KR102026434B1 - 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명을 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열, 연기, 습도 중 어느 하나 이상을 측정한 측정값을 무선통신을 이용해 외부에 전송하는 센서 모듈, 센서 모듈이 설치된 장소의 영상정보를 수집하여 유선 또는 무선통신을 이용해 외부에 전송하는 카메라, 센서 모듈에서 전송한 측정값을 수신하여 일차적으로 화재 여부를 판단하고, 화재로 판단되는 경우 카메라에서 수집한 영상데이터를 영상분석 서버에 전송하는 화재 속보기, 영상데이터를 수신하여 영상분석을 통해 화재 여부를 2차적으로 판단하고, 판단 결과를 화재 속보기로 전송하는 영상분석 서버를 포함하고, 화재 속보기는 영상분석 서버로부터 화재 판단결과를 수신하여 화재로 판단된 경우 소방서나 소방방재서버에 화재신고를 전송하여 오탐률을 줄인 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템에 관한 것이다.

Description

영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템{A SYSTEM TO MINIMIZE THE DETECTION RATE OF FIRE USING VIDEO ANALYSIS}

본 발명을 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열, 연기, 습도 중 어느 하나 이상을 측정한 측정값을 무선통신을 이용해 외부에 전송하는 센서 모듈, 센서 모듈이 설치된 장소의 영상정보를 수집하여 유선 또는 무선통신을 이용해 외부에 전송하는 카메라, 센서 모듈에서 전송한 측정값을 수신하여 일차적으로 화재 여부를 판단하고, 화재로 판단되는 경우 카메라에서 수집한 영상데이터를 영상분석 서버에 전송하는 화재 속보기, 영상데이터를 수신하여 영상분석을 통해 화재 여부를 2차적으로 판단하고, 판단 결과를 화재 속보기로 전송하는 영상분석 서버를 포함하고, 화재 속보기는 영상분석 서버로부터 화재 판단결과를 수신하여 화재로 판단된 경우 소방서나 소방방재서버에 화재신고를 전송하여 오탐률을 줄인 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템에 관한 것이다.

2018년 2월 1일 경기재난안전본부에 따르면 지난해 '화재 오인'으로 동한 2만 6838건 가운데 경보기 오작동이 5749건(21.4%)으로 집계됐다. 2015년에는 1만 6415건 중 2740건(16.7%), 2016년에는 2만 385건 중 2972건(14.6%)이었다. 이는 소방관이 출동했을 때 집계된 통계이기 때문에 실제 화재경보기 오작동 사례는 이보다 훨씬 더 많을 것으로 추정된다.

화재경보기 오작동은 화재 감지기 결함, 주변 환경적 특성, 시민의 부주의 등이 주된 원인으로 꼽힌다. 온도 감지기, 연기 감지기 등 센서만으로 화재 발생 여부를 판단하는 기존의 화재 감지기는 연기나 먼지가 많은 환경에서, 열 감지기는 제품 자체의 이상으로 오작동이 발생하거나, 연기 때문에 화재경보기가 울리기도 한다.

최근에는 CCTV를 이용해 화재 발생을 감지하는 시스템도 제시되고 있지만 인건비, 관리비의 부담이 있고, 시설이 복잡한 경우 사람의 눈으로 모든 구역을 감시하기에 어려움이 있다.

선행기술인 대한민국 등록특허 제10-1138212호에는 영상인식 및 동작감지센서를 이용한 화재감지 시스템 및 그 방법이 제시된다. 하지만 상기 선행기술의 경우 동작 감지 여부를 감지함과 동시에 영상분석을 수행함에 따라 데이터 처리량이 많아지고, 그에 따라 전력 소모가 커지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 : 제10-1138212호 대한민국 공개특허 : 제10-2015-0050544호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 목적은 일차적으로 화재 여부를 감지하는 센서, 영상정보를 수집하는 카메라, 1차 화재로 감지되면 카메라에서 수집한 영상정보를 영상분석 서버에 전송하고 인공지능 영상분석을 이용해 최종적으로 화재 여부를 판단하여, 오탐률을 줄인 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템은 열, 연기, 습도 중 어느 하나 이상을 측정한 측정값을 무선통신을 이용해 외부에 전송하는 센서 모듈, 상기 센서 모듈이 설치된 장소의 영상정보를 수집하여 유선 또는 무선통신을 이용해 외부에 전송하는 카메라, 상기 센서 모듈에서 전송한 상기 측정값을 수신하여 일차적으로 화재 여부를 판단하고, 화재로 판단되는 경우 상기 카메라에서 수집한 상기 영상데이터를 영상분석 서버에 전송하는 화재 속보기, 상기 영상데이터를 수신하여 영상분석을 통해 화재 여부를 이차적으로 판단하고, 판단 결과를 상기 화재 속보기로 전송하는 영상분석 서버를 포함하고, 상기 화재 속보기는 상기 영상분석 서버로부터 상기 화재 판단결과를 수신하여 화재로 판단된 경우 소방서나 소방방재서버에 화재신고를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 센서 모듈은 열센서, 연기감지 센서, 습도 센서를 포함하는 센서부, 상기 센서부에서 측정한 센서값을 일정 주기로 외부에 전송하는 무선통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 속보기는 상기 센서 모듈에서 측정한 상기 측정값을 수신, 상기 카메라에서 수집한 영상데이터를 수신하여 상기 영상분석 서버에 전송, 상기 영상분석 서버에서 분석한 상기 화재 판단결과를 수신하고, 소방서나 소방방재서버에 화재신고를 전송하는 통신부, 상기 측정값을 이용해 일차적으로 화재 여부를 판단하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 속보기는 상기 영상분석 서버에서 수신한 상기 화재 판단결과에 따라 상기 화재 속보기가 설치된 건물 내부, 건물 주변에 경고음, 안내방송을 송출하거나, 경광등을 발생하는 알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 일차적으로 화재 여부를 감지하는 센서, 영상정보를 수집하는 카메라, 1차 화재로 감지되면 카메라에서 수집한 영상정보를 영상분석 서버에 전송하고 인공지능 영상분석을 이용해 최종적으로 화재 여부를 판단하여, 오탐률을 줄인 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템을 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에서 데이터의 처리 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터 회로이다.
도 6은 도 5의 PWM컨트롤러 회로도이다.
도 7은 도 5의 과열감지회로도이다.
도 8은 도 5의 PWM 제어기의 회로이다.
도 9는 PWM제어기에서 PWM의 주파수를 정하기 위한 외부회로도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

또한, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 아울러, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일실시 예에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템은 센서 모듈(100), 카메라(200), 화재 속보기(300), 영상분석 서버(2000), 소방방재청서버(3000), 소방서(4000)로 구성된다.

센서 모듈(100)은 열센서, 연기감지 센서, 습도 센서를 포함하는 센서부(110), 센서부(110)에서 측정한 센서값을 일정 주기, 예를 들어 1초에 한 번, 10초에 한 번, 외부에 전송하는 무선통신부(120)를 포함하여 열, 연기, 습도 중 어느 하나 이상을 측정한 측정값을 무선통신을 이용해 외부에 전송한다.

카메라(200)는 센서 모듈(100)이 설치된 장소의 영상정보를 수집하여 유선 또는 무선통신을 이용해 외부에 전송한다. 예를 들어 화재 속보기(300)에 전송하거나, CCTV로 사용되는 경우 CCTV 관제 서버로도 전송한다.

본 발명의 다른 실시 예에서 카메라(200)는 평소 대기모드로 있다가 센서 모듈(100)에서 일차적으로 화재가 감지된 경우 동작을 시작해 주변 영상을 수집하여, 불필요한 영상 수집에 따른 전력소모를 감소하는 효과가 있다.

본 발명의 일실시 예에서 카메라(200)는 시설물에 설치된 CCTV 카메라를 이용할 수도 있고, 다른 실시 예에서는 별도의 카메라를 구비할 수도 있으며, 또 다른 실시 예에서 카메라(200)는 열화상 카메라를 사용한다.

화재 속보기(300)는 센서 모듈(100)로부터 측정값을 수신하여 일차적으로 화재 여부를 판단하고, 화재로 판단되는 경우 카메라(200)에서 수집한 영상데이터를 영상분석 서버(2000)에 전송한다.

영상분석 서버(2000)는 영상데이터를 수신하여 영상분석을 통해 화재 여부를 이차적으로, 최종 판단하고, 판단 결과를 상기 화재 속보기로 전송한다.

화재 속보기(300)는 영상분석 서버(2000)로부터 화재 판단 결과를 수신하여 화재로 판단된 경우 소방서나 소방방재서버에 화재신고를 전송한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 화재 속보기(300)는 분석부(310), 통신부(320), 알림부(330)로 구성된다.

통신부(320)는 센서 모듈(100)에서 측정한 측정값을 수신, 카메라(200)에서 수집한 영상데이터를 수신하여 영상분석 서버(2000)에 전송하고, 영상분석 서버(2000)에서 분석한 화재 판단결과를 수신하고, 소방서나 소방방재서버에 화재신고를 전송한다.

분석부(310)는 측정값을 이용해 일차적으로 화재 여부를 판단한다. 측정값을 이용해 화재 여부를 일차적으로 판단하는 방법은 기본 온도, 습도, 연기 값을 설정하고 기본 온도를 초과하였는지를 판단하고, 초과한 것으로 판단된 경우 일차적으로 화재 발생 판단을 내린다. 다른 실시 예에서는 온도가 기본온도를 초과하고, 지속적으로 증가하는 것으로 판단된 경우 일차적으로 화재 발생 판단을 내린다. 지속적으로 증가하는지 판단하는 방법은 센서 모듈(100)에서 일정 주기마다 측정하여 전송한 값이 직전에 전송한 값보다 증가하였는지 비교를 통해 판단한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에서 분석부(310)는 화재 여부 1차 판별 외에 습도센서에서 측정한 값을 이용해 실내 건조, 연기 감지 센서를 통한 공기 질 판단 등을 할 수 있다.

알림부(330)는 영상분석 서버(2000)에서 수신한 화재 판단 결과에 따라 화재 속보기(300)가 설치된 건물 내부, 건물 주변에 경고음, 안내방송을 송출하거나, 경광등을 발생한다. 이를 위해 알림부(330)는 스피커, LED, 경광등으로 구성된다.

다른 실시 예에서 알림부(330)는 건물 내/외부 스피커 등의 방송 시스템과 연계를 통해, 건물 내부, 주변에 알림을 발생한다.

화재 속보기(300)는 A/D 컨버터를 통해 상시전원을 공급받고, 정전시 동작을 계속하기 위한 비상 전원장치를 더 포함한다.

비상 전원 장치는 DC-DC컨버터를 포함하여 화재속보기(300)에 전원을 공급한다.

동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터 회로는 과열 등 외부요인에 의하여 PWM 주파수가 왜곡되는 현상이 발생하고, 입출력의 과전압보호기, 과열감지 회로가 없어서 회로가 오작동하는 현상이 있다.

이에 본 발명은 도 5에 도시된 DC-DC 컨버터를 적용한다. 더욱 상세하게 설명해보자면 입력전압이 입력되면 필터(401)를 거치고, 입력 과전압보호기(404, Input OVP)에 의하여 과전압은 제거되고, 이는 PWM 컨트롤러(406)에 의하여 반파, 전파 입력 스위칭되고, 다시 트랜스포머(402)를 거쳐 전압이 승압되거나 강압된다.

PWM 주파수에 의해 스위칭 된 신호는 FET 소자에 의해 스위칭이 일어나며, 이는 또한, 트랜스포머(402)의 전류를 센싱하여 PWM 제어신호를 입력하게 된다. 트랜스포머(402)에 의해 승압된 신호는 저주파 필터인 LC 필터(403)에 의해 필터링되어 출력전압이 된다. 출력전압단에는 과전압보호기(405)를 두어 과전압이 발생한 경우, 이를 억제하는 기능을 가진다.

PWM 컨트롤러(406)는 입력 전압을 분할하기 위한 PWM 입력주파수 발생 회로이며, 상기 PWM 컨트롤러(406)는 과열보호회로(408)와 연결된다.

과열보호회로(408)의 기능은 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터회로에 과열을 감지하며, 과열감지신호를 제어부에 전송한다. 또한, 트랜스포머(402)는 입력전압을 증폭 혹은 강하하게 되며, 통상적으로 트랜스포머(402)의 1차측과 2차측의 감은 수의 비에 비례하여 전압이 결정된다. 또한, 상기 트랜스포머(2)의 전류를 계측하기 위하여 전류감지기(407)를 두며, 통상적으로 전류감지기(407)는 홀효과를 이용한 전류감지기, 전류 루프를 이용한 전류감지기 등이 이용된다.

전류감지기(407)의 전류값이 일정 전압 이상인 경우, 제어회로에서 이를 감지하여 과전류 메시지를 보내고, 필요한 경우 전류를 차단하게 된다. 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터회로내에 교류전압을 스위칭 디바이스는 통상 FET를 사용하며, FET의 게이트 단자에 전압을 인가하여 FET를 ON/OFF 하게 된다.

출력전압단에 연결된 LC필터(403)는 저주파 통과 필터로서, 전압을 평활하기 위하여 사용된다. PWM 제어기는 원격으로 통신시호를 전송하여 원격지에 모니터링 가능한 구조로 되어있다.

또한, PWM 컨트롤러(406) 회로는 도6과 같으며, 과열보호회로(407)는 도7과 같다. 도8은 PWM 제어기 회로로서, PWM 출력주파수는 도9의 R3,C2,C34에 의하여 결정된다. 상기 PWM의 출력주파수는 DC/DC컨버터의 과열에 의하여 온도가 올라가면, 주파수의 왜곡(Fluctuation)이 발생하는데, 이를 방지하기 위하여 종래의 Tantalum 커패시터에서 온도상승에도 커패시턴스값이 안정적인 MLCC 커패시터로 바꾸어 커패시턴스값의 안정성이 증대되어 온도에 따른 주파수 왜곡 현상을 방지한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면 본 발명이 다른 실시 예에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템은 시설, 건물(1000) 내에 다수의 센서 모듈(100-1, 100-2, …, 100-N), 다수의 카메라(200-1, 200-2, …, 200-N)가 설치되고 화재 속보기(300)는 다수의 센서 모듈(100-1, 100-2, …, 100-N)에서 감지한 각 구역의 감지정보를 수신하여, 특정 구역에서 화재가 발생한 것으로 판단되는 경우 해당 구역의 영상정보를 영상분석 서버(2000)에 전송한다.

건물, 시설 내의 감지 구역은 사용자가 센서 모듈, 카메라를 설치한 위치에 따라 지정되는 것으로 1층 복도, 1층과 2층 사이의 계단, 각 층별 방(room)이 하나의 구역이 될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서 한 구역당 센서 모듈, 카메라는 대응하도록 설치되고, 다른 실시 예에서는 센서 모듈 하나에 복수의 카메라가 설치될 수도 있다.

시설, 건물(1000)은 다수의 센서 모듈(100-1, 100-2, …, 100-N), 다수의 카메라(200-1, 200-2, …, 200-N), 화재 속보기(300)를 포함하는 화재 감지 단위로, 시설, 건물(1000)은 물리적인 영역만이 아니라 논리적인 영역으로도 구획화될 수 있다.

상기 다수의 카메라(200-1, 200-2, …, 200-N)는 평소 방범용, 시설물 관리용 CCTV로 사용된다.

도 2를 참조한 본 발명의 실시 예에서는 시설, 건물(1000)이 하나만 도시되었지만, 또 다른 실시 예에서는 전 지역, 또는 특정 지역의 건물에 전용하여 종합적인 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템을 제공한다.

예를 들어 특정 건물의 화재가 크게 번지거나, 붕괴위험이 있을 시 주변 건물의 화재속보기에 대피 신호를 전송하여 주변 건물 내, 외부에 대피 방송을 송출하거나, 소방차의 원활한 진입을 위해 화재가 난 건물 주변의 차를 빼달라는 안내방송을 송출할 수 있다.

도 3을 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템의 전체 흐름을 설명해보겠다.

시작 후 센서 모듈(100)에서 온도, 연기를 감지하고 카메라(200)에서는 영상정보를 수집한다(S101). 화재속보기(300)에서 센서 모듈(100)의 감지 정보를 받아 화재 여부를 1차 판단하고(S102), 1차 판단에서 화재로 판단되면 카메라에서 수집한 영상정보를 영상분석 서버(2000)에 전송한다(S103). 영상분석 서버(2000)에서는 영상분석 기법을 이용해 화재가 발생했는지 2차로 판단하고(S104) 화재 판단 결과를 화재속보기(300)로 전송한다(S105). 화재가 발생한 것으로 판단된 경우 외부에 화재 신고하고 건물 내부, 건물 주변에 알림을 발생하며 종료된다(S106).

센서 모듈(100)은 사물인터넷을 적용하여, 감지한 온도, 연기 데이터를 자체적으로 화재속보기(300)에 전송한다.

영상분석 기법을 이용해 화재가 발생했는지 판단하는 방법은 화재 발생 전 영상과 비교를 통해 변화가 일어난 부분을 감지하고, 사물 주변 또는 사물에서 발생한 이미지의 색, 크기, 움직임 변화를 기존에 촬영된 화재 발생 현장 영상과 인공지능을 이용해 비교하여 화재 발생 여부, 화재 발생 유형을 분석한다.

영상분석 서버(3000)는 기존의 화재영상을 받아 유사한 이미지를 분류하고, 분류된 유사 이미지 묶음 내에서 특징을 추출한다. 또한, 건물에 설치된 카메라(200)를 통해 수집하고 화재로 판단된 영상, 스마트폰, 개인 카메라를 이용해 촬영한 화재 영상을 지속적으로 받아 학습한다.

본 발명의 일실시 예에서 영상분석 기법은 텍스처 기반 방법을 이용한다. 텍스처 기반 방법은 영상의 색상 강도, 즉 텍스처의 공간 배열을 정량화한다. 전체 이미지를 텍스처로 생각하고 공간 부블럭(sub-block)으로 나눔으로써 다양한 크기에서 물체가 국부적으로 존재하는 것을 효율적으로 감지한다.

불은 대체로 시설문 내부와 구분되는 색을 가진다. 시설물은 회색, 흰색, 검은색 등 무채색 계열인 반면 불은 빨강, 주황색을 가진다. 또한, 화재로 인한 연기 발생 시 회색, 검은색의 연기로 인해 영상배경 전체에 변화가 생기는데, 이를 이용해 화재 발생 여부, 연기 질식 위험 정도를 판단할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에서 데이터의 처리 흐름을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템 내에서 데이터 처리 순서를 살펴보면, 첫 번째로 센서 모듈(100)에서 측정한 센서값을 통신부(320)에서 수신하고, 분석부(310)로 보내 분석 후 1차 화재판단결과를 통신부(320)로 보내고, 화재 발생으로 1차 판단이 된 경우 카메라(200)에 영상데이터 요청 신호를 보내 카메라(200)로부터 영상데이터를 수신하여 영상분석 서버(2000)에 전송한다. 영상분석 서버(2000)에서 2차 분석 후 분석 결과를 통신부(320)로 전송하고 통신부는 분석 결과에 따라 알림부(330), 소방방재청 서버(3000), 소방서(4000)에 신호를 전송한다. 여기서 신호는 알림 발생 신호, 화재 발생 신고 등을 포함한다.

발명의 일실시 예에서 영상분석 서버(2000)는 최종적으로 화재 발생 여부만을 판단했지만, 다른 실시 예에서는 붕괴 위험, 화재 규모 등을 판단할 수 있다. 그에 따라 단순한 화재 신고뿐 아니라, 화재 규모, 상황에 따른 알림을 제공하는 효과를 가진다.

붕괴 위험을 판단하는 방법은 시설물 내의 특정부분 예를 들어 벽 모서리, 소파, 책장 등과 같은 큰 가구, 시계 등을 기준점으로 잡고, 영상내에서 기준점의 이동을 판단하거나, 센서모듈에 가속도 센서, 중력센서를 포함하여 건물의 진동, 움직임을 감지하여 판단한다.

예를 들어 화재 발생 판단 결과를 화재 미발생 단계, 화재 초기 단계, 화재 확산 단계, 붕괴 위험 단계 등으로 나눌 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 여러 구역에 센서 모듈과 카메라가 설치된 경우, 영상 분석을 이용한 최종 화재 판별 후 화재가 발생한 것으로 판단된 감지구역을 안내 방송에 함께 송출하여 사람들이 해당 구역을 피해 대피할 수 있도록 한다.

예를 들어 1구역 감지센서에서 열, 연기가 기본 값 이상 측정되면 1구역 영상정보를 영상분석 서버(2000)로 전송하고, 영상분석 서버(2000)에서 이차적으로 영상분석을 통해 화재라고 판별되는 경우 화재 속보기(300)에 화재 발생을 알리고, 화재 속보기(300)는 '1구역 화재 발생'과 같이 화재 발생 위치 포함하여 신고를 하고, 시설, 건물(1000)내에 '1구역 화재 발생, 1구역을 피해 대피 요망' 등과 같은 안내방송을 송출하거나 각 구역별 명칭을 미리 설정하여 "1층 대강당 화재 발생" 등과 같이 안내방송을 송출한다.

또한, 상기 예시와 같이 화재 발생 구역을 포함하여 화재 신고를 함으로써 소방대원이 진입경로를 선정하고, 효율적으로 화재 진화 계획을 수립할 수 있으며, 이후 화재 원인 조사에서 최초 발화지점을 찾는데 도움을 준다.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용, 변형 및 개작을 행하는 것이 가능할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100, 100-1, 100-2, …, 100-N : 센서 모듈
200, 200-1, 200-2, …, 200-N : 카메라
300 : 화재 속보기
2000 : 영상분석서버
3000 : 소방방재청서버
4000 : 소방서

Claims (4)

1. 열, 연기, 습도 중 어느 하나 이상을 측정한 측정값을 무선통신을 이용해 외부에 전송하는 센서 모듈,
   상기 센서 모듈이 설치된 장소의 영상정보를 수집하여 유선 또는 무선통신을 이용해 외부에 전송하는 카메라,
   상기 센서 모듈에서 전송한 상기 측정값을 수신하여 일차적으로 화재 여부를 판단하고, 화재로 판단되는 경우 상기 카메라에서 수집한 상기 영상정보를 영상분석 서버에 전송하는 화재 속보기,
   상기 영상정보를 수신하여 영상분석을 통해 화재 여부를 이차적으로 판단하고, 판단 결과를 상기 화재 속보기로 전송하는 영상분석 서버를 포함하고,
   상기 화재 속보기는 상기 영상분석 서버로부터 상기 화재 판단결과를 수신하여 화재로 판단된 경우 소방서나 소방방재서버에 화재신고를 전송하고,
   상기 센서 모듈은,
   열센서, 연기감지 센서, 습도 센서를 포함하는 센서부,
   상기 센서부에서 측정한 센서값을 일정 주기로 외부에 전송하는 무선통신부를 포함하고,
   상기 영상분석은,
   영상의 색상 강도 및 텍스처의 공간 배열을 정량화하여 전체 이미지를 텍스처로 간주하고 공간 부블럭(sub-block)으로 나누어 분석하는 텍스처 기반 방법이고,
   상기 센서부는,
   가속도 센서 및 중력센서를 더 포함하여 건물의 진동, 움직임을 감지하여 붕괴 위험을 판단하는 것을 특징으로 하는 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 화재 속보기는
   상기 센서 모듈에서 측정한 상기 측정값을 수신, 상기 카메라에서 수집한 영상데이터를 수신하여 상기 영상분석 서버에 전송, 상기 영상분석 서버에서 분석한 상기 화재 판단결과를 수신하고, 소방서나 소방방재서버에 화재신고를 전송하는 통신부,
   상기 측정값을 이용해 일차적으로 화재 여부를 판단하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 화재 속보기는
   상기 영상분석 서버에서 수신한 상기 화재 판단결과에 따라 상기 화재 속보기가 설치된 건물 내부, 건물 주변에 경고음, 안내방송을 송출하거나, 경광등을 발생하는 알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분석을 통한 화재 오탐률 최소화 시스템
   
   
   

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