KR102335190B1 - 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템 - Google Patents

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송주성
윤충식
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(주) 현대틸스
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Abstract

본 발명에 따른 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템은, 도로 인근에 복수개로 설치된 것으로서, 설정된 각각의 감지영역에서의 객체(object)의 움직임을 감지하여 감지정보를 생성하는 레이더 센서; 상기 레이더 센서 인근에 설치된 것으로서 상기 감지영역 중 어느 하나를 촬영하여 영상을 생성하는 PTZ 카메라(Pan Tilt Zoom Camera); 상기 PTZ 카메라에서 수신된 영상을 저장하는 데이터베이스와, 상기 감지정보가 수신됨에 따라 상기 감지정보가 생성된 감지영역을 촬영하도록 상기 PTZ 카메라의 회동을 제어하는 회동 제어 모듈을 포함하는 중앙관제서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템은, PTZ 카메라에 레이더 센서를 겸비하도록 함으로써 레이더 센서에 감지된 객체의 좌표 지점으로 PTZ 카메라가 자동 회전하여 객체에 대한 정확한 포착 및 식별을 가능케 한 효과가 있다.

Description

레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템{ADAPTIVE SELF-MONITERING SYSTEM BASED ON RADAR SENSORS}
본 발명은 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 PTZ 카메라를 이용한 자율 감시 시스템에 레이더 센서를 부가하여, 사각지대 없이 모든 방향에 대한 자율 감시를 가능케 할 뿐 아니라 객체 추적의 정밀도를 높인, 감응형 자율 감시 시스템에 관한 것이다.
PTZ(Pan, Tilt, Zoom) 카메라는 상하좌우로 회전이 가능한 팬(Pan)/틸트(Tilt) 구동 장치에 전동 줌 렌즈가 장착된 비디오 카메라가 결합되어 있는 구조로 되어 있으며, 외부 제어를 통해 카메라의 회전 및 렌즈의 줌인/줌 아웃이 가능하다.
따라서, 고정식 카메라와 비교해볼 때 비록 고가이기는 하지만 카메라의 회전을 통해 카메라 주위의 넓은 지역을 감시하고, 줌 렌즈를 통해 원거리/근거리 감시 및 관심 대상을 확대해서 볼 수 있도록 해주는 장점을 가지고 있다.
종래의 PTZ 카메라 기반의 광역 감시 시스템은 수동적인 감시 시스템으로서, 감시 지역에서 관심 있는 사건(이벤트)이 발생하는 것을 실시간으로 감지하려면 사람이 쉼없이 카메라 영상을 모니터링 해야 하며, 사건 발생 시 관심 대상의 확대된 영상을 지속적으로 얻으려면 사람이 PTZ 카메라를 일일이 제어해야 하는 문제점이 있다.
따라서, PTZ 카메라가 광역 감시에 적합한 여러 가지 기능을 가지고 있지만 감시자가 한눈을 팔고 있거나 자리를 비우고 있으면 그러한 기능이 제대로 활용될 수 없으며, 효과적인 감시가 제대로 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 한국 등록특허 제 10-0879623호에 ‘PTZ 카메라를 이용한 자동화된 광역 감시 시스템 및 그 방법’이 개시되어 있다.
상기 발명은 상기 PTZ 카메라를 이용한 감시 구역에 대하여 이벤트 감지 영역 및 상기 이벤트 감지 영역에 대한 이벤트 감지 규칙을 설정하는 단계, 상기 PTZ 카메라로부터 수신한 영상을 분석하여 상기 이벤트 감지 영역에서 발생하는 이벤트를 감지하는 단계 및 상기 PTZ 카메라를 자동으로 제어하여 상기 이벤트를 발생시킨 이동 물체를 자동으로 PTZ 추적하는 단계를 포함한다.
이에 따라 PTZ 카메라를 이용하여 넓은 감시 지역을 효과적으로 감시할 수 있는 광역 감시 시스템을 구현할 수 있다.
그러나 상기와 같은 선행기술의 경우 원격 수동 제어나 위치 저장(Preset ; 프리셋) 후 순차 회전으로 전방위 감시가 가능하지만, 현재 감시하고 있는 방향 및 범위 이외의 공간에서 발생하는 이벤트는 알 수 없다.
따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, PTZ 카메라에 레이더 센서를 탑재하도록 함으로써 감시 범위 이외의 공간에서 이벤트가 발생하더라도 그를 레이더 센서가 감지하도록 하여, PTZ 카메라를 자동 회전시켜 사각지대를 없앤, 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 PTZ 카메라로 하여금 현재 감시하고 있는 방향 및 범위 이외의 공간에서 발생하는 이벤트를 감지할 수 있도록, 센서를 이용하여 PTZ 카메라가 객체 감지를 기반으로 한 자동 회전 및 식별을 가능케 하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 센서와 PTZ 카메라를 일체형으로 구성하여 설치 편의성을 높이는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 객체에 대한 추적 촬영을 가능케 하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은, PTZ 카메라의 회전 속도를 제어할 수 있도록 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템은, 도로 인근에 복수개로 설치된 것으로서, 설정된 각각의 감지영역에서의 객체(object)의 움직임을 감지하여 감지정보를 생성하는 레이더 센서; 상기 레이더 센서 인근에 설치된 것으로서 상기 감지영역을 촬영하여 영상을 생성하는 PTZ 카메라(Pan Tilt Zoom Camera); 상기 PTZ 카메라에서 수신된 영상을 저장하는 데이터베이스와, 상기 감지정보가 수신됨에 따라 상기 감지정보가 생성된 감지영역을 촬영하도록 상기 PTZ 카메라의 회동(Tilt)을 제어하는 회동 제어 모듈을 포함하는 중앙관제서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 시스템은, 각각의 감지영역에 대한 감지정보를 생성하는 복수의 상기 레이더 센서를 포함하는 센서부를 포함하되, 상기 센서부는, 상기 PTZ 카메라의 상부 및 하부 중 어느 하나에 구비되는 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 중앙관제서버는, 상기 객체의 크기, 형태, 현재 위치, 이동 궤적, 이동 속도를 기반으로 상기 객체를 추적 촬영하도록 상기 PTZ 카메라의 회동 및 줌을 제어하는 추적 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙관제서버는, 상기 PTZ 카메라의 회전방향 별로 상기 PTZ 카메라의 회전수, 회전각, 상기 회전각의 발생횟수를 복수 회로 학습하여 상기 PTZ 카메라에 대한 회전패턴을 파악하는 회전패턴 파악 모듈 및, 상기 회전패턴에 따라 상기 PTZ 카메라의 회동 속도를 제어하는 속도 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템은,
1) PTZ 카메라에 레이더 센서를 겸비하도록 함으로써 레이더 센서에 감지된 객체의 좌표 지점으로 PTZ 카메라가 자동 회전하여 객체에 대한 정확한 포착 및 식별을 가능케 하였으며,
2) 레이더 센서 및 PTZ 카메라를 일체형으로 설치 가능하게 함으로써 설치 편의성을 높였고,
3) 레이더 센서 및 PTZ 카메라를 통한 객체의 추적 촬영을 가능케 함과 동시에,
4) PTZ 카메라의 회전패턴을 산출하여 그를 기반으로 PTZ 카메라의 회전 속도에 대한 정밀 제어를 가능케 한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 시스템에 대한 개략적인 구성을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 시스템을 통한 감시 예시를 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 중앙관제서버의 전체 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 PTZ 카메라의 예시를 도시한 개념도.
도 5는 PTZ 카메라에 대한 회전패턴 파악 원리를 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 세정 어셈블리를 도시한 개념도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 시스템에 대한 개략적인 구성을 나타낸 개념도이며, 도 2는 본 발명의 시스템을 통한 감시 예시를 나타낸 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템은, 레이더 센서(100), PTZ 카메라(200), 그리고 중앙관제서버(300)를 포함하여 구성된다.
레이더 센서(100)는 도로의 인근에 설치된 것으로서, 각각의 레이더 센서(100)마다 설정된 감지영역에 대한 객체(object)의 움직임을 감지하여 감지정보를 생성하는 기능을 수행한다. 여기서 레이더 센서(100)는 적어도 한 개 이상 구비되나, 바람직하게는 복수개로 구비될 수 있다. 더불어 이러한 각각의 레이더 센서(100)마다 감지영역이 각각 설정되어 있다.
따라서 도 2의 예시와 같이 도로의 각 방향에 구비된 레이더 센서(100)가 해당 레이더 센서(100) 마다 설정된 감지영역 내에서의 객체의 움직임을 감지하고, 감지정보를 생성하는 것이 바람직하다 할 수 있다.
이러한 레이더 센서(100)는 감지영역의 설정에 따라 방향별로 1개가 구비될 수도 있으나, 도 2에서와 같이, 같은 방향을 감지하는 레이더 센서(100)라 할지라도 감지 범위가 다를 수 있으므로, 같은 방향에 감지 범위가 다른 레이더 센서(100)를 복수개로 구비하게 함으로써 근거리 및 중거리, 장거리 등 다양한 거리 범위에 대한 감지정보 생성을 가능케 할 수도 있다. 이때는 각 방향의 감지 필요 범위에 맞도록 복수의 레이더 센서(100)의 적절한 정렬이 수행되어야 함은 기본이며, 나아가 후술할 PTZ 카메라(200)와 레이더 센서(100) 간의 좌표는 동기화되어야 한다.
이러한 레이더 센서(100)는 바람직하게 특정한 주파수를 가지는 레이더 신호를 발생하고, 그 레이더 신호가 객체에 반사되어 되돌아오는 레이더 신호의 주파수를 검출해냄으로써 감지영역 내에서 객체가 움직임을 감지하는 감지정보를 생성하게 된다.
다양한 종류의 레이더 센서(100) 중 어느 하나가 적용될 수 있으며, 레이더 센서(100)의 종류에 따라 고정객체의 위치를 감지할 수 있으나, 연속파(Continuous Wave) 레이더 센서(100)가 적용되는 경우는 접근 객체의 속도와 이동방향을 감지할 수 있다.
레이더 센서(100)에서 특정한 주파수의 신호를 객체로 방사하면, 객체에서 반사되어 들어오는 신호를 수신하여 도플러 주파수를 산출하게 되고, 이를 기반으로 객체의 움직임을 감지하여 감지정보를 생성하는 것이다.
PTZ 카메라(200)는 레이더 센서(100)의 인근, 즉 도로 인근에 설치된 것으로서, 감지영역을 촬영하여 감지영역에 대한 영상을 생성한다. 여기서 레이더 센서(100)가 복수개로 구비되는 경우, 감지영역 역시 복수개로 설정될 수 있으므로 PTZ 카메라(200)는 설정된 복수개의 감지영역 중 어느 하나를 촬영하게 된다.
더불어 PTZ 카메라(200)는 그 이름에서부터 알 수 있듯이 Pan-Tilt-Zoom 기능을 제공하는 카메라이므로, 원격으로 방향 및 줌 컨트롤의 동작이 가능하여 비교적 넓은 영역을 감시할 수 있도록 설계된 카메라이다.
이러한 PTZ 카메라(200)는 기계적 구성을 통하여 카메라의 렌즈부가 좌우(팬) 또는 상하(틸트)로 회전하도록 설치되는 것이며, 줌 컨트롤의 경우 광학적으로 구현될 수 있다.
나아가 고해상도의 렌즈(220)를 이용하여 기계적 팬, 틸트 동작이 아닌 전자적 팬, 틸트 동작을 구현해낼 수 있는 PTZ 카메라(200) 역시 종래에 개발되어 있으므로, 이러한 전자적 팬, 틸트 제어가 가능한 PTZ 카메라(200)를 선택하여 이용하는 것 역시 가능함은 물론이다.
이러한 PTZ 카메라(200)는 감지영역을 최대한 넓은 범위에서 촬영할 수 있도록 하기 위해 광각 변환 렌즈(220)를 구비할 수 있으며, 나아가 이는 후술할 중앙관제서버(300)를 통해 다시 설명하겠지만 상술한 레이더 센서(100)에서 감지정보가 생성됨에 따라 해당 감지정보가 생성된 감지영역을 촬영하도록 팬/틸트 제어가 수행됨으로써 특정 방향만을 고정 촬영하는 것이 아닌, 객체의 움직임을 감지하여 여러 방향을 회전하며 촬영할 수 있다.
따라서 이러한 PTZ 카메라(200)를 통해 도로를 실시간으로 촬영하고 이를 기반으로 도로에 대한 교통상황을 수집할 수 있도록 하되, 레이더 센서(100)와 연동된 회전 제어를 가능케 함으로써 도로에 대한 자율 감시의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
중앙관제서버(300)는 레이더 센서(100)로부터 수신된 감지정보를 기반으로, PTZ 카메라(200)의 회동, 즉 좌우(팬) 또는 상하(틸트) 방향으로의 회동/회전을 제어한다. (본 발명에서 회동, 회전은 같은 의미로 사용될 수 있다.)
이와 같은 중앙관제서버(300)는 레이더 센서(100) 및 PTZ 카메라(200)에 대한 제어 역할을 수행함과 동시에 PTZ 카메라(200)로부터 촬영된 영상을 저장하는 역할을 겸비하는 것이며, 따라서 레이더 센서(100) 및 PTZ 센서와의 통신을 수행하기 위해 통신부 및 전송수단을 구비한 상태에서 CPU와 저장수단을 구비한 하드웨어를 의미하는 것으로, 이 CPU에서 수행될 소프트웨어에 의해 후술할 일련의 모듈 및 이의 구체적 기능이 도출될 수 있다.
이와 같은 중앙관제서버(300)는 중앙처리장치(CPU) 및 메모리와 하드디스크와 같은 저장수단을 구비한 하드웨어 기반에서 중앙처리장치에서 수행될 수 있는 프로그램, 즉 소프트웨어가 설치되어 이 소프트웨어를 실행할 수 있는데 이러한 소프트웨어에 대한 일련의 구체적 구성을 '모듈' 및 '부', '인터페이스'라는 구성 단위로서 후술할 예정이다.
이러한 중앙관제서버(300)는 이 내부에서 처리되는 신호(또는, 데이터)를 일시적 및/또는 영구적으로 저장하는 램(RAM: Random Access Memory, 미도시) 및 롬(ROM: Read-Only Memory, 미도시), 프로세서를 포함할 수 있다. 또한 중앙관제서버(300)는 그래픽 처리부, 램 및 롬 중 적어도 하나를 포함하는 시스템온칩(SoC: system on chip) 형태로 구현될 수 있다.
프로세서는 하나 이상의 코어(core, 미도시) 및 그래픽 처리부(미도시) 및/또는 다른 구성 요소와 신호를 송수신하는 연결 통로(예를 들어, 버스(bus) 등)를 포함할 수 있다
메모리에는 후술할 모듈 내지 부의 실행 및 제어를 위한 프로그램들(하나 이상의 인스트럭션들)을 저장할 수 있다. 메모리에 저장된 프로그램들은 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 구분될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
즉, 본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.
이러한 '모듈' 또는 '부' 또는 '인터페이스'의 구성은 메인 서버(포스서버)의 저장수단에 설치 및 저장된 상태에서 CPU 및 메모리를 매개로 실행되는 소프트웨어 또는 FPGA 내지 ASIC과 같은 하드웨어의 일 구성을 의미한다. 이때, '모듈' 또는 '부', '인터페이스'라는 구성은 하드웨어에 한정되는 의미는 아니고, 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 일예로서 '모듈' 또는 '부' 또는 '인터페이스'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.
이러한 '모듈' 또는 '부' 또는 '인터페이스'에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는'모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.
이하, 이와 같은 거시적 구성을 기반으로 이에 대한 세부 구성 및 기능을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 중앙관제서버의 전체 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 중앙관제서버(300)는 데이터베이스(310), 그리고 회동 제어 모듈(320)을 기본적으로 포함하여 구성될 수 있다.
데이터베이스(310)는 PTZ 카메라(200)에서 수신된 영상을 저장하는 기능을 수행하는 것으로서, 바람직하게는 PTZ 카메라(200)를 통해 촬영된 영상을 기반으로 도로 교통 상황을 수집하거나, 도로에서의 교통사고, 도로상 낙하물, 고장차, 역주행 등의 돌발 상황을 감지할 수 있으므로 이를 위해 PTZ 카메라(200)를 통한 영상 촬영은 24시간 동안 항상 이루어지는 것이 바람직할 것이다. 따라서 데이터베이스(310)에 저장되는 영상은 바람직하게 일별로 구분되어 저장될 수 있으며, 혹은 주별, 월별로 구분되어 저장되는 것 역시 가능하다.
회동 제어 모듈(320)은 각각의 레이더 센서(100)에 설정된 감지영역에 있어, 특정 감지영역에서 감지정보가 생성되는 경우 감지정보가 생성된 감지영역을 촬영하도록 PTZ 카메라(200)의 회동, 즉 상하/좌우 방향으로의 회동을 제어하게 된다.
따라서 특정 레이더 센서(100)에 할당된 감지영역에서 감지정보가 발생하는 경우, 해당 감지영역을 촬영하도록 PTZ 카메라(200)를 회동시키는 것이며, 이때 회동 제어는 바람직하게는 상술한 설명에서처럼 전자적 제어로 구성되어 그 정밀도를 높일 수 있게 된다.
특정 감지영역에서 감지정보가 생성되는 경우, 감지정보가 생성된 감지영역을 놓치지 않고 촬영할 수 있도록 하여, 감시 사각지대를 최소화할 뿐 아니라 카메라의 감시 방향과 다른 방향에서 객체가 등장하거나 교통사고와 같은 특수 상황이 발생할 시에도 이를 놓치지 않고 촬영 감시할 수 있게 된다.
따라서 이와 같이 레이더 센서(100) 기반의 감응형 자율 감시 시스템을 통하여, 현재 PTZ 카메라(200)를 통해 촬영되고 있는 감지영역 이외의 다른 감지영역에 대해서도 레이더 센서(100)를 통해 상시 감시가 수행되고 있어 다른 방향 및 지점에서 객체가 등장하거나 교통사고와 같은 특수 상황이 발생하더라도 해당 지점으로 PTZ 카메라(200)가 자동 회전하여 영상 촬영을 수행함으로써 정확한 포착 및 촬영, 영상 저장이 가능해진다.
도 4는 본 발명의 PTZ 카메라의 예시를 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 자율 감시 시스템에 포함된 레이더 센서(100) 및 PTZ 카메라(200)는 별도로 구비될 수도 있으나, 도 4에서의 예시와 같이 PTZ 카메라(200)의 일 측에 레이더 센서(100)가 구비될 수도 있다.
더불어 레이더 센서(100)는 복수개로 구비된다고 하였는데, 따라서 각각의 감지영역에 있는 객체의 움직임을 감지하여 감지정보를 생성하는 복수의 레이더 센서(100)가 하나의 센서부(10)에 탑재될 수 있다.
이러한 센서부(10)는 설정된 각각의 범위의 감지영역에 대한 감지 역할을 수행하는 복수의 레이더 센서(100)의 그룹이라 할 수 있으며, 바람직하게는 PTZ 카메라(200)의 상부 및 하부 중 어느 하나에 구비될 수 있다.
이에 따라 복수의 레이더 센서(100)를 포함하는 센서부(10)와 PTZ 카메라(200)가 하나로 일체화될 수 있어, 별도로 PTZ 카메라(200) 및 레이더 센서(100)를 설치하지 않더라도 일체화된 구성 하나만을 도로 인근에 설치하여 도로에 대한 자율 감시 기능을 구현해낼 수 있게 된다.
더불어 중앙관제서버(300)는 감지영역에서 움직임이 감지된 객체에 대한 추적 촬영이 가능하도록 PTZ 카메라(200)의 회동(팬/틸트) 및 줌을 제어하는 추적 제어 모듈(330)을 포함할 수 있다. 이를 통해 이동 중인 객체에 대한 확대된 영상을 지속적으로 획득하도록 PTZ 카메라(200)를 제어할 수 있다.
추적 제어 모듈(300)의 구현을 위해서는 촬영된 영상에서 객체의 크기 및 형태를 파악, 현재 위치, 이동 궤적, 이동 속도를 검출해야 하는데, 이는 획득된 영상에서 객체의 외곽선을 포함하는 다각형(polygon)을 검출하거나 해당 객체에 해당하는 픽셀을 선택함에 의해서 객체의 크기 및 형태를 파악하고, 영상 내에서의 해당 객체의 현재 위치를 파악하도록 한 뒤, 해당 객체가 이동하는 경로에 따라 이동 궤적을 파악하도록 하고, 시간에 따른 이동 거리(궤적)을 통해 이동 속도를 파악해낼 수 있다.
따라서 이와 같은 객체의 크기, 형태, 현재 위치, 이동 궤적, 이동 속도를 기반으로 객체에 대한 추적 촬영이 진행되도록 PTZ 카메라(200)의 팬/틸트/줌을 제어할 수 있게 되는데, 이는 상술한 바와 같이 PTZ 카메라(200)의 전자적 팬/틸트/줌 기능을 통해 구현될 수 있으며, 이를 통해 특정 객체가 나타났을 때 해당 객체를 놓치지 않고 추적 촬영할 수 있다.
이는 모든 객체에 대해서도 적용될 수 있으며, 혹은 객체의 크기나 형태를 감지하여 이를 기반으로 추적 제어가 수행된다 하였으므로, 특정한 형태의 객체만을 추적한다던가, 특정 크기 이상의 객체만을 추적하는 것도 가능하다.
예를 들어 자동차에 대한 추적, 혹은 해당 도로에 나타난 사람(침입자)에 대한 추적을 수행할 수 있음이 그것이며, 자동차 중에서도 대형 트럭에 대한 추적만을 수행하도록 하는 것 역시 가능하다.
더불어 이러한 PTZ 카메라(200)는 팬/틸트 회동 및 줌을 반복해서 수행하게 되는데, 이때 가장 자주 일어나는 것은 무엇보다도 좌우방향의 회전(팬)이라 할 수 있다. 이는 도 2에서와 같은 도로 상황에서만 봐도 알 수 있듯이, 360°전방을 감시하여야 하는 PTZ 카메라(200)에 있어 좌우 회전이 가장 기본이 된다고 할 수 있기 때문이다.
여기서 PTZ 카메라(200)의 반복적인 좌, 우 회전에 있어 이를 기반으로 해당 PTZ 카메라(200)의 회전패턴을 파악할 수 있으며, 이를 기반으로 PTZ 카메라(200)의 좌우 회동 속도를 제어할 수도 있는데, 이를 위해 중앙관제서버(300)는 회전패턴 파악 모듈(340) 및 속도 제어 모듈(350)을 포함할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 회전패턴 파악 모듈(340)은 PTZ 카메라(200)의 좌우 회전방향 별로 PTZ 카메라(200)의 회전수, 회전각, 상기 회전각의 발생횟수를 복수 회로 학습하여 PTZ 카메라(200)에 대한 회전패턴을 파악하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 1시간 동안 PTZ 카메라(200)가 영상 촬영을 수행하였다고 하였을 때, 시계방향 회전수 10회, 반시계방향 회전수 20회, 시계방향 회전각 및 해당 회전각에서의 회수 1도-6회, 2도-2회, 3도-2회와 같은 정보를 얻는 것이 가능하다.
즉, 회전패턴 파악 모듈(340)은 PTZ 카메라(200)가 감지영역을 촬영하기 위해 회전한 회전 관련 정보, 구체적으로 회전방향 회수, 회전각, 특정 회전각의 발생회수와 같은 정보를 학습하여 해당 PTZ 카메라(200)의 회전패턴을 파악할 수 있다.
이러한 회전패턴은 해당 PTZ 카메라(200)가 설치된 장소에서의 객체 등장 패턴에 따라 달라질 수 있으므로, 바람직하게는 해당 장소에 대한 특성이라고도 할 수 있다. 즉 일반적으로 어느 방향에서 주로 객체가 나타나는지, 일반적으로 나타난 객체의 움직임은 어떠한지가 PTZ 카메라(200)의 좌우 회전에 따라 파악될 수 있는 것이다. 바람직하게 이러한 회전패턴은 특정 방향으로의 회전 회수의 고저에 따라 +1, -1과 같은 수치로 산출되는 것이 가능하다.
따라서 이와 같은 회전패턴이 파악되면, 해당 장소에서 일반적으로 객체가 나타나는 위치 또는 객체의 이동 패턴 등이 함께 판단된다 할 수 있으므로, 추가적으로 중앙관제서버(300)에 포함될 수 있는 속도 제어 모듈(350)로 하여금 회전패턴에 따라 PTZ 카메라(200)의 좌우 회전 속도를 제어하도록 함으로써 PTZ 카메라(200)가 설치된 장소에서의 객체 등장 및 이동 패턴을 기반으로 한 PTZ 카메라(200)의 무빙을 제어할 수 있다.
따라서 PTZ 카메라(200)의 좌우 회전 속도(회동 속도)를 제어 및 조절할 수 있도록 함으로써 보다 영상에서의 객체 식별이 쉽도록 제어할 수 있는 것이며, 이동이 빠른 객체라 할지라도 객체를 놓치지 않고 추적할 수 있도록 하는 것이다.
도 5는 PTZ 카메라에 대한 회전패턴 파악 원리를 도시한 개념도이다.
도 5를 참조하여 회전패턴 파악 모듈(340)을 보다 상세히 설명하면, 회전패턴 파악 모듈(340)은 보다 구체적으로 위치벡터 지정부(341), 분산값 파악부(342), 확률변수 설정부(343), 공분산 행렬 생성부(344), 회전 가중치 산출부(345)를 포함하여 구성될 수 있다.
위치벡터 지정부(341)는 PTZ 카메라(200)의 회전방향을 가상의 수직선인 y축으로 좌우로 구분하고 도로 면을 가상의 수평선인 x축으로 구분한 x-y 좌표 공간에 표시된 PTZ 카메라(200)의 회전반경 선상에 회전각을 발생횟수 별로 표시한 좌표를 위치벡터로 지정하는 기능을 수행한다.
이는 도 5를 보아 알 수 있듯이, PTZ 카메라(200)의 회전방향을 하나의 면에서 관찰할 때, (즉 상하방향의 틸트 회전은 고려하지 않고 좌우 방향의 팬 회전만 고려하여 2차원 평면 상에서의 회전만을 고려한다.) y축은 수직 기준선으로써 PTZ 카메라(200)의 회전방향을 좌측 영역 및 우측 영역으로 구분한다. x축은 도로 면을 기준으로 한 가상의 수평선이 될 수 있으며, 이와 같은 x,y축에 의해 생성된 면이 바로 x-y 좌표 공간이 되며 2차원에 해당되는 공간이라 할 수 있다.
도 2의 경우와 같은 경우에는 도로가 교차로의 구성으로 되어있어 교차된 도로만으로도 x, y축을 형성할 수 있으나, 모든 도로가 그렇지는 않다는 점을 고려하여, 특정 도로 면을 가상의 수평선인 x축 기준으로 하고, 도로 면과 수직인 가상의 수직선을 y축으로 설정하여 x-y 좌표공간을 설정한다.
여기서 도 2와 같이 도로 자체가 교차된 구성의 경우, 가상의 수평선 상의 도로가 x축 기준, 해당 도로에 수직인 다른 도로가 y축이 될 수도 있다.
위치벡터 지정부(341)는 이러한 x-y 좌표 공간 상에서, PTZ 카메라(200)의 회전반경 선상에 PTZ 회전각이 발생한 지점을 발생횟수별로 표시할 수 있다. 이때 지점이 바로 위치벡터가 된다. 도 5를 보면 알 수 있듯이, PTZ 카메라(200)의 경우 그 회전반경이 일반적으로는 360°의 원 형상을 가지게 되므로, 해당 회전반경의 선상에서 회전각을 발생횟수 별로 표시하여 이를 좌표화하는 것이다.
예를 들어 도 5에서의 예에서와 같이, 회전각 a의 발생횟수가 10이라 했을 때, 해당 회전각에 해당되는 지점인 위치벡터를 (3,4)와 같은 좌표값으로 파악하는 것이다.
분산값 파악부(342)는 해당 위치벡터를 기반으로 하여, x-y 좌표 공간에서 y축을 기준으로 한 좌우 영역 별로 상기 회전각의 분산값을 파악하는 기능을 수행한다.
이때, 분산값은 회전각 별 위치벡터가 x-y 좌표 공간 내에서 분포하는 정도 및 x-y 좌표 공간에서 각각의 회전각에 따른 위치벡터가 얼마나 떨어져 있는지 여부를 파악하기 위한 것으로 각각의 위치벡터에 대한 편차의 제곱으로 구한다. 이러한 분산값을 통해 전반적인 위치벡터의 분포 파악은 물론 각 회전각의 위치벡터가 특정 위치벡터에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지 여부를 파악하는 지표로 활용할 수 있다.
확률변수 설정부(343)는 y축을 기준으로 구분된 상기 x-y 좌표 공간의 좌우측 영역 각각의 상기 회전각의 분산값을 확률변수로 지정하는 역할을 수행한다. 즉, 확률변수는 후술할 공분산 행렬을 수행하기 위한 기반을 마련함과 동시에 특히 y축을 기준으로 회전각이 좌측 영역(반시계방향) 또는 우측 영역(시계방향)에 분포된 것을 구분하여 판별하도록 함으로써 예를 들어 좌측 영역에서의 (-3,4) 값 2번, 우측 영역에서의 (3,4)와 같은 위치벡터를 계산할 때 양 값이 소산되는 것을 방지하는 역할을 겸비한다.
공분산 행렬 생성부(344)는 확률 변수(2개 이상의 확률 변수)를 대상으로 공분산 행렬을 수행하는 것으로서, 바람직하게 확률변수 중 2개씩을 대상으로 공분산 행렬을 생성한다. 이때 공분산 행렬은 다음과 같은 표와 같이 구현되는 것이 가능하다.
공분산 행렬의 예시
확률 변수 A B C
A 4 - 0.6 - 0.24
B - 0.6 2 - 0.67
C - 0.24 - 0.67 1
위와 같이 확률변수가 A,B,C라 할 때 각각의 A,B,C 값은 분산값이 되며 (A,B), (B,C) 등의 행렬값은 공분산을 표현한 것이다. 이때 (A,B)와 (B,A)는 동일값이므로 이러한 행렬은 대각선을 기준으로 대칭의 값을 가진다.
이러한 공분산 행렬은 두 개의 객체, 즉 예를 들어 확률변수 A와 B, B와 C와 같은 두 객체 간의 관계와 떨어진 정도를 표현하는 지표가 된다.
회전 가중치 산출부(345)는, 상술한 공분산 행렬을 기반으로 하여 특정 회전각에 대한 회전 가중치를 산출하는 기능을 수행한다.
이때 회전 가중치는 해당 PTZ 카메라(200)가 설치된 장소의 특성에 기인한 것이라 할 수 있는데, 이는 해당 장소에서 객체가 나타나는 패턴이 반영된 특정 회전각을 의미하는 것으로, 이러한 회전 가중치는 미리 얻어진 분산값이나 공분산행렬의 두 객체의 값을 통해 상대적으로 결정할 수 있는데, 다음의 수학식 1을 통해 산출하는 것이 보다 바람직하다.
수학식 1.
Figure 112021084981681-pat00001
(
Figure 112021084981681-pat00002
는 회전 가중치,
Figure 112021084981681-pat00003
은 회전각
Figure 112021084981681-pat00004
의 위치 벡터,
Figure 112021084981681-pat00005
는 x-y 좌표공간 중심의 위치 벡터,
Figure 112021084981681-pat00006
는 공분산 행렬,
Figure 112021084981681-pat00007
은 회전각으로 표시된 위치 벡터의 총 개수,
Figure 112021084981681-pat00008
는 회전각
Figure 112021084981681-pat00009
의 발생횟수를 의미한다.)
수학식 1은 위치벡터와 x-y 좌표 공간 중심(일반적으로 (0,0) 값을 가지나 변경 가능하다.) 사이의 거리 및 공분산 행렬의 역행렬을 기반으로 차별성 가중치를 산출하는 식으로서, 회전각 w의 위치벡터뿐 아니라 위치벡터에 의한 공분산 값 및 회전각의 발생횟수까지 고려하여 회전 가중치를 보다 정확하고 합리적인 수치로서 파악하는 기능을 제공한다.
자세히 설명하면, 위치벡터의 발생횟수만을 기반으로 회전 가중치를 산출하면 단순히 가령 x-y 좌표 공간 중심과 먼 위치의 위치벡터를 해당 장소에서의 객체 등장 특이 패턴이 아닌 일반적인 촬영을 위한 회전에 해당되는 것으로 쉽사리 판단하여 각각의 회전각에 대한 의미와 해당 장소에서 나타날 수 있는 특정한 객체 등장 패턴을 정확하게 판가름할 수 없다.
따라서 회전 가중치 산출부(345)는 특정 회전각의 발생회수와 각 회전각으로 대별된 위치벡터의 분산값을 확률변수로 설정하여 얻어진 공분산 행렬까지 고려함으로써 특정 회전각의 회전 가중치를 보다 합리적으로 산출하는 기능을 제공한다.
따라서, 이와 같이 회전 가중치가 설정되는 경우 속도 제어 모듈(350)은 회전패턴 뿐 아니라 회전 가중치를 더 반영하여 PTZ 카메라(200)에 대한 좌우 회동 속도를 제어할 수 있다. 바람직하게는 회전패턴이 수치의 값으로 산출될 수 있다 하였으므로, 해당 수치에 회전 가중치를 합산하여 이를 기반으로 PTZ 카메라(200)에 대한 좌우 회전 속도(회동 속도)를 제어하는 것이다.
즉, PTZ 카메라(200)가 특정 회전각 위치로 회전되는 경우에 해당하는 회전 가중치를 회전패턴에 더 반영함으로써, PTZ 카메라(200)가 설치된 장소에 있어서의 객체 출현 빈도나 출현 위치, 객체의 이동 패턴을 반영할 뿐 아니라 특정 회전각으로의 이동을 포함하는 특이 패턴을 함께 반영하여 PTZ 카메라(200)의 좌우 회전 속도를 제어할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 세정 어셈블리를 도시한 개념도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 PTZ 카메라(200)는 바람직하게 도로 인근, 즉 야외에 배치되기 때문에 PTZ 카메라(200)의 핵심 구성이라 할 수 있는 카메라의 렌즈(220)가 도로에서 발생한 분진이나 기타 오염물 등에 의해 쉽게 더럽혀질 수 있는 문제성이 있다.
더불어 이와 같이 PTZ 카메라(200)의 렌즈(220)가 더럽혀질 경우 도로를 대한 영상의 선명도가 떨어져 실시간 감시에 대한 효율이 저하될 우려가 있을 수 있는데, 이를 위해 본 발명의 자율 감시 시스템은 PTZ 카메라(200)의 렌즈(220)에 대한 자가 세정 구성을 더할 수 있다.
따라서 PTZ 카메라(200)는 세정 어셈블리(210)를 더 포함할 수 있는데, 세정 어셈블리(210)는 바람직하게 챔버(211), 노즐(212), 그리고 펌프(213)를 포함하여 세정수를 PTZ 카메라(200)의 렌즈(220)에 분사함으로써 PTZ 카메라(200) 렌즈(220)에 대한 자가 세정을 가능케 한다.
챔버(211)는 바람직하게 PTZ 카메라(200)의 일 측에 포함될 수 있는 것으로서, 세정수에 대한 보관 용기의 기능을 수행한다. 이러한 챔버(211)와 노즐(212)은 연결관을 매개로 연결되어 있으며, 노즐(212의 경우 PTZ 카메라(200) 렌즈(220) 인근의 일 측에 구비되어 카메라 렌즈(220)에 세정수를 분사할 수 있도록 한다. 더불어 세정 어셈블리(210)에 구비된 펌프(213)를 통하여 세정수가 연결관을 통해 노즐(212)로 이동되어 노즐(212)을 매개로 분사된다. 따라서 세정 어셈블리(210)는 세정수를 분사하는 디스펜서의 기능을 수행한다고 할 수 있다.
더불어 이와 같이 세정 어셈블리(210)가 포함되는 경우, PTZ 카메라(200)를 통해 촬영된 영상에서 분진과 같은 이물질이 검출됨에 따라 세정 어셈블리(210)가 작동하도록 제어하여야 하는데, 이를 위해 바람직하게 중앙관제서버(300)는 세정 제어 모듈(360)을 포함할 수 있다.
이는 상술한 설명에서와 같이 영상을 촬영하는 PTZ 카메라(200)의 일 측에 이물질이 묻는 경우 촬영된 영상 내에서도 특정 이물질이 움직이지 않고 계속 촬영되게 되므로 PTZ 카메라(200)가 회전되더라도 꾸준히 무언가 노이즈와 같은 객체가 촬영된다면, 이를 이물질정보로써 검출해내는 것도 가능하다. 이 외에도 이물질을 검출하는 방식에 있어서는 제한을 두지 않는다.
따라서 PTZ 카메라(200)가 움직이면서 촬영되더라도 움직이지 않는 분진과 같은 이물질정보가 검출됨에 따라 세정 어셈블리(210)의 동작, 그 중에서도 펌프(213)의 동작을 제어함으로써 세정수를 카메라 렌즈(220)에 분사하게끔 하여 자가 세정 기능을 더할 수 있게 된다.
나아가 이와 같은 세정수는 가장 간단하게는 물일 수도 있으나, 가장 바람직하게는 세정력을 높이기 위해 세정수는 디옥틸소듐설포석시네이트(Dioctyl sodium sulfosuccinate)를 포함할 수 있다.
디옥틸소듐설포석시네이트는 인체에 안전한 계면활성제로서, 물과 잘 섞일 뿐 아니라 지방 성분에 대한 용해가 가능하여 세정수의 세정력을 높이는 기능을 수행한다.
따라서 이와 같은 구성에 따라 PTZ 카메라(200)를 통해 촬영된 영상에서 이물질이 검출됨에 따라, 중앙관제서버(300)에 포함된 세정 제어 모듈이 PTZ 카메라(200)의 일 측에 포함된 세정 어셈블리(210)의 펌프(213)를 작동시켜 세정 어셈블리(210)를 매개로 높은 세정력을 가진 세정수가 PTZ 카메라(200)의 렌즈(220)에 분사되도록 하여 분진이나 이물질이 발생할 여지가 많은 야외 설치 PTZ 카메라(200)의 렌즈(220)가 항상 청결한 상태로 유지될 수 있도록 할 수 있다.
더불어 세정수는 디옥틸소듐설포석시네이트 이외에도 추가적인 조성을 더 포함할 수 있는데, 이러한 세정수는 제 1 용액을 제조하는 단계(S11), 제 2 용액을 제조하는 단계(S12), 세정수를 완성하는 단계(S13)를 통해 제조될 수 있다.
(S11) 제 1 용액을 제조하는 단계
먼저, 디옥틸소듐설포석시네이트(Dioctyl sodium sulfosuccinate) 10 내지 25 중량부, 이소프로필알코올(isopropyl alcohol) 50 내지 75 중량부 및, 정제수 10 내지 25 중량부와, 페닐트라이메티콘(Phynyl Trimethicone) 1 내지 10 중량부를 혼합하여 제 1 용액을 제조한다.
디옥틸소듐설포석시네이트는 상술한 바와 같이 인체에 안전하고 세정력이 뛰어난 계면활성제의 일종으로 세정수의 세정력을 높이기 위해 첨가된다고 하였다.
이소프로필알코올은 무색의 휘발성 액체로서, 제 1 용액의 용매의 기능을 수행하며 소독 및 살균 작용을 수행한다. 여기서 이소프로필알코올의 살균 및 세정력을 극대화하기 위해서는 약간의 희석이 필요하므로, 정제수와 혼합 처리하여 살균력 및 세정력을 극대화하게 된다.
페닐트라이메티콘은 실리콘 계열의 소포제로서, 세정수가 분사되었을 시 계면활성 성분에 의해 거품이나 기포가 발생하여 PTZ 카메라(200) 렌즈(220)를 통해 촬영된 영상의 화질이 저하되는 것을 방지하기 위해 첨가된다.
(S12) 제 2 용액을 제조하는 단계
다음으로, 제 1 용액 75 내지 90 중량부와, 솔비탄세스퀴아이소스테아레이트(Sorbitan Sesquiisostearate) 5 내지 10 중량부 및, 프로필렌카보네이트(propylene carbonate) 10 내지 15 중량부를 혼합하여 제 2 용액을 제조한다.
솔비탄세스퀴아이소스테아레이트는 유화제로서의 기능하여, PTZ 카메라(200) 렌즈(220)의 표면에 흡착될 수 있는 지용성 오염물에 대한 제거 능력을 높이기 위해 첨가된다.
프로필렌카보네이트는 물 및 다양한 용제와 잘 섞이는 용매의 역할을 수행함과 동시에 혼합된 물질의 점도를 감소시키는 역할을 수행하여, PTZ 카메라(200)의 표면에 세정수의 잔여물이 남지 않도록 하는 기능을 수행한다.
(S13) 세정수를 완성하는 단계
마지막으로, 제 2 용액 85 내지 95 중량부와, 코카미도프로필 하이드록시설테인(Cocamidopropyl Hydroxysultaine) 1 내지 10 중량부와, 에틸렌다이아민 테트라아세틱애씨드(ethylenediamine tetraacetic acid) 1 내지 5 중량부 및, 모란뿌리추출물(Paeonia Suffruticosa Root Extract)을 포함하는 방부성 첨가제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 세정수를 완성한다.
코카미도프로필 하이드록시설테인(Cocamidopropyl Hydroxysultaine)은 인체에 무해한 코코넛 계열의 천연 계면활성제로서 세정능력의 증대를 위해 첨가된다. 따라서 코카미도프로필 하이드록시설테인 첨가에 따라 세정수의 세정력이 극대화될 수 있다.
에틸렌다이아민 테트라아세틱애씨드는 금속 이온의 활성을 봉쇄하는 킬레이트화제로서, 세정수에 일부 포함될 수 있거나, 혹은 PTZ 카메라(200)의 렌즈(220) 표면에 묻은 금속성 오염물에 포함된 금속 이온에 대한 활성을 방지하여 PTZ 카메라(200) 렌즈(220) 표면의 부식 등에 의한 렌즈(220)의 기능 저하를 방지하기 위해 첨가된다.
방부성 첨가제는 모란뿌리추출물을 유효 성분으로 포함하는데, 모란뿌리추출물은 그늘에 말린 모란 뿌리의 껍질에서 추출한 성분으로서, 항균 작용이 뛰어날 뿐 아니라 천연의 방부제 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 방부성 첨가제로서 세정수에 첨가 시 산화 및 부패를 방지하고, 항균성을 더할 수 있다.
이와 같은 세정수의 구성을 통하여, PTZ 카메라(200) 렌즈(220)에 대한 높은 세정력을 기대할 수 있을 뿐 아니라, 세정수가 빠르게 휘발되도록 하고 잔여물이 남지 않도록 하여 추가적인 오염을 방지하고, 나아가 렌즈(220) 표면에 달라붙을 수 있는 금속성 오염물에 의한 금속 이온으로 인한 렌즈(220)의 기능 저하 등을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
나아가 방부성 첨가제는 모란뿌리추출물 이외에도 추가적인 조성을 더 포함할 수 있는데, 이러한 방부성 첨가제는 1차 용액을 제조하는 단계(S21), 2차 용액을 제조하는 단계(S22), 방부성 첨가제를 완성하는 단계(S23)을 통해 제조될 수 있다.
(S21) 1차 용액을 제조하는 단계
먼저, 모란뿌리추출물(Paeonia Suffruticosa Root Extract) 40 내지 70 중량부와, 에틸알코올(Ethyl alcohol) 20 내지 50 중량부를 혼합하여 1차 용액을 제조한다.
모란뿌리추출물은 상술한 바와 같이 항균 작용이 뛰어날 뿐 아니라 천연의 방부제 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 에틸알코올은 모란뿌리추출물의 용매가 됨과 동시에 살균, 소독, 방부 효과가 있는 물질이다.
(S22) 2차 용액을 제조하는 단계
다음으로, 1차 용액 60 내지 80 중량부와 소르비탄모노올레이트(Sorbitan monooleate) 5 내지 15 중량부 및 이소프로필알코올 20 내지 30 중량부를 혼합하여 2차 용액을 제조한다.
소르비탄모노올레이트는 소르비톨(Sorbitol)의 분자 내 탈수반응으로 얻어지는 소르비탄(Sorbitan)을 지방산의 에스테르로 합성한 것으로서 친유성 물질에 우수한 용해도를 가지는 물질이다. 이러한 소르비탄모노올레이트는 상온에서의 유화, 분산력이 우수하며, 에탄올, 이소프로필알코올, 톨루엔 등의 용매에 잘 용해된다는 특징이 있으며 비이온성계면활성제 및 유화제의 역할을 수행할 수 있다.
나아가 이소프로필알코올은 에틸알코올과 유사한 기능을 수행하며, 소르비탄모노올레이트에 대한 용해도가 높음과 동시에 살균성 및 세정력, 방부성이 뛰어난 물질이다.
(S23) 방부성 첨가제를 완성하는 단계
마지막으로, 2차 용액 80 내지 95 중량부, 폴리글리세롤폴리라이시놀리에이트(Polyglycerol polyricinoleate) 3 내지 10 중량부 및 소르비탄모노스테아레이트(Sorbitan Stearate) 1 내지 5 중량부를 혼합하여 방부성 첨가제를 완성한다.
폴리글리세롤 폴리리시놀리에이트는 HLB(Hydrophilic lipophilic balance)값이 작은 친유성 계열의 유화제로서, 첨가 시 용액이 보다 잘 유화되도록 하여 용액의 안정성을 높일 수 있다.
소르비탄모노스테아레이트(Sorbitan Stearate)는 소르비톨에서 유래된 헥시톨안하이드라이드와 스테아릭애씨드의 모노에스터이다. 소르비탄스테아레이트는 감미료인 소르비톨과 천연 지방산인 스테아릭애씨드로 구성된 계면활성제로서 유화 안정성을 높이는데 도움을 준다.
따라서 이러한 방부성 첨가제를 통해, 세정수의 방부성을 높임과 동시에 세정력을 증대시키고, 나아가 유화안정성을 높아 안정한 액상의 유지가 가능케 됨과 동시에 카메라 렌즈(220)에 분사될 시에도 렌즈(220)의 성능이 저해되거나 부식되는 것을 방지할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
10 : 센서부 100 : 레이더 센서
200 : PTZ 카메라 210 : 세정 어셈블리
211 : 챔버 212 : 노즐
213 : 펌프 220 : 렌즈
300 : 중앙관제서버 310 : 데이터베이스
320 : 회동 제어 모듈 330 : 추적 제어 모듈
340 : 회전패턴 파악 모듈 341 : 위치벡터 지정부
342 : 분산값 파악부 343 : 확률변수 설정부
344 : 공분산 행렬 생성부 345 : 회전 가중치 산출부
350 : 속도 제어 모듈 360 : 세정 제어 모듈

Claims (9)

  1. 레이더 센서 기반의 감응형 자율 감시 시스템으로서,
    도로 인근에 복수개로 설치된 것으로서, 설정된 각각의 감지영역에서의 객체(object)의 움직임을 감지하여 감지정보를 생성하는 레이더 센서;
    상기 레이더 센서 인근에 설치된 것으로서 상기 감지영역 중 어느 하나를 촬영하여 영상을 생성하는 PTZ 카메라(Pan Tilt Zoom Camera);
    상기 PTZ 카메라에서 수신된 영상을 저장하는 데이터베이스와, 상기 감지정보가 수신됨에 따라 상기 감지정보가 생성된 감지영역을 촬영하도록 상기 PTZ 카메라의 회동을 제어하는 회동 제어 모듈을 포함하는 중앙관제서버;를 포함하고,
    상기 PTZ 카메라는,
    디옥틸소듐설포석시네이트(Dioctyl sodium sulfosuccinate)를 포함하는 세정수를 보관하는 챔버 및, 상기 세정수를 상기 PTZ 카메라의 렌즈에 분사하는 노즐 및 상기 세정수를 노즐로 이동시키는 펌프를 포함하는 세정 어셈블리를 포함하며,
    상기 중앙관제서버는,
    상기 영상으로부터 이물질정보를 검출하고, 상기 이물질정보가 검출됨에 따라 상기 세정 어셈블리의 동작을 제어하는 세정 제어 모듈을 포함하되,
    상기 세정수는,
    디옥틸소듐설포석시네이트(Dioctyl sodium sulfosuccinate) 10 내지 25 중량부, 이소프로필알코올(isopropyl alcohol) 50 내지 75 중량부 및, 정제수 10 내지 25 중량부와, 페닐트라이메티콘(Phynyl Trimethicone) 1 내지 10 중량부를 혼합하여 제 1 용액을 제조하는 단계;
    상기 제 1 용액 75 내지 90 중량부와, 솔비탄세스퀴아이소스테아레이트(Sorbitan Sesquiisostearate) 5 내지 10 중량부 및, 프로필렌카보네이트(propylene carbonate) 10 내지 15 중량부를 혼합하여 제 2 용액을 제조하는 단계;
    상기 제 2 용액 85 내지 95 중량부와, 코카미도프로필 하이드록시설테인(Cocamidopropyl Hydroxysultaine) 1 내지 10 중량부와, 에틸렌다이아민 테트라아세틱애씨드(ethylenediamine tetraacetic acid) 1 내지 5 중량부 및, 모란뿌리추출물(Paeonia Suffruticosa Root Extract)을 포함하는 방부성 첨가제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 세정수를 완성하는 단계;를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는, 자율 감시 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템은,
    각각의 감지영역에 대한 감지정보를 생성하는 복수의 상기 레이더 센서를 포함하는 센서부를 포함하되,
    상기 센서부는,
    상기 PTZ 카메라의 상부 및 하부 중 어느 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는, 자율 감시 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙관제서버는,
    상기 객체의 크기, 형태, 현재 위치, 이동 궤적, 이동 속도를 기반으로 상기 객체를 추적 촬영하도록 상기 PTZ 카메라의 회동 및 줌을 제어하는 추적 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자율 감시 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙관제서버는,
    상기 PTZ 카메라의 좌우 회전방향 별로 상기 PTZ 카메라의 회전수, 회전각, 상기 회전각의 발생횟수를 복수 회로 학습하여 상기 PTZ 카메라에 대한 회전패턴을 파악하는 회전패턴 파악 모듈 및,
    상기 회전패턴에 따라 상기 PTZ 카메라의 좌우 회전 속도를 제어하는 속도 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자율 감시 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 회전패턴 파악 모듈은,
    상기 PTZ 카메라의 회전방향을 가상의 수직선인 y축을 기준으로 좌우로 구분하고 도로 면을 가상의 수평선인 x축을 기준으로 구분한 x-y 좌표 공간에 표시된 상기 PTZ 카메라의 회전반경 선상에 상기 회전각을 발생횟수 별로 표시한 좌표를 위치벡터로 지정한 위치벡터 지정부 및,
    상기 위치벡터를 기반으로 상기 x-y 좌표 공간에서 y축을 기준으로 한 좌우 영역 별로 상기 회전각의 분산값을 파악하는 분산값 파악부와,
    y축을 기준으로 구분된 상기 x-y 좌표 공간의 좌우측 영역 각각의 상기 회전각의 분산값을 확률변수로 설정하는 확률변수 설정부 및,
    상기 확률변수 중 2개씩을 대상으로 공분산 행렬을 생성하는 공분산 행렬 생성부와,
    상기 공분산 행렬을 기반으로 특정 회전각에 대한 회전 가중치를 산출하는 회전 가중치 산출부를 포함하고,
    상기 속도 제어 모듈은,
    상기 회전패턴 및 상기 회전 가중치를 기반으로 상기 PTZ 카메라의 좌우 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 자율 감시 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 회전 가중치는,
    다음의 수학식 1을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는, 자율 감시 시스템.
    수학식 1.
    Figure 112021084981681-pat00010

    (
    Figure 112021084981681-pat00011
    는 회전 가중치,
    Figure 112021084981681-pat00012
    은 회전각
    Figure 112021084981681-pat00013
    의 위치 벡터,
    Figure 112021084981681-pat00014
    는 x-y 좌표공간 중심의 위치 벡터,
    Figure 112021084981681-pat00015
    는 공분산 행렬,
    Figure 112021084981681-pat00016
    은 회전각으로 표시된 위치 벡터의 총 개수,
    Figure 112021084981681-pat00017
    는 회전각
    Figure 112021084981681-pat00018
    의 발생횟수를 의미한다.)
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 방부성 첨가제는,
    모란뿌리추출물(Paeonia Suffruticosa Root Extract) 40 내지 70 중량부와, 에틸알코올(Ethyl alcohol) 20 내지 50 중량부를 혼합하여 1차 용액을 제조하는 단계;
    상기 1차 용액 60 내지 80 중량부와 소르비탄모노올레이트(Sorbitan monooleate) 5 내지 15 중량부 및 이소프로필알코올 20 내지 30 중량부를 혼합하여 2차 용액을 제조하는 단계;
    상기 2차 용액 80 내지 95 중량부, 폴리글리세롤폴리라이시놀리에이트(Polyglycerol polyricinoleate) 3 내지 10 중량부 및 소르비탄모노스테아레이트(Sorbitan Stearate) 1 내지 5 중량부를 혼합하여 방부성 첨가제를 완성하는 단계;를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는, 특징으로 하는, 자율 감시 시스템.
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