KR102038574B1 - Tod 센서를 구비하고 설치가 용이한 올인원 도로 영상 감시시스템 - Google Patents

Abstract

옥외나 도로에 설치되는 영상 감시시스템에 관한 것으로서,
하우징의 상부에 부착되어 태양열을 차단하는 브래킷;
비디오저장 서버, 서버제어기, 광 제어기, 현장신호 입출력제어기, 전원 제어기, 영상전송 서버를 내부에 포함하는 하우징;
상기 하우징의 하부에 부착되어 차량 번호판의 이미지를 획득하는 고성능 차량 번호 인식 카메라;
상기 하우징의 하부에 부착되어 카메라로 획득하는 이미지의 인식을 높이도록 적외선을 투사하는 적외선 LED 투광기; 및
상기 하우징의 하부에 부착되어 사람이나 차량의 적외선을 검출하여 존재를 인식하는 열영상 감지센서(TOD);를 포함하여 설치가 용이하고 야간이나 우천시에도 차량 인식이 정확한 다목적 올인원 영상 감시시스템

Description

TOD 센서를 구비하고 설치가 용이한 올인원 도로 영상 감시시스템 {Multi-purpose road image monitoring system with TOD sensor and easy to install}

본 발명은 도로 상에서 운행되는 차량의 이미지를 획득하여 도로 상황을 모니터링하거나 옥외나 공원을 감시할 수 있는 도로 영상 감시시스템에 관한 것이다.

일반적인 도로 영상 감시시스템은 CCTV 시스템이나 과속 단속 카메라 등을 들 수 있다.

현재는 도로 뿐만 아니라 정부나 지방자치단체 등 공공기관은 물론 일반회사, 학교 등에서 어린이나 여성 보호 등 공공질서 유지를 위한 방범 및 보안 감시를 위한 영상 감시시스템도 널리 사용되고 있다.

(0001) 국내등록특허 제10-0936444호

도 1은 일반적으로 옥외나 도로에 설치하는 영상 감시시스템을 보여주는 사진이다.

도 1(a)의 무인방범 시스템은 일반적으로 6m 높이의 폴대를 설치하고 상부에 감시 카메라가 장착되며 설치된 폴대의 2m 높이에 사각형의 함체를 설치하며 함체 내부에는 각종 카메라 제어시스템 등이 장착되어 제어하는 역할을 한다.

도 1(b)의 과속단속 시스템은 수평 폴대 위에 복수의 번호인식 카메라가 설치되며 함체 내부에 로컬제어기, 써지보호기, 누전차단기 등이 포함되어 있다.

일반적으로 도로영상 감시시스템은 도 2와 같이 차량의 영상을 획득하기 위하여 현장 폴대에 설치하는 촬영부, 조명 및 검지기와, 현장 함체에 설치되는 제어부로 크게 2가지로 나눌 수 있고, 획득된 정보 또는 데이터를 센터의 중앙 서버로 전송하여 데이터 분석 및 재전송을 거치게 된다.

현장 폴대에는 촬영 카메라, 적외선(IR) 조명, 검지기, 렌즈, 하우징 및 제어보드 등이 설치된다. 현장 함체에는 차량번호 판독기, 앰프, 비디오 서버, 루프 제어기 및 로컬 제어기 등이 설치되어 촬영된 영상을 가공 처리하여 차량번호 등 정보를 취득하며 시스템의 가동 상태를 모니터링하고 전원을 제어하는 역할을 수행한다.

촬영 카메라, 적외선(IR) 조명, 차량번호 판독기, 루프 제어기, 앰프 및 도로에 매몰된 루프 코일 등이 각각 별도로 많은 배선에 의해 복잡하게 연결되어 있고, 특히 220V 입력전원은 전원분배기에 의해 나눠지며 여러 개의 AC-DC 컨버터에 의해 각종 기기에 연결되고 있다.

비효율적 구조로 인한 높은 설치 비용 및 작업시 안전상 문제점

철주형 CCTV카메라 시스템의 조립시공 방법은 옥외나 도로상의 복잡한 주변 환경 속에서 함체에 각종 장비를 조립하여 설치해야만 하는 구조로 주요 기능을 수행하는 핵심부품들이 분리되어 있어 조립/설치의 작업효율성이 매우 낮으며 불필요한 장비들이 추가로 들어가게 되므로 조립시공 원가가 상승하게 된다.

특히, 함체에 들어가는 각종 제어기는 부피가 매우 크며 전원분배기로부터 각각의 소비전력에 맞는 컨버터를 통해 전력을 얻기 때문에 구조적으로 복잡하여 효율이 상당히 낮다.

조립시공에 숙련된 경험을 갖춘 작업자가 필요하므로 설치 인건비가 높고, 한 예로 복잡한 구성으로 인한 불편한 작업성 및 설치시 사고의 위험성 존재로 개발도상국으로의 수출이 원활하게 진행되지 못하고 있다.

많은 배선과 접촉부로 인한 시스템 고장 및 잦은 오동작

각 파트가 따로 나눠져 있어 조립시공의 전문성이 필요하며 잘못 설치될 경우 시스템의 오작동에 따른 부수적 사회비용이 발생하며 국민의 안전을 위협하는 문제점을 발생시키며 많은 배선 연결과 접촉부가 존재하고 이들의 열화로 고장발생 확률은 증가한다.

안개, 폭우 등 악천후시 물체 인식 불가능

한편 야간 시야를 확보하기 위해 적용되는 적외선 투광기는 돔커버에 반사된 역광으로 인하여 화질 저하문제를 발생시키고 있어 야간이나 악천후에서 CMOS 획득 영상의 한계점이 있다.

특히 야간 해안부근 도시의 안개, 비 등의 악천후로 인한 영상 획득 실패로 인한 사건사고가 발생하고 있으며 특히, 최근에는 잦은 황사 및 대기 오염으로 인한 내륙 도시 또한 안개, 국지성 폭우에 의한 물체 식별 실패로 각종 사고가 발생하고 빈도수는 계속적으로 증가하고 있는 실정이다.

한편, 과속 단속시스템의 경우 CMOS 카메라만으로 영상분석을 통해 과속차량을 찾아내는 이미지분석법을 대안으로 적용하고자 했으나 이 또한 안개, 폭우 등의 악천후에서는 전혀 목적 기능을 수행할 수 없다.

- 루프코일 설치/교체 비용 과다 문제점

과속카메라 및 주차관제시스템의 경우 도로 내부에 루프 코일(Loop coil)을 매몰 설치하여 과속과 차량통과상황을 검지하고 제어기를 통해 번호판 촬영 및 주차차단기를 제어하는 방식을 취하고 있다.

이 때 도로 내부에 매몰된 루프 코일(Loop coil)은 비교적 잦은 주기로 교체 되어야 하며 이는 많은 사회적 비용(1식 교체/설치비용 약 1,000만원)을 발생시키고 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 카메라와 관련된 제어 운용 장비 모두를 각각의 케이스를 분리한 기판 상태로 제작하여 조립과 분해가 용이하도록 모듈 블록으로 구성하고 하나의 전원 장치를 사용하도록 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 복잡한 배선이나 접촉부가 최소화되어 고장을 감소시키고, 하나의 기구로 일체화하여 작업성 및 비용을 현저히 개선한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 기상 조건 등의 원인으로 인한 화질 저하를 열영상 이미지 인식/분석 장비(Thermal Observation Device, TOD)로 해결하고 장치의 신뢰성을 극대화한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, TOD 센서로 루프 코일을 대체하여 유지 보수의 빈번한 작업을 줄일 수 있고, 설치 작업의 정밀도를 높이고, 케이스의 사용을 줄임으로써 친환경적이고 전력 소모도 줄이는 에너지절약 효과가 기대된다.

또한 종합적인 기능을 내장한 구성품은 필요한 용도별로 쉽게 변환 생산이가능하여 제조 생산성 향상과 자재 재고관리 및 어려운 도로 현장에서 시공비를 획기적으로 줄일 수 있다.

도 1은 무인방범(a) 및 도로방범 차량번호인식시스템(b)
도 2는 도로영상 감시시스템의 구성 모식도
도 3은 현재 상용화된 도로영상 감시시스템의 문제점
도 4는 CCTV카메라 시스템 관련 빈도순 고장 유형
도 5는 기상 조건에 따른 기존 CMOS 카메라 시스템의 한계점
도 6은 루프 코일 교체 공사 장면
도 7은 본 발명에 따른 영상 감시 시스템
도 8은 본 발명에 따른 영상 감시 시스템의 다른 실시예
도 9는 본 발명에 따른 영상 감시시스템의 모듈배치
도 10은 본 발명에 따른 영상 감시 시스템의 다른 실시예
도 11은 본 발명에 따른 영상 감시시스템의 배선

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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.

본 발명에 따른 영상 감시 시스템은 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징의 상부면에 태양열을 차단하는 브래킷을 구비한다.

브래킷에 의해 태양열을 차단함으로써 하우징 내부에 구비된 기능별 모듈 블록이 정상적으로 작동하도록 내부 온도의 변화를 적정한 범위 내에서 유지한다.

하우징의 내부에는 비디오저장 서버, 서버제어기, 광 제어기, 현장신호 입출력 제어기, 전원 제어기, 영상전송 서버가 구비된다.

하우징의 하부에는 고성능 차량 번호 인식 카메라, 열영상 감지센서 및 적외선 LED 투광기가 부착된다.

차량이 접근한다는 제어 신호가 차량 번호 인식 카메라에 전달이 되면, 카메라는 접근하는 차량을 촬영하며, 촬영한 차량의 이미지는 하우징 내부의 비디오저장 서버로 전송되어 저장되고, 역시 비디오저장 서버에 저장되어 있는 영상판독 프로그램이 촬영된 차량 영상으로부터 차량번호를 인식하게 된다.

비디오저장 서버는 차량번호 인식 기능 이외에 주차관제, 영상추적 등의 다수의 소프트웨어를 내장하여 복합 기능을 수행할 수 있다.

비디오저장 서버는 무선스위치 허브를 구비하여 와이파이 통신망을 통해 장비의 점검, 소프트웨어의 업데이트 등을 실시할 수 있다.

또한 본 발명은 하우징의 하부에 열영상 감지센서(TOD, Thermal Observation Device)를 구비한다. 종래에는 도로에 매립된 루프 코일이 접근하는 차량을 인식하여 카메라를 작동하였으나, 본 발명은 열영상 감시센서(TOD)가 접근하는 차량을 인식하게 되면 카메라에 대하여 접근하는 차량을 촬영하라는 제어신호를 전송하게 된다.

열영상 감지센서(TOD)는 가시광선이 아닌 적외선을 감지하여 영상으로 보여주기 때문에, 주간 뿐만 아니라 빛이 전혀 없는 캄캄한 밤에도 사람과 물체의 위치 및 동태를 파악할 수 있다.

본 발명에 따른 도로영상 감시시스템은 열영상 감지센서(TOD)를 통해 전기적 신호의 변화가 발생할 때 사람 및 차량의 존재를 감지하기 때문에, 종래의 도로영상 감시시스템과 같이 루프 코일을 도로에 매립할 필요가 없다.

또한, 열영상 감지센서(TOD)를 대신하여 일반 CMOS 감지센서를 부착하여 차량의 접근을 인식할 수 있으나, CMOS 감지센서는 안개나 우천시 등 기상 여건이 나쁠 경우에는 차량의 인식율이 현저하게 낮아서 카메라의 오작동을 유발한다.

또한 본 발명은 주변 조도를 높여서 차량 이미지의 인식을 높이도록 하우징의 하부에 카메라와 함께 보조 조명장치인 적외선 LED 투광기를 구비한다. 열영상 감지센서(TOD)를 통해 사람 및 차량의 존재를 감지하게 되면, 적외선 LED 투광기로 제어 신호가 전달된다.

적외선 LED 투광기는 조도가 낮은 경우에도 카메라로 자연스러운 영상을 획득할 수 있도록 조명해 주며, 적외선 가시거리가 40~50m에 이르기 때문에 야간이나 우천 시에 실외 어디에서든 사용이 가능하다.

또한, 전력 소비가 기존 램프의 1/10을 넘지 않기 때문에 매우 경제적이고, 수명이 반영구적이라 장시간 밝은 빛을 유지한다.

본 발명에 따르면 하우징의 하부 중앙에 설치된 고성능 차량 번호 인식 카메라를 중심으로 여러 방향의 영상을 촬영할 수 있는 보조 소형 카메라들을 추가로 장착할 수 있다.

도 8과 같이 하우징 하부의 TOD 센서와 적외선 LED 투광기를 제거하고 CMOS 가시광선 카메라들을 여러 방향으로 나누어 배치하면 일상의 무인방범 및 다양한 용도의 영상감시시스템으로 쉽게 확장할 수 있다.

본 발명에 따르면 카메라와 관련된 모듈블록을 도 9와 같이 하나의 하우징 내부에 구성할 수 있다.

카메라와 관련된 제어 운용 장비 모두를 각각의 케이스를 분리한 기판 상태로 조립과 분해가 용이하도록 모듈블록으로 제작하여 베이스 플레이트 위에 장착할 수 있다.

본 발명의 TOD 센서를 이용한 도로영상 감시시스템은 도 10과 같이 보행자 등에 대한 무인방범, 과속, 뺑소니, 범죄차량 추적 등 도로방범, 차번인식 및 주차관리 등 주차관제, 불법 쓰레기 투기 감시 등을 종합적으로 수행할 수 있는 통합형 영상 감시시스템을 구현하여 운용할 수 있다.

본 발명은 하우징 내에 전원공급모듈 및 각종 제어모듈을 일체화시킴으로써 도 11과 같이 전원배선을 기존의 시스템에 비하여 획기적으로 단순하게 구성할 수 있다.

본 발명은 네트웍 망을 통하여 영상전송 서버로부터 전송된 영상신호를 수신하여 모니터링할 수 있는 모니터링 서버를 포함할 수 있다.

본 발명은 모니터링 서버를 운용하면서 차량번호의 추적, 분류 및 검색 등 영상 조사 분석이 가능하다.

본 발명은 네트웍 망을 통하여 수신된 영상 데이터를 장기간 보관할 수 있는 전용 스토리지 저장서버를 포함할 수 있다.

Claims (11)

1. 옥외나 도로에 설치되는 영상 감시시스템에 관한 것으로서,
   하우징의 상부 외측에 부착되어 하우징 내부 온도를 적정 범위 내에서 유지하여 하우징 내부에 구비된 기능별 모듈 블록이 정상적으로 작동하도록 태양열을 차단하는 브래킷;
   비디오저장 서버, 서버제어기, 광 제어기, 현장신호 입출력제어기, 전원 제어기, 영상전송 서버를 내부에 포함하는 하우징;
   상기 하우징의 하부 중앙에 부착되어 차량 번호판의 이미지와 도로방범용 영상을 획득하는 고성능 차량 번호 인식 카메라;
   상기 하우징의 하부에 부착되어 주변 조도를 높여서 카메라로 획득하는 이미지의 인식을 높이도록 적외선을 투사하는 적외선 LED 투광기; 및
   상기 하우징의 하부에 부착되어 사람이나 차량의 적외선을 검출하여 존재를 인식하는 열영상 감지센서(TOD);를 포함하며,
   상기 하우징의 내부에 포함된 장비는 각 케이스를 분리한 기판 상태로 모듈블록으로 제작되어 베이스 플레이트 상에 장착되며,
   상기 열영상 감지센서(TOD)는 차량을 인식하면 상기 차량 번호 인식 카메라와 적외선 LED 투광기를 작동시키는 제어신호를 전송하며,
   상기 차량이 접근한다는 제어신호가 상기 차량 번호 인식 카메라에 전달이 되면, 상기 카메라는 접근하는 차량을 촬영하며, 촬영 영상은 상기 하우징 내부의 비디오저장 서버로 전송되어 저장되고, 상기 비디오저장 서버에 저장되어 있는 영상판독 프로그램이 촬영된 차량 영상으로부터 차량번호를 인식하며,
   상기 비디오저장 서버는 차량번호 인식 기능 이외에 주차관제 및 영상추적 소프트웨어를 내장하여 복합 기능을 수행하며, 무선스위치 허브를 구비하여 와이파이 통신망을 통해 장비 점검, 상기 소프트웨어 업데이트를 실시하며,
   상기 영상전송 서버로부터 네트웍 망을 통하여 전송된 영상을 수신하는 모니터링 서버를 구비하여 영상표출 및 현장상황을 감시하며, 상기 모니터링 서버를 운용하면서 차량번호의 추적, 분류 및 검색 등 영상 조사 분석이 가능하고, 네트웍 망을 통하여 수신된 영상 데이터를 장기간 보관할 수 있는 전용 스토리지 저장서버를 포함하여,
   설치가 용이하고 야간이나 우천시에도 사람 또는 차량 인식이 정확하여 보행자에 대한 무인방범, 과속, 뺑소니, 범죄차량 추적의 도로방범, 차번인식 및 주차관리의 주차관제, 불법 쓰레기 투기를 감시하는 도로 영상 감시시스템
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징 하부 중앙에 설치된 고성능 차량 번호 인식 카메라를 중심으로 여러 방향의 영상을 촬영할 수 있는 보조 소형 카메라들을 추가 장착한 도로 영상 감시시스템
   
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