KR102464209B1 - 지능형 감시 카메라 및 이를 이용한 지능형 영상 감시 시스템 - Google Patents

지능형 감시 카메라 및 이를 이용한 지능형 영상 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 지능형 감시 카메라는 영상 촬영을 위한 카메라 렌즈 모듈; 외부의 소리를 감지하는 마이크 모듈; 외부로 소리를 출력하는 스피커 모듈; 빛을 발광하는 발광 모듈 및 상기 카메라 렌즈 모듈, 상기 마이크 모듈, 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함하고, 상기 제어 모듈은, 상기 카메라 렌즈 모듈로부터 수신된 영상 데이터를 기초로 동적 객체를 인식하고, 상기 동적 객체의 종류를 판별하며, 상기 영상 데이터 및 상기 마이크 모듈로부터 수신된 소리 데이터를 기초로 이상 상황 발생 여부를 판단하고, 이상 상황 발생시 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 통하여 미리 설정된 알람 소리 및 알람 조명을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 영상 감시 시스템은 상기 지능형 감시 카메라와 이에 네트워크로 연결되는 서버를 포함하여 구성된다.

Description

지능형 감시 카메라 및 이를 이용한 지능형 영상 감시 시스템{INTELLIGENT SURVEILANCE CAMERA AND INTELLIGENT VISUAL SURVEILANCE SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 지능형 감시 카메라 및 이를 이용한 지능형 영상 감시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 및 소리 정보를 이용하여 동적 객체 추적 및 이상 상황을 판단하고, 이상 상황 발생시 알람 정보를 발생시킬 수 있는 지능형 감시 카메라 및 이를 이용한 지능형 영상 감시 시스템에 관한 것이다.
PTZ 카메라는 영상 감시 시스템에 적용되는 카메라로, 팬(pan), 틸트(tilt) 및 줌(zoom) 동작이 가능한 카메라이다. 일반적으로 PTZ 카메라는 기계적인 구성을 통해 카메라의 렌즈부가 좌우(팬) 또는 상하(틸트)로 회전하도록 구성되며, 줌 동작은 광학적으로 구현된다.
PTZ 카메라는 움직이는 객체를 탐지하는 경우 해당 객체 방향으로 카메라 방향을 이동하거나 줌 동작을 통하여 능동적으로 동적 객체를 탐지하므로 기존 고정형 카메라에 비하여 상대적으로 넓은 커버리지를 갖으며 동적 객체를 추종하여 보다 더 능동적으로 감시를 할 수 있는 장점을 가진다.
하지만, 종래의 PTZ 카메라가 디폴트 상태에서 팬 및 틸트 동작을 통하여 이동하면서 감시하는 경우에는 이동하는 과정에서 감시 영역을 벗어난 영역에 동적 객체가 위치하는 경우 감시 누락이 발생할 수 있는 한계가 있다. 따라서, 넓은 영역을 효과적으로 감시하기 위해서는 여러 대의 PTZ 카메라를 배치하여 커버리지를 확보해야 하였다.
또한, 종래의 PTZ 카메라의 경우 야간이나 안개가 끼거나 비가오는 날씨와 같은 악천후에서는 동적 객체를 감지하는 성능이 매우 떨어지는 한계가 있어 동적 객체가 있음에도 줌 기능을 활성화하지 못하는 등의 한계가 있었다.
또한, 종래의 PTZ 카메라의 경우 영상 데이터만을 이용하여 감시를 수행하므로 영상에 객체가 검출되지 않는 경우에 이상 음원이 발생한 경우 등 긴급한 상황 발생시 능동적으로 감시를 수행하지 못하는 한계가 있었다.
한국등록특허 제10-1179996호(2012.08.27)
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 영상 및 소리를 정보를 이용하여 동적 객체를 추적 및 이상 상황을 판단하고, 이상 상황 발생시 알람 정보를 발생시킴으로써 감시 성능을 향상시킬 수 있는 지능형 감시 카메라 및 이를 이용한 지능형 영상 감시 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 감시 카메라는, 영상 촬영을 위한 카메라 렌즈 모듈; 외부의 소리를 감지하는 마이크 모듈; 외부로 소리를 출력하는 스피커 모듈; 빛을 발광하는 발광 모듈 및 상기 카메라 렌즈 모듈, 상기 마이크 모듈, 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함하고, 상기 제어 모듈은, 상기 카메라 렌즈 모듈로부터 수신된 영상 데이터를 기초로 동적 객체를 인식하고, 상기 동적 객체의 종류를 판별하며, 상기 영상 데이터 및 상기 마이크 모듈로부터 수신된 소리 데이터를 기초로 이상 상황 발생 여부를 판단하고, 이상 상황 발생시 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 통하여 미리 설정된 알람 소리 및 알람 조명을 발생시킬 수 있다.
일실시예에서 상기 제어 모듈은 상기 영상 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 동적 객체의 종류를 판별하는 객체 판별부; 상기 영상 데이터 및 상기 소리 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 이상 상황 여부를 판단하는 이상 상황 판단부; 상기 객체 판별부에서 판별된 동적 객체의 종류 및 감지 시간 정보와, 상기 이상 상황 판단부에서 판단된 이상 상황 정보를 포함하는 메타데이터를 생성하는 메타데이터 생성부; 및 상기 영상 데이터 및 상기 메타데이터를 외부 서버로 전송하는 통신부를 포함하여 구성된다.
일실시예에서 상기 감시 카메라는 팬(pan), 틸트(tilt) 및 줌(zoom) 동작이 가능하도록 구성되는 PTZ 카메라일 수 있다.
일실시예에서 상기 발광 모듈은 상기 카메라 렌즈 모듈과 일체로 형성되고,
상기 제어 모듈은 상기 카메라 렌즈 모듈이 상기 동적 객체를 촬영하도록 상기 감시 카메라의 팬, 틸트 및 줌 동작 중 하나 이상의 동작을 제어할 수 있다.
일실시예에서 상기 제어 모듈은 상기 소리 데이터를 기초로 음원의 위치 정보를 산출하고, 상기 산출된 음원의 위치 정보를 향하도록 상기 감시 카메라의 팬, 틸트 및 줌 동작 중 하나 이상의 동작을 제어할 수 있다.
일실시예에서 상기 객체 판별부는 상기 판별된 동적 객체가 사람인 경우 안전모 또는 마스크 착용 여부를 검출하고, 상기 제어 모듈은 상기 객체 판별부가 안전모 또는 마스크 미착용으로 검출한 경우 상기 스피커 모듈을 통하여 경고 방송을 송출할 수 있다.
일실시예에서 상기 카메라 렌즈 모듈은 열화상 카메라 렌즈 모듈을 더 포함하여 구성되고, 상기 제어 모듈은 상기 동적 객체가 사람인 경우 상기 열화상 카메라 렌즈 모듈에 의해서 감지된 상기 동적 객체의 온도가 미리 설정된 온도 이상인 경우 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 통하여 미리 설정된 알람 소리 및 알람 조명을 발생시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 영상 감시 시스템은, 영상 감시를 위한 지능형 감시 카메라; 및 상기 지능형 감시 카메라와 네트워크로 연결되는 서버를 포함하고, 상기 지능형 감시 카메라는, 영상 촬영을 위한 카메라 렌즈 모듈; 외부의 소리를 감지하는 마이크 모듈; 외부로 소리를 출력하는 스피커 모듈; 빛을 발광하는 발광 모듈 및 상기 카메라 렌즈 모듈, 상기 마이크 모듈, 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함하고, 상기 제어 모듈은, 상기 카메라 렌즈 모듈로부터 수신된 영상 데이터를 기초로 동적 객체를 인식하고, 상기 동적 객체의 종류를 판별하며, 상기 영상 데이터 및 상기 마이크 모듈로부터 수신된 소리 데이터를 기초로 이상 상황 발생 여부를 판단하고, 이상 상황 발생시 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 통하여 미리 설정된 알람 소리 및 알람 조명을 발생시킬 수 있다.
일실시예에서 상기 제어 모듈은 상기 영상 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 동적 객체의 종류를 판별하는 객체 판별부; 상기 영상 데이터 및 상기 소리 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 이상 상황 여부를 판단하는 이상 상황 판단부; 상기 객체 판별부에서 판별된 동적 객체의 종류 및 감지 시간 정보와, 상기 이상 상황 판단부에서 판단된 이상 상황 정보를 포함하는 메타데이터를 생성하는 메타데이터 생성부; 및 상기 영상 데이터 및 상기 메타데이터를 상기 서버로 전송하는 통신부를 포함하여 구성된다.
일실시예에서 상기 감시 카메라는 팬(pan), 틸트(tilt) 및 줌(zoom) 동작이 가능하도록 구성되는 PTZ 카메라일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 지능형 감시 카메라 및 이를 이용한 지능형 영상 감시 시스템은 마이크 모듈, 스피커 모듈 및 발광 모듈이 일체로 형성된 카메라를 이용하여 영상 및 소리 정보를 기초로 동적 객체를 추적 및 이상 상황을 판단하고, 이상 상황 발생시 알람 정보를 발생시킴으로써 감시 성능을 향상시키는 효과를 가진다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 영상 감시 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 감시 카메라의 사시도이다.
도 3은 도 2의 지능형 감시 카메라의 측면도이다.
도 4는 도 2의 지능형 감시 카메라의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 지능형 감시 카메라의 제1 실시예에 따른 감시 동작을 설명하는 순서도이다.
도 6는 본 발명의 지능형 감시 카메라의 제2 실시예에 따른 감시 동작을 설명하는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 지능형 감시 카메라의 제3 실시예에 따른 감시 동작을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 지능형 감시 카메라 및 이를 이용한 지능형 감시 시스템에 대하여 도면을 참고하여 설명하기로 한다.
도 1는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 감시 시스템의 개략 구성도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 영상 감시 시스템은 지능형 감시 카메라(100) 및 서버(200)를 포함하여 구성된다.
지능형 감시 카메라(100)는 메인 몸체부(110), PTZ 카메라(120), 라이다 센서 모듈(130), 마이크 모듈(140), 스피커 모듈(150), 발광 모듈(160), 제어 모듈(170) 및 저장부(180)를 포함하여 구성된다.
메인 몸체부(110)는 후술할 PTZ 카메라(120) 등의 구성을 지지하는 역할을 하며, 메인 몸체부(110)의 일측은 건축물의 내부의 천정이나 벽 등과 같은 구조물에 고정될 수 있다.
PTZ 카메라(120)는 메인 몸체부(110)에 결합되어 팬(pan), 틸트(tilt) 및 줌(zoom) 동작이 가능하도록 구성되며, 카메라 렌즈를 이용하여 미리 설정된 감시 영역을 촬영하는 역할을 한다.
라이다 센서 모듈(130)은 광 송신 및 수신 모듈을 구비하여 초당 수백 만개에 달하는 레이저 빔을 주위로 발사하여 되돌아오는 시간을 측정하여 주위 환경을 인식할 수 있다.
라이다 센서 모듈(130)은 직진성을 강한 레이저를 기반으로 측정하므로 카메라보다 정밀도가 매우 높고 높은 수평방위각을 가져 넓은 측정 영역을 가지며 야간에도 높은 감지 성능을 가진다.
예를 들어, 라이다 센서 모듈(130)은 약 110도 이상의 높은 수평방위각을 갖는 커버리지를 가질 수 있으며, 150m 까지의 객체를 탐지할 수 있다.
마이크 모듈(140)은 외부의 소리를 감지하는 역할을 한다. 구체적으로 마이크 모듈(140)는 외부의 소리를 실시간으로 녹음할 수 있으며, 복수 개의 마이크로폰 센서를 포함하여 구성되어 음원 신호의 도달 시간차를 분석하여 음원의 방향을 검출할 수 있도록 구성된다.
스피커 모듈(150)는 미리 구축된 소리, 음성 등을 출력하는 역할을 하며, 하나 또는 복수의 스피커를 포함하여 구성될 수 있다.
발광 모듈(160)은 빛을 발광하는 역할을 하며, LED 소자 등을 포함하여 구성될 수 있다. 발광 모듈(160)은 야간이나 객체의 식별이 용이하지 않는 환경이거나 이상 상환 발생시 선택적으로 발광할 수 있도록 구성된다.
제어 모듈(170)은 PTZ 카메라(120), 라이다 센서 모듈(130), 마이크 모듈(140), 스피커 모듈(150) 및 발광 모듈(160)을 제어하는 역할을 한다.
제어 모듈(170)는 PTZ 카메라(120)로부터 수신된 영상 데이터를 기초로 동적 객체를 인식하고, 상기 동적 객체의 종류를 판별하며, 상기 영상 데이터 및 상기 마이크 모듈(140)로부터 수신된 소리 데이터를 기초로 이상 상황 발생 여부를 판단하고, 이상 상황 발생시 상기 스피커 모듈(150) 및 발광 모듈(160)을 통하여 미리 설정된 알람 소리 및 알람 조명을 발생시킬 수 있다.
제어 모듈(170)은 객체 판별부(171), 이상 상황 판단부(173), 메타데이터 생성부(175) 및 통신부(177)를 포함하여 구성될 수 있다.
객체 판별부(171)는 PTZ 카메라(120)에서 획득된 영상 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 동적 객체의 종류를 판별하는 역할을 한다.
또한, 객체 판별부(171)는 동적 객체가 사람인 경우 마스크, 안전모 등의 특정 영역을 검출할 수 있다.
이상 상황 판단부(173)는 영상 데이터 및 소리 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 이상 상황 여부를 판단하는 역할을 한다.
예를 들어, 이상 상황 판단부(173)는 영상 데이터를 분석하여 사람의 쓰러짐, 싸움 또는 폭행의 발생, 외부 침입자의 침입 발생, 마스크 미착용, 안전모 미착용 등의 이상 상황 발생 여부를 판단할 수 있다.
이러한 분석을 위하여 이상 상황 판단부(173)는 각각의 이벤트에 대응되는 기준 데이터를 미리 데이터베이스화하여 구축하고 입력되는 데이터를 딥러닝 알고리즘을 이용하여 학습함으로써 이상 상황 발생 여부를 판단할 수 있다.
메타 데이터 생성부(175)는 객체 판별부(171)에서 판별된 동적 객체의 종류 및 감지 시간 정보와, 이상 상황 판단부(173)에서 판단된 이상 상황 정보를 포함하는 메타데이터를 생성하는 역할을 한다.
통신부(177)는 유무선 네트워크를 통하여 연결된 서버(200)와 데이터를 송수신하는 역할을 한다. 통신부(177)는 PTZ 카메라(120)에서 촬영된 영상 데이터, 마이크 모듈(140)에서 측정된 소리 데이터 및 메타데이터 생성부(175)가 생성한 메타데이터를 서버(200)로 전송할 수 있다.
상기와 같이 제어 모듈(170)은 동적 객체의 종류 등을 판별하고, 판별된 객체의 종류 및 감지 시간 정보, 녹음된 음성 데이터와, 이에 기반하여 생성된 이상 상황 발생 여부 등의 정보를 포함하는 메타데이터를 서버(200)로 전송함으로써 서버(200)에서 별도의 영상 및 음성 분석을 할 필요 없이 각각의 지능형 감시 카메라(100)에서 분석된 데이터를 전송함으로써 데이터 전송 효율 및 검색의 효율성을 극대화시킬 수 있다.
즉, 서버(200)에서는 각각의 지능형 감시 카메라(100)에서 전송된 메타데이터에 포함된 동적 객체의 종류, 동적 객체의 감지 시간 정보, 이상 상황의 종류 정보 등을 기초로 PTZ 카메라(120)에서 촬영된 영상 데이터에서 검색이 필요한 부분을 빠르게 확인할 수 있다.
저장부(180)는 PTZ 카메라(120)가 촬영한 영상 데이터, 라이다 센서 모듈(130)이 측정한 거리 데이터, 마이크 모듈(140)이 획득한 소리 데이터 및 제어 모듈(170)이 생성한 메타데이터 등을 저장하는 역할을 한다.
서버(200)는 통신부(210), 제어부(230) 및 저장부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
통신부(210)는 유무선 네트워크를 통하여 상기 통신부(177)와 데이터를 송수신하는 역할을 한다. 서버(200)는 통신부(210)를 통하여 영상데이터, 소리데이터 및 메타데이터를 수신할 수 있다.
제어부(230)는 상기 통신부(210)를 통하여 하나 이상의 지능형 감시 카메라(100)에서 수신된 데이터를 수신하고, 미리 설정된 알고리즘 또는 사용자의 제어 명령에 따라 지능형 감시 카메라(100)를 원격으로 제어할 수 있도록 구성된다.
실시예에 따라서는 제어부(230)는 네트워크로 연결되는 사용자 단말기 즉, 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰 등에 실시간으로 지능형 감시 카메라(100)의 영상데이터, 소리데이터 및 메타데이터 등의 데이터를 출력시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는 제어부(230)는 경찰서 및 소방서 등과 같은 공공기관의 서버와 네트워크로 연결되어 이상 상황 발생시 자동으로 이상 상황 정보를 전달하거나 자동으로 신고 접수를 수행하도록 구성될 수 있다.
저장부(250)는 통신부(210)를 통하여 지능형 감시 카메라(100)에서 수신되는 영상데이터, 소리데이터, 메타데이터 및 상기 제어부(230)의 제어 관련 데이터를 저장하는 역할을 한다.
일실시예에서 지능형 감시 카메라(100)에서 수집되는 영상데이터, 소리데이터 및 메타데이터는 상대적으로 용량이 작은 저장부(180)에 짧은 기간 동안 저장되고, 서버(200)의 저장부(250)에 긴 기간 동안 저장되도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 감시 카메라의 사시도이며, 도 3은 도 2의 지능형 감시 카메라의 측면도이며, 도 4는 도 2의 지능형 감시 카메라의 저면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 지능형 감시 카메라(100)의 구조 및 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
지능형 감시 카메라(100)의 메인 몸체부(110)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하측으로 갈수록 지름이 커지는 원통형 형태로 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면 원통형 형태의 메인 몸체부(110)의 하부면에는 메인 몸체부(100)에 대하여 팬 동작이 가능하도록 결합되는 회전프레임(121)이 배치된다.
회전프레임(121)은 원형판 형상으로 형성되어 메인 몸체부(100)의 하부면의 중심축을 기준으로 회전 가능하도록 구성된다.
회전프레임(121)에는 후술할 돔 유닛(125)을 지지하기 위한 한 쌍의 지지부(122)가 돌출 형성된다.
일면에 카메라 렌즈 모듈(126)이 설치되는 돔 유닛(125)은 상기 지지부(122)에 틸트 즉, 상하 각도조절이 가능하도록 결합된다.
돔 유닛(125)은 전체적으로 구형의 형상을 가지되, 카메라 렌즈 모듈(126)이 형성된 일면이 편평하게 깍인 형상을 가질 수 있다.
카메라 렌즈 모듈(126)이 형성된 일면에는 열화상 카메라 렌즈 모듈(127), 제1 라이다 센서 모듈(131) 및 발광 모듈(160)이 추가로 배치된다.
카메라 렌즈 모듈(126)은 지능형 감시 카메라(100)의 영상 촬영을 위한 카메라 렌즈를 포함하는 구성이며, 열화상 카메라 렌즈 모듈(127)은 동적 객체의 온도를 감지하는 역할을 한다.
열화상 카메라 렌즈 모듈(127)은 동적 객체가 사람인 경우 사람의 온도를 측정할 수 있으며, 이러한 온도 정보를 이용하여 제어 모듈(170)은 미리 설정된 기준 온도 이상인 경우 환자 발생으로 판단하여 스피커 모듈(150) 및 발광 모듈(160)을 통하여 알람 정보를 발생시킬 수 있다.
제1 라이다 센서 모듈(131)은 레이저 광을 조사하고 반사되는 레이저 광을 수신할 수 있도록 구성되어 객체와의 정밀한 거리 데이터를 획득하여 주변 환경을 스캔할 수 있다.
발광 모듈(160)는 LED 소자 등의 발광 소자로 구성될 수 있으며, 복수개로 구성될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 메인 몸체부(110)의 하부면의 테두리에는 메인 몸체부(110)에 대하여 중심축을 기준으로 회전 가능하도록 구성되는 회전링(115)이 배치된다.
회전링(115)에는 제2 라이다 센서 모듈(133)이 배치되며, 상기 회전링(115)의 회전 동작(팬)에 의해 제2 라이다 센서 모듈(133)은 메인 몸체부(110)에 대하여 팬 동작이 가능하다.
또한, 도면에 자세한 구성의 도시는 되지 않았지만, 제2 라이다 센서 모듈(133)은 회전링(115)에 대하여 틸트 동작이 가능하도록 결합될 수 있다.
상기와 같은 구성으로 제2 라이다 센서 모듈(133)은 메인 몸체부(110)에 대하여 팬 및 틸트 동작이 가능하도록 구성된다.
메인 몸체부(110)의 하부면 중 회전링(115) 및 회전프레임(121) 사이에는 마이크 모듈(140) 및 스피커 모듈(150)이 배치된다.
마이크 모듈(140)은 마이크로폰 센서를 포함하여 구성될 수 있으며, 음원의 방향을 검출할 수 있도록 복수개로 구성될 수 있다. 도 4에서는 마이크 모듈(140)이 4개로 구성된 실시예가 도시되었다.
스피커 모듈(150)은 제어 모듈(170)에 의해 미리 설정된 소리나 음성 등을 출력하는 역할을 하며, 복수 개로 구성될 수 있다.
도 4에서 마이크 모듈(140) 및 스피커 모듈(150)은 각각 4개로 구성되고 메인 몸체부(100)의 하부면에 설치된 것이 도시되었지만 메인 몸체부(100)의 측면 등 다른 위치에 설치될 수도 있으며 개수도 다르게 설정될 수도 있을 것이다.
도 3을 참조하면, 지능형 감시 카메라(120)가 일정 각도로 틸트된 상태에서 제1 감시 영역을 감시하는 상태를 확인할 수 있다.
이때, 돔 유닛(125)에 설치된 제1 라이다 센서 모듈(131)이 제1 감시 영역보다 더 넓은 감시 영역으로 감시하고, 마찬가지로 메인 몸체부(110)의 하부면에 설치된 제2 라이다 센서 모듈(133)이 제1 감시 영역보다 더 넓은 감시 영역으로 감시하게 된다.
이때, 제1 라이다 센서 모듈(131) 및 제2 라이다 센서 모듈(133)의 감시 영역은 상기 제1 감시 영역과 대비되도록 제2 감시 영역으로 지칭한다.
도 3에서 지능형 감시 카메라(120)의 제1 감시 영역은 실선으로 표시되어 있으며, 제1 라이다 센서 모듈(131) 및 제2 라이다 센서 모듈(133)의 감시 영역이 점선으로 표시되어 있다.
제1 라이다 센서 모듈(131) 및 제2 라이다 센서 모듈(133)의 감지 수평 각도는 약 110도 이상인데 이는 지능형 감시 카메라(120)의 카메라 렌즈 모듈(126)의 감지 수평 각도인 약 70 ~ 90도 보다 커서 더 넓은 커버리지를 갖는다.
제1 라이다 센서 모듈(131)은 카메라 렌즈 모듈(126)이 형성된 돔 유닛(125)의 일면에 형성되어 돔 유닛(125)의 팬 및 틸트 동작에 따라서 카메라 렌즈 모듈(126)과 같은 방향을 향하도록 배치되는데 이때, 카메라 렌즈 모듈(126)보다 더 넓은 영역을 감지함으로써 카메라 렌즈 모듈(126)에서 감지되지 않는 영역에 동적 객체가 감지되는 경우 카메라 렌즈 모듈(126)이 감지된 동적 객체를 향하도록 할 수 있다.
제2 라이다 센서 모듈(133)은 카메라 렌즈 모듈(126)이 향하는 방향과 반대의 쪽에 배치되도록 회전링(115)을 통하여 이동할 수 있다.
이렇게 제2 라이다 센서 모듈(133)이 배치되면 카메라 렌즈 모듈(126)이 감지하지 못하는 영역을 넓게 감지할 수 있다.
마찬가지로, 제2 라이다 센서 모듈(133)에서 동적 객체가 감지되면, 상기 설명한 바와 같이 제어 모듈(170)에 의하여 PTZ 카메라(120)를 팬, 틸트 및 줌 중 적어도 하나의 동작을 제어하여 카메라 렌즈 모듈(126)이 감지된 동적 객체를 향하도록 할 수 있다.
물론, 이는 일실시예에 따른 동작으로 제2 라이다 센서 모듈(133)은 디폴트 상태에서 회전링(115)을 통하여 계속적으로 회전하도록 구성될 수도 있으며, 상기 설명한 바와 같이 상기 PTZ 카메라(120)의 카메라 렌즈 모듈(126)의 방향과 상보적인 위치에 대응되는 영역을 커버하도록 팬 또는 틸트 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 지능형 감시 카메라의 제1 실시예에 따른 감시 동작을 설명하는 순서도이다.
먼저, PTZ 카메라(120)가 미리 설정된 제1 감시 영역을 감시한다(S510). 이때, PTZ 카메라(120)가 감시하는 제1 감시 영역은 돔 유닛(125)이 고정된 상태로 배치되어 카메라 렌즈 모듈(126)이 커버 가능한 감시 영역이거나 미리 설정된 범위로 돔 유닛(125)이 팬 또는 틸트하는 경우의 커버 가능한 감시 영역일 수 있다.
라이다 센서 모듈(130)은 제2 감시 영역을 감시한다(S520). 이때, 라이다 센서 모듈(130)의 제2 감시 영역은 제1 라이다 센서 모듈(131)의 감시 영역과 제2 라이다 센서 모듈(133)의 감시 영역을 모두 포함한다.
제어 모듈(170)은 라이다 센서 모듈(130)의 측정된 데이터를 기초로 감시 영역에 동적 객체가 감지되었는지를 판단한다(S530).
단계 S530에서 동적 객체가 감지되지 않았다고 판단되면 다시 단계 S510으로 돌아가 감시를 계속한다.
단계 S530에서 동적 객체가 감지되었다고 판단되면 제어 모듈(170)은 PTZ 카메라(120)의 팬, 틸트 및 줌 동작 중 적어도 하나의 동작을 제어하여 PTZ 카메라(120)가 감지한 동적 객체를 추종하도록 촬영 제어를 한다(S540).
이때, 야간이거나 악천후 등 객체 식별이 어려운 경우라도 판단되면 제어 모듈(170)은 발광 모듈(160)을 발광시켜 객체의 식별이 용이하도록 할 수 있다.
제어 모듈(170)은 상기 촬영을 통하여 PTZ 카메라(120) 및 라이다 센서 모듈(130)에서 측정된 데이터를 통하여 동적 객체의 종류 및 감지 시간 등에 대응되는 메타 데이터를 생성한다(S550).
예를 들어, 동적 객체의 종류가 사람이면 'person', 차량인 경우 'car' 이라는 메타데이터를 생성할 수 있으며, 상기 메타데이터에는 상기 동적 객체가 감지된 시간 정보가 병렬적으로 저장될 수 있다.
또한, 상기 동적 객체의 종류 및 감지 시간 외에 이벤트 정보가 메타데이터로 저장될 수도 있다. 예를 들어, 제어 모듈(170)은 사람이 쓰러진 경우로 판단되거나 괴한이 침입한 경우로 판단되는 등 위험 상황이라고 판단되는 경우 'danger' 또는 'invasion' 등의 메타데이터를 생성할 수 있다.
또한, 제어 모듈(170)은 상기 이벤트 감지에 있어 영상데이터나 거리데이터 분석 외에 마이크 모듈(140)에 의하여 감지되는 소리 데이터를 분석하여 사람의 비명 소리 등을 감지하여 수행하는 것도 가능하다.
다음 제어 모듈(170)은 상기 영상 데이터 및 메타 데이터를 서버(200)로 전송한다(S560).
도 6는 본 발명의 지능형 감시 카메라의 제2 실시예에 따른 감시 동작을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 지능형 감시 카메라(100)는 PTZ 카메라(120) 및 마이크 모듈(140)을 통하여 영상 데이터 및 소리 데이터를 수집한다(S610).
제어 모듈(170)은 상기 수집된 영상 데이터 및 소리 데이터를 분석하여 동적 객체를 감지한다(S620).
단계 S620에서 동적 객체가 감지되지 않는 경우 단계 S610으로 돌아가 다시 영상 데이터 및 소리 데이터를 수집한다.
단계 S620에서 동적 객체가 감지되면 제어 모듈(170)은 PTZ 카메라(120)를 제어하여 동적 객체를 추종하도록 촬영 제어를 한다(S630).
제어 모듈(170)은 PTZ 카메라(120)가 동적 객체를 추종하여 촬영을 수행하면서 획득된 영상데이터 및/또는 소리데이터를 기반으로 동적 객체를 인식하고 종류를 판별한다(S640).
또한, 제어 모듈(170)은 영상데이터 및/또는 소리데이터를 기반으로 이상 상황이 발생하였는지를 판단한다(S650).
예를 들어, 제어 모듈(170)은 영상 데이터를 기초로 동적 객체가 사람인 경우 쓰러짐, 싸움, 마스크 미착용, 안전모 미착용 등의 이상 상황을 판단할 수 있으며, 소리 데이터를 기초로 쓰러짐, 싸움, 폭행, 괴한 침입 등의 이상 상황을 판단할 수 있다.
단계 S650에서 이상 상황이 발생하였다고 판단되면, 제어 모듈(170)은 스피커 모듈(150) 및 발광 모듈(160)을 통하여 알람 소리 및 알람 조명 발생을 제어한다(S670).
예를 들어 제어 모듈(170)은 사람이 쓰러지는 등 위험 상황인 경우 PTZ 카메라(120)의 초점이 사람을 향하도록 제어하고, 발광 모듈(160)을 발광시키고, 스피커 모듈(150)을 통하여 주위에 구급활동을 요청하는 음성을 송출할 수 있다.
제어 모듈(170)은 동적 객체의 종류, 동적 객체의 감지 시간, 이상 상황 발행 여부, 이상 상황의 종류 등에 대응되는 정보를 포함하는 메타데이터를 생성할 수 있다(S680).
단계 S650에서 이상 상황이 발생하지 않았다고 판단되면 단계 S680으로 이동하고, 제어 모듈(170)은 이상 상황을 제외한 정보를 포함하는 메타 데이터를 생성할 수 있다.
제어 모듈(170)은 상기 수집된 영상 데이터와 생성된 메타 데이터를 네트워크를 통하여 서버(200)로 전송할 수 있다(690). 도 6의 단계 S690에서 영상 데이터만 표시되어 있지만 마이크 모듈(140)에서 수집된 소리데이터 또한 서버(200)로 전송될 수 있다.
도 7은 본 발명의 지능형 감시 카메라의 제3 실시예에 따른 감시 동작을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 지능형 감시 카메라(100)는 PTZ 카메라(120) 및 마이크 모듈(140)을 통하여 영상 데이터 및 소리 데이터를 수집한다(S710).
제어 모듈(170)은 상기 수집된 영상 데이터 및 소리 데이터를 분석하여 동적 객체를 감지한다(S720)
단계 S720에서 동적 객체가 감지되면 단계 S750으로 이동하여 제어 모듈(170)은 PTZ 카메라(120)가 객체 및/또는 음원을 추종할 수 있도록 제어한다.
단계 S720에서 동적 객체가 감지되지 않는 경우에는 제어 모듈(170)은 소리 데이터를 분석하여 이상 음원이 발생하였는지를 판단한다(S730).
단계 S730에서 이상 음원이 발생하지 않았다고 판단되면 다시 단계 S710으로 돌아가 영상 데이터 및 소리 데이터를 수집한다.
단계 S730에서 이상 음원이 발생하였다고 판단되면, 제어 모듈(170)은 복수의 마이크 모듈(140)을 이용하여 음원의 위치를 산출한다(S740). 이때, '음원의 위치'는 지능형 감시 카메라(100)를 기준으로 한 음원의 방향 정보 및/또는 음원의 좌표 정보를 포괄하는 용어이다.
단계 S740에서 음원의 위치가 산출되면 제어 모듈(170)은 PTZ 카메라(120)를 제어하여 음원을 추종하도록 촬영을 제어한다(S750).
다시 정리하면, 단계 S720에서 제어 모듈(170)이 영상 데이터를 이용하여 동적 객체를 감지하면 단계 S750으로 이동하여 제어 모듈(170)은 감지된 동적 객체를 추종하도록 PTZ 카메라(120)를 제어하고, 단계 S720에서 동적 객체가 감지되지 않았지만, 단계 S730에서 이상 음원이 발생하였다고 판단되면 음원의 위치를 산출하여 단계 S750에서 제어 모듈(170)은 감지된 음원의 위치를 추종하도록 PTZ 카메라(120)를 제어할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 본 발명의 지능형 감시 카메라(100)는 PTZ 카메라(120)에 동적 객체가 감지되지 않은 경우에도 음원의 방향을 향하도록 PTZ 카메라(120)를 움직이도록 제어하여 동적 객체를 보다 더 능동적이고 정확하게 감지할 수 있다.
다음 제어 모듈(170)은 동적 객체를 인식하고 종류를 판별하며(S760), 영상데이터 및 소리데이터를 기초로 이상 상황이 발생하였는지를 판단한다(S770).
단계 S770에서 이상 상황이 발생하였다고 판단되면. 제어 모듈(170)은 스피커 모듈(150) 및 발광 모듈(160)을 제어하여 알람 소리 및 알람 조명 발생을 제어하고(S780), 같은 방식으로 메타 데이터를 생성한다(S790).
단계 S770에서 이상 상황이 발생하지 않은 경우에는 단계 S790으로 이동하여 메타 데이터를 생성한다.
상기 도 5 내지 도 7의 실시예들에 따른 지능형 감시 카메라(100)의 감시 동작은 서로 배타적인 것이 아니며 각각의 실시예들의 감시 동작의 전체 또는 부분이 선택적으로 적용되거나 중복하여 적용되어 동작하는 것이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 지능형 감시 카메라 및 이를 이용한 지능형 감시 시스템은 상기와 같은 구성 및 동작으로 하나의 PTZ 카메라(120)를 이용하여 넓은 감시 영역을 효율적이로 정확하게 감시할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 지능형 감시 카메라 및 시스템은 영상데이터 뿐만 아니라 소리데이터를 활용하여 동적 객체를 인식하거나 이상 상황을 판단함으로써 동적 객체 인식 및 이상 상황 판단을 보다 더 정확하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 지능형 감시 카메라 및 시스템은 스피커 모듈(150) 및 발광 모듈(160)을 통하여 판단된 이상 상황에 따른 안내 정보 또는 알람 정보를 생성시킴으로써 수동적인 감시를 넘어서 능동적인 피드백을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 지능형 감시 카메라 및 시스템은 감지된 동적 객체의 종류, 감지 시간, 이상 상황 관련 정보를 포함하는 메타데이터를 추출하여 영상 및 소리 데이터와 함께 외부 서버로 전송함으로써 데이터 전송 및 검색의 효율성을 극대화시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 지능형 감시 카메라 110: 메인 몸체부
120: PTZ 카메라 121: 회전프레임
122: 지지부 125: 돔 유닛
126: 카메라 렌즈 모듈 127: 열화상 카메라 렌즈 모듈
130: 라이다 센서 모듈 131: 제1 라이다 센서 모듈
133: 제2 라이다 센서 모듈 140: 마이크 모듈
150: 스피커 모듈 160: 발광 모듈
170: 제어 모듈 171: 객체 판별부
173: 이상 상황 판단부 175: 메타데이터 생성부
177: 통신부 180: 저장부
200: 서버 210: 통신부
230: 제어부 250: 저장부

Claims (10)

  1. 메인 몸체부; 상기 메인 몸체부에 결합되어 팬(pan), 틸트(tilt) 및 줌(zoom) 동작이 가능하도록 구성되는 PTZ 카메라; 상기 메인 몸체부 또는 상기 PTZ 카메라에 결합되는 라이다 센서 모듈; 및 상기 PTZ 카메라 및 상기 라이다 센서 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함하고,
    상기 PTZ 카메라는 상기 메인 몸체부에 대하여 팬 동작이 가능하도록 결합되는 회전프레임 및 상기 회전프레임에 틸트 가능하도록 결합되고 일면에 카메라 렌즈 모듈 및 발광 모듈이 설치되는 돔 유닛을 포함하고,
    상기 라이다 센서 모듈은 상기 돔 유닛 중 상기 카메라 렌즈 모듈 및 상기 발광 모듈이 설치된 일면에 설치되는 제1 라이다 센서 모듈 및 상기 메인 몸체부에 설치되는 제2 라이다 센서 모듈을 포함하고,
    상기 제2 라이다 센서 모듈은 상기 메인 몸체부의 하부면의 테두리에 상기 메인 몸체부에 대하여 중심축을 기준으로 회전 가능하도록 구성되는 회전링에 설치되고,
    상기 제2 라이다 센서 모듈은 상기 카메라 렌즈 모듈이 향하는 방향과 반대의 쪽에 배치되도록 상기 회전링을 통하여 이동하도록 구성되고,
    상기 메인 몸체부의 하부면 중 상기 회전링 및 상기 회전프레임 사이에는 마이크로폰 센서를 포함하여 구성되어 음원의 방향을 검출하기 위한 복수개의 마이크 모듈과, 복수개의 스피커 모듈이 배치되고,
    상기 제어 모듈은,
    상기 카메라 렌즈 모듈로부터 수신된 영상 데이터를 기초로 동적 객체를 인식하고, 상기 동적 객체의 종류를 판별하며,
    상기 영상 데이터 및 상기 마이크 모듈로부터 수신된 소리 데이터를 기초로 이상 상황 발생 여부를 판단하고, 상기 소리 데이터를 기초로 음원의 위치 정보를 산출하고,
    이상 상황 발생시 상기 산출된 음원의 위치 정보를 향하도록 상기 PTZ 카메라의 팬, 틸트 및 줌 동작 중 하나 이상의 동작을 제어하고, 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 통하여 미리 설정된 알람 소리 및 알람 조명을 발생시키는 것을 특징으로 하는 지능형 감시 카메라.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 영상 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 동적 객체의 종류를 판별하는 객체 판별부;
    상기 영상 데이터 및 상기 소리 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 이상 상황 여부를 판단하는 이상 상황 판단부;
    상기 객체 판별부에서 판별된 동적 객체의 종류 및 감지 시간 정보와, 상기 이상 상황 판단부에서 판단된 이상 상황 정보를 포함하는 메타데이터를 생성하는 메타데이터 생성부; 및
    상기 영상 데이터 및 상기 메타데이터를 외부 서버로 전송하는 통신부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지능형 감시 카메라.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 발광 모듈은 상기 카메라 렌즈 모듈과 일체로 형성되고,
    상기 제어 모듈은 상기 카메라 렌즈 모듈이 상기 동적 객체를 촬영하도록 상기 감시 카메라의 팬, 틸트 및 줌 동작 중 하나 이상의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 감시 카메라.
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 객체 판별부는 상기 판별된 동적 객체가 사람인 경우 안전모 또는 마스크 착용 여부를 검출하고,
    상기 제어 모듈은 상기 객체 판별부가 안전모 또는 마스크 미착용으로 검출한 경우 상기 스피커 모듈을 통하여 경고 방송을 송출하는 것을 특징으로 하는 지능형 감시 카메라.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 카메라 렌즈 모듈은 열화상 카메라 렌즈 모듈을 더 포함하여 구성되고,
    상기 제어 모듈은 상기 동적 객체가 사람인 경우 상기 열화상 카메라 렌즈 모듈에 의해서 감지된 상기 동적 객체의 온도가 미리 설정된 온도 이상인 경우 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 통하여 미리 설정된 알람 소리 및 알람 조명을 발생시키는 것을 특징으로 하는 지능형 감시 카메라.
  8. 영상 감시를 위한 지능형 감시 카메라; 및
    상기 감시 카메라와 네트워크로 연결되는 서버를 포함하고,
    상기 지능형 감시 카메라는, 메인 몸체부; 상기 메인 몸체부에 결합되어 팬(pan), 틸트(tilt) 및 줌(zoom) 동작이 가능하도록 구성되는 PTZ 카메라; 상기 메인 몸체부 또는 상기 PTZ 카메라에 결합되는 라이다 센서 모듈; 및 상기 PTZ 카메라 및 상기 라이다 센서 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함하고,
    상기 PTZ 카메라는 상기 메인 몸체부에 대하여 팬 동작이 가능하도록 결합되는 회전프레임 및 상기 회전프레임에 틸트 가능하도록 결합되고 일면에 카메라 렌즈 모듈 및 발광 모듈이 설치되는 돔 유닛을 포함하고,
    상기 라이다 센서 모듈은 상기 돔 유닛 중 상기 카메라 렌즈 모듈 및 상기 발광 모듈이 설치된 일면에 설치되는 제1 라이다 센서 모듈 및 상기 메인 몸체부에 설치되는 제2 라이다 센서 모듈을 포함하고,
    상기 제2 라이다 센서 모듈은 상기 메인 몸체부의 하부면의 테두리에 상기 메인 몸체부에 대하여 중심축을 기준으로 회전 가능하도록 구성되는 회전링에 설치되고,
    상기 제2 라이다 센서 모듈은 상기 카메라 렌즈 모듈이 향하는 방향과 반대의 쪽에 배치되도록 상기 회전링을 통하여 이동하도록 구성되고,
    상기 메인 몸체부의 하부면 중 상기 회전링 및 상기 회전프레임 사이에는 마이크로폰 센서를 포함하여 구성되어 음원의 방향을 검출하기 위한 복수개의 마이크 모듈과, 복수개의 스피커 모듈이 배치되고,
    상기 제어 모듈은,
    상기 카메라 렌즈 모듈로부터 수신된 영상 데이터를 기초로 동적 객체를 인식하고, 상기 동적 객체의 종류를 판별하며,
    상기 영상 데이터 및 상기 마이크 모듈로부터 수신된 소리 데이터를 기초로 이상 상황 발생 여부를 판단하고, 상기 소리 데이터를 기초로 음원의 위치 정보를 산출하고,
    이상 상황 발생시 상기 산출된 음원의 위치 정보를 향하도록 상기 PTZ 카메라의 팬, 틸트 및 줌 동작 중 하나 이상의 동작을 제어하고, 상기 스피커 모듈 및 상기 발광 모듈을 통하여 미리 설정된 알람 소리 및 알람 조명을 발생시키는 것을 특징으로 하는 지능형 영상 감시 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 영상 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 동적 객체의 종류를 판별하는 객체 판별부;
    상기 영상 데이터 및 상기 소리 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 이상 상황 여부를 판단하는 이상 상황 판단부;
    상기 객체 판별부에서 판별된 동적 객체의 종류 및 감지 시간 정보와, 상기 이상 상황 판단부에서 판단된 이상 상황 정보를 포함하는 메타데이터를 생성하는 메타데이터 생성부; 및
    상기 영상 데이터 및 상기 메타데이터를 상기 서버로 전송하는 통신부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지능형 영상 감시 시스템.
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