KR102100219B1

KR102100219B1 - 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치 및 이를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법

Info

Publication number: KR102100219B1
Application number: KR1020180163826A
Authority: KR
Inventors: 김충환
Original assignee: 아이데이터주식회사
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-04-17

Abstract

다중 PIR 센서를 이용한 유동인구 검지장치를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법이 개시 되어 있다. 최근 초전센서와 렌즈 등을 이용하여 인체를 검출하는 방식에서 발전하여 검출된 인체의 이동방향을 검출하는 기술이 개발되고 있다. 인체의 이동방향 검출에는 일반적으로 2개의 초전센서를 사용하고, 초전센서가 인체로부터 발산하는 원적외선을 검출하는 순서를 분석하여 이동방향을 확인하는 방식이다. 하지만 기온의 변화나 인접 동행자 중복에 따른 오류 등으로 인해 유동인구 계측에 오류가 많아 실제 유동인구 측정에 애로를 겪고 있는 실정이다. 본 발명에서는 3개의 원적외선센서모듈이 포함된 다중PIR센서 유동인구 검지장치를 통하여 움직이는 사람의 동작을 인식함으로써 유동인구 계측의 정확도를 높이는 기술이다. 본 발명을 통해 특정 공간에서 원적외선을 발산하는 물체가 유동인구 검지장치의 검출영역 안에서 물체의 수와 이동하는 방향을 더욱 정확하게 검출하고, 3개의 원적외선 센서를 통한 입체적 인식과 패턴 보정 분석을 통해 유동인구 계측의 신뢰성을 높이고 이동물체의 경계선 이동시점을 정확하게 분석할 수 있다.

Description

다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치 및 이를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법{Floating population detection system using multiple PIR sensors and method of detecting and counting floating population using the same}

본 발명은 유동인구 검지장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 공간에서 원적외선을 발산하는 유동인구의 수와 이동하는 방향을 보다 정확하게 검출하는 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치 및 이를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법에 관한 것이다.

일반적으로 인체에서 8 ~ 14 마이크로미터(㎛) 파장의 원적외선 (Far infrared ray)이 자연적으로 발생하고, 이러한 파장의 원적외선을 검출하므로 사람의 접근 여부를 확인할 수 있다. 일례로, 가정, 사무실, 연구소 등에서 허가되지 않은 무단 침입자를 검출하고 경보 신호를 발생하는 경우에 인체에서 발생하는 원적외선을 검출하는 방식을 사용한다.

원적외선은 눈에 보이지 않는 빛의 일종으로 열선이라고도 하며, 검출(DETECT) 에는 초전 센서(PYROELECTRIC SENSOR)를 이용하고, 검출범위는 약 10 미터(m) 내외가 일반적이며, 검출된 신호는 증폭 및 분석 등을 통하여 필요한 형태로 출력한다. 또한, 인체로부터 발산되는 원적외선의 검출 감도를 높이기 위하여 초전 센서의 앞에 집광렌즈를 사용하며, 집광렌즈로는 프레넬 렌즈(FRESNEL LENS) 및 프레넬 렌즈 어레이(ARRAY) 등이 있고, 구조에 따라 평면형, 구면형 등으로 구분된다. 프레넬 렌즈는 구조적 특징에 의하여 상하 방향의 검출가능한 각도가 일례로 약 4도 ~ 7도 이하로 제한되는 문제가 있다. 이러한 프레넬 렌즈의 문제를 일부 해결하는 것이 오목 거울(MIRROR) 렌즈를 사용하는 방식이다.

이러한 초전 센서와 렌즈 등을 이용하여 인체를 검출하는 방식에서 발전하여 검출된 인체의 이동방향을 검출하는 기술이 개발되고 있다. 인체의 이동방향 검출에는 일반적으로 2 개의 초전센서를 사용하고, 초전센서가 인체로부터 발산하는 원적외선을 검출하는 순서를 분석하여 이동방향을 확인하는 방식이다. 하지만 기온의 변화나 인접 동행자 중복에 따른 오류 등으로 인해 유동인구 검지에 오류가 많아 실제 유동인구 측정에 애로를 겪고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1551374호(2015년 09월 02일)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은, 특정 공간에서 원적외선을 발산하는 유동인구의 수와 이동하는 방향을 보다 정확하게 검출하는 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은, 특정 공간에서 원적외선을 발산하는 유동인구의 수와 이동하는 방향을 보다 정확하게 검출하는 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법을 제공하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 3개의 원적외선 센서모듈로 구성되어 통행자의 이동을 아날로그 신호로 인식하는 원적외선인식부; 상기 원적외선인식부에서 인식한 아날로그 정보를 디지털 신호로 변환하는 디지털변환부; 상기 디지털 신호를 저장메모리에 저장시키는 데이터저장부; 상기 원적외선인식부의 패턴정보를 통하여 통행자를 인식하는 패턴인식부; 상기 패턴인식부의 인식결과에 따라 통행자의 이동방향과 인원수를 계측하는 인원계측부; 외부 장치와의 데이터 송수신 기능을 수행하는 통신제어부; 외부전원을 입력받아 검지장치 각부에 구동전원을 공급하는 전원부; 검지장치 각부의 구성요소들간의 명령 송수신, 연산 기능을 수행하는 중앙처리장치를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 3 원적외선 센서모듈은 생물체의 이동 방향에 대하여 수직으로 적층 배치되되, 상기 제 1 원적외선 센서모듈은 좌측에 하나의 제 1 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과를 나타내는 제 1 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되고, 상기 제 2 원적외선센서모듈은 수평으로 좌,우측에 나란히 형성된 제 2 원적외선센서 및 제 3 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과 방향을 나타내는 제 2 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되고, 상기 제 3 원적외선센서모듈은 우측에 하나의 제 4 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과 방향을 나타내는 제 3 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 내지 제 4 원적외선센서는 적외선을 복사하는 물체의 움직임에 반응하는 센서로서, 수동형 적외선 동작 감지 센서(PIR) 혹은 인체감지 모션 센서를 포함할 수 있다.

상기 패턴인식부는, 상기 제 1 유형의 전기 신호, 상기 제 2 유형의 전기 신호 및 상기 제 3 유형의 전기 신호를 분석하여 공간을 통과하는 이동하는 생물체의 통과 방향을 인식함으로써 상기 모듈들의 전방을 통과하는 생물체 수를 결정하되, 누적된 시계열 유동인구 정보의 분석을 통하여 미래 특정 시점의 유동인구 데이터를 딥러닝 기술을 적용하여 예측정보를 분석하는 것이 바람직하다.

상기 제 1 내지 제 3 원적외선센서모듈의 시야각을 조정하여 전방의 이동 방향을 통과하는 단일의 생물체에 의해서만 영향을 받도록, 각각의 모듈의 전면에 배치된 각각의 원통형 프레넬 렌즈를 더 포함할 수 있다.

다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법은, 3개의 원적외선 센서모듈로 구성되어 통행자의 이동을 아날로그 신호로 인식하는 원적외선인식부가 특정공간에 미리 설치된 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치를 이용한 방법에 있어서, 상기 원적외선인식부가 사용자의 이동을 아날로그 신호로 인식한 후 디지털변환부에서 디지털 변환 과정을 거치고, 데이터저장부는 해당 데이터를 내장 메모리에 저장하는 단계; 패턴인식부가 상기 원적외선인식부의 패턴정보와 사전에 저장된 패턴과의 비교분석 과정을 거쳐 유동인구를 분석하고, 인원계측부가 패턴인식부의 인식결과에 따라 통행자의 이동방향과 인원수를 계측하는 단계; 통신제어부가 원격지의 관리자의 유동인구 분석정보 조회 요구가 있을시 유동인구 계측분석 결과를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 3 원적외선 센서모듈은 생물체의 이동 방향에 대하여 수직으로 적층 배치되되, 상기 제 1 원적외선 센서모듈은 좌측에 하나의 제 1 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과를 나타내는 제 1 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되고, 상기 제 2 원적외선센서모듈은 수평으로 좌,우측에 나란히 형성된 제 2 원적외선센서 및 제 3 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과 방향을 나타내는 제 2 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되고, 상기 제 3 원적외선센서모듈은 우측에 하나의 제 4 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과 방향을 나타내는 제 3 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기타 특징 및 더욱 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치 및 이를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법에 의하면, 특정 공간에서 원적외선을 발산하는 유동인구의 수와 이동하는 방향을 보다 정확하게 검출하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 3개의 원적외선 센서모듈을 포함하는 계측장치를 통한 입체적 인식과 패턴 보정 분석을 통해 유동인구 계측의 신뢰성을 높이고 유동인구의 경계선 이동시점을 정확하게 분석하는 사용상 편리한 효과도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 센서를 이용한 생물체 이동방향 인식 원리를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정방향 이동시의 원적외선 센서가 인식하는 전기 아날로그 신호를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 역방향 이동시의 원적외선 센서가 인식하는 전기 아날로그 신호를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 유동인구 센서모듈의 구조를 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정방향 이동시의 3개의 원적외선 센서가 인식하는 전기 아날로그 신호를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 역방향 이동시의 3개의 원적외선 센서가 인식하는 전기 아날로그 신호를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치의 구성요소를 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법을 나타낸 제어 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함하는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

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 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 이동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조함한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 이동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 센서를 이용한 생물체 이동방향 인식 원리를 나타낸 구성도이다.

도시된 바와 같이, 원적외선 센서모듈(200)는 가상의 통로(600) 내에서 생물체(400)의 이동 방향(300, 500)을 인식하기 위한 장치로서, 제 1 원적외선센서(210) 및 제 2 원적외선센서(220)을 포함한다.

제 1 원적외선센서(210) 및 제 2 원적외선센서(220)는 생물체(400)의 이동 방향(300, 500)에 대하여 수평 방향으로 서로 나란히 배치된다.

제 1 원적외선센서(210) 및 제 2 원적외선센서(220)는 원적외선 방사에 민감하고, 각각의 제 1 및 제 2 원적외선센서(210, 220)의 전방에 있는 생물체(400)의 통과시 전기 신호가 변화되어 물체를 인식하게 되는데, 그 전기 신호의 변화 상태는 각각 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같다.

본 발명에 따른 유동인구 검지장치(1000)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 전기 신호를 수신하고, 이 전기 신호를 분석하여 생물체(400)의 가상의 통로(600)에서의 이동 방향(300, 500)을 인식한다.

도 1에 도시된 평행 사각기둥 형태의 영역(230 및 240)들은 제 1 및 제 2 원적외선 센서(210, 220)의 영향 영역들을 나타낸다. 즉, 제 1 영향 영역(230)에 생물체(400)가 접근하여서 방출된 원적외선은 제 1 원적외선센서(210)에 의해 감지되고, 제 2 영향 영역(240)에 생물체(400)가 접근하여서 방출된 원적외선은 제 2 원적외선센서(220)에 의해 감지된다. 화살표(300, 500)는 생물체 (400)의 이동 방향을 나타낸 것으로, 300은 정방향 및 500은 역방향의 이동상태를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정방향 이동시의 원적외선 센서가 인식하는 전기 아날로그 신호를 나타낸 그래프이다.

도시된 바와 같이, 그래프는 원적외선센서(210, 220)의 전방에서 생물체(400)가 통로(600)를 통과하는 동안 변화된 전기 신호를 나타낸다.

화살표(300)는 생물체(400)의 통과 방향으로서, 도면에서 정방향으로 이동하는 것을 나타낸다. 도 2의 화살표(300) 방향은 도 1의 화살표(300) 방향과 동일하다.

그래프의 최대값(201)은 생물체(400)의 제 1 원적외선센서(210)에 의한 검출을 나타내고, 최소값(204)은 생물체(400)의 제 2 원적외선센서(220)에 의한 검출을 순차적으로 나타낸다.

또한, 제 2 최소값(202) 및 제 2 최대값(203)은 신호의 감쇠를 나타내고, 원적외선 센서모듈(200) 및 그 신호 처리 유닛을 구성하는 요소들에 의존한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 역방향 이동시의 원적외선 센서가 인식하는 전기 아날로그 신호를 나타낸 그래프이다.

생물체(400)가 화살표 방향(500)(도 2의 화살표(300)와 반대 방향)으로 움직이는 경우, 전기 신호는 역전된다.

즉, 전기 신호는 먼저 제 2 원적외선센서(220)의 전방에 있는 생물체(400)의 통과를 나타내는 최소값(204), 그리고 제 1 원적외선센서(210)의 전방에서 생물체(400)의 통과를 나타내는 최대값(201)을 순차적으로 나타낸다.

이러한 전기 신호는 도 3에 도시된 바와 같이 표시되며, 생물체(400)의 통과 방향은 화살표(500)로 표시된 바와 같이 역방향이 된다.

따라서, 통로(600)의 이동 방향을 결정하기 위한 장치에서 생물체(400)의 통과 방향을 결정하는 것은 도 2 및 도 3에 도시된 전기 신호의 분석에 의해 결정된다.

종래 기술의 원적외선 센서모듈의 문제점은 사실상, 생물체의 온도가 통로내에서의 이동 방향을 결정하기 위한 장치의 온도보다 큰 경우에만이 결정이 정확하다는 것이다. 이것은 생물체의 온도가 통로내에서의 이동 방향을 결정하기 위한 장치의 온도보다 낮으면 도 2 및 도 3의 곡선이 역전되고 따라서 생물체의 통과 방향 결정의 정확도가 떨어지기 때문이다.

따라서, 통로를 결정하기 위한 생물체와 장치 사이의 온도차가 역전되기 때문에, 생물체의 통과 방향에 관한 불확실성이 발생한다. 즉, 생물체는 온도가 낮은 곳, 예를 들면 외부에 있거나 입고 있는 옷이 차갑다면, 통로를 통과하는 생물체의 수를 세는 것의 정확도에 불확실성이 존재할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선인식부의 구조를 나타낸 구성도이다.

상기에서 설명한 바와 같은 공간에서의 생물체의 계수 측정의 불확실성을 개선하기 위해, 도 4에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 통로(600)내에서 이동하는 생물체를 인식하고 계수하기 위한 원적외선인식부(1200)는, 생물체(400)의 이동 방향(300, 500)에 대하여 수직으로 적층 배치된 제 1 원적외선 센서모듈(100), 제 2 원적외선 센서모듈(200) 및 제 3 원적외선 센서모듈(300)을 포함한다.

제 1 원적외선 센서모듈(100)은 하나의 제 1 원적외선센서(110)를 포함하고 제 1 원적외선 센서모듈(100)의 전방에서 생물체(400)의 통과를 나타내는 제 1 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성된다.

제 2 원적외선센서모듈(210)은 수평으로 나란히 형성된 제 2 원적외선센서(210) 및 제 3 원적외선센서(220)를 포함하고, 제 2 원적외선장치(200)의 전방에서 생물체(400)의 통과 방향을 나타내는 제 2 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성된다.

제 3 원적외선센서모듈(300)은 하나의 제 4 원적외선센서(320)를 포함하고 제 3 원적외선장치(300)의 전방에서 생물체(400)의 통과 방향을 나타내는 제 3 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성된다.

본 발명에 적용되는 제 1 내지 제 4 원적외선센서(110, 210, 220, 320)는 적외선을 복사하는 물체의 움직임에 반응하는 센서로서, 수동형 적외선 이동 감지 센서(PIR) 혹은 인체감지 모션 센서를 포함할 수 있다. 일반적으로 초음파 거리센서, 적외선 거리센서 등은 (초)음파 및 적외선 등을 방사하고 돌아오는 것을 측정하며, 이를 능동형 적외선 센서라고 한다. 본 발명에 적용되는 수동형 적외선 센서는 적외선을 방출하지 않고, 사물에서 나오는 열에 수동적으로 반응하는 센서를 말한다.

상기 제 1 유형의 전기 신호, 상기 제 2 유형의 전기 신호 및 상기 제 3 유형의 전기 신호를 분석하여 공간(600)을 통과하는 이동하는 생물체(400)의 통과 방향을 인식함으로써 상기 모듈(100, 200, 300)의 전방을 통과하는 생물체 수를 먼저 결정하도록 구성된 제 1 유형, 제 2 유형 및 제 3 유형의 전기 신호를 수신한다.

더욱 상세하게는, 상기 제 1 내지 제 3 원적외선센서모듈(100, 200, 300) 중 제 1 원적외선센서모듈(100)에는 좌측에 하나의 제 1 원적외선센서(110)가 배치되고, 제 2 원적외선센서모듈(200)에는 좌측, 우측에 각각 제 2 원적외선센서(210)과 제 3 원적외선센서(230)가 배치되고, 제 3 원적외선센서모듈(300)에는 우측에 하나의 제 4 원적외선센서(320)가 배치된다.

이와 같은 배치 구성을 통해 제 1 원적외선센서모듈(100)에는 제1 입력항목인 좌측에서 우측으로 이동하는 유동인구를 감지하는 전기 자기장 신호가. 제 2 원적외선센서모듈(200)에는 제2 입력항목인 좌측, 우측 방향과 무관하게 이동하는 유동인구를 감지하는 전기 자기장 신호가, 제 3 원적외선센서모듈(300)에는 제3 입력항목인 우측에서 좌측으로 이동하는 유동인구를 감지하는 전기 자기장 신호가 발생한다.

또한, 패턴인식부(160) 및 인원계측부(170)는 상기에서 감지하는 제1 입력항목, 제2 입력항목, 제3 입력항목을 분석하여 제1 분석항목인 특정 시간대의 유동인구의 수와 유동인구의 이동방향정보를 분석하고, 제1 저장항목으로 통합저장소에 누적 저장할 수 있다.

또한, 제1 저장항목에 누적된 시계열 유동인구 정보의 분석을 통하여 제2 분석항목인 미래 특정 시점의 유동인구 데이터를 딥러닝 기술을 적용하여 예측정보를 분석할 수 있다.

도 4에서, 제 1 원적외선센서모듈(100)과 제 2 원적외선센서모듈(200) 및 제 3 원적외선센서모듈(300)은 서로 가깝게 배치되되 수직선상에 적층 배치되고, 제 2 원적외선센서모듈(200)에 포함된 제 2 원적외선센서(210)와 제 3 원적외선센서(220)는 수평으로 나란히 배치된다.

더욱이, 각각의 제 1 내지 제 3 원적외선센서모듈(100, 200, 300)의 시야각이 너무 커서 공간(600)의 전방의 이동 방향(300, 500)을 통과하는 단일의 생물체(400)에 의해서만 영향을 받도록, 각각의 모듈(100, 200, 300)의 전면에 배치된 각각의 원통형 프레넬 렌즈(150, 151, 152)들을 포함한다.

각각의 제 1 내지 제 3 원적외선센서모듈(100, 200, 300)에 대해, 프레넬 렌즈(150, 151, 152)의 초점 위치는 생물체(400)에 의해 방출된 원적외선이 실질적으로 개별 모듈(100, 200, 300)에 배치된 4개의 제 1 내지 제 4 원적외선 센서(110, 210, 220, 320) 사이에 존재한다.

제 1 원뿔영역(190)은 제 1 원적외선센서모듈(100)의 제 1 원적외선센서(110) 및 프레넬 렌즈(150)의 영향을 받는 영역을 나타내며, 즉 이 영역(190)에 들어가는 임의의 이동하는 생물체(400)는 제 1 원적외선센서모듈(100)에 의해 인식된다.

제 2 원뿔영역(290)은 제 2 원적외선센서모듈(200)의 제 2 원적외선센서(210)와 제 3 원적외선센서(220)를 거쳐 프레넬 렌즈(151)의 영향을 받는 영역을 나타내며, 즉 이 영역(290)에 들어가는 임의의 이동하는 생물체(400)는 제 2 원적외선센서모듈(200)에 의해 인식된다.

제 3 원뿔영역(390)은 제 3 원적외선센서모듈(300)의 제 4 원적외선센서(320)의 영향을 받는 영역을 나타내며, 즉 이 영역(390)에 들어가는 임의의 이동하는 생물체(400)는 제 3 원적외선센서모듈(300)에 의해 인식된다.

공간(600)을 통과하는 각각의 생물체(400)의 더 나은 검출을 허용하고, 단일 생물체 (400)의 통과로서 분석되는 복수의 생물체(400)의 통과를 피하기 위해, 각 원뿔영역(190, 290, 390)의 각도는 최대한 중첩되지 않게 배치한다.

또한, 제 1 원적외선센서모듈(100)과 제 2 원적외선센서모듈(200), 제 3 원적외선센서모듈(300)가 서로 위에 배치된다는 사실은 수직으로 제 1 원뿔영역(190), 제 2 원뿔영역(290), 제 3 원뿔영역(390)을 정렬시키는 것을 가능하게 한다.

따라서, 하나의 생물체(400)는 제 1 원적외선센서모듈(100)과 제 2 원적외선센서모듈(200) 및 제 3 원적외선센서모듈(300)에 동시에 영향을 미치고, 생물체(400)가 원뿔영역(190, 290 혹은 390) 중 하나를 떠날 때, 다른 원뿔영역(190, 290 혹은 390)을 동시에 떠난다. 원적외선센서모듈(100, 200 또는 300) 중 하나에 영향을 미치지 않으면, 더 이상 다른 원적외선센서모듈(100, 200 또는 300)에도 영향을 미치지 않아 통과 방향의 잘못 계산 또는 잘못된 결정을 피할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정방향 이동시의 3개의 원적외선센서모듈이 인식하는 전기 아날로그 신호를 나타낸 그래프이다.

도 5를 참고하면, 공간(600)에 생물체(400)가 들어서서 정방향(200)으로 이동시 제1 원적외선센서모듈(100)은 최대값을 포함하는 전자기파(A)를 검출하며, 제2 원적외선센서모듈(200)은 최대값과 최소값을 포함하는 전자기파(B)를 발생하며, 제 3 원적외선센서모듈(300)는 아무런 전자기파를 검출하지 못한다(C).

따라서, 유동인구 검지장치(1000)는 상기 3개의 원적외선센서모듈(100, 200, 300)에서 발생하는 전자기파의 신호(A, B, C)를 감지, 분석을 통해 유동인구의 정방향(200) 이동을 감지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 역방향 이동시의 3개의 원적외선센서모듈이 인식하는 전기 아날로그 신호를 나타낸 그래프이다.

도 6를 참고하면, 공간(600)에 생물체(400)가 들어서서 역방향(500)으로 이동시 제1 원적외선센서모듈(100)은 아무런 전자기파를 검출하지 못하고(A), 제2 원적외선센서모듈(200)은 최대값과 최소값을 포함하는 전자기파(B)를 발생하며, 제 3 원적외선센서모듈(300)는 최소값을 포함하는 전자기파(A)를 검출한다.

따라서, 유동인구 검지장치(1000)는 3개의 원적외선센서모듈(100, 200, 300)에서 발생하는 전자기파의 신호(A, B, C)를 감지, 분석을 통해 유동인구의 역방향(500) 이동을 감지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치의 구성요소를 나타낸 구성도이다.

도 7을 참고하면, 본 발명의 유동인구 검지장치(1000)는 중앙처리장치(1100), 원적외선인식부(1200), 디지털변환부(1300), 데이터저장부(1400), 저장메모리(1500), 패턴인식부(1600), 인원계측부(1700), 전원부(1800), 통신제어부(1900)로 구성된다.

중앙처리장치(1100)는 유동인구 검지장치 구성요소들간의 명령 송수신, 연산 등의 기능을 수행하며, 원적외선인식부(1200)는 3개의 원적외선 센서모듈(100, 200, 300)로 구성되어 통행자의 이동을 아날로그 신호로 인식하는 기능을 수행한다.

원적외선인식부(1200)의 3개의 원적외선 센서모듈(100, 200, 300)을 이용한 구체적인 유동인구 인식기능은 상기 도 4, 도 5, 도 6에서 설명한 바와 같으므로, 여기서는 그 세세한 설명을 생략하기로 한다.

디지털변환부(1300)는 원적외선인식부(1200)에서 인식한 아날로그 정보를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

데이터저장부(1400)는 저장메모리(1500)를 읽거나 쓰는 기능을 수행하며, 저장메모리(1500)는 계측장치의 내부 저장소 기능을 수행한다.

패턴인식부(1600)는 원적외선인식부(220)의 패턴정보를 통하여 통행자를 인식하고, 인원계측부(1700)는 패턴인식부(1600)의 인식결과에 따라 통행자의 이동방향과 인원수를 계측하는 기능을 수행한다.

전원부(1800)는 검지장치(1000)의 외부전원을 입력받아 각부에 구동전원을 공급하는 기능을 수행하고, 통신제어부(1900)는 외부 단말기 및 휴대폰 등의 장치와의 데이터 송수신 기능을 수행한다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법을 나타낸 제어 순서도이다.

도 8을 참고하면, 유동인구 검지장치(1000)는 3개의 원적외선 센서모듈(100, 200, 300)로 구성되된 원적외선인식부(1200)가 특정공간에 미리 설치되고, 설치된 공간(600)에 사용자(2000)가 들어서거나 나가게 되면(S110, S120), 원적외선인식부(1200)가 사용자(2000)의 이동을 아날로그 신호로 인식한 후 디지털변환부(1300)에서 디지털 변환 과정을 거치고, 데이터저장부(1400)는 해당 데이터를 내장 메모리에 저장한다(S130).

이후, 패턴인식부(1600)는 원적외선인식부(220)의 패턴정보와 사전에 저장된 패턴과의 비교분석 과정을 거쳐 유동인구를 분석하고, 인원계측부(1700)는 패턴인식부(1600)의 인식결과에 따라 통행자의 이동방향과 인원수를 계측한다(S140~S150).

이후, 통신제어부(1900)는 원격지의 관리자(3000)의 유동인구 분석정보 조회 요구가 있을시 유동인구 계측분석 결과를 전송한다(S160~S170).

따라서, 본 발명은 특정 공간에서 원적외선을 발산하는 유동인구의 수와 이동하는 방향을 보다 정확하게 검출하는 산업적 이용효과가 있으며, 3개의 원적외선 센서모듈을 포함하는 계측장치를 통한 입체적 인식과 패턴 보정 분석을 통해 유동인구 계측의 신뢰성을 높이고 유동인구의 경계선 이동시점을 정확하게 분석하는 사용상 편리성을 제공할 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것으로 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

100, 200, 300 : 제 1 내지 제 3 원적외선 센서모듈
110, 210, 220, 320 : 제 1 내지 제 4 원적외선센서
190, 290, 390 : 제 1 내지 제 3 원뿔 영역
300, 500 : 이동방향
400 : 생물체
600 : 공간
1000 : 유동인구 검지장치
1100 : 중앙처리장치
1200 : 원적외선인식부
1300 : 디지털변환부
1400 : 데이터저장부
1500 : 저장메모리
1600 : 패턴인식부
1700 : 인원계측부
1800 : 전원부
1900 : 통신제어부

Claims

3개의 원적외선 센서모듈로 구성되어 통행자의 이동을 아날로그 신호로 인식하는 원적외선인식부;
상기 원적외선인식부에서 인식한 아날로그 정보를 디지털 신호로 변환하는 디지털변환부;
상기 디지털 신호를 저장메모리에 저장시키는 데이터저장부;
상기 원적외선인식부의 패턴정보를 통하여 통행자를 인식하는 패턴인식부;
상기 패턴인식부의 인식결과에 따라 통행자의 이동방향과 인원수를 계측하는 인원계측부;
외부 장치와의 데이터 송수신 기능을 수행하는 통신제어부;
외부전원을 입력받아 검지장치 각부에 구동전원을 공급하는 전원부;
검지장치 각부의 구성요소들간의 명령 송수신, 연산 기능을 수행하는 중앙처리장치를 포함하며,
상기 제 1 내지 제 3 원적외선 센서모듈은 생물체의 이동 방향에 대하여 수직으로 적층 배치되되,
상기 제 1 원적외선 센서모듈은 좌측에 하나의 제 1 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과를 나타내는 제 1 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되고, 상기 제 2 원적외선센서모듈은 수평으로 좌,우측에 나란히 형성된 제 2 원적외선센서 및 제 3 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과 방향을 나타내는 제 2 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되고, 상기 제 3 원적외선센서모듈은 우측에 하나의 제 4 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과 방향을 나타내는 제 3 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 4 원적외선센서는 적외선을 복사하는 물체의 움직임에 반응하는 센서로서, 수동형 적외선 동작 감지 센서(PIR) 혹은 인체감지 모션 센서를 포함 것을 특징으로 하는 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치.
제 1항에 있어서,
상기 패턴인식부는,
상기 제 1 유형의 전기 신호, 상기 제 2 유형의 전기 신호 및 상기 제 3 유형의 전기 신호를 분석하여 공간을 통과하는 이동하는 생물체의 통과 방향을 인식함으로써 상기 모듈들의 전방을 통과하는 생물체 수를 결정하되, 누적된 시계열 유동인구 정보의 분석을 통하여 미래 특정 시점의 유동인구 데이터를 딥러닝 기술을 적용하여 예측정보를 분석하는 것을 특징으로 하는 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 3 원적외선센서모듈의 시야각을 조정하여 전방의 이동 방향을 통과하는 단일의 생물체에 의해서만 영향을 받도록, 각각의 모듈의 전면에 배치된 각각의 원통형 프레넬 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치.
3개의 원적외선 센서모듈로 구성되어 통행자의 이동을 아날로그 신호로 인식하는 원적외선인식부가 특정공간에 미리 설치된 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치를 이용한 방법에 있어서,
상기 원적외선인식부가 사용자의 이동을 아날로그 신호로 인식한 후 디지털변환부에서 디지털 변환 과정을 거치고, 데이터저장부는 해당 데이터를 내장 메모리에 저장하는 단계;
패턴인식부가 상기 원적외선인식부의 패턴정보와 사전에 저장된 패턴과의 비교분석 과정을 거쳐 유동인구를 분석하고, 인원계측부가 패턴인식부의 인식결과에 따라 통행자의 이동방향과 인원수를 계측하는 단계;
통신제어부가 원격지의 관리자의 유동인구 분석정보 조회 요구가 있을시 유동인구 계측분석 결과를 전송하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 내지 제 3 원적외선 센서모듈은 생물체의 이동 방향에 대하여 수직으로 적층 배치되되,
상기 제 1 원적외선 센서모듈은 좌측에 하나의 제 1 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과를 나타내는 제 1 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되고, 상기 제 2 원적외선센서모듈은 수평으로 좌,우측에 나란히 형성된 제 2 원적외선센서 및 제 3 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과 방향을 나타내는 제 2 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되고, 상기 제 3 원적외선센서모듈은 우측에 하나의 제 4 원적외선센서를 포함하여, 그 전방에서 생물체의 통과 방향을 나타내는 제 3 유형의 전기 신호를 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 적외선센서를 이용한 유동인구 검지장치를 이용한 유동인구 검지 및 계수 방법.