KR102189492B1 - 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법 - Google Patents

공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 형태에 따른 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치는, 공기 순환기에 설치된 필터를 촬영한 영상정보를 분석하여 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 추출하는 영상 처리부; 및 상기 현재 상태 이미지를 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 필터 상태 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법 {Apparatus and method for checking state of filter in air circulator}
본 발명은 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기 순환기 내부에 설치되는 공기 정화용 필터의 상태를 판단하고 교체 시기를 알려주는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법에 관한 것이다.
공기 순환기(공기 순환 장치)는 실내의 쾌적한 환경을 위하여 공기를 순환시켜 주는 장치이다. 공기 순환기는 실내에서 실내 공기만 순환시키는 형태도 있지만, 본 발명은 실외의 공기를 실내로 유입시키고 실내의 공기를 실외로 배출하여 실내 공기를 환기시키는 형태에 주로 적용된다.
공기 순환기는 실내로 청정한 공기를 공급하기 위하여 일반적으로 그 내부에 공기 정화용 필터를 구비한다. 공기 순환기에 설치된 필터는 시간이 지남에 따라 먼지 등 이물질이 점점 쌓이게 되고, 결국 먼지 등 이물질이 많이 쌓이게 되면 공기 정화 기능이 떨어져 교체해 주어야 한다.
한편, 공기 순환기는 미관을 위하여 또는 효율적인 공간 활용을 위하여 주로 천정 등에 매립되는 형태로 설치되는데, 필터를 확인하거나 교체하기 위해서는 천정 등에 있는 마감재를 뜯어 내고 다시 붙여야 하기 때문에 그 작업이 매우 복잡하고 번거롭다. 따라서, 공기 순환기 내부에 설치된 필터의 상태를 사용자가 직접 보지 않고서도 필터의 교체 시기를 알 수 있는 방안이 필요하였으며, 이에 대한민국 등록특허 제10-1764285호(환기시스템의 필터교체시점 알림장치 및 알림방법), 제10-1968567호(환기시스템의 필터교체시점 알림장치) 등과 같은 종래기술이 선보였다.
그러나, 종래기술은 공기 순환기 내 송풍팬을 구동하는 전류를 측정하고 그 변화에 기초하여 필터 상태를 추정하고 필터의 교체 시기를 판단하는 방식을 이용하였다. 예컨대, 송풍팬을 동일한 정상 상태로 구동할 경우 필터의 막힘이 적을 때(필터의 오염도가 낮을 때)는 전류값이 낮게 나오고 필터의 막힘이 심할 때(필터의 오염도가 높을 때)는 전류값이 높게 나오는 점을 이용하여, 공기 순환기 내 필터를 직접 보지 않고 필터 상태를 추정하여 필터의 교체 시기를 간접적으로 파악하였다.
하지만, 공기 순환기는 실외와 연결되어 있기 때문에 송풍팬의 전류값은 필터의 오염도보다는 실외의 공기 흐름에 영향을 더 크게 받으며(예컨대, 강풍이 불 경우에는 실외에서 유입되는 공기의 흐름이 빨라져 송풍팬의 전류값이 낮게 나옴), 따라서 필터 상태 판단에 대한 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 실제 공기 순환기에 사용되는 송풍팬용 모터는 대부분이 BLDC 모터(Brushless Direct Current motor)인데, 이는 모터 자체가 가변을 하므로 구동 전류값과 필터 오염도에 대한 상관성이 떨어지며, 따라서 필터 상태 판단에 대한 정확도가 매우 낮은 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1764285호 대한민국 등록특허 제10-1968567호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 공기 순환기 내부에 설치된 필터를 사용자가 직접 보지 않고서도 필터의 상태를 정확하게 파악하여 필터 교체 시기를 올바르게 판단할 수 있는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공기 순환기에 설치된 필터의 영상정보를 분석하여 필터의 현재 상태 이미지를 추출한 후 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 필터의 상태를 판단하는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공기 순환기에 설치된 필터의 영상정보를 분석하여 필터의 현재 상태 이미지 및 그 분할 이미지를 추출한 후 기 설정된 기준 상태 이미지 및 그 분할 이미지와 비교하여 필터의 상태를 판단하는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공기 순환기에 설치된 필터의 영상정보를 분석하여 필터의 현재 상태 이미지 및 그 분할 이미지를 추출한 후 가장 밝은 분할 이미지와 가장 어두운 분할 이미지를 비교하여 필터의 상태를 판단하는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 필터에 대한 현재 상태 이미지를 상기 필터에 대한 최근의 이전 상태 이미지와 비교하여 소정 수준 이상으로 더 좋아진 경우 필터가 새로 교체된 것으로 판단하여 기준 상태 이미지를 자동 업데이트하는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치는, 공기 순환기에 설치된 필터를 촬영한 영상정보를 분석하여 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 추출하는 영상 처리부; 및 상기 현재 상태 이미지를 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 필터 상태 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 영상 처리부는 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 복수개의 분할 이미지로 분할하고, 상기 필터 상태 판단부는 상기 현재 상태 이미지의 하나 이상의 분할 이미지와 이에 대응되는 상기 기준 상태 이미지의 하나 이상의 분할 이미지를 비교하여 상기 필터의 상태를 판단한다.
바람직하게는, 상기 영상 처리부는 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 복수개의 분할 이미지로 분할하고, 상기 필터 상태 판단부는 상기 현재 상태 이미지의 복수개의 분할 이미지 중 가장 밝은 분할 이미지와 가장 어두운 분할 이미지를 비교하여 상기 필터의 상태를 판단한다.
바람직하게는, 상기 필터 상태 판단부는 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지의 명도값이 상기 필터에 대한 최근의 이전 상태 이미지의 명도값보다 기 설정된 차이 또는 비율 이상으로 높은 경우 상기 현재 상태 이미지로 상기 기준 상태 이미지를 업데이트한다.
한편, 본 발명의 일 형태에 따른 공기 순환기의 필터 교체 시기를 판단하는 방법은, 공기 순환기에 설치된 필터를 촬영한 영상정보를 분석하여 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 추출하는 단계; 및 상기 현재 상태 이미지를 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 추출하는 단계는 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 복수개의 분할 이미지로 분할하는 과정을 포함하고, 상기 판단하는 단계는 상기 현재 상태 이미지의 하나 이상의 분할 이미지와 이에 대응되는 상기 기준 상태 이미지의 하나 이상의 분할 이미지를 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 추출하는 단계는 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 복수개의 분할 이미지로 분할하는 과정을 포함하고, 상기 판단하는 단계는 상기 현재 상태 이미지의 복수개의 분할 이미지 중 가장 밝은 분할 이미지와 가장 어두운 분할 이미지를 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 과정을 포함한다.
본 발명에 따르면, 공기 순환기에 설치된 필터의 영상정보를 분석하여 필터의 현재 상태 이미지를 추출한 후 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 필터의 상태를 판단하기 때문에, 공기 순환기 내부에 설치된 필터를 사용자가 직접 보지 않고서도 필터의 상태를 정확하게 파악할 수 있으며, 이에 따라 필터 교체 시기를 올바르게 판단하고 적시에 교체하여 실내로 항상 청정한 공기를 공급할 수 있는 효과를 가진다.
그리고, 본 발명에 따르면, 공기 순환기에 설치된 필터의 영상정보를 분석하여 필터의 현재 상태 이미지 및 그 분할 이미지를 추출한 후 기 설정된 기준 상태 이미지 및 그 분할 이미지와 비교하여 필터의 상태를 판단하기 때문에, 필터의 오염 상태를 구석구석 지역적으로 판단하여 특정 부분이 심하게 오염된 것을 발견할 수 있으며, 이에 따라 필터의 상태를 보다 정확하게 파악하고 올바른 시점에 필터 교체를 하여 실내로 항상 청정한 공기를 공급할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따르면, 공기 순환기에 설치된 필터의 영상정보를 분석하여 필터의 현재 상태 이미지 및 그 분할 이미지를 추출한 후 가장 밝은 분할 이미지와 가장 어두운 분할 이미지를 비교하여 필터의 상태를 판단하기 때문에, 기준 상태 이미지와 상관없이 동일한 필터에 대해 상대적으로 심하게 오염된 부분을 발견할 수 있으며, 이에 따라 필터의 상태를 보다 정확하게 파악하고 올바른 시점에 필터 교체를 하여 실내로 항상 청정한 공기를 공급할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따르면, 필터에 대한 현재 상태 이미지를 상기 필터에 대한 최근의 이전 상태 이미지와 비교하여 소정 수준 이상으로 더 좋아진 경우 현재 상태 이미지로 기준 상태 이미지를 자동 업데이트하기 때문에, 필터가 새로 교체되더라고 사용자가 일일이 기준 상태 이미지를 재설정할 필요가 없으며, 또한 동일한 필터에 대한 촬영 이미지를 기준으로 필터의 변화를 파악할 수 있어 필터의 상태를 보다 정확하게 판단할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 공기 순환기의 외관을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 공기 순환기에 있어 측면 도어를 오픈한 모습을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 공기 순환기의 내부 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 공기 정화용 필터를 예시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치가 공기 순환기 내에 설치된 영상 촬영기와 연동하는 것을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 영상 촬영기의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치의 구성도이다.
도 8은 필터의 현재 상태 이미지를 n개의 분할 이미지로 분할한 모습을 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 공기 순환기의 외관을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 공기 순환기에 있어 측면 도어를 오픈한 모습을 나타낸 것이다. 그리고, 도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 공기 순환기의 내부 구조를 나타낸 것이다. 참고로, 도 1 내지 도 3에 도시된 공기 순환기는 흡기 유로를 위한 제1 하우징과 배기 유로를 위한 제2 하우징으로 분리된 구조인데, 이를 분리하지 않고 하나의 하우징으로 구현된 공기 순환기에도 물론 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명이 적용될 수 있는 공기 순환기(100)는 실외에서 실내로 공기를 공급하기 위한 제1 하우징(110), 실내에서 실외로 공기를 배출하기 위한 제2 하우징(120), 제1 하우징(110) 내에 흡기 유로를 형성하기 위한 제1 송풍팬(115), 제2 하우징(120) 내에 배기 유로를 형성하기 위한 제2 송풍팬(125), 제1 송풍팬(115)과 제2 송풍팬(125)을 제어하는 제어 회로(미도시), 제어 회로(미도시)가 안치되는 컨트롤 박스(130) 등을 포함한다.
제1 하우징(110)은 예컨대 내부가 비어 있는 직육면체 형상으로 구현될 수 있으며, 일측에는 실외의 공기가 유입되는 제1 유입구(111)가 형성되고, 타측에는 실내로 공기를 배출하는 제1 배출구(112)가 형성된다. 이에 따라, 제1 하우징(110)의 내부 공간(110a, 110b)에는 제1 유입구(111)에서 제1 배출구(112)로 이어지는 제1 공기 유로(흡기 유로)가 형성될 수 있다.
제2 하우징(120)도 예컨대 내부가 비어 있는 직육면체 형상으로 구현될 수 있으며, 일측에는 실내의 공기가 유입되는 제2 유입구(121)가 형성되고, 타측에는 실외로 공기를 배출하는 제2 배출구(122)가 형성된다. 이에 따라, 제2 하우징(120)의 내부 공간(120a)에는 제2 유입구(121)에서 제2 배출구(122)로 이어지는 제2 공기 유로(배기 유로)가 형성될 수 있다.
제1 하우징(110)의 또 다른 일측에는 제1 내부 통풍구(113)가 형성되고, 제2 하우징(120)의 또 다른 일측에는 제2 내부 통풍구(123)가 형성되며, 제1 내부 통풍구(113)와 제2 내부 통풍구(123)는 서로 연결된다. 이에 따라, 제1 공기 유로(흡기 유로)와 제2 공기 유로(배기 유로) 사이에 제3 공기 유로(내부 순환 유로)가 형성될 수 있다.
참고로, 도 3에서 'OA'는 실외에서 유입되는 공기(Outdoor Air)를, 'SA'는 실내로 공급되는 공기(Supply Air)를, 'RA'는 실내에서 유입되는 공기(Return Air)를, 'EA'는 실외로 배출되는 공기(Exhaust Air)를 나타낸다.
제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)은 하우징 내부의 설비 및 수리를 용이하게 하기 위하여 하나 이상의 도어를 구비할 수 있다. 예컨대, 제1 하우징(110)은 공기 정화용 필터(200)의 교체를 위하여 이들이 배치되는 부분을 여닫을 수 있는 제1 측면 도어(114a)를 구비할 수 있으며, 제1 송풍팬(115)의 수리 및 교체를 위하여 제1 송풍팬(115)이 배치되는 부분을 여닫을 수 있는 제2 측면 도어(114b)를 구비할 수 있다. 그리고, 제2 하우징(120)은 제2 송풍팬(125)의 수리 및 교체를 위하여 제2 하우징(120)의 측면 부분을 여닫을 수 있는 제3 측면 도어(124)를 구비할 수 있다.
한편, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)에는 흡기 유로와 배기 유로를 용이하게 형성하기 위하여 하나 이상의 송풍팬이 구비된다. 예컨대, 제1 하우징(110)에는 제1 유입구(111)에서 제1 배출구(112)로 이어지는 제1 공기 유로(흡기 유로)를 용이하게 형성하기 위하여 제1 배출구(112)에 인접하게 제1 송풍팬(115)이 구비된다. 그리고, 제2 하우징(120)에는 제2 유입구(121)에서 제2 배출구(122)로 이어지는 제2 공기 유로(배기 유로)를 용이하게 형성하기 위하여 제2 배출구(122)에 인접하게 제2 송풍팬(125)이 구비된다.
제1 송풍팬(115)과 제2 송풍팬(125)의 동작(정회전, 역회전, 오프)은 제어 회로(미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 컨트롤 박스(130)는 이러한 제어 회로(미도시)를 내부에 구비하여 보호하기 위한 것이다. 참고로, 컨트롤 박스(130)는 하우징의 일측에 형성되거나 또는 하우징과 별도로 분리된 형태로 구현될 수 있으며, 도 1의 경우 제1 하우징(110)의 제2 측면 도어(114b)에 일체형으로 구현되었다.
공기 정화용 필터(200)는 실외에서 유입된 공기를 실내로 공급하기 전에 정화(필터링)하기 위한 것으로, 예컨대 제1 하우징(110) 내 제1 유입구(111)와 제1 배출구(112) 사이에 배치된다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 공기 정화용 필터(200)를 예시한 것인데, 도 4의 실시예에서는 공기 정화용 필터(200)를 헤파 필터(Hepa Filter)(210), 미디움 필터(Medium Filter)(220), 프리 필터(Pre Filter)(230)로 구현하였다.
공기 정화용 필터(200)는 흡기 유로가 형성되는 제1 하우징(110)의 단면(흡기 유로를 가로지르는 면)과 동일한 크기 및 형상으로 구현되는 것이 바람직하며, 이에 따라 도 4의 실시예에서는 공기 정화용 필터(200)를 제1 하우징(110)의 직사각형 단면과 동일한 크기 및 형상에 소정 두께를 갖는 직육면체 형상으로 구현하였다. 예컨대, 헤파 필터(210)는 미세 먼지를 필터링하는 헤파 필터 본체(211)와 이를 제1 하우징(110) 내에 지지하기 위한 헤파 필터 프레임(212)으로 구성되며, 헤파 필터 프레임(212)은 제1 하우징(110)의 직사각형 단면과 동일한 크기 및 형상을 갖도록 구현되었다. 그리고, 미디움 필터(220)는 비교적 중간 크기의 먼지를 필터링하는 미디움 필터 본체(221)와 이를 제1 하우징(110) 내에 지지하기 위한 미디움 필터 프레임(222)으로 구성되며, 미디움 필터 프레임(222)은 제1 하우징(110)의 직사각형 단면과 동일한 크기 및 형상을 갖도록 구현되었다. 마찬가지로, 프리 필터(230)는 비교적 큰 먼지를 필터링하는 프리 필터 본체(231)와 이를 제1 하우징(110) 내에 지지하기 위한 프리 필터 프레임(232)으로 구성되며, 프리 필터 프레임(232)은 제1 하우징(110)의 직사각형 단면과 동일한 크기 및 형상을 갖도록 구현되었다.
이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치 및 방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치가 공기 순환기 내에 설치된 영상 촬영기와 연동하는 것을 나타낸 것이다. 그리고, 도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 영상 촬영기의 구성도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치의 구성도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 영상 촬영기(300)는 공기 순환기(100)의 내부에 공기 정화용 필터(200)를 촬영하기 좋은 위치에 설치되어, 공기 정화용 필터(200)를 촬영하고 그 영상정보를 필터 상태 판단 장치(400)로 전송한다. 예컨대, 영상 촬영기(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공기 순환기(100)의 제1 하우징(110) 내 제1 유입구(111)의 근처(예, 상부 또는 하부)에 구비되어, 공기 정화용 필터(200)의 전면(도 3에의 경우 프리 필터(230)의 전면)을 촬영하여 필터에 대한 영상정보(필터 영상정보)를 생성하고, 이를 유/무선 통신을 통해 필터 상태 판단 장치(400)로 전송한다.
이를 위해, 본 발명이 적용될 수 있는 영상 촬영기(300)는 램프부(310), 카메라부(320), 통신부(330) 등을 포함한다(도 6 참조).
램프부(310)는 LED 램프 등으로 구현되어, 카메라부(320)가 필터(200)를 선명하게 촬영할 수 있도록 광을 발산한다. 통상적으로 공기 순환기(100)는 천정 등에 매립되는 형태로 설치되는데, 이에 따라 공기 순환기(100) 내부에는 빛이 거의 들어오지 않는 어두운 상태가 된다. 따라서, 본 발명의 바람직할 실시예에서는 카메라부(320)가 필터(200) 촬영 시 항상 동일한 촬영 환경을 유지하도록 하기 위해, 송풍팬(115, 125)은 가능한 한 오프(off) 상태로 하고 램프부(310)는 카메라부(320)가 촬영 전 소정 시간(예, 2~3초)동안 미리 온(on)되어 공기 순환기(100) 내부에 충분한 광이 유지되도록 한다.
카메라부(320)는 공기 순환기(100) 내부에 설치된 공기 정화용 필터(200)를 촬영하여 필터 영상정보를 생성하고, 이를 통신부(330)를 통해 필터 상태 판단 장치(400)로 전송한다. 바람직하게는, 카메라부(320)는 필터 영상정보 생성 시 그 촬영시각정보를 함께 생성하고, 필터 식별정보, 필터 영상정보, 촬영시각정보를 통신부(330)를 통해 필터 상태 판단 장치(400)로 전송한다. 참고로, 필터 식별정보는 필터를 식별하기 위한 정보로서, 카메라 식별정보(예, 카메라 시리얼 넘버)나 공기 순환기 식별정보(예, 공기 순환기 고유번호)를 필터 식별정보로서 사용할 수 있다.
통신부(330)는 필터 상태 판단 장치(400)와 직접 유선으로 연결되거나 또는 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 공지된 무선 통신 기술을 이용하여 무선으로 연결되어, 필터 상태 판단 장치(400)(보다 구체적으로는 필터 상태 판단 장치(400)의 통신부(440))와 통신을 수행한다.
한편, 필터 상태 판단 장치(400)는 영상 촬영기(300)로부터 필터 식별정보, 필터 영상정보, 촬영시각정보 등을 수신하여 필터의 상태를 판단한다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치(400)는 영상 처리부(410), 필터 상태 판단부(420), 정보 저장부(430), 통신부(440), 디스플레이부(450) 등을 포함한다(도 7 참조).
영상 처리부(410)는 영상 촬영기(300)로부터 전송된 필터 영상정보를 분석하여 필터에 대한 현재 상태 이미지를 추출한다. 참고로, 필터를 촬영한 필터 영상정보는 필터 본체의 영상과 함께 필터 프레임의 영상을 포함할 수 있는데, 예컨대 영상 촬영기(300)가 도 3과 같이 배치된 경우 필터를 촬영한 영상정보는 프리 필터 본체(231)의 영상과 프리 필터 프레임(232)의 영상을 포함할 수 있는데, 영상 처리부(410)는 공지의 윤곽(프레임) 인식기술을 사용하여 필터 프레임과 필터 본체를 구분하고 필터 본체에 대한 영상을 추출한다. 그리고, 이와 같이 추출된 필터 본체에 대한 영상은 필터의 현재 상태를 나타내는 이미지(이하 '현재 상태 이미지'라 함)가 된다. 참고로, 필터 프레임을 제외하면서도 필터 본체를 전체적으로 촬영할 수 있도록 영상 촬영기(300)의 설치가 가능한 경우에는 처음부터 필터 본체만을 촬영하도록 영상 촬영기(300)를 설치하는 것이 바람직하며, 이 경우에는 영상 촬영기(300))로부터 전송된 필터 영상정보를 별도의 추출 작업 없이 필터의 현재 상태 이미지로 사용할 수 있다.
또한, 영상 처리부(410)는 필터의 현재 상태 이미지에 대해 밝기를 산출한다. 예컨대, 영상 처리부(410)는 필터의 현재 상태 이미지 전체에 대해 평균 명도값을 산출한다. 그리고, 필요한 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 영상 처리부(410)는 필터의 현재 상태 이미지를 n개(n은 2 이상의 양수) 섹터의 분할 이미지로 분할하고 각각의 분할 이미지에 대해 밝기(명도값)를 산출한다.
필터 상태 판단부(420)는 영상 처리부(410)에서 생성된 필터의 현재 상태 이미지를 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 필터의 현재 상태를 판단한다.
본 발명의 제1 판단 방식에 따르면, 필터 상태 판단부(420)는 필터의 현재 상태 이미지 전체를 기준 상태 이미지 전체와 비교하여 필터의 현재 상태를 판단한다. 예컨대, 필터 상태 판단부(420)는 필터의 현재 상태 이미지 전체에 대한 명도값(예, 평균 명도값)을 기준 상태 이미지 전체에 대한 명도값(예, 평균 명도값)과 비교하고, 그 결과(예, 기준 상태 이미지의 명도값에 대한 현재 상태 이미지의 명도값의 비(ratio))가 제1 레벨(예, 70%) 이상인 경우 양호 상태로 판단하고, 제1 레벨 미만 제2 레벨(예, 40%) 이상인 경우 보통 상태로 판단하고, 제2 레벨 미만인 경우에는 오염 상태로 판단한다.
참고로, 기준 상태 이미지는 필터의 오염도를 판단하기 위한 기준이 되는 이미지로, 당해 필터가 최상의 상태일 때의 이미지(예컨대, 필터를 교체한 후 최초로 촬영한 현재 상태 이미지)를 사용하거나 또는 특정 타입(type)의 필터에 대해 미리 표준으로 선정해 둔 이미지를 사용할 수 있다. 그리고, 기준 상태 이미지의 명도값(예, 평균 명도값) 및 각각의 분할 이미지의 명도값 등은 이전 과정에서 산출되거나 설정되어 정보 저장부(430)에 저장되어 있다.
본 발명의 제2 판단 방식에 따르면, 필터 상태 판단부(420)는 필터의 현재 상태 이미지의 일부를 이에 대응되는 기준 상태 이미지의 일부와 비교하여 필터의 현재 상태를 판단한다. 예컨대, 필터 상태 판단부(420)는 필터의 현재 상태 이미지의 n개 분할 이미지 중 하나 이상의 분할 이미지의 명도값을 각각 이에 대응되는 기준 상태 이미지의 n개 분할 이미지 중 하나 이상의 분할 이미지의 명도값과 비교하고, 임의의 섹터에 대한 비교 결과(예, 기준 상태 이미지의 제1 분할 이미지의 명도값에 대한 현재 상태 이미지의 제1 분할 이미지의 명도값의 비)가 제1 임계치(예, 30%) 미만인 경우 해당 섹터를 오염 섹터로 판단하여, 필터의 현재 상태 이미지의 하나 이상의 분할 이미지 각각에 대해 오염 섹터 여부를 판단한다. 그리고, 필터 상태 판단부(420)는 만약 오염 섹터가 소정 개수(예, 3개) 이상인 경우 해당 필터에 대해 오염 상태로 판단한다.
본 발명의 제3 판단 방식에 따르면, 필터 상태 판단부(420)는 필터의 현재 상태 이미지의 일부를 또 다른 일부와 비교하여 필터의 현재 상태를 판단한다. 예컨대, 필터 상태 판단부(420)는 필터의 현재 상태 이미지의 n개 분할 이미지 중 가장 밝은 분할 이미지의 명도값(즉, n개의 분할 이미지 명도값 중 가장 높은 값)과 가장 어두운 분할 이미지의 명도값(즉, n개의 분할 이미지 명도값 중 가장 낮은 값)을 비교하고, 그 결과(예, 가장 높은 명도값에 대한 가장 낮은 명도값의 비)가 제2 임계치(예, 50%) 미만인 경우 해당 필터에 대해 오염 상태로 판단한다.
한편, 전술한 제1 내지 제3 판단 방식은 개별적으로 또는 서로 조합하여 운영될 수 있다. 예컨대, 필터 상태 판단부(420)는 일반적으로는 제1 판단 방식에 따라서 필터의 상태를 판단하여 디스플레이부(450) 등을 통해 양호/보통/오염 상태를 표시하고, 비록 제1 판단 방식으로는 오염 상태에 해당하지 않더라고 제2 및/또는 제3 판단 방식에 따를 경우 오염 상태인 경우에는 제1 판단 방식의 결과 및 제2 및/또는 제3 판단 방식의 결과를 조합하여 현재 상태를 판단 할 수 있으며(예컨대, 제1 판단 방식의 결과가 40% ~ 50%의 보통 상태이고 제2 및/또는 제3 판단 방식에 따를 경우 오염 상태인 경우 최종적으로 오염 상태로 판단함), 또는 제1 판단 방식의 결과에 상관 없이 제2 및/또는 제3 판단 방식에 따를 경우 오염 상태인 경우 최종적으로 오염 상태로 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 필터 상태 판단부(420)는 임의의 필터에 대한 현재 상태 이미지를 해당 필터에 대한 최근의 이전 상태 이미지와 비교하고, 만약 현재 상태 이미지가 최근의 이전 상태 이미지보다 소정 수준 이상으로 더 좋아진 경우 필터가 새로 교체된 것으로 판단하고 기준 상태 이미지를 현재 상태 이미지로 업데이트한다. 예컨대, 필터 상태 판단부(420)는 영상 촬영기(300)에서 전송된 필터 식별정보(카메라 식별정보, 공기 순환기 식별정보)를 참조하여 필터를 식별하고, 또한 촬영시각정보를 참조하여 해당 필터에 대한 최근의 이전 상태 이미지(예컨대, 바로 직전의 현재 상태 이미지)를 정보 저장부(430)로부터 불러온 후, 해당 필터에 대한 현재 상태 이미지와 최근의 이전 상태 이미지를 비교한다. 그리고, 비교 결과 만약 현재 상태 이미지가 최근의 이전 상태 이미지보다 소정 수준 이상으로 더 좋아진 경우(예컨대, 현재 상태 이미지의 명도값이 최근의 이전 상태 이미지의 명도값 보다 기 설정된 차이 및/또는 비율 이상으로 더 높은 경우)에는 필터가 새로 교체된 것으로 판단하고, 정보 저장부(430)에 저장되어 있는 해당 필터에 대한 기준 상태 이미지를 해당 필터에 대한 현재 상태 이미지도 대체하여 기준 상태 이미지를 업데이트한다. 이에 따라, 본 발명은 필터가 새로 교체되면 새로 교체된 필터의 현재 상태 이미지로 기준 상태 이미지가 자동 업데이트되어(물론 사용자에 의해 수동 업데이트하는 것도 가능함), 동일한 필터에 대한 이미지를 상호 비교하여 필터의 교체 시점을 보다 정확하게 판단할 수 있다.
한편, 정보 저장부(430)는 필터 식별정보, 필터 영상정보, 촬영시각정보, 현재 상태 이미지, 기준 상태 이미지 등을 상호 매칭하여 저장하고 관리한다. 예컨대, 정보 저장부(430)는 영상 촬영기(300)로부터 임의의 필터에 대한 필터 식별정보, 필터 영상정보, 촬영시각정보가 전송되면 필터 식별정보에 필터 영상정보 및 촬영시각정보를 매칭하여 저장하고, 해당 필터에 대해 영상 처리부(410)에서 처리된 현재 상태 이미지 및 하나 이상의 분할 이미지와 현재 상태 이미지 명도값 및 하나 이상의 분할 이미지 명도값을 마찬가지로 필터 식별정보 및 촬영시각정보와 매칭하여 저장한다. 또한, 정보 저장부(430)는 해당 필터에 대해 기 설정된 기준 상태 이미지 및 하나 이상의 분할 이미지와 기준 상태 이미지 명도값 및 하나 이상의 분할 이미지 명도값을 필터 식별정보와 매칭하여 저장하고, 만약 업데이되는 경우 이를 업데이트한다.
통신부(440)는 영상 촬영기(300)와 직접 유선으로 연결되거나 또는 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 공지된 무선 통신 기술을 이용하여 무선으로 연결되어, 영상 촬영기(300)(보다 구체적으로는 영상 촬영기(300)의 통신부(330))와 통신을 수행한다.
그리고, 디스플레이부(450)는 영상 처리부(410), 필터 상태 판단부(420) 등과 연동되어 정보 처리 과정이나 결과를 디스플레이한다. 예컨대, 디스플레이부(450)는 모니터, 디스플레이 패널, LED 램프 등으로 구현되어, 정보 저장부(430)에서 처리되는 필터 영상정보, 현재 상태 이미지, 분할 이미지, 그리고 필터 상태 판단부(420)에 처리되는 필터 상태 판단 결과(예, 양호/보통/오염 상태) 등을 사용자가 볼 수 있도록 디스플레이한다.
그러면, 사용자는 디스플레이부(450)를 통해 표시된 내용을 보고 필터의 현재 상태를 파악하고 필터 교체 시점을 예측하거나 판단한다. 예컨대, 디스플레이부(450)에서 필터의 현재 상태를 오염 상태로 표시하는 경우, 사용자는 필터의 교체가 필요함을 인식하고 필터를 교체한다.
한편, 전술한 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 영상 촬영기와 하나의 필터 상태 판단 장치가 연동하는 구조를 설명하였는데, 본 발명에 따른 필터 상태 판단 장치는 복수개의 공기 순환기에 각각 설치된 복수개의 영상 촬영기와 연동할 수 있으며, 이에 따라 복수개의 공기 순환기에 각각 설치된 복수개의 필터에 대한 상태를 각각 판단하고 현재 상태(예, 양호/보통/오염 상태)를 사용자에게 표시할 수 있다.
그리고, 전술한 실시예서는 영상 촬영기와 필터 상태 판단 장치를 별도로 구현하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 영상 촬영기의 램프부, 카메라부 등을 필터 상태 판단 장치의 일부로 구성하여 일체로 구현할 수도 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 디스플레이부를 필터 상태 판단 장치의 일부로 구현하였지만, 디스플레이부를 필터 상태 판단 장치와 유/무선 통신으로 연결되는 별도의 장치로 구현할 수도 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징들을 변경하지 않고서 다른 구체적인 다양한 형태로 실시할 수 있는 것이므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 공기 순환기 110: 제1 하우징
115: 제1 송풍팬 120: 제2 하우징
125: 제2 송풍팬 130: 컨트롤 박스
200: 공기 정화용 필터 210: 헤파 필터
220: 미디움 필터 230: 프리 필터
300: 영상 촬영기 310: 램프부
320: 카메라부 330: 통신부
400: 필터 상태 판단 장치 410: 영상 처리부
420: 필터 상태 판단부 430: 정보 저장부
440: 통신부 450: 디스플레이부

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치로서,
    공기 순환기에 설치된 필터를 촬영한 영상정보를 분석하여 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 추출하는 영상 처리부; 및
    상기 현재 상태 이미지를 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 필터 상태 판단부를 포함하고,
    상기 영상 처리부는 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 복수개의 분할 이미지로 분할하고, 상기 현재 상태 이미지의 하나 이상의 분할 이미지의 명도값을 산출하며,
    상기 필터 상태 판단부는 상기 현재 상태 이미지의 하나 이상의 분할 이미지의 명도값과 이에 대응되는 상기 기준 상태 이미지의 하나 이상의 분할 이미지의 명도값을 각각 비교하여, 임의의 섹터에 대한 상기 기준 상태 이미지의 분할 이미지의 명도값에 대한 상기 현재 상태 이미지의 분할 이미지의 명도값의 비(ratio)가 기 설정된 제1 임계치 미만인 경우 해당 섹터를 오염 섹터로 판단하고, 오염 섹터가 소정 개수 이상인 경우 상기 필터의 상태를 오염 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치.
  5. 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치로서,
    공기 순환기에 설치된 필터를 촬영한 영상정보를 분석하여 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 추출하는 영상 처리부; 및
    상기 현재 상태 이미지를 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 필터 상태 판단부를 포함하고,
    상기 영상 처리부는 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 복수개의 분할 이미지로 분할하고,
    상기 필터 상태 판단부는 상기 현재 상태 이미지의 복수개의 분할 이미지 중 가장 밝은 분할 이미지와 가장 어두운 분할 이미지를 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 상기 현재 상태 이미지의 복수개의 분할 이미지의 명도값을 산출하고,
    상기 필터 상태 판단부는 상기 현재 상태 이미지의 복수개의 분할 이미지 중 가장 밝은 분할 이미지의 명도값과 가장 어두운 분할 이미지의 명도값을 비교하여, 상기 가장 밝은 분할 이미지의 명도값에 대한 상기 가장 어두운 분할 이미지의 명도값의 비(ratio)가 기 설정된 제2 임계치 미만인 경우 상기 필터의 상태를 오염 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치.
  7. 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치로서,
    공기 순환기에 설치된 필터를 촬영한 영상정보를 분석하여 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 추출하는 영상 처리부; 및
    상기 현재 상태 이미지를 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 필터 상태 판단부를 포함하고,
    상기 필터 상태 판단부는 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지의 명도값이 상기 필터에 대한 최근의 이전 상태 이미지의 명도값보다 기 설정된 차이 또는 비율 이상으로 높은 경우 상기 현재 상태 이미지로 상기 기준 상태 이미지를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 공기 순환기의 필터 상태 판단 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 공기 순환기의 필터 상태 판단 방법으로서,
    공기 순환기에 설치된 필터를 촬영한 영상정보를 분석하여 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 추출하는 단계; 및
    상기 현재 상태 이미지를 기 설정된 기준 상태 이미지와 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 추출하는 단계는 상기 필터에 대한 현재 상태 이미지를 복수개의 분할 이미지로 분할하는 과정을 포함하고,
    상기 판단하는 단계는 상기 현재 상태 이미지의 복수개의 분할 이미지 중 가장 밝은 분할 이미지와 가장 어두운 분할 이미지를 비교하여 상기 필터의 상태를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 순환기의 필터 상태 판단 방법.
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