KR102449965B1 - Smart radar system capable of people counting and tracking - Google Patents
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Abstract
본발명은 피플카운팅(People Counting) 및 추적(Tracking)이 가능한 스마트 레이더 시스템에 관한 것으로, 주파수 변조된 신호를 연속적으로 발사하는 방식의 레이더시스템으로서, 90°방사형 구역에서의 하나의 모듈로 사람을 인지 및 추적하는 것으로,
90°방사형 구역에서의 하나의 모듈로 사람의 인지 및 추적 가능하며, 이미지 기반아닌 주파수 기반의 사람인지로 사생활 보호에서의 장점이 부각되며, 신호의 감도가 훨씬 커서 우수한 측정 정확도와 신뢰성을 제공하는 현저한 효과가 있다.The present invention relates to a smart radar system capable of people counting and tracking, which is a radar system that continuously fires a frequency-modulated signal. By recognizing and tracking,
It is possible to recognize and track a person with one module in the 90° radial area, and the advantage in privacy protection is highlighted by frequency-based human recognition rather than image-based, and the signal sensitivity is much larger, providing excellent measurement accuracy and reliability. It has a remarkable effect.
Description
본발명은 피플카운팅(People Counting) 및 추적(Tracking)이 가능한 스마트 레이더 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 90°방사형 구역에서의 하나의 모듈로 사람의 인지 및 추적 가능하며, 이미지 기반아닌 주파수 기반의 사람인지로 사생활 보호에서의 장점이 부각되며, 신호의 감도가 훨씬 커서 우수한 측정 정확도와 신뢰성을 제공하는 피플카운팅(People Counting) 및 추적(Tracking)이 가능한 스마트 레이더 시스템 에 관한 것이다.The present invention relates to a smart radar system capable of people counting and tracking, and more particularly, it is possible to recognize and track a person with one module in a 90° radial area, and is not image-based, but frequency-based. It relates to a smart radar system capable of people counting and tracking, which emphasizes the advantages of privacy protection due to human recognition and provides excellent measurement accuracy and reliability as the signal sensitivity is much greater.
일반적으로 사람을 찾거나 추적하는 기술로서 종래는 카메라를 활용한 이미지 기반의 영상처리방식이었다. 그리고 종래기술은 3개의 모듈을 사용한 삼각측량 방식이었다.In general, as a technology for finding or tracking a person, it has been an image-based image processing method using a camera. And the prior art was a triangulation method using three modules.
종래특허기술의 일례로서, 등록특허공보 등록번호 10-1756617호에는 방사파를 출사하여 반사되는 반사파를 수신하여 감시 영역 내에 있는 객체의 좌표 정보를 획득하는 레이더(100)와, 감시 영역 중 일부 영역을 촬상하여 영상 정보를 획득하는 팬틸트 카메라(200)와, 상기 객체의 좌표 정보와 영상 정보를 처리하고 팬틸트 카메라의 구동신호를 출력하는 통합 관제 센터(500)를 포함하고, 상기 통합 관제센터(500)는 감시영역으로부터 관심영역을 설정하고, 획득된 객체 좌표에 기초하여 관심영역 내의 인식객체 정보를 획득하는 제1 프로세서부(520)를 더 포함하고, 상기 제1 프로세서부(520)는 레이더로부터 방사파 및 반사파에 기초하여 관심영역을 설정하는 관심영역 설정부와, 객체의 움직임으로부터 객체의 이동궤적을 획득하는 이동 궤적부와, 객체의 움직임 상태에 따라 객체의 종류를 식별하는 객체식별 추출부와, 상기 관심영역 내의 인식객체의 수를 연산하는 연산부를 포함하고, 상기 연산부는 관심영역의 인식객체의 수를 계산하는 관심영역 이동객체 추출부와, 관심영역 내에서 추출된 인식객체를 가산 또는 감산하는 가감산부와, 해당 관심영역 내에서 사라지는 인식 객체를 계산하는 히든부를 포함하여 이루어지고, 상기 객체식별 추출부는 직선적이고 빠른 움직임 특징을 갖는 객체는 이동수단으로 식별하고, 상기 이동수단에 비해 불규칙적이고 직선적이지 않은 객체는 사람으로 식별하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 고체 촬상 장치와 레이더를 이용한 객체의 이동경로 추적 시스템이 공개되어 있다.As an example of the prior art, in Patent Registration No. 10-1756617, a radar 100 that emits a radiation wave and receives a reflected wave to obtain coordinate information of an object in the monitoring area, and a partial area of the monitoring area It includes a pan-tilt camera 200 for acquiring image information by imaging the 500 further includes a first processor unit 520 configured to set a region of interest from the monitoring region, and obtain information about a recognized object in the region of interest based on the obtained object coordinates, wherein the first processor unit 520 includes: A region of interest setting unit for setting a region of interest based on radiation and reflected waves from the radar, a movement trajectory unit for obtaining a movement trajectory of the object from the movement of the object, and an object identification for identifying the type of object according to the movement state of the object an extraction unit; and a calculation unit for calculating the number of recognition objects in the region of interest; An addition/subtraction unit for adding or subtracting, and a hidden unit for calculating a recognition object disappearing within the region of interest, the object identification and extraction unit identifies an object having a linear and fast motion characteristic as a moving means, and A solid-state imaging device characterized in that an irregular and non-linear object is identified as a person, and a system for tracking the movement path of an object using a radar have been disclosed.
그리고 등록특허공보 등록번호 10-2104351호 요약서에는 레이더 모듈을 이용하여 움직이는 객체를 검지하는 CCTV 카메라 및 이를 구비하는 CCTV 시스템에 관한 것이다. CCTV 카메라는 고정형 카메라와 회전형 카메라를 포함한다. 고정형 카메라는 레이더 모듈이 일체형으로 구성된다. 레이더 모듈은 설정 영역에 위치하는 객체를 검지한다. 고정형 카메라는 레이더 모듈로부터 객체가 검지되면, 검지된 객체에 대한 영상을 획득하여 이벤트 발생 여부를 판별한다. 회전형 카메라는 고정형 카메라로부터 이벤트가 발생되면, 이벤트 발생된 객체의 이동을 추적하여 영상을 획득한다. 본 발명에 의하면, 설치 장소의 외부 환경에 관계없이 레이더 모듈을 이용하여 정확한 객체 검지가 가능하고, 카메라 모듈을 이용하여 검지된 객체를 정확히 인식하여 이벤트 발생 상황을 모니터링할 수 있는 것으로, 레이더 모듈을 이용하여 움직이는 객체를 검지하는 CCTV 카메라 및 이를 구비하는 CCTV 시스템이 공개되어 있다.And the Abstract of Patent Publication No. 10-2104351 relates to a CCTV camera for detecting a moving object using a radar module and a CCTV system having the same. CCTV cameras include fixed cameras and rotating cameras. In the fixed camera, the radar module is integrated. The radar module detects an object located in the setting area. When an object is detected by the radar module, the fixed camera acquires an image of the detected object and determines whether an event has occurred. When an event is generated from a fixed camera, the rotating camera acquires an image by tracking the movement of the event-generated object. According to the present invention, it is possible to accurately detect an object by using a radar module regardless of the external environment of the installation place, and to accurately recognize an object detected using a camera module to monitor an event occurrence situation. A CCTV camera that detects a moving object using the CCTV camera and a CCTV system having the same are disclosed.
그러나 상기 종래기술들은 이미지 기반의 영상처리방식을 같이 사용하며, 하나의 모듈만을 사용할 경우 사람의 인지 및 추적이 정확하지 않으며, 신뢰성이 낮은 단점이 있었다.However, the prior arts use an image-based image processing method together, and when only one module is used, human recognition and tracking are not accurate, and reliability is low.
따라서 본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 90°방사형 구역에서의 하나의 모듈로 사람의 인지 및 추적 가능하며, 이미지 기반아닌 주파수 기반의 사람인지로 사생활 보호에서의 장점이 부각되며, 신호의 감도가 훨씬 커서 우수한 측정 정확도와 신뢰성을 제공하는 피플카운팅(People Counting) 및 추적(Tracking)이 가능한 스마트 레이더 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and it is possible to recognize and track a person with one module in a 90° radial area, and the advantage in privacy protection is highlighted by frequency-based person recognition rather than image-based. , to provide a smart radar system capable of people counting and tracking that provides excellent measurement accuracy and reliability as the signal sensitivity is much greater.
본발명은 피플카운팅(People Counting) 및 추적(Tracking)이 가능한 스마트 레이더 시스템에 관한 것으로, 주파수 변조된 신호를 연속적으로 발사하는 방식의 레이더시스템으로서, 90°방사형 구역에서의 하나의 모듈로 사람을 인지 및 추적하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a smart radar system capable of people counting and tracking, which is a radar system that continuously fires a frequency-modulated signal. It is characterized by recognition and tracking.
따라서 본발명은 90°방사형 구역에서의 하나의 모듈로 사람의 인지 및 추적 가능하며, 이미지 기반아닌 주파수 기반의 사람 인지로 사생활 보호에서의 장점이 부각되며, 신호의 감도가 훨씬 커서 우수한 측정 정확도와 신뢰성을 제공하는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention can recognize and track a person with a single module in a 90° radial area, and the advantage in privacy protection is highlighted by frequency-based human recognition rather than image-based, and the signal sensitivity is much larger, so excellent measurement accuracy and There is a remarkable effect of providing reliability.
도 1은 본발명의 레이더 기술을 이용한 거리 측정 방식 설명도
도 2는 본발명의 지연시간 기반의 피사체 추적 설명도
도 3은 본발명의 사람 인지 및 추적 시스템 데모1 is an explanatory diagram of a distance measurement method using a radar technology of the present invention;
Figure 2 is an explanatory diagram of the subject tracking based on the delay time of the present invention;
3 is a demonstration of the human recognition and tracking system of the present invention;
본발명은 피플카운팅(People Counting) 및 추적(Tracking)이 가능한 스마트 레이더 시스템에 관한 것으로, 주파수 변조된 신호를 연속적으로 발사하는 방식의 레이더시스템으로서,The present invention relates to a smart radar system capable of people counting and tracking.
레이더 안테나빔의 방사 영역이 90°가 되는, 곧 90° 방사형 구역에서의 하나의 모듈로 사람을 인지 및 추적하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the radiation area of the radar antenna beam becomes 90°, that is, it recognizes and tracks a person with one module in the 90° radial area.
또한, 상기 주파수 변조된 신호를 연속적으로 발사하는 방식의 레이더시스템은 FMCW (주파수 변조 연속파, Frequency Modulated Continuous Wave)인 것을 특징으로 한다.In addition, the radar system for continuously emitting the frequency-modulated signal is characterized in that it is a Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW).
또한, 사람을 인지 및 추적하는 것은 연속파를 이용한 수신 신호의 도플러 주파수 편이로 측정 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, recognizing and tracking a person is characterized in that it can be measured by a Doppler frequency shift of a received signal using a continuous wave.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.
본발명은 주파수 변조된 신호를 연속적으로 발사하는 방식의 레이더시스템으로서, 90°방사형 구역에서의 하나의 모듈로 사람을 인지 및 추적이 가능하다.The present invention is a radar system that continuously fires a frequency-modulated signal, and it is possible to recognize and track a person with one module in a 90° radial area.
최근 차량용 레이더 기술로 많이 사용되고 있는 FMCW (주파수 변조 연속파, Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 시스템이며, 주파수 기반의 사람 인지로 사생활 보호에서의 장점 부각(독거노인, 대중시설, 재난지역 등 '고독사 방지', '다중시설 사람인지 및 추적')It is a FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar system that has been widely used as a radar technology for vehicles recently. , 'Multi-facility Person Recognition and Tracking')
FMCW 기술을 기반으로 한 트랜스미터(AWR1642, IWR1642, Single-Chip 76 to 81GHz mmWave Sensor, TI)의 주된 장점은 민감도가 펄스 트랜스미터보다 30배 이상으로 신호의 감도가 훨씬 커서 우수한 측정 정확도와 신뢰성을 제공한다.The main advantage of transmitters based on FMCW technology (AWR1642, IWR1642, Single-Chip 76 to 81 GHz mmWave Sensor, TI) is that the sensitivity is more than 30 times that of pulse transmitters, the signal is much more sensitive, providing excellent measurement accuracy and reliability. .
FMCW 기술의 트랜스미터는 가장 안전한 레벨 측정 장치로 주파수 변조된 신호를 연속적으로 발사하는 방식의 레이더를 의미하며, 연속파를 이용한 수신 신호의 도플러 주파수 편이로 측정 가능하다.Transmitter of FMCW technology is the safest level measuring device and means a radar that continuously emits a frequency-modulated signal, and it can be measured by the Doppler frequency shift of the received signal using a continuous wave.
본발명의 다른 실시례로서, 상기 각각의 레이더하부에는 모터에 의해 턴테이블이 설치되어 상기 레이더시스템이 일정기간 사람을 인지하지 못했을시 사람이 사고가 난 것으로 간주하고, 상기 레이더시스템은 각각의 턴테이블을 일정각도 회전하여, 사각지역인 좌측 및 우측지역을 확대하여 인지 및 추적한다. 이때도 사람을 인지하지 못했을시 사람이 사고가 난 것으로 확정하고, 레이더시스템의 제어부는 통제부인 메인스테이션에 사고를 알리게 된다. 그리고 상기 각각의 레이더에는 하부에 테이블이 설치되고 테이블은 링크에 결합되고, 상기 링크는 해당 턴테이블마다 설치되는 모터에 의해 상하좌우이동이 가능하다.
한편, 각 레이더는 90도 각도를 카바하므로, 4개의 레이더가 각각의 턴테이블위에 설치되어 사람을 인지 및 추적하는 시스템이나, 4개의 레이더 모두가 사람을 일정기간 인지하지 못했을때는 각 레이더는 앞서 기재한 바와 같이, 서로 좌우로 일정각도 인지 및 추적각도를 넓힌게 된다. 그리고 레이더 시스템 제어부는 각각의 테이블위의 이웃한 레이더간의 인지.추적 중복구간이 같은 결과치를 가져오는가를 판단한다. 예를 들어 측정값으로서 연속파를 이용한 수신 신호의 도플러 주파수 편이의 경우에 인접한 두개의 레이더 각각 측정값이 같은 결과치를 가져오는가를 판단하는 것이다. 곧 서로 인접한 레이더가 동일 영역을 인지 및 추적할 시에 동일한 결과치를 도출하는 가를 먼저 판단하고, 만일 동일하지 않을시는 레이더중 하나가 고장이 난 것으로 간주한다. 그러므로 하나의 레이더 좌우측에 인접한 레이더들이 상호 검증하게 되는 것이다. 그리하여 고장난 것으로 인정되는 레이더가 인지 및 추적했던 영역에 사람이 있을 수 있는 것으로 판단하는 것이다. 그러므로 나머지 고장나지 않은 레이더들은 고장난 레이더 영역으로 각각 턴테이블을 회전하여 방향을 조절하고 인지 및 추적하게 되는 것이다.As another embodiment of the present invention, a turntable is installed under each radar by a motor, and when the radar system does not recognize a person for a certain period of time, it is considered that a person has an accident, and the radar system operates each turntable. It rotates at a certain angle to enlarge the left and right areas, which are blind areas, to recognize and track them. Even at this time, if the person is not recognized, it is determined that an accident has occurred, and the control unit of the radar system notifies the main station, which is the control unit, of the accident. In addition, a table is installed in the lower portion of each radar, the table is coupled to a link, and the link is movable up, down, left and right by a motor installed for each turntable.
On the other hand, since each radar covers a 90 degree angle, four radars are installed on each turntable to recognize and track a person, or when all four radars do not recognize a person for a certain period of time, each radar is As shown, the recognition and tracking angle of a certain angle to the left and right are widened. And the radar system control unit determines whether the recognition/tracking overlapping section between neighboring radars on each table brings the same result. For example, in the case of a Doppler frequency shift of a received signal using a continuous wave as a measurement value, it is determined whether each measurement value of two adjacent radars brings the same result. In other words, it is first judged whether adjacent radars produce the same result when recognizing and tracking the same area. Therefore, the radars adjacent to the left and right sides of one radar are mutually verified. Thus, it is determined that there may be a person in the area recognized and tracked by the radar, which is recognized as malfunctioning. Therefore, the remaining non-failing radars rotate their turntables to the failed radar area, respectively, to adjust the direction, recognize, and track.
따라서 본발명은 90°방사형 구역에서의 하나의 모듈로 사람의 인지 및 추적 가능하며, 이미지 기반아닌 주파수 기반의 사람 인지로 사생활 보호에서의 장점이 부각되며, 신호의 감도가 훨씬 커서 우수한 측정 정확도와 신뢰성을 제공하는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention can recognize and track a person with a single module in a 90° radial area, and the advantage in privacy protection is highlighted by frequency-based human recognition rather than image-based, and the signal sensitivity is much larger, so excellent measurement accuracy and There is a remarkable effect of providing reliability.
Claims (3)
상기 주파수 변조된 신호를 연속적으로 발사하는 방식의 레이더시스템은 FMCW (주파수 변조 연속파, Frequency Modulated Continuous Wave)인 것이며, 사람을 인지 및 추적하는 것은 연속파를 이용한 수신 신호의 도플러 주파수 편이로 측정 가능한 피플카운팅(People Counting) 및 추적(Tracking)이 가능한 스마트 레이더 시스템에 있어서,
상기 각각의 레이더하부에는 모터에 의해 턴테이블이 설치되어 상기 레이더시스템이 일정기간 사람을 인지하지 못했을시 사람이 사고가 난 것으로 간주하고, 상기 레이더시스템은 각각의 턴테이블을 일정각도 회전하여, 사각지역인 좌측 및 우측지역을 확대하여 인지 및 추적하되, 사람을 인지하지 못했을시 사람이 사고가 난 것으로 확정하고, 레이더시스템의 제어부는 통제부인 메인스테이션에 사고를 알리게 되고, 상기 각각의 레이더에는 하부에 테이블이 설치되고 테이블은 링크에 결합되고, 상기 링크는 해당 턴테이블마다 설치되는 모터에 의해 상하좌우이동이 가능하며,
각 레이더는 90° 각도를 카바하므로, 4개의 레이더가 각각의 턴테이블위에 설치되어 사람을 인지 및 추적하는 시스템이나, 4개의 레이더 모두가 사람을 일정기간 인지하지 못했을때는 각 레이더는 서로 좌우로 일정각도 인지 및 추적각도를 넓히게 되고, 레이더 시스템 제어부는 각각의 테이블위의 이웃한 레이더간의 인지.추적 중복구간이 같은 결과치를 가져오는가를 판단하는 것이되, 측정값으로서 연속파를 이용한 수신 신호의 도플러 주파수 편이를 선택하고, 인접한 두개의 레이더 각각 측정값이 같은 결과치를 가져오는가를 판단하는 것으로, 서로 인접한 레이더가 동일 영역을 인지 및 추적할 시에 동일한 결과치를 도출하는 가를 먼저 판단하고, 만일 동일하지 않을시는 레이더중 하나가 고장이 난 것으로 간주하므로, 하나의 레이더 좌우측에 인접한 레이더들이 상호 검증하게 되는 것이되어, 고장난 것으로 인정되는 레이더가 인지 및 추적했던 영역에 사람이 있을 수 있는 것으로 판단하는 것이므로 나머지 고장나지 않은 레이더들은 고장난 레이더 영역으로 각각 턴테이블을 회전하여 방향을 조절하고 인지 및 추적하게 되는 것을 특징으로 하는 피플카운팅(People Counting) 및 추적(Tracking)이 가능한 스마트 레이더 시스템As a radar system of a method that continuously fires a frequency-modulated signal, it recognizes and tracks a person with one module in a 90° radiation area, where the radiation area of the radar antenna beam is 90°,
A radar system that continuously emits the frequency-modulated signal is a Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW), and people counting that can recognize and track a person is measurable by the Doppler frequency shift of the received signal using the continuous wave. In a smart radar system capable of (People Counting) and tracking,
A turntable is installed under each radar by a motor, and when the radar system does not recognize a person for a certain period of time, it is considered that a person has an accident, and the radar system rotates each turntable at a certain angle, The left and right areas are enlarged to recognize and track, but when a person is not recognized, it is determined that an accident has occurred, and the control unit of the radar system notifies the main station, which is the control unit, of the accident, and each radar has a table at the bottom is installed, the table is coupled to a link, and the link is movable up, down, left, and right by a motor installed for each turntable,
Each radar covers an angle of 90°, so four radars are installed on each turntable to recognize and track a person, but when all four radars do not recognize a person for a certain period of time, each radar rotates at a certain angle to the left and right. The recognition and tracking angles are widened, and the radar system control unit determines whether the recognition and tracking overlapping sections between neighboring radars on each table bring the same result, but the Doppler frequency shift of the received signal using a continuous wave as a measurement value is selected, and it is determined whether the measured values of two adjacent radars each bring the same result, and it is first determined whether the adjacent radars derive the same result when recognizing and tracking the same area, and if they are not the same, the radar Since one of the radars is considered to be malfunctioning, the radars adjacent to the left and right of one radar will mutually verify each other, and it is determined that there may be a person in the area recognized and tracked by the radar that is recognized as malfunctioning. A smart radar system capable of people counting and tracking, characterized in that the radars adjust the direction, recognize, and track by rotating a turntable to the faulty radar area, respectively.
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2020
- 2020-11-28 KR KR1020200163425A patent/KR102449965B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220075150A (en) | 2022-06-07 |
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