KR102019340B1 - 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이다 등의 응력센서와 카메라 등의 광학센서를 복합적으로 사용하여 보안이 필요한 시설의 무인 상시 감시를 효과적으로 실시하고 사물인터넷 전용망을 통하여 운영관리 되는 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템은, 하나 이상의 레이다 센서를 통하여 이동체의 유무 및 위치(DOA, direction of arrival)를 판단하고, 카메라를 구동하여 이동체의 추가적인 판단 기능을 갖추고 있으며, 이동체가 위험 이동체로 탐지될 경우 이동 유도 및 추가 조치를 가능하게 하는 감시장치를 포함한다.

Description

복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템{UNMANNED SURVEILLANCE SYSTEM OF MOVING OBJECT BASED ON MULTI SENSOR}
본 발명은 레이다 등의 응력센서와 카메라 등의 광학센서를 복합적으로 사용하여 보안이 필요한 시설의 무인 상시 감시를 효과적으로 실시하고 사물인터넷 전용망을 통하여 운영관리 되는 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템에 관한 것이다.
도난 방지 및 출입 보안 또는 유해 조수 피해 예방 등이 필요한 경계 보호 영역, 위험물 안전 영역, 또는 경작지 등에서는 안전 감시를 수행할 수 있도록 감시 장치가 설치, 운영되고 있다.
CCTV는 가장 널리 사용되는 감시 장치로 감시 대상 영역에 맞게 일정한 개수의 카메라를 설치하고, 그 카메라를 촬영하는 정보를 수집, 확인하는 방법이 사용된다. 그러나 CCTV를 통한 감시 방법은 감시자가 카메라의 영상 화면을 계속 지켜보면서 감시해야 하여 상시 감시에 소요되는 비용이 크다는 문제점이 존재한다.
무인 전자 경비 서비스 또한 널리 사용되는 감시 방법 중 하나 이다. 무인 전자 경비 서비스는 예상되는 침입 경로에 접점 감지센서(예를 들어, 자력센서, 장력센서 등)를 설치하고 센서에 침입이 감지되면 경보를 발생시키고 보안 요원을 출동시키는 서비스를 말한다. 이 방법은 초기에 감지센서를 설치하는 과정에서 비용이 발생하고, 예상하지 못한(센서를 설치하지 못한) 침입에 대해 대처하지 못한다는 문제점이 존재한다.
종래의 센서 데이터 처리 기술은 센서정보(예를 들어, 레이다 신호, 촬영 영상 등)를 별도의 서버를 통해 해석하기 때문에 네트워크 비용(트레픽 비용) 및 서버 운영 비용이 과다하게 발생하는 문제점이 존재한다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
국내 공개특허공보 제2016-0088174호
전술한 문제점 및/또는 한계를 해결하기 위해 안출된 것으로, 사물인터넷 전용망 통신과 하나 이상의 레이다 센서와 이미지 센서를 활용한 저전력의 감시장치를 구축하여 이를 통해 보안이 필요한 구역의 무인 상시 감시 서비스 도입 및 유지보수 비용을 줄이는데 일 목적이 있다.
또한, 옥외 감시장치의 경우 태양광을 이용한 자가전력 생산이 가능하게 하여 장치의 도입 및 유지비용을 더욱 줄이는데 일 목적이 있다.
또한, 한 개 이상의 레이다 센서를 이용하여 이동체 감지 능력을 향상시키는데 일 목적이 있다.
또한, 운영 관리 서버를 통한 장치 감시를 통하여 감시장치의 가용성을 높이는데 일 목적이 있다.
또한, 사물인터넷 무선망 통신을 활용하여, 장치의 이동성을 높여 감시 구역 변경에 유연하게 대응하게 하고 와이파이 등 타 무선 통신 방식에 비해 장애요인을 줄이고 도입 비용을 절감시키는데 일 목적이 있다.
또한, 사물인터넷 전용망 통신 활용, 감시장치의 접속 권한 제어 및 데이터 암호화를 통하여 서비스의 보안을 강화하는데 일 목적이 있다.
또한, 레이다 신호 처리 및 카메라 영상 처리를 디바이스 자체적으로 직접 수행하는 센서 데이터 필터링 기능을 갖춘 디바이스를 통해 무인 상시 감시 서비스의 비용을 크게 낮추는데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템은, 하나 이상의 레이다 센서를 통하여 이동체의 유/무 및 위치(DOA, direction of arrival)를 판단하고, 카메라를 구동하여 상기 이동체의 추가적인 판단 기능을 갖추고 있으며, 상기 이동체가 위험 이동체로 탐지될 경우 이동 유도 및 추가 조치를 가능하게 하는 감시장치;를 포함할 수 있다.
상기 감시장치는, 레이다 신호 송출 및 수신을 통하여 상기 이동체의 유/무 및 위치를 판단하는 상기 하나 이상의 레이다 센서를 포함하는 레이다 모듈; 상기 이동체를 촬영하고 영상 분석을 통하여 상기 이동체의 속성을 판단하는 카메라 모듈; 상기 이동체가 이동하도록 경고신호를 출력하는 스피커 모듈 및 경광등; 사물인터넷 전용망과 연동하여 신호 송수신을 처리하는 통신부; 및 상기 레이다 센서를 통하여 상기 이동체의 존재가 판단되면, 상기 카메라가 상기 이동체를 촬영하도록 동작시키고, 상기 이동체의 속성 판단 결과 상기 이동체가 위험 이동체로 판단되는 경우 상기 스피커 모듈 및 경광등을 동작시키고, 상기 통신부를 통하여 상기 위험 이동체로 판단된 상기 이동체의 정보를 상황실 및 경비업체 중 하나 이상에 전송하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 감시장치는, 태양광을 흡수하여 전기 에너지를 출력하는 태양광 패널; 배터리; 상기 태양광 패널에서 생성한 전기 에너지로 상기 배터리를 충전시키는 충전회로; 및 상기 배터리의 전기 에너지로 상기 감시장치에 전원을 공급하는 전원 관리부;를 더 포함할 수 있다.
상기 시스템은, 상기 감시장치의 동작 관련한 상황을 수신하는 디바이스 관리 서버;를 더 포함할 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 더 제공될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
실시 예들에 따르면, 레이다 센서와 카메라를 통한 영상 인식을 통하여 이동체가 감지되면 경고 방송(청각) 및 경광등(시각)을 통하여 추가적인 피해 발생 억제를 유도하고, 써드파티 API(예를 들어, 상황실, 보안 업체 등)와 연동하여 출동 등 추가조치가 이뤄질 수 있도록 하여 감시 구역을 저비용으로 효과적으로 상시 감시하도록 할 수 있다.
또한, 레이다 센서를 활용하여 센서부의 차단 등을 통한 단속회피 가능성을 차단하며, 기상조건 악화(예를 들어, 눈 또는 비 등에 의함) 하에서도 효과적인 감시가 가능할 수 있다.
또한, 운영 관리 서버를 통한 장치 감시를 통하여 장치의 이상 발생 시 신속한 대응을 통해 시스템의 가용성을 높이며, APP/WEB을 통해 감시 대상 관리자에게 상시 모니터링 서비스 및 사고 발생 시 알람 전송 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 사물인터넷 전용망 사용 및 저전력 회로 구성을 통하여 옥외 자가 전력 생산이 가능하며, 이를 통하여 설치 및 유지보수 비용을 최소화 할 수 있다.
또한, 사물인터넷 전용망의 보안 단계를 거치기 때문에 보안성이 강화되는 효과를 누릴 수 있으며, 감시 대상 변경 시 자유롭게 이동할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템 중 감시장치의 외관을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 감시장치의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 감시장치 중 레이다 모듈에 포함되는 레이다 센서에 의한 물체의 위치 판단을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 종래 기술의 네트워크 구성 대비 도 1에 도시된 시스템의 네트워크 구성상 특징 및 장점을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템의 구동 방법을 설명하는 서비스 시나리오를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템은 감시장치(100), 써드파티 서버(200), 디바이스 관리 서버(300), 관리자 단말기(400) 및 사물인터넷 전용망(500)을 포함할 수 있다.
감시장치(100)는 도난 방지 및 출입 보안 또는 유해 조수 피해 예방 등이 필요한 경계 보호 영역, 위험물 안전 영역, 또는 경작지 등에 설치되어 감시를 수행할 수 있다.
감시장치(100)는 하나 이상의 레이다 센서를 통하여 이동체의 유/무 및 위치(DOA, direction of arrival)를 판단하고, 레이다 센서가 이동체의 존재를 판단한 경우 카메라를 구동하여 이동체가 위험 이동체인지 판단하고, 이동체가 위험 이동체로 탐지될 경우 경고 방송을 통한 청각 경보 및 경광등을 통한 시각 경보 송출하여 위험 이동체의 이동을 유도할 수 있고, 추가 조치를 가능하게 할 수 있다.
감시장치(100)는 위험 이동체의 정보(이동체의 위치 및 이동체의 촬영 영상)를 사물인터넷 전용망(500)을 통하여 상황실 또는 경비 업체 등을 포함하는 써드파티 서버(200)로 전송하고, 써드파티 서버(200)는 위험 이동체 정보를 수신하여 해당 조치(예를 들어, 출동 서비스)가 이루어 지도록 할 수 있다.
디바이스 관리 서버(300)는 감시장치(100)의 관리 및 동작상태를 모니터링 할 수 있다. 디바이스 관리 서버(300)는 감시장치(100)와 등록된 보안정보를 통하여 통신하며, 감시장치(100)로부터 주기적으로 상태 보고 신호를 수신하여 데이터베이스화할 수 있으며, 감시장치(100)로부터 주기적인 상태 보고 신호 수신을 통해 감시장치(100)의 이상 유무를 파악할 수 있고 보안 정보 갱신을 실시할 수 있다. 감시장치(100)로부터 주기적으로 상태 보고가 이루어 지지 않을 경우, 디바이스 관리 서버(300)는 후속조치로 관리인원을 파견하여 감시장치(100)의 점검을 실시하도록 할 수 있다. 또한 감시장치(100)가 감시기능을 수행 중 레이다 센서 및 카메라의 이상을 감지하는 경우, 디바이스 관리 서버(300)에 상태를 보고하고, 이러한 상태 보고 신호를 수신한 디바이스 관리 서버(300)가 감시장치(100)에 이상이 발생하였음을 판단할 수 있다.
관리자 단말기(400)는 앱/웹을 통해 디바이스 관리 서버(300)에 접속하여, 디바이스 관리 서버(300)의 모니터링 상황을 상시 확인하고 사고 알람을 수신할 수 있다. 이러한 관리자 단말기(400)는 관리자가 조작하는 노트북, 핸드헬드 장치, 데스크 탑 컴퓨터, 스마트폰, 탭, 태블릿 PC 등의 모바일 단말기, 일반 유무선 전화, 또는 이러한 장치를 이용하거나 직접적으로 또는 간접적으로 이와 연결된 임의의 적절한 장치를 포함할 수 있다. 관리자 단말기(400)는 상술한 내용에 제한되지 아니하며, 상술한 바와 같이 웹 브라우징이 가능한 단말기는 제한 없이 차용될 수 있다. 본 실시 예에서 관리자 단말기(400)는 예를 들어 검색 포탈 웹 페이지를 표시할 수 있는 데스크 탑 컴퓨터 이거나 검색 포탈 어플리케이션을 실행할 수 있는 모바일 단말기일 수 있다. 더 나아가 관리자 단말기(400)는 검색 포탈 웹 페이지를 표시하고 검색 포탈 어플리케이션을 실행할 수 있는 모바일 단말기로 동일 할 수도 있다.
사물인터넷 전용망(500)은 감시장치(100)와 써드파티 서버(200) 사이, 및/또는 감시장치(100)와 디바이스 관리 서버(300) 사이를 연결하는 역할을 수행한다. 사물인터넷(IoT: internet of things)이란 인간과 사물 및 서비스의 세가지 분산된 환경 요소에 대해 인간의 명시적 개입 없이 상호 협력적으로 센싱, 네트워킹, 정보 처리 등 지능적 관계를 형성하는 사물 공간 연결망을 포함할 수 있다. 사물인터넷의 주요 구성 요소인 사물은 유무선 네트워크에서의 가전 기기뿐만 아니라, 인간, 차량, 교량, 각종 전자장비, 문화재, 자연환경을 구성하는 물리적 사물 등이 포함되며, 사물은 물론, 현실과 가상세계의 모든 정보와 상호작용하는 개념으로 진화하고 있다. 사물 인터넷은 별도의 중앙제어장치를 구비하지 않고 사물들이 상호간 통신을 수행하여 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다.
도 2는 도 1의 시스템 중 감시장치의 외관을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 감시장치의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 감시장치(100)는 상태 감지 모듈(111), 레이다 모듈(112), 카메라 모듈(113), 조명 모듈(114), LED 모듈(115), 스피커 모듈(116), 경광등(117), 제어부(120), 태양광 패널(131), 충전 회로(132), 배터리(133) 및 전원 관리부(134)를 포함하는 전원부(130), 통신부(140) 및 안테나(150)를 포함할 수 있다.
상태 감지 모듈(111)은 하나 이상의 센서를 포함하여 감시장치(100)의 상태를 감지할 수 있다. 상태 감지 모듈(111)은 감시장치(100)의 개폐를 감지하는 센서, 감시장치(100)의 온도 및/또는 습도를 감지하는 센서, 감시장치(100)의 충격 및/또는 이동을 감지하는 센서, 감시장치(100)의 전원을 감지하는 센서 등을 포함할 수 있다.
레이다 모듈(112)은 하나 이상의 레이다 센서를 포함하고, 레이다 센서에 의한 레이다 신호 송출 및 수신을 통하여 이동체의 유/무 및 위치(DOA, direction of arrival)를 판단할 수 있다. 본 실시 예에서 레이다 센서가 송출 및 수신하는 레이다 신호의 종류는 레이다 송수신에 펄스 신호를 이용하는 펄스(pulse) 레이다, 주파수 변조된 신호를 연속적으로 발사하는 FMCW(frequency modulated continuous wade) 레이다 및 디지털 변조에 응용되는 FSK(frequency shift keying) 레이다 등을 포함할 수 있다.
이어서, 도 4를 참조하여 레이다 센서에 의한 물체의 위치(DOA, direction of arrival) 판단을 설명한다. DOA(Direction of Arrival)은 레이다 센서에서 발송된 파형이 물체에 맞고 반사되는 반사파의 입사각도를 통해 물체의 위치를 가늠할 수 있는 방법이다. 보통은 여러 개의 안테나로 구성된 SAR(Synthetic Aperture Radar: 합성 개구 레이다) 제품에서 구현되는 기능으로 고가의 제품에서 구현되는 기능이라 할 수 있다. 본 실시 예에서 DOA 판단 및 영상 처리 성능 향상 기법은 SAR이 없이 저가의 일반 레이다에서 DOA를 구현하기 위한 방법으로 목적은 영상처리 영역을 특정하여 영상 처리에 소요되는 컴퓨터 자원 소모(overhead)를 줄여 전체 시스템의 성능을 향상시키기 위함이다. 도 4a에 도시된 바와 같이 저가형 일반 레이다의 ROI(Region of Interest) 영역만을 안테나 가이드(전파가 통과되지 못하는 금속제 재질로 제작된 일종의 안테나)를 통하여 유도되도록 제작한 후, 도 4b에 도시된 바와 같이 레이다 센서(예를 들어 레이다 센서1 내지 레이다 센서 4)의 배치를 카메라에서 특정 영역만을 센싱되도록 배치하면, 도 4c에 도시된 바와 같이 센싱된 레이다의 해당 영역(레이다 센서1 감지시 분석 영역 내지 레이다 센서 4 감지시 분석 영역)을 영상 처리 하도록 설계하여 영상 처리에 소요되는 오버헤드를 낮출 수 있다. 레이다의 센싱은 쉽게 말해 보통 차량 후면에 부착된 충돌방지센서(후진할 때 삑삑 소리 내는 걸 나타냄)라고 할 수 있다. 보통 차량의 후면부에 3~4개의 탐지센서가 부착되어 있어, 후진 시 물체가 가까워지면 소리를 낼 수 있다. 이때 3~4개의 센서 중 어느 곳이 감지되느냐에 따라서 물체가 위치한 방향을 알 수 있는 것과 유사하다 할 수 있다.
카메라 모듈(113)은 이동체를 촬영하고 영상 분석을 통하여 이동체의 속성을 판단하기 위해 이미지 센서를 탑재한 가시광 카메라를 포함할 수 있다. 조명 모듈(114)은 카메라가 야간에 동작해야 하거나 조도가 낮을 경우 조명을 지원해 줄 수 있다. 조명 모듈(114)은 카메라의 야간 동작 시 IR 조명을 지원하는 IR 조명을 포함할 수 있고, 조도가 낮을 때 IR 조명을 동작시키는 조도(CdS) 센서를 포함할 수 잇다.
상술한 레이다 센서는 이동체의 유무만을 판별 할 수 있다. 1차적으로 레이다를 통해 이동체가 판단되면, 제어부(120)의 제어 하에 카메라가 작동되며,　야간의 경우에는 IR 조명을 방출하여 반사된 IR조명이 카메라의 이미지 센서를 통해 영상화될 수 있다. 여기에 사용되는 카메라는 IR 필터가 제거된 형태로 일반적인 카메라는 화질개선 목적으로 IR 주파수 범위를 제거하는 IR필터를 가지고 있지만, 본 실시 예에 따른 카메라는 야간 촬영을 위해 IR 필터를 제거한 형태의 카메라가 구비될 수 있다. 레이다의 센싱 범위(DOA)를 바탕으로 촬영된 영상을 분석하여 2차적으로 이동체의 성격(차량, 사람, 동물, 기타 물체)을 판단하며, 위험 이동체라고 판단되면 경보 장치(스피커 모듈(116), 경광등(117)) 동작 및 무선 통신망을 통해 후속처리　되는 구조이다.
본 실시 예에서, 위험 이동체는 일정 크기 이상의 물체를 포함할 수 있다. 가령 나뭇잎이나 벌레 등도 레이다 센서를 통해 감지될 수 있기 때문에 영상 처리를 통하여 소형의 물체는 필터링할 수 있다. 또한 AI(특히 Machine learning)를 활용하여 보다 정밀한 대상감지(classification)가 가능할 경우(사람, 차량, 동물 등...), 해당 정보를 포함하여 무선통신망을 이용하여 써드파티 서버(200)에 전달 할 수 있다. 최근의 머신러닝(딥러닝 포함) 관련 동향은 보통 classification(분류), prediction(trend 판단) 의 영역에서 활발히 진행되고 있고, 영상처리 쪽에서는 classification 쪽의 연구가 활발히 진행되고 있다. 영상처리를 통한 얼굴인식이나, 손글씨 인식 등의 분야는 머신러닝중 CNN(Convolution Neural Network)를 활용한 Classification의 활용사례로 볼 수 있다. 이 분야의 연구결과는 광범위하게 활용되고 있으며, 본 실시 예에 따른 카메라는 이런 기술을 활용한　영상 처리를 통해 레이다를 통해 감지된 물체의 속성을 판단할 수 있다. 간단한 영상처리(canny edge method 등 edge detection 방법)을 통하여 물체의 대략적인 크기를 감지 할수 있고 해당 영역을 Machine Learning을 활용하여 분석한 알고리즘에 대입하면 대상 이동체의 속성　특정이 가능하게 된다.
LED 모듈(115)은 감시장치(100)의 상태를 표시할 수 있으며, 제어부(120)의 제어 하에 이동체가 위험 이동체로 판단된 경우 경고 정보를 디스플레이 하여 위험 이동체의 이동을 유도할 수 있다. 여기서 경고 정보는 상태 정보를 표시하여, 일반인 이라면 누구나 상태 정보를 보고, 이동체가 위험 이동체 임을 판단하도록 하는 정보, 예를 들어, 문자, 그림 등을 포함할 수 있다.
스피커 모듈(116)은 제어부(120)의 제어 하에 이동체가 위험 이동체로 판단된 경우 청각적인 경고 방송을 송출하여 위험 이동체의 이동을 유도할 수 있다. 경광등(117)은 제어부(120)의 제어 하에 이동체가 위험 이동체로 판단된 경우 시각적인 경고 신호를 송출하여 위험 이동체의 이동을 유도할 수 있다.
제어부(120)는 주기적으로 레이다 신호를 송출하고 반사신호를 수신하도록 레이다 모듈(112)의 동작을 제어할 수 있다. 또한 제어부(120)는 평상 시에 카메라 모듈(113)의 동작을 오프시키고 있다가, 레이다 모듈(112)의 판단 결과 이동체가 존재한다고 판단한 경우 카메라 모듈(113)의 동작을 온 시켜 이동체를 연속적으로 촬영하게 하고 이때 수신된 이미지 프레임의 영상 처리를 통하여 이동체의 속성을 판단하도록 제어할 수 있다. 이와 같은 카메라 모듈(113) 동작 온/오프 제어로 전력의 낭비를 줄일 수 있다.
제어부(120)가 레이다 모듈(112)의 반사 신호 판단 결과, 이동체가 존재한다고 판단하면, 카메라 모듈(113)의 동작을 온 시키는 제어 신호를 출력하고, 카메라 모듈(113)의 영상 처리 결과 이동체가 위험 이동체라고 판단하면, LED 모듈(115), 스피커 모듈(116) 및 경광등(117)을 동작시켜 위험 이동체의 이동을 유도할 수 있다.
제어부(120)는 LED 모듈(115), 스피커 모듈(116) 및/또는 경광등(117)을 동작시켜 위험 이동체의 이동을 유도한 후 소정 시간이 경과하였음에도 불구하고, 레이다 모듈(112)의 반사신호로부터 위험 이동체가 여전히 존재한다고 판단하면, 이동체의 위치 정보 및 영상 정보를 사물인터넷 전용망(500)을 통하여 써드파티 서버(200)로 전송하여, 써드파티 서버(200)가 위험 이동체 정보를 수신 및 모니터링하여 해당 조치(예를 들어, 출동 서비스)가 이루어 지도록 할 수 있다.
전원부(130)는 감시장치(100)에 포함된 각 구성요소에 전원을 공급할 수 있다. 감시장치(100)가 실외에 위치해 있는 경우 전원부(130)는 태양광 패널(131), 충전 회로(132), 배터리(133) 및 전원 관리부(134)를 포함할 수 있다. 태양광 패널(131)은 태양광을 흡수하여 전기 에너지를 출력할 수 있고, 충전 회로(132)는 태양광 패널(131)에서 출력된 전기 에너지를 정류하고 승압 및 강압하여 배터리(133)를 충전시킬 수 있다. 전원 관리부(134)는 배터리(133)에 저장되어 있는 전기 에너지를 제어부(120)의 허용 전압으로 승압 및 강압하여 제어부(120)에 공급할 수 있다. 전원 관리부(134)는 또한 배터리(133)의 방전 여부를 확인하고, 충전 시기를 조절할 수 있으며, 태양광으로 배터리(133)의 충전이 불충분한 경우 전원 케이블을 통하여 감시장치(100)에 전원을 공급함과 동시에 배터리(133)를 충전시킬 수 있다.
통신부(140)는 사물인터넷 전용망(500) 및 감시장치(100)의 연동을 담당하는 통신모듈일 수 있다. 통신부(140)는 사물인터넷 전용망(500)과 통신하여 자체 인증을 거치고, 자체 인증이 확인된 경우 제어부(120)가 송수신하는 신호는 통신부(140) 및 사물인터넷 전용망(500)을 통하여 써드파티 서버(200) 및/또는 디바이스 관리 서버(300)에 송신되거나 써드파티 서버(200) 및/또는 디바이스 관리 서버(300)로부터 수신될 수 있다.
안테나(150)는 사물인터넷 전용망(500)을 통하여 써드파티 서버(200) 및 디바이스 관리 서버(300)와 데이터를 송수신하도록 할 수 있다.
본 실시 예에서, 제어부(120)는 주기적으로 디바이스 관리 서버(300)에 상태 보고 신호를 전송할 수 있다. 여기서 상태 보고 신호는 감시장치(100)가 동작할 때마다 발생한 신호를 디바이스 관리 서버(300)로 전송하는 피드백 신호 예를 들어, 레이다 모듈(112) 동작 신호, 카메라 모듈(113) 동작 개시 신호, LED 모듈(115), 스피커 모듈(116) 및/또는 경광등(117) 동작 신호 등을 포함할 수 있다. 피드백 신호는 신호의 종류, 신호의 발생 시간, 감시장치(100)의 고유번호 등을 포함할 수 있다. 디바이스 관리 서버(300)는 감시장치(100)로부터 전송되는 피드백 신호를 수신하여 해당 감시장치(100)에 대한 데이터베이스를 구축할 수 있다. 이 데이터베이스는 추후 발생하는 감시장치(100)의 이상상황 발생 시 히스토리 자료로 사용할 수 있다. 또한 상태 보고 신호는 감시장치(100)가 정상적으로 동작하는 경우 디바이스 관리 서버(300)로부터 동작 신호를 수신한 제어부(120)가 디바이스 관리 서버(300)로 전송하는 응답 신호를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 주기적으로(예를 들어 1분) 디바이스 관리 서버(300)에 동작 신호를 전송하고 이를 수신한 디바이스 관리 서버(300)는 감시장치(100)가 정상적으로 동작하고 있다고 판단할 수 있다. 그러나 디바이스 관리 서버(300)가 일정 기간(예를 들어, 3분) 동안 동작 신호를 수신하지 않은 경우 감시장치(100)가 이상이 생긴 것으로 판단하고, 알람을 발생할 수 있다. 디바이스 관리 서버(300)는 알람 발생 이후 감시장치(100)에 대한 후속 조치를 수행할 수 있다. 여기서 후속조치는 관리 인원을 파견하여 감시장치(100)를 점검하도록 하는 것을 포함할 수 있다.
선택적 실시 예로, 제어부(120)는 카메라 모듈(113)이 촬영한 이미지 프레임 분석 과정에서 오류를 감지한 경우, 예를 들어, 카메라 내부 고장 또는 카메라 위치 변경 등의 이유로 이미지 생성에 실패한 경우, 스스로 대기 상태로 진입하고, 이 상태를 디바이스 관리 서버(300)로 보고하여 디바이스 관리 서버(300)가 감시장치(100)에 대하여 후속 조치를 하도록 할 수 있다. 여기서 감시장치(100)가 스스로 대기 상태로 진입하는 조건은, 이미지의 생성 실패 횟수가 소정 횟수(예를 들어 5회) 이상인 경우를 포함할 수 있다.
도 5는 종래 기술의 네트워크 구성 대비 도 1에 도시된 시스템의 네트워크 구성상 특징 및 장점을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 5a는 종래 기술에 따른 네트워크 구성을, 도 5b는 본 실시 예에 따른 네트워크 구성을 도시하고 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이 종래 기술의 경우, 옥외 AP 및 데이터 처리 서버 구매와 설치 비용이 발생하고, 네트워크 공사 및 설정 비용이 추가로 발생한다. 또한 여러 단계를 경유하기 때문에 장애 가능성이 높고, AP, 반경을 넘어서는 이동에 대해서는 추가 비용이 발생하게 된다.
그러나 도 5b에 도시된 바와 같이 본 실시 예의 경우, 기본 설치 비용 이외에 추가 비용이 발생하지 않고, 경유 단계가 적어 장애 가능성이 낮으며 이동이 자유로울 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템의 구동 방법을 설명하는 서비스 시나리오를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 감시장치(100)는 1차적으로 레이다 모듈(112)을 동작시켜, 레이다 신호를 송출 및 수신하여 이동체 존재 유/무 및 위치를 판단한다. 레이다 신호에 의해 이동체의 존재를 판단하면, 2차적으로 카메라 모듈(113)을 동작시켜 이동체를 촬영하고, 카메라 모듈(113)의 영상 처리로 이동체가 위험 이동체인지 연부를 판단한다(S610).
이동체가 위험 이동체로 판단한 경우, 감시장치(100)는 LED 모듈(115), 스피커 모듈(116) 및/또는 경광등(117)을 동작하여 경고를 실행함으로써 위험 이동체의 이동을 유도한다(S620).
이와 함께 감시장치(100)는 사물인터넷 전용망(500)을 통하여 이동체의 위치 정보 및 영상 정보를 써드파티 서버(200)로 전송하여, 써드파티 서버(200)가 후속 조치를 수행하도록 한다(S630).
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 감시장치
200: 써드파티 서버
300: 디바이스 관리 서버
400: 관리자 단말기
500: 사물인터넷 전용망

Claims (4)

  1. 복수의 레이다 센서를 통하여 이동체의 유/무 및 위치(DOA, direction of arrival)를 판단하고, 카메라를 구동하여 상기 이동체의 추가적인 판단 기능을 갖추고 있으며, 상기 이동체가 위험 이동체로 탐지될 경우 이동 유도 및 추가 조치를 가능하게 하는 감시장치;를 포함하고,
    상기 감시장치는,
    레이다 신호 송출 및 수신을 통하여 상기 이동체의 유/무 및 위치를 판단하는 상기 레이다 센서를 포함하는 레이다 모듈;
    상기 이동체를 촬영하고 영상 분석을 통하여 상기 이동체의 속성을 판단하는 카메라 모듈;
    상기 레이다 센서를 통하여 상기 이동체의 존재가 판단되면, 상기 카메라가 상기 이동체를 촬영하도록 동작시키는 제어부; 및
    사물인터넷 전용망과 연동하여 신호 송수신을 처리하는 통신부;를 포함하고,
    상기 레이다 센서는 이동체의 유무만을 판별하고,
    상기 제어부는, 상기 레이다 센서로 이동체가 존재한다고 판단된 경우에만 카메라를 작동시키며,
    상기 복수의 레이다 센서들은 각각 특정 관심영역만을 센싱하도록 하는 안테나 가이드를 포함하고,
    각 레이다 센서들의 관심영역은 상기 카메라 모듈의 영상의 일부가 되도록 하며,
    상기 레이다 센서들은 각 레이다 센서들의 관심영역들이 상기 카메라 모듈의 영상의 서로 다른 영역만을 센싱하도록 배치되고,
    상기 레이다 센서들의 감지 시 분석 영역은, 상기 카메라 모듈에 의해 촬영된 하나의 영상의 영역을 상기 레이다 센서들의 개수에 대응하는 영역으로 분할하도록 구비되고,
    상기 통신부는 상기 사물인터넷 전용망과 통신하여 자체 인증을 거치도록 구비되고,
    상기 제어부는 상기 자체 인증이 확인된 경우 통신부 및 사물인터넷 전용망을 통해 외부로 신호를 송수신하도록 구비되며,
    상기 제어부는 상기 감시장치가 동작할 때마다 발생한 동작 피드백 신호를 주기적으로 외부로 전송해, 상기 감시장치가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판단받을 수 있도록 구비된, 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 감시장치는,
    상기 이동체가 이동하도록 경고신호를 출력하는 스피커 모듈 및 경광등;을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 이동체의 속성 판단 결과 상기 이동체가 위험 이동체로 판단되는 경우 상기 스피커 모듈 및 경광등을 동작시키고, 상기 통신부를 통하여 상기 위험 이동체로 판단된 상기 이동체의 정보를 상황실 및 경비업체 중 하나 이상에 전송하는, 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 감시장치는,
    태양광을 흡수하여 전기 에너지를 출력하는 태양광 패널;
    배터리;
    상기 태양광 패널에서 생성한 전기 에너지로 상기 배터리를 충전시키는 충전회로; 및
    상기 배터리의 전기 에너지로 상기 감시장치에 전원을 공급하는 전원 관리부;를 더 포함하는, 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 시스템은,
    상기 감시장치의 동작 관련한 상황을 수신하는 디바이스 관리 서버;를 더 포함하는, 복합 센서 기반 이동체 무인 상시 감시 시스템.
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