KR102063458B1 - 사전 예방을 위한 무선 보안 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사전 예방을 위한 무선 보안 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 무선 보안 시스템을 구성하는 무인 감시 장치는 물체를 감지하고 상기 물체가 침입자인지 여부를 판단하는 센서부(100); 상기 물체가 침입자로 판단되는 경우, 상기 물체에 빛을 조사하는 라이트부(200); 상기 물체가 침입자로 판단되는 경우, 상기 물체에 경고 방송을 출력하는 스피커부(300); 상기 물체가 포함된 영상을 촬영하는 카메라부(400); 상기 영상을 사용자 단말기로 실시간 전송하고, 상기 물체가 침입자로 판단되면 상기 영상을 클라우드 서버에 전송하는 통신부(500); 및 센서부(100), 라이트부(200), 스피커부(300), 카메라부(400) 및 통신부(500)의 동작을 제어하는 제어부(600)를 포함한다.

Description

사전 예방을 위한 무선 보안 시스템{WIRELESS SECURITY SYSTEM FOR PREVENTION}
본 발명은 사전 예방을 위한 무선 보안 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 침입자를 자동으로 탐지하여 침입 사실을 사용자에게 실시간으로 알리고, 조명 및 경고 방송을 통해 침입자를 침입 전에 자동 퇴치하며, 사용자는 사용자 단말기를 통해 실시간 모니터링하고 침입자를 퇴치하기 위한 원격 제어 및 관할 경찰서나 소방서에 실시간 신고가 가능한 무선 보안 시스템에 관한 것이다.
보안 시스템의 일종으로 볼 수 있는 영상 감시 시스템은 범죄예방, 재난감시 등 국민의 생명과 재산을 보호하기 위한 시스템으로서 카메라, 전송장치, 저장 및 재생장치 등으로 구성되며, 국제 표준화기구인 IEC(lnternational Electrotechnical Commission)에서는 CCTV(Closed Circuit Television)1)를 영상 감시 시스템으로 칭하고도 있으며, 국내에서는 영상 보안 시스템 등으로도 불리고 있다.
영상 감시 시스템은 지속적으로 확산되면서 매우 다양한 분야에 파급되고 있으며, 기능 또한 단순한 주변 상황 감시형 아날로그 영상 시스템에서 최근에는 자동으로 사물이나 사람의 특징적인 객체를 인식ㆍ추적할 수 있는 네트워크 기반의 지능형(intelligent) 영상 감시 시스템으로 빠르게 발전하고 있다.
최초의 영상 감시 시스템은 제2차 세계대전 시기에 독일 지멘스社가 V-2 로켓의 첫 발사 순간을 관찰하기 위해 고안되었으며, 이후 1960년 후반 미국에서 범죄 예방을 목적으로 활용되면서 급속히 전파되었다. 이후, 영상 감시 시스템은 단순히 모니터링하고 영상을 저장하는 기술에서 나아가 지능형 영상 감시 시스템으로 영역을 넓혀 영상으로부터 사람을 탐지, 추적하며, 수상한 물체 및 행위에 따른 위험 방지 등을 사전에 대응할 수 있도록 점차 확대 되고 있다.
또한, 영상 감시 시스템이 클라우드, 모바일, 데이터 분석 등의 주요 IT 트렌드와 만나면서 데이터 보호와 관리, 초고해상도 영상, 지능형 영상 분석 기술 등이 제공되는 클라우드 기반의 지능형 영상 감시 시스템으로 진화하고 있다.
한편, 종래의 보안 시스템은 통신 케이블, 센서, 카메라, 녹화장치 등을 포함하고 있어 전력 소모가 많아 전기선 설치 없이 운용이 어려운데 산 정상, 강변, 해변가 등을 감시해야 하는 경우엔 전기선을 설치하기 어렵고 설치한다고 해도 설치 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 보안 시스템은 365일 24시간 녹화하는 시스템을 기본으로 하는데 이 경우 전송해야 할 영상 데이터의 양이 많아 통신선이 반드시 설치돼야 한다. 그러나, 산 정상, 강변, 해변가 등을 감시해야 하는 경우엔 통신선을 설치하기 어렵고 설치한다고 해도 설치 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.
나아가, 종래의 보안 시스템은 기 정해진 관제실 PC에서만 모니터링이 가능하여 관제실 밖이나 이동중에는 현장의 모니터링이 불가능한 문제점이 있었다.
또한, 종래의 보안 시스템은 침입자가 침입하면 보안업체에 알림이 가고 알림을 받은 보안업체는 직접 출동하거나 관할 경찰서나 소방서에 이를 신고하는 과정을 거치므로, 보안업체 직원 또는 경찰관/소방관은 침입자의 침입으로부터 한참 뒤에야 현장에 출동할 수 밖에 없어 침입자의 출현부터 퇴치까지의 기간이 매우 길 수 밖에 없는 문제점이 있었다.
나아가, 종래의 보안 시스템은 운용의 효율성을 위해 경계 모드를 설정하고 해제하는 기능을 갖추고 있었지만 이러한 경계 모드의 전환을 위해서는 작업자가 직접 현장에 가서 감시 장치를 조작해야하만 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 보안 시스템의 감시 장치에는 적외선 카메라가 이용되었는데 이러한 적외선 카메라는 물체 인식력이 떨어지고 전력소모가 매우 크다는 단점이 있었다. 따라서, 이러한 적외선 카메라를 운용하기 위해서는 전기선을 통한 전력 공급이 필수적이었다.
한국 공개특허 제10-2015-0087956호 한국 등록특허 제10-1032372호 한국 공개특허 제10-2010-0103779호
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 침입자만 자동으로 탐지하고 침입자의 침입 시에만 영상이 녹화되도록 하고 종래 구비되던 적외선 카메라를 사용하지 않음으로써 데이터 전송량 및 전력소모를 줄이고 풍력발전기, 태양전지 모듈 또는 이동용 배터리를 구비함으로써 전력선 및 통신선의 설치 없이 운용이 가능한 보안 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 침입자가 출현하면 무선 네트워크를 통해 사용자의 단말기로 침입 사실이 실시간 전송되고, 사용자는 단말기를 통해 언제 어디서든 현장 상황을 모니터링할 수 있으며, 단말기를 통해 침입자의 퇴치가 가능하고 침입자와의 커뮤니케이션뿐만 아니라 무인 감시 장치의 경계 모드 전환까지 원격으로 제어할 수 있는 보안 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 침입자가 출현하면 조명을 밝히고 경고 방송을 출력함으로써 침입 전에 미리 침입자 퇴치가 가능한 보안 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사전 예방을 위한 무선 보안 시스템을 구성하는 무인 감시 장치는 물체를 감지하고 상기 물체가 침입자인지 여부를 판단하는 센서부(100); 상기 물체가 침입자로 판단되는 경우, 상기 물체에 빛을 조사하는 라이트부(200); 상기 물체가 침입자로 판단되는 경우, 상기 물체에 경고 방송을 출력하는 스피커부(300); 상기 물체가 포함된 영상을 촬영하는 카메라부(400); 상기 영상을 사용자 단말기로 실시간 전송하고, 상기 물체가 침입자로 판단되면 상기 영상을 클라우드 서버에 전송하는 통신부(500); 및 센서부(100), 라이트부(200), 스피커부(300), 카메라부(400) 및 통신부(500)의 동작을 제어하는 제어부(600)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 무인 감시 장치는 상기 물체의 소리를 흡음하여 음성 신호를 생성하는 마이크(700) 및 상기 무인 감시 장치에 전력을 공급하는 전력공급부(800)를 포함하고, 전력공급부(800)는 바람의 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 풍력 발전부, 태양광의 빛 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 태양전지 모듈 및 이동용 배터리 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
바람직하게는, 센서부(100)는 물체의 크기와 동작을 감지하는 레이더 센서(110), 물체의 온도 및 온도의 변화를 감지하는 열적외선 센서(120), 물체의 종류에 따른 동작 패턴에 대한 정보가 저장된 데이터베이스(130) 및 레이더 센서(110)에 의해 감지된 정보와 데이터베이스(130)에 저장된 동작 패턴에 대한 정보를 비교하여 물체의 종류를 식별하는 센서 제어부(140)를 포함한다.
바람직하게는, 데이터베이스(130)에는 센서부(100)에 의해 감지된 물체를 침입자로 판단하기 위한 기준 정보가 저장되고, 센서 제어부(140)는 레이더 센서(110)와 열적외선 센서(120)에 의해 감지된 정보를 데이터베이스(130)에 저장된 기준 정보와 비교하여 센서부(100)에 의해 감지된 물체가 침입자인지 여부를 판단한다.
바람직하게는, 제어부(600)는 센서부(100)에 의해 상기 물체가 침입자로 판단되는 경우, 1차적으로 상기 물체에 빛을 조사하도록 라이트부(200)를 제어하고, 제어부(600)는 라이트부(200)에 의한 빛 조사에도 불구하고 상기 물체가 계속 감지되는 경우, 2차적으로 상기 물체에 경고 방송을 출력하도록 스피커부(300)를 제어하며, 제어부(600)는 스피커부(300)에 의한 경고 방송에도 불구하고 상기 물체가 계속 감지되는 경우, 3차적으로 침입자 발생에 대한 알림 메시지를 상기 사용자 단말기로 전송하도록 통신부(500)를 제어한다.
본 발명은 침입자만 자동으로 탐지하고 침입자의 침입 시에만 영상이 녹화되도록 함으로써 데이터 전송량 및 전력소모를 줄이고 풍력발전기, 태양전지 모듈 또는 이동용 배터리를 구비함으로써 전력선 및 통신선의 설치 없이 운용이 가능한 보안 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명은 침입자가 출현하면 무선 네트워크를 통해 사용자의 단말기로 침입 사실이 실시간 전송되고, 사용자는 단말기를 통해 언제 어디서든 현장 상황을 모니터링할 수 있으며, 단말기를 통해 침입자의 퇴치가 가능하고 침입자와의 커뮤니케이션도 가능한 보안 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명은 침입자가 출현하면 조명을 밝히고 경고 방송을 출력함으로써 침입 전에 미리 침입자 퇴치가 가능한 보안 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사전 예방을 위한 무선 보안 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 감시 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무인 감시 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
그리고 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 사전 예방을 위한 무선 보안 시스템의 구성 및 동작에 대하여, 이하 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사전 예방을 위한 무선 보안 시스템(이하, “본 무선 보안 시스템”이라 한다)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 무선 보안 시스템은 무인 감시 장치(1000), 클라우드 서버(2000), 사용자 단말기(3000) 및/또는 네트워크(4000)를 포함한다.
무인 감시 장치(1000)는 특정 위치에 설치되어 감시하고자 하는 구역에 침입자가 침입하였는지 여부를 감시한다. 해당 구역에 침입자가 침입한 경우, 무인 감시 장치(1000)는 침입자가 포함된 영상을 촬영하고 네트워크(4000)를 통해 클라우드 서버(2000) 및/또는 사용자 단말기(3000)로 촬영된 영상을 전송한다. 이때, 네트워크(4000)는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 및/또는 WiFi(Wireless Fidelity) 네트워크를 포함한다. 무인 감시 장치(1000)의 동작 및 구성에 대한 상세한 설명은 후술한다.
클라우드 서버(2000)는 무인 감시 장치(1000)로부터 전송받은 영상을 저장하고 사용자 단말기(3000)의 요청이 있는 경우 사용자 단말기(3000)로 저장된 영상을 전송한다. 본 무선 보안 시스템은 무인 감시 장치(1000) 내부에 저장 장치를 두지 않고 별도의 클라우드 서버(2000)에 녹화된 영상을 전송하여 저장함으로써 무인 감시 장치(1000)의 부피 및 소모 전력량을 줄일 수 있다.
사용자 단말기(3000)는 휴대폰, 스마트폰, 노트북 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 및/또는 네비게이션 장치에 해당할 수 있다. 사용자 단말기(3000)는, 감시 구역에 침입자가 출현하면, 침입 사실을 알리는 메시지 및/또는 침입자가 포함된 감시 구역의 영상을 무인 감시 장치(1000)로부터 전송받는다. 사용자는 사용자 단말기(3000)의 사용자 인터페이스를 통해 제어 정보를 입력할 수 있다. 사용자 단말기(3000)는 사용자가 입력한 제어 정보에 따라 침입자의 침입 사실을 관할 경찰서 및/또는 소방서에 신고하고, 감시 구역의 영상을 확대/축소하며, 무인 감시 장치(1000)로 하여금 침입자에게 조명을 밝히거나 경고 방송을 출력하도록 무인 감시 장치(1000)로 제어 정보를 전달하고, 사용자와 침입자가 의사소통을 할 수 있도록 무인 감시 장치(1000) 사이에서 영상과 음성을 송수신할 수 있다. 즉, 사용자는 사용자 단말기(3000)를 통해 실시간으로 감시 구역의 상황을 보고, 듣고, 조명 또는 경고 방송을 통해 직접 경고를 하면서 동시에 112나 119에 신고까지 할 수 있다. 나아가, 사용자는 사용자 단말기(3000)를 통해, 무인 감시 장치(1000)의 경계 모드를 전환할 수 있고, 이 경우, 경계 모드 전환을 위한 제어 정보가 사용자 단말기(3000)로부터 무인 감시 장치(1000)로 전송된다. 구체적으로, 사용자는 사용자 단말기(3000)를 통해, 경계 모드를 설정, 대기 및 해제 중 하나로 선택할 수 있고, 각 모드에 따라 무인 감시 장치(1000)의 빛(조명) 조사 여부, 경고 방송 출력 여부, 녹화 여부, 침입 사실 알림 여부 등이 다르게 설정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 감시 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 감시 장치(1000)는 센서부(100), 라이트부(200), 스피커부(300), 카메라부(400), 통신부(500) 및/또는 제어부(600)를 포함한다.
센서부(100)는 물체를 감지하고 물체가 침입자인지 여부를 판단한다. 센서부(100)는 마이크로웨이브와 열적외선을 이용하여 물체의 크기, 움직임 등을 감지하는데 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
라이트부(200)는 센서부(100)에 의해 감지된 물체가 침입자로 판단되는 경우, 침입자에게 고휘도의 빛을 조사함으로써 침입자를 1차적으로 퇴치한다.
스피커부(300)는 센서부(100)에 의해 감지된 물체가 침입자로 판단되는 경우, 침입자에게 기 녹음된 경고 방송을 출력함으로써 침입자를 2차적으로 퇴치한다. 또는, 센서부(100)에 의해 감지된 물체가 침입자로 판단되는 경우, 제어부(600)의 제어에 따라, 라이트부(200)와 스피커부(300)는 동시에 침입자에게 빛을 조사하고 경고 방송을 출력할 수 있다. 나아가, 이와 동시에 통신부(500)는 사용자 단말기(3000)로 침입 사실을 알릴 수 있다.
카메라부(400)는 감시하고자 하는 구역을 촬영하고 침입자가 출현하면 침입자를 촬영한다. 카메라부(400)는 적외선 카메라가 아닌 일반 카메라인 것을 특징으로 한다. 야간에는, 라이트부(200)에 의해 조사되는 빛을 이용하여 일반 카메라로도 영상 내 물체의 식별이 가능하다. 이러한 구성을 통해, 기존 적외선 카메라에서 소모되는 높은 전력량을 줄일 수 있고 이를 통해 기존 전기선을 태양전지 모듈이나 이동용 배터리 등의 무선 전력공급수단으로 대체할 수 있다. 카메라부(400)는 전력 소모를 최소화하기 위하여 저전력 멀티 모드 데이터 패스를 이용한 CMOS 이미지 센서(410)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
통신부(500)는 카메라부(400)에 의해 촬영된 영상을 사용자 단말기(3000)로 실시간 전송하고, 침입자를 촬영한 영상을 클라우드 서버(2000)로 전송한다. 나아가, 통신부(500)는 침입자의 출현을 알리는 알림 메시지를 사용자 단말기(3000)로 전송하고 사용자 단말기(3000)로부터 제어 정보를 수신한다. 이때, 통신부(500)는 LTE 통신 규격 및/또는 WiFi 통신 규격에 따라 LTE 네트워크 및/또는 WiFi 네트워크를 통해 해당 데이터를 송수신한다. 통신부(500)는 복수 개의 사용자 단말기(3000)와 통신할 수 있다. 통신부(500)는 LTE 라우터에 해당할 수 있다.
제어부(600)는 기 저장된 알고리즘, 자체 판단 및/또는 사용자의 명령에 따라 센서부(100), 라이트부(200), 스피커부(300), 카메라부(400) 및/또는 통신부(500)의 동작을 제어한다.
구체적으로, 제어부(600)는 센서부(100)에 의해 감지된 물체가 침입자로 판단되는 경우, 1차적으로 해당 물체에 빛을 조사하도록 라이트부(200)를 제어한다. 제어부(600)는 라이트부(200)에 의한 빛 조사에도 불구하고 감시 구역 내에서 해당 물체가 계속 감지되는 경우, 2차적으로 해당 물체에 경고 방송을 출력하도록 스피커부(300)를 제어한다. 제어부(600)는 스피커부(300)에 의한 경고 방송에도 불구하고 해당 물체가 감시 구역 내에서 계속 감지되는 경우, 3차적으로 침입자 발생에 대한 알림 메시지를 상기 사용자 단말기로 전송하도록 통신부(500)를 제어한다. 이때, 알림 메시지에는 상기 1차 및 2차 조치가 행해졌음에도 불구하고 침입자가 퇴치되지 않은 상황에 대한 정보가 포함되고, 더 강력한 조치가 필요함을 알리는 정보가 포함될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무인 감시 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무인 감시 장치(1000)는 마이크(700) 및/또는 전력공급부(800)를 더 포함한다.
마이크(700)는 감시 구역에 출현한 물체의 소리를 흡음하여 음성 신호를 생성한다. 생성된 음성 신호는 네트워크(4000)를 통해 클라우드 서버(2000) 및/또는 사용자 단말기(3000)로 전송된다.
전력공급부(800)는 무인 감시 장치(1000)에 전력(전기 에너지)을 공급한다. 전력공급부(800)는 바람의 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 풍력 발전부(미도시), 태양광의 빛 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 태양전지 모듈(미도시) 및/또는 이동용 배터리(미도시)를 포함한다.
태양전지 모듈과 풍력 발전부는 무인 감시 장치(1000)의 운용에 필요한 전력을 자체적으로 생성하고 공급한다. 이로 인해 전기선이나 통신선의 연결이 필요치 않다. 예를 들어, 태양전지 모듈은 100W 전력을 갖고, 이동용 배터리는 60Ah 용량을 가질 수 있다. 이로써, 전기선이나 통신선의 설치를 위한 기반 공사가 불필요하며, 선의 노후화에 따른 사후 유지관리 비용을 절감할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(100)는 레이더 센서(110), 열적외선 센서(120), 데이터베이스(130) 및/또는 센서 제어부(140)를 포함한다.
레이더 센서(110)는 마이크로웨이브를 이용하여 물체의 크기와 동작을 감지한다. 레이더 센서(110)는 전파를 방사하고 물체로부터 반사되어 온 전파를 처리함으로써 물체의 크기, 동작 및 동작 패턴을 감지한다.
열적외선 센서(120)는 물체가 방출하는 열적외선을 이용하여 물체의 온도 및 온도의 변화를 감지하고 이를 통해 물체의 동작 및 동작 패턴을 감지한다.
데이터베이스(130)에는 물체의 종류에 따른 물체의 크기 및/또는 동작 패턴에 대한 정보가 저장된다. 그리고, 데이터베이스(130)에는 센서부(100)에 의해 감지된 물체를 침입자로 판단하기 위한 기준 정보가 저장된다. 이때, 침입자로 판단하기 위한 기준 정보는 물체의 종류 정보, 물체의 크기 정보 및/또는 물체의 속도 정보를 포함한다.
센서 제어부(140)는 레이더 센서(110)에 의해 감지된 정보와 데이터베이스(130)에 저장된 동작 패턴에 대한 정보를 비교하여 물체의 종류를 식별한다. 그리고, 센서 제어부(140)는 레이더 센서(110)와 열적외선 센서(120)에 의해 감지된 정보를 데이터베이스(130)에 저장된 기준 정보와 비교하여 센서부(100)에 의해 감지된 물체가 침입자인지 여부를 판단한다. 센서 제어부(140)는 레이더 센서(110)에 의해 감지된 정보뿐만 아니라 열적외선 센서(120)에 의해 감지된 정보를 함께 이용하여 물체를 탐지하기 때문에, 일정한 크기의 열이 나지 않는 숲 속의 나무가 움직이더라도 이를 침입자로 판단하지 않는다.
센서 제어부(140)는 먼저, 물체의 종류를 식별한 뒤 이를 기준으로 감지된 물체가 침입자에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 센서 제어부(140)는 레이더 센서(110)에 의해 감지된 물체의 동작 패턴 정보를 데이터베이스(130)에 저장된 물체의 종류에 따른 물체의 동작 패턴 정보와 비교하여 감지된 물체의 종류를 식별한다. 그리고, 센서 제어부(140)는 데이터베이스(130)에 저장된 침입자로 분류된 물체의 종류 정보를 기초로, 식별된 물체의 종류가 침입자로 분류된 물체에 해당하는지 판단함으로써, 물체가 침입자에 해당하는지 여부를 1차적으로 판단한다.
그러고 나서, 센서 제어부(140)는 열적외선 센서(120)에 의해 감지된 물체의 동작 패턴 정보를 데이터베이스(130)에 저장된 물체의 종류에 따른 동작 패턴 정보와 비교하여 감지된 물체의 종류를 다시 식별한다. 그리고, 센서 제어부(140)는 데이터베이스(130)에 저장된 침입자로 분류된 물체의 종류 정보를 기초로, 식별된 물체의 종류가 침입자로 분류된 물체에 해당하는지 판단함으로써, 물체가 침입자에 해당하는지 여부를 2차적으로 판단한다.
이후, 센서 제어부(140)는 상기 1차 판단 결과와 2차 판단 결과를 상호 검증하여, 두 결과 모두 감지된 물체를 침입자로 판단한 경우에만 감지된 물체를 침입자로 판단한다. 또는, 센서 제어부(140)는 상기 1차 판단 결과 및 2차 판단 결과 중 어느 하나라도 감지된 물체를 침입자로 판단한 경우에는 감지된 물체를 침입자로 판단할 수 있다.
또는, 센서 제어부(140)는 물체의 종류가 아닌 물체의 크기와 속도를 기준으로 해당 물체가 침입자인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 0.75m2 이상의 물체가 초당 0.1m/s로 이상의 속도로 움직이면 센서 제어부(140)는 해당 물체를 침입자로 판단할 수 있다.
구체적으로, 센서 제어부(140)는 레이더 센서(110)에 의해 감지된 물체의 크기와 속도 정보를 데이터베이스(130)에 저장된 침입자로 판단될 물체의 크기 및 속도 정보와 비교하여 감지된 물체가 침입자에 해당하는지 여부를 1차적으로 판단한다.
그러고 나서, 센서 제어부(140)는 열적외선 센서(120)에 의해 감지된 물체의 크기와 속도 정보를 데이터베이스(130)에 저장된 침입자로 판단될 물체의 크기 및 속도 정보와 비교하여 감지된 물체가 침입자에 해당하는지 여부를 2차적으로 판단한다.
이후, 센서 제어부(140)는 상기 1차 판단 결과와 2차 판단 결과를 상호 검증하여, 두 결과 모두 감지된 물체를 침입자로 판단한 경우에만 감지된 물체를 침입자로 판단한다. 또는, 센서 제어부(140)는 상기 1차 판단 결과 및 2차 판단 결과 중 어느 하나라도 감지된 물체를 침입자로 판단한 경우에는 감지된 물체를 침입자로 판단할 수 있다.
나아가, 센서 제어부(140)는 물체의 종류를 기준으로 한 판단 결과와 물체의 크기 및 속도 정보를 기준으로 한 판단 결과를 상호 검증하여, 두 결과 모두 감지된 물체를 침입자로 판단한 경우에만 감지된 물체를 침입자로 판단할 수 있다. 또는, 센서 제어부(140)는 상기 두 판단 결과 중 어느 하나라도 감지된 물체를 침입자로 판단한 경우에는 감지된 물체를 침입자로 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따르면, 카메라부(400)의 소모 전력을 최소화하기 위하여 카메라부(400)는 멀티 모드 데이터패스를 이용하여 저전력 구동이 가능한 CMOS 이미지 센서(410)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서(410)는 멀티 모드 데이터패스를 이용하여 저전력으로 구동하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 CMOS 이미지 센서(410)는 멀티 모드 데이터패스를 통해 저전력 모드, 고해상도 모드 등의 다양한 모드에 대응하여 저전력, 고속 처리가 가능하다.
이 특징에 따른 본 발명의 CMOS 이미지 센서(410)는, 복수 개의 픽셀들이 배열되어 병합 가능한 4 개의 공유 픽셀(4-shared pixel) 어레이들에 대한 픽셀 데이터를 출력하는 픽셀 어레이(412); 상기 4 개의 공유 픽셀 어레이(412) 각각에 대응하여 하나의 데이터 배열 모듈을 구비하고, 저전력 모드에서 상기 4 개의 공유 픽셀 어레이(412)의 다른 로우(row)에 있는 같은 색상의 픽셀 데이터를 머징(merging)하여 데이터를 재배열하는 데이터 배열부(413); 상기 데이터 배열부(413)로부터 출력되는 데이터를 배타적 논리합(exclusive or)하여 센스 라인 풀-다운 회로의 입력 전압이 하이 레벨이상인 경우에 디스챠지 및 프리챠지하는 데이터 판독부(414); 및/또는 상기 데이터 판독부(414)로부터 판독된 데이터 중 같은 색상 데이터의 최상위 비트(MSB) 쪽의 데이터와 최하위 비트(LSB) 쪽의 데이터를 구분하여 전송하는 데이터 전송부(415)를 포함한다. 본 발명의 CMOS 이미지 센서(410)는 로우 드라이버(Row Driver)(411)를 더 포함할 수 있고, 로우 드라이버(411)는 픽셀 어레이(412)를 로우 단위로 동작시키는 회로이다. 데이터 배열부(413)는 컬럼 드라이버(413b)를 더 포함할 수 있고, 컬럼 드라이버(413b)는 픽셀 어레이(412) 다음 단의 PGA 나 ADC와 같은 컬럼 패러럴한 리드아웃 회로를 동작시킨다.
구체적으로, 상기 데이터 배열부(413)는 고속 모드에서 인접하는 픽셀 데이터들 간에 최상위 비트(MSB)의 고유 변이 특성을 이용하여 트랜지션 횟수를 줄이도록 처리한다. 상기 데이터 배열부(413)는 저전력 모드에서 동일한 색상 별로 데이터를 2 계층의 버퍼에 모두 배열한 후 상기 데이터 판독부(414)로 출력하고, 고속 모드에서 2 계층의 상기 버퍼에 교번으로 데이터를 배열하여 상기 데이터 판독부(414)로 출력한다. 이때, 상기 저전력 모드는 저전력 올웨이즈온(AO-LP) 모드와 저전력 포토 슈팅(PS-LP) 모드를 포함하고, 상기 고속 모드는 고속 포토 슈팅(PS-HS) 모드를 포함한다. 나아가, 상기 데이터 배열부(413)는 상기 4 개의 공유 픽셀(4-shared pixel)을 사용하여 전체 모드에 따라 픽셀 데이터를 머징할지 여부를 결정하고, 다른 열(row)에 위치하는 동일한 색상 픽셀 데이터를 머징하는 아날로그 멀티플렉서; 이득(gain) 조절이 가능한 이득 조절 증폭기; 아날로그 데이터를 디지털화하는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)로 구비되는 비교기; 및/또는 상기 저전력 모드와 상기 고속 모드를 포함하는 멀티 모드 및 색상별로 데이터 구분이 가능하게 출력하는 리드 아웃 회로(413a)를 포함한다. 상기 아날로그 멀티플렉서는, 상기 저전력 모드의 경우, 상기 4 개의 공유 픽셀(4-shared pixel) 중 순차적으로 첫 번째 로우 데이터와 세 번째 로우 데이터를 머징하고, 두 번째 로우 데이터와 네 번째 로우 데이터를 머징한다. 상기 아날로그 멀티플렉서는 상기 고속 모드의 경우, 머징을 하지 않고 상기 4 개의 공유 픽셀(4-shared pixel) 중 첫 번째 로우 데이터로부터 네 번째 로우 데이터를 순차적으로 바이패싱 처리한다. 상기 리드 아웃 회로(413a)는 4 개의 공유 픽셀들 각각에 대응하여 2 계층의 데이터 배열 블럭과 데이터 판독 블럭으로 구성된다. 상기 데이터 배열 블럭은, 멀티 모드 및 색상별로 2 계층의 버퍼 중 어느 하나로 데이터를 전달되도록 하는 데이터패스 로직; 및/또는 멀티 모드 각각에 대응하여 데이터를 카운트하는 디지털 카운터를 포함한다. 상기 데이터 판독 블럭은 시프트 레지스터로 구비된다.
본 발명에 따른 저전력 멀티 모드 데이터 패스를 이용한 CMOS 이미지 센서(410)는 다음과 같은 효과를 가진다. 첫째, 본 발명은 리드 아웃(read-out) 회로에서 데이터 트랜지션을 감소시켜 소모되는 동적 전류를 감소시키고, 이를 통해 회로 전반에서 사용하는 전력량을 감소시킬 수 있다. 둘째, 본 발명은 데이터 트랜지션에 따른 동적 전류 감소를 통해 노이즈 특성을 개선할 수 있다. 셋째, 본 발명은 멀티 모드 데이터패스를 이용하여 다양한 제품에 적용 가능하며, 동일한 제품 내에서도 저전력 모드, 고속 모드 등의 모드 변경을 통한 제품의 유연성을 가질 수 있다. 본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
1000: 무인 감시 장치 2000: 클라우드 서버 3000: 사용자 단말기
4000: 네트워크 100: 센서부 200: 라이트부
300: 스피커부 400: 카메라부 500: 통신부
600: 제어부 700: 마이크 800: 전력공급부
110: 레이더 센서 120: 열적외선 센서 130: 데이터베이스
140: 센서 제어부

Claims (5)

  1. 물체를 감지하고 상기 물체가 침입자인지 여부를 판단하는 센서부(100);
    상기 물체가 침입자로 판단되는 경우, 상기 물체에 빛을 조사하는 라이트부(200);
    상기 물체가 침입자로 판단되는 경우, 상기 물체에 경고 방송을 출력하는 스피커부(300);
    상기 물체가 포함된 영상을 촬영하는 카메라부(400);
    상기 영상을 사용자 단말기로 실시간 전송하고, 상기 물체가 침입자로 판단되면 상기 영상을 클라우드 서버에 전송하는 통신부(500); 및
    센서부(100), 라이트부(200), 스피커부(300), 카메라부(400) 및 통신부(500)의 동작을 제어하는 제어부(600)를 포함하는 무인 감시 장치로서,
    상기 무인 감시 장치는 상기 사용자 단말기에 의해 경계모드, 대기모드 및 해제모드 중 하나로 설정되어, 각 모드에 따라 빛 조사 여부, 경고 방송 출력 여부, 녹화 여부 및 침입 사실 알림 여부가 일괄적으로 설정되고,
    센서부(100)는 물체의 크기와 동작을 감지하는 레이더 센서(110), 물체의 온도 및 온도의 변화를 감지하는 열적외선 센서(120), 물체의 종류에 따른 동작 패턴에 대한 정보가 저장된 데이터베이스(130) 및 레이더 센서(110)에 의해 감지된 정보와 데이터베이스(130)에 저장된 동작 패턴에 대한 정보를 비교하여 물체의 종류를 식별하는 센서 제어부(140)를 포함하고,
    데이터베이스(130)에는 센서부(100)에 의해 감지된 물체를 침입자로 판단하기 위한 기준 정보가 저장되고, 센서 제어부(140)는 레이더 센서(110)와 열적외선 센서(120)에 의해 감지된 정보를 데이터베이스(130)에 저장된 기준 정보와 비교하여 센서부(100)에 의해 감지된 물체가 침입자인지 여부를 판단하고,
    센서 제어부(140)는 레이더 센서(110)에 의해 감지된 물체가 칩입자에 해당하는지 여부를 1차적으로 판단하고, 1차적으로 판단한 물체가 침입자로 판단되는 경우, 열적외선 센서(120)에 의해 감지된 물체의 판단 과정을 생략하고, 1차적으로 판단한 물체가 칩입자로 판단되지 않은 경우, 열적외선 센서(120)에 의해 감지된 물체가 침입자에 해당하는지 여부를 2차적으로 판단하고,
    센서 제어부(140)에 의한 1차적 판단 또는 2차적 판단에 의해 센서부(100)에 의해 감지된 물체가 침입자로 판단되는 경우, 제어부(600)는 1차적으로 물체에 빛을 조사하도록 라이트부(200)를 제어하고, 라이트부(200)에 의한 빛 조사에도 불구하고 물체가 계속 감지되는 경우, 2차적으로 물체에 경고 방송을 출력하도록 스피커부(300)를 제어하며,
    제어부(600)는 스피커부(300)에 의한 경고 방송에도 불구하고 물체가 계속 감지되는 경우, 3차적으로 1차 및 2차 조치가 행해졌음에도 불구하고 침입자가 퇴치되지 않은 상황에 대한 정보와, 더 강력한 조치가 필요하다는 정보를 알리는 알림 메시지를 상기 사용자 단말기로 전송하도록 통신부(500)를 제어하고,
    통신부(500)는 상기 무인 감시 장치에서 촬영되고 있는 감시 구역의 상황정보를 상기 사용자 단말기로 실시간으로 전송하고, 상기 사용자 단말기로부터 빛 조사 여부 및 경고 방송 출력 여부에 대한 제어정보를 수신하며, 상기 상황정보에 따른 침입자의 침입 사실은 상기 사용자 단말기에 의해 관할 경찰서 또는 소방서에 실시간으로 신고되는 것을 특징으로 하는 무인 감시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무인 감시 장치는 상기 물체의 소리를 흡음하여 음성 신호를 생성하는 마이크(700) 및 상기 무인 감시 장치에 전력을 공급하는 전력공급부(800)를 포함하고, 전력공급부(800)는 바람의 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 풍력 발전부, 태양광의 빛 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 태양전지 모듈 및 이동용 배터리 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 감시 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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