통신부(18)로 구성된다. 이때, 인원 계수용 통신 모듈(10)은 메모리 용량이 부족할 경우를 대비해서 비 휘발성 메모리와, 전원 공급부나 충전 가능한 배터리 등이 부가될 수 있다.
밀리미터파 송수신부(11)는 레이더 신호를 발생하여 이를 송신하는 2개 이상의 송신 안테나(TX)와 반사파 신호를 수신하는 3개 이상의 수신 안테나(RX)가 구비된다.
믹서(12)는 송신되는 레이더 신호와 반사파 신호를 믹싱하여 중심주파수(IF)를 산출한다.
저주파 통과 필터(13)는 반사파 신호에서 불필요한 신호를 필터링한다.
AD 컨버터(14)는 저주파 통과 필터(13)를 통과한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다.
FFT(Fast Fourier Transformation) 시그널 프로세서(15)는 AD 컨버터(14)에서 출력되는 디지털 신호에서 거리, 속도, 각도 처리가 가능하도록 특징을 추출하여 출력한다.
자이로 센서(16)는 선택적으로 설치될 수 있고, 반사 신호 왜곡을 보상하기 위해 잉원 계수용 통신 모듈(10)의 설치에 따른 상하좌우 각도를 측정한다.
마이크로 프로세서(17)는 인원 계수 정보를 생성하여 저장한다.
또, 마이크로 프로세서(17)는 FFT 시그널 프로세서(15)에서 출력되는 신호를 이용하여 마커(3)를 기준으로 자동으로 담당 영역(B1~BN)을 설정하거나 단말기(20)의 설정에 따라 담당 영역(B1~BN)을 설정하여 기설정된 담당 영역(B1~BN) 이외의 신호를 제거하고, 자이로 센서(16)의 정보를 이용하여 송신 안테나(TX) 및 수신 안테나(RX)의 틀어진 각도, 즉 모듈 자체가 기울어진 각도에 따라 신호의 정확성을 높이도록 반사파 신호를 보정한 다음, 보정된 반사파 신호에서 움직이지 않아 같은 세기로 반사되는 신호를 제거한 후 이를 이용하여 인원 계수 정보를 생성하여 저장한다. 이때, 인원 계수 정보는 헤더와 커맨드 형식으로 구성하되, 헤더는 비암호화된 아스키 코드(ASCII CODE)로 전송하고, 커맨드는 고유 아이디와, 시간 정보를 포함하면서 헤더에 있는 암호화 필드(Encryption Field)가 "Y"인 경우 버전(Version)에 따른 암호화 방법으로 모든 데이터가 암호화되어 전송되고, "N"인 경우 비암호화 형식으로 전송되는 것이 바람직하다.
통신부(18)는 인원 계수 정보를 통신망을 통해 단말기(20)로 전송하고, 단말기(20)로부터 전송되는 제어 명령을 수신받는다. 이때, 통신부(18)는 블루투스, 와이파이, 지그비, LoRa, NB-IoT와 같은 무선 통신이 적용된다.
또한, 마이크로 프로세서(17)는 담당 영역(B1~BN) 내의 사람의 움직임으로 인해 근접해서 돌아오는 반사된 레이더 신호 가운데 움직임이 있는 가까운 신호끼리 묶어 이것을 한 객체로 설정해서, 설정된 한 객체를 한 사람(1명)으로 인식하여 인원을 계수하고, 각 인원의 거리, 각도 및 속도를 포함하는 인원 계수 정보를 저장한다.
계속해서, 단말기(20)는 인원 계수용 통신 모듈(20)로부터 수신된 인원 계수 정보를 이용하여 공간(A)내 인원을 실시간으로 체크하여 인원수가 미달되는 경우 음향, 빛, 화면 등을 이용하여 경보를 발생한다.
이때, 단말기(20)는 스마트폰, 모니터링 PC, 모니터링 서버중 선택된 어느 하나가 적용되는 데, 단말기(20)가 모니터링 PC나 모니터링 서버가 적용되는 경우 자체 경보를 발생함과 동시에 스마트폰으로 이상 발생시 해당 상황을 알린다.
또한, 단말기(20)는 각각의 인원 계수용 통신 모듈(20)에서 전송되는 인원 계수 정보를 이용하여 공간(A) 및 담당 영역(B1~BN)이 설정된 화면 상에 개개인 위치 및 인원 계수 정보를 표시하고, 담당 영역과 이웃하는 담당 영역(B1~BN)의 경계인 경계 영역에서 사람이 검출된 경우 각각의 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 전송되는 인원 계수 정보를 기준으로 겹치는 사람을 한 사람으로 처리하여 계수한다.
또한, 단말기(20)는 사용자가 담당 영역(B1~BN)을 수동으로 설정할 수 있도록 유저 인터페이스를 제공한다.
또, 단말기(20)는 마커(3)에서 반사되는 반사파 신호를 기준으로 각도 및 거리 기준으로 반사점을 등록하고, 각 반사점 정보로 담당 영역(B1~BN)을 자동으로 설정하거나 사용자가 디스플레이되는 기본 영역을 확인하고, 영역값을 입력하여 담당 영역(B1~BN)을 수동으로 설정한다. 이때, 단말기(20)를 통해 사용자는 디스플레이되는 반사점을 선택해서 잘못 인식된 반사점이나 불필요한 반사점을 삭제할 수 있고, 임의로 반사점을 추가할 수도 있으며, 마커(3)를 사용하거나 수동으로 입력한 위치는 화면을 보면서 직접 좌표를 입력하거나 마우스나 터치 스크린을 사용 조정할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 레이더 신호를 이용한 요양 병원용 사고 발생 감지 시스템의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 다중이용시설의 인원 계수 장치를 이용하여 경계 영역에 위치한 인원을 검출하는 것을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4를 참조하면, 다중이용시설의 가로 12m×세로 16m 공간(A)에 마커(3)를 설치하여 도면상 좌측 상단인 가로 6m×세로 6m의 담당 영역(B1), 도면상 우측 상단인 가로 6m×세로 6m의 담당 영역(B2), 도면상 좌측 하단인 가로 6m×세로 8m의 담당 영역(B3), 도면상 우측 하단인 가로 6m×세로 8m의 담당 영역(B4)으로 설정하고, 각 담당 영역(B1~B4)의 모서리 상부에 인원 계수용 통신 모듈(10)을 설치한다.
이러한 상태에서, 인원 계수용 통신 모듈(10)에 전원을 공급하고, 단말기(20)를 통해서 마커(3)에서 반사되는 반사파 신호를 기준으로 각도 및 거리 기준으로 반사점을 등록하고, 각 반사점 정보로 담당 영역(B1~B4)을 자동으로 설정하거나 사용자가 디스플레이되는 기본 영역을 확인하고, 영역값을 입력하여 담당 영역(B1~B4)을 수동으로 설정한다. 이때, 수동 설정시 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 검출을 원하는 기본 영역을 장치 기준으로 왼쪽, 오른쪽, 위, 아래 값을 거리 단위로 입력하고, 선택적으로 집중 감시할 영역을 별도로 지정할 수 있다.
설정이 완료된 상태에서, 각각의 인원 계수용 통신 모듈(10)에 전원을 공급하면, 밀리미터파 송수신부(11)에서 레이더 신호가 발생되어 각각의 담당 영역(B1~B4)으로 송출된 후 물체나 사람에 의해 반사되는 반사파 신호가 수신된 다음 믹서(12)와, 저주파 통과 필터(13)와, AD 컨버터(14)와, FFT 시그널 프로세서(15)을 순차적으로 통과되면서 처리된 후 마이크로 프로세서(17)로 전송된다.
그러면, 마이크로 프로세서(17)는 기설정된 담당 영역(B1 또는 B2 또는 B3 또는 B4) 이외의 신호를 제거하고, 자이로 센서(16)의 정보를 이용하여 송신 안테나(TX) 및 수신 안테나(RX)의 틀어진 각도, 즉 모듈 자체가 기울어진 각도에 따라 신호의 정확성을 높이도록 반사파 신호를 보정한 다음, 보정된 반사파 신호에서 움직이지 않아 같은 세기로 반사되는 신호를 제거한 후 이를 이용하여 인원 계수 정보를 생성하여 저장한다.
그런 다음, 마이크로 프로세서(17)는 인원 계수 정보를 통신부(18)와 통신망을 통해 단말기(20)로 전송한다. 이때, 마이크로 프로세서(17)는 다른 장치 데이터와 혼선을 막기 위해 인원 계수 정보는 헤더와 커맨드 형식으로 구성하여 전송하고, 단말기(20)의 성능이 낮아도 처리가 가능하도록 1K바이트 이하의 데이터로 구성되어 전송한다.
이어서, 단말기(20)는 각각의 인원 계수용 통신 모듈(10)로부터 수신된 인원 계수 정보를 이용하여 각 담당 영역(B1~B4)내 인원수를 실시간으로 계수하고, 이를 합산하여 공간(A) 내의 전체 인원을 계수하고, 공간(A) 및 담당 영역(B1~BN)이 설정된 화면 상에 개개인 위치 및 인원 계수 정보를 표시한다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 담당 영역과 이웃하는 담당 영역(B1~BN)의 경계인 경계 영역에서 사람(가)와 사람(나)가 검출된 경우 중복 계수될 수 있기 때문에 이를 보정해야한다.
즉, 단말기(20)는 담당 영역(B1)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 측정된 인원 계수 정보에 의하며 사람(가)는 가로 6M, 세로 2.5M 위치에 있고, 담당 영역(B2)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 측정된 인원 계수 정보에 의하며 사람(가)는 가로 0M, 세로 2.5M 위치에 있다.
그러면, 단말기(20)는 담당 영역(B1)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)과 담당 영역(B2)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 전송된 인원 계수 정보를 바탕으로 경계에 위치하여 겹치는 사람, 즉 가로 6M, 세로 2.5M 위치에는 한 사람이 있는 것으로 계수한다. 이때, 도 4에서 한글로 표시된 거리는 담당 영역(B2)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)이 설정한 담당 영역(B2)에서 거리를 표시한 것이고, 숫자로 표시된 것은 담당 영역(B1)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)이 설정한 담당 영역(B1)에서 거리를 표시한 것이다.
또한, 단말기(20)는 담당 영역(B1)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 측정된 인원 계수 정보에 의하며 사람(나)는 가로 6M, 세로 6M 위치에 있고, 담당 영역(B2)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 측정된 인원 계수 정보에 의하며 사람(나)는 가로 0M, 세로 6M 위치에 있으며, 담당 영역(B3)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 측정된 인원 계수 정보에 의하며 사람(나)는 가로 0M, 세로 8M 위치에 있고, 담당 영역(B4)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 측정된 인원 계수 정보에 의하며 사람(나)는 가로 6M, 세로 0M 위치에 있다.
그러면, 단말기(20)는 각 담당 영역(B1~B4)에 설치된 인원 계수용 통신 모듈(10)에서 전송된 인원 계수 정보를 바탕으로 경계에 위치하여 겹치는 사람, 즉 가로 6M, 세로 6M 위치에는 한 사람이 있는 것으로 계수한다.
또한, 담당 영역(예를 들어, B1)에서 사람을 감지하면 이후 움직임을 추적할 수 있고, 그 사람이 B2, B3, B4 영역으로 이동한 것을 알 수 있어서 서로 중복을 제거할 수 있다. 그러나 최종적으로 마지막 순간을 기준으로 하기 때문에 앞선 절차로 처리할 수 있다.
한편, 단말기(20)는 전체 인원을 계수하여 인원이 미달되는 경우 음향, 빛, 화면 등을 이용하여 경보를 발생한다. 이때, 단말기(20)에 전체 인원을 기입력하여 전체 인원에 이상이 발생시 경보를 발생하는 것이 바람직하다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 인원 계수용 통신 모듈 11 : 밀리미터파 송수신부
12 : 믹서 13 : 저주파 통과 필터
14 : AD 컨버터 15 : FFT 시그널 프로세서
16 : 자이로 센서 17 : 마이크로 프로세서
18 : 통신부 20 : 단말기
A : 공간 B1~BN : 담당 영역

Claims (17)

  1. 다중이용시설의 공간을 임의로 구획하여 설정된 N개의 담당 영역 내에 각각 설치되고, 상기 담당 영역 내의 인원수를 측정할 수 있도록 밀리미터 단위 변화를 측정할 수 있는 밀리미터파 주파수 대역의 FMCW 변조된 레이더 신호를 송수신하며, 반사된 레이더 신호를 이용하여 상기 담당 영역 내 각 객체(인원)의 거리, 속도 및 각도의 특징을 추출하고, 이로부터 인원 계수 정보를 처리 인식하여 저장함과 동시에 통신망을 통해 상기 인원 계수 정보를 전송하는 복수의 인원 계수용 통신 모듈과;
    각각의 상기 인원 계수용 통신 모듈에서 전송되는 상기 인원 계수 정보를 이용하여 공간 내의 전체 인원수를 실시간으로 중복되지 않게 처리하여 계수하고, 인원수의 이상 발생시 경보를 발생하는 단말기를 포함하며,
    상기 인원 계수 정보는,
    헤더와 커맨드 형식으로 구성하되, 헤더는 비암호화된 아스키 코드(ASCII CODE)로 전송하고, 커맨드는 고유 아이디와, 시간 정보를 포함하면서 헤더에 있는 암호화 필드(Encryption Field)가 "Y"인 경우 버전(Version)에 따른 암호화 방법으로 모든 데이터가 암호화되어 전송되고, "N"인 경우 비암호화 형식으로 전송되는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인원 계수용 통신 모듈은,
    상기 담당 영역 내에서 임의의 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인원 계수용 통신 모듈은,
    상기 담당 영역 이외의 신호를 제거하여 담당 영역 내의 인원을 계수하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인원 계수용 통신 모듈은,
    반사된 레이더 신호 가운데 자체 발생 신호만 분리 해석하여 인원을 계수하여 인원 계수 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 담당 영역은,
    레이더 신호를 반사하는 재질의 마커를 설치하고, 상기 마커를 기준으로 설정하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인원 계수용 통신 모듈은,
    상기 레이더 신호를 발생하여 이를 송신하는 송신 안테나와 반사파 신호를 수신하는 수신 안테나가 구비되는 밀리미터파 송수신부와;
    송신되는 상기 레이더 신호와 반사파 신호를 믹싱하여 중심주파수(IF)를 산출하는 믹서와;
    반사파 신호에서 불필요한 신호를 필터링하기 위한 저주파 통과 필터와;
    상기 저주파 통과 필터를 통과한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 AD 컨버터와;
    상기 AD 컨버터에서 출력되는 디지털 신호에서 거리, 속도, 각도 처리가 가능하도록 특징을 추출하여 출력하는 FFT 시그널 프로세서와;
    상기 인원 계수 정보를 생성하여 저장하는 마이크로 프로세서; 및
    상기 인원 계수 정보를 통신망을 통해 상기 단말기로 전송하고, 상기 단말기로부터 전송되는 제어 명령을 수신받는 통신부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 인원 계수용 통신 모듈은,
    반사 신호 왜곡을 보상하기 위해 상하좌우 각도를 측정하기 위한 자이로 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는,
    상기 FFT 시그널 프로세서에서 출력되는 신호를 이용하여 상기 마커를 기준으로 자동으로 상기 담당 영역을 설정하거나 상기 단말기의 설정에 따라 상기 담당 영역을 설정하여 상기 담당 영역 이외의 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는,
    상기 자이로 센서의 정보를 이용하여 상기 송신 안테나 및 수신 안테나의 틀어진 각도에 따라 반사파 신호를 보정한 다음, 보정된 반사파 신호에서 움직이지 않아서 같은 세기로 반사되는 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는,
    상기 담당 영역 내의 사람의 움직임으로 인해 근접해서 돌아오는 반사된 레이더 신호 가운데 움직임이 있는 가까운 신호끼리 묶어 이것을 한 객체로 설정해서, 설정된 한 객체를 한 사람(1명)으로 인식하여 인원을 계수하고, 각 객체의 거리, 각도 및 속도를 포함하는 상기 인원 계수 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 단말기는,
    각각의 상기 인원 계수용 통신 모듈에서 전송되는 상기 인원 계수 정보를 이용하여 상기 공간 및 담당 영역이 설정된 화면 상에 개개인 위치 및 인원 계수 정보를 표시하고, 담당 영역과 이웃하는 담당 영역의 경계인 경계 영역에서 사람이 검출된 경우 각각의 상기 인원 계수용 통신 모듈에서 전송되는 상기 인원 계수 정보를 기준으로 겹치는 사람을 한 사람으로 처리하여 계수하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말기는,
    스마트폰, 모니터링 PC, 모니터링 서버중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말기는,
    모니터링 PC나 모니터링 서버가 적용되는 경우 자체 경보를 발생함과 동시에 스마트폰으로 이상 발생시 해당 상황을 알리는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 단말기는,
    사용자가 상기 담당 영역을 설정할 수 있도록 유저 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 하는 레이더를 이용한 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단말기는,
    상기 마커에서 반사되는 반사파 신호를 기준으로 각도 및 거리 기준으로 반사점을 등록하고, 각 반사점 정보로 상기 담당 영역을 자동으로 설정하거나 사용자가 디스플레이되는 기본 영역을 확인하며, 영역값을 입력하거나 마우스 또는 터치스크린을 사용 조정하여 설정하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 단말기는,
    디스플레이되는 반사점을 선택해서 잘못 인식된 반사점이나 불필요한 반사점을 삭제할 수 있고, 임의로 반사점을 추가하는 것을 특징으로 하는 다중이용시설의 인원 계수 장치.
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