KR102585040B1 - 재난재해지역 객체탐지 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재난재해지역 객체탐지 시스템에 관한 것으로, 각각이 카메라를 통해 재난재해 영역으로 지정된 범위 내에서 제1 재난재해 영상을 생성하는 적어도 하나의 재난재해 영상장치; 상기 재난재해 영역의 인근 내외부로 이동하여 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치에 대한 통제를 제공하며 상기 제1 재난재해 영상을 중계하고 현장대응 플랜을 통해 상기 재난재해 영역을 통제하는 재난안전 지휘차량; 상기 제1 재난재해 영상의 수신 및 전처리를 수행하여 상기 제1 재난재해 영상을 특정 기준을 만족하도록 제2 재난재해 영상으로 변환하는 영상개선 장치; 상기 제2 재난재해 영상에서 재난대상 및 재난객체를 구별하여 상기 현장대응 플랜을 생성하고 상기 영상개선 장치를 통해 상기 재난안전 지휘차량에 상기 현장대응 플랜을 피드백하는 재난안전 현장지휘 장치를 포함한다.
Description
본 발명은 재난재해지역 객체탐지 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공지능을 기반으로 재난재해 영역의 영상을 분석하여 재난대상 및 재난객체를 구분하고, 현장대응 플랜을 제공할 수 있는 재난재해지역 객체탐지 시스템에 관한 것이다.
현재 재난재해 지역의 현장 상황인식 방법 중 드론을 활용하는 방법은 최초 재난이 발생하면 현장에 도착해 드론을 띄워 주로 영상 촬영을 수행하고, 획득한 영상을 통해 상황인식을 하여 대응전략을 수립하고 있으나, 사람이 영상을 보고 판단하여 처리하므로 재난상황을 적절하게 대처할 수 있는 골든타임을 놓칠 수 있으며, 위험요소를 파악하기 어려운 문제가 발생한다.
최근, 재난현장에서 드론이 전송하는 영상으로부터 사람이나 물체를 정확하고 빠르게 인식하는 기술이 연구되고 있으나, 이러한 종래 기술은 드론으로부터 전송된 영상정보에서 사람이나 물체 등의 객체정보를 파악하여 신속한 응급 조치를 취할 수 있을 뿐, 재난 발생 지역에 대해 홍수나 지진 등의 재난 유형을 신속하게 파악하고, 재난 지역에 대한 구체적인 피해 영역을 정밀하게 분석하여 대응할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 드론 또는 CCTV 등의 카메라를 이용하여 수신되는 영상은 Curves 값등을 이용하여 저조도 개선을 진행했는데, 이는 화질의 저하로 이어지는 문제가 있으며, 기존의 초해상화 기법은 보간법을 사용함으로써 주변의 픽셀정보를 이용하여 단순하게 부드러운 이미지로 확장하는 문제가 있어, 이러한 점을 고려하여 인공지능을 통한 연구 개발이 진행되고 있다.
이에 따라, 인공지능을 기반으로 저조도 개선, 안개제거 및 영상확대를 위한 초해상화를 통해 영상을 개선함으로써 재난재해 지역의 현장 상황을 정확하게 파악하여 실시간으로 현장대응을 할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 카메라를 통해 재난재해 영역의 범위 내에서 제1 재난재해 영상을 생성할 수 있는 재난재해지역 객체탐지 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 재난재해 영역의 인근 내외부로 이동하여 적어도 하나의 재난재해 영상장치에 대한 통제를 제공하며 제1 재난재해 영상을 중계하고, 현장대응 플랜을 통해 재난재해 영역을 통제할 수 있는 재난안전 지휘차량을 포함하는 재난재해지역 객체탐지 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 현장대응 플랜을 생성하고, 현장대응 플랜에서 현장대응액션을 획득하고 적어도 하나의 재난재해 영상장치를 현장대응위치로 이동시켜 현장대응액션에 따른 재난재해 대응 영상을 생성하며 재난재해 대응 영상을 실시간 중계할 수 있는 재난재해지역 객체탐지 시스템을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 재난재해지역 객체탐지 시스템은 각각이 카메라를 통해 재난재해 영역으로 지정된 범위 내에서 제1 재난재해 영상을 생성하는 적어도 하나의 재난재해 영상장치; 상기 재난재해 영역의 인근 내외부로 이동하여 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치에 대한 통제를 제공하며 상기 제1 재난재해 영상을 중계하고 현장대응 플랜을 통해 상기 재난재해 영역을 통제하는 재난안전 지휘차량; 상기 제1 재난재해 영상의 수신 및 전처리를 수행하여 상기 제1 재난재해 영상을 특정 기준을 만족하도록 제2 재난재해 영상으로 변환하는 영상개선 장치; 상기 제2 재난재해 영상에서 재난대상 및 재난객체를 구별하여 상기 현장대응 플랜을 생성하고 상기 영상개선 장치를 통해 상기 재난안전 지휘차량에 상기 현장대응 플랜을 피드백하는 재난안전 현장지휘 장치를 포함한다.
상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치는 상기 재난재해 영역을 비행하는 드론, 상기 재난재해 영역에 있는 CCTV 및 상기 재난재해 영역에서 이동하는 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 재난안전 지휘차량은 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치가 드론에 해당하는 경우에는 충전 가능한 이착륙장을 제공하고 상기 제1 재난재해 영상을 실시간 중계할 수 있다.
상기 재난안전 지휘차량은 상기 현장대응 플랜에서 현장대응위치 및 현장대응경로를 획득하여 상기 현장대응경로를 따라 상기 현장대응위치로 이동하면서 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치를 실시간 제어할 수 있다.
상기 재난안전 지휘차량은 상기 현장대응 플랜에서 현장대응액션을 획득하고 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치를 상기 현장대응위치로 이동시켜 상기 현장대응액션에 따른 재난재해 대응 영상을 생성하며 상기 재난재해 대응 영상을 실시간 중계할 수 있다.
상기 영상개선 장치는 상기 전처리로서 상기 제1 재난재해 영상에 대한 재난대상 및 객체식별을 수행할 수 있는 정도까지 노이즈 제거 및 해상도 개선을 수행하여 상기 제2 재난재해 영상을 생성할 수 있다.
상기 영상개선 장치는 상기 제1 재난재해 영상의 흐릿한 정도를 결정하고 상기 노이즈 제거를 위해 상기 제1 재난재해 영상의 전반에 대한 디헤이즈 연산을 수행한 다음 재난대상 및 재난객체의 식별을 수행하여 재난식별 레이어를 오버레이할 수 있다.
상기 재난안전 현장지휘 장치는 상기 재난객체의 현장대응 필요성의 존재 여부와 상기 재난대상의 영역 내에 상기 재난객체의 존재 여부를 결정하고, 그렇다면 상기 재난객체의 위치를 파악하여 상기 현장대응 플랜에 현장대응위치를 포함시키고 상기 재난영역의 분석을 통해 상기 현장대응 플랜에 현장대응경로를 포함시켜, 상기 재난안전 지휘차량에 제공할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재난재해지역 객체탐지 시스템은 카메라를 통해 재난재해 영역의 범위 내에서 제1 재난재해 영상을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재난재해지역 객체탐지 시스템은 재난재해 영역의 인근 내외부로 이동하여 적어도 하나의 재난재해 영상장치에 대한 통제를 제공하며 제1 재난재해 영상을 중계하고, 현장대응 플랜을 통해 재난재해 영역을 통제할 수 있는 재난안전 지휘차량을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재난재해지역 객체탐지 시스템은 현장대응 플랜을 생성하고, 현장대응 플랜에서 현장대응액션을 획득하고 적어도 하나의 재난재해 영상장치를 현장대응위치로 이동시켜 현장대응액션에 따른 재난재해 대응 영상을 생성하며 재난재해 대응 영상을 실시간 중계할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 재난재해지역 객체탐지 시스템을 설명하는 개념도이다.
도 3은 도 1에 있는 재난재해지역 객체탐지 시스템에서 수행되는 동작 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4는 도 1에 있는 영상개선 장치를 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 재난재해지역 객체탐지 시스템에서 수행되는 동작 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4는 도 1에 있는 영상개선 장치를 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 재난재해지역 객체탐지 시스템(100)을 설명하는 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 재난재해지역 객체탐지 시스템(100)은 재난재해 영상장치(110), 재난안전 지휘차량(120), 영상개선 장치(130), 재난안전 현장지휘 장치(140) 및 데이터베이스(150)를 포함한다.
재난재해 영상장치(110)는 각각이 카메라를 통해 재난재해 영역으로 지정된 범위 내에서 제1 재난재해 영상을 생성할 수 있다. 재난재해 영역은 태풍, 홍수, 호우, 가뭄 및 지진을 포함하는 자연현상의 변화가 미치는 영역에 해당될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 화재, 붕괴, 환경오염사고를 포함하는 인명 또는 재산 피해 사고가 발생한 영역을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 재난재해 영상장치(110)는 드론을 포함하는 무인비행체 또는 재난재해 영역에 있는 CCTV 및 재난재해 영역에서 이동하는 카메라를 포함할 수 있다. 재난재해 영상장치(110)는 재난재해 영역을 카메라로 촬영하여 제1 재난재해 영상을 생성할 수 있다. 여기에서, 제1 재난재해 영상은 영상 보정 방법을 적용하지 않은 원본 이미지에 해당될 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 재난재해 영상장치(110)는 재난재해 영역을 비행하는 드론, 재난재해 영역에 있는 CCTV 및 재난재해 영역에서 이동하는 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 재난재해 영상장치(110)는 하나 이상의 드론을 포함하는 무인비행체 또는 재난재해 영역에 있는 CCTV 및 재난재해 영역에서 이동하는 카메라를 포함함으로써, 지정된 재난재해 영역에 대해 적어도 하나 이상의 제1 재난재해 영상을 생성할 수 있다.
재난안전 지휘차량(120)은 재난재해 영역의 인근 내외부로 이동하여 적어도 하나의 재난재해 영상장치(110)에 대한 통제를 제공하며 제1 재난재해 영상을 중계하고 현장대응 플랜을 통해 재난재해 영역을 통제할 수 있다. 재난재해 영역의 인근 내외부는 재난재해 영역 내부의 안전지대 또는 재난재해 영역 외부에서 재난재해 영역과 가능한 가까운 지점에 해당될 수 있다. 즉, 재난안전 지휘차량(120)은 재난재해 영역이 지정되는 경우, 재난안전 현장지휘 장치(140)로부터 재난재해가 미치지 않는 안전지대 위치를 수신하고 해당 영역으로 이동할 수 있다. 재난안전 지휘차량(120)은 차량 내외부에 하나 이상의 드론을 구비할 수 있다. 여기에서, 재난안전 지휘차량(120)은 하나 이상의 드론을 구비하는 경우 드론 배터리 충전장치를 추가적으로 구비할 수 있으며, 드론을 이착륙시킬 수 있도록 이착륙장을 더 구비할 수 있다. 또한, 재난안전 지휘차량(120)은 드론을 통해 제1 재난재해 영상을 생성하는 경우, 재난안전 지휘차량(120)과 재난안전 현장지휘 장치(140) 간의 중계기 역할을 수행하여 재난안전 현장지휘 장치(140)에 제1 재난재해 영상을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 재난안전 지휘차량(120)은 적어도 하나의 재난재해 영상장치(110)가 드론에 해당하는 경우에는 충전 가능한 이착륙장을 제공하고 제1 재난재해 영상을 실시간 중계할 수 있다. 즉, 재난안전 지휘차량(120)은 드론이 구비되는 경우 드론을 운용할 수 있도록 내외부에 충전 가능한 이착륙장을 함께 구비할 수 있다. 또한, 재난안전 지휘차량(120)은 재난안전 현장지휘 장치(140)의 지시에 따라 드론을 운용할 수 있고, 필요한 경우, 자체적으로 드론을 운용함으로써 재난대상 및 재난객체를 식별할 수 있다. 여기에서, 재난대상은 재난재해의 현장 중 적어도 일부를 포함한 재난재해 영역에 해당할 수 있고, 재난객체는 재난재해 영역 내의 인명 또는 시설에 해당될 수 있다.
일 실시예에서, 재난안전 지휘차량(120)은 현장대응 플랜에서 현장대응위치 및 현장대응경로를 획득하여 현장대응경로를 따라 현장대응위치로 이동하면서 적어도 하나의 재난재해 영상장치(110)를 실시간 제어할 수 있다. 현장대응 플랜은 각 재난재해 별로 마련된 대응 매뉴얼에 해당될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 재난안전 현장지휘 장치(140)에서 생성되거나 기존 대응 매뉴얼에서 갱신될 수 있다. 재난안전 지휘차량(120)은 재난안전 현장지휘 장치(140)로부터 현장대응 플랜을 실시간으로 수신하고, 재난안전 지휘차량(120)의 현재 위치에서 현장대응경로를 따라 현장대응위치로 이동할 수 있다. 재난안전 지휘차량(120)은 현장대응위치로 이동하면서 적어도 하나의 재난재해 영상장치(110)를 제어함으로써, 재난재해 영역에 대해 제1 재난재해 영상을 실시간으로 업데이트할 수 있다. 즉, 재난안전 지휘차량(120)은 재난재해 영역의 상황을 제1 재난재해 영상으로 생성하여 실시간으로 재난안전 현장지휘 장치(140)로 전달함으로써, 현장대응 플랜을 실시간으로 업데이트되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 재난안전 지휘차량(120)은 현장대응 플랜에서 현장대응액션을 획득하고 적어도 하나의 재난재해 영상장치(110)를 현장대응위치로 이동시켜 현장대응액션에 따른 재난재해 대응 영상을 생성하며 재난재해 대응 영상을 실시간 중계할 수 있다. 현장대응액션은 각 재난재해 별 대응 매뉴얼에 따라 정해진 임무를 수행하는 것에 해당될 수 있다. 현장대응액션은 인명 구조 임무 및 피해 현황 파악 임무를 포함할 수 있으며, 현장대응 플랜에 따라 임무별로 다른 우선순위가 적용될 수 있다. 또한, 현장대응액션은 재난안전 지휘차량(120) 및 재난안전 현장지휘 장치(140)의 신호에 따라 임무 수행 우선순위를 실시간으로 조정될 수 있다. 즉, 재난안전 지휘차량(120)은 임무의 우선순위에 따라 순차적으로 현장대응액션을 수행할 수 있다. 재난재해 대응 영상은 재난안전 지휘차량(120)에서 수행되는 현장대응액션을 카메라로 촬영하여 생성된 영상에 해당될 수 있다.
영상개선 장치(130)는 제1 재난재해 영상의 수신 및 전처리를 수행하여 제1 재난재해 영상을 특정 기준을 만족하도록 제2 재난재해 영상으로 변환할 수 있다. 제2 재난재해 영상은 제1 재난재해 영상의 조도, 안개 여부 및 해상도를 확인하고 보정 작업을 수행한 것에 해당될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 제1 재난재해 영상의 특정 객체를 식별할 수 있도록 전처리하는 과정을 포함할 수 있다. 영상개선 장치(130)는 영상입력 모듈(405), 디코딩 모듈(410), 저조도 모듈(415), 안개제거 모듈(420), 초해상화 모듈(425), 객체탐지 모듈(430), 인코딩 모듈(435) 및 영상출력 모듈(440)를 포함할 수 있으며, 이하, 구체적인 영상 변환 과정은 도 4에서 설명한다.
영상개선 장치(130)는 재난재해 영상장치(110)로부터 수신된 제1 재난재해 영상을 디코딩하고, 디코딩된 제1 재난재해 영상 프레임의 조도가 낮은 경우 저조도 모듈(415)을 기반으로 조도를 개선할 수 있다. 영상개선 장치(130)는 디코딩된 제1 재난재해 영상 프레임에 대해 안개를 포함하는 노이즈 여부를 판단하고 안개제거 모듈(420)을 기반으로 제1 재난재해 영상의 노이즈를 제거할 수 있다. 영상개선 장치(130)는 디코딩된 제1 재난재해 영상 프레임에 대해 해상도를 판단하고 초해상화 모듈(425)을 기반으로 제1 재난재해 영상의 디코딩된 영상 프레임의 해상도를 확장할 수 있다.
일 실시예에서, 영상개선 장치(130)는 전처리로서 제1 재난재해 영상에 대한 재난대상 및 객체식별을 수행할 수 있는 정도까지 노이즈 제거 및 해상도 개선을 수행하여 제2 재난재해 영상을 생성할 수 있다. 즉, 영상개선 장치(130)는 제1 재난재해 영상에서 안개를 포함하는 노이즈를 제거하고, 프레임의 해상도를 확장함으로써 제1 재난재해 영상으로부터 재난대상 및 객체식별을 수행할 수 있는 제2 재난재해 영상을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 영상개선 장치(130)는 제1 재난재해 영상의 흐릿한 정도를 결정하고 노이즈 제거를 위해 제1 재난재해 영상의 전반에 대한 디헤이즈 연산을 수행한 다음 재난대상 및 재난객체의 식별을 수행하여 재난식별 레이어를 오버레이할 수 있다. 여기에서, 디헤이즈 연산은 안개제거 모듈(420)의 인공지능 기반 안개 필터링 기법에 해당될 수 있다. 또한, 오버레이는 영상에서 재난대상 및 재난객체를 식별하는 경우, 영상의 특정 영역을 재난대상 및 재난객체로서 마킹하는 레이어에 해당될 수 있다. 즉, 영상개선 장치(130)는 안개제거 모듈(420)을 기반으로 제1 재난재해 영상의 안개를 포함하는 노이즈 정도를 분석하고, 안개제거 모듈(420)을 기반으로 노이즈 제거를 수행한 후 제1 재난재해 영상에서 도출되는 재난대상 및 재난객체를 표시한 제2 재난재해 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 영상개선 장치(130)는 도출되는 재난대상에 대해 해당 재난대상의 주소명을 표기할 수 있고, 도출되는 재난객체에 대해 구조 대상으로 표기할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
재난안전 현장지휘 장치(140)는 제2 재난재해 영상에서 재난대상 및 재난객체를 구별하여 현장대응 플랜을 생성하고 영상개선 장치(130)를 통해 재난안전 지휘차량(120)에 현장대응 플랜을 피드백할 수 있다. 예를 들어, 재난안전 현장지휘 장치(140)는 제1 재난재해 영상에서 수립한 현장대응 플랜을 제2 재난재해 영상에서 실시간으로 업데이트함으로써 현장대응 플랜의 우선순위를 변경할 수 있다. 즉, 재난안전 현장지휘 장치(140)는 제2 재난재해 영상을 기반으로 현장대응 플랜을 업데이트함으로써 재난안전 지휘차량(120)에서 수행되는 현장대응액션을 제어할 수 있다. 여기에서, 재난안전 현장지휘 장치(140)는 재난안전 지휘차량(120)에 제2 재난재해 영상을 제공함으로써 재난안전 지휘차량(120)에서 수행되는 현장대응 플랜을 업데이트하고 현장대응액션에 따른 재난재해 대응 영상을 제공받을 수 있다.
일 실시예에서, 재난안전 현장지휘 장치(140)는 재난객체의 현장대응 필요성의 존재 여부와 재난대상의 영역 내에 재난객체의 존재 여부를 결정하고, 그렇다면 재난객체의 위치를 파악하여 현장대응 플랜에 현장대응위치를 포함시키고 재난영역의 분석을 통해 현장대응 플랜에 현장대응경로를 포함시켜, 재난안전 지휘차량(120)에 제공할 수 있다. 즉, 재난안전 현장지휘 장치(140)는 재난 발생 시 재난대상의 범위를 결정하고, 재난재해 영상장치(110)로부터 해당 재난대상의 범위를 촬영한 제1 재난재해 영상을 제공받을 수 있다. 이후, 재난안전 현장지휘 장치(140)는 수신된 제1 재난재해 영상을 기반으로 제2 재난재해 영상을 생성하여 분석하고, 제2 재난재해 영상에 재난객체가 존재하는 경우, 재난안전 지휘차량(120)을 해당 재난대상 영역으로 이동시킬 수 있다. 여기에서, 재난안전 현장지휘 장치(140)는 재난객체의 상태를 분석하여 적절한 현장대응 플랜을 생성하고 재난안전 지휘차량(120)를 이동시켜 현장대응액션을 수행하도록 할 수 있다.
데이터베이스(150)는 재난재해지역 객체탐지 시스템(100)의 동작 과정에서 필요한 다양한 정보들을 저장하는 저장장치에 해당할 수 있다. 데이터베이스(150)는 제1 재난재해 영상, 제2 재난재해 영상 정보 및 재난재해 대응 영상을 저장할 수 있고, 제1 재난재해 영상을 분석하기 위한 분석 알고리즘에 관한 데이터를 저장할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 재난재해지역 객체탐지 시스템(100)이 제1 재난재해 영상을 수집하고 분석하는 과정에서 다양한 형태로 수집 또는 가공된 정보들을 저장할 수 있다.
또한, 도 1에서, 데이터베이스(150)는 재난재해지역 객체탐지 시스템(100)에 포함되어 구현된 장치로서 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 논리적인 저장장치로서 재난재해지역 객체탐지 시스템(100)과 독립적인 장치로서 구현될 수 있음은 물론이다.
도 3은 도 1에 있는 재난재해지역 객체탐지 시스템(100)에서 수행되는 동작 과정을 설명하는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 각각이 카메라를 통해 재난재해 영역으로 지정된 범위 내에서 제1 재난재해 영상을 생성한다(S310). 재난재해 영상장치(110)는 드론, 재난재해 영역의 CCTV 및 재난재해 영역에서 이동하는 카메라를 포함할 수 있으며, 드론의 경우, 재난안전 지휘차량(120)에 구비될 수 있다. 재난재해 영상장치(110)는 재난재해 영역을 촬영하여 제1 재난재해 영상을 생성할 수 있다.
재난재해 영역의 인근 내외부로 이동하여 적어도 하나의 재난재해 영상장치(110)에 대한 통제를 제공하며 제1 재난재해 영상을 중계하고 현장대응 플랜을 통해 재난재해 영역을 통제한다(S330). 재난안전 지휘차량(120)은 재난안전 현장지휘 장치(140)로부터 재난재해 영역을 수신하고, 재난재해 영역 내부의 안전지대 또는 재난재해 영역 외부 중 재난재해 영역과 가능한 가까운 지점으로 이동할 수 있다. 또한, 재난안전 지휘차량(120)은 하나 이상의 드론을 구비함으로써, 제1 재난재해 영상을 생성하고 재난안전 현장지휘 장치(140)에 제공할 수 있으며, 재난안전 현장지휘 장치(140)로부터 제1 재난재해 영상에 따른 현장대응 플랜을 제공받고 이에 따른 재난재해 대응 영상을 생성할 수 있다. 또한, 재난안전 지휘차량(120)은 재난재해 대응 영상을 재난안전 현장지휘 장치(140)에 제공함으로써 현장대응액션을 실시간으로 중계할 수 있다.
제1 재난재해 영상의 수신 및 전처리를 수행하여 제1 재난재해 영상을 특정 기준을 만족하도록 제2 재난재해 영상으로 변환한다(S350). 영상개선 장치(130)는 영상입력 모듈(405), 디코딩 모듈(410), 저조도 모듈(415), 안개제거 모듈(420), 초해상화 모듈(425), 객체탐지 모듈(430), 인코딩 모듈(435) 및 영상출력 모듈(440)를 포함함으로써 제1 재난재해 영상의 조도, 안개 여부 및 해상도를 확인하고 보정함으로써 제2 재난재해 영상을 생성할 수 있다.
제2 재난재해 영상에서 재난대상 및 재난객체를 구별하여 현장대응 플랜을 생성하고 영상개선 장치(130)를 통해 재난안전 지휘차량(120)에 현장대응 플랜을 피드백한다(S370). 재난안전 현장지휘 장치(140)는 영상개선 장치(130)로부터 제2 재난재해 영상을 제공받아 현장대응 플랜을 업데이트 할 수 있으며, 업데이트된 현장대응 플랜을 재난안전 지휘차량(120)에 제공함으로써 재난안전 지휘차량(120)에서 수행되는 현장대응액션을 지휘할 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 영상개선 장치(130)를 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 4에서, 재난재해 영상장치(110) 및 재난안전 지휘차량(120)은 도 1 내지 도 2에서 설명하였으므로 이에 대한 내용은 생략한다.
도 4를 참조하면, 영상개선 장치(130)는 기능 모듈의 관점에서, 영상입력 모듈(405), 디코딩 모듈(410), 저조도 모듈(415), 안개제거 모듈 (420), 초해상화 모듈(425), 객체탐지 모듈(430), 인코딩 모듈(435) 및 영상출력 모듈(440)을 포함한다.
영상입력 모듈(405)은 제1 재난재해 영상을 입력받고 영상 파일을 처리하는 모듈에 해당될 수 있다. 예를 들어, 영상입력 모듈(405)은 RTSP(Real Time Streaming Protocol) 프로토콜을 기반으로 CCTV로부터 제1 재난재해 영상을 입력받을 수 있으며, UDP(User Datagram Protocol) 프로토콜을 기반으로 드론에서 수신되는 제1 재난재해 영상을 입력받을 수 있다. 또한, 영상입력 모듈(405)는 수집된 제1 재난재해 영상의 확장자를 MP4, AVI, MPEG-PS 및 MPEG-TS로 변환함으로써 편집 프로그램 및 재생 기기에 맞게 최적화할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 신규 확장자를 추가할 수 있다.
디코딩 모듈(410)은 입력된 제1 재난재해 영상 파일의 코덱 정보를 추출하여 압축된 영상을 프레임으로 복원하여 처리할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 모듈(410)은 H.264, H.265 방식에 따른 디코딩 절차를 수행할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 신규 코덱을 추가 확장할 수 있다. 디코딩 모듈(410)은 입력된 제1 재난재해 영상 파일을 디코딩함으로써 프레임을 구축하고, 여기에서, 디코딩 모듈(410)은 제1 재난재해 영상의 고속 처리를 위해 메모리 맵으로 프레임을 배치할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 모듈(410)은 제1 재난재해 영상에 대해, RGB 배열의 프레임을 영상개선 장치(130)에서 처리 가능할 수 있도록 BGR로 재배치할 수 있다.
저조도 모듈(415)은 디코딩된 제1 재난재해 영상의 조도가 낮을 경우 이를 개선하여 보다 선명한 이미지로 변환할 수 있다. 여기에서, 저조도 모듈(415)은 딥러닝 기반의 전이학습 신경망 및 Current Data Fitting 신경망을 융합하여 학습될 수 있으며, 임베딩 기술을 적용함으로써 신규 저조도 인공지능이 개발되는 경우, 이를 실시간으로 적용할 수 있다.
안개제거 모듈(420)은 디코딩된 제1 재난재해 영상의 안개를 식별하고 이를 제거할 수 있다. 여기에서, 안개제거 모듈(420)은 딥러닝 기반의 전이학습 신경망 및 Current Data Fitting 신경망을 융합하여 학습될 수 있으며, 임베딩 기술을 적용함으로써 신규 안개제거 기술이 개발되는 경우, 이를 실시간으로 적용할 수 있다.
초해상화 모듈(425)은 디코딩된 제1 재난재해 영상 프레임의 해상도를 확장하여 고해상도로 변환할 수 있다. 초해상화 모듈(425)은 딥러닝 모델 중 SPyNet(Spatial pyramid network) 파라미터를 포함할 수 있고, information-refill 메커니즘을 융합하여 학습될 수 있다. 여기에서, 초해상화 모듈(425)은 임베딩 기술을 적용함으로써 신규 초해상화 기술이 개발되는 경우, 이를 실시간으로 적용할 수 있다.
객체탐지 모듈(430)은 개선된 제1 재난재해 영상 프레임에서 탐지하고자 하는 재난객체를 추출하여 출력할 수 있다. 객체탐지 모듈(430)은 딥러닝 기술 중 CNN(Convolution Neural Network)에서 multitask learning, prediction refinement, kernel space alignment를 수행할 수 있으며, 필터링 기법을 인공신경망에 적용함으로써 행렬로 표현된 필터의 각 요소를 데이터 처리에 적합하도록 학습시킬 수 있다. 또한, 객체탐지 모듈(430)은 임베딩 기술을 적용함으로써 신규 객체탐지 기술이 개발되는 경우, 이를 실시간으로 적용할 수 있다.
인코딩 모듈(435)은 제1 재난재해 영상 파일의 프레임을 변환함으로써 제1 재난재해 영상을 제2 재난재해 영상으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 모듈(435)은 H.264, H.265 방식에 따른 인코딩 절차를 수행할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 신규 코덱을 추가 확장할 수 있다.
영상출력 모듈(440)은 저조도 모듈(415), 안개제거 모듈(420), 초해상화 모듈(425) 및 객체탐지 모듈(430) 과정 이후 생성된 제2 재난재해 영상을 저장할 수 있다. 여기에서, 영상출력 모듈(440)은 제2 재난재해 영상을 GUI(Graphic User Interface)로 출력할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 재난재해지역 객체탐지 시스템
110: 재난재해 영상장치 120: 재난안전 지휘차량
130: 영상개선 장치 140: 재난안전 현장지휘 장치
150: 데이터베이스 405: 영상입력 모듈
410: 디코딩 모듈 415: 저조도 모듈
420: 안개제거 모듈 425: 초해상화 모듈
430: 객체탐지 모듈 435: 인코딩 모듈
440: 영상출력 모듈
110: 재난재해 영상장치 120: 재난안전 지휘차량
130: 영상개선 장치 140: 재난안전 현장지휘 장치
150: 데이터베이스 405: 영상입력 모듈
410: 디코딩 모듈 415: 저조도 모듈
420: 안개제거 모듈 425: 초해상화 모듈
430: 객체탐지 모듈 435: 인코딩 모듈
440: 영상출력 모듈
Claims (8)
- 각각이 카메라를 통해 재난재해 영역으로 지정된 범위 내에서 제1 재난재해 영상을 생성하는 적어도 하나의 재난재해 영상장치;
상기 재난재해 영역 내부의 안전지대 또는 상기 재난재해 영역 외부에서 상기 재난재해 영역과 가능한 가까운 지점으로 이동하여 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치에 대한 통제를 제공하며 상기 제1 재난재해 영상을 중계하고 현장대응 플랜을 통해 상기 재난재해 영역을 통제하며, 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치가 드론에 해당하는 경우에는 충전 가능한 이착륙장을 제공하고 상기 제1 재난재해 영상을 실시간 중계하며, 상기 현장대응 플랜에서 현장대응위치 및 현장대응경로를 획득하여 상기 현장대응경로를 따라 상기 현장대응위치로 이동하면서 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치를 실시간 제어하고, 상기 현장대응 플랜에서 현장대응액션을 획득하고 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치를 상기 현장대응위치로 이동시켜 상기 현장대응액션에 따른 재난재해 대응 영상을 생성하며 상기 재난재해 대응 영상을 실시간 중계하는 재난안전 지휘차량;
상기 제1 재난재해 영상의 수신 및 전처리를 수행하여 상기 제1 재난재해 영상을 특정 기준을 만족하도록 제2 재난재해 영상으로 변환하고, 상기 전처리로서 상기 제1 재난재해 영상에 대한 재난대상 및 객체식별을 수행할 수 있는 정도까지 노이즈 제거 및 해상도 개선을 수행하여 상기 제2 재난재해 영상을 생성하며, 상기 제1 재난재해 영상의 흐릿한 정도를 결정하고 상기 노이즈 제거를 위해 상기 제1 재난재해 영상의 전반에 대한 디헤이즈 연산을 수행한 다음 재난대상 및 재난객체의 식별을 수행하여 재난식별 레이어를 오버레이하는 영상개선 장치;
상기 제2 재난재해 영상에서 재난대상 및 재난객체를 구별하여 상기 현장대응 플랜을 생성하고 상기 영상개선 장치를 통해 상기 재난안전 지휘차량에 상기 현장대응 플랜을 피드백하며, 상기 재난객체의 현장대응 필요성의 존재 여부와 상기 재난대상의 영역 내에 상기 재난객체의 존재 여부를 결정하고, 그렇다면 상기 재난객체의 위치를 파악하여 상기 현장대응 플랜에 현장대응위치를 포함시키고 상기 재난재해 영역의 분석을 통해 상기 현장대응 플랜에 현장대응경로를 포함시켜, 상기 재난안전 지휘차량에 제공하는 재난안전 현장지휘 장치를 포함하되,
상기 영상개선 장치는 영상입력 모듈, 디코딩 모듈, 저조도 모듈, 안개제거 모듈, 초해상화 모듈, 객체탐지 모듈, 인코딩 모듈 및 영상출력 모듈을 포함하고, 상기 안개제거 모듈을 기반으로 상기 제1 재난재해 영상에 대한 노이즈 제거를 수행한 후 상기 제1 재난재해 영상에서 도출되는 상기 재난대상에 대해 해당 재난대상의 주소명을 표기하고 상기 제1 재난재해 영상에서 도출되는 상기 재난객체에 대해 해당 재난객체를 구조 대상으로 표시하여 상기 제2 재난재해 영상을 생성하며, 상기 디코딩 모듈을 통해 상기 제1 재난재해 영상 파일을 디코딩함으로써 프레임을 구축하고 상기 제1 재난재해 영상의 고속 처리를 위하여 메모리 맵으로 프레임을 배치하는 것을 특징으로 하는 재난재해지역 객체탐지 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 재난재해 영상장치는
상기 재난재해 영역을 비행하는 드론, 상기 재난재해 영역에 있는 CCTV 및 상기 재난재해 영역에서 이동하는 카메라 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난재해지역 객체탐지 시스템.
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