KR102516839B1 - 누액감지 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 누액감지 시스템 및 방법에 관한 것이다. 개시된 누액감지 시스템 및 방법은, 영상감지를 통한 누액감지 시스템에 있어서, 누액감지가 필요한 부위의 이미지를 실시간으로 감지하는 하나 이상의 촬영장치 및 상기 촬영장치와 유무선으로 연결하여, 상기 촬영장치를 제어하고, 상기 촬영장치에서 촬영된 영상신호를 수신하여 영상분석을 통하여 누액여부를 실시간으로 감시하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 누액감지 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 이미지센서의 영상정보를 실시간 처리하여 누액여부를 고속으로 정확하게 감지할 수 있고, 관찰 대상의 물리적 변화 및 이상 징후를 감지할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명에 의하면, 이미지센서의 영상정보를 실시간 처리하여 누액여부를 고속으로 정확하게 감지할 수 있고, 관찰 대상의 물리적 변화 및 이상 징후를 감지할 수 있다는 이점이 있다.
Description
본 발명은 누액감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실시간 감시 영상 스트리밍과, 1 내지 N개의 카메라의 동시 감시가 가능하며, 촬영 가능 영역 모두에서 정확한 감시가 가능하도록 하는 실시간 이미지 변화 측정을 이용한 누액감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
다양한 액체, 가스의 원하지 않는 누출로 야기할 수 있는 손실 및 피해의정도는 그 규모가 상상 이상의 양태를 보여주는 현실이다. 그것의 직간접적 피해는 물론 생산중단, 사무업무단절, 신뢰도 실추, 자료손실, 시간손실, 청소비용 부담은 물론 인명 및 자산에도 심한 피해를 줄 수 있다.
특히, 황화수소, 일산화탄소 등 유해성·폭발성을 지닌 가스 누출은 신속하게 감지하여 산업 현장의 재해 발생을 사전에 예방하는 것이 필수적이다.
따라서, 일반적으로 반도체, LCD 생산공장, 정유공장, 제약공장, 약품공장, 플랜트시설 등과 같이 약액 탱크의 누액 감시가 필요한 장소에서는 각종 감지 센서를 설치하여 감지되는 경우에 이를 이상 관리자에게 보고하거나, 또는 경광등 과 부저 등을 통해 누액을 감시할 수 있도록 하는 일련의 보안 감시 시스템을 구축하고 있다.
또한, 이러한 누액으로 인한 피해를 최소화 하기 위하여 누액이 발생하였을 때 위험을 신속하게 감지하여, 누액지점을 표시하거나 경보를 발생하는 기술 및 제품이 소개되고 있다.
누액 센싱방식은 누액감지 필름센서를 통한 감지, 케이블 센서를 통한 감지, 도료의 색상변화를 통한 감지 등이 있으며, 최근에는 카메라 영상을 통한 누수 탐지 기술이 소개된 바 있다.
하지만, 종래 기술에 의한 누액감지 기술은 정확한 감시가 어렵고 누액이 예상되는 위치에 설치 한 고정된 센서를 사용 하기 때문에 지정된 위치만 감시하는 것이 가능할 뿐이다.
또한, 종래의 기술은 분광학적 기법에 의해 단순히 색상의 변화를 감지하는 정도이나, 실제 환경에서 고속으로 주변 조명상황과 기구적으로 미세한 이격에도 불구하고 오차없이 감지하는 것은 불가능하였다.
이에, 본 발명에서는, 전술한 기술적 제약을 해소시킬 수 있는 누액감지 시스템 및 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 이미지센서의 영상정보를 실시간 처리하여 누액여부를 고속으로 정확하게 감지할 수 있는 누액감지 시스템 및 방법을 제공하는데 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 단순한 색상의 감지를 통한 누액 이상 징후의 감지를 뛰어넘어 관찰 대상의 물리적 변화 및 이상 징후를 감지할 수 있는 누액감지 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상은, 영상감지를 통한 누액감지 시스템에 있어서, 누액감지가 필요한 부위의 이미지를 실시간으로 감지하는 하나 이상의 촬영장치; 및 상기 촬영장치와 유무선으로 연결하여, 상기 촬영장치를 제어하고, 상기 촬영장치에서 촬영된 영상신호를 수신하여 영상분석을 통하여 누액여부를 실시간으로 감시하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 누액감지 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 누액감지 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 일 양상은, 영상감지를 통한 누액감지 방법에 있어서, 촬영장치에서 실시간으로 영상을 획득한 영상을 관리서버가 수신하는 단계; 상기 관리서버가 상기 수신된 영상을 분석하여, 물체의 누액 여부를 판단하는 단계; 및 상기 관리서버가 누액으로 판단한 경우 누액 경보를 표시부를 통하여 물체의 누액을 알림하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누액감지 방법을 제공한다.
본 발명의 누액감지 시스템 및 방법에 의하면, 이미지센서의 영상정보를 실시간 처리하여 누액여부를 고속으로 정확하게 감지할 수 있는 누액감지 시스템 및 방법을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 단순한 색상의 감지를 통한 누액 이상 징후의 감지를 뛰어넘어 관찰 대상의 물리적 변화 및 이상 징후를 감지할 수 있는 누액감지 시스템 및 방법을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액감지시스템의 전체구성을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리서버의 구성을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관리서버의 제어부의 구성을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시영역에 설치된 촬영장치의 배치도와 촬영가능 영역을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 1안 카메라를 가지는 촬영장치의 구성을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2안 카메라를 가지는 촬영장치의 구성을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서 보드의 블록 다이어그램을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액감지 시스템의 동작 방법을 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 데이터 비교 연산블록을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카운터의 구성을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카운터의 구성을 예시한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카운터의 동작을 예시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 레지스터의 구성을 예시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작영역의 설정을 예시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 임계값의 설정을 예시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영 원리를 예시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영을 통한 등고선 높이 표시를 예시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영을 통한 비정상 상태 감지상황을 예시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영을 통한 정보가 처리되는 단계를 예시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 대의 카메라를 연동한 피사체의 촬영을 예시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액감지 시스템 및 방법을 예시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액감지시스템의 전체구성을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리서버의 구성을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관리서버의 제어부의 구성을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시영역에 설치된 촬영장치의 배치도와 촬영가능 영역을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 1안 카메라를 가지는 촬영장치의 구성을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2안 카메라를 가지는 촬영장치의 구성을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서 보드의 블록 다이어그램을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액감지 시스템의 동작 방법을 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 데이터 비교 연산블록을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카운터의 구성을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카운터의 구성을 예시한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카운터의 동작을 예시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 레지스터의 구성을 예시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작영역의 설정을 예시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 임계값의 설정을 예시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영 원리를 예시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영을 통한 등고선 높이 표시를 예시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영을 통한 비정상 상태 감지상황을 예시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영을 통한 정보가 처리되는 단계를 예시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 대의 카메라를 연동한 피사체의 촬영을 예시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액감지 시스템 및 방법을 예시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 도면의 각 구성부들은 누액감지 시스템에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액감지시스템의 전체구성을 예시한 도면이다.
촬영장치(100)는 누액감지가 필요한 부위(탱크, 배관 등)의 상태의 이미지를 실시간으로 감지하는 영상획득 장치로서, 유무선 카메라, 적외선 카메라 등일 수 있다. 촬영장치(100)는 다수의 감지부위에 설치된 N개의 카메라(101 내지 10N) 들을 포함할 수 있다.
관리서버(200)는 촬영장치(100)와 유무선으로 연결하여, 촬영장치(100)를 제어하고, 촬영장치(100)에서 촬영된 영상신호를 수신하여 영상분석을 통하여 누액여부를 실시간으로 감시한다.
촬영장치(100)와 관리서버(200) 간에는 유무선 통신으로 접속되며, 이는 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), LTE(Long Term Evolution), 5G 등의 이동통신망은 물론, 인터넷과 같은 글로벌 공공 통신 네트워크(Global Public Communication Network), WAN(wide area network), LAN(local area network), 인트라넷 또는 그 명칭 여부에 불구하고 향후 구현될 어떠한 형태의 네트워크일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리서버의 구성을 예시한 도면이다.
도 2의 관리 서버(200)는 촬영장치(100)와의 통신을 위한 제1인터페이스부(201)와, 물체의 이미지 정보 등을 저장하는 저장부(203)와, 영상 및 기타 알림 메시지를 표시하는 표시부(205)와, 사용자 또는 관리자로부터의 명령을 입력받는 입력부(207)와, 관리 서버(200)의 전체적인 제어 과정을 제어하는 제어부(209)를 포함한다.
다만, 각 구성요소들에 전원을 공급하는 전원 공급부가 구비되나, 본 발명이 속하는 당업자들에게는 당연히 인식되는 정도에 불과하므로, 그 설명을 생략한다.
제1인터페이스부(201)는 촬영장치(100)와의 통신을 통하여, 영상 신호를 수신하기 위한 장치이다. 제1인터페이스부(201)는 유선 및 무선 통신이 가능하도록 하는 장치로 인식되어야 하며, 필요한 경우, 수신된 영상 신호의 패킷 포맷을 변환하는 동작을 수행할 수도 있다. 예를 들면, 시리얼 출력 신호 RS-232, RS-422 등을 표준 랜(LAN) 신호로 변환할 수도 있다. 제1인터페이스부(201)는 수신된 영상 신호를 제어부(209)에 인가한다.
제2인터페이스부(211)는 영상 촬영 장치의 이미지 변화를 측정하여 이에 대한 제어 신호를 제어부(209)로부터 수신하여, 전송한다. 아울러, 제2인터페이스부(211)는 촬영장치(100)에 의해 획득된 영상 신호를 수신하여, 제어부(209)에 인가한다. 제2인터페이스부(211)는 유선 및 무선 통신이 가능하도록 하는 장치로 인식되어야 하며, 필요한 경우, 수신된 감지 신호의 패킷 포맷을 변환하는 동작을 수행할 수도 있다.
저장부(203)는 영상장치(100)에서 획득된 영상 이미지 정보를 저장한다.
또한, 저장부(203)는 제어부(209)에 의해 결정된 물체의 이미지 정보를 저장한다. 이 이미지 정보는 예를 들면, 촬영장치(100) 하나 이상을 저장 시킬수 있다.
또한, 저장부(203)는 촬영장치(100) 각각의 촬영 가능 영역에 대한 정보를 저장한다. 이 정보는 각 촬영장치(100)가 촬영할 수 있는 모든 영역에 대한 정보이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관리서버의 제어부의 구성을 예시한 도면이다.
제어부(209)는 제1 및 제2인터페이스부(201, 211), 저장부(203) 및 입력부(207)로부터의 신호, 데이터 또는 정보를 획득하는 관리모듈(209a)과, 관리 모듈(209a)로부터 신호, 데이터 또는 정보를 전송받아, 기저장된 복수의 처리 프로세스들 중에서 하나의 처리 프로세스가 처리하도록 하는 처리모듈(209b)를 포함한다.
관리모듈(209a)은 신호, 데이터 또는 정보의 처리를 수행하지 않고, 수신 및 처리모듈(209b)로의 전송을 수행하며, 처리모듈(209b)로부터의 결과 데이터 또는 제어 신호를 수신하여, 그에 대응하는 장치로 전송되도록 한다.
처리모듈(209b)은 신호, 데이터 또는 정보를 관리모듈(209a)로부터 수신하여 처리하고, 그에 따른 결과 데이터 또는 제어 신호를 생성하여, 관리모듈(209a)로 전송한다. 처리모듈(209b)은 신호, 데이터 또는 정보를 처리하는 복수개의 처리 프로세스를 저장하여, 수신되는 신호, 데이터 또는 정보가 하나의 처리 프로세스에 의해서 처리되도록 하며, 그 결과에 따른 결과 데이터의 생성 또는 제어 신호를 생성한다. 이에 따라, 복수의 처리 프로세스가 각각의 신호 데이터 또는 정보를 수신하는 순서에 따라 처리할 수 있다. 여기서의 처리 프로세스는 물체의 영상에 의한 분석처리, 이에 따른 누 액 판정 등을 처리하는 개별 프로그램으로 이해될 수 있다.
제어부(209)는 관리 모듈(209a)와, 처리 모듈(209b)의 구조에 의해, 다수의 신호, 데이터 또는 정보를 수신된 순서에 따라 처리하게 되어, 다수의 촬영장치(100)로부터의 신호, 데이터 및 정보를 신속하게 처리할 수 있게 되어, 다수의 촬영장치(100)의 영상 이미지 처리가 가능하게 된다. 이러한 처리 과정에 의해, 본 발명에서 는 예를 들면 16개의 카메라로 구성된 촬영장치(100)로부터의 감시 영상 스트리밍 처리와, 16개의 카메라의 동시 영상 이미지 처리가 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시영역에 서리된 촬영장치의 배치도와 촬영가능 영역을 예시한 도면이다.
도 4는 감시 영역에 설치된 카메라의 개략 배치도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 감시 영역(WS)에는 예를 들어 촬영장치(100)중 하나인 촬영장치(101)가 장착된다. 저장부(203)에는, 촬영장치(101)의 영상이미지 정보가 저장된다. 이때 촬영장치(101)에 대한 정보를 포함한다.
사각 영역(B)는 촬영장치(101)에 의해 촬영이 불가능한 부분에 해당되며, 촬영 가능한 영역(M)은 촬영장치(101)가 와이드 기능 등에 의해 촬영이 가능한 영역에 해당되며, 영역(V)는 현재의 촬영장치(101)가 촬영하는 영역에 해당된다. 즉, 촬영 가능한 영역(M)은 항상 영역(V)를 포함하게 된다.
촬영장치(101)는 동작 중에, 기설정된 위치(또는 방향)의 영상을 획득하게 되며, 예를 들면 영역(V)와 같은 초기 위치에 머무르게 된다.
제어부(209)는 물체의 상대적인 위치 또는 좌표를 산정하여, 예를 들면 촬영장치(101)의 촬영 가능한 영역에 해당하는지를 판단할 수 있다. 촬영장치(101)의 위치가 기준(또는 원점)이 되어, 각 영역이 구별될 수 있다.
제어부(209)는 촬영장치(101)의 영상을 획득하게 한다.
촬영장치(100)의 구성은 도 5에서 단순히 색상의 변화만을 감지하기 위한 1안(1-eye) 카메라를 가지는 경우와 도 6에서 입체 촬영이 가능한 2안(2-eye) 카메라로 구분하여 구성과 그 기능적 특징을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 1안 카메라를 가지는 촬영장치의 구성을 예시한 도면이다.
입체 촬영을 구현하기 위한 이미지 센서의 구조와 영상 정보의 실시간 처리를 위한 이미지 프로세싱 블록(FPGA 블록)의 차이를 제외하고는 두가지 카메라의 하드웨어 구성은 크게 다르지 않다.
종래기술에 의한 오염 상태를 감지하기 위해 화확적 변화에 따른 도료의 색상 변화를 감지하는 것은 분광학적 기법에 의해 단순히 색상의 변화를 감지하는 것에 비해, 본 발명의 일실시예는 피사체에 도포된 특수도료의 색상변화를 감지하여 고속으로 입력되는 이미지 센서의 영상 정보를 실시간 처리해서 전체 화면의 변화를 관찰하는 통계학적 기법으로 이상의 징후를 판단하는 것이 가장 큰 기술적 차이이다.
이를 구현하기 위해서는 영상의 이미지 픽셀 단위를 실시간 처리할 수 있는 하드웨어 구성과 획득한 영상 정보를 빠르게 계산할 수 있는 고성능 프로세서가 촬영장치(100)에 내장되어 있어야 한다
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2안 카메라를 가지는 촬영장치의 구성을 예시한 도면이다.
단순한 색상의 감지를 통한 이상 징후의 감지를 뛰어 넘어 관찰 대상의 물리적 변화 및 이상 징후를 감지하는 기능의 구현을 입체 촬영 기법을 통해 구현하는 것도 도 3에서 도시한 2안 카메라 촬영장치(100)의 중요한 특징이다.
입체 촬영 기법은 사람의 눈의 구조와 흡사한 광학적 특징을 구현하여 센서에서 획득한 영상간의 차이를 통해 거리 및 높이 등을 감지하는 기법을 말하는 것으로서 같은 피사체를 촬영했을때 이미지 센서상 상이 감지되는 물리적인 픽셀간 거리를 판단하여 피사체가 어느정도의 변위에 있는지를 판단할 수 있는 촬영 기법이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서 보드의 블록 다이어그램을 예시한 도면이다.
도 7은는 도 5 및 도 6에 도시된 촬영장치(100)의 이미지 프로세싱 블록(FPGA) 및 주변 기능 블록들 연결관계를 보다 구체적으로 도시한 블록 다이어 그램이다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 각 촬영장치(100)마다 이러한 영상 처리 블록을 구비하고 누액 탐지 및 경보를 신속히 실행함으로써, 중앙 서버와의 통신망 연결이 불안정한 경우에도 누액에 의한 피해를 최소화하는 것이 가능하다. 즉, 각각의 촬영장치(100)에는 시각적, 청각적 경보장치(미도시, 예컨대 경고등, 사이렌 등)가 구비되어 있어,서버(200)과의 통신망이 불안정한 경우에도 촬영장치(100) 자체적으로 누액을 판정할 경우 경보장치를 동작시킴으로써, 유해한 물질이 유출되었을 경우에 신속한 경보가 가능한 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액감지 시스템의 동작 방법을 예시한 도면이다.
이하, 촬영장치(100)을 중심으로 한 누액감지 시스템의 동작 방식에 대하여 설명하도록 한다.
촬영장치(100)는 내장된 기준영상 정보를 기초 정보로 색상 변화 및 외형의 변형을 감지하는 동작을 수행함으로써 시스템의 이상 유무를 판단하는 동작을 수행한다. 1안 및 2안 촬영장치(100)는 기본적으로 피사체에 도포된 특수 도료의 색상 변화를 감지하는 기능은 공통으로 수행한다.
촬영장치(100)는 전원이 인가되고 나서 기준 데이터 메모리 무결성 검사/ 네트워크 상태 점검/ 기준 데이터 업데이트 주기 확인 / LED 조명 확인 등의 일련의 동작을 점검한다.
본 명세서에서 기준 데이터라고 함은 촬영장치(100)가 관찰하게 되는 피사체의 정상적 상태의 이미지를 비압축 무손실 방식 등으로 저장한 데이터이다. 기준 데이터는 단순한 영상정보로 저장하는 것이 아니라 일정 단위로 분리해서 데이타 베이스 형태로 저장해둔 정보로서 일정 블록단위로 저장되어 각 데이터 블록마다 오류체크를 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check) 데이터가 함께 저장된다.
저장매체는 동일한 보드에 위치한 Serial EEPROM 등으로서 프로세서에 의해 관리되는 저장 공간이다.
시스템이 감지 모드로 동작될때 마이크로 프로세서는 Serial EEPROM에 일정 블록 단위로 저장된 기준 데이터를 읽어들여 무결성을 검사하고 고속 비디오 메모리에 순차적으로 저장하고나면 비로서 영상 정보를 기반으로 하는 감지 카메라의 동작 준비가 완료되는 것이다. 이때 사용되는 고속 비디오 메모리는 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 구현되는 방식이 일반적이나 구현 비용의 절감 등을 목적으로 경우에 따라서는 FPGA에 의해 관리되는 고속의 외장 외부 비디오 메모리가 그 역할을 대신할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 데이터 비교 연산블록을 예시한 도면이다.
이미지 데이터 비교연산 블록도를 보면 이미지 프로세싱 블록(FPGA)의 내외부에 형성되는 기능블록을 볼 수 있다. 도 9의 비교연산 블록은 기본 기능을 구현하는 블록을 형상화 한것으로서 3차원 구조 변동 비교 연산에서도 거의 동일한 구조의 블록이 다수 배치되어, 저장된 이미지 데이터와 입력되는 실시간 영상 데이터를 비교 연산하여 피사체의 이상 유무를 감지하는 기능을 수행하게 된다.
도 9의 비교연산 블록도는 기본적으로 픽셀단위(Pixel-by-pixel) 연산을 수행하는 구조로서 영상의 색상 구조, 위치 등의 변환에 대해 차이가 발생한 것을 감지하는 기능을 수행하기 위한 기능블록으로서 내장된 기준 데이터와 입력되는 영상 데이터간의 차이가 얼마나 있는지의 여부와 그 차이가 어느정도 지속되는지의 여부에 따라 이상 유무를 판단하게 된다.
단, 동작중 촬영장치(100)의 조명 상황과 기구적으로 미세한 이격 등에 의해서도 변화가 감지되어 비정상 상태로 인식이 될 수도 있기 때문에, 관리자 혹은 관리서버(200)의 신호에 의해 또는 설정된 기준에 따라 영상 기준 데이터를 현재 상황에 맞게 업데이트 하는 기능을 제공할 수 있다.
즉, 정상상태 임에도 영상의 차이로 인해 비정상적인 상태로 보고되는 것을 수정하기 위해 현재의 입력되는 영상을 기준 영상데이터로 업데이트 하는 것이 가능하다.
이것은 현재 입력되는 영상을 비디오 버퍼 메모리에 저장한 후, 마이크로 프로세서에 의해 Serial EEPROM 메모리 영역으로 저장하는 동작을 통해 수행이 가능하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카운터의 구성을 예시한 도면이다.
이미지 프로세싱 블록(FPGA) 내부에 색변화가 감지되면 픽셀 단위로 입력된 영상 전체를 자동적으로 파악하여 변화 정도를 수치값으로 표현하기 위해 스마트 카운터라고 하는 기능성 카운터 블록을 형성할 수 있다.
스마트 카운터는 입력된 저장된 기준 영상정보와 입력되는 실시간 영상 정보를 픽셀(Pixel) 단위로 비교하여 지정된 차이 이상의 변화값을 가산(Count-up)하는 기능을 수행하는 지능형 카운터로서, 몇개의 설정값 레지스터와 동작의 제어를 담당하는 상태머신블록(State machine block)이 하나의 기능 블록으로 묶여 있는 기본 기능 블록이다.
스마트 카운터는 조건에 따라 또는 운영 설정에 따라 하나 또는 다수가 동시에 운영될 수 있다. 이미지 프로세싱 블록(FPGA)의 내부에는 필요한 수 만큼 설치하여 가동될 수 있는데 이들 카운터의 결과 값을 마이크로 프로세서에서 손쉽게 참조할 수 있도록 카운터 레지스터는 마이크로 프로세서의 로컬 버스의 한 메모리 영역처럼 운영 된다.
즉, 결과값을 저장하는 출력 레지스터의 크기가 32비트 이므로 4개의 바이트로 구분하여 프로세서의 메모리 주소 영역의 한 부분의 연속된 주소 영역의 외장 메모리처럼 프로세서가 접근할 수 있도록 설계된다. 또한, 스마트 카운터 동작 방식을 결정하는 설정(Configuration) 레지스터 및 범위 설정 레지스터도 각각 바이트 단위로 주소가 할당되어 마이크로 프로세서가 임의로 접근하여 정보를 기입 및 참조 할 수 있도록 설계한다.
스마트 카운터의 제어를 위한 핵심 컨트롤 역할은 FSM(Finite State Machine)에 의하여 수행된다. FSM은 클럭 타이밍에 따라 입력 정보를 기반으로 제어 정보를 출력하는 형태이므로 고속의 픽셀 단위의 처리를 위해 이미지 센서의 기본 구동 클럭(Pixel clock)과 동기한 클럭을 제어 클럭으로 사용한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카운터의 구성을 예시한 블록도이다.
도료의 색상 변화 감지 기능은 이미지 프로세싱 블록(FPGA)의 내부에 구성된 스마트 카운터 블록을 통해 구성되는 통계 엔진에 의해 구현된다. 스마트 카운터라 함은 입력되는 픽셀 데이터가 자신이 담당하고 있는 영역, 조건에 맞는 정보일때만 조건에 따라 부합하는지의 여부를 판단하여 조건에 맞는 입력일 경우에만 가산 연산을 수행하는 카운터로서 영상에 대한 특정 조건의 통계를 수행하는데 핵심적인 기능 블록역할을 수행하는 기능 블록을 말하는 것이다.
이미지 프로세싱 블록(FPGA) 내부에는 이러한 스마트 카운터를 필요한 만큼 충분히 설치하여 입력되는 영상 전반에 대해 실시간으로 통계 정보를 획득하게 되고 하나의 전체 영상의 통계 조사가 완료되면 마이크로 프로세서에 의해 이들 통계 값을 기반으로 관찰 영역의 이상 유무를 판단하게 하는 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카운터의 동작을 예시한 도면이다.
각 카운터에는 특정 영역을 지정하는 범위 지정 레지스터와 색상 변위의 임계값 지정 레지스터가 하나씩 지정된다. 이는 해당 카운터가 지정한 범위와 조건에 부합하는지의 여부를 먼저 판단하여 자신이 동작하기 위한 조건에 맞는 경우에 한해 입력된 픽셀 정보를 설정된 임계값(Threshold)과 비교하여 임계값을 넘게되면 카운터의 값을 증가시킨다.
이 임계값은 하나만 설정될 수도 있고 상하 경계값을 지정한 범주로 설정도 가능하다. 즉 임계값 이상 또는 이하의 조건 이외에도 특정 범주의 내외를 지정하는 것이 가능하다.
이러한 조건에 따라 해당 영상으로 취득되는 도료의 색상 변화를 다양한 통계값으로 표현하여 마이크로 프로세서가 색상의 변위를 판단하기 위한 정확하고 다양한 자료를 제공해 줄 수있게 되는 것이다.
영상 데이터는 수많은 작은 센서들의 배열으로 구성되어 각 센서의 값을 고속으로 출력하는 구조이기 때문에 잡음 성분이 적지 않게 섞이게 된다. 특히 색상의 변화를 감지하는 것을 목표로 하는 본 발명의 실시예에서는 전기적인 잡음 성분 이외에도 조명의 상황등의 광학적인 특성에 따라서도 적지 않은 잡음의 영향을 받게 된다.
이를 해결하기 위해서 2차원 필터링 등의 디지털 시그널 프로세싱 기법을 동원하여 해소하는 방법이 일반적으로 사용되고 있으나 이는 고속 대용량의 메모리가 요구되는 등 시스템 구현에 적지않은 부담이 되기 때문에 본 발명의 실시예에서는 이를 해소하기 위한 기능적 방안을 제시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 레지스터의 구성을 예시한 도면이다.
잡음성분에 대한 첫번째 해소방안은 적절한 수준의 양자화를 통한 잡음문제의 해소방안이다. 가장 단순한 양자화 처리는 픽셀데이터의 해상도를 낮추는 방안이다. 즉, 현재 RGB 각 12비트까지 해상도를 제공하고 있는 센서의 영상 출력값을 상위 8비트 또는 그 이상으로 데이터의 해상도를 줄이게 되면 잡음성분이 줄어들게 된다.
예를 들어, 마스크 레지스터를 이용하여 변위를 계산할때 상위 비트들만 연산에 적용이 될 수 있는 마스크 레지스터를 스마트 카운터의 내부에 설치하여 일정 수준이하의 색차는 무시할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 동작영역의 설정을 예시한 도면이다.
이미지 프로세싱 블록(FPGA)가 충분히 큰 로직 블록을 수용할 수 있는 경우, 다수의 스마트 카운터를 구현하여 보다 정밀하고 다양한 기능의 구현이 가능하다.
특히 스마트 카운터를 전체 이미지 영역을 구분하여 각 스마트 카운터가 물리적으로 특정 영역을 할당 하여 해당 영역에 대해서만 동작 할 수 있도록 설정이 가능한다. 이것은 해당 영상에 조명의 반사로 인한 휘도 포화(Luminance exceeding) 현상이나, 반대로 부식이나 녹 등에 의한 조도저하로 인해 영상의 판단에 부정적 영향을 미치는 것을 제한할 수 있는 대안이 된다.
스마트 카운터의 내부에 특정 비트(예컨대 16 비트) 크기의 픽셀클럭과 동기한 픽셀 카운터와 수평라인 신호에 동기한 라인(Line) 카운터가 동작하는 경우, 이는 현재 출력되는 픽셀의 물리적 위치를 판단하기 위한 카운터로서 이 정보를 기반으로 현재 픽셀의 물리적 위치를 판단할 수 있다.
이와 같이 각 스마트 카운터에 해당 영역을 할당하고 각 영역마다 기준값을 다르게 설정하거나 아예 전체 통계에서 제외하는 방법을 사용하게 되면 해당 영상의 특정 상황에 따른 이상 유무 판단 정확도의 저하를 피할 수 있는 방안이 된다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 임계값의 설정을 예시한 도면이다.
8비트 계조의 RGB 값으로 입력되는 픽셀에 대해 스마트 카운터는 입력값에 가중치를 더하거나 뺄 수 있는 정보를 담고 있다. 이는 광학적인 특성을 보강하기 위한 방법으로서 설치된 곳이 광학적인 외란이 심한 경우나 레이저 조명 등과 같이 특정 값에 대해 광학적인 편중 현상이 존재하는 경우를 대응하기 위해 해당 영역에서의 편중값을 설정할 수 있도록 설계되어 있다.
또한 픽셀 값에 반응하여 설정된 값을 초과 또는 미달하는 범주를 설정하여 이 범주를 임계값의 상한 값과 하한값으로 설정되는데, 입력되는 각 칼라 값과 비교하여 상한값에 대해 각 미만, 초과, 이상, 이하의 경우를 각각 설정할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상한과 하한값에 대해 <, >, <=, >= 연산을 수행할 수 있고 각 결과값에 대해 최종 조건에 부합할 경우에 한해서 롱카운터(Long Counter)의 값을 증가할 수 있는 하나의 펄스(Trigger pulse)를 출력할 수 있는 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 입체촬영 원리를 예시한 도면이다.
도 5의 1안 이미지 센서를 활용하는 방법은 앞서 예시한 색상 변화를 통계 값으로 처리하는 기능만 구현이 가능하지만, 도 6의 2안 이미지 센서를 사용하게 되면 이미지 센서에 투영되는 영상의 변위를 통해 보다 다양한 정보를 획득하고 이를 통해 보다 지능적인 안전 점검을 수행할 수 있게 된다.
도 16에서는 입체 촬영을 수행하는 카메라 원리를 예시한다.
두개의 카메라가 피사체를 촬영하여 맺히는 영상의 위상을 근거로 피사체와 카메라간 거리를 측정할 수 있다. 이 거리를 연속으로 이어 놓은 것이 도 12와 같이 피사체의 등고선이 되는 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영을 통한 등고선 높이 표시를 예시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영을 통한 비정상 상태 감지상황을 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예에서는 입체 촬영 카메라 기법을 활용하여 색상의 변화를 감지하는 기능에 더하여 위에 예시한 각종 비 정상적인 상태를 감지하는데 입체 촬영기법을 활용할 수 있다.
만약 입체 촬영 카메라가 관찰하는 대상이 리벳이나 볼트와 같은 종류의 결합체라고 한다면 이들 피사체의 변위는 곧 결합이 어떠한 원인으로 인해 느슨해 졌거나 반대로 심하게 조여졌음을 의미하는 것으로 판단하는 근거가 될 수 있는 것이다.
도 19에서 예시한 비정상 상태는 일부만 예시한 것이고, 이외에 특정 물체의 부착한 상태를 감지하는 등 다양한 상태를 감지하는 역할을 수행할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체촬영을 통한 정보가 처리되는 단계를 예시한 도면이다.
2개의 이미지 센서를 통해 얻어진 영상은 특정 값을 기준으로 하는 2진 데이터로 변환된 뒤 이진 영상으로 변환된다. 이때 이미 획득한 이진 영상 패턴을 새로 변환한 영상과 비교하여 차이를 분석하게 되는데 연속적이지 않고 상호연관되지 않은 변위 정보는 무시하게 된다. 즉 2차원 필터링을 수행한다. 2차원 필터링을 수행한 정보는 이전에 해당 영역을 촬영했던 정보와 비교하여 연속적으로 변위가 관찰되는 곳을 찾아 낸다.
연속적인 변위를 감지하는 동작은 마이크로 프로세서에서 내장된 프로그램에 의해 수행한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 대의 카메라를 연동한 피사체의 촬영을 예시한 도면이다.
두대의 카메라가 연동하여 특정 피사체를 동시에 측정하는 것도 가능하다. 틀어짐 또는 휘임 등이 매우 중요한 관찰 포인트가 되는 분야에서 적용이 가능한데, 두개의 카메라는 동일한 피사체를 거리 뿐만 아니라 3차원 공간에서 변위를 감지하는 기능의 구현이 가능하다.
이들 카메라 중 특정 센서는 열상(IR area) 센서를 사용하여 피사체의 온도 변화를 감지하는 기능의 구현도 가능한데, 이 열상 정보를 기존 영상 데이터를 기반으로 측정되므로 피사체의 안전 감지 항목에 온도의 상승 및 하강 조건의 구현이 가능하게 하는 방법이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액감지 시스템 및 방법을 예시한 도면이다.
단계(S51)에서, 촬영장치(100)는 실시간으로 영상을 획득하여, 관리 서버(200)로 전송하고, 관리서버(200)는 영상을 수신한다.
단계(S53)에서, 관리서버(200)의 제어부(209)는 수신된 영상을 분석하여, 물체의 누액 여부를 판단한다. 이러한 누액 여부 판단은 영상에 포함된 물체의 영상 이미지 분석을 통하여 판단될 수 있다. 만약 물체의 누액이 있으면 단계(S55)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S51)로 진행한다.
단계(S55)에서, 관리 서버(30)의 제어부(209)는 수신된 영상을 처리 프로세스에 의해 각각 처리하여, 물체의 영상 이미지를 실시간으로 판정한다.
단계(S57)에서, 제어부(209)는 물체의 촬영장치 101 내지 10N의 누액 경보를 표시부(205)를 통하여 물체의 누액을 알림하며, 관리자가 확인한 경우에 단계(S61)로 진행한다. 만약 관리자가 확인을 안 했을 시 단계(S57)로 지속적으로 진행한다.
단계(S57)에서, 제어부(36)는 촬영부(20)로부터의 영상 신호를 지속적으로 처리하여 물체의 누액을 판단하고, 이를 기준으로 하여 물체 누 액 영상을 저장한다. 또한, 제어부(209)는 단계(S63)으로 진행한다.
단계(S61)에서, 제어부(209)는 물체의 적어도 하나의 촬영장치(101) 내지 촬영장치(10N)의 물체의 영상을 획득할 수 있도록 재구동시킨다. 이러한 구동은 현재 경보를 유지시키거나, RESET 구동을 포함한다.
단계(S63)에서, 제어부(209)는 촬영장치(101) 내지 촬영장치(10N)로부터 영상을 수신하여 저장하고, 아울러 표시부(205)를 통하여 표시한다. 또한, 제어부(209)는 물체의 누액을 알리기위해 경고 메시지 등을 표시부(205)에 표시할 수도 있다. 특히, 제어부(209)는 단계(S53)에 의해 물체의 누액 영상을 획득하는 촬영장치(100)로부터의 영상을 저장부(203)에 저장하며, 수신된 영상을 분석하여, 물체의 촬영 영상 이미지를 실시간으로 판정하며, 지속적으로 물체의 감시를 수행한다.
제어부(209)는 영역(V) 내의 물체가 촬영 가능한 영역(M) 범위 내에서 있는 경우, 지속적으로 영상을 획득한다.
제어부(209)는 물체가 예를 들면 외부 요인으로 촬영장치(101)의 촬영 가능 영역을 이탈하여, 촬영장치(101)의 촬영 가능 영역에 없는 경우, 단계(S53)에서, 촬영장치(101)에서, 영상 촬영 이미지 변화 판정을 하며 이때, 촬영장치(101)은 단계(S57)로 진행된다.
도 21에서는 단계 S51 내지 단계 S65를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 21에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S51 내지 단계 S65 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 21은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다. .
본 명세서에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 누액감지 시스템 및 방법에 따르면, 이미지센서의 영상정보를 실시간 처리하여 누액여부를 고속으로 정확하게 감지할 수 있고, 관찰 대상의 물리적 변화 및 이상 징후를 감지할 수 있는 누액감지 시스템 및 방법을 제공하는 솔루션으로 활용 가능하다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100: 촬영장치 200: 관리서버 201: 제1인터페이스부
203: 저장부 205: 표시부 207: 입력부
209: 제어부 211: 제2인터페이스부
203: 저장부 205: 표시부 207: 입력부
209: 제어부 211: 제2인터페이스부
Claims (11)
- 영상감지를 통한 누액감지 시스템에 있어서,
누액감지가 필요한 부위의 이미지를 실시간으로 획득하는 하나 이상의 촬영장치; 및
상기 촬영장치와 유무선으로 연결하여, 상기 촬영장치를 제어하고, 상기 촬영장치에서 촬영된 영상신호를 수신하여 영상분석을 통하여 누액여부를 실시간으로 감시하는 관리서버를 포함하고,
상기 촬영장치는, 색상의 변화와 함께 입체 촬영이 가능한 2안(2-eye) 카메라를 가지고,
상기 촬영장치는, 피사체에 도포된 특수 도료의 색상변화 내지 외형의 변형을 감지하고,
상기 색상변화 내지 외형의 변화의 감지는, 상기 촬영장치가 관찰하게 되는 피사체의 정상적 상태의 이미지를 저장한 기준데이터와, 입력되는 영상 데이터간의 차이가 얼마나 있는지의 여부와 그 차이가 어느 정도 지속되는지의 여부에 따라 이상 유무를 판단하고,
상기 차이의 지속여부의 판단은, 상기 차이가 임계값이 넘는 조건이 되면 별도의 수치값을 가산시키는 카운터를 포함하고,
상기 기준데이터는 상기 관리서버의 신호 또는 미리 설정된 소정의 기준에 따라 현재의 입력되는 영상 데이터로 업데이트 되는 것을 특징으로 하는 누액감지 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 관리서버는,
상기 촬영장치와의 통신을 통하여, 영상 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호를 제어부에 인가하기 위한 제1인터페이스부;
상기 수신된 영상신호를 통하여 누액 여부를 판정하는 제어부;
상기 촬영장치의 이미지 변화를 측정하여 이에 대한 제어신호를 상기 제어부로부터 수신하여, 전송하는 제2인터페이스부;
사용자 혹은 관리자로부터 명력을 입력받는 입력부; 및
상기 촬영장치에서 획득된 영상 이미지 정보를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 누액감지 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 및 제2인터페이스부, 저장부 및 입력부로부터의 신호, 데이터 또는 정보를 획득하는 관리모듈; 및
상기 관리 모듈로부터 신호, 데이터 또는 정보를 전송받아, 기저장된 복수의 처리 프로세스들 중에서 하나의 처리 프로세스가 처리하도록 하는 처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 누액감지 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 관리서버가 획득하는 상기 촬영장치의 배치에 대한 정보는,
상기 촬영장치가 장착되는 감시 영역;
상기 촬영장치에 의해 촬영이 불가능한 영역인 사각 영역;
상기 촬영장치에 의해 촬영이 가능한 항상 영역; 및
상기 촬영장치가 와이드 기능에 의해 촬영이 가능한 영역인 촬영 가능 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 누액감지 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 촬영장치의 위치가 기준이 되어, 피사체의 상대적인 위치 또는 좌표를 산정하여, 상기 촬영장치가 촬영 가능한 영역에 해당하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 누액감지 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 영상감지를 통한 누액감지 방법에 있어서,
촬영장치에서 실시간으로 영상을 획득한 영상을 관리서버가 수신하는 단계;
상기 관리서버가 상기 수신된 영상을 분석하여, 물체의 누액 여부를 판단하는 단계; 및
상기 관리서버가 누액으로 판단한 경우 누액 경보를 표시부를 통하여 물체의 누액을 알림하는 단계를 포함하고,
상기 촬영장치는, 색상의 변화와 함께 입체 촬영이 가능한 2안(2-eye) 카메라를 가지고,
상기 촬영장치는, 피사체에 도포된 특수 도료의 색상변화 내지 외형의 변형을 감지하고,
상기 색상변화 내지 외형의 변화의 감지는, 상기 촬영장치가 관찰하게 되는 피사체의 정상적 상태의 이미지를 저장한 기준데이터와, 입력되는 영상 데이터간의 차이가 얼마나 있는지의 여부와 그 차이가 어느 정도 지속되는지의 여부에 따라 이상 유무를 판단하고,
상기 차이의 지속여부의 판단은, 상기 차이가 임계값이 넘는 조건이 되면 별도의 수치값을 가산시키는 카운터를 포함하고,
상기 기준데이터는 상기 관리서버의 신호 또는 미리 설정된 소정의 기준에 따라 현재의 입력되는 영상 데이터로 업데이트 되는 것을 특징으로 하는 누액감지 방법. - 제10항에 있어서,
관리서버는,
상기 촬영장치의 물체가 촬영 가능한 영역 범위 내에서 있는 경우, 지속적으로 영상을 획득하고,
물체가 상기 촬영장치의 촬영 가능 영역을 이탈하는 경우, 영상 촬영 이미지 변화 판정을 하여 누액경보를 하는 것을 것을 특징으로 하는 누액감지 방법.
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