KR102619616B1 - 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템 - Google Patents

비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템 Download PDF

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Abstract

이 발명은 도로 등에 버려진 비정형 폐기물의 종류, 무게 및 부피 등의 정보를 자동으로 인식하고 수거차량에 의해 수거되도록 하는 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템에 관한 것이다.
이 발명에 따른 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템은, 정상물품에 관한 정보를 학습하여 정상물품 데이터베이스로 구축하는 학습부와, 폐기물 이미지를 획득하고 인공지능 기반 사물 추론기술을 기반하여 상기 폐기물 이미지와 매칭되는 정상물품을 인식하여 폐기물 정보를 추론하는 인식부와, 상기 인식부에서 인식된 폐기물들에 대한 수거 계획을 수립하는 수거부를 포함한다.

Description

비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템 {System for recognizing and collecting automatically atypical waste}
이 발명은 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도로 등에 버려진 비정형 폐기물의 종류, 무게 및 부피 등의 정보를 자동으로 인식하고 수거차량에 의해 수거되도록 하는 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 도로변, 공공장소, 주택가 등에 설치되는 쓰레기통들은 일반 소각용 폐기물이나 분리수거 가능한 재활용 폐기물을 수집하는데 사용된다. 각 쓰레기통에 수집된 각 폐기물들은 그 종류에 따른 수거차량에 의해 수거되어 소각장이나 집하장으로 운반된다.
이러한 수거차량에 의해 수거 및 운반은 쓰레기통에 수집된 각 폐기물의 양에 상관없이 항상 일정 루트를 따라 주기적으로 이루어지는 것이 보통이다. 이로 인해 쓰레기통에 폐기물이 가득 차서 넘치더라도 수거되지 않아서 냄새 등의 악취나 미관을 해쳐서 불편을 주거나, 쓰레기통이 미처 차지 않아서 수거가 필요하지 않는데도 정해진 루트를 따라 수거가 이루어져 청소행정이나 비용의 낭비가 발생하게 되는 문제점이 있다.
이러한 종래의 문제점을 해소하기 위해, 쓰레기통에 쓰레기 배출량을 측정하기 위한 센서를 부착하고, 쓰레기통에 수거되는 쓰레기의 양을 실시간으로 측정하고, 측정된 쓰레기 양에 대한 정보를 관제서버로 전송함으로써 쓰레기 수거차량의 배차 간격과 운행 일정을 조절하는 다양한 선행특허들(대한민국 등록특허 KR1823412B1, 대한민국 공개특허 KR20170077684A, 대한민국 공개특허 KR20170060660A)이 제안되었다.
그러나, 이러한 선행특허들은 종량제 쓰레기 봉투에 담겨진 소각용 폐기물이나 분리수거 가능한 재활용 폐기물에 적용할 수 있을 뿐이며, 가구, 매트리스, 유모차, 병풍, 가전제품 등과 같은 대형 폐기물의 경우에는 적용하기 곤란하다.
이러한 대형 폐기물에 대해서는, 현재 민원인이 직접 관공서를 방문하거나 인터넷 홈페이지 등을 이용하여, 폐기물 종류별로 차등 부과되는 환경 부담금을 지불함으로써 폐기물 스티커를 구매하고, 이를 폐기 대상물에 부착하여 건물 외부로 배출하면 폐기물 수거 업체에서 이를 수거해가는 방식으로 처리되고 있다. 그러나, 이럴 경우 해당 폐기물이 언제 어디에 배출되는지 여부를 미리 정확히 파악할 수 없어서, 폐기물이 수거되지 않고 수일간 방치되는 경우도 종종 있어 왔다. 이는 일처리 면에서 매우 비효율적일 뿐만 아니라 미관상 좋지 않은 결과를 초래한다.
대한민국 공개특허 KR20170029202A '대형폐기물 수거 관리 시스템'에서는 이러한 대형 폐기물 수거 방법의 문제점을 해결하기 위하여, 민원인으로부터 개인정보와 폐기물 배출 예정 시간과 배출 예정 장소와 폐기물 품목 정보를 입력받아 수거 기사에게 전송하고, 수거 기사에게는 수거 기사의 실시간 위치로부터 가장 가까운 장소부터 순차적으로 수거할 수 있도록 하는 경로를 안내하여 효율적인 수거 작업이 이루어지도록 하는 기술이 개시된다.
그러한, 이러한 선행특허는 민원인이 해당 폐기물에 대한 정보, 배출 예정 시간 및 배출 예정 장소를 정확하게 입력하고, 해당 시간 및 장소에 해당 폐기물을 배출해야 하는 불편함이 있다.
대한민국 등록특허 KR1823412B1 대한민국 공개특허 KR20170077684A 대한민국 공개특허 KR20170060660A 대한민국 공개특허 KR20170029202A
이 발명은 도로나 골목길에 버려진 다양한 종류의 비정형 폐기물의 속성을 자동으로 파악하고 이를 기반으로 비정형 폐기물들의 수거에 필요한 차량 배정 및 수거 경로를 최적화하는 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템은, 정상물품에 관한 정보를 학습하여 정상물품 데이터베이스로 구축하는 학습부와,
폐기물 이미지를 획득하고 인공지능 기반 사물 추론기술을 기반하여 상기 폐기물 이미지와 매칭되는 정상물품을 인식하여 폐기물 정보를 추론하는 인식부와,
상기 인식부에서 인식된 폐기물들에 대한 수거 계획을 수립하는 수거부를 포함한 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면 민원인에 의해 수동으로 입력되지 않더라도 폐기물의 속성을 자동으로 파악하고, 이를 기반으로 차량 배정과 수거 경로를 최적화할 수 있기 때문에 미관 향상 및 수거 효율 향상을 이룰 수 있는 잇점이 있다.
도 1은 이 발명에 따른 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템의 구성 블록도이다.
이하, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 이 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 정의는 이 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 이 발명에 따른 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템의 구성도이다.
통상적으로 폐기물은 사람의 생활이나 활동에 정상적으로 사용되던 물품이 사용 기한이 종료하였거나 파손되었거나 고장이 발생하여 더이상 필요하지 않게 된 물품을 의미한다. 따라서, 폐기물은 물품의 외양이 변경되지 않는 경우도 있지만, 물품의 외양이 변경될 수 있으며, 따라서, 이 발명에서는 정상물품의 속성정보와 이미지에 대해 학습을 수행하며 속성정보간 연계정보를 추출하고, 버려진 임의의 비정형 폐기물의 이미지를 인식하여 해당 폐기물의 종류 및 각종 속성정보를 추정한다.
이 발명에 따른 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템은, 정상물품에 관한 정보를 학습하여 정상물품 데이터베이스로 구축하는 학습부(110)와, 폐기물 이미지를 획득하고 인공지능 기반 사물 추론기술을 기반하여 상기 폐기물 이미지와 매칭되는 정상물품을 인식하여 폐기물 정보를 추론하는 인식부(120)와, 폐기물에 대한 수거 계획을 수립하는 수거부(130)를 포함한다.
학습부(110)는 정상물품에 관한 속성정보를 취득하는 정상물품 속성정보 취득기(111)와, 정상물품의 이미지를 획득하는 정상물품 이미지 취득기(112)와, 상기 정상물품 속성정보를 기반으로 연계정보를 추출하는 정상물품 연계정보 추출기(113)와, 상기 추출된 정상물품의 속성정보와 이미지와 연계정보를 저장하는 정상물품 데이터베이스(114)를 포함한다.
상기 정상물품 속성정보 취득기(111)는 해당 정상물품의 판매 사이트의 안내 페이지에서 정보를 읽어올 수도 있고, 관리자로부터 수동으로 입력받을 수도 있다. 정상물품 속성정보에는 해당 물품의 종류(옷장, 침대, 냉장고, 전자레인지 등), 상표, 크기(부피), 성분, 소재, 무게 정보 등이 포함된다.
상기 정상물품 이미지 취득기(112)는 해당 정상물품의 판매 사이트의 안내 페이지에서 이미지 정보를 획득할 수도 있고, 해당 물품을 촬영한 카메라로부터 이미지 파일을 입력받을 수도 있다. 정상물품 이미지 취득기는 적어도 2방향 이상의 촬영 이미지를 획득하는 것이 바람직하다.
정상물품 연계정보 추출기(113)는 정상물품의 외양을 기반으로 획득 가능한 정보(예컨대, 종류, 크기, 상표 등)와 획득할 수 없는 정보(예컨대, 소재, 무게 등)를 연계한다. 즉, 종류별로 단위 크기 당 무게 정보를 추출할 수 있다.
정상물품 데이터베이스(114)는 정상물품의 속성정보와 이미지와 연계정보를 저장한다.
인식부(120)는 폐기물의 이미지를 획득하는 폐기물 이미지 취득기(121)와, 상기 폐기물의 위치 정보를 획득하는 폐기물 위치 정보 취득기(122)와, 상기 폐기물의 배출일자 정보를 획득하는 배출일자 정보 취득기(123)와, 상기 폐기물의 이미지와 정상물품 데이터베이스에 저장된 이미지를 매칭하여 상기 폐기물의 종류를 추정하는 폐기물 종류 추정기(124)와, 상기 폐기물의 종류를 기반으로 상기 폐기물의 속성정보를 추정하는 폐기물 속성정보 추정기(125)와, 추정된 폐기물 정보를 저장하는 폐기물 정보 저장부(126)를 포함한다.
폐기물 이미지 취득기(121)는 폐기물이 버려진 장소의 촬영 이미지에서 배경 이미지를 제거하여 획득할 수 있다. 상기 촬영 이미지는 CCTV(closed circuit television) 카메라에 의해 획득될 수도 있고, 별도의 거리 순찰 카메라에 의해 획득될 수도 있다.
폐기물 위치 정보 취득기(122)는 폐기물을 촬영하는 카메라의 GPS 위치 정보를 기반으로 추정하거나(카메라의 GPS 위치 정보와 촬영된 위치와의 거리와 방향 기반), 관리자의 직접 입력을 통해 획득할 수 있다.
배출일자 정보 취득기(123)는 상기 카메라의 촬영 이미지에서 상기 폐기물이 처음 촬영된 일자 정보를 획득한다. CCTV 카메라가 해당 위치를 촬영하는 경우, 폐기물이 버려지기 전에는 거리 이미지만 촬영되지만, 폐기물이 버려진 후에는 거리 이미지의 전경으로 폐기물 이미지가 촬영된다. 따라서, 거리 이미지를 배경으로 폐기물 이미지가 촬영되면, 그 시점을 배출 시점으로 인지한다.
폐기물 종류 추정기(124)는 폐기물 이미지를 이용하여 정상물품 데이터베이스에서 가장 유사한 정상물품을 추론한다. 이때, 인공지능 기반 사물 추론기술을 활용하여 정상물품을 인지하고 예측하는데, 다양한 인공지능 기반 사물 추론기술을 적용할 수 있다.
폐기물 속성정보 추정기(125)는 폐기물 이미지를 기반으로 크기를 산출하고, 폐기물 종류 추정기(124)에서 추정된 폐기물 종류 정보와 산출된 폐기물 크기 정보를 기반으로 무게 정보를 추정한다.
폐기물 정보 저장부(126)는 폐기물 이미지와 폐기물의 배출일자, 위치, 및 크기와 무게 등과 같은 속성정보 저장한다.
수거부(130)는 인식부에서 인식된 폐기물들의 배출량과 분포 밀접도를 계산하는 폐기물 분포 모니터링부(131)와, 상기 폐기물의 배출량 및 분포 밀접도를 기반으로 폐기물 수거 일정을 수립하고 수거 차량을 배정하며 각 수거 차량별 최적의 수거 경로를 도출하는 폐기물 수거계획 수립부(132)와, 각 수거 차량의 수거 담당자에게 수거 경로 및 수거 대상 폐기물 정보를 전송하는 수거경로 통지부(133)를 포함한다.
폐기물 수거계획 수립부(132)는 수거 차량의 수거 가능 용량을 기준으로 해당 수거 차량이 담당할 폐기물을 지정하고, 수거 경로를 도출할 때 각 폐기물의 배출일자를 고려한다. 즉, 배출 후 임계시간이 경과된 폐기물을 우선 수거 대상 폐기물로 선정하여 수거경로에 포함되도록 한다.
110 : 학습부 111 : 정상물품 속성정보 취득기
112 : 정상물품 이미지 취득기 113 : 정상물품 연계정보 추출기
114 : 정상물품 DB 120 : 인식부
121 : 폐기물 이미지 취득기 122 : 폐기물 위치 정보 취득기
123 : 배출일자 정보 취득기 124 : 폐기물 종류 추정기
125 : 폐기물 속성정보 추정기 126 : 폐기물 정보 저장부
130 : 수거부 131 : 폐기물 분포 모니터링부
132 : 폐기물 수거계획 수립부 133 : 수거경로 통지부

Claims (4)

  1. 정상물품에 관한 정보를 학습하여 정상물품 데이터베이스로 구축하는 학습부와,
    폐기물 이미지를 획득하고 인공지능 기반 사물 추론기술을 기반하여 상기 폐기물 이미지와 매칭되는 정상물품을 인식하여 폐기물 정보를 추론하는 인식부와,
    상기 인식부에서 인식된 폐기물들에 대한 수거 계획을 수립하는 수거부를 포함하고,
    상기 수거부는 상기 인식부에서 인식된 폐기물들의 배출량과 분포 밀접도를 계산하는 폐기물 분포 모니터링부와, 상기 폐기물의 배출량 및 분포 밀접도를 기반으로 폐기물 수거 일정을 수립하고 수거 차량을 배정하며 각 수거 차량별 최적의 수거 경로를 도출하는 폐기물 수거계획 수립부와, 각 수거 차량의 수거 담당자에게 수거 경로 및 수거 대상 폐기물 정보를 전송하는 수거경로 통지부를 포함한 것을 특징으로 하는 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 학습부는 정상물품에 관한 속성정보를 취득하는 정상물품 속성정보 취득기와, 상기 정상물품의 이미지를 획득하는 정상물품 이미지 취득기와, 상기 정상물품 속성정보를 기반으로 연계정보를 추출하는 정상물품 연계정보 추출기와, 상기 추출된 정상물품의 속성정보와 이미지와 연계정보를 저장하는 정상물품 데이터베이스를 포함한 것을 특징으로 하는 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 인식부는 폐기물의 이미지를 획득하는 폐기물 이미지 취득기와, 상기 폐기물의 위치 정보를 획득하는 폐기물 위치 정보 취득기와, 상기 폐기물의 배출일자 정보를 획득하는 배출일자 정보 취득기와, 상기 폐기물의 이미지와 정상물품 데이터베이스에 저장된 이미지를 매칭하여 상기 폐기물의 종류를 추정하는 폐기물 종류 추정기와, 상기 폐기물의 종류를 기반으로 상기 폐기물의 속성정보를 추정하는 폐기물 속성정보 추정기와, 상기 추정된 폐기물 정보를 저장하는 폐기물 정보 저장부를 포함한 것을 특징으로 하는 비정형 폐기물 자동 인식 및 수거 시스템.
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