KR102395440B1 - Cloud-based building management system and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 클라우드 기반 건물 관리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a cloud-based building management system.
건물 관리 시스템은 건물 설비의 다양한 정보를 실시간으로 수집, 분석하여 건물을 효율적으로 관리할 수 있도록 돕는 시스템이다. 건물 관리 시스템은 복수의 센서를 이용하여 실내환경 및 에너지 사용 현황을 측정한다. 측정 데이터는 건물 설비운영 분석과 에너지 소비분석을 통해 비효율적 운영설비를 파악하고, 최적의 설비제어를 통해 쾌적한 환경을 제공하며, 에너지 절감을 극대화하는데 이용될 수 있다. The building management system is a system that helps the efficient management of buildings by collecting and analyzing various information of building equipment in real time. The building management system measures the indoor environment and energy use by using a plurality of sensors. The measurement data can be used to identify inefficient operating facilities through building facility operation analysis and energy consumption analysis, provide a comfortable environment through optimal facility control, and maximize energy savings.
건물 관리 시스템은 센서의 측정 데이터를 이용하지만 센서로 측정할 수 없는 요소들은 통계 자료 또는 시뮬레이션을 통해 예측한다. 건물 에너지 소비를 효율적으로 하려면, 측정 대상의 다양하며 측정 데이터가 정밀할 필요가 있다. 영역별(예를 들어, 층별, 공용/전용 공간별) 또는 대상별(예를 들어, 입주자, 차량) 에너지 관리도 가능하며, 이는 많은 수의 센서를 필요로 한다. 그러나 센서 역시 에너지를 소비하는 전기 장치이므로, 에너지 관리를 위한 센서 설치는 오히려 에너지 소비를 증가시키는 요인이 될 수 있다. 한편 센서는 고정된 위치에서 특정 대상만 측정하기 때문에, 측정 범위 내에서의 환경 변화를 정밀하게 측정할 수 있지만 다른 측정 대상이나 측정 범위를 벗어난 공간에서의 환경 변화를 측정할 수 없다.The building management system uses the measurement data of the sensor, but elements that cannot be measured by the sensor are predicted through statistical data or simulation. In order to efficiently consume building energy, it is necessary that the measurement target is diverse and the measurement data is precise. Energy management by area (eg, floor, shared/private space) or by target (eg, occupant, vehicle) is also possible, which requires a large number of sensors. However, since the sensor is also an electrical device that consumes energy, installing a sensor for energy management may rather increase energy consumption. On the other hand, since the sensor measures only a specific object in a fixed position, it can precisely measure the environmental change within the measurement range, but cannot measure other measurement objects or environmental changes in a space outside the measurement range.
본 발명의 실시예는 영상 분석을 이용하여 환경 변화를 측정하고 상황 변화를 인지하여 건물 관리를 효율적으로 할 수 있는 클라우드 기반 건물 관리 시스템을 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a cloud-based building management system that can efficiently manage buildings by measuring environmental changes using image analysis and recognizing changes in circumstances.
한편, 본 발명의 실시예는 건물 관리 시스템의 기존 센서 중 상당 부분을 영상 분석으로 대체함으로써, 건물 관리 시스템의 운영에 필요한 센서의 수와 종류를 감소시키며 특히 카메라의 시야 범위로 확대된 측정 범위를 구현하고자 한다.On the other hand, the embodiment of the present invention replaces a significant part of the existing sensors of the building management system with image analysis, thereby reducing the number and types of sensors required for the operation of the building management system, and in particular, the measurement range expanded to the viewing range of the camera. want to implement
또한 본 발명의 실시예는 건물 내외에서 수집된 영상의 분석 및 분석 결과에 따른 건물 설비 제어 기능을 클라우드에 구현하여 시스템 구축 및 유지를 용이하게 하되, 영상 분석으로 인한 데이터 트래픽 발생은 최소화하고자 한다. In addition, an embodiment of the present invention is to facilitate system construction and maintenance by implementing a building facility control function in the cloud according to the analysis and analysis results of images collected inside and outside the building, but to minimize the occurrence of data traffic due to image analysis.
본 발명의 일측면에 따르면, 클라우드 기반 건물 관리 시스템이 제공된다. 클라우드 기반 건물 관리 시스템은 건물에 설치된 카메라가 제공한 영상을 제1 이벤트 검출 조건에 따라 분석하여 제1 메타 데이터를 생성하는 지능형 에지장치-여기서, 상기 제1 이벤트 검출 조건은 사람 객체를 검출하는 조건임- 및 상기 지능형 에지장치가 통신망을 통해 접속 가능한 클라우드에 위치하며, 상기 제1 메타 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간의 환경 변수를 조절하는 클라우드 서버를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a cloud-based building management system is provided. The cloud-based building management system is an intelligent edge device that generates first metadata by analyzing an image provided by a camera installed in a building according to a first event detection condition, wherein the first event detection condition is a condition for detecting a human object Im- and the intelligent edge device is located in a cloud accessible through a communication network, and may include a cloud server that analyzes the first metadata and adjusts an environment variable of a space in which the image is captured.
일 실시예로, 상기 클라우드 서버는, 상기 제1 메타 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간 중에서 상기 환경 변수를 조절할 공간을 식별하며, 식별된 공간에서 조절될 환경 변수를 지정하는 환경분석서버 및 상기 조절될 환경 변수에 따라 상기 식별된 공간을 담당하는 건물 설비 컨트롤러로 제어 명령을 전송하는 환경제어서버를 포함할 수 있다. In an embodiment, the cloud server analyzes the first metadata to identify a space to adjust the environment variable from among the space where the image is captured, and an environment analysis server for designating an environment variable to be adjusted in the identified space; and an environment control server that transmits a control command to a building equipment controller in charge of the identified space according to the environment variable to be adjusted.
일 실시예로, 상기 지능형 에지장치는 사람 객체 관련 이벤트를 정의한 제2 이벤트 검출 조건에 따라 제2 메타 데이터를 생성하며, 상기 환경분석서버는 상기 제2 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하면 관제 단말에 표출할 수 있다.In an embodiment, the intelligent edge device generates second meta data according to a second event detection condition defining a human object-related event, and the environment analysis server analyzes the second meta data to control when an abnormal behavior is detected It can be displayed on the terminal.
일 실시예로, 상기 지능형 에지장치는 건물 안전 관련 이벤트를 정의한 제3 이벤트 검출 조건에 따라 제3 메타 데이터를 생성하며, 상기 환경분석서버는 상기 제3 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하면 관제 단말에 표출할 수 있다.In one embodiment, the intelligent edge device generates third metadata according to a third event detection condition defining a building safety-related event, and the environment analysis server analyzes the third metadata to control when an abnormal behavior is detected. It can be displayed on the terminal.
일 실시예로, 상기 환경분석서버는 복수의 메타 데이터를 시간 순서에 따라 또는 공간 위치에 따라 종합적으로 분석하여 상기 사람 객체가 검출되지 않은 공간 중 상기 환경 변수를 조절할 공간을 식별할 수 있다.In an embodiment, the environment analysis server may identify a space in which the environment variable is to be adjusted among spaces in which the human object is not detected by comprehensively analyzing a plurality of metadata according to a time sequence or a spatial location.
일 실시예로, 상기 지능형 에지장치는 상기 건물의 공간별로 설치된 환경 센서로부터 환경 변수의 측정 값을 포함하는 측정 데이터를 수신하여 상기 환경분석서버로 전송하며, 상기 환경분석서버는 상기 제1 메타 데이터와 상기 측정 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간 중에서 상기 환경 변수를 조절할 공간을 식별하며, 식별된 공간에서 조절될 환경 변수를 지정할 수 있다.In one embodiment, the intelligent edge device receives the measurement data including the measurement value of the environment variable from the environmental sensor installed for each space of the building and transmits it to the environment analysis server, wherein the environment analysis server includes the first meta data And by analyzing the measurement data, it is possible to identify a space to adjust the environment variable from among the space in which the image is captured, and to designate an environment variable to be adjusted in the identified space.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 클라우드 기반 건물 관리 시스템이 제공된다. 클라우드 기반 건물 관리 시스템은, 건물에 설치된 카메라가 제공한 영상을 제1 이벤트 검출 조건에 따라 분석하여 제1 메타 데이터를 생성하는 지능형 에지장치-여기서, 상기 제1 이벤트 검출 조건은 사람 객체를 검출하는 조건임, 상기 지능형 에지장치가 통신망을 통해 접속 가능한 클라우드에 위치하며, 상기 제1 메타 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간 중에서 환경 변수를 조절할 공간을 식별하는 환경분석서버 및 상기 클라우드에 위치하며, 식별된 공간에 관련된 환경 변수의 현재 상태를 참조하여 상기 환경 변수를 조절하는 제어 명령을 건물 설비 컨트롤러로 전송하는 환경제어서버를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a cloud-based building management system is provided. The cloud-based building management system is an intelligent edge device that generates first metadata by analyzing an image provided by a camera installed in a building according to a first event detection condition - Here, the first event detection condition is to detect a human object The condition is that the intelligent edge device is located in a cloud accessible through a communication network, and an environment analysis server that analyzes the first metadata to identify a space to adjust environment variables in the space in which the image is captured and is located in the cloud, , an environment control server that transmits a control command for adjusting the environment variable to the building equipment controller with reference to the current state of the environment variable related to the identified space.
일 실시예로, 상기 지능형 에지장치는 사람 객체 관련 이벤트를 정의한 제2 이벤트 검출 조건에 따라 제2 메타 데이터를 및 건물 안전 관련 이벤트를 정의한 제3 이벤트 검출 조건에 따라 제3 메타 데이터를 생성하며, 상기 환경분석서버는 상기 제2 메타 데이터 및 상기 제3 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하면 관제 단말에 표출할 수 있다.In one embodiment, the intelligent edge device generates second metadata according to a second event detection condition defining a human object related event and third metadata according to a third event detection condition defining a building safety related event, When the environment analysis server analyzes the second metadata and the third metadata and detects an abnormal behavior, it may be displayed on the control terminal.
일 실시예로, 상기 지능형 에지장치는 상기 건물의 공간별로 설치된 환경 센서로부터 환경 변수의 측정 값을 포함하는 측정 데이터를 수신하여 상기 환경분석서버로 전송하며, 상기 환경분석서버는 상기 제1 메타 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간 중에서 상기 사람 객체가 검출된 공간을 식별할 수 있다.In one embodiment, the intelligent edge device receives the measurement data including the measurement value of the environment variable from the environmental sensor installed for each space of the building and transmits it to the environment analysis server, wherein the environment analysis server includes the first meta data can be analyzed to identify a space in which the human object is detected from among the spaces in which the image is captured.
일 실시예로, 상기 환경분석서버는 복수의 메타 데이터를 시간 순서에 따라 또는 공간 위치에 따라 종합적으로 분석하여 상기 사람 객체가 검출되지 않은 공간 중 상기 환경 변수를 조절할 공간을 식별할 수 있다.In an embodiment, the environment analysis server may identify a space in which the environment variable is to be adjusted among spaces in which the human object is not detected by comprehensively analyzing a plurality of metadata according to a time sequence or a spatial location.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 클라우드 기반 건물 관리 시스템에서 실행되는 영상 분석을 이용한 건물 관리 방법이 제공된다. 클라우드 기반 건물 관리 방법은 지능형 에지장치가 건물에 설치된 카메라가 제공한 영상을 제1 이벤트 검출 조건에 따라 분석하여 제1 메타 데이터를 생성하는 단계-여기서, 상기 제1 이벤트 검출 조건은 사람 객체를 검출하는 조건임, 환경분석서버가 상기 제1 메타 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간 중에서 환경 변수를 조절할 공간을 식별하는 단계, 환경제어서버가 식별된 공간에 관련된 환경 변수의 현재 상태를 참조하여 상기 환경 변수를 조절하는 제어 명령을 생성하는 단계 및 건물 설비 컨트롤러가 상기 제어 명령에 의해 상기 식별된 공간의 환경 변수를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a building management method using image analysis executed in a cloud-based building management system. The cloud-based building management method includes generating first metadata by analyzing an image provided by a camera installed in a building by an intelligent edge device according to a first event detection condition, wherein the first event detection condition detects a human object condition, wherein the environment analysis server analyzes the first meta data to identify a space to adjust the environment variable from among the space where the image is captured, the environment control server refers to the current state of the environment variable related to the identified space It may include generating a control command for adjusting the environment variable, and the building equipment controller adjusting the environment variable of the identified space according to the control command.
일 실시예로, 클라우드 기반 건물 관리 방법은 상기 지능형 에지장치가 사람 객체 관련 이벤트를 정의한 제2 이벤트 검출 조건에 따라 제2 메타 데이터를 생성하는 단계 및 상기 환경분석서버가 상기 제2 메타 데이터 및 상기 제3 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the cloud-based building management method includes: generating, by the intelligent edge device, second metadata according to a second event detection condition in which a human object-related event is defined; and the environment analysis server using the second metadata and the The method may further include detecting an abnormal behavior by analyzing the third metadata.
일 실시예로, 클라우드 기반 건물 관리 방법은 상기 지능형 에지장치가 상기 건물에 설치된 환경 센서가 제공한 측정 값을 포함한 측정 데이터를 상기 환경분석서버로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the cloud-based building management method may further include transmitting, by the intelligent edge device, measurement data including a measurement value provided by an environmental sensor installed in the building to the environment analysis server.
일 실시예로, 클라우드 기반 건물 관리 방법은 상기 환경분석서버가 상기 제1 메타 데이터 및 상기 측정 데이터를 분석하여 상기 식별된 공간에서 조절될 환경 변수를 지정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the cloud-based building management method may further include the step of designating, by the environment analysis server, an environment variable to be adjusted in the identified space by analyzing the first metadata and the measurement data.
본 발명의 실시예에 따르면, 클라우드 기반 건물 관리 시스템은 영상 분석을 통해 환경 변화를 측정할 수 있을 뿐 아니라 상황 변화를 인지할 수 있어서 건물 관리를 더욱 효율적으로 할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the cloud-based building management system can measure environmental changes through image analysis and recognize changes in circumstances, thereby making building management more efficient.
한편, 본 발명에 따른 실시예는 건물 관리 시스템의 기존 센서 중 상당 부분을 영상 분석으로 대체할 수 있으며, 기존 건물 관리 시스템이 제공할 수 없는 보안 기능을 제공할 수 있다. On the other hand, the embodiment according to the present invention can replace a significant portion of the existing sensors of the building management system with image analysis, and can provide a security function that the existing building management system cannot provide.
또한 본 발명의 따른 실시예는 건물 내외에서 수집된 영상의 분석 및 분석 결과에 따른 건물 설비 제어 기능을 클라우드에 구현하여 시스템 구축 및 유지를 용이하게 한 효과를 가진다.In addition, the embodiment of the present invention has the effect of facilitating system construction and maintenance by implementing a building facility control function according to the analysis result and analysis of images collected inside and outside the building in the cloud.
이하에서 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명된다. 이해를 돕기 위해, 첨부된 전체 도면에 걸쳐, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 할당되었다. 첨부된 도면에 도시된 구성은 본 발명을 설명하기 위해 예시적으로 구현된 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 이에 한정하기 위한 것은 아니다. 특히, 첨부된 도면들은 발명의 이해를 돕기 위해서, 도면에 표현된 요소 중 일부를 다소 과장하여 표현하고 있다.
도 1은 클라우드 기반 건물 관리 시스템을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 클라우드 기반 건물 관리 시스템의 지능형 에지장치의 구성을 기능적으로 도시한 도면이다.
도 3은 클라우드 기반 건물 관리 시스템의 클라우드 서버의 구성을 기능적으로 도시한 도면이다.
도 4는 지능형 에지장치에 의한 영상 분석을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 영상 분석을 통해 건물 관리하는 과정을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 측정 데이터를 통해 건물 관리하는 과정을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. For ease of understanding, like elements have been assigned like reference numerals throughout the accompanying drawings. The configuration shown in the accompanying drawings is merely an exemplary embodiment for explaining the present invention, and is not intended to limit the scope of the present invention. In particular, in the accompanying drawings, some of the elements represented in the drawings are somewhat exaggerated to help the understanding of the invention.
1 is a view for explaining a cloud-based building management system by way of example.
2 is a functional diagram illustrating the configuration of an intelligent edge device of a cloud-based building management system.
3 is a functional diagram illustrating the configuration of a cloud server of a cloud-based building management system.
4 is a diagram for illustratively explaining image analysis by an intelligent edge device.
5 is a flowchart for exemplarily explaining a process of managing a building through image analysis.
6 is a flowchart for exemplarily explaining a process of managing a building through measurement data.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명될 기능, 특징, 실시예들은 단독으로 또는 다른 실시예와 결합하여 구현될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위가 첨부된 도면에 도시된 형태에만 한정되는 것이 아님을 유의하여야 한다. 한편, 첨부된 도면 전체에 걸쳐서, 동일하거나 유사한 요소는 동일한 도면 부호를 사용하여 인용된다. Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail through the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In particular, functions, features, and embodiments to be described below with reference to the accompanying drawings may be implemented alone or in combination with other embodiments. Therefore, it should be noted that the scope of the present invention is not limited to the forms shown in the accompanying drawings. Meanwhile, throughout the accompanying drawings, the same or similar elements are referred to using the same reference numerals.
도 1은 클라우드 기반 건물 관리 시스템을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a cloud-based building management system by way of example.
본 발명의 실시예에 따른 클라우드 기반 건물 관리 시스템은 건물에서 촬영된 영상을 통해 건물의 안전/보안 유지뿐 아니라 에너지를 효율적으로 관리할 수 있다. 카메라(10)는 건물 내부(추가적으로 건물 외부)에 설치되며, 최근 들어서는, 화장실과 같이 사적인 공간을 제외한 실질적으로 건물 내부 전체에 설치되어 있다. 따라서 카메라(10)가 촬영한 영상은 건물 내부에서 발생하는 모든 이벤트를 실시간으로 반영하고 있음에도 불구하고, 무단 침입이나 도난 발생시 사후조치의 용도로 주로 활용되고 있다. The cloud-based building management system according to an embodiment of the present invention can efficiently manage energy as well as maintain safety/security of a building through images captured in the building. The
일반적으로 건물 관리 시스템은 사람 또는 자동차와 같은 객체의 움직임을 감지하는 모션 센서를 이용한다. 예를 들어, 복도나 주차장에서 사람이나 차량의 이동이 감지되지 않으면, 조명이 자동으로 꺼지도록 할 수 있다. 즉, 사람 객체 검출 및 이동 추적은 보다 효율적인 에너지 관리를 가능하게 하는 요소이다. 하지만 넓은 공간을 커버하기 위해서는 상당히 많은 수의 모션 센서를 설치해야 하며, 이는 역으로 에너지 소비를 증가시키는 결과를 초래할 수 있다. 특히, 객체의 이동은 모션 센서에 의해 검출이 용이한 반면 체류하는 객체, 예를 들어, 의자에 오래 동안 앉아있는 사람의 검출은 용이하지 않다. In general, a building management system uses a motion sensor that detects a motion of an object such as a person or a vehicle. For example, if no movement of people or vehicles is detected in a hallway or parking lot, the lights can be turned off automatically. That is, human object detection and movement tracking are factors that enable more efficient energy management. However, in order to cover a large space, a fairly large number of motion sensors must be installed, which can conversely result in increased energy consumption. In particular, while the movement of the object is easy to detect by the motion sensor, it is not easy to detect a staying object, for example, a person who sits on a chair for a long time.
본 발명의 실시예에 따른 클라우드 기반 건물 관리 시스템은 영상 분석을 통해 건물 내부에 위치한 사람 객체 및 사람 객체 관련 이벤트를 검출하며, 검출된 이벤트에 기초하여 건물의 실내 환경을 에너지 측면에서 효율적으로 관리할 수 있다. 영상 분석은 영상에서 객체를 식별하고 식별된 객체에 연관된 이벤트를 검출하는 과정이다. 객체는 분석을 위해서 영상에서 식별되는 대상으로, 사람, 차량, 동물 등과 같이 이벤트로 검출되는 행위를 하는 물체뿐 아니라, 사무용 가구, 화분 등과 같이 설치 위치나 상태만 분석에 이용되는 물체를 포함할 수 있다. 건물 내부에 설치된 카메라(10)는 실내 환경 조절이 요구되는 공용 공간 및 전용 공간을 촬영한 영상을 이미 제공하고 있으므로, 영상 분석을 위해 신규 설비의 설치가 요구되지 않는다.The cloud-based building management system according to an embodiment of the present invention detects a human object located inside a building and a human object-related event through image analysis, and can efficiently manage the indoor environment of the building in terms of energy based on the detected event. can Image analysis is a process of identifying an object in an image and detecting an event related to the identified object. An object is an object identified in an image for analysis, and may include not only objects that are detected as events, such as people, vehicles, animals, etc. there is. Since the
본 발명의 실시예에 따른 클라우드 기반 건물 관리 시스템은 건물 내부에서 발생한 사람 객체 및 사람 객체 관련 이벤트를 검출하는 지능형 에지장치(100) 및 클라우드에 구축되며 지능형 에지장치(100)가 검출한 이벤트를 분석하여 실내 환경을 관리하는 클라우드 서버(200)로 구성될 수 있다. 카메라(10)가 촬영한 영상을 클라우드 서버(200)로 전송하는 대신에, 지능형 에지장치(100)는 학습된 모델에 따라 검출한 사람 객체 및 사람 객체 관련 이벤트 중 어느 하나 또는 모두를 메타 데이터로 변환하여 클라우드 서버(200)로 전송한다. 이를 통해 데이터 트래픽이 크게 감소할 수 있다. 한편 클라우드 서버(200)는 메타 데이터를 분석하여 건물 실내 환경을 조절할 수 있다. The cloud-based building management system according to an embodiment of the present invention is built in the
클라우드 서버(200)와 동일한 기능을 갖는 서버를 건물에 설치하는 경우(이하 구축형 서버)와 비교할 때, 클라우드 서버(200)는 상대적으로 적은 비용으로 이용이 가능하다. 카메라(10)와 지속적으로 연동하며, 분석을 위해 영상을 저장하여야 하므로, 구축형 서버는 상대적으로 많은 초기 비용을 필요로 하지만 월 사용료를 지불할 필요는 없다. 그러나 설치 후 유지 보수가 지속적으로 필요하여 이는 많은 비용을 필요로 한다. 이에 반해, 클라우드 서버(200)의 경우, 초기 비용이 상대적으로 적다. 구축형 서버에 비해 월사용료를 지불하여야 하지만, 구축형 서버의 초기 비용과 유지 보수 비용을 고려할 때 상대적으로 저렴하다. 데이터 트래픽량에 따라 과금하는 클라우드의 과금 정책을 감안할 때, 메타 데이터는 영상, 객체 또는 이벤트에 연관된 정보를 포함하면서도 영상에 비해 거의 무시할 수 있는 수준의 트래픽을 유발하기 때문이다. 특히 클라우드 서버(200)는 사용자 측면에서 유지 보수할 필요가 없는 장점을 가지고 있다. Compared to a case where a server having the same function as the
지능형 에지장치(100)는 카메라(10)가 촬영한 영상에서 사람 객체를 검출하도록 학습된다. 추가적으로 지능형 에지장치(100)는 사람 객체를 추적하며 사람 객체 관련 이벤트 발생을 검출하도록 학습될 수 있다. 지능형 에지장치(100)가 학습을 통해 검출할 수 있는 사람 객체 관련 이벤트는 다음 표에 예시되어 있다.The
추가적으로, 지능형 에지장치(100)는 건물 안전에 관련된 이벤트 발생을 검출하도록 학습될 수 있다. 지능형 에지장치(100)가 학습하여 검출할 수 있는 건물 안전 관련 이벤트는 다음 표에 예시되어 있다.Additionally, the
또한 지능형 에지장치(100)는 사람 객체의 행동을 통해 실내 환경에 관련된 이벤트 발생을 검출하도록 학습될 수 있다. 지능형 에지장치(100)가 학습하여 검출할 수 있는 실내 환경 관련 이벤트는 다음 표에 예시되어 있다.In addition, the
지능형 에지장치(100)는 실내 환경에 영향을 미치는 환경 변수를 측정하는 센서(11)로부터 측정 데이터를 수신하며 이를 클라우드 서버(200)로 전송할 수 있다. 측정 데이터는 환경 센서(11)의 측정 값 및 측정한 환경 변수를 식별할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 환경 변수는, 예를 들어, 온도, 습도, 조도, 가스 농도, 미세먼지 농도 등 일 수 있다. 환경 변수는 공간별로 측정될 수 있으며, 클라우드 서버(200)는 측정 데이터에 따라 건물 설비를 제어할 수 있다. 사람 객체 및 사람 객체 이벤트 검출과 달리, 지능형 에지장치(100)는 측정 데이터를 분석 없이 그대로 클라우드 서버(200)로 전송할 수도 있다. 지능형 에지장치(100)는 클라우드 서버(200)로부터의 제어 명령을 실내 환경을 조절하는 건물 설비로 전달하는 라우터 역할을 할 수 있다.도 2는 클라우드 기반 건물 관리 시스템의 구성을 기능적으로 도시한 도면이다.The
본 발명의 실시예에 따른 클라우드 기반 건물 관리 시스템은 건물 내부에서 촬영된 영상을 분석하여 메타 데이터를 생성하는 지능형 에지장치(100) 및 메타 데이터를 분석하여 실내 환경을 조절하는 클라우드 서버(200)를 포함한다. 클라우드 서버(200)는 복수의 지능형 에지장치(100)로부터 수신된 메타 데이터를 분석할 수 있다.The cloud-based building management system according to an embodiment of the present invention includes an
지능형 에지장치(100)는 건물에 설치된 카메라(10)가 촬영한 영상을 분석(이하 1차 분석)하여 메타 데이터를 생성할 수 있다. 한편, 지능형 에지장치(100)는 공간별로 설치된 환경 센서(11)가 생성한 측정 데이터를 수신하여 측정 데이터 또는 측정 데이터에 대한 메타 데이터를 클라우드 서버(200)로 전송할 수 있다. 지능형 에지장치(100)는 카메라(10)가 설치된 위치 및 현장 상황에 적합하게 학습하며, 수행한 학습에 기초하여 영상을 분석할 수 있다. 지능형 에지장치(100)는, 예를 들어, 사람 객체, 사람 객체 관련 이벤트, 건물 안전 관련 이벤트 및 실내 환경 관련 이벤트 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 검출하도록 학습될 수 있다. 생성된 메타 데이터는 환경분석서버(210)에 의해 분석(이하 2차 분석)될 수 있다. 특히, 영상은 환경분석서버(210)가 요청하는 경우에 한하여 전송될 수 있으므로, 통신망의 종류, 접근성, 대역폭 등의 제한을 받지 않으며, 신속한 영상 분석을 통한 이벤트 검출이 가능하다.The
메타 데이터는 영상에서 검출된 사람 객체, 사람 객체 관련 이벤트, 건물 안전 관련 이벤트, 실내 환경 관련 이벤트 및 측정 데이터 중 어느 하나에 대한 정보를 포함하며, 추가적으로 영상이 촬영된 공간에 대한 정보(이하 공간 정보)를 더 포함할 수 있다. 공간 정보는 카메라가 설치된 위치에 의해 특정될 수 있다. 한편 메타 데이터는 사람 객체의 영상에서의 위치 또는 이에 기초하여 산출된 사람 객체의 실제 위치에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 메타 데이터는 환경 센서가 생성한 측정 데이터를 포함할 수 있다.The metadata includes information on any one of a human object detected in the image, a human object-related event, a building safety-related event, an indoor environment-related event, and measurement data, and additionally information about the space where the image was captured (hereinafter, spatial information). ) may be further included. The spatial information can be specified by the location where the camera is installed. Meanwhile, the metadata may further include information on the position of the human object in the image or the actual position of the human object calculated based thereon. In addition, the metadata may include measurement data generated by the environmental sensor.
지능형 에지장치(100)는 영상 데이터 처리 모듈(110), 영상 분석 모듈(120), 얼굴 인식 모듈(130) 및 통신 모듈(140)을 포함한다. 영상 데이터 처리 모듈(110)과 영상 분석 모듈(120)은 모듈 형태의 소프트웨어일 수 있다. 즉, 지능형 에지장치(100)는 하나 이상의 중앙처리장치(예를 들어, CPU, GPU 등), 반도체 메모리, 통신 모뎀 칩 등과 같은 물리적 구성 요소를 포함하며, 영상 데이터 처리 모듈(110) 및 영상 분석 모듈(120)은 메모리에 로딩된 프로그램이 CPU에 의해 실행되는 동작을 기능적으로 구분하여 표현한 것이다.The
영상 데이터 처리 모듈(110)은 하나 이상의 카메라(10)로부터 통신망(30)을 통해 영상을 수신하며, 수신한 영상을 영상 분석에 적합하게 전처리한다. 이를 위해, 영상 데이터 처리 모듈(110)은 RTSP 클라이언트, 디코더 및 영상 전처리 모듈을 포함할 수 있다. RTSP 클라이언트는 영상 전송 프로토콜, 예를 들어, RTSP(Real time streaming protocol)를 지원하는 통신 모뎀으로, 통신망을 통해 카메라(10)로부터 영상 데이터를 수신한다. 디코더는 수신된 영상 데이터를 디코딩하여 영상을 복원한다. 영상 전처리 모듈은 영상 분석에 적합하도록, 복원된 영상의 해상도, 크기 등을 변경하거나 컬러 영상을 흑백 영상으로 변환한다. The image
영상 분석 모듈(120)은 전처리된 영상에서 객체를 검출하고, 객체의 움직임을 추적하며, 추적중인 객체의 행위를 분석하여 이벤트를 검출한다. 영상 분석 모듈(120)은, 객체 검출부, 객체 추적부 및 이벤트 검출부를 포함할 수 있다. 객체 검출과 객체 추적은 분리할 수 없는 일련의 과정으로 수행될 수도 있다. 한편, 영상 분석 모듈(120)은 둘 이상의 영상 분석 방식을 이용하여 이벤트를 검출할 수 있으며, 이를 위해서 객체의 검출 및 추적을 독립적으로 수행할 수 있다. The
객체 검출부는 전처리 영상에서 하나 이상의 객체, 특히, 사람 객체를 전처리 영상에서 검출하며, 검출된 객체를 유형별로 분류할 수 있다. 객체 검출부는, 예를 들어, 객체 이미지를 이용하여 학습된 객체 검출부 또는 객체를 표현한 템플릿을 이용하는 객체 검출부일 수 있다. 특히, 객체 검출부는 3차원 기하학 필터를 적용하여, 검출된 객체를 표현할 수 있는 3차원 좌표값을 결정할 수 있다. 결정된 3차원 좌표값을 이용하면, 검출된 객체는 3차원 도형으로 영상에 표출되거나 객체 추적에 이용될 수 있다. 그리고, 객체 검출부는 둘 이상의 카메라(10)에 의해 촬영된 영상에서 동일 객체를 식별할 수 있다. The object detector may detect one or more objects, in particular, a human object, from the pre-processed image from the pre-processed image, and classify the detected objects by type. The object detection unit may be, for example, an object detection unit learned using an object image or an object detection unit using a template expressing the object. In particular, the object detector may determine a 3D coordinate value capable of expressing the detected object by applying a 3D geometric filter. When the determined 3D coordinate value is used, the detected object may be displayed on an image as a 3D figure or used for object tracking. In addition, the object detector may identify the same object from the images captured by the two or
객체 추적부는 검출된 객체의 움직임을 추적한다. 객체 추적부는 객체의 움직임 예측을 통해 객체를 추적하거나, 객체의 속성을 비교하여 객체를 추적할 수 있다. 객체 추적 방식은 첫 번째 영상(또는 프레임)에서 검출된 객체의 움직임을 예측하거나 속성을 검출하고, 이를 두 번째 영상(또는 프레임)에서 검출된 객체와 비교하여 두 객체가 동일 객체인지를 판단한다. 영상을 구성하는 매크로 블록 단위로 비교하여 객체의 움직임을 추적하거나 영상에서 배경을 제거하여 객체만 영상에 남도록 하여 객체 검출 및 움직임을 추적하는 방식 등과 같이, 다양한 객체 추적 방식이 적용될 수 있다.The object tracking unit tracks the motion of the detected object. The object tracker may track the object through motion prediction of the object or track the object by comparing properties of the object. The object tracking method predicts the motion of an object detected in the first image (or frame) or detects a property, and compares it with the object detected in the second image (or frame) to determine whether two objects are the same object. Various object tracking methods may be applied, such as a method of tracking the motion of an object by comparing in units of macroblocks constituting an image, or a method of detecting and tracking an object by removing a background from an image so that only the object remains in the image.
이벤트 검출부는 검출된 객체, 객체의 움직임, 및 객체의 주변 환경 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 기초하여, 이벤트 검출 조건에 부합하는 이벤트를 검출한다. 여기서 객체의 주변 환경은 측정 데이터로부터 획득할 수 있다. 이벤트 검출부는 둘 이상의 상이한 영상 분석 방식, 예를 들어, 룰 기반 분석 및 딥러닝 분석 방식으로 이벤트를 검출할 수 있다. 딥러닝 이벤트 검출부는 검출된 객체의 속성을 추출하고, 속성에 기초하여 설정된 이벤트 검출 조건에 부합하는지를 판단한다. 룰 기반 이벤트 검출부는 관심 영역에서 객체의 움직임에 기초하여 이벤트 검출 조건에 부합하는 이벤트를 검출한다. 룰 기반 방식을 수행하도록 설정된 이벤트 검출 조건이 복수이면, 각 이벤트 검출 조건에 따라 동작하는 룰 기반 이벤트 검출부도 복수개일 수 있다. 동일하게, 딥러닝 분석 방식으로 수행하도록 설정된 이벤트 검출 조건이 복수이면, 각 이벤트 검출 조건에 따라 동작하는 딥러닝 이벤트 검출부도 복수일 수 있다. 여기서, 이벤트 검출 조건이 복수개인 상황은 분석할 영상이 둘 이상인 경우뿐 아니라, 하나의 영상에 둘 이상의 이벤트 검출 조건이 적용된 경우를 포함할 수 있다. The event detector detects an event that meets an event detection condition based on any one or a combination of the detected object, the movement of the object, and the surrounding environment of the object. Here, the surrounding environment of the object may be obtained from measurement data. The event detector may detect an event using two or more different image analysis methods, for example, a rule-based analysis and a deep learning analysis method. The deep learning event detection unit extracts a property of the detected object, and determines whether it meets a set event detection condition based on the property. The rule-based event detector detects an event that meets an event detection condition based on the movement of the object in the ROI. If there are a plurality of event detection conditions set to perform the rule-based method, there may be a plurality of rule-based event detection units operating according to each event detection condition. Similarly, if there are a plurality of event detection conditions set to be performed by the deep learning analysis method, there may also be a plurality of deep learning event detection units operating according to each event detection condition. Here, the situation in which there are a plurality of event detection conditions may include a case in which two or more event detection conditions are applied to one image as well as a case in which there are two or more images to be analyzed.
얼굴 인식 모듈(130)은 사람 객체의 얼굴을 식별하여 인가자와 비인가자를 구분할 수 있다. 얼굴 인식 모듈(130)은 사람 객체에서 얼굴을 검출하고, 검출한 얼굴에서 랜드마크를 검출하며, 검출한 랜드마크를 등록된 얼굴의 랜드마크와 비교할 수 있다. 이를 통해, 검출된 사람 객체가 인가자인지 여부를 판단할 수 있다. 랜드마크를 이용한 방식 이외에도, 다양한 얼굴 인식 방식이 적용될 수 있다. The
통신 모듈(140)은 영상 분석 모듈(120)이 생성한 메타 데이터를 클라우드 서버(200)로 전송한다. 추가적으로, 통신 모듈(140)은 환경 센서(11)가 생성한 측정 데이터 또는 측정 데이터에 대한 메타 데이터를 클라우드 서버(200)로 전송하고, 클라우드 서버(200)로부터 건물 설비 컨트롤러(12)를 제어하는 제어 명령을 수신하며, 수신한 제어 명령을 건물 설비 컨트롤러(12)에 제공할 수 있다. 통신 모듈(140)은 패킷 형태의 디지털 데이터 전송을 위한 통신 프로토콜을 지원하며, 유선, 무선 또는 유무선 혼합 데이터 통신망을 통해 클라우드 서버(200)와 통신할 수 있다. 유선 통신망은 하는 전용선이나 케이블망 등일 수 있으며, 무선 통신망은 CDMA, WCDMA, GSM, EPC(Evolved Packet Core), LTE(Long Term Evolution), 와이브로(Wibro) 뿐 아니라, 와이파이 이외에 블루투스, 지그비 등과 같이, 무선 신호를 이용하여 데이터를 전송하는 통신 시스템일 수 있다.The
카메라(10)는 2차원 영상 또는 3차원 영상을 생성하는 CCTV, IP 카메라 등을 포함하며, 고정식 카메라나 PTZ(Pan-Tlit-Zoom) 카메라를 모두 포함할 수 있다. 카메라(20)는 건물의 공용 공간(예를 들어, 건물 출입구, 복도, 계단, 엘리베이터, 주차장 등)뿐 아니라 전용 공간(예를 들어, 인가자만 출입할 수 있는 사무실)에 설치되어 공간을 촬영할 수 있다. The
환경 센서(11)는 건물 내부 환경을 나타내는 환경 변수, 예를 들어, 온도, 습도, 조도, 가스 농도, 미세먼지 농도 등을 측정하는 센서이다. 하나의 환경 센서(11)가 한 공간에 대한 환경 변수만 측정하거나, 하나의 환경 센서(11)가 둘 이상의 공간에 걸쳐 환경 변수를 측정하거나 또는 둘 이상의 동종의 환경 센서(11)가 한 공간에 대한 환경 변수를 측정할 수도 있다. 한편, 화재/화염을 감지하는 장치, 공간(층, 사무실)별 전력 사용량을 측정하는 전력계, 건물 설비의 온도/소음을 측정하는 장치 등도 넓은 의미에서 환경 센서(11)라고 볼 수 있다. The
건물 설비 컨트롤러(12)는 건물의 실내 환경을 조절하는 건물 설비를 제어한다. 예를 들어, 건물 설비는 냉난방 장치, 조명 장치, 공조 장치 등일 수 있으며, 이외에도 건물의 실내 환경을 에너지 측면에서 조절할 수 있는 설비를 더 포함할 수 있다. 공간별로 실내 환경을 독립적으로 조절할 수 있도록, 건물 설비는 공간별로 구비될 수 있다. The
도 3은 클라우드 기반 건물 관리 시스템의 클라우드 서버의 구성을 기능적으로 도시한 도면이다.3 is a functional diagram illustrating the configuration of a cloud server of a cloud-based building management system.
도 3을 참조하면, 클라우드 서버(200)는 메타 데이터를 분석하는 환경분석서버(210), 및 메타 데이터 분석 결과에 따라 실내 환경을 조절하는 환경제어서버(220)를 포함할 수 있다. 추가적으로 클라우드 서버(200)는 지능형 에지장치(100)로부터 수신한 메타 데이터를 저장하는 메타 데이터 저장서버(230)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
메타 데이터 저장서버(230)는 통신망을 통해 수신한 메타 데이터를 저장한다. 저장된 메타 데이터는 환경분석서버(210)에 제공되거나, 관제 단말(300)에 의한 검색에 활용될 수 있다. 메타 데이터 형식으로 전송된 측정 데이터는 환경제어서버(220)로 전달될 수도 있다. The
환경분석서버(210)는 메타 데이터를 분석하여 환경 변수 조절이 필요한 공간을 식별할 수 있다 이를 위해, 환경분석서버(210)는 룰 기반 분석 또는 딥러닝 분석 방식으로 메타 데이터를 분석하여 사람 객체가 검출된 공간 중 환경 변수를 조절할 공간을 분석 결과로서 제공한다. 추가적으로, 환경분석서버(210)는 조절 대상 환경 변수를 지정할 수 있다. 조절 대상 환경 변수는 영상에 대한 메타 데이터 및 측정 데이터 중 어느 하나에 기초하여 지정될 수 있으며, 환경 변수의 측정 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조도와 같은 환경 변수는 영상 분석을 통해서도 측정될 수 있으며, 가스 농도 등은 환경 센서(11)를 통해서만 측정될 수 있다. 메타 데이터는 공간 정보를 포함할 수 있으므로, 환경분석서버(210)는 메타 데이터를 통해 사람 객체가 검출된 공간의 환경을 분석한다. 예를 들어, 사람 객체가 냉방 및 조명이 꺼진 사무실에서 검출되면, 환경분석서버(210)는 사람 객체가 검출된 공간을 식별하기 위해 “사무실의 호수”를 지정하며, 조절 대상 환경 변수로 “온도-16도” 및 “밝기-20룩스”를 지정할 수 있다. 환경분석서버(210)가 지정한 공간 및 환경 변수는 환경제어서버(220)로 전달될 수 있다.The
환경분석서버(210)는 룰 기반 분석 또는 딥러닝 분석 방식으로 메타 데이터를 분석하여 사람 객체 관련 이벤트, 건물 안전 관련 이벤트 또는 실내 환경 관련 이벤트를 검출할 수 있다. 환경분석서버(210)는 사람 객체에 대한 메타 데이터를 분석하여 표 1에 예시된 사람 객체 관련 이벤트를 검출하거나, 건물에 대한 메타 데이터를 분석하여 표 2에 예시된 건물 안전 관련 이벤트를 검출할 수 있다. The
환경분석서버(210)는 지능형 에지장치(100)가 전송한 메타 데이터를 종합적으로 분석하여 지능형 에지장치(100)보다 분석 난이도가 높은 이벤트를 검출할 수 있다. The
먼저, 환경분석서버(210)는 복수의 메타 데이터를 시간 순서에 따라 또는 공간적으로 분석할 수 있다. 객체(또는 이벤트)가 검출되어 환경 변수를 조절한 공간에서 객체가 사라지면(또는 이벤트가 더 이상 검출되지 않는), 조절된 환경 변수가 유지될 수 있다. 예를 들어, 어두운 복도에서 사람 객체가 검출되면 복도의 조명이 켜지며, 사람 객체가 사라지면 더 이상 조명을 켤 필요가 없어진다. 지능형 에지장치(100)가 생성한 메타 데이터는 사람 객체 검출, 조명 켜짐 등을 나타낼 수 있다. 조명이 켜진 복도에 대한 새로운 메타 데이터가 일정 시간 동안 수신되지 않으면, 환경분석서버(210)는 사람이 복도를 지나갔다고 판단하여 조절 대상 환경 변수로 조명을 지정할 수 있다.First, the
다음으로, 환경분석서버(210)는 메타 데이터뿐 아니라 메타 데이터에 대한 메타 데이터, 예를 들어, 메타 데이터의 생성(또는 수신) 시각, 메타 데이터 생성 빈도 등을 고려하여 이상 행위와 정상 행위를 구분할 수 있다. 예를 들어, 평일 근무 시간 중에 생성된 메타 데이터와 심야에 생성된 메타 데이터의 취급은 달라질 수 있다. 평일 근무 시간에 사무실에서 복수의 사람 객체가 검출되면, 근무중인 인가자일 확률이 높다. 따라서 환경분석서버(210)는 실내 환경 조절에 필요한 분석만 진행할 수 있다. 심야에 사무실에서 사람 객체가 검출되면, 무단으로 침입한 비인가자일 확률이 높다. 따라서 작업자의 얼굴 인식이 수행될 수 있다.Next, the
환경분석서버(210)는 지능형 에지장치(100)로부터 수신된 메타 데이터를 분석하여 사람 객체의 이상 행위를 검출할 수 있다. 또한 환경분석서버(210)는 복수의 지능형 에지장치(100)에 신규 또는 일시적인 이벤트 검출 조건을 제공할 수 있다. 예를 들어, 새로운 비인가자가 복수의 지능형 에지장치(100) 중 어느 하나에 대해 등록되면, 환경분석서버(210)는 이를 나머지 지능형 에지장치(100)에도 등록할 수 있다. 한편, 환경분석서버(210)는 이상 행위가 검출되거나 관제 단말(300)로부터의 요청에 따라 분석 결과를 관제 단말(300)에 표출할 수 있다. 관제 단말(300)은 통신망을 통해 클라우드 서버(200)에 접속하여 건물 관리 및 보안 업무를 수행하는 컴퓨터, 스마트폰 또는 태블릿일 수 있다.The
환경제어서버(220)는 환경분석서버(210)의 분석 결과에 따라 실내 환경을 조절하는 제어 명령을 생성하여 건물 설비 컨트롤러(12)로 전송한다. 환경분석서버(210)가 지정한 공간 및 환경 변수 중 어느 하나 또는 모두에 기초하여, 환경제어서버(220)는 지정된 환경 변수를 조절하는 건물 설비 컨트롤러(12) 중 환경분석서버(210)가 지정한 공간을 담당하는 건물 설비 컨트롤러(12)를 선택하며, 선택된 건물 설비 컨트롤러(12)로 구동 시작 또는 구동 정지 명령을 전송할 수 있다. 환경제어서버(220)는 공간별로 환경 변수의 상태를 저장하며 저장된 상태를 참조하여 제어 명령을 생성한다. 예를 들어, 환경분석서버(210)가 임의의 공간에 대해 조명을 지정하면, 환경제어서버(220)는 현재 상태(예를 들어, 조명 켜짐)를 참조하여 조명을 끄는 제어 명령을 생성할 수 있다.The
한편, 환경제어서버(220)는 환경 센서(11)가 전송한 측정 데이터에 따라 실내 환경을 조절하는 제어 명령을 생성할 수 있다. 측정 데이터는 환경분석서버(210)를 경유하지 않고 환경제어서버(220)에 전달될 수 있다. Meanwhile, the
도 4는 지능형 에지장치에 의한 영상 분석을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for illustratively explaining image analysis by an intelligent edge device.
지능형 에지장치(100)는 룰 기반 분석(120a) 및 딥러닝 분석 방식(120b) 중 어느 하나로 영상을 분석하여 메타 데이터를 생성할 수 있다. 룰 기반 분석(120a)은 객체를 검출하기 위해 미리 지정된 영역(이하 관심영역)에서 객체의 움직임을 기준으로 해당 객체의 행위를 특정하며, 해당 행위가 미리 설정된 이벤트 검출 조건에 부합하는지 판단하는 방식이다. 딥러닝 분석(120b)은 객체 및 객체에 연관된 행위를 학습한 딥러닝 알고리즘이, 영상 또는 영상 속 객체의 속성을 추출하고, 해당 속성을 가진 객체의 행위가 미리 설정된 이벤트 검출 조건에 부합하는지 판단하는 방식이다. 도 4에서는 룰 기반 분석 방식을 중심으로 설명한다.The
도 4를 참조하면, 예시된 건물의 평면도로부터 3개의 공간(S701, S702, S703)이 특정될 수 있다. 제1 공간 S701과 제3 공간 S703은 사무실, 즉, 전용 공간이며, 제2 공간 S702은 복도, 즉, 공용 공간이다. 제1 공간 S701과 제3 공간 S703으로의 출입 및 다른 층으로의 이동은 제2 공간 S702을 통해서만 가능하다. 제1 및 제2 카메라(10a, 10b)는 제2 공간 S702을 촬영하며, 제3 카메라(10c)는 제3 공간 S703을 촬영한다. 제1 공간 S701에는 카메라가 설치되어 있지 않다.Referring to FIG. 4 , three spaces S701 , S702 , and S703 may be specified from a plan view of the illustrated building. The first space S701 and the third space S703 are an office, that is, a dedicated space, and the second space S702 is a hallway, that is, a common space. Access to and from the first space S701 and the third space S703 and movement to another floor are possible only through the second space S702. The first and
제1 카메라(10a)는 엘리베이터를 향해 배치되며 관심영역 ROI1를 촬영한다. 제2 카메라(10b)는 제2 공간 S702를 향해 배치되며 관심영역 ROI2 및 ROI3를 촬영한다. 제3 카메라(10c)는 제3 공간 S703을 향해 배치되며 관심영역 ROI4 및 ROI5를 촬영한다. 즉, 카메라가 촬영하는 영역 내에 복수의 관심영역이 정의될 수 있으므로, 영역별로 이벤트 검출 조건이 상이하게 설정하거나 영역별로 환경 변수의 조절을 상이하게 할 수 있다.The
관심영역 ROI1은 혼잡도 검출을 위해 정의될 수 있다. 혼잡도가 증가하면, 사람 객체들이 중첩되어, 복수의 객체가 하나의 객체로 인식되는 추적 오류가 발생할 수 있다. 3차원 기하학 필터가 엘리베이터 앞과 같이 혼잡도가 높은 관심영역 ROI1에 적용되면, 사람 객체의 중첩에 의한 추적 오류가 감소될 수 있다.The region of interest ROI1 may be defined for congestion detection. When the degree of congestion increases, human objects overlap, and a tracking error in which a plurality of objects is recognized as one object may occur. If the 3D geometric filter is applied to the region of interest ROI1 having a high degree of congestion, such as in front of an elevator, tracking errors due to the overlap of human objects can be reduced.
관심영역 ROI2는 사람 객체를 카운트하기 위해 정의될 수 있다. 관심영역 ROI2는 카메라가 설치되지 않은 제1 공간 S701에 사람이 체류하는지 여부를 간접적으로 판단하는데 필요한 메타 데이터를 생성하는데 이용될 수 있다.The region of interest ROI2 may be defined for counting human objects. The region of interest ROI2 may be used to generate metadata necessary for indirectly determining whether a person resides in the first space S701 in which a camera is not installed.
관심영역 ROI3은 제2 공간 S702를 지나는 사람 객체를 검출하기 위해 정의될 수 있다. 관심영역 ROI3에 대해 생성된 메타 데이터는 제2 공간 S702의 조명을 조절하는데 이용될 수 있다.The region of interest ROI3 may be defined to detect a human object passing through the second space S702. Meta data generated for the region of interest ROI3 may be used to adjust the illumination of the second space S702.
관심영역 ROI4 및 ROI5는 사람 객체의 체류를 검출하기 위해 정의될 수 있다. 사람 객체의 체류에 대한 메타 데이터는 제3 공간 S703의 조명, 냉난방, 환기 등을 조절하는데 이용될 수 있다.Regions of interest ROI4 and ROI5 may be defined for detecting retention of a human object. Meta data on the residence of the human object may be used to control lighting, air conditioning, ventilation, etc. of the third space S703.
도 5는 영상 분석을 통해 건물 관리하는 과정을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart for exemplarily explaining a process of managing a building through image analysis.
S10에서, 지능형 에지장치(100)가 건물에 설치된 카메라(10)로부터 영상을 수신한다. In S10, the
S11에서, 지능형 에지장치(100)는 수신된 영상을 분석하여 메타 데이터를 생성하며, 생성한 메타 데이터를 클라우드 서버(200)로 전송한다. 수신된 영상은 분석을 위해 전처리된다. 지능형 에지장치(100)는 전처리된 영상에서 사람 객체 및 사람 객체 관련 이벤트 발생을 기본적으로 검출하며, 추가적으로 또는 선택적으로 건물 안전 관련 이벤트 및 실내 환경 관련 이벤트를 더 검출할 수 있다. 지능형 에지장치(100)는 학습된 복수의 이벤트 검출 조건에 따라 복수의 이벤트를 검출할 수 있다. 이벤트 검출 조건은 카메라(10)가 설치된 위치나 환경에 따라 지능형 에지장치(100)마다 달라질 수 있다. In S11 , the
S12에서, 클라우드 서버(200)에 포함된 환경분석서버(210)는 수신한 메타 데이터를 분석하여 분석 결과를 환경제어서버(220)에 제공한다. In S12 , the
일 실시예로, 환경분석서버(210)는 환경 변수를 조절할 공간을 분석 결과로 제공할 수 있다. 환경 변수를 조절할 공간은 사람 객체, 사람 객체 관련 이벤트 또는 실내 환경 관련 이벤트가 검출된 공간이다. 공간을 제공하는 방식은 식별된 공간에서 조절 가능한 환경 변수가 한 개이거나 구동 시작/구동 정지와 같이 단순하게 조절할 수 있는 환경 변수(예를 들어, 밝기)인 경우에 적용될 수 있다.In one embodiment, the
다른 실시예로, 환경분석서버(210)는 공간 및 조절 대상 환경 변수를 분석 결과로 제공할 수 있다. 공간 및 환경 변수를 제공하는 방식은 식별된 공간에서 조절 가능한 환경 변수가 복수개인 경우에 적용될 수 있다.In another embodiment, the
한편, 환경분석서버(210)는 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출할 수 있다. 사람 객체 관련 이벤트 중에서 침입, 쓰러짐, 비인가자 등이 이상 행위에 포함될 수 있다. 한편, 건물 안전 관련 이벤트는 모두 이상 행위에 포함될 수 있다.Meanwhile, the
S13에서, 환경제어서버(220)는 분석 결과에 따른 제어 명령을 생성하여 건물 설비 컨트롤러(12)로 전송한다. 환경제어서버(220)는 건물 설비 컨트롤러(12)마다 환경 변수의 상태를 설정하며, 설정된 환경 변수의 상태를 관리한다. 예를 들어, 냉난방 컨트롤러는 온도(환경 변수)를 섭씨 25도(상태)로 유지하도록 설정되며, 조명 컨트롤러는 조도(환경 변수)를 100 룩스(상태)로 유지하도록 설정될 수 있다. 환경제어서버(220)는 식별된 공간에 대해 환경 변수의 현재 상태를 참조하여 새로운 상태로 변경하는 제어 명령을 생성할 수 있다. 건물 설비 컨트롤러(12)는 제어 명령에 따라 환경 변수를 조절할 수 있다. In S13 , the
한편, S14에서, 환경분석서버(210)는 복수의 지능형 에지장치(100)에 신규 또는 일시적인 이벤트 검출 조건을 제공할 수 있다.Meanwhile, in S14 , the
도 6은 측정 데이터를 통해 건물 관리하는 과정을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart for exemplarily explaining a process of managing a building through measurement data.
S20에서, 환경 센서(11)는 건물 실내 환경에 연관된 환경 변수를 측정하며, 측정 데이터를 지능형 에지장치(100)로 전송할 수 있다. 환경 센서(11)는 공간별로 온도, 습도, 조도, 가스 농도, 미세먼지 농도 등과 같은 환경 변수를 측정할 수 있다. In S20 , the
S21에서, 지능형 에지장치(100)는 측정 데이터를 클라우드 서버(200)로 전송한다. 지능형 에지장치(100)는 측정 데이터를 그대로 클라우드 서버(200)로 전송하거나 측정 데이터에 대한 메타 데이터를 생성하여 클라우드 서버(200)로 전송할 수 있다. 한편, 지능형 에지장치(100)는 영상 및 측정 데이터를 결합하여 메타 데이터를 생성할 수 있다. In S21 , the
S22에서, 클라우드 서버(200)에 포함된 환경분석서버(210)는 수신한 측정 데이터를 환경제어서버(220)에 제공한다. 측정 데이터 중 영상 분석에 활용할 수 있는 유형의 측정 데이터는 분석 결과에 반영되어 환경제어서버(220)에 제공될 수 있다. 측정 데이터가 나타내는 환경 변수의 값(예를 들어, 특정 공간의 현재 조도) 및 측정 데이터의 유형(예를 들어, 조도, 온도 등) 중 어느 하나 또는 모두가 영상 분석에 반영될 수 있다. 반면 측정 데이터 중 영상 분석에 활용할 수 없는 유형의 측정 데이터(예를 들어, 가스 농도 등)는 그대로 환경제어서버(220)에 제공될 수 있다.In S22 , the
S23에서, 환경제어서버(220)는 제어 명령을 생성하여 건물 설비 컨트롤러(12)로 전송한다. In S23 , the
일 실시예로, 측정 데이터가 영상 분석에 반영된 경우에, 환경제어서버(220)는 공간 및 환경 변수에 따른 제어 명령을 생성하여 건물 설비 컨트롤러(12)로 전송할 수 있다.As an embodiment, when the measurement data is reflected in the image analysis, the
다른 실시예로, 측정 데이터가 그대로 전달된 경우에, 환경제어서버(220)는 측정 데이터가 나타내는 환경 변수의 측정 값을 설정된 범위와 비교하며, 비교 결과에 따라 제어 명령을 생성하여 건물 설비 컨트롤러(12)로 전송할 수 있다.In another embodiment, when the measurement data is transmitted as it is, the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 특히, 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 특징은 특정 도면에 도시된 구조에 한정되는 것이 아니며, 독립적으로 또는 다른 특징에 결합되어 구현될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. In particular, the features of the present invention described with reference to the drawings are not limited to the structures shown in the specific drawings, and may be implemented independently or in combination with other features.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .
Claims (14)
상기 공용 공간 및 상기 전용 공간 중 어느 하나 또는 모두에 설치되며 상기 실내 환경에 영향을 미치는 둘 이상의 상이한 환경 변수를 측정하는 복수의 환경 센서;
상기 복수의 카메라가 제공한 영상을 분석하여 상기 건물 내부에 위치한 사람 객체를 검출하여 제1 메타 데이터 및 사람 객체 관련 이벤트를 검출하여 제2 메타 데이터를 생성하며, 상기 복수의 환경 센서로부터 측정 데이터를 수신하는 지능형 에지장치;
상기 지능형 에지장치가 통신망을 통해 접속 가능한 클라우드에 위치하고, 상기 지능형 에지장치가 전송한 상기 제1 메타 데이터 및 상기 측정 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간 중에서 상기 환경 변수의 조절이 필요한 공간을 식별하고, 식별된 공간에서 하나 이상의 조절될 환경 변수를 지정하며, 상기 제2 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하면 관제 단말에 표출하는 환경분석서버; 및
상기 클라우드에 위치하며, 상기 조절될 환경 변수에 따라 상기 식별된 공간을 담당하는 건물 설비 컨트롤러로 제어 명령을 전송하는 환경제어서버를 포함하되,
상기 환경분석서버는 상기 제1 메타 데이터의 생성 시각 및 생성 빈도에 기초하여 이상 행위와 정상 행위를 구분하는, 클라우드 기반 건물 관리 시스템.a plurality of cameras installed inside a building and photographing any one or both of a public space and a private space that require adjustment of an indoor environment;
a plurality of environmental sensors installed in one or both of the public space and the dedicated space and measuring two or more different environmental variables affecting the indoor environment;
By analyzing the images provided by the plurality of cameras, a human object located inside the building is detected, first metadata and a human object-related event are detected to generate second metadata, and measurement data from the plurality of environmental sensors is obtained. receiving intelligent edge device;
The intelligent edge device is located in a cloud accessible through a communication network, and the first metadata and the measurement data transmitted by the intelligent edge device are analyzed to identify a space in which the environment variable needs to be adjusted among the spaces where the image is captured an environment analysis server that designates one or more environmental variables to be adjusted in the identified space, and displays the second meta data to a control terminal when an abnormal behavior is detected by analyzing the second metadata; and
an environment control server located in the cloud and transmitting a control command to a building facility controller in charge of the identified space according to the environment variable to be adjusted;
The environment analysis server distinguishes between abnormal behavior and normal behavior based on the generation time and generation frequency of the first meta data, a cloud-based building management system.
상기 환경분석서버는 상기 제3 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하면 관제 단말에 표출하는, 클라우드 기반 건물 관리 시스템.The method according to claim 1, wherein the intelligent edge device generates third metadata according to a third event detection condition defining a building safety-related event,
The environment analysis server analyzes the third meta data and when an abnormal behavior is detected, it is displayed on a control terminal, a cloud-based building management system.
상기 환경분석서버는 상기 제4 메타 데이터를 분석하여 상기 실내 환경 관련 이벤트가 검출된 공간에서 조절할 환경 변수를 식별하는, 클라우드 기반 건물 관리 시스템.The method according to claim 1, wherein the intelligent edge device generates fourth metadata by detecting an indoor environment-related event through the behavior of the human object,
The environment analysis server analyzes the fourth metadata to identify an environment variable to be adjusted in a space in which the indoor environment-related event is detected, a cloud-based building management system.
상기 공용 공간 및 상기 전용 공간 중 어느 하나 또는 모두에 설치되며 상기 실내 환경에 영향을 미치는 둘 이상의 상이한 환경 변수를 측정하는 복수의 환경 센서;
상기 복수의 카메라가 제공한 영상을 분석하여 상기 건물 내부에 위치한 사람 객체를 검출하여 제1 메타 데이터 및 사람 객체 관련 이벤트를 검출하여 제2 메타 데이터를 생성하며, 상기 복수의 환경 센서로부터 측정 데이터를 수신하는 지능형 에지장치;
상기 지능형 에지장치가 통신망을 통해 접속 가능한 클라우드에 위치하고, 상기 지능형 에지장치가 전송한 상기 제1 메타 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간 중에서 상기 환경 변수의 조절이 필요한 공간을 식별하며, 상기 제2 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하면 관제 단말에 표출하는 환경분석서버; 및
상기 클라우드에 위치하고, 상기 지능형 에지장치가 전송한 측정 데이터를 수신하여 상기 환경 변수의 현재 상태를 관리하고, 상기 식별된 공간에 관련된 환경 변수의 현재 상태를 참조하여 조절할 환경 변수를 선택하며, 선택된 환경 변수에 따라 상기 식별된 공간을 담당하는 건물 설비 컨트롤러로 제어 명령을 전송하는 환경제어서버를 포함하되,
상기 환경분석서버는 상기 제1 메타 데이터의 생성 시각 및 생성 빈도에 기초하여 이상 행위와 정상 행위를 구분하는, 클라우드 기반 건물 관리 시스템.a plurality of cameras installed inside a building and photographing any one or both of a public space and a private space that require adjustment of an indoor environment;
a plurality of environmental sensors installed in one or both of the public space and the dedicated space and measuring two or more different environmental variables affecting the indoor environment;
By analyzing the images provided by the plurality of cameras, a human object located inside the building is detected, first metadata and a human object-related event are detected to generate second metadata, and measurement data from the plurality of environmental sensors is obtained. receiving intelligent edge device;
The intelligent edge device is located in a cloud accessible through a communication network, and analyzes the first metadata transmitted by the intelligent edge device to identify a space in which the environment variable needs to be adjusted among the spaces in which the image is captured, 2 An environment analysis server that analyzes meta data and displays it to the control terminal when an abnormal behavior is detected; and
It is located in the cloud, receives the measurement data transmitted by the intelligent edge device, manages the current state of the environment variable, selects the environment variable to be adjusted with reference to the current state of the environment variable related to the identified space, and selects the selected environment An environmental control server that transmits a control command to a building facility controller in charge of the identified space according to a variable,
The environment analysis server distinguishes between abnormal behavior and normal behavior based on the generation time and generation frequency of the first meta data, a cloud-based building management system.
상기 환경분석서버는 상기 제3 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하면 관제 단말에 표출하는, 클라우드 기반 건물 관리 시스템.The method according to claim 7, wherein the intelligent edge device generates third metadata according to a third event detection condition defining a building safety-related event,
The environment analysis server analyzes the third meta data and when an abnormal behavior is detected, it is displayed on a control terminal, a cloud-based building management system.
복수의 카메라가 실내 환경의 조절이 요구되는 공용 공간 및 전용 공간 중 어느 하나 또는 모두를 촬영하는 단계;
상기 복수의 카메라와 동일 공간에 설치된 둘 이상의 상이한 환경 변수를 측정하는 복수의 환경 센서가 측정 데이터를 생성하는 단계;
지능형 에지장치가 상기 복수의 카메라가 제공한 영상을 분석하여 건물 내부에 위치한 사람 객체를 검출하여 제1 메타 데이터 및 사람 객체 관련 이벤트를 검출하여 제2 메타 데이터를 생성하는 단계;
환경분석서버가 상기 지능형 에지장치로부터 수신한 제1 메타 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간 중에서 환경 변수를 조절할 공간을 식별하며, 상기 제1 메타 데이터의 생성 시각 및 생성 빈도, 그리고 상기 제2 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하는 단계;
환경제어서버가 상기 지능형 에지장치로부터 수신한 측정 데이터에 의해 관리되는 환경 변수의 현재 상태에 참조하여 식별된 공간에 관련된 환경 변수를 조절하는 제어 명령을 생성하는 단계; 및
건물 설비 컨트롤러가 상기 제어 명령에 의해 상기 식별된 공간의 환경 변수를 조절하는 단계를 포함하는, 클라우드 기반 건물 관리 방법.In the building management method using image analysis executed in the cloud-based building management system,
A plurality of cameras photographing any one or both of a public space and a dedicated space requiring adjustment of an indoor environment;
generating measurement data by a plurality of environmental sensors measuring two or more different environmental variables installed in the same space as the plurality of cameras;
generating, by an intelligent edge device, first metadata and a human object-related event by analyzing the images provided by the plurality of cameras to detect a person object located inside a building;
The environment analysis server analyzes the first metadata received from the intelligent edge device to identify a space to adjust the environment variable in the space where the image is captured, the generation time and frequency of generation of the first metadata, and the second detecting an abnormal behavior by analyzing the metadata;
generating, by the environmental control server, a control command for adjusting the environment variable related to the identified space with reference to the current state of the environment variable managed by the measurement data received from the intelligent edge device; and
The cloud-based building management method comprising the step of a building equipment controller adjusting an environment variable of the identified space according to the control command.
복수의 카메라가 실내 환경의 조절이 요구되는 공용 공간 및 전용 공간 중 어느 하나 또는 모두를 촬영하는 단계;
상기 복수의 카메라와 동일 공간에 설치된 둘 이상의 상이한 환경 변수를 측정하는 복수의 환경 센서가 측정 데이터를 생성하는 단계;
지능형 에지장치가 상기 복수의 카메라가 제공한 영상을 분석하여 건물 내부에 위치한 사람 객체를 검출하여 제1 메타 데이터 및 사람 객체 관련 이벤트를 검출하여 제2 메타 데이터를 생성하는 단계;
환경분석서버가 상기 지능형 에지장치로부터 수신한 제1 메타 데이터 및 상기 측정 데이터를 분석하여 상기 영상이 촬영된 공간 중에서 환경 변수를 조절할 공간을 식별하고, 식별된 공간에서 하나 이상의 조절될 환경 변수를 지정하며, 상기 제1 메타 데이터의 생성 시각 및 생성 빈도, 그리고 상기 제2 메타 데이터를 분석하여 이상 행위를 검출하는 단계;
환경제어서버가 상기 조절될 환경 변수에 따라 상기 식별된 공간을 담당하는 건물 설비 컨트롤러로 제어 명령을 전송하는 단계; 및
건물 설비 컨트롤러가 상기 제어 명령에 의해 상기 식별된 공간의 환경 변수를 조절하는 단계를 포함하는, 클라우드 기반 건물 관리 방법.In the building management method using image analysis executed in the cloud-based building management system,
A plurality of cameras photographing any one or both of a public space and a dedicated space requiring adjustment of an indoor environment;
generating measurement data by a plurality of environmental sensors measuring two or more different environmental variables installed in the same space as the plurality of cameras;
generating, by an intelligent edge device, first metadata and a human object-related event by analyzing the images provided by the plurality of cameras to detect a person object located inside a building;
The environment analysis server analyzes the first metadata and the measurement data received from the intelligent edge device to identify a space to adjust the environment variable in the space where the image is captured, and designate one or more environment variables to be adjusted in the identified space and analyzing the generation time and frequency of generation of the first metadata and the second metadata to detect an abnormal behavior;
transmitting, by the environmental control server, a control command to a building equipment controller in charge of the identified space according to the environmental variable to be adjusted; and
The cloud-based building management method comprising the step of a building equipment controller adjusting an environment variable of the identified space according to the control command.
상기 환경분석서버는 복수의 메타 데이터를 시간 순서에 따라 또는 공간 위치에 따라 종합적으로 분석하여 상기 사람 객체가 검출되지 않은 공간 중 상기 환경 변수를 조절할 공간을 식별하는, 클라우드 기반 건물 관리 방법.13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein the environment analysis server comprehensively analyzes a plurality of metadata according to a time sequence or a spatial location to identify a space in which the human object is not detected, a space to adjust the environment variable.
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KR102646429B1 (en) * | 2023-06-27 | 2024-03-13 | (주)진명아이앤씨 | Deep learning-based integrated control system capable of efficient energy management |
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