KR102626476B1 - Disaster response method and system - Google Patents

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KR102626476B1
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박규도
강수혁
이용규
김근수
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주식회사 현대케피코
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Abstract

본 발명의 재해 대응 방법은, 카메라로 이미지 촬영 및 화재 감지 센서 데이터를 획득하는 단계; 네트워크를 통한 서버와의 연결 상태를 확인하는 단계; 네트워크 연결 상태가 양호하면 상기 획득된 데이터들을 상기 서버로 전송하고, 상기 서버의 대형 AI 모델에서 화재 여부를 판단하는 단계; 네트워크 연결 상태가 양호하지 않으면, AI 카메라의 경량 AI 모델에서 상기 획득된 데이터들로부터 화재 여부를 판단하는 단계; 상기 서버의 대형 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 소방로봇에 의한 조치를 수행하는 단계; 및 상기 AI 카메라의 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The disaster response method of the present invention includes capturing images and acquiring fire detection sensor data with a camera; Checking the connection status with the server through the network; If the network connection is good, transmitting the obtained data to the server and determining whether there is a fire in the large AI model of the server; If the network connection condition is not good, determining whether there is a fire from the acquired data in the lightweight AI model of the AI camera; When the large AI model of the server determines that a fire has occurred, taking action by a firefighting robot; And when it is determined that a fire has occurred in the lightweight AI model of the AI camera, it may include performing fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model.

Description

재해 대응 방법 및 시스템{DISASTER RESPONSE METHOD AND SYSTEM} Disaster response method and system {DISASTER RESPONSE METHOD AND SYSTEM}

본 발명은 전자적인 감지 센서 및 이미지 분석기술을 적용하여 재해 상태를 판단하고, 판단된 화재에 대하여 대응 조치를 수행할 수 있는 재해 대응 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a disaster response method and system that can determine a disaster state by applying electronic detection sensors and image analysis technology and take response measures for the determined fire.

전자 통신 기술을 적용하여 재해/재난을 감지하는 방안으로서, 전자 장치를 이용하여 감시 대상 역의 이미지와 지진파로 화재와 지진을 감지하는 시스템 등이 제안된 바 있다.As a way to detect disasters/disasters by applying electronic communication technology, a system that detects fires and earthquakes using images of stations to be monitored and seismic waves using electronic devices has been proposed.

그러나, 현재까지 제안된 시스템은, 재해/재난 감지 및 경고(알람)에 대해서만 구체적인 방안이 제시되었을 뿐, 임박한 재해/재난에 대한 자동 조치에 대한 효과적인 방안을 제시하지 못하고 있다.However, the systems proposed to date only provide specific measures for disaster/disaster detection and warning (alarm), and do not present effective measures for automatic measures against impending disasters/disasters.

대한민국 등록공보 10-2242421호Republic of Korea Registered Publication No. 10-2242421

본 발명은 임박한 재해/재난에 대한 자동 조치에 대한 효과적인 방안을 제시할 수 있는 재해 대응 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a disaster response method and system that can provide effective measures for automatic measures against impending disasters/disasters.

본 발명의 일 측면에 따른 재해 대응 방법은, 카메라로 이미지 촬영 및 화재 감지 센서 데이터를 획득하는 단계; 네트워크를 통한 서버와의 연결 상태를 확인하는 단계; 네트워크 연결 상태가 양호하면 상기 획득된 데이터들을 상기 서버로 전송하고, 상기 서버의 대형 AI 모델에서 화재 여부를 판단하는 단계; 네트워크 연결 상태가 양호하지 않으면, AI 카메라의 경량 AI 모델에서 상기 획득된 데이터들로부터 화재 여부를 판단하는 단계; 상기 서버의 대형 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 소방로봇에 의한 조치를 수행하는 단계; 및 상기 AI 카메라의 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.A disaster response method according to an aspect of the present invention includes capturing images and acquiring fire detection sensor data with a camera; Checking the connection status with the server through the network; If the network connection is good, transmitting the obtained data to the server and determining whether there is a fire in the large AI model of the server; If the network connection condition is not good, determining whether there is a fire from the acquired data in the lightweight AI model of the AI camera; When the large AI model of the server determines that a fire has occurred, taking action by a firefighting robot; And when it is determined that a fire has occurred in the lightweight AI model of the AI camera, it may include performing fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model.

여기서, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단계는, 상기 경량 AI 모델의 갱신후 경과일수를 확인하여, 경과일수가 소정 기준일수보다 작으면 소방로봇에 의한 조치를 수행하는 단계; 및 상기 경과일수가 상기 소정 기준일수 이상이면, 관리자에게 화재 발생을 통보하고, 상기 관리자로부터 소방로봇 조치 지시를 기다리는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of performing fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model includes checking the number of days elapsed after updating the lightweight AI model, and performing measures by a firefighting robot if the number of elapsed days is less than a predetermined standard number of days. ; And if the number of elapsed days is more than the predetermined standard number of days, it may include notifying the manager of the occurrence of a fire and waiting for a firefighting robot action instruction from the manager.

여기서, 상기 관리자에게 화재 발생을 통보하고 조치 지시를 기다리는 단계에서는, 상기 AI 카메라의 외부로 시각 또는 청각적 화재 알람을 수행하는 단계; 상기 AI 카메라의 수동 조작부로 화재 확인 또는 화재 아님을 입력받는 단계; 및 상기 수동 조작부로 화재 확인이 입력되면, 상기 소방로봇에 의한 조치를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.Here, in the step of notifying the manager of the occurrence of a fire and waiting for action instructions, the steps include performing a visual or auditory fire alarm outside the AI camera; Confirming a fire or receiving an input indicating that it is not a fire through a manual control unit of the AI camera; And when fire confirmation is input to the manual operation unit, it may include the step of taking action by the fire-fighting robot.

여기서, 상기 소방로봇으로 화재 지점에 대한 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the step of providing information about the fire point to the fire-fighting robot may be further included.

여기서, 카메라를 감시 대상 현장에 설치한 이후 소정의 학습 시간 동안, 상기 카메라가 촬영한 이미지로 상기 서버의 대형 AI 모델을 학습시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the step of training a large AI model of the server with images captured by the camera for a predetermined learning time after installing the camera at the site to be monitored may be further included.

여기서, 상기 서버의 대형 AI 모델을 학습시키는 단계에서는, 상기 학습 기간 동안 상기 카메라의 이미지를 통해 화재 판정이 되어도, 화재 감지 센서에서 화재 판정이 안될 경우, 해당 이미지를 화재가 아닌 것으로 다시 학습시킬 수 있다.Here, in the step of learning the large AI model of the server, even if a fire is determined through the image of the camera during the learning period, if the fire detection sensor does not determine a fire, the image can be re-trained as not a fire. there is.

본 발명의 다른 측면에 따른 AI 서버는, 감시 대상 현장을 촬영하는 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈이 촬영한 이미지들을 수집하는 이미지 버퍼; 감시 대상 현장의 재해 관련 파라미터들을 측정하는 센서들의 측정값들을 수집하는 센서값 수집부; 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 경량 AI 모델; 외부의 AI 서버로 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들을 전송하고, 상기 경량 AI 모델을 다운로드받는 서버 통신부; 및 상기 AI 서버와 통신이 불량한 상황에서 상기 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단말 제어부를 포함할 수 있다.An AI server according to another aspect of the present invention includes a camera module that photographs a scene subject to surveillance; an image buffer that collects images captured by the camera module; A sensor value collection unit that collects measurement values from sensors that measure disaster-related parameters of the monitored site; A lightweight AI model that determines whether a fire has occurred from the captured images and measured values of the sensors; a server communication unit that transmits the captured images and measurement values of the sensors to an external AI server and downloads the lightweight AI model; And when it is determined that a fire has occurred in the lightweight AI model in a situation where communication with the AI server is poor, it may include a terminal control unit that performs fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model.

여기서, 현장 사용자의 수동 조작에 따른 정보를 입력받는 수동 조작부; 및 현장 사용자에게 화재 발생의 판정 결과를 출력하는 알람부를 더 포함할 수 있다.Here, a manual operation unit that receives information according to the manual operation of the field user; And it may further include an alarm unit that outputs a determination result of a fire occurrence to an on-site user.

여기서, 상기 수동 조작부를 통한 현장 관리자의 경량 AI 모델 반영 설정 또는 상기 AI 서버를 통한 상위 관리자의 경량 AI 모델 반영 설정을 저장하고, 상기 경량 AI 모델의 SW 이미지를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.Here, it stores the lightweight AI model reflection settings of the field manager through the manual operation unit or the lightweight AI model reflection settings of the upper manager through the AI server, and may further include a storage unit for storing a SW image of the lightweight AI model. .

여기서, 상기 단말 제어부는, 상기 경량 AI 모델의 최후 갱신시점과의 현재시점과의 시간차이, 및 상기 경량 AI 모델 단독의 적극적 화재 진압이 허용된 시간대를 포함하는 적극적 화재 진압을 허용하는 조건들을 조합하여 상기 화재 대응 조치를 수행할 수 있다.Here, the terminal control unit combines conditions allowing active fire suppression, including the time difference between the last update time of the lightweight AI model and the current time, and a time period during which active fire suppression by the lightweight AI model alone is permitted. Thus, the above fire response measures can be carried out.

여기서, 상기 단말 제어부는, 상기 AI 서버와 통신이 불량한 상황에서 상기 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 갱신후 경과일수를 확인하여, 경과일수가 소정 기준일수보다 작으면 소방로봇에 의한 조치를 수행하고, 상기 경과일수가 상기 소정 기준일수 이상이면, 상기 알람부로 화재 발생을 통보하고, 상기 수동 조작부를 통해 상기 현장 관리자로부터 소방로봇 조치 지시를 입력받으면, 감시 대상 현장의 소방로봇에 대하여 화재 진압을 지시할 수 있다.Here, when the terminal control unit determines that a fire has occurred in the lightweight AI model in a situation where communication with the AI server is poor, it checks the number of days that have elapsed since the update of the lightweight AI model, and if the number of days that have elapsed is less than a predetermined standard number of days, the terminal control unit determines that a fire has occurred in the lightweight AI model. If action is taken by the robot and the elapsed number of days is more than the predetermined standard number of days, the occurrence of a fire is notified to the alarm unit, and when a fire robot action instruction is input from the site manager through the manual operation unit, firefighting at the site to be monitored is performed. The robot can be instructed to extinguish a fire.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 재해 대응 시스템은, 감시 대상 현장에 대한 카메라 촬영 이미지 데이터 및 재해 감시 센서들의 측정값들을 수집하여 하기 AI 서버에 전송하며, 상기 AI 서버와 통신이 단절되었을시 자체적인 대응 조치를 수행하는 AI 단말기; 상기 감시 대상 현장의 화재를 진압할 수 있는 소방로봇; 및 The disaster response system according to another aspect of the present invention collects camera image data of the site to be monitored and measurement values of disaster monitoring sensors and transmits it to the following AI server, and when communication with the AI server is cut off, its own AI terminal that performs response actions; A firefighting robot capable of extinguishing a fire at the monitored site; and

상기 카메라 촬영 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들을 전송받고, 하기 경량 AI 모델을 다운로드하는 AI 단말기 통신부와, 상기 카메라 촬영 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들로부터 상기 감시 대상 현장의 화재 발생 여부를 판정하는 대형 AI 모델과, 학습이 완료된 상기 대형 AI 모델을 상기 AI 단말기를 위해 경량화한 경량화 모델 템플릿으로서 경량 AI 모델과, 상기 AI 단말기를 위해 상기 대형 AI 모델을 운영하고, 상기 AI 단말기를 위한 경량 AI 모델을 관리하는 서버 제어부와, 상기 AI 단말기의 설치 현장 및 다운로드된 경량 AI 모델에 대한 정보를 기록하는 데이터베이스를 구비하며, 상기 소방로봇에 대한 화재 진압 지시 및 관리자에 대한 SMS 알람을 수행하는 AI 서버를 포함할 수 있다.An AI terminal communication unit that receives the camera images and measurement values of the sensors and downloads the following lightweight AI model, and determines whether a fire has occurred at the site to be monitored from the camera images and the measurement values of the sensors. A large AI model that operates, a lightweight AI model that uses the learned large AI model as a lightweight model template for the AI terminal, and a lightweight AI model that operates the large AI model for the AI terminal and provides a lightweight AI for the AI terminal. An AI server that has a server control unit that manages the model, a database that records information about the installation site of the AI terminal and the downloaded lightweight AI model, and performs fire suppression instructions for the fire robot and SMS alarm to the manager. may include.

여기서, 상기 AI 단말기는, 상기 AI 서버와 통신이 단절되었을시 상기 AI 서버로부터 다운로드받은 상기 경량 AI 모델이 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도 또는 현장 관리자의 사전 설정에 따라, 상기 소방로봇에 화재 진압을 지시할 수 있다.Here, when communication with the AI server is cut off and the lightweight AI model downloaded from the AI server determines that a fire has occurred, the AI terminal determines that a fire has occurred, according to the reliability of the lightweight AI model or the preset of the site manager. Robots can be instructed to extinguish fires.

여기서, 상기 AI 단말기는, 상기 감시 대상 현장을 촬영하는 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈이 촬영한 이미지들을 수집하는 이미지 버퍼; 감시 대상 현장의 재해 관련 파라미터들을 측정하는 센서들의 측정값들을 수집하는 센서값 수집부; 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 경량 AI 모델; 상기 AI 서버로 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들을 전송하고, 상기 경량 AI 모델을 다운로드받는 서버 통신부; 및 상기 AI 서버와 통신이 불량한 상황에서 상기 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단말 제어부를 포함하는 AI 카메라일 수 있다.Here, the AI terminal includes a camera module that photographs the scene to be monitored; an image buffer that collects images captured by the camera module; A sensor value collection unit that collects measurement values from sensors that measure disaster-related parameters of the monitored site; A lightweight AI model that determines whether a fire has occurred from the captured images and measured values of the sensors; a server communication unit that transmits the captured images and measurement values of the sensors to the AI server and downloads the lightweight AI model; And it may be an AI camera including a terminal control unit that performs fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model when it is determined that a fire has occurred in the lightweight AI model in a situation where communication with the AI server is poor.

여기서, 상기 대형 AI 모델은, 이미지 분류 기법을 적용하여 상기 카메라 모듈이 촬영한 이미지들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 이미지 판정부; 상기 센서들의 측정값들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 센서값 판정부; 상기 이미지 판정부 및 상기 센서값 판정부의 각 판정 결과에 가중치를 반영하여 최종적인 화재 발생 여부를 판정하는 통합 판정부를 포함할 수 있다.Here, the large AI model includes an image determination unit that determines whether a fire has occurred from images captured by the camera module by applying an image classification technique; a sensor value determination unit that determines whether a fire has occurred from the measured values of the sensors; It may include an integrated determination unit that ultimately determines whether a fire has occurred by reflecting weights on each determination result of the image determination unit and the sensor value determination unit.

여기서, 상기 대형 AI 모델은, 이미지 분류 기법을 적용하여 상기 카메라 모듈이 촬영한 이미지들로부터 낙상 사고 발생 여부를 판정하는 낙상 이미지 판정부를 더 포함할 수 있다.Here, the large AI model may further include a fall image determination unit that determines whether a fall accident has occurred from images captured by the camera module by applying an image classification technique.

여기서, 상기 센서값 판정부는, 지진 판정을 수행하고, 상기 통합 판정부는, 상기 카메라 촬영 이미지들에 진동에 의한 잡음 영상 성분이 포함된 경우, 지진 발생으로 최종 판정할 수 있다.Here, the sensor value determination unit performs an earthquake determination, and the integrated determination unit may make a final determination that an earthquake has occurred when the camera-captured images include a noise image component due to vibration.

여기서, 상기 서버 제어부는, 상기 대형 AI 모델을 갱신 학습시키고, 갱신 학습이 완료된 상기 대형 AI 모델의 경량화 버전으로서 상기 경량 AI 모델을 생성하여, 상기 AI 단말기로 전송할 수 있다.Here, the server control unit may update and train the large AI model, generate the lightweight AI model as a lightweight version of the large AI model for which update learning has been completed, and transmit it to the AI terminal.

상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 재해 대응 방법 및/또는 시스템을 실시하면, 이미지 외에 CO,CO2, VOC, PM, 온도, 습도 센서 값을 추가로 활용하여 기계학습을 이용한 높은 정확도의 화재를 판별할 수 있는 이점이 있다. 추가적으로, 화재 뿐만 아니라 낙상, 지진도 판별하는 등의 부가 기능을 부여할 수 있는 이점이 있다.When the disaster response method and/or system according to the spirit of the present invention of the above-described configuration is implemented, CO, CO2, VOC, PM, temperature, and humidity sensor values in addition to images are additionally used to detect fires with high accuracy using machine learning. There is an advantage in being able to determine. Additionally, there is the advantage of being able to provide additional functions such as detecting not only fires but also falls and earthquakes.

본 발명의 재해 대응 방법 및/또는 시스템은, 긴급 상황 발생시 데이터베이스에 모든 기록을 저장하고 관리자에게 SMS 알림 기능을 제공하는 이점이 있다.The disaster response method and/or system of the present invention has the advantage of storing all records in a database and providing an SMS notification function to managers when an emergency situation occurs.

본 발명의 재해 대응 방법 및/또는 시스템은, 특히, 자율 주행 로봇 등을 이용하여 화재 발생 시 초기 대응이 가능하도록 하여 조기 진화를 수행할 수 있는 이점이 있다.In particular, the disaster response method and/or system of the present invention has the advantage of enabling early response in the event of a fire using an autonomous robot, etc., thereby enabling early extinguishment.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 재해 대응 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 2는 상술한 재해 대응 시스템 구축의 일 예를 도시한 개념도.
도 3은 상술한 재해 대응 시스템 구축의 다른 예를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 재해 대응 방법의 수행을 지원하는 AI 카메라의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 재해 대응 방법의 수행을 지원하는 AI 서버의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 6은 도 4의 AI 카메라에 구비될 수 있는 카메라/센서 모듈의 일 실시예를 도시한 상면도.
도 7은 화재 발생을 판별하는 모습을 도시한 촬영 이미지.
도 8은 낙상 발생을 판별하는 모습을 도시한 촬영 이미지.
도 9는 카메라 촬영 이미지 분석을 위해 적용될 수 있는 컨벌루션 기법의 일 예를 도시한 개념도.
도 10는 본 발명의 사상에 따른 최종적인 화재 판정을 위해 적용될 수 있는 통합 화재 검출 알고리즘의 일 예를 도시한 개념도.
도 11은 대형 AI 모델 및/또는 경량 AI 모델의 학습 과정의 일 예를 반영하여 화재 대응을 수행하는 과정을 도시한 흐름도.
도 12는 자율 주행 소방로봇의 작동 과정을 나타낸 개념도.
1 is a flowchart showing an embodiment of a disaster response method according to the spirit of the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram showing an example of building the above-described disaster response system.
Figure 3 is a conceptual diagram showing another example of building the disaster response system described above.
Figure 4 is a block diagram showing an embodiment of an AI camera that supports the implementation of a disaster response method according to the spirit of the present invention.
Figure 5 is a block diagram showing an embodiment of an AI server supporting the performance of a disaster response method according to the spirit of the present invention.
FIG. 6 is a top view showing an embodiment of a camera/sensor module that may be provided in the AI camera of FIG. 4.
Figure 7 is a captured image showing how to determine the occurrence of a fire.
Figure 8 is a captured image showing the determination of the occurrence of a fall.
Figure 9 is a conceptual diagram showing an example of a convolution technique that can be applied to analyze camera captured images.
Figure 10 is a conceptual diagram showing an example of an integrated fire detection algorithm that can be applied for final fire determination according to the spirit of the present invention.
11 is a flow chart illustrating a process for performing fire response, reflecting an example of the learning process of a large AI model and/or a lightweight AI model.
Figure 12 is a conceptual diagram showing the operation process of an autonomous fire-fighting robot.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. In describing the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. Terms are intended only to distinguish one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.When a component is mentioned as being connected or connected to another component, it can be understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in between. .

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terms used herein are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다. In this specification, terms such as include or have are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, including one or more other features or numbers, It can be understood that the existence or addition possibility of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not excluded in advance.

또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Additionally, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 재해 대응 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart showing an embodiment of a disaster response method according to the spirit of the present invention.

도시한 전자적인 감지 센서 및 이미지 분석기술을 적용한 재해 대응 방법은, 카메라로 이미지 촬영 및 화재 감지 센서 데이터를 획득하는 단계(S110); 네트워크를 통한 서버와의 연결 상태를 확인하는 단계(S120); 네트워크 연결 상태가 양호하면 상기 획득된 데이터들을 상기 서버로 전송하고, 상기 서버의 대형 AI 모델에서 화재 여부를 판단하는 단계(S130); 네트워크 연결 상태가 양호하지 않으면, AI 카메라의 경량 AI 모델에서 상기 획득된 데이터들로부터 화재 여부를 판단하는 단계(S140); 상기 서버의 대형 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 소방로봇에 의한 조치를 수행하는 단계(S160); 및 상기 AI 카메라의 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단계(S180)를 포함할 수 있다.The disaster response method applying the illustrated electronic detection sensor and image analysis technology includes the steps of capturing images and acquiring fire detection sensor data with a camera (S110); Checking the connection status with the server through the network (S120); If the network connection is good, transmitting the obtained data to the server and determining whether there is a fire in the large AI model of the server (S130); If the network connection condition is not good, determining whether there is a fire from the acquired data in the lightweight AI model of the AI camera (S140); When the large AI model of the server determines that a fire has occurred, taking action by a firefighting robot (S160); And when it is determined that a fire has occurred in the lightweight AI model of the AI camera, it may include performing fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model (S180).

또한, 상기 S160 단계 또는 상기 S180 단계의 선제 조치로서, 상기 AI 카메라(AI 단말기)의 알람 장치를 이용하여 현장에 알람을 수행하는 단계(S151, S152)가 수행될 수 있다.In addition, as a preemptive measure in step S160 or step S180, steps (S151, S152) of performing an alarm on site using the alarm device of the AI camera (AI terminal) may be performed.

보다 구체적으로, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단계(S180)는, 상기 경량 AI 모델의 갱신후 경과일수를 확인하여, 경과일수가 소정 기준일수보다 작으면 소방로봇에 의한 조치를 수행하는 단계; 및 상기 경과일수가 상기 소정 기준일수 이상이면, 관리자에게 화재 발생을 통보하고, 상기 관리자로부터 소방로봇 조치 지시를 기다리는 단계를 포함할 수 있다.More specifically, the step of performing fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model (S180) is to check the number of days elapsed after updating the lightweight AI model, and if the number of days elapsed is less than a predetermined standard number of days, performing actions; And if the number of elapsed days is more than the predetermined standard number of days, it may include notifying the manager of the occurrence of a fire and waiting for a firefighting robot action instruction from the manager.

상기 소방로봇이 이동이 가능한 경우, 상기 S151 단계 이후 상기 S160 단계 이전에, 상기 소방로봇으로 화재 지점에 대한 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.If the firefighting robot is capable of moving, the step of providing information about the fire point to the firefighting robot may be further included after step S151 and before step S160.

상기 서버의 대형 AI 모델 및 상기 AI 카메라의 경량 AI 모델은, 감시 대상 현장(필드)에 적합한 학습용 데이터를 이용하여 기계학습이 가능한 모델일 수 있으며, 이 경우, 상기 S110 단계 이전에, 카메라를 감시 대상 현장에 설치한 이후 소정의 학습 시간 동안, 상기 카메라가 촬영한 이미지로 상기 서버의 대형 AI 모델및/또는 상기 AI 카메라의 경량 AI 모델을 학습시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 그런데, 일반적으로는 상기 서버의 대형 AI 모델만을 학습시키고, 학습 완료된 대형 AI 모델을 기반으로 경량 AI 모델을 생성(갱신)하는 방식이 적용될 것이다.The large AI model of the server and the lightweight AI model of the AI camera may be models capable of machine learning using learning data suitable for the field to be monitored. In this case, before step S110, the camera is monitored. It may further include training a large AI model of the server and/or a lightweight AI model of the AI camera using images captured by the camera for a predetermined learning time after installation at the target site. However, in general, a method of training only the large AI model of the server and creating (updating) a lightweight AI model based on the large AI model that has been trained will be applied.

한편, 상기 서버의 대형 AI 모델을 학습시키는 단계에서는, 소정의 학습 기간 동안 상기 카메라의 이미지(영상)을 통해 화재 판정이 되어도, 화재 감지 센서에서 화재 판정이 안될 경우, 해당 이미지를 화재가 아닌 것으로 판정하는 학습 데이터를 적용하여 학습시킬 수 있다.Meanwhile, in the step of learning the large AI model of the server, if a fire is not determined by the fire detection sensor even if a fire is determined through the image (video) of the camera during a predetermined learning period, the image is considered not a fire. It can be trained by applying learning data to make a decision.

도 1에 도시한 본 발명의 사상에 따른 재해 대응 방법을 수행하기 위해서는, 감시 대상 현장에 대한 화재(재해) 판정의 근거가 되는 센싱값들 및 이미지들을 수집하고, 상기 경량 AI 모델을 구동하는 현장 AI 단말기; 상기 대형 AI 모델을 관리하고 운영하는 AI 서버; 및 감시 대상 현장에 발생된 화재에 대한 소방 조치를 수행하는 소방로봇으로 이루어진 재해 대응 시스템의 구축이 요구된다. In order to perform the disaster response method according to the idea of the present invention shown in FIG. 1, the sensing values and images that serve as the basis for fire (disaster) determination for the site to be monitored are collected, and the site that runs the lightweight AI model is used. AI terminal; AI server that manages and operates the large AI model; It is required to build a disaster response system consisting of a firefighting robot that performs firefighting measures for fires that occur at a monitored site.

도 2는 상술한 재해 대응 시스템 구축의 일 예를 도시한 개념도이다.Figure 2 is a conceptual diagram showing an example of building the above-described disaster response system.

도시한 재해 대응 시스템은, 카메라 & 센서 단말기 형태의 통합 현장 AI 단말기로서 AI 카메라(100); 화재 지점으로 이동이 가능한 자율 주행 소방로봇(400); 및 상기 자율 주행 소방로봇(400)에 대한 출동 지시 및 관리자에 대한 SMS 알람을 수행하는 AI 서버(200)로 이루어져 있다.The disaster response system shown is an integrated field AI terminal in the form of a camera & sensor terminal, including an AI camera (100); Self-driving firefighting robot (400) capable of moving to the fire site; and an AI server 200 that provides dispatch instructions for the self-driving firefighting robot 400 and sends an SMS alarm to the manager.

도시한 AI 카메라(100)는, 카메라 촬영 이미지(영상) 및 센서 데이터(센싱값)를 수집하여, 상기 AI 서버(200)에 전송하며, 상기 AI 서버(200)와 통신이 단절되었을시, 자체적인 대응 조치를 수행한다.The illustrated AI camera 100 collects camera captured images (videos) and sensor data (sensing values) and transmits them to the AI server 200, and when communication with the AI server 200 is cut off, carry out appropriate countermeasures.

상기 AI 카메라(100)는 내부 경량 AI 모델의 신뢰도 및/또는 현장 관리자의 사전 설정에 따라, 상기 자율 주행 소방로봇(400)에 출동을 지시하거나, 화재 발생 지점의 소화 장비를 동작시킬 수 있다.The AI camera 100 may instruct the self-driving firefighting robot 400 to dispatch or operate fire extinguishing equipment at the point where a fire occurs, depending on the reliability of the internal lightweight AI model and/or the preset settings of the site manager.

도시한 AI 서버(200)는, 원격지 클라이언트 설비(AI 카메라, 소방로봇)들로부터 데이터 수집 및 관리하고, 재해 감지/대응을 위한 모니터링을 수행할 수 있다.The illustrated AI server 200 can collect and manage data from remote client facilities (AI cameras, firefighting robots) and perform monitoring for disaster detection/response.

예컨대, 상기 AI 서버(200)는, 화재 객체 감지를 통한 소화 명령 및 관리자 SMS 알림을 수행할 수 있다.For example, the AI server 200 can perform fire extinguishing commands and administrator SMS notifications through fire object detection.

이를 위해, 상기 AI 서버(200)는, 이미지 데이터, 센서 데이터 등의 관리를 위한 DB를 구성할 수 있다. 또한, 상기 AI 카메라, 소방로봇의 배치/사양 정보를 관리하는 DB 및 각 현장을 위한 경량 AI 모델을 관리하기 위한 DB를 구성할 수 있다.To this end, the AI server 200 can configure a DB for managing image data, sensor data, etc. In addition, it is possible to configure a DB for managing the placement/specification information of the AI camera and firefighting robot, and a DB for managing lightweight AI models for each site.

도시한 자율 주행 소방로봇(400)은, 예컨대, 상기 AI 서버(200)로부터 화재 위치 정보를 수신하고, 상기 위치 정보에 따른 화재 위치까지 장애물 회피하며 자율주행을 실시하고, 도착한 화재 위치에서 소화기 틸트 제어를 통한 목표 지점 조준 및 소화기 분사를 수행할 수 있다.For example, the self-driving firefighting robot 400 shown receives fire location information from the AI server 200, performs autonomous driving while avoiding obstacles to the fire location according to the location information, and tilts the fire extinguisher at the arrived fire location. Aiming at the target point and spraying a fire extinguisher can be performed through control.

도 3은 상술한 재해 대응 시스템 구축의 다른 예를 도시한 개념도이다.Figure 3 is a conceptual diagram showing another example of building the disaster response system described above.

도시한 시스템 구축 예에 따른 AI 카메라(100)는, 경량 AI 모델을 실행하기 위한 HW 모듈 및 SW 모듈의 집합으로서 AI 제어부(140); 및 AI 카메라 장치의 케이스 내부에 내장될 수 있는 형태로 카메라 및 화재 감지 센서들을 통합하여 실장한 카메라/센서 모듈(110)로 이루어진다. 또한, 소방로봇으로서 감시 대상 현장의 주요 지점에 설치된 원격 제어 가능한 소화기(401)를 적용하였다.The AI camera 100 according to the illustrated system construction example includes an AI control unit 140 as a set of HW modules and SW modules for executing a lightweight AI model; and a camera/sensor module 110 in which a camera and fire detection sensors are integrated and mounted in a form that can be embedded inside the case of the AI camera device. In addition, as a firefighting robot, a remotely controllable fire extinguisher (401) installed at key points in the monitored site was applied.

도면에서는 상기 SW 모듈로서 AI SW의 로고를 표현하였고, 상기 HW 모듈로서 메인 제어기의 사진 및 상기 메인 제어기에 인접하여 설치될 수 있는 가속도 센서를 표현하였다. 예컨대, 발명의 AI 카메라 및 센서 단말기내 메인보드에 메인 제어기와 가속도 센서가 도 3에 첨부한 사진과 같은 형태로 구성될 수 있다.In the drawing, the logo of AI SW is expressed as the SW module, and a photo of the main controller and an acceleration sensor that can be installed adjacent to the main controller are expressed as the HW module. For example, the main controller and acceleration sensor on the main board in the AI camera and sensor terminal of the invention may be configured as shown in the photo attached to FIG. 3.

상기 제어기는 로컬 환경에서 AI 추론이 가능한 CPU, GPU가 있으며 추가 부품 장착을 위해 GPIOs, I2C, SPI, UART, I2S 기능이 요구될 수 있다.The controller has a CPU and GPU capable of AI inference in a local environment, and GPIOs, I2C, SPI, UART, and I2S functions may be required to install additional components.

상기 메인 보드상에는 카메라 장착이 가능한 MIPI, USB 슬롯이 필요하고, 서버와의 통신이 가능한 것이 유리하다. 도시한 가속도 센서는 메인 제어기의 GPIO를 통하여 연결될 수 있다.The main board requires MIPI and USB slots capable of mounting a camera, and it is advantageous to enable communication with a server. The illustrated acceleration sensor can be connected through the GPIO of the main controller.

도 4는 본 발명의 사상에 따른 재해 대응 방법의 수행을 지원하는 AI 카메라의 일 실시예를 도시한 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing an embodiment of an AI camera that supports the implementation of a disaster response method according to the spirit of the present invention.

감시 대상 현장을 촬영하는 카메라 모듈(110); 상기 카메라 모듈(110)이 촬영한 이미지들을 수집하는 이미지 버퍼(120); 감시 대상 현장의 재해 관련 파라미터들을 측정하는 센서들의 측정값들을 수집하는 센서값 수집부(130); 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 경량 AI 모델(150); 외부의 AI 서버로 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들을 전송하고, 상기 경량 AI 모델을 다운로드받는 서버 통신부(160); 현장 사용자의 수동 조작에 따른 정보를 입력받는 수동 조작부(170); 현장 사용자에게 화재 발생의 판정 결과를 출력하는 알람부(180); 상기 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단말 제어부(140)를 포함할 수 있다.A camera module 110 that photographs the scene to be monitored; an image buffer 120 that collects images captured by the camera module 110; A sensor value collection unit 130 that collects measurement values from sensors that measure disaster-related parameters of a monitored site; A lightweight AI model 150 that determines whether a fire has occurred from the captured images and measured values of the sensors; A server communication unit 160 that transmits the captured images and measurement values of the sensors to an external AI server and downloads the lightweight AI model; A manual operation unit 170 that receives information according to manual operation by an on-site user; An alarm unit 180 that outputs a determination result of a fire occurrence to field users; When it is determined that a fire has occurred in the lightweight AI model, it may include a terminal control unit 140 that performs fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model.

상기 AI 카메라(100)는 소정의 케이스 내부에 상기 카메라 모듈(110), 이미지 버퍼(120), 센서값 수집부(130), 경량 AI 모델(150), 서버 통신부(160), 수동 조작부(170), 알람부(180), 단말 제어부(140)가 내장된 형태로 구현될 수 있다. The AI camera 100 includes the camera module 110, an image buffer 120, a sensor value collection unit 130, a lightweight AI model 150, a server communication unit 160, and a manual operation unit 170 inside a predetermined case. ), the alarm unit 180, and the terminal control unit 140 may be implemented in a built-in form.

상기 수동 조작부(170)는 상기 케이스 외면에 외부 인원이 입력 조작을 가할 수 있는 버튼, 터치스크린 등으로 구현될 수 있다. 또한, 현장 관리자의 신원을 확인하기 위한 수단(예: 지문인식기, 비밀번호 입력용 키패드)을 더 구비할 수 있다.The manual operation unit 170 may be implemented as a button, a touch screen, etc. on the outer surface of the case through which an external person can input an input operation. In addition, a means for verifying the identity of the on-site manager (e.g., fingerprint reader, keypad for password entry) may be further provided.

상기 센서값 수집부(130)가 수집하는 센싱값들을 생성하는 대부분의 센서들은 상기 AI 카메라(100)의 외부에 별도로 설치되지만, 구현에 따라, 상기 센서들 중 비교적 저렴하고 부피가 작은 가속도 센서나 온도센서는 상기 AI 카메라(100)와 통합되어 상기 케이스 내부에 설치될 수 있다.Most of the sensors that generate the sensing values collected by the sensor value collection unit 130 are installed separately outside the AI camera 100, but depending on the implementation, among the sensors, an acceleration sensor that is relatively inexpensive and has a small volume, The temperature sensor may be integrated with the AI camera 100 and installed inside the case.

상기 센서값 수집부(130)는, 상기 외부에 별도로 설치된 센서들의 신호선을 연결하기 위한 접속단자들; 및 각 접속단자로 입력되는 신호로부터 센싱값을 획득하는 센싱값 획득 회로들을 구비할 수 있다.The sensor value collection unit 130 includes connection terminals for connecting signal lines of sensors separately installed externally; and sensing value acquisition circuits that obtain sensing values from signals input to each connection terminal.

구현에 따라, 상기 외부의 AI 서버로 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들을 전송하기 전에 이를 일시적으로 저장하기 위한 저장부를 더 포함할 수 있다.Depending on implementation, it may further include a storage unit for temporarily storing the captured images and measurement values of the sensors before transmitting them to the external AI server.

이 경우, 상기 경량 AI 모델의 SW 이미지도 상기 저장부에 저장될 수 있다.In this case, the SW image of the lightweight AI model may also be stored in the storage unit.

또는, 상기 저장부에 상기 수동 조작부(170)를 통한 현장 관리자의 경량 AI 모델 반영 설정 또는 상기 AI 서버를 통한 상위 관리자의 경량 AI 모델 반영 설정을 저장할 수 있다.Alternatively, the on-site manager's lightweight AI model reflection settings through the manual operation unit 170 or the upper manager's lightweight AI model reflection settings through the AI server may be stored in the storage.

상기 경량 AI 모델 반영 설정은, 상기 AI 서버와의 통신이 불량하면서도, 현장 관리자의 상기 수동 조작부(170)를 통한 개입이 어려운 경우를 대비한 것이다. 즉, 상기 경량 AI 모델 반영 설정으로서, 상기 경량 AI 모델(150)의 자체 판정만으로 적극적 화재 진압을 허용하는 조건들을 지정할 수 있는데, The lightweight AI model reflection setting is for cases where communication with the AI server is poor and it is difficult for an on-site manager to intervene through the manual operation unit 170. That is, as a setting reflecting the lightweight AI model, conditions that allow active fire suppression can be specified only through the self-determination of the lightweight AI model 150,

예컨대, 적극적 화재 진압을 허용하는 조건들로서, 상기 경량 AI 모델(150)의 최후 갱신시점과의 현재시점과의 시간차이(날짜), 상기 경량 AI 모델(150) 단독의 적극적 화재 진압이 허용된 시간대(예: 관리자가 근무하지 않는 시간대) 등이 될 수 있으며, 각 조건들은 서로 and/or 조합되어 적용될 수 있다.For example, conditions allowing active fire suppression include the time difference (date) between the last update time of the lightweight AI model 150 and the current time, and the time zone in which active fire suppression by the lightweight AI model 150 alone is allowed. (e.g. time zone when the manager is not working), etc., and each condition can be applied in combination with and/or with each other.

예컨대, 상기 경량 AI 모델(150)의 최후 갱신시점과의 현재시점과의 시간차이만을 적용하는 경우의 상기 단말 제어부(140)는, 도 1의 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단계(S180)를, 상기 경량 AI 모델(150)의 갱신후 경과일수를 확인하여, 경과일수가 소정 기준일수보다 작으면 소방로봇에 의한 조치를 수행하고, 반대로 상기 경과일수가 상기 소정 기준일수 이상이면, 상기 알람부(180)로 화재 발생을 통보하고, 상기 수동 조작부(170)를 통해 상기 현장 관리자로부터 소방로봇 조치 지시를 입력받으면, 감시 대상 현장의 소방로봇에 대하여 화재 진압을 지시하는 방식으로 수행할 수 있다.For example, when applying only the time difference between the last update time of the lightweight AI model 150 and the current time, the terminal control unit 140 performs fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model in FIG. 1. In the step (S180), the number of elapsed days after the update of the lightweight AI model 150 is checked, and if the number of elapsed days is less than the predetermined standard number of days, action is taken by the firefighting robot. Conversely, the elapsed number of days is less than the predetermined standard number of days. If this is the case, the occurrence of a fire is notified to the alarm unit 180, and upon receiving firefighting robot action instructions from the site manager through the manual operation unit 170, fire suppression is instructed to the firefighting robot at the site to be monitored. It can be done with

이미지 데이터 및 센서값 데이터를 통합 수집하는 재난 대응용 통합 AI 단말기로서 상기 AI 카메라(100)의 동작을 규정하면, 카메라와 각종 센서 모듈을 통해 데이터를 획득하고, 상기 획득 과정 이후, 네트워크 연결 상태 여부를 확인하고, 상기 네트워크 확인 과정 이후, 상기 획득한 데이터로부터 재난(예: 화재 발생) 여부를 판단하고(네트워크 연결 시 AI서버로 부터 재난 여부 수신, 네트워크 미연결 시 단말기 자체 판단), 상기 재난 판단 과정 이후, 최종적으로 재난시 알람을 울려서 현장에 경고하는 것으로 구분할 수 있다.When defining the operation of the AI camera 100 as an integrated AI terminal for disaster response that collects image data and sensor value data, data is acquired through the camera and various sensor modules, and after the acquisition process, whether the network is connected or not. Confirm, and after the network confirmation process, determine whether there is a disaster (e.g., a fire) from the obtained data (receiving disaster status from the AI server when connected to the network, determine the terminal itself when not connected to the network), and determine the disaster. After the process, it can be divided into finally sounding an alarm in case of a disaster and warning the site.

상기 대형 AI 모델 또는 상기 경량 AI 모델(150)에 의한 화재(재난) 판정시, 상기 알람부(180)를 통해 현장 관리자나 다른 사용자에게 시각적 및/또는 청각적 수단으로서 통보될 수 있다. When a fire (disaster) is determined by the large AI model or the lightweight AI model 150, the site manager or other users may be notified by visual and/or auditory means through the alarm unit 180.

이를 통보받은 근처의 현장 관리자나 다른 사용자가, 상기 수동 조작부(170)를 조작하여, 현장에서의 화재 발생 여부에 대한 자신의 판단 결과를 입력할 수 있다. 소방로봇을 이용한 적극적 화재 진압 중에 상기 수동 조작부(170)로 화재가 아닌 것으로 입력되면, 소정의 확인 절차후, 적극적 화재 진압을 중지시킬 수 있다. 반대로, 상기 경량 AI 모델(150)에 의한 화재 판정으로 아직 소방로봇이 투입되지 않은 상태에서, 상기 수동 조작부(170)로 화재 발생 확인이 입력되면, 소방로봇을 투입하여 적극적 화재 진압을 수행할 수 있다. A nearby site manager or other user who has been notified of this can operate the manual control unit 170 and input his/her judgment result regarding whether a fire has occurred at the site. During active fire suppression using a fire robot, if it is input that it is not a fire through the manual control unit 170, active fire suppression can be stopped after a predetermined confirmation procedure. On the other hand, when a fire robot is not yet deployed due to a fire determination by the lightweight AI model 150, and confirmation of a fire occurrence is input to the manual operation unit 170, the fire robot can be deployed to actively suppress the fire. there is.

도 5는 본 발명의 사상에 따른 재해 대응 방법의 수행을 지원하는 AI 서버의 일 실시예를 도시한 블록도이다.Figure 5 is a block diagram showing an embodiment of an AI server that supports the implementation of a disaster response method according to the spirit of the present invention.

상기 AI 카메라로부터 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들을 전송받고, 상기 경량 AI 모델을 다운로드하는 AI 카메라 통신부(260); 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 대형 AI 모델(250); 학습이 완료된 상기 대형 AI 모델(250)을 상기 AI 카메라용으로 경량화한 경량화 모델 템플릿으로서 경량 AI 모델(290); 상기 AI 카메라를 위해 상기 대형 AI 모델(250)을 운영하고, 상기 AI 카메라를 위한 경량 AI 모델(290)을 관리하는 서버 제어부(240); 및 상기 AI 카메라의 설치 현장 및 다운로드된 경량 AI 모델에 대한 정보를 기록하는 데이터베이스(270)를 포함할 수 있다.An AI camera communication unit 260 that receives the captured images and measurement values of the sensors from the AI camera and downloads the lightweight AI model; A large AI model 250 that determines whether a fire has occurred from the captured images and measured values of the sensors; A lightweight AI model (290) as a lightweight model template made by lightweighting the learned large AI model (250) for the AI camera; A server control unit 240 that operates the large AI model 250 for the AI camera and manages the lightweight AI model 290 for the AI camera; And it may include a database 270 that records information about the installation site of the AI camera and the downloaded lightweight AI model.

상기 AI 카메라 통신부(260)는 상기 AI 카메라의 서버 통신부(160)와 함께, LTE 통신, 5G 통신, 무선 인터넷 통신 등의 기술에 따른 데이터 통신 채널을 형성하기 위한 무선 통신 모듈로 구현될 수 있다.The AI camera communication unit 260, together with the server communication unit 160 of the AI camera, may be implemented as a wireless communication module for forming a data communication channel according to technologies such as LTE communication, 5G communication, and wireless Internet communication.

구현에 따라, 상기 데이터베이스(370)에 AI 모델을 위한 학습용 데이터 및 상기 대형 AI 모델(250)의 학습 이력 데이터, 상기 AI 카메라의 하드웨어 사양 정보 등이 더 저장될 수 있다.Depending on implementation, training data for the AI model, learning history data of the large AI model 250, hardware specification information of the AI camera, etc. may be further stored in the database 370.

구현에 따라, 상기 서버 제어부(240)는, 카메라를 감시 대상 현장에 설치한 이후 소정의 학습 시간(예: 사전 학습 시간, 갱신 학습 시간) 동안, 상기 카메라가 촬영한 이미지로 상기 서버의 대형 AI 모델을 학습시킬 수 있다.Depending on the implementation, the server control unit 240 uses images captured by the camera for a predetermined learning time (e.g., pre-learning time, update learning time) after installing the camera at the site to be monitored. You can train a model.

예컨대, 상기 서버 제어부(240)는, 주기적 또는 상위 관리자의 지시에 따라, 상기 대형 AI 모델(250)을 갱신 학습시킬 수 있다. 이때, 각 갱신 학습이 완료된 상기 대형 AI 모델(250)의 경량화 버전으로서 상기 경량 AI 모델(290)을 생성할 수 있다.For example, the server control unit 240 may update and train the large AI model 250 periodically or according to instructions from a higher level manager. At this time, the lightweight AI model 290 can be created as a lightweight version of the large AI model 250 for which each update learning has been completed.

상기 서버 제어부(240)는, 상기 AI 카메라의 설치 현장 및/또는 AI 카메라의 연산 하드웨어 사양에 따라, 경량화 모델 템플릿으로서 상기 경량 AI 모델(290)을 반영하여, 각 AI 카메라를 위해 경량화된 AI 모델을 생성하여 해당 AI 카메라로 전송할 수 있다.The server control unit 240 reflects the lightweight AI model 290 as a lightweight model template according to the installation site of the AI camera and/or the computational hardware specifications of the AI camera, and creates a lightweight AI model for each AI camera. You can create and transmit it to the corresponding AI camera.

도시한 상기 대형 AI 모델(250)은, 이미지 분류 기법을 적용하여 카메라 모듈이 촬영한 이미지들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 이미지 판정부(252); 상기 센서들의 측정값들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 센서값 판정부(254); 및 상기 이미지 판정부(252) 및 상기 센서값 판정부(254)의 각 판정 결과에 가중치를 반영하여 최종적인 화재 발생 여부를 판정하는 통합 판정부(256)를 포함할 수 있다.The large AI model 250 shown includes an image determination unit 252 that determines whether a fire has occurred from images captured by a camera module by applying an image classification technique; a sensor value determination unit 254 that determines whether a fire has occurred from the measured values of the sensors; And it may include an integrated determination unit 256 that ultimately determines whether a fire has occurred by reflecting weights on each determination result of the image determination unit 252 and the sensor value determination unit 254.

부가 재해로서 인원의 낙상을 감지하는 구현의 경우, 상기 대형 AI 모델(250)은, 이미지 분류 기법을 적용하여 상기 카메라 모듈이 촬영한 이미지들로부터 낙상 사고 발생 여부를 판정하는 낙상 이미지 판정부를 더 포함할 수 있다. In the case of an implementation that detects a person's fall as an additional disaster, the large AI model 250 further includes a fall image determination unit that determines whether a fall accident has occurred from the images captured by the camera module by applying an image classification technique. can do.

낙상 사고 판정의 구체적인 예시는 후술하겠다.Specific examples of fall accident determination will be described later.

부가 재해로서 지진 발생을 감지하는 구현의 경우, 상기 센서값 판정부(254)는, 가속도 센서나 지진파 센서 등의 관련 센서의 측정값으로부터 지진 판정을 수행하고, 상기 통합 판정부(256)는, 상기 센서값 판정부(254)가 판정한 지진 발생 시점에 촬영된 상기 카메라 촬영 이미지들에 진동에 의한 잡음 영상 성분이 포함된 경우 지진 발생으로 최종 판정할 수 있다.In the case of an implementation that detects the occurrence of an earthquake as an additional disaster, the sensor value determination unit 254 performs earthquake determination from measurement values of related sensors such as an acceleration sensor or a seismic wave sensor, and the integrated determination unit 256, If the camera images taken at the time of the earthquake determined by the sensor value determination unit 254 include noise image components due to vibration, a final determination can be made that an earthquake has occurred.

메인 제어기에 장착한 3축 가속도 센서 값을 이용하여 지진을 판별하는 과정을 예시하겠다.We will illustrate the process of determining an earthquake using the values of the 3-axis acceleration sensor mounted on the main controller.

하기 수학식 1과 같이, 정지 상태에서 측정되는 가속도 값 기준으로 추가되는 가속도를 측정하여 지진 감지 기준을 설정한다.As shown in Equation 1 below, an earthquake detection standard is set by measuring the additional acceleration based on the acceleration value measured in a stationary state.

하기 수학식 2와 같이, 노이즈 성 신호 필터링을 위해 센서 값에 단순이동평균 값을 적용한다.As shown in Equation 2 below, a simple moving average value is applied to the sensor value to filter the noisy signal.

하기 수학식 3과 같이, 일정 시간동안 가속도 변화량이 기준 값 이상일 경우 지진으로 감지한다.As shown in Equation 3 below, if the change in acceleration is greater than the reference value for a certain period of time, it is detected as an earthquake.

이미지 데이터 및 센서값 데이터를 통합 분석하여 재난 발생을 판정 및 대응 조치를 수행하는 중앙 AI 서버로서, 상기 AI 서버(200)의 동작을 규정하면, AI 카메라와 센서 모듈 데이터를 네트워크를 통해 수신하고, 상기 데이터 수신 과정 이후, 대형 AI 모델(250)을 통하여 재난 여부를 판단하고, 이후 센서 측정값과 이미지 데이터를 바이너리 형태로 변환하여 데이터베이스(270)에 저장하고, 재난 판단 결과에 따라 AI 카메라 알람 및 센서 단말기 알람을 지시하는 송신을 수행하고, 상기 알람 지시 송신 과정 이후, 재난 판단 결과에 따라 소방로봇에 화재 위치 좌표 및 소화(화재 진압) 명령을 송신한다. 이후, "화재 발생 및 소방로봇이 화재 진압 중임"을 다시 알람하도록 알람 지시 송신을 수행할 수 있다.It is a central AI server that analyzes image data and sensor value data to determine the occurrence of a disaster and takes response measures. When defining the operation of the AI server 200, AI camera and sensor module data are received through a network, After the data reception process, the presence of a disaster is determined through the large AI model 250, the sensor measurements and image data are converted into binary form and stored in the database 270, and AI camera alarms and alarms are generated according to the disaster determination results. A sensor terminal alarm is transmitted, and after the alarm instruction transmission process, fire location coordinates and extinguishing (fire suppression) commands are transmitted to the firefighting robot according to the disaster judgment result. Afterwards, an alarm instruction can be transmitted to alert again that “a fire has occurred and the firefighting robot is extinguishing the fire.”

다음 상기 데이터베이스(270)의 운영 방안에 대하여 예시한다.Next, an example of an operation plan for the database 270 will be provided.

예컨대, 화재 및 지진 감지 시 영상, 센서데이터를 상기 데이터베이스(270)에 저장할 수 있다. 데이터베이스 종류는 비정형 데이터를 저장하기위해 NoSQL을 이용할 수 있다.For example, when detecting a fire or earthquake, images and sensor data can be stored in the database 270. The database type can use NoSQL to store unstructured data.

또한, 이미지 데이터는 시간, 감지 위치, 감지 온도, 이미지를 저장하고 이미지 용량을 줄이기 위해 이진 형태로 인코딩하여 저장할 수 있다. 센서 데이터는 CO2, VOC, 상대습도, 외기온, PM를 저장할 수 있다.Additionally, image data can be stored by storing time, detection location, detection temperature, and image and encoded in binary form to reduce image size. Sensor data can store CO2, VOC, relative humidity, outside temperature, and PM.

도 6은 도 4의 AI 카메라에 구비될 수 있는 카메라/센서 모듈(110)의 일 실시예를 도시한 상면도이다.FIG. 6 is a top view illustrating an embodiment of the camera/sensor module 110 that may be provided in the AI camera of FIG. 4.

예컨대, 본 발명의 AI 카메라 및 센서 단말기에서 카메라 & 센서 형태의 통합 모듈은, 실상카메라, 열상카메라, 센서 모듈이 도 6과 같이 배치하여 구성될 수 있다.For example, in the AI camera and sensor terminal of the present invention, an integrated module in the form of a camera & sensor may be composed of a real camera, a thermal camera, and a sensor module arranged as shown in FIG. 6.

실상 카메라로 취득한 이미지를 화재 감지를 위한 딥러닝 모델 입력 데이터로 사용하여 화재 판별에 사용할 수 있다. 또한, 열상 카메라로 획득한 데이터로 실상 카메라로 취득한 이미지 픽셀 별 온도 값을 계산하여 화재 판별에 사용할 수 있다.Images acquired with a real-world camera can be used to determine fire by using it as input data for a deep learning model for fire detection. In addition, data acquired with a thermal camera can be used to determine fire by calculating the temperature value for each pixel of the image acquired with a real camera.

센서 모듈로 측정한 CO2, VOC, 상대 습도, 온도, PM의 센서 값을 대형/경량 AI 모델 입력 데이터로 사용하여 화재 판별에 사용할 수 있다.Sensor values of CO2, VOC, relative humidity, temperature, and PM measured by the sensor module can be used as input data for large/light AI models to determine fire.

도 7은 화재 발생을 판별하는 모습을 도시한 촬영 이미지이다.Figure 7 is a captured image showing how to determine the occurrence of a fire.

도 8은 낙상 사고 발생을 판별하는 모습을 도시한 촬영 이미지이다. Figure 8 is a captured image showing the determination of the occurrence of a fall accident.

도 7 및 도 8은 실상 카메라 이미지를 입력 데이터로 사용하는 딥러닝 객체 감지 모델 이용하여 화재 발생과 낙상 사고를 판별하는 모습을 나타내며, 예컨대, 하기 과정들로 화재/낙상 사고를 판별할 수 있다.Figures 7 and 8 show how to distinguish between a fire and a fall accident using a deep learning object detection model that uses a real camera image as input data. For example, a fire/fall accident can be determined through the following processes.

먼저, 입력 이미지의 크기를 고정하고 4 단계 이상의 합성곱 연산을 통해 추출된 각 특징 맵에서 객체 위치를 찾고 객체 클래스를 판별한다.First, the size of the input image is fixed, the object location is found in each feature map extracted through four or more stages of convolution operation, and the object class is determined.

객체 위치와 객체 클래스 판별에 대한 손실함수를 정의하고 손실함수가 최소가 되도록 경사하강법을 적용한 반복 계산으로 화재 판별 모델 및/또는 낙상 사고 판별 모델을 만든다.Define a loss function for object location and object class discrimination and create a fire discrimination model and/or a fall accident discrimination model through iterative calculations using gradient descent to minimize the loss function.

메인 제어기의 사양을 고려하여 합성곱 연산을 Depthwise Separable Convolution 기법으로 계산한다.Considering the specifications of the main controller, the convolution operation is calculated using the Depthwise Separable Convolution technique.

특히, 연산 하드웨어 사양이 높은 서버에서 실한되는 상기 대형 AI 모델은, 이미지 분석에 기반한 상기 화재, 낙상 사고 판별 뿐만 아니라, 다양한 부가 기능들을 첨부할 수 있으며, 서버에 위치하고 있어, 단순히 상기 대형 AI 모델을 갱신/교체하는 것만으로 운영 중에도 부가 기능을 추가하기 용이하다. In particular, the large AI model, which is run on a server with high computing hardware specifications, can be equipped with various additional functions in addition to the fire and fall accident determination based on image analysis, and is located on the server, so it can simply run the large AI model. It is easy to add additional functions during operation simply by updating/replacing.

도 9는 카메라 촬영 이미지 분석을 위해 적용될 수 있는 컨벌루션 기법의 일 예를 도시한 개념도이다.Figure 9 is a conceptual diagram illustrating an example of a convolution technique that can be applied to analyze camera captured images.

도시한 구조는 일반 합성곱의 연산량을 줄이기 위하여 Depthwise Convolution과 Pointwise Convolution을 조합한 연산법으로서, Depthwise Saperable Convolution 기법을 나타낸다.The structure shown is a calculation method that combines Depthwise Convolution and Pointwise Convolution to reduce the amount of calculation of general convolution, and represents the Depthwise Saperable Convolution technique.

도 10는 본 발명의 사상에 따른 최종적인 화재 판정을 위해 적용될 수 있는 통합 화재 검출 알고리즘의 일 예를 도시한 개념도이다. 즉, 도 5의 대형 AI 모델에서 운영될 수 있는 화재 감지 모델과 센서 감지 모델을 활용한 통합 화재 검출 알고리즘을 예시한다.Figure 10 is a conceptual diagram showing an example of an integrated fire detection algorithm that can be applied for final fire determination according to the spirit of the present invention. In other words, it illustrates an integrated fire detection algorithm using a fire detection model and a sensor detection model that can be operated on the large AI model in Figure 5.

도시한 바와 같이, 센서 모델(SVM(support vector machine)로 구현될 수 있음)의 결과값과 화재 모델을 통합 모델의 입력으로 재정의할 수 있다. 통합 모델에 의해 센서 모델(예: 도 5의 센서값 판정부(254))과 화재 모델(예: 도 5의 이미지 판정부(252))의 특징값에 대해 가중치를 적용해 최종 화재 판별 기능 수행할 수 있다. SVM 모델과 화재 감지모델의 결과값을 Voting하는 단순 앙상블 모델이 아니라, 두 결과값을 통합 모델(예: 도 5의 통합 판정부(256))을 한 번 더 거침으로써 정확도를 향상시킬 수 있다.As shown, the results of the sensor model (which can be implemented as a support vector machine (SVM)) and the fire model can be redefined as input to the integrated model. The final fire determination function is performed by applying weights to the feature values of the sensor model (e.g., the sensor value determination unit 254 of FIG. 5) and the fire model (e.g., the image determination unit 252 of FIG. 5) by the integrated model. can do. Rather than a simple ensemble model that votes on the results of the SVM model and the fire detection model, accuracy can be improved by passing the two results through an integrated model (e.g., the integrated decision unit 256 in FIG. 5) once more.

도 11은 대형 AI 모델 및/또는 경량 AI 모델의 학습 과정의 일 예를 반영하여 화재 대응을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다. 도시한 흐름도는 화재 이미지 오감지에 대한 화재 모델의 추가 학습 알고리즘을 설명하기 위한 것이다.Figure 11 is a flowchart showing a process for performing fire response, reflecting an example of a learning process of a large AI model and/or a lightweight AI model. The flowchart shown is intended to explain the additional learning algorithm of the fire model for misdetection of fire images.

주어진 환경에 대해 이미지를 이용한 화재 모델의 오감지 방지를 위한 알고리즘으로서, 특히, 화재가 아닌 배경을 화재로 판단하는 오감지를 방지하고자 한다. 최초 설치 후 화재 모델에서 감지하는 화재 객체에 대해 센서를 활용해 검증하는데, 이는 설치 초기에는 센서값에 대한 신뢰도가 더 높음을 반영한 것이다.This is an algorithm to prevent misdetection of a fire model using images for a given environment. In particular, it seeks to prevent misdetection by judging the background as a fire rather than a fire. After initial installation, fire objects detected in the fire model are verified using sensors, which reflects that the reliability of sensor values is higher in the early stages of installation.

최초 설치 후 지정된 임의의 시간(t) 동안 수집된 데이터 셋을 활용해 아래의 알고리즘으로 화재 모델의 강건화 진행시키고 나서, 이미지를 이용한 화재 모델의 신뢰도를 높이는 조정을 수행한다. 상기 신뢰도는 도 5의 통합 판정부(256)에 반영될 수 있다.After initial installation, the fire model is strengthened using the algorithm below using the data set collected during a designated random time (t), and then adjustments are made to increase the reliability of the fire model using images. The reliability may be reflected in the integrated decision unit 256 of FIG. 5.

도 12는 자율 주행 소방로봇의 작동 과정을 나타낸 개념도이다.Figure 12 is a conceptual diagram showing the operation process of an autonomous fire-fighting robot.

본 발명의 자율주행 소방로봇(400)의 작동은, AI 서버로부터 화재 여부 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득 단계 이후, 화재 감지 위치로 자율 주행하여 이동하는 제어 단계; 상기 이동 단계 이후, 화재 위치 감지하여 소화기 조준하는 단계; 및 상기 조준 단계 이후, 최종적으로 소화시를 분사하는 제어 단계로 구성될 수 있다.The operation of the self-driving firefighting robot 400 of the present invention includes the steps of acquiring fire status data from an AI server; After the acquisition step, a control step of autonomously driving and moving to the fire detection location; After the moving step, detecting the location of the fire and aiming a fire extinguisher; And after the aiming step, it may be comprised of a control step of finally spraying the extinguishing agent.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features, and that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. Just do it. The scope of the present invention is indicated by the claims described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features, and that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. Just do it. The scope of the present invention is indicated by the claims described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

100 : AI 카메라 110 : 카메라 모듈
120 : 이미지 버퍼 130 : 센서값 수집부
140 : 단말 제어부 150 : 경량 AI 모델
160 : 서버 통신부 170 : 수동 조작부
180 : 알람부 200 : AI 서버
240 : 서버 제어부 250 : 대형 AI 모델
252 : 이미지 판정부 254 : 센서값 판정부
256 : 통합 판정부 260 : AI 카메라 통신부
270 : 데이터베이스 290 : 경량 AI 모델
400 : 소방로봇
100: AI camera 110: Camera module
120: image buffer 130: sensor value collection unit
140: terminal control unit 150: lightweight AI model
160: Server communication unit 170: Manual control unit
180: Alarm unit 200: AI server
240: Server control unit 250: Large AI model
252: image determination unit 254: sensor value determination unit
256: Integrated decision unit 260: AI camera communication unit
270: Database 290: Lightweight AI model
400: Firefighting robot

Claims (18)

카메라로 이미지 촬영 및 화재 감지 센서 데이터를 획득하는 단계;
네트워크를 통한 서버와의 연결 상태를 확인하는 단계;
네트워크 연결 상태가 양호하면 상기 획득된 데이터들을 상기 서버로 전송하고, 상기 서버의 대형 AI 모델에서 화재 여부를 판단하는 단계;
네트워크 연결 상태가 양호하지 않으면, AI 카메라의 경량 AI 모델에서 상기 획득된 데이터들로부터 화재 여부를 판단하는 단계;
상기 서버의 대형 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 소방로봇에 의한 조치를 수행하는 단계; 및
상기 AI 카메라의 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단계
를 포함하고,
상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단계는,
상기 경량 AI 모델의 갱신후 경과일수를 확인하여, 경과일수가 소정 기준일수보다 작으면 소방로봇에 의한 조치를 수행하는 단계; 및
상기 경과일수가 상기 소정 기준일수 이상이면, 관리자에게 화재 발생을 통보하고, 상기 관리자로부터 소방로봇 조치 지시를 기다리는 단계
를 포함하는 재해 대응 방법.
Taking images and acquiring fire detection sensor data with a camera;
Checking the connection status with the server through the network;
If the network connection is good, transmitting the obtained data to the server and determining whether there is a fire in the large AI model of the server;
If the network connection condition is not good, determining whether there is a fire from the acquired data in the lightweight AI model of the AI camera;
When the large AI model of the server determines that a fire has occurred, taking action by a firefighting robot; and
When the lightweight AI model of the AI camera determines that a fire has occurred, performing fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model.
Including,
The step of performing fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model is,
Checking the number of days elapsed after updating the lightweight AI model, and taking action by a firefighting robot if the number of days elapsed is less than a predetermined standard number of days; and
If the number of elapsed days is more than the predetermined standard number of days, notifying the manager of the occurrence of a fire and waiting for instructions for firefighting robot action from the manager.
Disaster response methods including.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 관리자에게 화재 발생을 통보하고 조치 지시를 기다리는 단계에서는,
상기 AI 카메라의 외부로 시각 또는 청각적 화재 알람을 수행하는 단계;
상기 AI 카메라의 수동 조작부로 화재 확인 또는 화재 아님을 입력받는 단계; 및
상기 수동 조작부로 화재 확인이 입력되면, 상기 소방로봇에 의한 조치를 수행하는 단계
를 포함하는 재해 대응 방법.
According to paragraph 1,
In the step of notifying the manager of a fire and waiting for action instructions,
Performing a visual or auditory fire alarm external to the AI camera;
Confirming a fire or receiving an input indicating that it is not a fire through a manual control unit of the AI camera; and
When fire confirmation is input to the manual operation unit, taking action by the fire robot
Disaster response methods including.
제1항에 있어서,
상기 소방로봇으로 화재 지점에 대한 정보를 제공하는 단계
를 더 포함하는 재해 대응 방법.
According to paragraph 1,
Step of providing information about the fire point with the fire robot
Disaster response method further comprising:
제1항에 있어서,
카메라를 감시 대상 현장에 설치한 이후 소정의 학습 시간 동안, 상기 카메라가 촬영한 이미지로 상기 서버의 대형 AI 모델을 학습시키는 단계
를 더 포함하는 재해 대응 방법.
According to paragraph 1,
A step of training a large AI model of the server with images captured by the camera for a predetermined learning time after installing the camera at the surveillance target site.
Disaster response method further comprising:
제5항에 있어서,
상기 서버의 대형 AI 모델을 학습시키는 단계에서는,
상기 학습 기간 동안 상기 카메라의 이미지를 통해 화재 판정이 되어도, 화재 감지 센서에서 화재 판정이 안될 경우, 해당 이미지를 화재가 아닌 것으로 다시 학습시키는 재해 대응 방법.
According to clause 5,
In the step of learning the large AI model of the server,
A disaster response method for re-learning the image as not a fire if the fire detection sensor does not determine a fire even if a fire is determined through the image of the camera during the learning period.
감시 대상 현장을 촬영하는 카메라 모듈;
상기 카메라 모듈이 촬영한 이미지들을 수집하는 이미지 버퍼;
감시 대상 현장의 재해 관련 파라미터들을 측정하는 센서들의 측정값들을 수집하는 센서값 수집부;
상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 경량 AI 모델;
외부의 AI 서버로 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들을 전송하고, 상기 경량 AI 모델을 다운로드받는 서버 통신부; 및
상기 AI 서버와 통신이 불량한 상황에서 상기 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단말 제어부
를 포함하되,
상기 단말 제어부는,
상기 경량 AI 모델의 최후 갱신시점과의 현재시점과의 시간차이, 및 상기 경량 AI 모델 단독의 적극적 화재 진압이 허용된 시간대를 포함하는 적극적 화재 진압을 허용하는 조건들을 조합하여 상기 화재 대응 조치를 수행하는 AI 카메라.
Camera module that takes pictures of the scene to be monitored;
an image buffer that collects images captured by the camera module;
A sensor value collection unit that collects measurement values from sensors that measure disaster-related parameters of the monitored site;
A lightweight AI model that determines whether a fire has occurred from the captured images and measured values of the sensors;
a server communication unit that transmits the captured images and measurement values of the sensors to an external AI server and downloads the lightweight AI model; and
If it is determined that a fire has occurred in the lightweight AI model in a situation where communication with the AI server is poor, a terminal control unit that performs fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model.
Including,
The terminal control unit,
The fire response measures are performed by combining conditions allowing active fire suppression, including the time difference between the last update of the lightweight AI model and the current time, and the time period during which active fire suppression by the lightweight AI model alone is permitted. AI camera that works.
제7항에 있어서,
현장 사용자의 수동 조작에 따른 정보를 입력받는 수동 조작부; 및
현장 사용자에게 화재 발생의 판정 결과를 출력하는 알람부
를 더 포함하는 AI 카메라.
In clause 7,
A manual control unit that receives information based on manual operation by field users; and
Alarm unit that outputs the judgment result of fire occurrence to field users
An AI camera further comprising:
제8항에 있어서,
상기 수동 조작부를 통한 현장 관리자의 경량 AI 모델 반영 설정 또는 상기 AI 서버를 통한 상위 관리자의 경량 AI 모델 반영 설정을 저장하고,
상기 경량 AI 모델의 SW 이미지를 저장하는 저장부
를 더 포함하는 AI 카메라.
According to clause 8,
Saves the on-site manager's lightweight AI model reflection settings through the manual operation unit or the upper manager's lightweight AI model reflection settings through the AI server,
A storage unit that stores the SW image of the lightweight AI model
An AI camera further comprising:
삭제delete 제8항에 있어서,
상기 단말 제어부는,
상기 AI 서버와 통신이 불량한 상황에서 상기 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면,
상기 경량 AI 모델의 갱신후 경과일수를 확인하여,
경과일수가 소정 기준일수보다 작으면 소방로봇에 의한 조치를 수행하고,
상기 경과일수가 상기 소정 기준일수 이상이면, 상기 알람부로 화재 발생을 통보하고, 상기 수동 조작부를 통해 현장 관리자로부터 소방로봇 조치 지시를 입력받으면, 감시 대상 현장의 소방로봇에 대하여 화재 진압을 지시하는 AI 카메라.
According to clause 8,
The terminal control unit,
If the lightweight AI model determines that a fire has occurred in a situation where communication with the AI server is poor,
Check the number of days that have passed since the update of the lightweight AI model,
If the number of elapsed days is less than the predetermined standard number of days, action is taken by the firefighting robot,
If the number of days elapsed is more than the predetermined standard number of days, the AI notifies the alarm unit of the occurrence of a fire, and when a fire robot action instruction is input from the site manager through the manual operation unit, it instructs the fire robot at the site to be monitored to suppress the fire. camera.
감시 대상 현장에 대한 카메라 촬영 이미지 데이터 및 재해 감시 센서들의 측정값들을 수집하여 하기 AI 서버에 전송하며, 상기 AI 서버와 통신이 단절되었을시 자체적인 대응 조치를 수행하는 AI 단말기;
상기 감시 대상 현장의 화재를 진압할 수 있는 소방로봇; 및
상기 카메라 촬영 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들을 전송받고, 하기 경량 AI 모델을 다운로드하는 AI 단말기 통신부와,
상기 카메라 촬영 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들로부터 상기 감시 대상 현장의 화재 발생 여부를 판정하는 대형 AI 모델과,
학습이 완료된 상기 대형 AI 모델을 상기 AI 단말기를 위해 경량화한 경량화 모델 템플릿으로서 경량 AI 모델과,
상기 AI 단말기를 위해 상기 대형 AI 모델을 운영하고, 상기 AI 단말기를 위한 경량 AI 모델을 관리하는 서버 제어부와,
상기 AI 단말기의 설치 현장 및 다운로드된 경량 AI 모델에 대한 정보를 기록하는 데이터베이스를 구비하며,
상기 소방로봇에 대한 화재 진압 지시 및 관리자에 대한 SMS 알람을 수행하는 AI 서버
를 포함하는 재해 대응 시스템.
An AI terminal that collects camera image data and measurements from disaster monitoring sensors for the site to be monitored and transmits them to the following AI server, and performs its own response measures when communication with the AI server is cut off;
A firefighting robot capable of extinguishing a fire at the monitored site; and
An AI terminal communication unit that receives the camera images and measurement values of the sensors and downloads the following lightweight AI model;
A large AI model that determines whether a fire has occurred at the site to be monitored based on the camera images and measured values of the sensors;
A lightweight AI model as a lightweight model template in which the learned large AI model is lightened for the AI terminal;
a server control unit that operates the large AI model for the AI terminal and manages a lightweight AI model for the AI terminal;
Equipped with a database that records information about the installation site of the AI terminal and the downloaded lightweight AI model,
AI server that performs fire suppression instructions for the fire robot and SMS alarm to the manager
Disaster response system including.
제12항에 있어서,
상기 AI 단말기는,
상기 AI 서버와 통신이 단절되었을시 상기 AI 서버로부터 다운로드받은 상기 경량 AI 모델이 화재 발생을 판정하면,
상기 경량 AI 모델의 신뢰도 또는 현장 관리자의 사전 설정에 따라, 상기 소방로봇에 화재 진압을 지시하는 재해 대응 시스템.
According to clause 12,
The AI terminal is,
When communication with the AI server is interrupted and the lightweight AI model downloaded from the AI server determines that a fire has occurred,
A disaster response system that instructs the firefighting robot to extinguish a fire, depending on the reliability of the lightweight AI model or the preset settings of the site manager.
제12항에 있어서,
상기 AI 단말기는,
상기 감시 대상 현장을 촬영하는 카메라 모듈;
상기 카메라 모듈이 촬영한 이미지들을 수집하는 이미지 버퍼;
감시 대상 현장의 재해 관련 파라미터들을 측정하는 센서들의 측정값들을 수집하는 센서값 수집부;
상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 경량 AI 모델;
상기 AI 서버로 상기 촬영한 이미지들 및 상기 센서들의 측정값들을 전송하고, 상기 경량 AI 모델을 다운로드받는 서버 통신부; 및
상기 AI 서버와 통신이 불량한 상황에서 상기 경량 AI 모델에서 화재 발생을 판정하면, 상기 경량 AI 모델의 신뢰도에 따른 화재 대응 조치를 수행하는 단말 제어부를 포함하는 AI 카메라인 것을 특징으로 하는 재해 대응 시스템.
According to clause 12,
The AI terminal is,
A camera module that photographs the surveillance target site;
an image buffer that collects images captured by the camera module;
A sensor value collection unit that collects measurement values from sensors that measure disaster-related parameters of the monitored site;
A lightweight AI model that determines whether a fire has occurred from the captured images and measured values of the sensors;
a server communication unit that transmits the captured images and measurement values of the sensors to the AI server and downloads the lightweight AI model; and
A disaster response system characterized in that it is an AI camera including a terminal control unit that performs fire response measures according to the reliability of the lightweight AI model when the lightweight AI model determines that a fire has occurred in a situation where communication with the AI server is poor.
제12항에 있어서,
상기 대형 AI 모델은,
이미지 분류 기법을 적용하여 상기 카메라 촬영한 이미지들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 이미지 판정부;
상기 센서들의 측정값들로부터 화재 발생 여부를 판정하는 센서값 판정부;
상기 이미지 판정부 및 상기 센서값 판정부의 각 판정 결과에 가중치를 반영하여 최종적인 화재 발생 여부를 판정하는 통합 판정부
를 포함하는 재해 대응 시스템.
According to clause 12,
The large AI model is,
an image determination unit that determines whether a fire has occurred from images captured by the camera by applying an image classification technique;
a sensor value determination unit that determines whether a fire has occurred from the measured values of the sensors;
An integrated decision unit that ultimately determines whether a fire has occurred by reflecting weights on each decision result of the image determination unit and the sensor value determination unit.
Disaster response system including.
제15항에 있어서,
상기 대형 AI 모델은,
이미지 분류 기법을 적용하여 상기 카메라 촬영한 이미지들로부터 낙상 사고 발생 여부를 판정하는 낙상 이미지 판정부
를 더 포함하는 재해 대응 시스템.
According to clause 15,
The large AI model is,
A fall image determination unit that determines whether a fall accident has occurred from the images captured by the camera by applying an image classification technique.
A disaster response system further comprising:
제15항에 있어서,
상기 센서값 판정부는,
지진 판정을 수행하고,
상기 통합 판정부는,
상기 카메라 촬영 이미지들에 진동에 의한 잡음 영상 성분이 포함된 경우,
지진 발생으로 최종 판정하는 재해 대응 시스템.
According to clause 15,
The sensor value determination unit,
Perform seismic judgment,
The integrated decision department,
If the camera captured images contain noise image components due to vibration,
A disaster response system that makes the final determination that an earthquake has occurred.
제12항에 있어서,
상기 서버 제어부는,
상기 대형 AI 모델을 갱신 학습시키고, 갱신 학습이 완료된 상기 대형 AI 모델의 경량화 버전으로서 상기 경량 AI 모델을 생성하여, 상기 AI 단말기로 전송하는 재해 대응 시스템.




According to clause 12,
The server control unit,
A disaster response system that updates and trains the large AI model, creates the lightweight AI model as a lightweight version of the large AI model for which update learning has been completed, and transmits it to the AI terminal.




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