KR102375380B1 - Apparatus for monitoring animals with low power and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 동물의 출현이 감지되는 경우, 해당 동물에 대한 영상을 획득하고, 배터리의 충전상태에 따라 상기 획득한 영상을 이용하여 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 저전력으로 동작하도록 함과 동시에, 상기 동물의 종류를 예측한 결과 및 상기 획득한 영상을 저장하거나 전송할 때, 상기 배터리에 충전된 전력을 효율적으로 사용함으로서, 전력 공급이 제한적인 환경에서도 지속적으로 동작하여 상기 동물을 효과적으로 감시할 수 있도록 하는 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low-power animal monitoring apparatus and method, wherein when the appearance of an animal is detected, an image of the animal is acquired, and the type of the animal is predicted using the acquired image according to the state of charge of a battery At the same time, when storing or transmitting the result of predicting the type of the animal and the acquired image, the power charged in the battery is efficiently used to continuously operate even in an environment with limited power supply. To a low-power animal monitoring apparatus and method that operate to effectively monitor the animal.

Description

저전력 동물 감시 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MONITORING ANIMALS WITH LOW POWER AND METHOD THEREOF}Low-power animal monitoring device and method therefor

본 발명은 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동물의 출현이 감지되는 경우, 해당 동물에 대한 영상을 획득하고, 배터리의 충전상태에 따라 상기 획득한 영상을 이용하여 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 저전력으로 동작하도록 함과 동시에, 상기 동물의 종류를 예측한 결과 및 상기 획득한 영상을 저장하거나 전송할 때, 상기 배터리에 충전된 전력을 효율적으로 사용함으로서, 전력 공급이 제한적인 환경에서도 지속적으로 동작하여 상기 동물을 효과적으로 감시할 수 있도록 하는 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low-power animal monitoring apparatus and method, and more particularly, when the appearance of an animal is detected, an image of the animal is acquired, and the animal is obtained using the acquired image according to the state of charge of a battery. At the same time, when predicting the type of animal is operated with low power, and when storing or transmitting the result of predicting the type of the animal and the acquired image, the electric power charged in the battery is efficiently used, so that the power supply is limited. To a low-power animal monitoring apparatus and method for effectively monitoring the animal by continuously operating in an environment.

최근 정보통신 기술과 카메라 기술이 급격하게 발전하면서, 복수의 센서와 통신모듈을 탑재한 지능형 무인 카메라가 개발되어 상용화되고 있다.Recently, with the rapid development of information and communication technology and camera technology, an intelligent unmanned camera equipped with a plurality of sensors and communication modules has been developed and commercialized.

이러한 지능형 무인 감시 카메라는, 건물 등에 설치되어 범죄나 외부의 침입을 감시하는 보안분야, 동물의 서식지나 동물의 이동경로 등에 설치되어 동물을 감시하여 동물의 생태를 연구하는 자연환경분야 등과 같이 다양한 분야에 적용되어 이용되고 있다.Such intelligent unmanned surveillance cameras are installed in buildings, etc. to monitor crime or intrusion from the outside, in the security field, in the habitat of animals or on the movement path of animals to monitor the animals and study the ecology of animals in various fields, such as the field of natural environment. has been applied and used.

특히, 자연환경분야에 주로 이용되는 지능형 무인 감시 카메라는, 상기 서식지나 이동경로에 장시간 설치되어 특정 동물의 생태를 연구하거나, 특정 동물에 대한 다큐멘터리를 제작하는 목적으로 사용되는 경우가 많이 있다.In particular, an intelligent unmanned surveillance camera mainly used in the field of natural environment is installed for a long time in the habitat or movement path and is often used for the purpose of studying the ecology of a specific animal or producing a documentary about a specific animal.

이렇게 동물의 생태를 감시하기 위한 지능형 무인 감시 카메라는, 동물이 언제 출현할지 모르기 때문에 지속적으로 동작되어 동물을 감시할 수 있도록 구현되는 것이 매우 중요하다.It is very important that the intelligent unmanned surveillance camera for monitoring the ecology of the animal is implemented so that it can continuously operate and monitor the animal because it is not known when the animal will appear.

그러나 상기 지능형 무인 감시 카메라는, 동작에 필요한 전력을 상시 공급하기 어려운 곳에 설치되는 것이 대부분이기 때문에 사람이 주기적으로 점검을 해야 하는 문제점이 있다. However, since most of the intelligent unmanned surveillance cameras are installed in places where it is difficult to always supply electric power required for operation, there is a problem in that a person needs to periodically inspect them.

이에 따라 최근에는 전력 공급에 대한 문제점을 해결하고자 지능형 무인 감시 카메라에 태양광 패널을 구비하고, 상기 태양광 패널을 통해 생성되는 전력을 배터리에 충전하여 사용하는 태양광 패널에 의한 전력공급 방식이 널리 이용되고 있다. 그러나 태양광 패널의 경우, 일조량이 있는 주간에만 전력을 생성하기 때문에, 야간의 경우 전력 생성이 전무하며, 주간의 경우에도 비가 내리거나 흐릴 경우 일조량이 부족하여 많은 전력을 생성하지 못하는 문제점이 있다.Accordingly, in recent years, in order to solve the problem of power supply, a power supply method by a solar panel is widely used, in which a solar panel is provided in an intelligent unmanned surveillance camera, and the power generated through the solar panel is charged in a battery. is being used However, in the case of a solar panel, since power is generated only during the day when there is sunlight, there is no power generation at night, and even in the case of daytime, when it rains or it is cloudy, there is a problem in that it cannot generate much power due to insufficient sunlight.

따라서 영상을 실시간으로 촬영하여 중앙의 서버로 전송하도록 구현되는 상기 지능형 무인 감시 카메라의 경우, 전력 소모가 매우 크기 때문에 태양광 패널만으로 지속적으로 동작하는데 그 한계가 있다.Therefore, in the case of the intelligent unmanned surveillance camera, which is implemented to capture an image in real time and transmit it to a central server, there is a limitation in continuously operating only with a solar panel because power consumption is very large.

이에 따라 본 발명은, 복수의 동물 감시 구역에 저전력 동물 감시 장치를 설치하여, 동물의 출현이 감지된 경우에, 가시광 카메라, 열화상 카메라, 또는 야간 투시경을 장착한 카메라로 해당 동물에 대한 영상을 촬영하여 획득하고, 상기 획득한 영상에 따라 동물의 종류를 예측하기 위해 구비된 학습모델에 상기 획득한 영상을 입력하여 상기 출현한 동물의 종류를 다양한 정확도에 따라 인식하고, 상기 촬영한 영상을 배터리에 충전된 전력량에 따라 저장하거나 전송하도록 함으로써, 상기 저전력 동물 감시 장치가 저전력으로 동작하도록 함과 동시에 동물의 생태를 지속적으로 감시할 수 있도록 하는 방안을 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention installs a low-power animal monitoring device in a plurality of animal monitoring areas, and when the appearance of an animal is detected, a visible light camera, a thermal imaging camera, or a camera equipped with a night vision camera to capture an image of the animal Obtained by photographing, input the acquired image to a learning model equipped to predict the type of animal according to the acquired image, recognize the type of the appeared animal according to various accuracy, and store the captured image into a battery It is intended to propose a method for enabling the low-power animal monitoring device to operate with low power and to continuously monitor the animal's ecology by storing or transmitting it according to the amount of electricity charged in the .

또한 본 발명은 주간이나 야간뿐만 아니라 다양한 날씨에 따라 복수의 카메라로 영상을 획득하고, 상기 획득한 영상을 저장 혹은 전송하여야 하는데, PIR 센서로 동물의 출현을 감지하면, 동물의 출현이 감지되기 전에 촬영한 영상과 동물의 출현이 감지된 다음에 촬영한 영상의 차분을 계산하여 그 결과 동물에 대한 영상만으로 동물의 종류를 예측하고, 상기 영상을 저장하거나 전송하도록 한다.In addition, according to the present invention, images must be acquired with a plurality of cameras according to various weather conditions as well as day or night, and the acquired images must be stored or transmitted. After the appearance of the animal is detected, the difference between the photographed image and the photographed image is calculated, and as a result, the type of animal is predicted only from the image of the animal, and the image is stored or transmitted.

또한 본 발명은, 상기 감지한 결과, 인식한 결과, 영상 또는 이들의 조합을 포함하는 감시데이터를 버스라인으로 연결되는 하드디스크(HDD)에 매번 데이터가 발생할 때마다 저장하는 것이 아니라, PCB 보드에 장착되는 칩레벨의 저전력 메모리에 가능한 한 저장하였다가, 상기 배터리에 충전된 전력량에 따라 가변적으로 저장하거나 전송함으로써, 상기 전력을 효율적으로 이용할 수 있도록 하는 방안을 제안하고자 한다.In addition, the present invention does not store the monitoring data including the detection result, the recognition result, the image or a combination thereof every time data is generated on a hard disk (HDD) connected by a bus line, but on a PCB board. It is intended to propose a method for efficiently using the power by storing it as much as possible in a chip-level low-power memory to be mounted, and then variably storing or transmitting it according to the amount of power charged in the battery.

다음으로 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.Next, the prior art existing in the technical field of the present invention will be briefly described, and then the technical matters that the present invention intends to achieve differently from the prior art will be described.

먼저 한국등록특허 제1984983호(2019.05.27.)는, 야생동물 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 야생동물의 서식지에 설치되는 감시단말을 통해 야생동물을 촬영한 영상데이터를 생성하고, 상기 생성한 영상데이터에 촬영 날짜, 시간, 위치, 방향 등을 포함하는 촬영조건과 상기 서식지에서 검출된 고도, 일조량, 월광, 온도, 습도 등을 포함하는 서식환경정보에 기초한 메타정보를 수록하여 중앙의 서버로 전송하고, 상기 서버에서는 상기 영상데이터를 동물 인식 모델이 입력하여 동물종별 개체를 인식하는 야생동물 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.First, Korea Patent Registration No. 19484983 (2019.05.27.) relates to a wild animal monitoring system and method, and generates image data of wild animals through a monitoring terminal installed in the habitat of wild animals, and the generation Recording conditions including shooting date, time, location, direction, etc. in one image data and meta information based on habitat environment information including altitude, sunlight, moonlight, temperature, humidity, etc. detected in the habitat are stored in a central server to a wild animal monitoring system and method therefor in which an animal recognition model inputs the image data in the server to recognize an individual by animal species.

그러나 상기 선행기술은, 영상데이터를 동물 인식 모델에 입력하여 동물종별 개체를 인식하는 개념만을 단순히 기재하고 있을 뿐, 동물에 대한 온도분포로 구성되는 열화상을 토대로 동물의 종류를 예측하는 기술적 구성은 전혀 기재되어 있지 않다. 또한 상기 선행기술은, 동물을 감지한 경우에만 해당 동물에 대한 영상을 획득하고, 배터리의 충전 전력량에 따라 상기 획득한 영상을 토대로 동물을 예측하도록 하는 것이 아니며, 상기 배터리의 충전 전력량에 따라 상기 감지한 결과 또는 예측한 결과 및 상기 획득한 영상을 저장하는 방법 또한 전혀 기재되어 있지 않아 상기 선행기술과 본 발명은 현저한 차이점이 있다.However, the prior art simply describes the concept of recognizing an individual by animal type by inputting image data into an animal recognition model, and the technical configuration of predicting the type of animal based on the thermal image consisting of the temperature distribution of the animal is not not listed at all. Also, in the prior art, an image of the animal is acquired only when an animal is detected, and the animal is not predicted based on the acquired image according to the amount of charging power of the battery. There is a significant difference between the prior art and the present invention, because a result or a predicted result and a method for storing the obtained image are also not described at all.

또한 비특허 문헌인 IoT기반 야생동물 방범장치 구현(2018 추계학술발표대회 논문집 제25권 제2호(2018.11))은, 사물인터넷 기반으로 동물의 움직임을 감지하고 사진을 촬영하는 야생동물 방범장치에 관한 것으로, PIR 센서나 진동센서로 이루어진 감지센서를 통해 움직임이 감지되면 카메라를 통해 사진을 촬영하여 데이터베이스로 전송하고, 사용자가 상기 웹을 통해 상기 데이터베이스에 접속하여 상기 촬영한 사진을 확인할 수 있도록 하는 야생동물 방범장치에 관한 것이다.In addition, the non-patent document, IoT-based wildlife crime prevention device implementation (2018 Fall Conference Proceedings, Volume 25 No. 2 (November 2018)), is based on the Internet of Things (IoT), which is used to detect animal movements and take pictures. In this regard, when motion is detected through a detection sensor composed of a PIR sensor or a vibration sensor, a picture is taken through a camera and transmitted to a database, and a user can access the database through the web to check the photographed picture It relates to wildlife security devices.

상기 선행기술은, 단순히 동물의 움직임이 감지되면 사진을 촬영하여 원격의 데이터베이스에 전송하여 저장하도록 하는 것이다.The prior art is to simply take a picture when the motion of an animal is detected, and transmit it to a remote database for storage.

반면에 본 발명은, 동물의 출현이 감지된 경우, 해당 동물을 가시광 카메라, 열화상 카메라 또는 야간투시경을 장착한 카메라를 통해 상기 동물에 대한 영상을 획득하고, 배터리에 충전된 전력량에 따라, 상기 획득한 영상을 사전에 구비된 학습모델에 입력하여 상기 감지된 동물의 종류를 예측하며, 또한 상기 감지한 결과, 상기 예측한 결과, 상기 획득한 영상 또는 이들의 조합을 포함하는 감시데이터를 칩레벨의 저전력 메모리에 저장하였다가, 배터리에 충전된 전력량에 따라 상기 저전력 메모리에 저장된 감시데이터를 하드디스크에 저장하거나, 전송하도록 함으로써, 소비전력을 최소화하여 지속적인 동물 감시가 가능하도록 하는 것으로, 상기 선행기술은 본 발명과 현저한 차이점이 있음이 분명하다.On the other hand, in the present invention, when the appearance of an animal is detected, an image of the animal is acquired through a visible light camera, a thermal imaging camera, or a camera equipped with a night vision goggles, and according to the amount of power charged in the battery, the The acquired image is input to a learning model provided in advance to predict the type of the detected animal, and monitoring data including the detection result, the predicted result, the acquired image or a combination thereof is stored at the chip level. By storing or transmitting the monitoring data stored in the low-power memory on the hard disk according to the amount of power charged in the battery, the power consumption is minimized to enable continuous animal monitoring, the prior art is clearly different from the present invention.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 동물의 출현이 감지되는 경우, 가시광 영상, 열화상 또는 야간투시경 영상으로 해당 동물에 대한 영상을 획득하고, 상기 획득한 영상에 따라 동물의 종류를 예측하기 위해 구비된 학습모델에 각각 적용하여 상기 감지한 동물의 종류를 예측하도록 함으로써, 소비전력을 최소화하여 지속적으로 동물을 감시할 수 있도록 하는 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was created to solve the above problems, and when the appearance of an animal is detected, an image of the animal is acquired through a visible light image, a thermal image, or a night vision image, and according to the acquired image, the animal's To provide a low-power animal monitoring device and method for continuously monitoring animals by minimizing power consumption by applying each to a learning model provided to predict the type and predicting the type of the detected animal. The purpose.

또한 본 발명은, 상기 저전력 동물 감시 장치에 구비된 배터리의 충전 전력량을 모니터링하여, 모니터링 결과에 따라 상기 예측을 적어도 한번 이상으로 수행함으로써, 상기 전력의 소비를 최소화할 수 있도록 하는 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a low-power animal monitoring device capable of minimizing the power consumption by monitoring the amount of charging power of a battery provided in the low-power animal monitoring device and performing the prediction at least once according to the monitoring result, and It is another object to provide the method.

또한 본 발명은, 상기 모니터링 결과에 따라 상기 동물의 출현에 대한 감지만을 수행하여 감지결과를 동물 감시 서버로 제공하거나, 상기 동물의 종류를 예측하여 인식한 결과를 상기 동물 감시 서버로 전송하거나, 또는 상기 획득한 영상을 동물 감시 서버로 제공하여, 저전력으로 동작이 가능하도록 하는 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. 즉, 본 발명은, 배터리에 충전된 전력량에 따라 상기 감지만을 수행하여 감지된 결과만을 제공하거나, 상기 동물의 종류를 예측하기 위한 과정을 적어도 한 번 이상 수행하여 예측된 결과를 제공하거나, 충분한 전력량이 확보된 경우에 상기 획득한 영상을 전송함으로써, 전력의 소비를 최소화할 수 있도록 하는 것이다.In addition, the present invention performs only the detection of the appearance of the animal according to the monitoring result and provides the detection result to the animal monitoring server, predicts the type of the animal and transmits the recognized result to the animal monitoring server, or Another object of the present invention is to provide a low-power animal monitoring apparatus and method for providing the obtained image to an animal monitoring server to enable operation with low power. That is, the present invention provides only the sensed result by performing only the sensing according to the amount of power charged in the battery, or provides the predicted result by performing the process for predicting the type of the animal at least once or more, or provides a sufficient amount of power In this case, by transmitting the acquired image, power consumption can be minimized.

또한 본 발명은, 상기 모니터링 결과에 따라 상기 감지결과, 상기 인식한 결과, 상기 획득한 영상 또는 이들의 조합에 대한 저장경로를 달리하여, 상기 동물 감지 장치의 전력 소비를 더욱더 줄일 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다. 즉, 본 발명은, 상기 감시데이터가 발생될 때마다 버스라인으로 연결된 하드디스크에 항상 엑세스하여 저장하는 것이 아니라, 상기 감시데이터를 칩레벨의 저전력 메모리에 상기 감시데이터를 우선 저장하고, 상기 배터리에 충전된 전력량에 따라 상기 감지데이터를 하드디스크에 저장하거나, 상기 동물 감시 서버로 전송함으로서, 상기 전력을 효율적으로 이용할 수 있도록 하는 것이다.In addition, according to the present invention, the power consumption of the animal detection device can be further reduced by changing the storage path for the detection result, the recognition result, the acquired image, or a combination thereof according to the monitoring result. for other purposes. That is, in the present invention, instead of always accessing and storing the monitoring data on a hard disk connected to a bus line whenever the monitoring data is generated, the monitoring data is first stored in a chip-level low-power memory, and the monitoring data is stored in the battery. By storing the sensed data on the hard disk or transmitting it to the animal monitoring server according to the amount of charged electric power, the electric power can be efficiently used.

본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치는, 적어도 하나 이상의 센서를 통해서 동물의 몸체에서 방출되는 적외선을 센싱하여 동물의 출현을 감지하는 동물 감지부, 상기 동물의 출현을 감지함에 따라 카메라 영상을 획득하는 카메라 영상 획득부, 상기 획득한 카메라 영상에서 배경을 제거하고 동물영상을 출력하는 배경 제거부 및 상기 배경을 제거한 동물영상으로 상기 동물의 종류를 예측하는 동물 예측부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A low-power animal monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention includes an animal detector that senses the appearance of an animal by sensing infrared rays emitted from an animal body through at least one sensor, and a camera image by detecting the appearance of the animal. It is characterized in that it comprises a camera image acquisition unit for obtaining a camera image, a background removal unit for removing the background from the acquired camera image and outputting an animal image, and an animal prediction unit for predicting the type of the animal from the animal image from which the background has been removed. .

또한 상기 배경 제거부는, 상기 동물의 출현이 감지된 최초의 시점에 촬영된 카메라 영상에서 이후에 촬영된 카메라 영상을 차감한 차 영상을 계산하여 상기 동물을 포함하지 않는 배경을 제거함으로써, 동물영상을 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the background removing unit removes the background that does not include the animal by calculating a difference image obtained by subtracting the camera image captured later from the camera image captured at the first time point when the appearance of the animal is detected, thereby removing the animal image. It is characterized in that it includes generating.

또한 상기 카메라 영상은, 가시광 영상, 열화상, 또는 야간투시경 영상 중 적어도 하나 이상이며, 상기 동물 예측부는. 상기 가시광 영상의 경우, 각 동물에 대한 최외곽 윤곽선을 따라 ROI를 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하며, 상기 열화상의 경우, 각 동물에 대해서 열이 감지되는 열 지도에 대한 패턴을 ROI로 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하며, 상기 야간 투시경 영상의 경우, 각 동물에 대해서 투시된 영상의 패턴에 따라 ROI를 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the camera image is at least one of a visible light image, a thermal image, and a night vision image, and the animal prediction unit. In the case of the visible light image, an ROI is set along the outermost contour for each animal, the type of the animal is predicted with the ROI, and in the case of the thermal image, a pattern for a heat map in which heat is detected for each animal Setting the ROI, predicting the type of the animal with the ROI, in the case of the night vision image, setting the ROI according to the pattern of the projected image for each animal, and predicting the type of the animal with the ROI It is characterized in that it further comprises.

또한 상기 동물 예측부는, 상기 획득한 영상에 따라 동물의 종류를 예측하기 위해 구비된 학습모델에 상기 획득한 영상을 각각 적용하여 상기 감지한 동물의 종류를 예측하는 것을 포함하며, 상기 학습모델은, 상기 각 동물에 대한 가시광 영상을 학습하여 생성되는 제1 학습모델, 상기 각 동물에 대한 열화상을 학습하여 생성되는 제2 학습모델 및 상기 각 동물에 대한 야간투시경 영상을 학습하여 생성되는 제3 학습모델을 포함하며, 상기 동물의 종류에 따라 생성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the animal prediction unit includes predicting the type of the detected animal by applying each of the acquired images to a learning model provided to predict the type of the animal according to the acquired image, wherein the learning model includes: A first learning model generated by learning a visible light image for each animal, a second learning model generated by learning a thermal image for each animal, and a third learning generated by learning a night vision image for each animal It includes a model, and is characterized in that it is generated according to the type of the animal.

또한 상기 동물 예측부는, 상기 배터리의 충전 전력량이 양호한 상태인 경우, 상기 배경을 제거한 상기 동물영상을 상기 학습모델에 적용하여 상기 학습모델의 출력 결과 중 제일 높은 확률을 선택함으로써, 상기 동물의 종류를 예측하고, 상기 배터리의 충전 전력량이 충만상태인 경우, 상기 배경을 제거한 상기 획득한 영상을, 촬영한 순서대로 상기 학습모델에 각각 적용하여 상기 학습모델의 출력 결과에 대한 중간값 또는 평균값을 계산하여 제일 높은 값을 선택함으로써, 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 특징으로 한다.In addition, the animal prediction unit, when the charging power of the battery is in a good state, by applying the animal image with the background removed to the learning model and selecting the highest probability among the output results of the learning model, the type of the animal Prediction, and when the charging power of the battery is full, the obtained images with the background removed are applied to the learning model in the order in which they were taken, and the median or average value of the output results of the learning model is calculated. By selecting the highest value, the type of the animal is predicted.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치는, 상기 감지한 감지결과 또는 상기 예측한 예측결과를 메타데이터로 기록하여 저장하고, 상기 저장한 메타데이터를 동물 감시 서버로 전송하는 메타데이터 처리부 및 상기 메타데이터를 수신한 동물 감시 서버로부터 상기 감지한 동물의 영상에 대한 요청이 있는 경우, 해당 영상을 상기 동물 감시 서버로 전송하는 동물영상 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus records and stores the sensed detection result or the predicted prediction result as metadata, and a metadata processing unit for transmitting the stored metadata to an animal monitoring server and receiving the metadata When there is a request for the image of the detected animal from the animal monitoring server, it characterized in that it further comprises an animal image transmission unit for transmitting the image to the animal monitoring server.

아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 방법은, 적어도 하나 이상의 센서를 통해서 동물의 몸체에서 방출되는 적외선을 센싱하여 동물의 출현을 감지하는 동물 감지 단계, 상기 동물의 출현을 감지함에 따라 카메라 영상을 획득하는 카메라 영상 획득 단계, 상기 획득한 카메라 영상에서 배경을 제거하고 동물영상을 출력하는 배경 제거 단계 및 상기 배경을 제거한 동물영상으로 상기 동물의 종류를 예측하는 동물 예측 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the low-power animal monitoring method according to an embodiment of the present invention includes an animal detection step of detecting the appearance of an animal by sensing infrared rays emitted from an animal body through at least one sensor, and a camera according to detecting the appearance of the animal. A camera image acquisition step of acquiring an image, a background removal step of removing a background from the acquired camera image and outputting an animal image, and an animal prediction step of predicting the type of the animal from the animal image from which the background is removed do it with

또한 상기 배경 제거 단계는, 상기 동물의 출현이 감지된 최초의 시점에 촬영된 카메라 영상에서 이후에 촬영된 카메라 영상을 차감한 차 영상을 계산하여 상기 동물을 포함하지 않는 배경을 제거함으로써, 동물영상을 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the background removal step, the animal image is removed by calculating a difference image obtained by subtracting the camera image captured later from the camera image captured at the first time point when the appearance of the animal is detected, thereby removing the background that does not include the animal. It is characterized in that it includes the creation of

또한 상기 카메라 영상은, 가시광 영상, 열화상, 또는 야간투시경 영상 중 적어도 하나 이상이며, 상기 동물 예측 단계는. 상기 가시광 영상의 경우, 각 동물에 대한 최외곽 윤곽선을 따라 ROI를 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하며, 상기 열화상의 경우, 각 동물에 대해서 열이 감지되는 열 지도에 대한 패턴을 ROI로 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하며, 상기 야간 투시경 영상의 경우, 각 동물에 대해서 투시된 영상의 패턴에 따라 ROI를 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the camera image is at least one of a visible light image, a thermal image, and a night vision image, and the animal prediction step includes: In the case of the visible light image, an ROI is set along the outermost contour for each animal, the type of the animal is predicted with the ROI, and in the case of the thermal image, a pattern for a heat map in which heat is detected for each animal Setting the ROI, predicting the type of the animal with the ROI, in the case of the night vision image, setting the ROI according to the pattern of the projected image for each animal, and predicting the type of the animal with the ROI It is characterized in that it further comprises.

또한 상기 동물 예측 단계는, 상기 획득한 영상에 따라 동물의 종류를 예측하기 위해 구비된 학습모델에 상기 획득한 영상을 각각 적용하여 상기 감지한 동물의 종류를 예측하는 것을 포함하며, 상기 학습모델은, 상기 각 동물에 대한 가시광 영상을 학습하여 생성되는 제1 학습모델, 상기 각 동물에 대한 열화상을 학습하여 생성되는 제2 학습모델 및 상기 각 동물에 대한 야간투시경 영상을 학습하여 생성되는 제3 학습모델을 포함하며, 상기 동물의 종류에 따라 생성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the animal prediction step includes predicting the type of the detected animal by applying each of the acquired images to a learning model provided to predict the type of the animal according to the acquired image, wherein the learning model is , a first learning model generated by learning a visible light image for each animal, a second learning model generated by learning a thermal image for each animal, and a third generated by learning a night vision image for each animal It includes a learning model, and is characterized in that it is generated according to the type of the animal.

또한 상기 동물 예측 단계는, 상기 배터리의 충전 전력량이 양호한 상태인 경우, 상기 배경을 제거한 상기 동물영상을 상기 학습모델에 적용하여 상기 학습모델의 출력 결과 중 제일 높은 확률을 선택함으로써, 상기 동물의 종류를 예측하고, 상기 배터리의 충전 전력량이 충만상태인 경우, 상기 배경을 제거한 상기 획득한 영상을, 촬영한 순서대로 상기 학습모델에 각각 적용하여 상기 학습모델의 출력 결과에 대한 중간값 또는 평균값을 계산하여 제일 높은 값을 선택함으로써, 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the animal prediction step, when the amount of charging power of the battery is in a good state, the animal image with the background removed is applied to the learning model to select the highest probability among the output results of the learning model, so that the type of the animal is predicts, and when the charging power of the battery is in a full state, the obtained images with the background removed are applied to the learning model in the order in which they were taken to calculate the median or average value of the output results of the learning model to predict the type of the animal by selecting the highest value.

또한 상기 저전력 동물 감시 방법은, 상기 감지한 감지결과 또는 상기 예측한 예측결과를 메타데이터로 기록하여 저장하고, 상기 저장한 메타데이터를 동물 감시 서버로 전송하는 메타데이터 처리 단계 및 상기 메타데이터를 수신한 동물 감시 서버로부터 상기 감지한 동물의 영상에 대한 요청이 있는 경우, 해당 영상을 상기 동물 감시 서버로 전송하는 동물영상 전송 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the low-power animal monitoring method includes a metadata processing step of recording and storing the sensed detection result or the predicted prediction result as metadata, and transmitting the stored metadata to an animal monitoring server, and receiving the metadata When there is a request for the image of the detected animal from an animal monitoring server, the method may further include an animal image transmission step of transmitting the image to the animal monitoring server.

이상에서와 같이 본 발명의 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법은, 동물의 출현이 감지되는 경우에만 해당 동물에 대한 가시광 영상, 열화상 또는 야간투시경 영상을 획득하도록 하고, 상기 획득한 가시광 영상, 열화상 또는 야간투시경 영상에 따라 동물의 종류를 예측하기 위해 구비된 학습모델에 각각 적용하여 상기 감지한 동물에 대한 종류를 예측하도록 함으로써, 전력 소비를 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, in the low-power animal monitoring apparatus and method of the present invention, a visible light image, a thermal image or a night vision image of the animal is acquired only when the appearance of the animal is detected, and the obtained visible light image, thermal image Alternatively, there is an effect of minimizing power consumption by applying each of the learning models provided for predicting the type of animal according to the night vision image to predict the type of the detected animal.

또한 본 발명은, 배터리의 충전 전력량을 모니터링하고 있으면서, 모니터링한 결과에 따라 상기 감지결과를 동물 감시 서버로 제공하거나, 상기 예측을 적어도 한번 이상 수행하여, 상기 예측한 결과를 상기 동물 감시 서버로 전송하거나, 상기 획득한 가시광 영상, 열화상 또는 야간투시경 영상을 상기 동물 감시 서버로 전송함으로써, 전력 소비를 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention provides the detection result to the animal monitoring server according to the monitoring result while monitoring the amount of charging power of the battery, or performs the prediction at least once, and transmits the predicted result to the animal monitoring server Alternatively, by transmitting the acquired visible light image, thermal image, or night vision image to the animal monitoring server, there is an effect of minimizing power consumption.

또한 본 발명은, 상기 감지한 결과, 예측한 결과, 상기 획득한 가시광 영상, 열화상 또는 야간투시경 영상 또는 이들의 조합을 칩레벨의 저전력 메모리에 저장하되, 상기 모니터링한 결과에 따라 상기 감시데이터를 하드디스크로 저장하거나, 상기 동물 감시 서버로 전송함으로서, 상기 전력을 효율적으로 이용할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention stores the detected result, predicted result, and the obtained visible light image, thermal image or night vision image or a combination thereof in a chip-level low-power memory, but the monitoring data is stored according to the monitoring result. By storing it on a hard disk or transmitting it to the animal monitoring server, there is an effect of efficiently using the power.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법을 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 종류를 예측하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 종류를 예측하는 과정을 더욱 상세하게 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배경을 제거한 동물영상의 ROI를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 학습네트워크의 구조를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습모델을 이용하여 동물의 종류를 예측하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 학습모델을 이용하여 동물의 종류를 예측하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 감시 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력으로 동물을 감시하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram illustrating a low-power animal monitoring apparatus and method according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a process of predicting the type of an animal according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating in more detail a process of predicting the type of an animal according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an ROI of an animal image with a background removed according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating the structure of a learning network according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a process of predicting an animal type using a learning model according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a process of predicting an animal type using a learning model according to another embodiment of the present invention.
8 is a block diagram illustrating the configuration of a low-power animal monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram showing the configuration of an animal monitoring server according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a procedure for monitoring an animal with low power according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 데이터는 디지털 정보로 해석할 수 있다.Hereinafter, a preferred embodiment of the low-power animal monitoring apparatus and method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements. In addition, specific structural or functional descriptions of the embodiments of the present invention are only exemplified for the purpose of describing the embodiments according to the present invention, and unless otherwise defined, all used herein, including technical or scientific terms, are Terms have the same meanings as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. It is preferable not to In the present invention, data can be interpreted as digital information.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법을 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a low-power animal monitoring apparatus and method according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치(100)는, 사전에 설정된 복수의 동물 감시 구역에 각각 설치되어, 상기 동물 감시 구역에서의 동물을 감시하여 동물의 생태나 동물의 침입 등을 감시하기 위한 용도로 이용된다.As shown in FIG. 1 , the low-power animal monitoring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is installed in a plurality of preset animal monitoring zones, respectively, to monitor animals in the animal monitoring zones, It is used for the purpose of monitoring the ecology or the invasion of animals.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 태양광 패널(미도시)을 구비하고 있으면서, 주간에 상기 태양광 패널을 통해 생산되는 전력을 이용하여 동작한다. 또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 태양광 패널에서 생산된 전력을 충전용 배터리(미도시)에 충전하여, 상기 태양광 패널이 전력을 생산하지 못하는 상황(예: 야간이나 우천시 등)에서 상기 배터리에 충전된 전력을 이용하여 동작한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 is provided with a solar panel (not shown), and operates using power generated through the solar panel during the daytime. In addition, the low-power animal monitoring device 100 charges the power produced by the solar panel in a rechargeable battery (not shown), and in a situation in which the solar panel cannot produce power (eg, at night or in rainy weather) It operates using the power charged in the battery.

즉, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는 상시 전력을 공급 받기 어려운 위치에 설치되기 때문에 상기 태양광 패널을 이용하여 전력을 공급받아 배터리에 충전하여, 상기 충전한 전력을 토대로 동작하도록 구현되며, 전력 소비를 최소화하여 지속적으로 동물 감시를 수행할 수 있도록 설계된다.That is, since the low-power animal monitoring device 100 is installed in a location where it is difficult to receive power at all times, it receives power using the solar panel and charges the battery, and is implemented to operate based on the charged power. It is designed to allow continuous animal monitoring with minimal consumption.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 전력 소비를 최소화하기 위해, 일반적으로 동물의 출현을 감지하는 기능만을 수행한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 generally performs only a function of detecting the appearance of an animal in order to minimize power consumption.

상기 동물의 출현을 감지하는 것은, 적어도 하나 이상의 센서(미도시)를 통해 동물의 몸체에서 방출되는 적외선을 센싱하여, 동물의 움직임을 감지함으로써, 수행된다. 또한 상기 적외선에 대한 파장의 범위는 사전에 설정된다.Detecting the appearance of the animal is performed by sensing the movement of the animal by sensing infrared rays emitted from the body of the animal through at least one sensor (not shown). In addition, the range of the wavelength for the infrared rays is set in advance.

한편, 본 발명의 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 센서를 적어도 하나 이상의 PIR(Passive Infrared Sensor) 센서(미도시)를 구비하여, 상기 PIR 센서를 통해 동물의 몸체에서 방출되는 적외선을 센싱함으로써, 상기 돌물의 출현을 감지하는 것이 바람직하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 센서를 적외선 센서, 초음파 센서, 라이다(RADAR) 또는 이들의 조합으로 구성하여 상기 동물의 출현을 감지하도록 구현될 수 있다. 이하에서는, PIR 센서를 통해 상기 동물의 출현을 감지하는 것을 일예로 하여 설명하도록 한다.On the other hand, the low-power animal monitoring apparatus 100 of the present invention includes at least one PIR (Passive Infrared Sensor) sensor (not shown) as the sensor, and senses infrared rays emitted from the body of the animal through the PIR sensor. , It is preferable to detect the appearance of the stone object, but is not limited thereto, and the sensor may be configured as an infrared sensor, an ultrasonic sensor, RADAR, or a combination thereof to detect the appearance of the animal. . Hereinafter, detecting the appearance of the animal through the PIR sensor will be described as an example.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 가시광 카메라, 열화상 카메라, 야간투시경을 장착한 카메라 또는 이들의 조합을 포함하는 카메라로 구성되며, 상기 동물의 출현이 감지된 경우, 상기 카메라를 통해 상기 감지한 동물을 촬영하여, 상기 감지한 동물에 대한 가시광 영상, 열화상 또는 야간투시경 영상을 획득한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 is configured as a camera including a visible light camera, a thermal imaging camera, a camera equipped with a night vision goggles, or a combination thereof, and when the appearance of the animal is detected, the The detected animal is photographed to obtain a visible light image, a thermal image, or a night vision image of the detected animal.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 획득한 영상에 따라 동물의 종류를 예측하기 위해 구비된 학습모델에 각각 적용하여 상기 동물의 종류를 예측한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 predicts the type of the animal by applying each to a learning model provided to predict the type of the animal according to the acquired image.

상기 학습모델은, 곰, 사자, 사슴 등과 같이 동물별로 각각 구비되며, 상기 각 동물에 대한 가시광 영상을 학습한 제1 학습모델, 상기 각 동물에 대한 열화상을 학습한 제2 학습모델 및 상기 각 동물에 대한 야간투시경 영상을 학습한 제3 학습모델을 포함하여 구성된다.The learning model is provided for each animal, such as a bear, a lion, a deer, etc., a first learning model learning a visible light image for each animal, a second learning model learning a thermal image of each animal, and each It is configured by including a third learning model that learned the night vision image of the animal.

상기 학습은, 이미지 처리에 최적화된 학습네트워크인 CNN(Convolutional Neural Network)를 통해 수행되며, 상기 학습모델의 입력은 상기 획득한 영상에서 배경이 제거된 영상이며, 상기 학습모델의 출력은 상기 감지된 동물이 특정 동물일 확률이다. 상기 학습네트워크의 구조는 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The learning is performed through a convolutional neural network (CNN), which is a learning network optimized for image processing, the input of the learning model is an image from which the background is removed from the acquired image, and the output of the learning model is the detected image. The probability that an animal is a specific animal. The structure of the learning network will be described in detail with reference to FIG. 5 .

또한 상기 학습모델은, 상기 동물 감시 서버(200)에서 생성되고, 상기 각각의 전력 동물 감시 장치(100)로 전송되어 상기 각 저전력 동물 감시 장치(100)에서 감지된 동물에 대한 동물의 종류를 예측할 수 있도록 한다.In addition, the learning model is generated by the animal monitoring server 200 and transmitted to each of the power animal monitoring devices 100 to predict the type of animals for the animals detected by each of the low power animal monitoring devices 100 . make it possible

상기 학습모델은, 상기 동물 감시 서버(200)에서 업데이트될 수 있으며, 상기 업데이트된 경우에는, 상기 학습모델의 학습파라미터를 상기 전력 동물 감시 장치(100)로 전송하여, 상기 각 동물 감시 장치(100)에서 업데이트할 수 있도록 하여, 상기 각 학습모델을 최신의 상태로 유지할 수 있도록 한다.The learning model may be updated in the animal monitoring server 200, and when it is updated, the learning parameters of the learning model are transmitted to the electric power animal monitoring apparatus 100, and each of the animal monitoring apparatuses 100 ), so that each learning model can be kept up to date.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 카메라(즉, 가시광 카메라, 열화상 카메라 또는 야간투시경을 장착한 카메라)를 통해 상기 획득한 카메라 영상(즉, 가시광 영상, 열화상 또는 야간투시경 영상)에 따라 동물의 종류를 예측하기 위한 적어도 하나 이상의 학습모델에 상기 획득한 영상을 각각 적용하여 상기 감지한 동물에 대한 종류를 예측한다.In addition, the low-power animal monitoring device 100 is the camera image (ie, visible light image, thermal image or night vision image) acquired through a camera (ie, a visible light camera, a thermal imaging camera, or a camera equipped with a night vision goggles) Accordingly, the type of the detected animal is predicted by applying each of the acquired images to at least one learning model for predicting the type of the animal.

이때, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 획득한 영상으로부터 배경을 삭제하여, 동물만으로 구성된 동물영상을 상기 각 학습모델에 적용한다.In this case, the low-power animal monitoring apparatus 100 deletes the background from the acquired image, and applies the animal image composed of only animals to each of the learning models.

또한 상기 배경을 효과적으로 제거하기 위해, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 복수의 PIR 센서로 구성되는 PIR 센서모듈을 구비한다. 이때, 상기 각각의 PIR 센서는 상기 저전력 동물 감시 장치(100)에 방사형으로 설치되고 특정 방향으로의 지향성을 가지면서 상기 방향에 따른 동물의 출현을 감지할 수 있도록 한다.In addition, in order to effectively remove the background, the low-power animal monitoring apparatus 100 includes a PIR sensor module composed of a plurality of PIR sensors. In this case, each of the PIR sensors is radially installed in the low-power animal monitoring apparatus 100 and has directivity in a specific direction to detect the appearance of an animal according to the direction.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 동물의 출현이 감지된 최초의 시점에 촬영된 카메라 영상에서 이후에 촬영되어 획득되는 카메라 영상을 차감한 차 영상을 계산하여, 상기 동물을 포함하는 영상에서 배경을 삭제하여 동물만으로 구성된 영상을 획득한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 calculates a difference image obtained by subtracting a camera image obtained after being photographed from a camera image captured at the first time point when the appearance of the animal is detected, and from the image including the animal An image composed only of animals is obtained by deleting the background.

한편, 상기 예측은, 상기 배터리의 충전 전력량에 따라 사전에 설정한 충전상태에 따라 수행된다.Meanwhile, the prediction is performed according to a charging state set in advance according to the amount of charging power of the battery.

상기 사전에 설정한 충전상태는, 상기 배터리의 충전 전력량이 충만한 충만상태, 상기 배터리의 충전 전력량이 양호한 상태인 양호상태, 상기 배터리의 충전 전력량이 보통인 보통상태, 상기 배터리의 충전 전력량이 충분하지 않는 취약상태를 포함하여 구성된다.The preset charging state includes: a full state in which the amount of charged electric power of the battery is sufficient; a good state in which the electric charge of the battery is good; It is composed of vulnerabilities that do not exist.

또한 상기 충만상태는, 상기 배터리의 충전 전력량이 80% 내지 100%인 경우를 의미하며, 상기 양호상태는, 상기 배터리의 충전 전력량이 60% 내지 79%인 경우를 의미하며, 상기 보통상태는, 상기 배터리의 충전 전력량이 40% 내지 59%인 상태를 의미하며, 상기 취약상태는 상기 배터리의 충전 전력량이 40% 미만인 경우를 의미한다. 이때, 상기 충전상태는, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)의 설치환경에 따라 또는 상기 저전력 동물 감시 장치(100)의 관리자에 의해 다양하게 설정된다.In addition, the full state means a case where the amount of charging power of the battery is 80% to 100%, and the good state means a case where the amount of charging power of the battery is 60% to 79%, and the normal state is, It means a state in which the amount of charging power of the battery is 40% to 59%, and the weak state means a case where the amount of charging power of the battery is less than 40%. In this case, the charging state is variously set according to an installation environment of the low-power animal monitoring device 100 or by a manager of the low-power animal monitoring device 100 .

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 배터리의 충전 전력량을 효율적으로 이용하기 위해, 상기 충전상태가 양호한 상태 이상일 때에만 상기 예측을 수행한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 performs the prediction only when the charging state is greater than or equal to a good state in order to efficiently use the amount of charged electric power of the battery.

한편, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 배터리 충전상태가 취약상태인 경우, 사전에 정의하여 설정한 기본적인 동작만을 수행하도록 설정된다. On the other hand, the low-power animal monitoring apparatus 100 is set to perform only the basic operation defined and set in advance when the battery charge state is a weak state.

예를 들어, 상기 배터리의 충전 전력량이 사전에 설정한 임계값 미만으로 떨어지는 경우, 이에 대한 보고메시지를 상기 동물 감시 서버(200)로 전송하도록 설정되거나, 상기 동물 감시 서버(200)로부터 상기 저전력 동물 감시 장치(100)에 대한 온오프 제어 메시지 등과 같이 상기 동물 감시 서버(200)로부터 전송된 메시지만을 수신하도록 설정된다.For example, when the amount of charging power of the battery falls below a preset threshold, a report message is set to be transmitted to the animal monitoring server 200, or the low-power animal from the animal monitoring server 200 It is set to receive only messages transmitted from the animal monitoring server 200 such as an on/off control message for the monitoring device 100 .

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 배터리의 충전 전력량을 모니터링하여, 상기 모니터링 결과 상기 배터리의 충전 전력량에 대한 충전상태가 양호상태인 경우, 상기 배경을 제거한 상기 동물영상 중 어느 하나를 상기 학습모델에 적용하여, 상기 학습모델의 출력 결과 중 제일 높은 확률을 선택함으로써, 상기 동물의 종류를 예측하며, 상기 충전상태가 충만상태인 경우, 상기 획득한 동물에 대한 카메라 영상에서 상기 배경을 제거한 동물영상을 촬영한 순서대로 상기 학습모델에 순차적으로 적용하여, 상기 각 학습모델에서 출력되는 확률에 대한 중간값 또는 평균값을 계산하여 제일 높은 값을 선택함으로써, 상기 감지한 동물의 종류를 예측한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 monitors the amount of charging power of the battery, and when the monitoring result indicates that the charging state for the amount of charging power of the battery is good, any one of the animal images from which the background is removed is displayed. Applied to the learning model, the type of the animal is predicted by selecting the highest probability among the output results of the learning model, and when the state of charge is the state of full, the background is removed from the camera image of the acquired animal By sequentially applying the animal images to the learning models in the order in which they were taken, calculating the median or average value of the probabilities output from each learning model, and selecting the highest value, the detected animal type is predicted.

즉, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 배터리의 전력량을 모니터링하여, 상기 충전상태가 보통상태인 경우, 상기 감지한 감지결과만을 상기 동물 감시 서버(200)로 전송하거나, 상기 충전상태가 양호상태 이상인 경우, 상기 예측을 적어도 한번 이상 수행하여 예측한 예측결과를 상기 동물 감시 서버(200)로 전송한다. 또한 상기 감지결과 또는 예측결과를 수신한 상기 동물 감시 서버(200)에서 상기 획득한 영상을 요청한 경우, 상기 모니터링한 결과에 따라 상기 영상을 전송하기에 충분한 전력이 확보된 경우(즉, 양호상태 이상)에만 상기 획득한 영상을 전송한다.That is, the low-power animal monitoring device 100 monitors the amount of power of the battery and, when the charging state is normal, transmits only the detected detection result to the animal monitoring server 200, or when the charging state is If it is in a good state or more, the prediction is performed at least once and the predicted prediction result is transmitted to the animal monitoring server 200 . In addition, when the acquired image is requested from the animal monitoring server 200 that has received the detection result or prediction result, when sufficient power is secured to transmit the image according to the monitoring result (that is, abnormal condition) ) to transmit the acquired image only.

이를 통해 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 최소한의 전력으로 동작하여 상기 동물 감시 구역에 대한 동물 감시를 지속적으로 수행하게 된다.Through this, the low-power animal monitoring apparatus 100 operates with a minimum amount of power to continuously perform animal monitoring in the animal monitoring area.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 전력 소비를 더욱더 최소화하기 위해 상기 감지결과, 예측결과, 상기 획득한 카메라 영상 또는 이들의 조합을 포함하는 감시데이터에 대한 저장루트를 가변적으로 설정한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 variably sets a storage route for monitoring data including the detection result, the prediction result, the acquired camera image, or a combination thereof in order to further minimize power consumption.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 칩레벨의 메모리인 저전력 메모리(예: RAM)와 버스라인으로 연결되는 대용량의 하드디스크(HDD)를 포함하여 구성된다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 is configured to include a low-power memory (eg, RAM), which is a chip-level memory, and a large-capacity hard disk (HDD) connected by a bus line.

일반적으로, 버스라인으로 연결되는 하드디스크의 경우, 특정 데이터를 저장할 때, 상기 칩레벨의 저전력 메모리보다 전력을 더 소모하기 때문에, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 감시데이터를 상기 저전력 메모리에 우선 저장하였다가, 상기 배터리의 충전 전력량에 따라 상기 저전력 메모리에 저장한 감시데이터를 상기 하드디스크로 저장하거나, 상기 동물 감시 서버(200)로 전송함으로써, 상기 배터리에 충전된 전력을 효율적으로 이용할 수 있도록 한다.In general, in the case of a hard disk connected to a bus line, when storing specific data, more power is consumed than the chip-level low-power memory. Therefore, the low-power animal monitoring apparatus 100 stores the monitoring data in the low-power memory. First, the monitoring data stored in the low-power memory according to the amount of charging power of the battery is stored in the hard disk or transmitted to the animal monitoring server 200 to efficiently use the power charged in the battery. make it possible

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 감시데이터가 상기 동물 감시 서버(200)로 전송된 경우, 상기 저전력 메모리 또는 하드디스크에 저장된 해당 감시데이터를 삭제하여 저장공간을 확보한다.In addition, when the monitoring data is transmitted to the animal monitoring server 200 , the low-power animal monitoring apparatus 100 deletes the corresponding monitoring data stored in the low-power memory or hard disk to secure a storage space.

한편, 상기 저전력 메모리에 상기 감시데이터를 저장하기 전, 상기 배터리에 충전된 전력량이 충분한 경우(예: 양호상태 이상)에는 상기 감시데이터는 상기 하드디스크에 곧 바로 저장될 수 있다.On the other hand, before storing the monitoring data in the low-power memory, if the amount of power charged in the battery is sufficient (eg, in a good state or more), the monitoring data may be directly stored in the hard disk.

즉, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 배터리에 충전된 전력량에 따라 상기 감시데이터를 저장하는 저장루트를 가변적으로 설정하여 상기 배터리에 충전된 전력을 더욱더 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 것이다.That is, the low-power animal monitoring apparatus 100 variably sets a storage route for storing the monitoring data according to the amount of power charged in the battery so that the power charged in the battery can be used more efficiently.

또한 상기 동물 감시 서버(200)는, 상기 각각의 저전력 동물 감시 장치(100)로부터 수신되는 감지결과 또는 예측결과 및 영상을 자체적으로 구비된 디스플레이에 출력하여 상기 저전력 동물 감시 장치(100)를 통한 동물 감시결과를 확인하도록 하거나, 사용자 단말(300)로 전송하여 원격에서 상기 동물 감시결과를 확인할 수 있도록 한다.In addition, the animal monitoring server 200 outputs the detection result or prediction result and the image received from each of the low-power animal monitoring apparatuses 100 to a display provided therein, and the animal through the low-power animal monitoring apparatus 100 . The monitoring result is checked or transmitted to the user terminal 300 so that the animal monitoring result can be checked remotely.

이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 동물을 예측하는 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of predicting an animal will be described with reference to FIGS. 2 to 4 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 종류를 예측하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a process of predicting the type of an animal according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치(100)에서 동물의 종류를 예측하는 과정은, 우선 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 적어도 하나 이상의 센서(예: PIR 센서)를 통해 동물의 출현을 감지한다.As shown in FIG. 2 , in the process of predicting the type of animal in the low-power animal monitoring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, first, the low-power animal monitoring apparatus 100 includes at least one sensor (eg, : PIR sensor) detects the appearance of animals.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 적어도 하나 이상의 센서를 통해 상기 동물의 출현이 감지된 경우, 상기 동물의 출현이 감지되지 않을 때까지, 상기 카메라를 통해 촬영한 카메라 영상을 획득한다.Also, when the appearance of the animal is detected through the at least one sensor, the low-power animal monitoring apparatus 100 acquires a camera image captured by the camera until the appearance of the animal is not detected.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 획득한 카메라 영상에서, 배경을 제거하여, 배경이 제거된 동물영상을 출력하고, 상기 출력한 동물영상으로부터 ROI를 설정(도 2의 빨간색 부분)하여, 상기 설정한 ROI를 이용하여 해당 동물에 대한 종류를 예측한다. 본 발명에서는 ROI는 동물의 최외곽 윤곽선이나 열 분포의 패턴 혹은 투신된 영상의 패턴을 포함하는 사각형 영역으로 설정할 수 있는 것을 포함한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 removes a background from the acquired camera image, outputs an animal image from which the background is removed, and sets an ROI from the output animal image (red part in FIG. 2), , predicts the type of the animal using the set ROI. In the present invention, the ROI includes what can be set as a rectangular area including the outermost outline of an animal, a pattern of heat distribution, or a pattern of a projected image.

상기 획득한 카메라 영상에서 배경을 제거하는 것과, 상기 설정한 ROI를 이용하여 동물의 종류를 예측하는 과정은 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The process of removing the background from the acquired camera image and predicting the animal type using the set ROI will be described with reference to FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 종류를 예측하는 과정을 더욱 상세하게 설명하기 위해 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating in more detail a process of predicting the type of an animal according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 동물의 출현이 감지된 최초의 시점에서 촬영된 카메라 영상(즉, 동물 감지 최초영상)을 상기 저전력 동물 감시 장치(100)에 구비된 버퍼에 우선 저장한다. 이때, 상기 버퍼에 저장되는 상기 동물 감지 최초영상은, 상기 배경을 제거하여 동물영상을 출력하기 위한 기준영상이 된다.As shown in FIG. 3 , the low-power animal monitoring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention records the camera image (ie, the animal detection initial image) taken at the first point in time when the appearance of the animal is detected. It is first stored in a buffer provided in the low-power animal monitoring device 100 . In this case, the first animal detection image stored in the buffer becomes a reference image for outputting the animal image by removing the background.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 버퍼에 저장된 상기 동물감지 최초영상에서, 상기 동물감지 최초영상 이후에 촬영된 카메라 영상을 차감한 차 영상을 계산함으로써, 상기 동물감지 최초영상 이후에 촬영된 카메라 영상에서 배경이 제거된 동물영상을 출력한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 calculates a difference image obtained by subtracting a camera image captured after the first animal detection image from the first animal detection image stored in the buffer, so that the animal detection first image is taken after Outputs an animal image with the background removed from the camera image.

이때, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 동물의 종류를 정확하게 예측하기 위해서는, 동물의 전체부분이 포함된 카메라 영상으로부터 배경을 제거하는 것이 바람직하다.In this case, in order for the low-power animal monitoring apparatus 100 to accurately predict the type of the animal, it is preferable to remove the background from the camera image including the entire part of the animal.

따라서 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 동물감지 최초영상을 촬영한 이후, 상기 사전에 설정한 개수 이상의 센서에서 상기 동물을 동시에 감지하여 촬영된 적어도 하나 이상의 카메라 영상을 이용하거나, 또는 상기 동물감지 최초영상을 촬영한 이후, 사전에 설정한 시간이 경과한 뒤에 촬영된 적어도 하나 이상의 카메라 영상을 이용하여 상기 배경을 삭제한다.Accordingly, the low-power animal monitoring apparatus 100 uses at least one camera image captured by simultaneously detecting the animal by the preset number of sensors or more after the initial image of animal detection is captured, or After capturing the first detection image, the background is deleted using at least one or more camera images captured after a preset time has elapsed.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 배경이 제거된 동물영상에서 ROI를 설정하고, 상기 설정한 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하고, 상기 예측한 예측결과를 출력한다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 sets an ROI in the animal image from which the background is removed, predicts the type of the animal with the set ROI, and outputs the predicted prediction result.

상기 ROI를 설정하는 것은, 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Setting the ROI will be described with reference to FIG. 4 as follows.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배경을 제거한 동물영상의 ROI를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an ROI of an animal image with a background removed according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 배경을 제거한 동물영상에서 ROI를 설정할 때, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 배경을 제거한 동물영상이 가시광 영상인 경우, 동물에 대한 최외곽 윤곽선을 선택함으로써, 상기 가시광 영상으로 형성된 상기 동물영상으로부터 ROI를 설정한다.As shown in FIG. 4 , when setting the ROI in the animal image from which the background has been removed according to an embodiment of the present invention, the low-power animal monitoring apparatus 100 provides an animal image with the background removed when the animal image is a visible light image. By selecting the outermost contour of the ROI, an ROI is established from the animal image formed as the visible light image.

즉, 상기 동물영상이 가시광 영상인 경우, 상기 동물영상의 각 동물에 대한 최외곽 윤곽선을 따라 동물의 형태에 대한 ROI를 설정하는 것이다.That is, when the animal image is a visible light image, an ROI for the shape of the animal is set along the outermost contour of each animal of the animal image.

또한 상기 배경을 제거한 동물영상이 열화상인 경우, 사전에 설정한 임계값 이상의 온도값을 가지는 영역을 선택함으로써, 상기 열화상인 동물영상으로부터 ROI를 설정한다.In addition, when the animal image from which the background is removed is a thermal image, an ROI is set from the thermal image by selecting a region having a temperature value greater than or equal to a preset threshold value.

즉, 상기 동물영상이 열화상인 경우, 사전에 설정한 임계값 이상의 온도값을 가지는 영역을 선택하여, 각 동물에 대해서 열이 감지되는 열 지도에 대한 패턴을 ROI로 설정하는 것이다.That is, when the animal image is a thermal image, a region having a temperature value greater than or equal to a preset threshold is selected, and a pattern for a heat map in which heat is sensed for each animal is set as an ROI.

또한 상기 배경을 제거한 동물영상이 야간 투시경 영상인 경우, 투시된 영상의 패턴에 따라 ROI를 설정한다.In addition, when the animal image from which the background is removed is a night vision image, an ROI is set according to the pattern of the see-through image.

다시 도 3을 참조하면, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 설정한 ROI로 상기 출현을 감지한 동물에 대한 동물의 종류를 예측한다.Referring back to FIG. 3 , the low-power animal monitoring apparatus 100 predicts the type of the animal with respect to the animal that has detected the appearance by the set ROI.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 회득한 카메라 영상에 따른 적어도 하나 이상의 학습모델을 선택하여, 상기 선택한 적어도 하나 이상의 학습모델에 상기 ROI를 적용하여 상기 동물의 종류를 예측하게 된다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 selects at least one learning model according to the acquired camera image, and applies the ROI to the selected at least one or more learning models to predict the type of the animal.

이때, 상기 예측은, 상기 배터리의 충전 전력량을 모니터링한 결과, 충전상태가 양호상태인 경우에 수행됨은 상술한 바와 같다. 또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 충전상태가 양호상태인 경우, 상기 설정한 ROI 중 어느 하나를 선택하여 상기 학습모델에 입력하고, 상기 학습모델의 출력 결과 중 제일 높은 확률을 선택함으로써, 상기 출현을 감지한 동물의 종류를 예측한다.In this case, as described above, the prediction is performed when the charging state of the battery is in a good state as a result of monitoring the charging power amount of the battery. In addition, the low-power animal monitoring device 100, when the charging state is in a good state, selects any one of the set ROIs, inputs it to the learning model, and selects the highest probability among the output results of the learning model. , predicts the kind of animal that has sensed the appearance.

또한 상기 충전상태가 충만상태인 경우, 상기 동물영상을 촬영한 순서대로 상기 설정한 ROI를 상기 적어도 하나 이상의 학습모델에 순차적으로 적용하여, 상기 각 학습모델에서 출력되는 확률에 대한 중간값 또는 평균값을 계산하여 제일 높은 값을 선택함으로써, 상기 출현을 감지한 동물의 종류를 예측한다.In addition, when the charging state is the full state, the set ROI is sequentially applied to the at least one learning model in the order in which the animal image is taken, and the median or average value of the probability output from each learning model is obtained. By calculating and selecting the highest value, the kind of animal that has sensed the appearance is predicted.

다시 도 2를 참조하면, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 출력한 동물의 종류를 예측한 예측결과를 메타데이터로 기록하여 메모리(미도시)에 저장하며, 상기 획득한 카메라 영상을 상기 메모리에 저장한다.Referring back to FIG. 2 , the low-power animal monitoring apparatus 100 records the output prediction result of predicting the type of animal as metadata, stores it in a memory (not shown), and stores the obtained camera image in the Save to memory.

한편, 상기 동물을 예측하는 과정은, 상기 배터리의 충전 전력량을 모니터링한 결과, 상기 충전상태가 양호한 양호상태 이상일 경우에만 수행되며, 상기 충전상태가 보통상태인 경우에는 상기 동물의 출현을 감지한 감지결과만을 메타데이터로 기록하여 상기 메모리에 저장한다.On the other hand, the process of predicting the animal is performed only when the state of charge is above a good state as a result of monitoring the amount of charging power of the battery, and when the state of charge is normal, the detection of the appearance of the animal Only the results are recorded as metadata and stored in the memory.

또한 상기 예측결과에 대한 메타데이터, 상기 감지결과에 대한 메타데이터, 상기 획득한 카메라 영상을 상기 메모리에 저장할 때, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 모니터링 결과에 따라 상기 저장루트를 가변적으로 설정하여 저장함은 상술한 바와 같다.In addition, when storing the metadata for the prediction result, the metadata for the detection result, and the acquired camera image in the memory, the low-power animal monitoring apparatus 100 variably changes the storage route according to the monitoring result. Setting and storing is the same as described above.

또한 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 것과 같이, 상기 카메라 영상은, 상기 동물의 출현이 감지된 경우에 촬영되는 영상으로 배경이 포함된 영상을 의미하며, 상기 동물 영상은 상기 카메라 영상에서 배경이 제거된 영상을 의미하며, 상기 ROI는 상기 동물영상에서 동물만으로 형성된 관심영역을 의미한다.Also, as described with reference to FIGS. 2 to 4 , the camera image is an image captured when the appearance of the animal is detected and means an image including a background, and the animal image has a background in the camera image. It means an image that has been removed, and the ROI means a region of interest formed only by animals in the animal image.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 학습네트워크의 구조를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating the structure of a learning network according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 종류를 예측하기 위해 생성되는 학습모델은, 이미지 처리에 최적화된 학습네트워크인 CNN을 통해 수행된다.As shown in FIG. 5 , the learning model generated to predict the type of animal according to an embodiment of the present invention is performed through CNN, which is a learning network optimized for image processing.

또한 상기 CNN으로 구성되는 학습네트워크는, 상기 가시광 영상, 열화상 또는 야간투시경 영상으로 구성된 학습용 동물영상을 각각 학습하여, 영상의 종류별, 동물의 종류별로 생성된다.In addition, the learning network composed of the CNN learns the animal images for learning composed of the visible light image, the thermal image or the night vision image, respectively, and is generated for each type of image and each type of animal.

이때, 상기 학습용 동물영상은, 배경이 제거된 영상이며, 상기 배경이 제거된 영상에서 ROI가 설정된 영상이다.In this case, the animal image for learning is an image from which the background is removed, and an image in which an ROI is set in the image from which the background is removed.

상기 학습네트워크는 동물만으로 구성된 학습용 동물영상이 입력되는 입력 레이어, 상기 입력된 학습용 동물영상에 대한 컨볼루션을 수행하는 컨볼루션(Convolution) 레이어, 상기 컨볼루션한 결과를 최대값이나 평균값으로 풀링하여 서브 샘플링을 수행하는 풀링(Pooling) 레이어 및 완전연관 레이어(Fully Connected Layer)를 포함하여 구성된다.The learning network is an input layer to which an animal image for learning composed of only animals is input, a convolution layer that performs convolution on the input animal image for learning, and a maximum or average value of the convolution result. It consists of a pooling layer that performs sampling and a fully connected layer.

상기 컨볼루션 레이어는, 특정 가중치를 가지는 상기 커널을 사전에 설정한 스트라이드(상기 학습용 의료영상에서 상기 커널이 이동하는 이동단위를 의미함)에 따라 이동해 가면서, 상기 학습용 동물영상의 특정 부분과 상기 커널의 가중치를 컨볼루션하여, 상기 학습용 동물영상에 대한 특징맵(Feature Map)을 생성하여 출력한다. The convolution layer moves according to a pre-set stride (meaning a movement unit in which the kernel moves in the medical image for training) in which the kernel having a specific weight is set, and the specific part of the animal image for training and the kernel By convolving the weights of , a feature map for the animal image for learning is generated and output.

상기 풀링 레이어는, 해당 풀링 레이어에 할당된 커널과 스트라이드에 따라 상기 특징맵을 최대값 또는 평균값으로 풀링함으로써, 복수의 서브 이미지 데이터로 서브 샘플링한다.The pooling layer subsamples the plurality of sub-image data by pooling the feature map to a maximum value or an average value according to a kernel and a stride assigned to the pooling layer.

이때, 상기 컨볼루션 레이어와 상기 풀링 레이어는 하나의 쌍으로 구성되어 적어도 하나 이상으로 구현될 수 있다.In this case, the convolution layer and the pooling layer may be configured as a pair and implemented as at least one or more.

상기 완전연관 레이어는, 상기 서브 샘플링한 복수의 서브 이미지 데이터를 연결시켜 학습용 동물영상의 동물이 특정 동물일 확률을 출력한다. 여기서 상기 확률은 0 ~ 1의 값을 가진다.The fully associative layer connects the plurality of sub-sampled sub-image data to output a probability that the animal of the animal image for learning is a specific animal. Here, the probability has a value of 0 to 1.

또한 상기 학습용 동물영상을 학습하는 과정에서, 상기 학습네트워크의 가중치는 백프로퍼게이션(Back Propagation)과정을 통해 상기 학습네트워크의 출력에 대한 오차를 최소화하는 방향으로 조정된다.In addition, in the process of learning the animal image for learning, the weight of the learning network is adjusted in a direction to minimize an error with respect to the output of the learning network through a back propagation process.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습모델을 이용하여 동물의 종류를 예측하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 학습모델을 이용하여 동물의 종류를 예측하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a process of predicting an animal type using a learning model according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an animal using a learning model according to another embodiment of the present invention. It is a diagram shown to explain the process of predicting the type of .

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 종류를 예측하기 위한 학습모델은, 동물 감시 서버(200)에서 생성되어 상기 각 동물 감시 장치(100)로 제공된다.As shown in FIG. 6 , a learning model for predicting the type of an animal according to an embodiment of the present invention is generated by the animal monitoring server 200 and provided to each of the animal monitoring apparatuses 100 .

또한 상기 학습모델은, 동물별로 준비된 복수의 가시광 영상을 학습용 동물영상으로 학습하여 생성되는 제1 학습모델, 동물별로 준비된 복수의 열화상을 학습용 동물영상으로 학습하여 생성되는 제2 학습모델 및 동물별로 준비된 복수의 야간투시경 영상을 학습용 동물영상으로 학습하여 생성되는 제3 학습모델을 포함하여 구성된다.In addition, the learning model includes a first learning model generated by learning a plurality of visible light images prepared for each animal as an animal image for learning, a second learning model generated by learning a plurality of thermal images prepared for each animal as an animal image for learning, and each animal It is configured to include a third learning model generated by learning the prepared plurality of night vision images as animal images for learning.

다만, 상기 학습모델은, 가시광 영상, 열화상, 야간투시경 영상뿐만 아니라 이진영상 등과 같은 다양한 종류의 영상을 학습하여 생성될 수 있다.However, the learning model may be generated by learning various types of images such as a binary image as well as a visible light image, a thermal image, and a night vision image.

즉, 본 발명은 상기 다양한 종류의 영상을 기반으로 하는 학습모델을 생성하여, 상기 동물 감시 장치(100)에 구비되도록 함으로써, 다양한 영상으로 획득되는 동물에 대한 영상으로부터 동물을 정확하게 예측할 수 있도록 한다.That is, the present invention generates a learning model based on the various types of images and provides them in the animal monitoring apparatus 100, so that animals can be accurately predicted from images of animals obtained through various images.

또한 상기 동물 감지 장치(100)는, 배터리에 충전된 전력량을 모니터링하여, 상기 배터리의 충전 전력량에 대한 충전상태가 보통상태 미만인 경우, 상기 동물의 종류를 예측하는 과정을 수행하지 않고, 상기 동물을 감지한 감지결과만 메타데이터로 기록하여 상기 메모리에 저장한다.In addition, the animal detection device 100 monitors the amount of electric power charged in the battery, and when the state of charge with respect to the amount of electric power charged in the battery is less than the normal state, the animal is detected without performing a process of predicting the type of the animal. Only the detected detection result is recorded as metadata and stored in the memory.

또한 상기 동물 감지 장치(100)는, 상기 모니터링한 결과, 상기 배터리의 충전 전력량에 대한 충전상태가 양호상태이고, 상기 획득한 카메라 영상이 가시광 영상이면, 상기 가시광 영상으로부터 배경을 제거한 동물영상을 상기 제1 학습모델에 입력하거나, 상기 획득한 카메라 영상이 열화상이면, 상기 열화상으로부터 배경을 제거한 동물영상을 제2 학습모델에 입력하거나, 또는 상기 획득한 영상이 야간투시경 영상이면 상기 야간투시경 영상으로부터 배경을 제거한 동물영상을 제3 학습모델에 입력하여, 상기 출현을 감지한 동물의 종류를 예측하고, 예측한 예측결과를 메타데이터로 기록하여 상기 메모리에 저장한다. 이때, 상기 각 학습모델에 입력되는 동물영상은, 상기 동물영상에 설정한 ROI다.In addition, as a result of the monitoring, if the state of charge of the battery is good and the obtained camera image is a visible light image, as a result of the monitoring, the animal image with the background removed from the visible light image is displayed. If input to the first learning model, or if the acquired camera image is a thermal image, an animal image with the background removed from the thermal image is input to the second learning model, or if the acquired image is a night vision image, from the night vision image The animal image from which the background has been removed is input to the third learning model, the type of the animal that has detected the appearance is predicted, and the predicted prediction result is recorded as metadata and stored in the memory. In this case, the animal image input to each learning model is an ROI set in the animal image.

이때, 상기 동물의 종류를 예측하는 것은, 상기 각 학습모델에서 출력되는 특정 동물일 확률 중 제일 높은 값을 선택함으로써, 수행된다.In this case, predicting the type of the animal is performed by selecting the highest value among the probabilities of being a specific animal output from each learning model.

한편, 도 7에 도시한 것과 같이, 상기 동물 감시 장치(100)는, 상기 배터리의 충전 전력량을 모니터링한 결과, 상기 충전상태가 충만상태인 경우, 상기 배터리에 충전된 전력량이 충분하게 확보되어 있는 것으로 판단한다.On the other hand, as shown in FIG. 7 , the animal monitoring apparatus 100 monitors the amount of electric power charged in the battery. judge to be

이때, 상기 동물 감시 장치(100)는, 상기 동물을 감지하여 획득한 적어도 하나 이상의 카메라 영상으로부터 배경을 제거한 적어도 하나 이상의 동물영상을 출력하고, 상기 출력한 적어도 하나 이상의 동물영상에 설정한 ROI를 상기 카메라 영상을 촬영한 순서대로 각각 적용하여 상기 감지한 동물을 더욱 정확하게 예측하여, 상기 예측한 결과를 메타데이터로 기록하여 상기 메모리에 저장한다.At this time, the animal monitoring apparatus 100 outputs at least one animal image from which a background is removed from at least one or more camera images obtained by detecting the animal, and displays the ROI set in the output at least one or more animal images. The detected animal is more accurately predicted by applying each camera image in the shooting order, and the predicted result is recorded as metadata and stored in the memory.

예를 들어, 상기 획득한 영상이 가시광 영상인 경우, 해당 가시광 영상을 촬영한 순서대로 상기 ROI를 상기 제1 학습모델에 각각 적용하고, 상기 획득한 영상이 열화상 또는 야간투시경 영상인 경우, 상기 열화상 또는 야간투시경 영상을 촬영한 순서대로 상기 ROI를 상기 제2 학습모델 또는 제3 학습모델에 각각 적용한다.For example, when the obtained image is a visible light image, the ROI is applied to the first learning model in the order in which the visible light image is captured, and when the obtained image is a thermal image or a night vision image, the The ROI is applied to the second learning model or the third learning model, respectively, in the order in which the thermal image or the night vision image is taken.

이때, 상기 동물을 예측하는 것은, 상기 각 학습모델에서 출력되는 특정 동물일 확률에 대한 중간값 또는 평균값을 계산하여 제일 높은 값을 선택함으로서, 수행된다. In this case, predicting the animal is performed by selecting the highest value by calculating a median or average value for the probability of a specific animal output from each learning model.

즉, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 것과 같이, 상기 동물 감지 장치(100)는, 배터리에 충전된 전력량에 따라 상기 감지된 결과만을 메타데이터로 기록하거나, 하나의 영상만을 이용하여 상기 동물을 예측한 예측결과를 상기 메타데이터로 기록하거나, 또는 복수의 영상을 이용하여 상기 동물을 예측한 예측결과를 상기 메타데이터로 기록하여 상기 동물 감시 서버(200)로 전송함으로써, 상기 배터리에 충전된 전력을 효율적으로 소비하여 상기 동물을 지속적으로 감시할 수 있도록 하는 것이다.That is, as described with reference to FIGS. 6 and 7 , the animal detection apparatus 100 records only the sensed result as metadata according to the amount of power charged in the battery or detects the animal using only one image. Power charged in the battery by recording the predicted prediction result as the metadata, or recording the prediction result of predicting the animal using a plurality of images as the metadata and transmitting it to the animal monitoring server 200 is to be consumed efficiently so that the animal can be continuously monitored.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.8 is a block diagram illustrating the configuration of a low-power animal monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치(100)는, 동물의 출현을 감지하는 동물 감지부(105), 상기 동물의 출현이 감지된 경우, 카메라를 통해 카메라 영상을 획득하는 카메라 영상 획득부(110), 상기 획득한 카메라 영상으로부터 배경을 제거하는 배경 제거부(115), 상기 획득한 카메라 영상을 토대로 상기 감지한 동물의 종류를 예측하는 동물 예측부(120), 상기 감지한 감지결과 또는 상기 예측한 예측결과를 메타데이터로 기록하는 메타데이터 처리부(125), 상기 저전력 동물 감시 장치(100)가 저전력으로 동작하도록 상기 저전력 동물 감시 장치(100)의 각 구성부분을 제어하는 제어부(130), 상기 획득한 영상을 동물 감시 서버(200)로 전송하는 동물영상 전송부(135), 태양광 패널(400)로부터 전력을 공급받아 상기 저전력 동물 감시 장치(100)의 동작을 위한 전력을 공급하거나, 배터리(145)를 충전하는 전원부(140), 배터리(145), 상기 배터리(145)에 충전된 전력량을 모니터링하는 배터리 모니터링부(150) 및 메모리(155)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 8 , the low-power animal monitoring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention uses an animal detection unit 105 for detecting the appearance of an animal, and a camera when the appearance of the animal is detected. A camera image acquisition unit 110 for acquiring a camera image, a background removal unit 115 for removing a background from the acquired camera image, an animal prediction unit for predicting the type of the detected animal based on the acquired camera image ( 120), a metadata processing unit 125 that records the detected detection result or the predicted prediction result as metadata, and each of the low-power animal monitoring apparatus 100 so that the low-power animal monitoring apparatus 100 operates with low power. The control unit 130 for controlling the components, the animal image transmission unit 135 for transmitting the acquired image to the animal monitoring server 200, the low-power animal monitoring device 100 by receiving power from the solar panel 400 ), a power supply unit 140 for supplying power or charging the battery 145 , a battery 145 , a battery monitoring unit 150 for monitoring the amount of power charged in the battery 145 , and a memory 155 ) is comprised of

또한 상기 동물 감지부(105)는, 동물의 출현을 감지하기 위한 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 센서모듈로 구성되며, 상기 센서모듈은 적어도 하나 이상의 PIR 센서를 포함하는 PIR 센서모듈로 구성된다.In addition, the animal detection unit 105 is configured as a sensor module including at least one or more sensors for detecting the appearance of an animal, and the sensor module is configured as a PIR sensor module including at least one or more PIR sensors.

또한 상기 동물 감지부(105)는, 상기 PIR 센서모듈을 통해 사전에 설정한 범위의 적외선을 감지함으로써, 동물의 몸체에서 방출되는 적외선을 센싱하여 상기 동물의 출현을 감지하는 기능을 수행한다.In addition, the animal detection unit 105 senses infrared rays within a preset range through the PIR sensor module, and senses infrared rays emitted from the body of the animal to detect the appearance of the animal.

한편, 본 발명의 동물 감지부(105)는, PIR 센서모듈로 구성되는 것이 바람직하지만, 적외선 센서, 초음파 센서, 레이더, 레이다 또는 이들의 조합을 포함하여 동물의 출현을 감지하기 위한 다양한 센서로 구성될 수 있음은 상술한 바와 같다.On the other hand, the animal detection unit 105 of the present invention is preferably composed of a PIR sensor module, but is composed of various sensors for detecting the appearance of an animal, including an infrared sensor, an ultrasonic sensor, a radar, a radar, or a combination thereof. It can be as described above.

또한 상기 카메라 영상 획득부(110)는, 상기 동물 감지부(105)를 통해 동물의 출현이 감지된 최초 시점부터 상기 동물의 출현이 감지되지 않을 때까지, 해당 동물을 촬영한 카메라 영상을 획득하여 메모리(155)에 저장하는 기능을 수행한다.In addition, the camera image acquisition unit 110 acquires a camera image of the animal from the first point when the appearance of the animal is detected through the animal detection unit 105 until the appearance of the animal is not detected. It performs a function of storing in the memory 155 .

또한 상기 카메라 영상 획득부(110)는, 가시광 카메라, 열화상 카메라, 야간투시경을 장착한 카메라 또는 이들의 조합을 포함하는 카메라로 구성되며, 상기 카메라를 통해 상기 출현을 감지한 동물에 대한 가시광 영상, 열화상 영상 또는 야간투시경 영상을 획득한다.In addition, the camera image acquisition unit 110 is configured as a camera including a visible light camera, a thermal imaging camera, a camera equipped with a night vision goggles, or a combination thereof, and a visible light image of the animal that detects the appearance through the camera. , to acquire a thermal image or night vision image.

또한 상기 카메라 영상 획득부(110)는, 상기 동물 감지부(105)를 통해 동물의 출현이 감지된 경우, 상기 동물의 출현이 감지된 최초의 시점에 촬영된 카메라 영상(즉, 동물감지 최초영상)을 우선 획득하여 버퍼에 저장하여, 상기 동물감지 최초영상 이후에 촬영하여 획득되는 카메라 영상으로부터 배경을 간단하게 삭제할 수 있도록 한다.In addition, the camera image acquisition unit 110, when the appearance of the animal is detected through the animal detection unit 105, a camera image taken at the first point in time when the appearance of the animal is detected (that is, the animal detection first image) ) is first obtained and stored in a buffer, so that the background can be simply deleted from the camera image obtained by shooting after the first image of animal detection.

또한 상기 배경 제거부(115)는, 상기 카메라 영상 획득부(110)를 통해 버퍼에 저장된 동물감지 최초영상에서, 이후에 촬영된 카메라 영상을 차감한 차 영상을 계산하여 상기 동물을 포함하지 않는 배경을 제거한 동물영상을 출력한다.In addition, the background removing unit 115 calculates a difference image obtained by subtracting the camera image captured later from the first animal detection image stored in the buffer through the camera image acquiring unit 110 to calculate a background that does not include the animal. Outputs an animal image from which .

이때, 상기 배경 제거부(115)는, 상기 획득한 카메라 영상에 동물의 전체가 포함되어 있는 카메라 영상으로부터 배경을 제거하며, 이를 위해 상기 배경 제거부(115)는, 상기 PIR 센서모듈 중 사전에 설정한 개수 이상의 PIR 센서에서 상기 동물을 중복하여 감지한 경우에 촬영한 적어도 하나 이상의 카메라 영상에 대한 배경을 제거하거나, 상기 동물의 출현이 감지된 최초의 시점에서 사전에 설정한 시간이 경과한 후에 촬영한 적어도 하나 이상의 카메라 영상에 대한 배경을 제거한다.At this time, the background removing unit 115 removes the background from the camera image in which the entire animal is included in the acquired camera image. In the case of overlapping detection of the animal by more than a set number of PIR sensors, the background of at least one camera image taken is removed, or after a preset time has elapsed from the first point in time when the appearance of the animal is detected The background of at least one or more camera images captured is removed.

또한 상기 동물 예측부(120)는, 상기 배경을 제거하여 출력한 동물영상으로 상기 동물의 종류를 예측하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 동물 예측부(120)는, 상기 출력한 동물영상으로부터 상기 동물에 대한 ROI를 설정하고, 상기 설정한 ROI로 상기 출현을 감지한 동물에 대한 동물의 종류를 예측하는 것이다.In addition, the animal prediction unit 120 performs a function of predicting the type of the animal with the animal image output by removing the background. That is, the animal prediction unit 120 sets an ROI for the animal from the outputted animal image, and predicts the type of the animal with respect to the animal for which the appearance is sensed by the set ROI.

한편 상기 ROI를 설정하는 것은, 도 4를 참조하여 설명하였으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.Meanwhile, since the setting of the ROI has been described with reference to FIG. 4 , further detailed description will be omitted.

상기 동물 예측부(120)는, 상기 획득한 카메라 영상에 따라 상기 설정한 ROI를 동물의 종류를 예측하기 위해 구비된 학습모델에 각각 적용하여 상기 감지한 동물의 종류를 예측하는 기능을 수행한다.The animal prediction unit 120 performs a function of predicting the detected animal type by applying the set ROI to a learning model provided to predict the animal type according to the acquired camera image.

이때, 상기 제어부(130)는, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)의 전력 소비를 최소화하기 위해, 상기 동물 감지부(105)를 통해 동물의 출현이 감지된 경우에만, 상기 카메라 영상 획득부(110)를 통해 상기 출현을 감지한 동물에 대한 카메라 영상을 획득하도록 하고, 상기 동물 예측부(120)를 통해 동물의 종류를 인식하도록 한다.At this time, in order to minimize the power consumption of the low-power animal monitoring apparatus 100 , the controller 130 is configured to operate the camera image acquisition unit 110 only when the appearance of the animal is detected through the animal detection unit 105 . ) to acquire a camera image of the animal that has detected the appearance, and to recognize the type of animal through the animal prediction unit 120 .

또한 상기 동물 예측부(120)는, 상기 획득한 카메라 영상에 따라 적어도 하나 이상의 학습모델에 상기 ROI를 적용하여 상기 각 학습모델로부터 출력되는 특정 동물일 확률 중 제일 높은 값을 선택함으로써, 상기 감지한 동물의 종류를 예측한다.In addition, the animal prediction unit 120 applies the ROI to at least one or more learning models according to the acquired camera image and selects the highest value among the probabilities of being a specific animal output from each learning model. Predict the type of animal.

다만, 상기 제어부(130)는, 상기 배터리 모니터링부(150)의 모니터링 결과에 따라 상기 배터리의 충전 전력량에 대한 충전상태가 보통상태 이하인 경우에는 상기 예측을 수행하지 않도록 하며, 상기 충전상태가 양호상태 이상인 경우에는 상기 예측을 수행하도록 한다. 또한 상기 제어부(130)는, 상기 충전상태가 취약상태인 경우에는 사전에 설정한 기본적인 동작만을 수행하도록 상기 저전력 동물 감시 장치(100)를 전반적으로 제어한다.However, the control unit 130, according to the monitoring result of the battery monitoring unit 150, does not perform the prediction when the state of charge for the amount of charging power of the battery is less than or equal to the normal state, and the state of charge is good. In the case of abnormality, the prediction is performed. In addition, when the charging state is in the weak state, the controller 130 generally controls the low-power animal monitoring apparatus 100 to perform only a preset basic operation.

즉, 상기 제어부(130)는, 상기 배터리의 충전 전력량에 대한 충전상태에 따라 상기 예측을 하나의 ROI를 이용하여 수행하도록 하거나, 복수의 ROI를 이용하여 상기 예측을 수행하도록 함으로서, 상기 배터리에 충전된 전력을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 것이다. 한편, 상기 동물의 종류를 예측하는 것은, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하였으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.That is, the control unit 130 performs the prediction using one ROI or performs the prediction using a plurality of ROIs according to the state of charge for the amount of charging power of the battery, so that the battery is charged. This is to enable efficient use of the available power. Meanwhile, since predicting the type of the animal has been described with reference to FIGS. 6 and 7 , further detailed description will be omitted.

또한 상기 메타데이터 처리부(125)는 상기 감지한 감지결과 또는 상기 예측한 예측결과를 메타데이터로 기록하여 생성하고, 상기 생성한 메타데이터를 메모리(155)에 저장하는 기능을 수행한다. 또한 상기 메타데이터 처리부(125)는, 사전에 설정된 주기 또는 실시간으로 상기 저장한 메타데이터를 동물 감시 서버(200)로 전송하는 기능을 수행한다.In addition, the metadata processing unit 125 records and generates the detected detection result or the predicted prediction result as metadata, and stores the generated metadata in the memory 155 . In addition, the metadata processing unit 125 performs a function of transmitting the stored metadata to the animal monitoring server 200 in a preset period or in real time.

또한 상기 메모리(155)는, RAM과 같은 저전력 메모리로 구성되는 제1 메모리(156) 및 하드디스크로 구성되는 제2 메모리(157)로 구성된다.In addition, the memory 155 is composed of a first memory 156 composed of a low-power memory such as RAM and a second memory 157 composed of a hard disk.

또한 상기 제어부(130)는, 상기 메타데이터 처리부(125)에서 생성한 메타데이터와 상기 카메라 영상 획득부(110)에서 획득한 카메라 영상을 상기 제1 메모리(156)에 저장하도록 하되, 상기 배터리 모니터링부(150)의 모니터링 결과에 따라, 충전상태가 양호상태인 경우, 상기 제1 메모리(156)에 저장된 상기 메타데이터 및 카메라 영상을 제2 메모리(157)에 저장하도록 한다.In addition, the control unit 130 stores the metadata generated by the metadata processing unit 125 and the camera image acquired by the camera image acquisition unit 110 in the first memory 156, but the battery monitoring According to the monitoring result of the unit 150 , if the charging state is good, the metadata and the camera image stored in the first memory 156 are stored in the second memory 157 .

이를 통해, 데이터 저장시 전력 소모가 큰 하드디스크(제2 메모리)에 항상 엑세스하여 저장하도록 하는 것이 아니라, 배터리(145)의 충전 전력량에 따라 전력 소모가 적은 저전력 메모리(제1 메모리)에 상기 감시데이터를 가능한 한 우선 저장하여, 충분한 전력량이 확보된 경우에 상기 하드디스크에 저장하도록 함으로써, 상기 저전력 동물 감지 장치(100)에서 전력을 효율적으로 소비할 수 있도록 한다.Through this, instead of always accessing and storing data in the hard disk (second memory), which consumes a lot of power when storing data, the monitoring is performed in a low-power memory (first memory) with low power consumption according to the amount of charging power of the battery 145. Data is first stored as much as possible and stored in the hard disk when a sufficient amount of power is secured, so that the low-power animal detection device 100 can efficiently consume power.

또한 상기 제1 메모리(156)에 저장된 메타데이터 및 카메라 영상이 제2 메모리(157)로 저장된 경우에는, 상기 제1 메모리(156)에 저장된 메타데이터 및 카메라 영상은 자동 삭제되며, 상기 제1 메모리(156) 또는 제2 메모리(157)에 저장된 메타데이터 및 영상이 상기 동물 감시 서버(200)로 전송된 경우에도 자동 삭제되어, 저장 공간을 확보할 수 있도록 한다.In addition, when the metadata and camera image stored in the first memory 156 are stored in the second memory 157 , the metadata and camera image stored in the first memory 156 are automatically deleted, and the first memory Even when the metadata and images stored in (156) or the second memory 157 are transmitted to the animal monitoring server 200, they are automatically deleted to secure a storage space.

또한 상기 동물영상 전송부(135)는, 상기 메타데이터를 수신한 동물 감시 서버(200)로부터 동물의 영상에 대한 요청이 있는 경우, 상기 메모리(155)에 저장된 동물의 영상을 전송하거나, 사전에 설정한 주기에 따라 상기 동물의 영상을 전송하는 기능을 수행한다.In addition, when there is a request for an animal image from the animal monitoring server 200 that has received the metadata, the animal image transmission unit 135 transmits the animal image stored in the memory 155 or in advance. It performs a function of transmitting the image of the animal according to a set period.

또한 상기 제어부(130)는, 상기 동물영상 전송부(135)를 제어하여, 상기 요청이나, 주기에 따라 상기 동물을 촬영한 카메라 영상을 상기 동물 감시 서버(200)로 전송하도록 하되, 상기 배터리 모니터링부(150)의 모니터링 결과에 따라 상기 배터리(145)에 충전된 전력량이 충분히 확보된 경우(즉, 충전상태가 양호상태인 경우)에 상기 카메라 영상을 전송하도록 함으로써, 대용량의 영상을 전송함에 따라 소비되는 전력으로 인해 상기 저전력 동물 감시 장치(100)의 동작이 정지되는 것을 방지하여 지속적인 동물 감시가 가능하도록 한다.In addition, the control unit 130 controls the animal image transmission unit 135 to transmit a camera image of the animal according to the request or cycle to the animal monitoring server 200 , but monitor the battery. According to the monitoring result of the unit 150, when the amount of power charged in the battery 145 is sufficiently secured (that is, when the state of charge is good), the camera image is transmitted, thereby transmitting a large-capacity image. The operation of the low-power animal monitoring apparatus 100 is prevented from being stopped due to power consumption, thereby enabling continuous animal monitoring.

또한 상기 전원부(140)는, 태양광 패널(400)로부터 생성된 전력을 인가받아 배터리(145)에 충전하고, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)의 동작에 필요한 전력을 공급하는 기능을 수행한다.In addition, the power supply unit 140 receives power generated from the solar panel 400 , charges the battery 145 , and supplies power required for the operation of the low-power animal monitoring device 100 .

한편, 상기 태양광 패널(400)은, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)와 일체형으로 구비되는 것이 바람직 하지만, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)의 설치 환경에 따라 상기 저전력 동물 감시 장치(100)와 이격 설치되어, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the solar panel 400 is preferably provided integrally with the low-power animal monitoring device 100, but depending on the installation environment of the low-power animal monitoring device 100, the low-power animal monitoring device 100 and It may be installed to be spaced apart and configured to supply power to the low-power animal monitoring device 100 .

또한 상기 배터리 모니터링부(150)는, 상기 배터리(145)에 충전된 전력량을 모니터링하여, 모니터링한 결과인 충전상태를 제어부(130)에 제공하여, 상기 모니터링 결과에 따라 상기 저전력 동물 감시 장치(100)를 저전력으로 동작하도록 제어할 수 있도록 한다.In addition, the battery monitoring unit 150 monitors the amount of power charged in the battery 145, and provides a charging state, which is a monitoring result, to the control unit 130, and according to the monitoring result, the low-power animal monitoring device 100 ) so that it can be controlled to operate with low power.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 감시 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.9 is a block diagram showing the configuration of an animal monitoring server according to an embodiment of the present invention.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 감시 서버(200)는, 동물의 종류를 예측하기 위한 학습모델을 동물별로 생성하는 학습모델 생성부(210), 상기 생성한 학습모델을 동물 감시 장치(100)로 제공하는 학습모델 제공부(220), 상기 동물 감시 장치(100)로부터 메타데이터를 수신하는 메타데이터 수신부(230), 상기 동물 감시 장치(100)로부터 동물을 촬영한 카메라 영상을 수신하는 영상 수신부(240) 및 상기 메타데이터, 카메라 영상 또는 이들의 조합을 포함하는 감시데이터를 사용자 단말(300)로 제공하는 감시데이터 제공부(250)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 9 , the animal monitoring server 200 according to an embodiment of the present invention includes a learning model generator 210 that generates a learning model for each animal for predicting the type of animal, and the generated learning. A learning model providing unit 220 for providing a model to the animal monitoring apparatus 100 , a metadata receiving unit 230 for receiving metadata from the animal monitoring apparatus 100 , and photographing an animal from the animal monitoring apparatus 100 . It is configured to include an image receiving unit 240 for receiving one camera image and a monitoring data providing unit 250 for providing monitoring data including the metadata, camera image, or a combination thereof to the user terminal 300 .

상기 학습모델 생성부(210)는, 동물별 가시광 영상을 학습하여 가시광 영상을 기반으로 동물의 종류를 예측하도록 하는 제1 학습모델, 동물별 열화상을 학습하여 열화상을 기반으로 동물의 종류를 예측하도록 하는 제2 학습모델 및 동물별 야간투시경 영상을 학습하여 야간투시경 영상을 기반으로 동물의 종류를 예측하도록 하는 제3 학습모델을 생성하는 기능을 수행한다.The learning model generating unit 210 is a first learning model that learns a visible light image for each animal to predict the type of animal based on the visible light image, learns a thermal image for each animal and selects the type of animal based on the thermal image It performs a function of generating a second learning model for prediction and a third learning model for predicting the type of animal based on the night vision image by learning the night vision image for each animal.

이때, 상기 생성한 각 학습모델은, 상기 동물을 촬영하여 배경이 삭제된 영상에서 설정한 ROI를 입력으로 하며, 상기 ROI에 대한 동물이 특정 동물일 확률을 출력하도록 학습된다.At this time, each of the generated learning models is trained to take an ROI set in an image from which the background is removed by photographing the animal, and to output a probability that the animal is a specific animal for the ROI.

또한 상기 학습모델 제공부(220)는, 상기 동물 감시 장치(100)로 상기 생성한 학습모델을 전송하여, 상기 동물 감시 장치(100)에서 동물별 학습모델을 구비할 수 있도록 한다.In addition, the learning model providing unit 220 transmits the created learning model to the animal monitoring apparatus 100 so that the animal monitoring apparatus 100 can provide a learning model for each animal.

또한 상기 메타데이터 수신부(230)는, 적어도 하나 이상의 동물 감시 장치(100)로부터 메타데이터를 수신하여 데이터베이스(500)에 저장하는 기능을 수행한다. 상기 메타데이터는, 상기 동물 감시 장치(100)에서 동물의 출현을 감지한 감지결과 또는 상기 감지한 동물의 종류를 예측한 예측결과를 포함하여 구성된다.Also, the metadata receiving unit 230 receives metadata from at least one or more animal monitoring apparatuses 100 and stores the received metadata in the database 500 . The metadata includes a detection result of detecting the appearance of an animal in the animal monitoring apparatus 100 or a prediction result of predicting the type of the detected animal.

이때, 상기 동물의 출현을 감지한 감지결과로 구성되는 메타데이터 또는 상기 동물의 종류를 예측한 예측결과로 구성되는 메타데이터는, 상기 각 동물 감지 장치(100)에 구비되는 배터리(145)의 충전 전력량에 대한 충전상태에 따라 생성됨은 상술한 바와 같다.At this time, the metadata consisting of the detection result of detecting the appearance of the animal or the metadata consisting of the prediction result of predicting the type of the animal is the charging of the battery 145 provided in each animal detection device 100 . Generation according to the state of charge with respect to the amount of power is as described above.

또한 상기 메타데이터는, 사전에 설정한 주기에 따라 상기 적어도 하나 이상의 동물 감시 장치(100)로부터 전송되어 수신된다. 다만, 상기 메타데이터가 생성될 때마다 실시간으로 전송되어 수신될 수 있다.In addition, the metadata is transmitted and received from the at least one or more animal monitoring apparatuses 100 according to a preset period. However, whenever the metadata is generated, it may be transmitted and received in real time.

또한 상기 영상 수신부(240)는, 상기 적어도 하나 이상의 동물 감시 장치(100)로부터 동물을 촬영한 카메라 영상을 수신하여 데이터베이스(500)에 저장하는 기능을 수행한다.Also, the image receiving unit 240 receives a camera image of an animal from the at least one or more animal monitoring apparatuses 100 and stores it in the database 500 .

상기 카메라 영상은, 가시광 영상, 열화상, 야간투시경 영상 또는 이들의 조합을 포함함은 상술한 바와 같다.As described above, the camera image includes a visible light image, a thermal image, a night vision image, or a combination thereof.

또한 상기 영상 수신부(240)는, 사전에 설정한 주기에 따라 상기 카메라 영상을 적어도 하나 이상의 동물 감시 장치(100)로 요청하여 수신하는 기능을 수행한다.Also, the image receiving unit 240 performs a function of requesting and receiving the camera image from at least one or more animal monitoring apparatuses 100 according to a preset period.

또한 상기 영상 수신부(240)는, 상기 메타데이터가 수신되는 경우, 해당 메타데이터를 전송한 동물 감시 장치(100)로 상기 카메라 영상을 요청하여 해당 동물 감시 장치(100)로부터 상기 영상을 수신할 수 있다.In addition, when the metadata is received, the image receiving unit 240 may request the camera image from the animal monitoring apparatus 100 that has transmitted the metadata to receive the image from the corresponding animal monitoring apparatus 100 . there is.

또한 상기 수신한 메타데이터 및 카메라 영상은, 동물 감시 장치(100)별로 저장되며, 상기 메타데이터 및 영상을 수신한 수신 시간이 기록되어, 상기 수신 시간에 따라 누적 저장된다.In addition, the received metadata and the camera image are stored for each animal monitoring apparatus 100, the reception time at which the metadata and the image are received is recorded, and accumulated according to the reception time.

또한 상기 감시데이터 제공부(250)는, 상기 수신한 메타데이터, 카메라 영상 또는 이들의 조합을 포함하는 감시데이터를 사용자 단말(300)로 제공하여, 상기 감시데이터를 확인할 수 있도록 한다.In addition, the monitoring data providing unit 250 provides monitoring data including the received metadata, camera image, or a combination thereof to the user terminal 300 so that the monitoring data can be checked.

또한 상기 감시데이터 제공부(250)는, 상기 동물 감시 서버(200)와 연결된 디스플레이에 상기 수신한 감시데이터를 디스플레이에 출력하여, 상기 사용자가 상기 감시데이터를 확인할 수 있도록 한다.In addition, the monitoring data providing unit 250 outputs the received monitoring data to a display connected to the animal monitoring server 200 so that the user can check the monitoring data.

또한 상기 동물 감시 서버(200)는, 상기 사용자가 사용자 단말(300)을 통해 웹으로 접속하여, 상기 데이터베이스(500)에 저장된 감시데이터를 확인하는 기능도 제공한다.In addition, the animal monitoring server 200 provides a function for the user to check the monitoring data stored in the database 500 by accessing the web through the user terminal 300 .

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력으로 동물을 감시하는 절차를 나타낸 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a procedure for monitoring an animal with low power according to an embodiment of the present invention.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 동물 감시 장치(100)를 통해 저전력으로 동물을 감시하는 절차는 우선, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 동물의 출현을 감지하는 동물 감지 단계를 수행한다(S110).As shown in FIG. 10 , in the procedure for monitoring an animal with low power through the low-power animal monitoring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, first, the low-power animal monitoring apparatus 100 detects the appearance of the animal. to perform an animal detection step (S110).

상기 동물 감지 단계는, 적어도 하나 이상의 PIR 센서를 포함하는 PIR 센서모듈을 통해 동물의 몸체에서 방출되는 적외선을 센싱함으로써, 상기 동물의 출현을 감지한다.The animal detection step detects the appearance of the animal by sensing infrared rays emitted from the body of the animal through a PIR sensor module including at least one PIR sensor.

다음으로, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 카메라를 이용하여 상기 출현을 감지한 동물을 촬영하여 카메라 영상을 획득하고, 상기 획득한 카메라 영상을 메모리(155)에 저장하는 카메라 영상 획득 단계를 수행한다(S120).Next, the low-power animal monitoring apparatus 100 acquires a camera image by photographing the animal that detects the appearance using a camera, and stores the acquired camera image in the memory 155. A camera image acquisition step carry out (S120).

상기 카메라는, 가시광 카메라, 열화상 카메라, 야간투시경을 장착한 카메라 또는 이들의 조합을 포함하여 구성되며, 상기 카메라 영상 획득 단계는, 상기 카메라를 통해 상기 출현을 감지한 동물에 대한 가시광 영상, 열화상 또는 야간투시경 영상을 획득한다.The camera is configured to include a visible light camera, a thermal imaging camera, a camera equipped with a night vision goggles, or a combination thereof, and the camera image acquisition step includes a visible light image of an animal that detects the appearance through the camera, heat Acquire images or night vision images.

다음으로, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 배터리(145)의 충전 전력량을 모니터링하고 있으면서, 상기 배터리(145)의 충전상태가 양호상태 미만인 경우에는 상기 감지한 감지결과만을 메타데이터로 기록하여 메모리(155)에 저장하는 기능을 수행한다.Next, the low-power animal monitoring apparatus 100 monitors the amount of charging power of the battery 145 and records only the detected detection result as metadata when the charging state of the battery 145 is less than the good state. It performs a function of storing in the memory 155 .

한편, 상기 충전상태가 취약상태인 경우, 상기 배터리(145)에 대한 충전상태가 보통상태 이상으로 될 때까지, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 사전에 설정한 기본적인 동작만을 수행함은 상술한 바와 같다.On the other hand, when the state of charge is the weak state, the low-power animal monitoring apparatus 100 performs only a preset basic operation until the state of charge of the battery 145 becomes above the normal state as described above. It's like a bar.

또한 상기 배터리(145)의 충전 전력량이 양호상태 이상인 경우, 상기 획득한 카메라 영상에서 배경을 제거하여 출력하는 배경 제거 단계를 수행한다(S140).In addition, when the amount of charging power of the battery 145 is greater than or equal to a good state, a background removal step of removing and outputting a background from the acquired camera image is performed (S140).

상기 배경을 제거하는 것은, 상기 동물 감지 단계를 통해 상기 동물의 출현이 감지된 최초의 시점에서 촬영되어 획득되는 카메라 영상(동물감지 최초영상)을 상기 저전력 동물 감시 장치(100)의 버퍼에 저장하고, 상기 버퍼에 저장한 동물감지 최초영상에서 상기 동물감지 최초영상 이후에 촬영되어 획득되는 적어도 하나 이상의 카메라 영상 각각에 대한 차 영상을 계산하여, 동물을 포함하지 않는 배경을 제거함으로써, 수행된다.The removal of the background includes storing the camera image (first image of animal detection) obtained by shooting at the first time point when the appearance of the animal is detected through the animal detection step in the buffer of the low-power animal monitoring apparatus 100, and , is performed by calculating a difference image for each of at least one or more camera images captured after the initial image of animal detection from the first image of animal detection stored in the buffer, and removing a background that does not include animals.

다음으로, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 출력한 동물영상에 ROI를 설정하여, 상기 설정한 ROI로 동물의 종류를 예측하는 동물 예측 단계를 수행한다(S150).Next, the low-power animal monitoring apparatus 100 sets an ROI on the outputted animal image, and performs an animal prediction step of predicting the type of animal with the set ROI (S150).

이때, 상기 동물 예측 단계는, 상기 배터리(145)의 충전 전력량을 모니터링 한 결과, 충전상태가 양호한 양호상태인 경우, 상기 획득한 카메라 영상에 따라 적어도 하나 이상의 학습모델에 상기 설정한 ROI 중 어느 하나를 적용하여, 상기 학습모델에서 출력되는 특정 동물일 확률 중 제일 높은 값을 선택함으로써, 상기 동물의 종류를 예측한다.In this case, in the animal prediction step, when the charging state of the battery 145 is monitored and the charging state is good, any one of the ROIs set in at least one learning model according to the acquired camera image , and predicts the type of the animal by selecting the highest value among the probabilities of being a specific animal output from the learning model.

또한 상기 동물 예측 단계는, 상기 충전상태가 충만상태인 경우, 상기 획득한 카메라 영상에 따라 적어도 하나 이상의 학습모델에 상기 설정한 ROI를 상기 카메라 영상을 촬영한 순서대로 적용하여, 상기 학습모델에서 출력되는 특정 동물일 확률에 대한 중간값 또는 평균값을 학습모델별로 각각 계산하고, 상기 계산한 결과 제일 높은 값을 선택함으로써, 상기 동물의 종류를 예측한다.Also, in the animal prediction step, when the charging state is a full state, the set ROI is applied to at least one learning model according to the acquired camera image in the order in which the camera images are taken, and output from the learning model The type of the animal is predicted by calculating the median value or the average value for the probability of being a specific animal, respectively, for each learning model, and selecting the highest value as a result of the calculation.

여기서, 상기 학습모델은, 가시광 영상을 학습용 동물영상으로 학습하여 생성되는 제1 학습모델, 열화상을 학습용 동물영상으로 생성되는 제2 학습모델 및 아간투시경 영상을 학습용 동물영상으로 학습하여 생성되는 제3 학습모델을 포함하여 구성되며, 상기 각 학습모델은 동물별로 생성된다.Here, the learning model is a first learning model generated by learning a visible light image as an animal image for learning, a second learning model generated by using a thermal image as an animal image for learning, and a second learning model generated by learning an endoscopic image as an animal image for learning It consists of 3 learning models, and each learning model is generated for each animal.

다음으로, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 예측한 예측결과를 메타데이터로 기록하여 메모리에 저장하는 단계를 수행한다(S160).Next, the low-power animal monitoring apparatus 100 records the predicted prediction result as metadata and stores it in a memory (S160).

즉, 상기 동물 감시 장치(100)는, 상기 동물의 출현이 감지된 경우에만, 상기 카메라 영상을 획득하며, 상기 배터리(145)의 충전 전력량을 모니터링한 결과 충전상태가 양호상태 이상인 경우에만 상기 동물의 종류를 예측하도록 하여, 저전력으로 동작이 가능하도록 하는 것이다.That is, the animal monitoring apparatus 100 acquires the camera image only when the appearance of the animal is detected, and as a result of monitoring the amount of charging power of the battery 145 , the animal monitoring device 100 only obtains the animal when the charging state is greater than or equal to the good state. It is to predict the type of , so that operation with low power is possible.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 충전상태에 따라 상기 예측한 결과를 메타데이터로 기록하여 저장하거나, 상기 감지한 감지결과만을 상기 메타데이터로 기록하여 저장함으로써, 상기 배터리(145)에 충전된 전력을 효율적으로 사용하여 상기 동물 감시 장치(100)가 지속적으로 동작할 수 있도록 하는 것이다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 records and stores the predicted result as metadata according to the state of charge, or records and stores only the sensed detection result as the metadata, so that the battery 145 is stored. This is to enable the animal monitoring apparatus 100 to continuously operate by efficiently using the charged power.

또한 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 메타데이터 및 카메라 영상을 저전력 메모리인 제1 메모리(156)에 저장하되, 상기 배터리(145)의 충전 전력량을 모니터링한 결과, 충전상태가 양호상태 이상인 경우에 상기 제1 메모리(156)에 저장한 메타데이터 및 카메라 영상을 상기 제2 메모리(157)로 저장하도록 하여 상기 전력을 효율적으로 사용하도록 함은 상술한 바와 같다.In addition, the low-power animal monitoring apparatus 100 stores the metadata and the camera image in the first memory 156 which is a low-power memory. In this case, the metadata stored in the first memory 156 and the camera image are stored in the second memory 157 to efficiently use the power as described above.

다음으로, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 저장한 메타데이터를 동물 감시 서버(200)로 전송하는 단계를 수행한다(170).Next, the low-power animal monitoring apparatus 100 transmits the stored metadata to the animal monitoring server 200 ( 170 ).

상기 저장한 메타데이터는, 감지결과를 기록한 메타데이터이거나, 상기 예측결과를 기록한 메타데이터이며, 사전에 설정한 주기에 따라 전송되거나, 실시간으로 전송될 수 있다.The stored metadata may be metadata recorded with a detection result or metadata recorded with the prediction result, and may be transmitted according to a preset period or transmitted in real time.

다음으로, 상기 저전력 동물 감시 장치(100)는, 상기 저장한 카메라 영상을 동물 감시 서버(200)로 전송하는 동물영상 전송 단계를 수행한다(S170).Next, the low-power animal monitoring apparatus 100 performs an animal image transmission step of transmitting the stored camera image to the animal monitoring server 200 (S170).

상기 저장한 카메라 영상은, 상기 사전에 설정한 주기에 따라 제공되며, 상기 메타데이터를 수신한 동물 감시 서버(200)로부터 해당 영상에 대한 요청이 있는 경우에는, 상기 요청에 따라 전송된다.The stored camera image is provided according to the preset period, and when there is a request for the image from the animal monitoring server 200 that has received the metadata, it is transmitted according to the request.

한편, 상기 동물 감시 장치(100)는, 상기 카메라 영상을 주기적으로 또는 상기 요청에 따라 전송하도록 하되, 상기 배터리(145)의 충전 전력량을 모니터링한 결과 충전상태가 양호상태 이상인 경우에 전송하도록 함으로써, 고용량의 영상을 전송함에 따라 상기 배터리(145)에 충전된 전력이 모두 소진되는 것을 방지하여, 상기 동물 감시 장치(100)가 지속적으로 동작할 수 있도록 한다.On the other hand, the animal monitoring device 100 transmits the camera image periodically or according to the request. By transmitting the high-capacity image, it is prevented that the electric power charged in the battery 145 is all consumed, so that the animal monitoring apparatus 100 can continuously operate.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 저전력 동물 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 동물의 출현이 감지되는 경우에만, 해당 동물에 대한 카메라 영상을 획득하고, 배터리의 충전 전력량에 따라 상기 감지한 동물의 종류를 예측하도록 하여, 저전력으로 동작 가능하도록 하고, 상기 감지한 결과 또는 예측한 결과 및 상기 획득한 영상을 저전력 메모리에 가능한 한 저장하도록 하고, 상기 배터리의 충전 전력량에 따라 하드디스크에 저장하도록 하거나 동물 감시 서버로 전송하도록 함으로서, 배터리에 충전된 전력을 효율적으로 사용하여 상기 동물 감시 장치가 제한적인 전력 공급의 환경에서도 지속적으로 동작하여 상기 동물을 효과적으로 감시할 수 있도록 하는 효과가 있다. As described above, the present invention relates to a low-power animal monitoring apparatus and method, which acquires a camera image of the animal only when the appearance of the animal is detected, and controls the detected animal according to the amount of charging power of the battery. Predict the type to enable operation with low power, store the sensed or predicted result and the acquired image as much as possible in a low-power memory, and store it in a hard disk according to the amount of charging power of the battery or animal By transmitting the data to the monitoring server, the animal monitoring apparatus continuously operates even in an environment of limited power supply by efficiently using the power charged in the battery to effectively monitor the animal.

상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.In the above, the preferred embodiment according to the present invention has been mainly described above, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto, and each component of the present invention is changed or modified within the technical scope of the present invention to achieve the same purpose and effect. it could be

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

100: 저전력 동물 감시 장치 105: 동물 감지부
110: 영상 획득부 115: 배경 제거부
120: 동물 예측부 125: 메타데이터 처리부
130: 제어부 135: 동물영상 전송부
140: 전원부 145: 배터리
150: 배터리 모니터링부 155: 메모리
156: 제1 메모리 157: 제2 메모리
200: 동물 감시 서버 210: 학습모델 생성부
220: 학습모델 제공부 230: 메타데이터 수신부
240: 영상 수신부 250: 감시데이터 제공부
300: 사용자 단말 400: 태양광 패널
500: 데이터베이스
100: low-power animal monitoring device 105: animal detection unit
110: image acquisition unit 115: background removal unit
120: animal prediction unit 125: metadata processing unit
130: control unit 135: animal image transmission unit
140: power unit 145: battery
150: battery monitoring unit 155: memory
156: first memory 157: second memory
200: animal monitoring server 210: learning model generation unit
220: learning model providing unit 230: metadata receiving unit
240: image receiving unit 250: monitoring data providing unit
300: user terminal 400: solar panel
500: database

Claims (12)

적어도 하나 이상의 센서를 통해 동물의 몸체에서 방출되는 적외선을 센싱하여 동물의 출현을 감지하는 동물 감지부;
상기 동물의 출현을 감지함에 따라 카메라 영상을 획득하는 카메라 영상 획득부;
상기 획득한 카메라 영상에서 배경을 제거하고 동물영상을 출력하는 배경 제거부; 및
상기 배경을 제거한 동물영상으로 상기 동물의 종류를 예측하는 동물 예측부;를 포함하며,
상기 배경 제거부는,
상기 동물의 출현이 감지된 최초의 시점에 촬영된 카메라 영상에서 이후에 촬영된 카메라 영상을 차감한 차 영상을 계산하여 상기 동물을 포함하지 않는 배경을 제거함으로써 동물영상을 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 장치.
an animal detection unit configured to sense the appearance of an animal by sensing infrared rays emitted from the body of the animal through at least one sensor;
a camera image acquisition unit configured to acquire a camera image by detecting the appearance of the animal;
a background removing unit for removing a background from the acquired camera image and outputting an animal image; and
Including; an animal prediction unit for predicting the type of the animal with the animal image from which the background has been removed;
The background removing unit,
Comprising generating an animal image by calculating a difference image obtained by subtracting a camera image captured later from a camera image captured at the first time point when the appearance of the animal is detected and removing a background that does not include the animal A low-power animal monitoring device.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 카메라 영상은,
가시광 영상, 열화상, 또는 야간 투시경 영상 중 적어도 하나 이상이며,
상기 동물 예측부는,
상기 가시광 영상의 경우, 각 동물에 대한 최외곽 윤곽선을 따라 ROI를 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하며,
상기 열화상의 경우, 각 동물에 대해서 열이 감지되는 열 지도에 대한 패턴을 ROI로 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하며,
상기 야간 투시경 영상의 경우, 각 동물에 대해서 투시된 영상의 패턴에 따라 ROI를 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 장치.
The method according to claim 1,
The camera image is
At least one of a visible light image, a thermal image, or a night vision image,
The animal prediction unit,
In the case of the visible light image, an ROI is set along the outermost contour for each animal, and the type of the animal is predicted with the ROI,
In the case of the thermal image, a pattern for a heat map in which heat is sensed for each animal is set as an ROI, and the type of the animal is predicted with the ROI,
In the case of the night vision image, setting an ROI according to the pattern of the fluoroscopic image for each animal, and predicting the type of the animal with the ROI.
청구항 1에 있어서,
상기 동물 예측부는,
상기 획득한 카메라 영상에 따라 동물의 종류를 예측하기 위해 구비된 학습모델에 상기 획득한 카메라 영상을 각각 적용하여 상기 감지한 동물의 종류를 예측하는 것을 포함하며,
상기 학습모델은,
각 상기 동물에 대한 가시광 영상을 학습하여 생성되는 제1 학습모델, 각 상기 동물에 대한 열화상을 학습하여 생성되는 제2 학습모델 및 각 상기 동물에 대한 야간투시경 영상을 학습하여 생성되는 제3 학습모델을 포함하며,
상기 동물의 종류에 따라 생성되는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 장치.
The method according to claim 1,
The animal prediction unit,
It includes predicting the type of the detected animal by applying each of the acquired camera images to a learning model provided to predict the type of animal according to the acquired camera image,
The learning model is
A first learning model generated by learning a visible light image for each animal, a second learning model generated by learning a thermal image for each animal, and a third learning generated by learning a night vision image for each animal includes a model,
Low-power animal monitoring device, characterized in that generated according to the type of the animal.
청구항 4에 있어서,
상기 동물 예측부는,
배터리의 충전 전력량이 양호한 상태이면, 상기 배경을 제거한 상기 동물영상을 상기 학습모델에 적용하여 상기 학습모델의 출력 결과 중 제일 높은 확률을 선택함으로써 상기 동물의 종류를 예측하고,
상기 배터리의 충전 전력량이 충만상태이면, 상기 배경을 제거한 상기 획득한 영상을, 촬영한 순서대로 상기 학습모델에 각각 적용하여 각 상기 학습모델의 출력 결과에 대한 중간값 또는 평균값을 계산하여 제일 높은 값을 선택함으로써 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 장치.
5. The method according to claim 4,
The animal prediction unit,
If the amount of charging power of the battery is in a good state, the animal image from which the background is removed is applied to the learning model to predict the type of the animal by selecting the highest probability among the output results of the learning model,
When the amount of charging power of the battery is full, the obtained images with the background removed are applied to the learning models in the order in which they were taken, and the median or average value of the output results of each of the learning models is calculated and the highest value Low-power animal monitoring device, characterized in that predicting the type of the animal by selecting the.
청구항 1에 있어서,
상기 저전력 동물 감시 장치는,
상기 감지한 감지결과 또는 상기 예측한 예측결과를 메타데이터로 기록하여 저장하고, 상기 저장한 메타데이터를 동물 감시 서버로 전송하는 메타데이터 처리부; 및
상기 메타데이터를 수신한 상기 동물 감시 서버로부터 상기 감지한 동물의 영상에 대한 요청이 있는 경우, 상기 획득한 카메라 영상을 상기 동물 감시 서버로 전송하는 동물영상 전송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 장치.
The method according to claim 1,
The low-power animal monitoring device,
a metadata processing unit that records and stores the sensed detection result or the predicted prediction result as metadata, and transmits the stored metadata to an animal monitoring server; and
When there is a request for the image of the detected animal from the animal monitoring server that has received the metadata, an animal image transmission unit for transmitting the acquired camera image to the animal monitoring server; characterized in that it further comprises Low-power animal monitoring devices.
적어도 하나 이상의 센서를 통해 동물의 몸체에서 방출되는 적외선을 센싱하여 동물의 출현을 감지하는 동물 감지 단계;
상기 동물의 출현을 감지함에 따라 카메라 영상을 획득하는 카메라 영상 획득 단계;
상기 획득한 카메라 영상에서 배경을 제거하고 동물영상을 출력하는 배경 제거 단계; 및
상기 배경을 제거한 동물영상으로 상기 동물의 종류를 예측하는 동물 예측 단계;를 포함하며,
상기 배경 제거 단계는,
상기 동물의 출현이 감지된 최초의 시점에 촬영된 카메라 영상에서 이후에 촬영된 카메라 영상을 차감한 차 영상을 계산하여 상기 동물을 포함하지 않는 배경을 제거함으로써 동물영상을 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 방법.
an animal detection step of detecting the appearance of an animal by sensing infrared rays emitted from the body of the animal through at least one sensor;
a camera image acquisition step of acquiring a camera image according to detecting the appearance of the animal;
a background removal step of removing a background from the acquired camera image and outputting an animal image; and
Including; an animal prediction step of predicting the type of the animal with the animal image from which the background has been removed;
The background removal step is
Comprising generating an animal image by calculating a difference image obtained by subtracting a camera image captured later from a camera image captured at the first time point when the appearance of the animal is detected and removing a background that does not include the animal A low-power animal monitoring method.
삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 카메라 영상은,
가시광 영상, 열화상, 또는 야간 투시경 영상 중 적어도 하나 이상이며,
상기 동물 예측 단계는,
상기 가시광 영상의 경우, 각 동물에 대한 최외곽 윤곽선을 따라 ROI를 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하며,
상기 열화상의 경우, 각 동물에 대해서 열이 감지되는 열 지도에 대한 패턴을 ROI로 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하며,
상기 야간 투시경 영상의 경우, 각 동물에 대해서 투시된 영상의 패턴에 따라 ROI를 설정하고, 상기 ROI로 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 방법.
8. The method of claim 7,
The camera image is
At least one of a visible light image, a thermal image, or a night vision image,
The animal prediction step is
In the case of the visible light image, an ROI is set along the outermost contour for each animal, and the type of the animal is predicted with the ROI,
In the case of the thermal image, a pattern for a heat map in which heat is sensed for each animal is set as an ROI, and the type of the animal is predicted with the ROI,
In the case of the night vision image, the low-power animal monitoring method further comprising: setting an ROI according to the pattern of the fluoroscopic image for each animal, and predicting the type of the animal with the ROI.
청구항 7에 있어서,
상기 동물 예측 단계는,
상기 획득한 카메라 영상에 따라 동물의 종류를 예측하기 위해 구비된 학습모델에 상기 획득한 카메라 영상을 각각 적용하여 상기 감지한 동물의 종류를 예측하는 것을 포함하며,
상기 학습모델은,
각 상기 동물에 대한 가시광 영상을 학습하여 생성되는 제1 학습모델, 각 상기 동물에 대한 열화상을 학습하여 생성되는 제2 학습모델 및 각 상기 동물에 대한 야간투시경 영상을 학습하여 생성되는 제3 학습모델을 포함하며,
상기 동물의 종류에 따라 생성되는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 방법.
8. The method of claim 7,
The animal prediction step is
It includes predicting the type of the detected animal by applying each of the acquired camera images to a learning model provided to predict the type of animal according to the acquired camera image,
The learning model is
A first learning model generated by learning a visible light image for each animal, a second learning model generated by learning a thermal image for each animal, and a third learning generated by learning a night vision image for each animal includes a model,
Low-power animal monitoring method, characterized in that generated according to the type of animal.
청구항 10에 있어서,
상기 동물 예측 단계는,
배터리의 충전 전력량이 양호한 상태이면, 상기 배경을 제거한 상기 동물영상을 상기 학습모델에 적용하여 상기 학습모델의 출력 결과 중 제일 높은 확률을 선택함으로써 상기 동물의 종류를 예측하고,
상기 배터리의 충전 전력량이 충만상태이면, 상기 배경을 제거한 상기 획득한 영상을, 촬영한 순서대로 상기 학습모델에 각각 적용하여 각 상기 학습모델의 출력 결과에 대한 중간값 또는 평균값을 계산하여 제일 높은 값을 선택함으로써 상기 동물의 종류를 예측하는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 방법.
11. The method of claim 10,
The animal prediction step is
If the amount of charging power of the battery is in a good state, the animal image from which the background is removed is applied to the learning model to predict the type of the animal by selecting the highest probability among the output results of the learning model,
When the amount of charging power of the battery is full, the obtained images with the background removed are applied to the learning models in the order in which they were taken, and the median or average value of the output results of each of the learning models is calculated and the highest value Low-power animal monitoring method, characterized in that predicting the type of the animal by selecting.
청구항 7에 있어서,
상기 저전력 동물 감시 방법은,
상기 감지한 감지결과 또는 상기 예측한 예측결과를 메타데이터로 기록하여 저장하고, 상기 저장한 메타데이터를 동물 감시 서버로 전송하는 메타데이터 처리 단계; 및
상기 메타데이터를 수신한 상기 동물 감시 서버로부터 상기 감지한 동물의 영상에 대한 요청이 있는 경우, 상기 획득한 카메라 영상을 상기 동물 감시 서버로 전송하는 동물영상 전송 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 동물 감시 방법.
8. The method of claim 7,
The low-power animal monitoring method comprises:
a metadata processing step of recording and storing the sensed detection result or the predicted prediction result as metadata, and transmitting the stored metadata to an animal monitoring server; and
When there is a request for the image of the detected animal from the animal monitoring server that has received the metadata, an animal image transmission step of transmitting the acquired camera image to the animal monitoring server; characterized in that it further comprises Low-power animal monitoring methods.
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