KR102361089B1 - 레이더를 이용한 보안 검색 시스템 - Google Patents

레이더를 이용한 보안 검색 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102361089B1
KR102361089B1 KR1020200107558A KR20200107558A KR102361089B1 KR 102361089 B1 KR102361089 B1 KR 102361089B1 KR 1020200107558 A KR1020200107558 A KR 1020200107558A KR 20200107558 A KR20200107558 A KR 20200107558A KR 102361089 B1 KR102361089 B1 KR 102361089B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radar
target
image
radar sensor
unit
Prior art date
Application number
KR1020200107558A
Other languages
English (en)
Inventor
이정규
Original Assignee
(주)스마트레이더시스템
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)스마트레이더시스템 filed Critical (주)스마트레이더시스템
Priority to KR1020200107558A priority Critical patent/KR102361089B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102361089B1 publication Critical patent/KR102361089B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/887—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for detection of concealed objects, e.g. contraband or weapons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • G06Q50/265—Personal security, identity or safety
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

본 발명의 보안 검색 시스템은 레이더 센서가 기존의 구조물에 설치되어, 레이더 센서가 고정된 상태에서 이동표적에 의한 레이더 반사 신호를 수집하고 ISAR 영상 처리 기법으로 레이더 영상을 합성하거나, 레이더 센서가 이동하는 상태에서 고정표적에 의한 레이더 반사 신호를 수집하고 SAR 영상 처리 기법으로 레이더 영상을 합성하고, 합성된 레이더 영상으로부터 무기 등의 금속체 소지 여부와 금속체의 위험도를 판단한다.

Description

레이더를 이용한 보안 검색 시스템{SECURITY INSPECTION SYSTEM USING RADAR}
보안 검색 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이더 영상처리 기술을 이용하여 무기 등의 위험한 금속체를 감지하는 보안 검색 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 주요 국가기관, 공항 등의 보안이 요구되는 주요 시설에는 무기 등의 금속체를 탐지하는 보안 검색 시스템이 설치되어 있으며, 출입자들이 해당 시스템을 통과할 때 무기 소지 여부를 탐지한다. 종래의 보안 검색 시스템은 게이트 형태의 금속탐지기를 통과하는 출입자들이 소지한 금속체로 인한 전자기유도 현상을 이용하여 금속체를 감지한다. 또한, X??선을 이용하여 스캐닝하는 보안 검색 시스템도 사용되고 있으나, 방사선 피폭 논란과 신체 투시로 인한 프라이버시 논란이 있다.
종래의 보안 검색 시스템은 게이트 형태로 설치된 검색대 구조물을 한 사람씩 통과하며 탐지하므로 통행의 병목 현상을 일으키는 불편함을 발생시킨다.
대한민국 공개특허 제10??2002??0054695호
본 발명은 레이더 영상 기술을 이용하여 보안 검색 대상 표적이 위험한 금속체 무기류를 소지하고 있는지를 감지하는 보안 검색 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 추가적인 설치공간 없이 기존에 설치된 구조물에 레이더 센서를 부착하여 사용할 수 있는 보안 검색 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템은 레이더 센서부와, 레이더 신호처리부를 포함한다.
레이더 센서부는 검색대상 표적을 이동시키는 운반 구조물에 고정되는 경우, 레이더 신호를 송신하고 등속으로 이동되는 표적으로부터 반사되는 레이더 신호를 수신한다.
레이더 신호처리부는 수신된 레이더 신호 데이터를 역합성 개구 레이더(Inverse Synthetic Aperture Radar) 영상처리 기법에 기초하여 이미지 영상을 합성하는 제1 신호처리부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 레이더 센서부가 움직이는 구조물에 설치되는 경우, 레이더 센서부는 구조물과 함께 등속으로 움직이며 고정된 표적으로부터 반사되는 신호를 수신할 수 있다.
레이더 신호처리부는 수신된 레이더 신호 데이터를 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar) 영상처리 기법에 기초하여 이미지 영상을 합성하는 제2 신호처리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 레이더 센서부는 운반 구조물에 검색대상 표적이 존재하는지 여부를 체크한 후, 검색대상 표적이 존재하는 경우에 이동되는 검색대상 표적으로부터 반사되는 레이더 신호를 수집한다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템은 위험도 판단부를 더 포함할 수 있고, 위험도 판단부는 딥러닝 모델을 통해 합성된 이미지 영상에서 표적의 금속체 소지 여부를 감지할 수 있다.
또한, 위험도 판단부는 딥러닝 모델을 통해 추가적으로 감지된 금속체의 종류를 분류할 수 있고, 감지된 금속체의 위험도를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 레이더 신호처리부는 레이더 신호 데이터들을 영상처리하여 이미지 영상을 합성하기 전 수신된 레이더 신호 데이터들의 포인트 클라우드(Point Cloud)로부터 표적의 금속체 소지 여부를 실시간으로 추정하는 실시간 감지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템은 레이더 센서부를 복수개 설치할 수 있다. 즉, 검사될 표적을 이동시키는 운반 구조물에 설치되거나 또는 움직이는 구조물에 설치된 복수의 레이더 센서부가 레이더 신호를 송신하고 표적으로부터 반사된 신호를 수신한다.
레이더 신호처리부는 제1 신호처리부 또는 제2 신호처리부를 통해 각 레이더 센서부의 레이더 신호 데이터로부터 이미지 영상을 합성한다.
위험도 판단부는 합성된 이미지 영상들에 대하여 각각 딥러닝 모델을 통해 표적의 금속체 소지 여부 감지와, 감지된 금속체의 분류와, 감지된 금속체의 위험도 판단을 수행할 수 있다. 위험도 판단부는 각각의 결과를 종합하여 최종적으로 금속체 소지 여부와, 금속체의 종류와, 감지된 금속체의 위험도 판단 결과를 도출한다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템은 카메라부를 더 포함할 수 있고, 위험도 판단부가 판단한 감지된 표적이 소지한 금속체의 위험도가 미리 설정된 임계값 이상인 경우, 위험도 판단부는 카메라부가 표적을 촬영하도록 제어하고, 이 제어에 따라 카메라부는 레이더 센서부에 인접 설치되어 표적의 영상을 촬영할 수 있다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템은 각각의 레이더 센서부에 부여된 식별정보를 관리하고, 레이더 센서부가 설치된 운반 구조물 또는 움직이는 구조물의 위치 정보를 관리하는 관리 서버를 더 포함할 수 있다. 이때 복수의 운반 구조물 또는 움직이는 구조물에 설치된 각각의 레이더 센서부에는 식별정보가 부여되어 있다.
본 발명의 레이더를 활용한 보안 검색 시스템에 의하면 레이더 영상 기술을 이용하여 보안 검색 대상 표적이 위험한 금속체 무기류를 소지하고 있는지를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 레이더를 활용한 보안 검색 시스템은 추가적인 설치공간 없이 기존에 설치된 구조물에 레이더 센서를 부착될 수 있고, 보안 검색 동안 통행에 영향을 주지 않을 수 있다.
도 1은 센서가 운반 구조물에 설치된 실시 예를 도시한 도면이다.
도 2는 센서가 움직이는 구조물에 설치된 실시 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 양상에 따른 보안 검색 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 양상에 따른 보안 검색 시스템의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 보안 검색 시스템이 금속체를 감지하는 절차를 도시한 절차도이다.
도 6은 본 발명의 보안 검색 시스템이 금속체를 감지하여 알람을 통지하는 절차를 도시한 절차도이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시 예들을 통해 구체화된다. 각 실시 예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시 예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 블록도의 각 블록은 어느 경우에 있어서 물리적인 부품을 표현할 수 있으나 또 다른 경우에 있어서 하나의 물리적인 부품의 기능의 일부 혹은 복수의 물리적인 부품에 걸친 기능의 논리적인 표현일 수 있다. 때로는 블록 혹은 그 일부의 실체는 프로그램 명령어들의 집합(set)일 수 있다. 이러한 블록들은 전부 혹은 일부가 하드웨어, 소프트웨어 혹은 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
도 1은 센서가 운반 구조물에 설치된 실시 예를 도시하고 있고, 도 2는 센서가 움직이는 구조물에 설치된 실시 예를 도시하고 있다. 도 1의 (a)는 공항 등의 시설물에 설치되어 통행객들을 운반시키는 운반 구조물인 무빙워크에 레이더 센서(110)를 장착하여, 무빙워크에 의해 이동되는 통행객들을 대상으로 보안 검색을 실시하는 개념을 도시하고 있다. 무빙워크를 타고 이동되는 통행객들이 레이더 센서(110)가 장착된 구간을 등속으로 통과할 때 레이더 센서(110)가 통행객을 표적으로 감지하여 반사되는 레이더 신호를 수신하여 수집한다. 도 1의 (b)은 무빙워크와 마찬가지로 통행객들을 운반시키는 운반 구조물인 에스컬레이터에 레이더 센서(110)를 장착한 예이다. 도 1의 (a)와 달리 (b)는 레이더 센서(110)가 에스컬레이터 양측면에 각각 장착된 예를 도시하고 있다.
도 2는 움직이는 구조물인 자동문에 레이더 센서(110)를 장착하여, 자동문이 개방되며 자동문 앞에 선 출입자를 대상으로 보안 검색을 실시하는 개념을 도시하고 있다. 닫혀있는 자동문 앞에서 자동문이 개방될 때 자동문과 함께 레이더 센서(110)가 등속으로 움직이며 문 앞의 출입자를 표적으로 감지하여 반사되는 레이더 신호를 수신하여 수집한다.
도 1에 도시된 것과 같이 운반 구조물을 타고 등속으로 이동하는 통행객을 표적으로 하여 레이더 센서(110)가 반사되는 레이더 신호 데이터를 수집하거나 도 2에 도시된 것과 같이 자동문이 개방되며 문과 함께 등속으로 움직이며 출입자를 표적으로 하여 레이더 센서(110)가 반사되는 레이더 신호 데이터를 수집하므로, 본 발명의 보안 검색 시스템에 의하면 통행객들이 보안 검색을 위하여 대기할 필요가 없으며, 기존에 설치된 구조물을 이용하므로 게이트 구조의 별도의 구조물을 설치할 필요가 없게 된다.
도 3은 본 발명의 일 양상에 따른 보안 검색 시스템의 블록도이다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템(100)은 레이더 센서부(110)와, 레이더 신호처리부(120)를 포함한다.
레이더 센서부(110)는 검색대상 표적을 이동시키는 운반 구조물에 고정될 수 있다. 즉, 레이더 센서부(110)는 무빙워크, 에스컬레이터와 같은 운반 구조물의 이동하지 않는 부분 예를 들어, 핸드레일 사이의 케이싱 부재와 같이 이동하지 않는 부재에 고정될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 운반 구조물의 이동하는 발판과 달리 고정되어 이동하지 않는 부분이면 제한 없이 장착될 수 있다. 레이더 센서부(110)는 안테나를 포함하여, 특정 방향으로 레이더 신호 즉, 전파를 송신하고 이동되는 표적으로부터 반사되어 되돌아온 레이더 신호 즉, 전파를 수신한다. 이 양상의 레이더 센서부(110)는 고정된 센서로 움직이는 표적에 대하여 반사 신호를 수집한다.
레이더 신호처리부(120)는 수신된 레이더 반사 신호 즉, 레이더 신호 데이터를 처리하여 레이더 영상을 획득한다. 레이더 신호처리부(120)는 레이더 센서부(110)와 같이 운반 구조물에 장착되거나, 별도의 공간에 분리되어 설치될 수 있다. 레이더 신호처리부(120)는 컴퓨팅 장치로 메모리와 프로세서를 포함하는 PC 또는 서버 컴퓨터일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니며, 전용 로직이나 게이트 어레이 등으로 구현된 컴퓨팅 장치일 수 있다. 이 양상의 레이더 센서부(110)는 고정된 상태에서 이동하는 표적에 대한 레이더 신호 데이터를 수집하므로, 레이더 신호처리부(120)는 수신된 레이더 신호 데이터를 역합성 개구 레이더(Inverse Synthetic Aperture Radar) 영상처리 기법에 기초하여 이미지 영상을 합성하는 제1 신호처리부(121)를 포함하여 고해상도 레이더 영상을 생성한다. 제1 신호처리부(121)는 적어도 일부가 프로세서에서 실행되는 프로그램 명령어 세트로 구현될 수 있다.
역합성 개구 레이더(ISAR) 영상 처리 기법은 고정된 레이더 센서가 이동하는 표적에 대한 산란원의 분포를 거리(range) 및 도플러(Doppler) 방향의 평면에서 2차원의 형태로 레이더 영상을 합성한다. 일 예로, ISAR 영상 처리 기법은 레이더를 이용하여 측정한 RCS(Radar Cross Section) 데이터를 내삽(interpolation) 과정을 수행한 후 데이터의 PSD(Power Spectrum Density)를 계산하여 영상을 생성할 수 있다. 이후 해상도를 높이기 위하여 AR(AutoRegressive), MUSIC(Multiple Signal classifier), Modified MUSIC 등의 고해상도 스펙트럼 예측 기법을 사용할 수도 있다.
레이더 신호처리부(120)는 레이더 센서부(110)가 고정되어 있는지 여부를 설정 또는 다른 센서를 통해 파악한 후, 레이더 센서부(110)가 고정되어 있는 것으로 판단되며 입력되는 레이더 신호 데이터를 제1 신호처리부(121)를 통해 ISAR 영상 처리 기법으로 고해상도의 레이더 영상을 합성한다. 합성된 레이더 영상은 표적이 무기 등의 위험한 금속체를 소지하고 있는지 여부를 식별하는데 사용된다. 관리자가 해당 영상을 보고 금속체의 위험 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 레이더 센서부(110)는 움직이는 구조물에 설치될 수 있다. 레이더 센서부(110)가 움직이는 구조물에 설치된 경우, 레이더 센서부(110)는 구조물과 함께 움직이며 고정된 표적으로부터 반사되는 신호를 수신할 수 있다.
레이더 센서부(110)는 자동문과 같이 움직이는 구조물에 고정되어 구조물과 함께 등속으로 이동하여 고정된 표적으로부터 레이더 데이터를 수집할 수 있다. 즉, 레이더 센서부(110)는 자동문과 같은 움직이는 구조물에 고정될 수 있다. 즉, 자동문의 문에 부착되어 자동문이 개방될 때 문 앞의 표적으로부터 반사되는 레이더 신호 데이터를 수집한다. 이 양상의 레이더 센서부(110)는 움직이는 센서로 고정된 표적에 대하여 반사 신호를 수집한다.
이 양상의 레이더 센서부(110)는 이동하는 상태에서 고정된 표적에 대한 레이더 신호 데이터를 수집하므로, 레이더 신호처리부(120)는 수신된 레이더 신호 데이터를 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar) 영상처리 기법에 기초하여 이미지 영상을 합성하는 제2 신호처리부(123)를 포함하여 고해상도 레이더 영상을 생성한다. 제2 신호처리부(123)는 적어도 일부가 프로세서에서 실행되는 프로그램 명령어 세트로 구현될 수 있다.
합성 개구 레이더(SAR) 영상 처리 기법은 안테나의 직경을 크게 하지 않으면서도 높은 방위해상도를 획득할 수 있는 기법으로 일반적으로 레이더를 비행기나 인공위성 등에 싣고서 빠르게 이동하며 공중에서 레이더 반사 신호를 연속적으로 수신하여 지상 및 해양을 관찰할 때 사용된다. SAR 영상 처리 기법은 레이더 신호가 반사되어 돌아오는 동안 이동한 거리만큼 레이더의 안테나 직경이 길어지는 효과를 이용하여 고해상도 영상을 획득한다. 본 발명은 이러한 공중에서 지상 또는 해양을 관측할 때 주로 사용되는 SAR 영상 처리 기법을 이용하여 등속으로 이동하는 구조물에 설치되어 등속으로 이동하는 레이더 센서부(110)가 고정된 표적으로부터 반사되는 신호를 이동하며 수신하여 레이더 안테나 직경이 커지는 효과를 이용하여 영상을 합성한다.
레이더 신호처리부(120)는 레이더 센서부(110)가 고정되어 있는지 여부를 설정 또는 다른 센서를 통해 파악한 후, 레이더 센서부(110)가 이동하는 것으로 판단되며 입력되는 레이더 신호 데이터를 제2 신호처리부(123)를 통해 SAR 영상 처리 기법으로 고해상도의 레이더 영상을 합성한다. 합성된 레이더 영상은 표적이 무기 등의 위험한 금속체를 소지하고 있는지 여부를 식별하는데 사용된다. 관리자가 해당 영상을 보고 금속체의 위험 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 레이더 센서부(110)는 움직이는 운반 구조물에 검색대상 표적이 존재하는지 여부를 체크한 후, 검색대상 표적이 존재하는 경우에 이동되는 검색대상 표적으로부터 반사되는 레이더 신호를 수집할 수 있다.
레이더 센서부(110)는 감지구역 내에 표적이 없을 때 반사되어 입력되는 신호의 값(예, 전계강도 변화)을 센서의 초기 값으로 설정할 수 있다. 레이더 센서부(110)는 입력되는 신호의 값(예, 전계강도 변화)이 일정 기준값 이상일 경우에 감지구역 내에 표적이 존재하는 것으로 감지하고, 검색대상 표적이 존재하는 것으로 감지되는 경우에 검색대상 표적으로부터 반사되어 입력되는 레이더 신호를 수집한다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템(100)은 위험도 판단부(130)를 더 포함할 수 있다.
위험도 판단부(130)는 딥러닝 모델을 통해 레이더 신호처리부(120)에 의해 합성된 이미지 영상에서 표적의 금속체 소지 여부를 감지할 수 있다.
위험도 판단부(130)의 딥러닝 모델은 합성된 레이더 영상으로부터 금속체를 식별할 수 있도록 지도학습 방식으로 학습된 모델이다. 발명의 양상에 따라서는 딥러닝 모델은 표적의 금속체 소지 여부 외에 금속체를 경계박스(bounding box)로 표시할 수 있다. 즉, 합성된 레이더 영상에서 금속체를 객체로 탐지할 수 있으며, YOLO(You Only Look Once), Faster RCNN, SAS 딥러닝 등의 알고리즘이 사용될 수 있다.
발명의 양상에 따라서는 위험도 판단부(130)는 딥러닝 모델을 통해 추가적으로 감지된 금속체의 종류를 분류할 수 있고, 감지된 금속체의 위험도를 판단할 수 있다.
이 양상의 위험도 판단부(130)의 딥러닝 모델은 금속체 탐지 후 탐지된 금속체의 종류를 분류하도록 학습된 모델이며, 감지된 금속체를 분류한 후 금속체의 위험도를 산출하도록 학습된 모델이다. 이 양상의 딥러닝 모델은 합성된 레이더 영상에서 금속체를 탐지하고, 경계박스 내에 표시된 객체를 종류를 분류하고, 위험도를 산출할 수 있다. 이때, 딥러닝 모델의 위험도 출력은 위험도를 백분율로 표현한 숫자일 수도 있고, 일정한 범위로 위험도가 매핑(예, 상, 중, 하)된 값일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 레이더 신호처리부(120)는 실시간 감지부(125)를 더 포함할 수 있다.
실시간 감지부(125)는 레이더 신호 데이터들을 영상처리하여 이미지 영상을 합성하기 전, 즉 이미지 영상 합성과 별도로 수신된 레이더 신호 데이터들의 포인트 클라우드(Point Cloud)로부터 표적의 금속체 소지 여부를 실시간으로 추정하는 모델이다.
실시간 감지부(125)는 표적이 무기 등의 위험한 금속체를 소지하고 있을 가능성이 있으면 빠르게 대처할 수 있도록 정확도 보다는 빠른 처리속도로 우선적으로 금속체 소지 여부를 판단하는데 사용된다. 포인트 클라우드는 좌표계 상에서의 데이터 집합으로 실시간 감지부(125)는 포인터들의 기하학적 분포 특성으로부터 빠르게 객체를 인식할 수 있어, 빠르게 표적의 금속체 소지 여부를 추정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템(100)은 레이더 센서부(110)를 복수개 설치할 수 있다. 즉, 보안 검색 시스템(100)의 보안 검색 영역이 무빙워크, 에스컬레이터 등과 같이 검사될 표적을 이동시키는 운반 구조물인 경우 운반 구조물의 이동 경로에 레이더 센서부(110)를 복수개 설치할 수 있다. 또한, 보안 검색 시스템(100)의 보안 검색 영역이 엘리베이터 입구나 출입문인 경우 엘리베이터문 또는 자동문 등의 움직이는 구조물에 레이더 센서부(110)를 복수개 설치할 수 있다.
일 예로, 무빙워크 또는 에스컬레이터 상의 표적의 이동 경로를 따라 레이더 센서부(110)가 일렬로 복수개 설치될 수 있다. 다른 예로 무빙워크 또는 에스컬레이터의 양 측면의 핸드레일 사이의 케이싱 부재와 같이 이동하지 않는 부재에 각각 설치되어 양방향으로 레이더 신호 데이터를 수집할 수도 있다.
이때, 설치된 복수의 레이더 센서부(110)가 각각 레이더 신호를 송신하고 표적으로부터 반사된 신호를 수신하여 레이더 신호 데이터를 수집한다.
레이더 신호처리부(120)는 레이더 센서부(110)들이 운반 구조물에 장착된 것으로 인지하는 경우에는 제1 신호처리부(121)를 통해 각 레이더 센서부(110)의 레이더 신호 데이터로부터 ISAR 영상 처리 기법을 통해 이미지 영상을 합성하고, 이동하는 구조물에 장착된 것으로 인지하는 경우에는 제2 신호처리부(123)를 통해 각 레이더 센서부(110)의 레이더 신호 데이터로부터 SAR 영상 처리 기법을 통해 이미지 영상을 합성한다.
위험도 판단부(130)는 합성된 이미지 영상들에 대하여 각각 딥러닝 모델을 통해 표적의 금속체 소지 여부 감지와, 감지된 금속체의 분류와, 감지된 금속체의 위험도 판단을 수행할 수 있다. 위험도 판단부(130)는 각각의 결과를 종합하여 즉, 앙상블 기법을 이용하여 최종적으로 금속체 소지 여부를 판단하고, 금속체의 종류를 분류하고, 감지된 금속체의 위험도를 판단할 수 있다.
본 발명의 추가적 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템(100)은 레이더 센서부(110)에 인접 설치되어 보안 검색 영역에서 표적을 촬영할 수 있는 카메라부(140)를 더 포함할 수 있다.
위험도 판단부(130)가 판단한 감지된 표적이 소지한 금속체의 위험도가 미리 설정된 임계값 이상으로 판단되는 경우, 위험도 판단부(130)는 카메라부(140)가 표적을 촬영하도록 제어하고, 이 제어에 따라 카메라부(140)는 표적의 영상을 촬영할 수 있다.
촬영된 영상은 영상을 전송하도록 미리 설정된 외부 시스템으로 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 양상에 따른 보안 검색 시스템의 블록도이다. 본 발명의 추가적 양상에 따르면, 레이더를 활용한 보안 검색 시스템(100)은 식별정보가 부여된 복수의 레이더 센서부(110_1 ~ 110_N)를 포함할 수 있고, 각각의 레이더 센서부(110_1 ~ 110_N)가 검사될 표적을 이동시키는 복수의 운반 구조물 또는 움직이는 구조물에 각각 설치되어 신호를 송수신하여 표적으로부터 반사되는 레이더 신호 데이터를 수집한다. 또한 보안 검색 시스템(100)은 각각의 레이더 센서부(110_1 ~ 110_N)에 부여된 식별정보를 관리하고, 레이더 센서부(110_1 ~ 110_N)가 설치된 운반 구조물 또는 움직이는 구조물의 위치 정보를 관리하는 관리 서버(150)를 더 포함할 수 있다. 관리 서버(150)는 레이더 센서부(110_1 ~ 110_N)의 식별정보와 각각의 레이더 센서부(110_1 ~ 110_N)가 설치된 장소를 매핑한 정보를 가지고 있다. 식별정보는 관리 서버(150)가 레이더 센서부(110_1 ~ 110_N)를 식별하는 데 사용되는 정보이며, 운반 구조물 등의 위치 정보와 함께 표적의 위치를 식별하는 데 사용될 수 있다.
각각의 레이더 센서부(110_1 ~ 110_N)은 수집한 레이더 신호 데이터를 전달할 때 자신에게 부여된 식별정보를 함께 전달한다. 따라서, 위험도 판단부(130)가 위험도가 높은 표적을 감지한 레이더 센서부(110)를 식별할 수 있다.
관리 서버(150)는 위험도 판단부(130)로부터 위험도와 레이더 신호 데이터를 수집한 레이더 센서부 식별정보를 수신하고, 검색대상 표적이 소지한 금속체의 위험도가 미리 설정된 임계값 이상인 경우, 레이더 센서부의 식별정보와 해당 레이더 센서부(110_1 ~ 110_N)가 설치된 운반 구조물 또는 움직이는 구조물의 위치 정보로부터 표적의 위치를 관리자에게 알람 메시지로 발송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 보안 검색 시스템이 금속체를 감지하는 절차를 도시한 절차도이다. 보안 검색 시스템(100)의 운반 구조물 또는 이동하는 구조물에 설치된 레이더 센서부(110)가 레이더 신호를 송신하고 반사되는 신호를 수신하여 보안 검색 영역 내에 표적이 존재하는지 검출한다(S1000). 레이더 센서부(110)는 보안 검색 영역 내에서 표적이 감지되면, 표적으로부터 반사되는 레이더 신호 데이터를 수집한다(S1020). 수집된 레이더 신호 데이터를 레이더 신호처리부(120)로 전달된다. 레이더 신호처리부(120)는 입력되는 반사 레이더 신호 데이터의 포인트 클라우드의 기하학적 분포 특성으로부터 표적의 금속체 소지 여부를 빠르게 감지한다(S1030). 또한 레이더 신호처리부(120)는 레이더 센서부(110)가 운반 구조물에 장착되어 고정된 경우에는 ISAR 영상 처리 기법을 통해, 레이더 센서부(110)가 이동하는 구조물에 장착되는 이동하는 경우에는 SAR 영상 처리 기법을 통해 수집된 레이더 신호 데이터로부터 레이더 이미지 영상을 합성한다(S1040).
합성된 레이더 이미지는 학습된 딥러닝 모델을 통해 표적의 금속체 소지 여부와, 감지된 금속체의 종류와, 감지된 금속체의 위험도를 판단하고(S1060), 판단된 금속체의 위험도가 미리 설정된 임계값 이상이면 레이더 센서부(110)에 인접 설치된 카메라부(140)를 통해 표적의 영상을 촬영한다(S1080).
도 6은 본 발명의 보안 검색 시스템이 금속체를 감지하여 알람을 통지하는 절차를 도시한 절차도이다. 보안 검색 시스템(100)의 운반 구조물 또는 이동하는 구조물에 설치된 레이더 센서부(110)가 레이더 신호를 송신하고 반사되는 신호를 수신하여 보안 검색 영역 내에 표적이 존재하는지 검출한다(S2000). 레이더 센서부(110)는 보안 검색 영역 내에서 표적이 감지되면, 표적으로부터 반사되는 레이더 신호 데이터를 수집한다(S2020). 레이더 센서부(110)는 수집한 레이더 신호 데이터와 식별정보를 레이더 신호처리부(120)로 전달한다. 레이더 신호처리부(120)는 레이더 센서부(110)가 운반 구조물에 장착되어 고정된 경우에는 ISAR 영상 처리 기법을 통해, 레이더 센서부(110)가 이동하는 구조물에 장착되는 이동하는 경우에는 SAR 영상 처리 기법을 통해 수집된 레이더 신호 데이터로부터 레이더 이미지 영상을 합성한다(S2040).
합성된 레이더 이미지는 학습된 딥러닝 모델을 통해 표적의 금속체 소지 여부와, 감지된 금속체의 종류와, 감지된 금속체의 위험도를 판단하고(S2060), 관리 서버(150)는 판단된 금속체의 위험도가 미리 설정된 임계값 이상이면 관리자에게 표적의 위치를 통지하는 알람 메시지를 생성하여 발송한다(S2080).
이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시 예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형 예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형 예들을 포괄하도록 의도되었다.
100 : 보안 검색 시스템
110 : 레이더 센서부
120 : 레이더 신호처리부
121 : 제1 신호처리부 123 : 제2 신호처리부
125 : 실시간 감지부
130 : 위험도 판단부
140 : 카메라부
150 : 관리 서버

Claims (10)

  1. 검색대상 표적을 이동시키는 운반 구조물에 고정되어, 레이더 신호를 송신하고 등속으로 이동되는 표적으로부터 반사되는 레이더 신호를 수신하는 레이더 센서부; 및
    수신된 레이더 신호 데이터를 역합성 개구 레이더(Inverse Synthetic Aperture Radar) 영상처리 기법에 기초하여 이미지 영상을 합성하는 제1 신호처리부를 포함하는 레이더 신호처리부;
    를 포함하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    레이더 센서부가 움직이는 구조물에 설치되는 경우, 레이더 센서부가 구조물과 함께 등속으로 움직이며 고정된 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하고,
    레이더 신호처리부는 수신된 레이더 신호 데이터를 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar) 영상처리 기법에 기초하여 이미지 영상을 합성하는 제2 신호처리부를 더 포함하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    레이더 센서부는 운반 구조물에 검색대상 표적이 존재하는지 여부를 체크한 후, 검색대상 표적이 존재하는 경우에 이동되는 검색대상 표적으로부터 반사되는 레이더 신호를 수집하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    딥러닝 모델을 통해 합성된 이미지 영상에서 표적의 금속체 소지 여부를 감지하는 위험도 판단부;
    를 더 포함하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    위험도 판단부는 딥러닝 모델을 통해 추가적으로 감지된 금속체를 분류하고, 감지된 금속체의 위험도를 판단하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    레이더 신호처리부는 이미지 영상 합성전 수신된 레이더 신호 데이터들의 포인트 클라우드(Point Cloud)로부터 표적의 금속체 소지 여부를 추정하는 실시간 감지부를 더 포함하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    복수의 레이더 센서부가 검사될 표적을 이동시키는 운반 구조물 또는 움직이는 구조물에 설치되어 신호를 송수신하고,
    레이더 신호처리부는 제1 신호처리부 또는 제2 신호처리부를 통해 각 레이더 센서부의 레이더 신호 데이터로부터 이미지 영상을 합성하고,
    위험도 판단부는 합성된 이미지 영상들에 대하여 각각 딥러닝 모델을 통해 표적의 금속체 소지 여부 감지와, 감지된 금속체의 분류와, 감지된 금속체의 위험도 판단을 수행하고, 각각의 결과를 종합하여 최종 결과를 도출하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 시스템은
    레이더 센서부에 인접 설치되어 표적의 영상을 촬영하는 카메라부;
    를 더 포함하고,
    감지된 표적의 금속체의 위험도가 미리 설정된 임계값 이상인 경우, 위험도 판단부는 카메라부가 표적을 촬영하도록 제어하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서,
    식별정보가 부여된 레이더 센서부가 검사될 표적을 이동시키는 복수의 운반 구조물 또는 움직이는 구조물에 각각 설치되어 신호를 송수신하고,
    상기 시스템은
    각각의 레이더 센서부에 부여된 식별정보를 관리하고, 레이더 센서부가 설치된 운반 구조물 또는 움직이는 구조물의 위치 정보를 관리하는 관리 서버;를 더 포함하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    관리 서버는 검색대상 표적이 소지한 금속체의 위험도가 미리 설정된 임계값 이상인 경우, 레이더 센서부의 식별정보와 해당 레이더 센서부가 설치된 운반 구조물 또는 움직이는 구조물의 위치 정보로부터 표적의 위치를 알람 메시지로 발송하는 레이더를 활용한 보안 검색 시스템.
KR1020200107558A 2020-08-26 2020-08-26 레이더를 이용한 보안 검색 시스템 KR102361089B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200107558A KR102361089B1 (ko) 2020-08-26 2020-08-26 레이더를 이용한 보안 검색 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200107558A KR102361089B1 (ko) 2020-08-26 2020-08-26 레이더를 이용한 보안 검색 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102361089B1 true KR102361089B1 (ko) 2022-02-11

Family

ID=80266311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200107558A KR102361089B1 (ko) 2020-08-26 2020-08-26 레이더를 이용한 보안 검색 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102361089B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054695A1 (fr) 1999-03-18 2000-09-21 Chikami Miltec Inc. Fil de retenue et dispositif de retenue de rangee de dents dans lequel ledit fil de retenue est utilise
JP2003130950A (ja) * 2001-10-25 2003-05-08 Mitsubishi Electric Corp レーダ信号処理装置および方法
KR20160103035A (ko) * 2013-12-20 2016-08-31 인벤티오 아게 에스컬레이터에서의 또는 무빙 워크웨이에서의 모니터링 센서의 배열체
KR102063859B1 (ko) * 2019-07-05 2020-02-11 주식회사 딥노이드 Ai 및 딥러닝 기반의 공항 보안 검색 시스템 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054695A1 (fr) 1999-03-18 2000-09-21 Chikami Miltec Inc. Fil de retenue et dispositif de retenue de rangee de dents dans lequel ledit fil de retenue est utilise
JP2003130950A (ja) * 2001-10-25 2003-05-08 Mitsubishi Electric Corp レーダ信号処理装置および方法
KR20160103035A (ko) * 2013-12-20 2016-08-31 인벤티오 아게 에스컬레이터에서의 또는 무빙 워크웨이에서의 모니터링 센서의 배열체
KR102063859B1 (ko) * 2019-07-05 2020-02-11 주식회사 딥노이드 Ai 및 딥러닝 기반의 공항 보안 검색 시스템 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10713490B2 (en) Traffic monitoring and reporting system and method
EP3349050B1 (en) Inspection devices and methods for detecting a firearm
US20230258793A1 (en) Processing system
US20180313950A1 (en) CNN-Based Remote Locating and Tracking of Individuals Through Walls
EP2546807B1 (en) Traffic monitoring device
US20220026557A1 (en) Spatial sensor system with background scene subtraction
CN106846297A (zh) 基于激光雷达的行人流量检测系统及方法
CN113156417A (zh) 反无人机探测系统、方法和雷达设备
Dickens et al. Pedestrian detection for underground mine vehicles using thermal images
Solonskaya et al. Signal processing in the intelligence systems of detecting low-observable and low-doppler aerial targets
Gao et al. Learning to detect open carry and concealed object with 77 GHz radar
KR101876797B1 (ko) 울타리 경계용 레이더의 침입자 타겟 검출 방법 및 장치
Reichman et al. Improvements to the Histogram of Oriented Gradient (HOG) prescreener for buried threat detection in ground penetrating radar data
Karem et al. A fisher vector representation of GPR data for detecting buried objects
Bloisi et al. Ground traffic surveillance system for air traffic control
Anandhalli et al. Image projection method for vehicle speed estimation model in video system
Limprasert et al. Real-time people tracking in a camera network
JP7388532B2 (ja) 処理システム、処理方法及びプログラム
KR102361089B1 (ko) 레이더를 이용한 보안 검색 시스템
EP3845926A1 (en) Multi-spectral lidar object tracking method and system
Alkhathami et al. Model and Techniques Analysis of Border Intrusion Detection Systems
JP2020135099A (ja) 状態認識装置
Muthukkumarasamy et al. Intelligent illicit object detection system for enhanced aviation security
Zande 3D Point Cloud Object Detection for Millimeter Wave Radar: a Synthesis Study
Hubner et al. Robust Detection of Critical Events in the Context of Railway Security Based on Multimodal Sensor Data Fusion

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant