KR102339183B1 - 효율적 영상 센서 활용을 위한 팬틸트 프리셋 자동화 방법 및 장치 - Google Patents

효율적 영상 센서 활용을 위한 팬틸트 프리셋 자동화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 팬틸트 프리셋 자동화 방법에 있어서, 탐지센서별 사전 PreSet을 설정하는 과정; 적이 탐지되었는가를 판단하는 과정; 및 상기 적이 탐지된 경우, 탐지된 탐지센서로 팬틸트 방향을 상기 사전 PreSet에 따라 이동하는 과정을 포함한다.

Description

효율적 영상 센서 활용을 위한 팬틸트 프리셋 자동화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR AUTOMATED PAN-TILT PRESETS FOR EFFICIENT IMAGE SENSORS}
본 발명은 효율적 영상 센서 활용을 위한 팬틸트 프리셋 자동화 방법 및 장치에 관한 것이다.
무인지상감시센서는 다양한 센서와 복잡한 알고리즘을 기반으로 원격에서 적의 침입을 탐지하는 첨단 감시체계이다. 장시간 다양한 국가 및 업체에서 기술을 발전시키고 있지만, 센서의 제한사항에 의해 자연현상이나 주변환경 변화를 적의 침입으로 잘못 경보하는 현상에 대해서는 명백한 대안이 없는 실정이다. 이에 대한 해법으로 최근 영상을 활용한 무인지상감시센서 운용이 하나의 대안으로 대두되고 있는데, 이를 위해서는 대용량 영상신호를 제한된 환경에서 전송할 수 있어야 하고, 감시영역을 감시할 수 있는 영상센서가 있어야 한다.
또한 무인지상감시센서의 탐지센서로 탐지된 적 확인을 위해 운용되는 영상센서 및 팬틸트의 효율적 운용을 위해서 각 탐지센서의 위치와 영상센서 시야를 일치시키는 팬틸트 구동부 Preset 설정은 체계 설치의 필수 요소인 반면, 설치 시 소요 시간은 전체 체계 설치 시간의 50%에 육박하여 운용자의 큰 부담이 되고 있다.
본 발명은 영상 센서 활용을 위한 팬틸트 프리셋 자동화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 무인지상감시센서 설치 시간을 줄이는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 팬틸트 프리셋 자동화 방법에 있어서, 탐지센서별 사전 PreSet을 설정하는 과정; 적이 탐지되었는가를 판단하는 과정; 및 상기 적이 탐지된 경우, 탐지된 탐지센서로 팬틸트 방향을 상기 사전 PreSet에 따라 이동하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 팬틸트 프리셋 자동화 장치에 있어서, 탐지센서별 사전 PreSet을 설정하는 팬틸트 구동부; 및 적이 탐지되었는가를 판단하고, 상기 적이 탐지된 경우, 탐지된 탐지센서로 팬틸트 방향을 상기 사전 PreSet에 따라 이동하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 무인지상감시센서 설치 시간을 줄일 수 있다.
본 발명은 운용간에도 사용자가 원하는 방위각으로 영상센서 화면을 쉽게 전환할 수 있다.
본 발명은 영상센서를 특정 방향으로 향하게 하는 것이 용이해질 수 있다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 센서 활용을 위한 팬틸트 프리셋 자동화 방법을 나타낸 흐름도;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 팬틸트 구동부의 사전 PreSet 설정 결과를 나타낸 예시도;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 팬틸트 구동부의 사전 PreSet 및 자동 매핑 결과를 나타낸 예시도; 및
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 센서 활용을 위한 팬틸트 프리셋 자동화 장치의 블록 구성도.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 발명에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 발명에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 발명에서 사용된 "제 1", "제 2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상술한 어떤 구성요소가 상술한 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소와 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 AP(application processor))를 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하, 본 명세서에서는 '휴대형 단말기'와 '휴대용 단말기'는 동일한 의미이므로 혼용하여 사용하기로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시 예에서는 영상센서가 감시영역을 효율적으로 감시할 수 있도록하는 팬틸트 운용에 대한 방안을 제안한다.
본 발명의 실시 예에서는 실질적인 방안 제시를 위해 무인지상감시센서에서의 영상센서 및 팬틸트 운용방안을 제안한다.
본 발명의 실시 예에서는 무인지상감시센서 설치 시간을 최소화하기 위해 틸트 구동부 Preset을 센서 위치정보를 기반으로 자동화하는 방안을 제안한다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 센서 활용을 위한 팬틸트 프리셋 자동화 방법을 나타낸 흐름도이다.
무인지상감시센서의 운용성 확인간 운용절차는 도 1a 및 1b에서 확인할 수 있다. 이 운용절차 중 본 발명과 관련되는 팬틸트 PreSet 설정은 탐지센서가 적 침입을 최초 탐지 시 영상센서가 첫 경보를 울린 탐지센서로 자동으로 향하게 할 수 있도록, 각 센서의 위치로 영상센서가 향하도록 팬틸트 구동부에 미리 방향을 설정하는 행위이다.
이를 위해서는 영상센서, 중계기, 휴대형 단말기가 연동되는 상태에서, 특정 탐지센서 방향에 사람이 위치하고, 휴대형 단말기에서 그 사람이 보이는지 확인하며, 안보일 경우 영상센서 위치에서 영상센서의 방향을 유도하고, 휴대형 단말기에서 단말기 조작을 통해 탐지센서 방향으로 영상센서를 일치시키는 일이 필요하다. 이러한 PreSet 설정은 감시영역에 따라 다르지만 최대 12회 이상 진행되어야 하며, 이는 설치 시간의 대부분을 할애해야만 하는 어렵고 시간이 많이 소요되는 일이다. 또한 휴대형 단말기 운용시 PreSet 설정 번호도 자꾸 바뀌어 운용자가 임으로 영상센서를 특정 방향으로 향하게 하는 일도 쉽지않다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 사전 PreSet과 자동 PreSet 연결 방안을 제안한다.
도 1a를 참조하면, 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 101 단계에서 임무배치계획을 수립한다.
팬틸트 프리셋 자동화 장치는 103 단계에서 센서를 설치한다. 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 105 단계에서 센서 설치를 확정한다. 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 107 단계에서 센서/중계기/단말기 연동을 확인한다. 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 109 단계에서 탐지센서별 PreSet을 설정한다. 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 111 단계에서 센서 배치를 확인한다. 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 113 단계에서 운용 대기 모드로 들어간다. 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 115 단계에서 적이 탐지되었는가를 판단한다. 적이 탐지되지 않은 경우, 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 113 단계로 되돌아간다. 그러나 적이 탐지된 경우, 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 117 단계에서 탐지된 센서로 팬틸트 방향을 이동한다. 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 119 단계에서 인지하였는가를 판단한다. 인지된 경우, 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 121 단계에서 대응조치를 취한다. 그러나 인지되지 않은 경우, 팬틸트 프리셋 자동화 장치는 123 단계에서 좌/우 방향키로 팬틸트 방향을 이동한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 팬틸트 구동부의 사전 PreSet 설정 결과를 나타낸 예시도이다.
먼저, 사전 PreSet은 팬틸트 구동부에 공장 출하 시 도 2와 같이 10° 간격으로 36개의 PreSet(200)을 설정하여, 무인지상감시센서 운용간 운용자가 추가로 PreSet 설정이 불필요하도록 하는 것이다. 대신 영상센서(210) 설치 시 영상센서 및 팬틸트 구동부 중심이 진북방향을 향하도록 설치할 수 있다. 이에 따라 사용자는 원하는 방위각을 매 10° 간격으로 임의로 변경할 수 있다. 또한, 자동 PreSet 연결은 저장된 탐지센서의 좌표와 영상센서의 좌표를 기반으로 영상센서로부터 탐지센서의 방위각을 계산하여 사전 PreSet과 자동 매핑하는 것이다.
이는 소프트웨어로 자동 계산되어 운용자가 설정할 필요가 없다. 센서 배치를 확정하여 휴대형 단말기에 입력하면, 즉시 자동 계산되어 각 탐지센서와 사전 PreSet 설정이 자동 매핑되는 것이다. 무인지상감시센서에서 각 탐지센서와 영상센서, 중계기 및 휴대용 단말기의 위치좌표는 휴대용 단말기에 전시를 위한 필수 입력요소이므로, PreSet 자동 매핑을 위해 추가로 요구되는 기능이 아니다.
두점의 좌표를 알면 상호 방위각을 계산할 수 있는데 그 식은 아래와 같다.
1) 두점의 좌표가 (PLa1,PLn1), (PLa2,PLn2)이면,
PLa1 : 현재 위도 좌표
PLn1 : 현재 경도 좌표
PLa2 : 목적지 위도 좌표
PLn2 : 목적지 경도 좌표
2) 위도나 경도는 지구 중심을 기반으로 하는 각도이기 때문에 라디안 각도로 변환
CRa=PLa1 x (π/180) : 현재 위도 라디안 좌표
CRn=PLn1 x (π/180) : 현재 경도 라디안 좌표
DRa=PLa2 x (π/180) : 목적지 위도 라디안 좌표
DRn=PLn2 x (π/180) : 목적지 경도 라디안 좌표
3) 두 좌표간 라디안 방위각 계산
두 좌표간 라디안 방위각(RaB)은 하기 <수학식 1>과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112019127352767-pat00001
4) 진북 기준 방위각(TuB) 계산
진북 기준 방위각(TuB)은 하기 <수학식 2>와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112019127352767-pat00002
휴대용 단말기에 입력된 영상센서와 각 탐지센서의 위치 좌표를 기반으로 위 절차(상기 1)~4) 절차)에 따라 자동 계산하여 영상센서와 각 탐지센서간 방위각을 계산할 수 있고, 계산된 방위각을 담당하는 사전 PreSet 설정 번호와 매핑하면 된다. 사전 PreSet을 매 10° 간격으로 36개 설정하였으므로, 계산된 방위각을 10으로 나눈 몫을 PreSet 번호로 매핑하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 팬틸트 구동부의 사전 PreSet 및 자동 매핑 결과를 나타낸 예시도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 사용자의 수동조작 없이 휴대용 단말기에서 자동으로 #19(301)는 P2(303), #14(305)는 P14(307), #18(309)은 P27(311) 등으로 자동 매핑되어 휴대용 단말기 화면에서 사용자가 해당 센서를 터치하면 팬틸트 구동부는 자동으로 해당 방향으로 이동하여 영상화면이 선택한 센서지역을 보여줄 수 있다.
무인지상감시센서 설치 시운전 결과 설치 시간의 상당부분(약 50%)을 차지하던 PreSet 설정 방법을 제안한 방안으로 변경 시 설치 시간을 대폭 줄일 수 있고, 운용간에도 사용자가 원하는 방위각으로 영상센서 화면을 쉽게 전환할 수 있어 운용 편이성도 증대될 수 있다. 다만, 개활지나 해/강안에서는 문제가 되지 않겠지만, 경사가 있는 산악지의 경우 방위각 뿐만아니라, 상하 방향으로 틸트 조정도 필요하여, 설치 시 틸트를 확인하는 절차가 필요할 수 있다.
무인지상감시센서의 팬틸트 운용 방안에 대해 고찰한 결과, 현재 진행하는 수동 PreSet 설정보다는 휴대용 단말기의 소프트웨어 추가 개발을 통해 사전 PreSet 설정 및 자동 매핑을 적용하면 무인지상감시센서 설치 시간을 50%이상 단축할 수 있고, 운용성도 현저히 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 센서 활용을 위한 팬틸트 프리셋 자동화 장치의 블록 구성도이다.
팬틸트 프리셋 자동화 장치(400)은 팬틸트 구동부(410) 및 제어부(420)를 포함할 수 있다.
상기 팬틸트 구동부(410)는 탐지센서별 사전 PreSet을 설정한다. 상기 팬틸트 구동부(410)는 예컨대, 10도 간격으로 36개의 PreSet을 설정하도록 더 구성될 수 있다.
상기 제어부(420)는 적이 탐지되었는가를 판단하고, 상기 적이 탐지된 경우, 탐지된 탐지센서로 팬틸트 방향을 상기 사전 PreSet에 따라 이동한다. 여기서, 상기 제어부는, 저장된 탐지센서의 좌표와 영상센서의 좌표를 기반으로 상기 영상센서로부터 상기 탐지센서의 방위각을 계산하여 상기 사전 PreSet과 자동 매핑하도록 더 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예는 전술한 각각의 방법 또는 각각의 기능을 수행할 수 있는 모듈 또는 장치로 구현될 수 있다. 이때, 상기 모듈은 소프트웨어 및/또는 하드웨어의 일구성으로 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 방법 또는 기능은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
전술된 내용은 본 발명가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 팬틸트 프리셋 자동화 방법에 있어서,
    팬틸트 구동부가, 영상센서를 중심으로 배치된 복수의 탐지센서들에 대응하는 복수의 자동 프리셋들을 설정하는 과정;
    제어부가, 상기 탐지센서들 중 하나를 통해 적이 탐지되었는지 여부를 확인하는 과정; 및
    상기 제어부가, 상기 확인 결과, 상기 적이 탐지된 경우, 상기 자동 프리셋들 중에서 상기 적이 탐지된 탐지센서에 설정된 자동 프리셋에 따라 상기 영상센서의 팬틸트 방향을 이동하는 과정을 포함하며,
    상기 자동 프리셋들을 설정하는 과정은,
    상기 영상센서의 팬틸트 전체 각도인 360도를 10도 간격으로 나누어 36개의 사전 프리셋들을 생성하는 과정;
    상기 영상센서의 위치 좌표와 상기 탐지센서들의 복수의 위치 좌표들을 이용하여 상기 영상센서와 상기 탐지센서들 각각 간의 복수의 방위각들을 계산하는 과정;
    상기 방위각들에 상기 사전 프리셋들을 매핑하여 상기 영상센서를 기준으로 상기 탐지센서들이 위치하는 방향들을 나타내는 상기 자동 프리셋들을 결정하는 과정; 및
    상기 탐지센서들에 대응되게 상기 자동 프리셋들을 설정하는 과정을 포함하는 팬틸트 프리셋 자동화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사전 프리셋들은 상기 팬틸트 구동부와 상기 제어부를 포함하는 팬틸트 프리셋 자동화 장치가 공장에서 출하 시에 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 팬틸트 프리셋 자동화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 팬틸트 구동부의 중심과 상기 영상센서는 진북 방향을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 팬틸트 프리셋 자동화 방법.
  4. 팬틸트 프리셋 자동화 장치에 있어서,
    영상센서를 중심으로 배치된 복수의 탐지센서들에 대응하는 복수의 자동 프리셋들을 설정하는 팬틸트 구동부; 및
    상기 탐지센서들 중 하나를 통해 적이 탐지되었는지 여부를 확인하며, 상기 확인 결과, 상기 적이 탐지된 경우, 상기 자동 프리셋들 중에서 상기 적이 탐지된 탐지센서에 설정된 자동 프리셋에 따라 상기 영상센서의 팬틸트 방향을 이동하는 제어부를 포함하고,
    상기 팬틸트 구동부는, 상기 영상센서의 팬틸트 전체 각도인 360도를 10도 간격으로 나누어 36개의 사전 프리셋들을 생성하며, 상기 영상센서의 위치 좌표와 상기 탐지센서들의 복수의 위치 좌표들을 이용하여 상기 영상센서와 상기 탐지센서들 각각 간의 복수의 방위각들을 계산하며, 상기 방위각들에 상기 사전 프리셋들을 매핑하여 상기 영상센서를 기준으로 상기 탐지센서들이 위치하는 방향들을 나타내는 상기 자동 프리셋들을 결정하고, 상기 탐지센서들에 대응되게 상기 자동 프리셋들을 설정하는 것을 특징으로 하는 팬틸트 프리셋 자동화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사전 프리셋들은 상기 팬틸트 프리셋 자동화 장치가 공장에서 출하 시에 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 팬틸트 프리셋 자동화 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 팬틸트 구동부의 중심과 상기 영상센서는 진북 방향을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 팬틸트 프리셋 자동화 장치.
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KR100879266B1 (ko) * 2008-04-25 2009-01-16 이상석 유형별 인식에 의한 사물 추적 및 침입감지 시스템
JP2010124023A (ja) * 2008-11-17 2010-06-03 Hitachi Kokusai Electric Inc 監視システム

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