KR102649476B1 - 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템 - Google Patents

스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 자동문에 설치되어 촬영영역 내에 있는 외부를 실시간으로 감지하여 자동문의 구동을 제어하는 센서 장치가 구비된 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템에 있어서, 출입자의 방향, 출입자수 및 출입자의 이동 속도, 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 크기에 따른 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간의 개폐설정정보를 등록하고 제어부로 전송하는 메인서버; 및 자동문에 설치되어 촬영영역 내에 있는 외부를 실시간으로 촬영한 영상정보를 제어부로 송신하는 영상촬영부와, 영상촬영부로부터 수신한 영상정보를 분석하고 분석된 영상정보가 해당되는 개폐설정정보에 따라 자동문의 구동수단에 제어신호를 보내어 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간을 자동 제어하는 제어부를 구비한 센서 장치를 포함하는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, ABC(AI, Bigdata, Cloud) 기반으로 빅데이터를 수집하여 클라우드에 저장하고 빅데이터를 통해 학습한 인공지능 센서 장치의 역량이 크게 강화되어 새로 획득된 영상정보를 정확히 분석하여 처리할 수 있고, 영상장치로 촬영한 대상물의 영상정보에 대하여 센서의 인공지능이 사람인지, 이동방향, 이동속도, 출입자수 등과, 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 형태, 크기 등을 분석하고 분석된 대상물이 해당되는 개폐설정정보에 따라 자동문의 구동수단에 제어신호를 보내어 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간을 자동 제어하므로, 도어 개폐가 효율적이고, 에너지 소비가 절감되며, 노약자나 장애인도 안전하고 편안하게 출입할 수 있고, 환자나 병상, 의료기계 등도 쉽게 통과하여 출입할 수 있으며, 사람의 경우 스켈레톤 정보로부터 사람의 동작을 구분할 수 있는 특징을 추출하여 기계학습모델로 학습시키고 기계학습모델에 사람의 스켈레톤 정보를 적용함으로써 사람의 움직임과 동선을 분석할 수 있으며, 자율로봇도 센서와 통신하며 출입 가능하고, 사람의 인상착의나 배회 여부를 감지하여 수상한 사람에 대한 알림을 제공하며, 사용자의 생체인증과 출입시간 및 방문구역 등을 모니터링하여 보안을 유지할 수 있고, 비상상황이나 재난시 신속한 대처가 가능하며, 미닫이와 여닫이가 자동 개폐되게 구현함으로써 완전 자동화된 복합도어를 제공하여 편리하게 사용할 수 있다.

Description

스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템{SMART AI SENSOR DEVICE SYSTEM FOR AUTOMATIC DOOR}
본 발명은 ABC 기반의 인공지능 센서 도어 개폐 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ABC(AI, Bigdata, Cloud) 기반으로 빅데이터를 수집하여 클라우드에 저장하고 빅데이터를 통해 학습한 인공지능 센서 장치의 역량이 크게 강화되어 새로 획득된 영상정보를 정확히 분석하여 처리할 수 있고, 자동문에 설치되어 촬영영역 내에 있는 외부를 실시간으로 감지하여 자동문의 구동을 자동 제어하는 센서 장치가 구비된 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 가정이나 건물에는 도어가 설치된다. 도어는 개폐되는 방식에 따라 여닫이도어와 미닫이도어로 구분된다. 여닫이도어는 경첩 등을 이용하여 도어프레임에 회전 가능하게 설치된다. 미닫이도어는 레일을 이용하여 도어프레임에 직선 운동 가능하도록 설치된다.
종래의 여닫이도어는 도어프레임에 회전 가능하도록 설치되므로, 여닫이도어의 회전궤적 정도의 공간이 활용되기 곤란하다. 또한, 미닫이도어는 도어프레임이 미닫이도어의 폭방향 길이의 2배 정도로 길게 형성되므로, 미닫이도어를 설치하기 위한 별도의 공간이 필요하다. 따라서, 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 도어가 요청된다.
이러한 점을 보완하기 위해, 특허문헌 1과 같은 여닫이도어와 미닫이도어가 결합된 복합 도어가 개발되어 적용되고 있다. 이러한 복합 도어는 여닫이도어에 미닫이도어가 서로 겹쳐진 상태로 회전 가능하게 마련됨으로써 공간 활용도 측면에서 우수한 효과가 있다. 그러나, 상술한 종래기술은 수동으로 개폐되는 도어여서 출입이 번거롭고 사용이 불편한 문제가 있다.
또한, 특허문헌 2에는 슬라이딩 자동문 시스템이 공개되어 있다. 하지만, 상술한 종래기술은 적외선센서, 근접센서 등을 이용하기 때문에 도어가 개방된 상태가 획일적으로 유지되고, 사람이 아닌 동물이나 물체의 존재에도 자동 개폐되어 에너지가 낭비되고, 보안에도 많은 문제가 있었다. 게다가, 종래의 자동문은 모터와 풀리, 체인, 벨트 등의 구동수단에 슬라이딩 작동되어 행거가 롤러와 함께 레일 위로 이동하는 구조이므로 구조가 복잡하고, 도어 하중과 마찰이 직접 작용하여 마모 및 파손이 발생하기 쉬워 잦은 교체 및 보수가 필수적이고, 외력에 의해 충격이 가해지는 경우에도 쉽게 파손될 수 있는 문제가 있다. 더욱이, 미닫이와 여닫이 기능이 모두 자동화된 복합도어의 자동 개폐를 제어하기 위한 종래기술은 현재 존재하지 않는다.
대한민국 공개특허공보 특2002-0078880호(2002. 10. 19. 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-2027638호(2019.11.04. 공개)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, ABC(AI, Bigdata, Cloud) 기반으로 빅데이터를 수집하여 클라우드에 저장하고 빅데이터를 통해 학습한 인공지능 센서 장치의 역량이 크게 강화되어 새로 획득된 영상정보를 정확히 분석하여 처리할 수 있고, 영상장치로 촬영한 대상물의 영상정보에 대하여 센서의 인공지능이 사람인지, 이동방향, 이동속도, 출입자수 등과, 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 형태, 크기 등을 분석하고 분석된 대상물이 해당되는 개폐설정정보에 따라 자동문의 구동수단에 제어신호를 보내어 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간을 자동 제어하므로, 도어 개폐가 효율적이고, 에너지 소비가 절감되며, 노약자나 장애인도 안전하고 편안하게 출입할 수 있고, 환자나 병상, 의료기계 등도 쉽게 통과하여 출입할 수 있으며, 사람의 경우 스켈레톤 정보로부터 사람의 동작을 구분할 수 있는 특징을 추출하여 기계학습모델로 학습시키고 기계학습모델에 사람의 스켈레톤 정보를 적용함으로써 사람의 움직임과 동선을 분석할 수 있으며, 자율로봇도 센서와 통신하며 출입 가능하고, 사람의 인상착의나 배회 여부를 감지하여 수상한 사람에 대한 알림을 제공하며, 사용자의 생체인증과 출입시간 및 방문구역 등을 모니터링하여 보안을 유지할 수 있고, 비상상황이나 재난시 신속한 대처가 가능하며, 미닫이와 여닫이가 자동 개폐되게 구현함으로써 완전 자동화된 복합도어를 제공하여 편리하게 사용할 수 있는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템의 제공에 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 자동문에 설치되어 촬영영역 내에 있는 외부를 실시간으로 감지하여 자동문의 구동을 제어하는 센서 장치가 구비된 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템에 있어서, 출입자의 방향, 출입자수 및 출입자의 이동 속도, 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 크기에 따른 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간의 개폐설정정보를 등록하고 제어부로 전송하는 메인서버; 및 자동문에 설치되어 촬영영역 내에 있는 외부를 실시간으로 촬영한 영상정보를 제어부로 송신하는 영상촬영부와, 영상촬영부로부터 수신한 영상정보를 분석하고 분석된 영상정보가 해당되는 개폐설정정보에 따라 자동문의 구동수단에 제어신호를 보내어 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간을 자동 제어하는 제어부를 구비한 센서 장치를 포함하는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, ABC(AI, Bigdata, Cloud) 기반으로 빅데이터를 수집하여 클라우드에 저장하고 빅데이터를 통해 학습한 인공지능 센서 장치의 역량이 크게 강화되어 새로 획득된 영상정보를 정확히 분석하여 처리할 수 있고, 영상장치로 촬영한 대상물의 영상정보에 대하여 센서의 인공지능이 사람인지, 이동방향, 이동속도, 출입자수 등과, 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 형태, 크기 등을 분석하고 분석된 대상물이 해당되는 개폐설정정보에 따라 자동문의 구동수단에 제어신호를 보내어 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간을 자동 제어하므로, 도어 개폐가 효율적이고, 에너지 소비가 절감되며, 노약자나 장애인도 안전하고 편안하게 출입할 수 있고, 환자나 병상, 의료기계 등도 쉽게 통과하여 출입할 수 있으며, 사람의 경우 스켈레톤 정보로부터 사람의 동작을 구분할 수 있는 특징을 추출하여 기계학습모델로 학습시키고 기계학습모델에 사람의 스켈레톤 정보를 적용함으로써 사람의 움직임과 동선을 분석할 수 있으며, 자율로봇도 센서와 통신하며 출입 가능하고, 사람의 인상착의나 배회 여부를 감지하여 수상한 사람에 대한 알림을 제공하며, 사용자의 생체인증과 출입시간 및 방문구역 등을 모니터링하여 보안을 유지할 수 있고, 비상상황이나 재난시 신속한 대처가 가능하며, 미닫이와 여닫이가 자동 개폐되게 구현함으로써 완전 자동화된 복합도어를 제공하여 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 여닫이도어와 미닫이도어가 서로 겹쳐져 열린 상태에서는 미닫이도어의 이동이 제한되어 미닫이도어가 임의로 이동하여 보행자를 타격하는 안전 사고를 방지할 수 있고, 여닫이도어를 닫으면 미닫이도어의 이동이 허용되어 미닫이도어의 개폐가 가능하며, 보행자나 물체의 통행이 자유롭고 넘어지거나 부딪힐 염려가 없고, 공간 활용도가 증대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템에 관한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템의 제어를 위한 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 장치의 사진이다.
도 4a 내지 도 4e는 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체를 도시한 것으로, 도 4a는 사람과 휠체어, 도 4b는 사람과 지팡이, 도 4c는 사람과 유모차, 도 4d는 환자를 포함한 사람과 병상, 도 4e는 사람과 기계장치를 도시한 것이다.
도 5a는 대상물인지부에서 사람의 얼굴, 신체 크기 및 신체 비율을 근거로 사람을 인지하는 화면의 일례를 도시한 그림이고, 도 5b는 출입자분석부에서 출입자의 얼굴을 인식하여 출입자수가 몇명인지를 분석하여 자동문을 완전 개방한 일례를 도시한 그림이며, 도 5c는 수상한 사람이 은폐수단을 착용하거나 사람의 동선이 여러 방향으로 배회하는 경우 보안유지부에서 메인서버로 알람정보를 전송하는 일례를 도시한 그림이며, 도 5d는 건물에 재난 상황 발생시 메인서버가 재난정보를 센서 장치의 제어부로 송신하여 자동문을 전부 개방하고 전용어플을 설치한 사용자의 개인모바일장치에 알람정보를 송신하여 대피가 가능하도록 한 그림이고, 도 5e는 사용자의 출입시 사용자가 개인모바일장치에 설치된 전용어플을 통해 생체정보 등의 사용자인증정보를 제어부로 송신하여 인증받는 상황을 그린 그림이다.
도 6a는 중계통신장치가 건물 내부의 통신 범위 내에 있는 개인모바일장치를 인식하고 통신신호를 발신하여 개인모바일장치와 통신하면서 개인모바일장치와 통신한 통신정보, 중계통신장치의 장치식별정보 및 사용자식별정보를 메인서버로 전송하는 상황을 간략하게 도시한 도면이고, 도 6b는 자율로봇장치가 자동문을 출입하는 과정을 간략하게 도시한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 자동문의 폐쇄 상태를 나타낸 사시도이고, 도 7b는 도 7a에서 미닫이도어가 개방된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 미닫이개폐부의 전자석레일의 작동을 나타낸 개략도이고, 도 8c 및 도 8d는 미닫이개폐부의 유도전자석의 작동을 나타낸 개략도이다.
도 9a는 본 발명의 일실시예에 따른 자동문의 배면을 나타낸 도면이고, 도 9b는 여닫이개폐부가 적용된 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 도 7a에서 미닫이도어가 겹쳐진 여닫이도어가 개방된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 자동문이 여닫이도어가 닫힐 때 각 주변 구조물간의 걸림 및 결합 관계를 나타내는 평단면도이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세하게 설명하도록 하겠다.
도 1 및 도 2를 참고하면 본 발명에 따른 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템(1)은 ABC 기반의 시스템으로, 자동문(3)에 설치되어 촬영영역 내에 있는 외부를 실시간으로 감지하여 자동문(3)의 구동을 제어하는 센서 장치(2)가 구비된 것이며, 메인서버(1), 센서 장치(2) 및 자동문(3)을 포함하여 이루어질 수 있다.
ABC는 인공지능(AI), 빅데이터(Bigdata) 및 클라우드(Cloud)를 의미하는 것으로, 본 발명의 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템은 영상촬영부에서 촬영된 영상정보 및 모바일이나 인터넷을 통한 웹수집수단을 통하여 사람과 물체에 대한 빅데이터를 수집하여 클라우드에 저장 및 관리하고, 빅데이터를 통해 학습한 인공지능 센서 장치(2)의 역량이 강화되어 획득된 영상정보를 정확히 분석하여 처리할 수 있는 것이다.
이를 위하여, 상기 메인서버(1)는 클라우드서버일 수 있고, 사용자의 정보를 등록하여 관리하고 사용자의 출입을 인증 및 모니터링하는 관리자웹프로그램이 설치되고, 자동문(3)의 센서 장치(2) 및 사용자의 개인모바일장치(M)와 무선 통신으로 연결되며, 사용자는 사전에 개인모바일장치(M)에 전용어플을 설치하고 전용어플을 통해 개인정보를 입력하여 본인인증 후에 전용어플의 기능을 이용할 수 있으며, 본인인증이 완료되면 사용자식별정보가 생성되어 개인모바일장치(M)에 저장되고, 사용자식별정보는 메인서버(1)의 사용자등록부(10)에 사용자인증정보의 하나로 저장된다. 이때, 사용자인증정보는 음성인증, 지문인증, 안면인증 및 홍체인증을 더 포함할 수 있다.
제한된 범위의 사용자만 출입이 허용되는 경우, 사용자의 출입시 사용자가 개인모바일장치(M)에 설치된 전용어플을 통해 사용자인증정보를 센서 장치(2)의 제어부(22)로 직접 송신하거나 자동문(3)에 설치된 도어락 등의 인증수단을 통해 제어부(22)로 송신하면, 제어부(22)는 사용자인증정보를 메인서버(1)로 송신하고, 메인서버(1)의 인증부(11)는 수신된 사용자인증정보가 사전에 등록된 사용자인증정보와 일치 여부를 대비 판단한 후 일치할 경우 제어부(22)에 출입허용신호를 전송하여 자동문(3)이 개방될 수 있도록 할 수 있다. 도 5e에 사용자의 출입시 사용자가 개인모바일장치(M)에 설치된 전용어플을 통해 생체정보 등의 사용자인증정보를 제어부(22)로 송신하여 인증받는 상황이 도시되어 있다.
메인서버(1)는 개폐설정정보등록부(12)를 포함할 수 있다. 상기 개폐설정정보등록부(12)는 출입자의 방향, 출입자수 및 출입자의 이동 속도 등의 출입자 정보와, 자동문(3)의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 크기 등 물체 정보에 따른 자동문(3)의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간 등의 개폐설정정보가와, 후술할 가중치가 사전에 등록되고, 이러한 개폐설정정보는 센서 장치(2)의 제어부(22)로 전송되어 설정정보저장부(228)에 저장된다.
또한, 도 6a를 참고하면 건물 내부에 복수 개의 중계통신장치(4)가 설치될 수 있고, 예컨대, 중계통신장치(4)는 건물의 각 층마다 설치되거나 건물의 구분된 각 구역마다 설치될 수 있다. 예를들면 중계장치(4)는 무선통신기술이 적용되어 건물의 각 층이나 특정 구역의 통신범위 내에 있는 개인모바일장치(M)를 인식하고, 근거리 무선통신을 통해 통신신호를 지속적으로 발신하여 개인모바일장치(M)와 통신이 이루어지고, 이때 중계통신장치(4)는 개인모바일장치(M)로부터 사용자식별정보를 수신한다.
상기 중계통신장치(4)는 개인모바일장치(M)와 통신한 통신정보, 중계통신장치(4)의 고유한 장치식별정보, 개인모바일장치(M)로부터 수신한 사용자식별정보를 메인서버(1)로 전송하므로, 상기 메인서버(1)의 관제부(13)는 센서 장치(2)로는 정확한 확인이 어려운, 인증부(11)에서 인증되어 출입이 허용된 사용자가 자동문(3)을 통과하여 건물 내부로 출입한 사실을 확인할 수 있다.
상기 통신정보는 통신횟수, 통신일자, 통신시작시각, 통신마감시각 등을 포함할 수 있고, 통신시작시각은 중계통신장치(4)가 통신신호를 발신하고 개인모바일장치(M)가 이를 최초로 수신한 후 무선통신을 통해 사용자식별정보를 중계통신장치(4)로 전송하여 응답한 시각을 의미하고, 통신마감시각은 중계통신장치(4)가 통신신호를 발신하였는데 개인모바일장치(M)로부터 응답이 없어 통신이 끊어진 시각을 의미한다.
상기 메인서버(1)의 관제부(13)에 중계통신장치(4)의 장치식별번호가 등록되고, 관제부(13)는 중계통신장치(4)로부터 수신된 사용자에 대한 통신정보, 장치식별정보 및 사용자식별정보를 사용자와 매칭시켜 저장하며, 사용자의 통신정보로부터 중계통신장치(4)가 개인모바일장치(M)와 최초로 연결된 통신시작시각을 출입시각으로 판단하고, 개인모바일장치(M)와 통신이 끊어진 통신마감시각을 퇴장시각으로 판단하여 사용자의 건물 내부 체류시간을 판단할 수 있으며, 개인모바일장치(M)와 통신이 이루어진 중계통신장치(4)의 장치식별번호를 통해 사용자가 방문한 층이나 구역을 판단할 수 있고, 특정 사용자와 중첩된 시간대에 출입하거나 동일층이나 동일구역을 방문한 다른 사용자들도 확인할 수 있다.
상기 메인서버(1)는 보안등급분류부(14)를 통해 사용자등록부(10)에 등록된 사용자를 복수 개의 보안등급으로 분류하여 저장하고, 사용자에 대한 보안등급정보는 사용자 본인의 개인모바일장치(M)로 전송되어 전용어플의 화면에 표시되며, 상기 보안등급분류부(14)는 저장된 사용자의 보안등급에 대한 유효기간을 설정하여 관리하고, 유효기간이 만료되면 사용자의 보안등급을 갱신하여 재분류한다.
건물에 지진이나 화재 등 재난 상황이 발생하는 경우 메인서버(1)는 재난정보를 센서 장치(2)의 제어부(22)로 송신하여 자동문(3)을 전부 개방하도록 제어하고 전용어플을 설치한 사용자의 개인모바일장치(M)에 알람정보를 송신하여 신속한 대피가 가능하도록 하는 재난관리부(15)를 포함할 수 있다. 도 5d에 건물에 재난 상황 발생시 메인서버(1)가 재난정보를 센서 장치(2)의 제어부(22)로 송신하여 자동문(3)을 전부 개방하고 전용어플이 설치된 사용자의 개인모바일장치(M)에 알람정보를 송신하여 신속한 대피가 가능하도록 한 그림이 도시되어 있다.
상기 메인서버(1)는 출입자의 출입 이벤트가 발생한 경우 출입자에 대한 영상정보를 저장하는 영상정보저장부(16)를 포함할 수 있다. 상기 영상정보저장부(16)는 출입자의 출입 이벤트가 발생한 경우 출입자에 대한 영상정보가 저장된다. 즉, 영상촬영부(21)에서 실시간으로 촬영하여 수신되는 모든 영상정보를 저장하는 것은 비효율적이므로 출입자의 출입 이벤트가 발생하여 자동문(3)이 개폐된 경우에만 출입자에 대한 영상정보를 저장하는 것이다.
상기 센서 장치(2)는 자동문(3)에 설치되어 촬영영역 내에 있는 외부를 실시간으로 촬영한 영상정보를 제어부(22)로 송신하는 영상촬영부(21)와, 영상촬영부(21)로부터 수신한 영상정보를 분석하고 분석된 영상정보가 해당되는 개폐설정정보에 따라 자동문(3)의 구동수단에 제어신호를 보내어 자동문(3)의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간을 자동 제어하는 제어부(22)를 포함한다. 이때, 상기 구동수단은 일례로 후술할 미닫이개폐부(360)와 여닫이개폐부(370)일 수 있다.
상기 제어부(22)는 통신부(220), 딥러닝학습부(221), 영상분류부(222), 대상물인지부(223), 물체분석부(224), 동선분석부(225), 출입자분석부(226), 타이머부(T), 콘트롤부(227), 설정정보저장부(228) 및 보안유지부(229)를 포함할 수 있다.
상기 통신부(220)는 영상촬영부(21)에서 촬영된 영상정보를 실시간으로 수신하고, 콘트롤부(227)의 결정에 따라 자동문(3)의 구동수단으로 제어신호를 전송하며, 메인서버(1) 및 개인모바일장치(M)와 통신한다.
상기 딥러닝학습부(221)는 영상촬영부(21)에서 촬영된 영상정보들이나, 크롤링(crawling) 등 웹수집수단을 통하여 사람의 얼굴과 신체 크기 및 비율에 대한 정보 및 출입시 자동문(3)의 특별한 개페 제어가 필요한 물체의 종류, 형태 및 크기에 관한 정보 등의 빅데이터를 딥러닝 기법에 의해 학습한다. 이와 같이 영상촬영부(21)에서 수집된 영상정보 및 모바일과 인터넷 등의 웹수집수단을 통해 수집된 영상이나 사진정보 등의 방대한 빅데이터는 메인서버(1)의 영상정보 저장부(16)에 저장되며, 센서 장치(2)의 딥러닝학습부(221)에 의하여 학습되어 인공지능의 분석 역량이 크게 강화된다. 빅데이터가 5만개 이상 수집되면 이를 통해 학습한 센서 장치(2)의 역량이 크게 강화되어 새로 획득한 영상정보에 대한 분석 정확도는 99.99%에 이르게 된다.
이때, 상기 자동문(3)의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체는 휠체어, 보행기, 유모차, 지팡이, 목발, 병상, 링거, 기계장치, 반려동물, 총기, 카트, 킥보드, 자전거 및 자율로봇장치에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 더 가감될 수 있다. 이들은 자동문(3) 출입을 위하여 공간이 더 많이 필요하거나 출입 시간이 더 많이 소요되거나 특별한 통신이 필요하거나, 출입이 금지된 물체로서, 물체의 종류와 크기에 따른 자동문(3)의 개방 여부, 개방 정도 및 개방설정시간 등의 개폐설정정보가 사전에 메인서버(1)의 개폐설정정보등록부(12)와, 제어부(22)의 설정정보저장부(228)에 저장되어 있다.
상기 영상분류부(222)는 수신된 영상정보를 분석이 필요한 분석필요정보와 분석이 불필요한 분석불필요정보로 분류한다. 예컨대, 촬상된 영상정보에서 소정의 시간 동안 움직임이 있는 대상물의 경우 분석이 필요한 분석대상정보로 인식하고, 소정의 시간 동안 움직임이 없는 대상물이나 배경의 경우 분석이 불필요한 불필요정보로 분류한다. 이때, 분석불필요정보로 분류된 대상물이 소정의 시간 동안 움직임이 있는 경우 분석필요정보로 재분류될 수 있다.
상기 대상물인지부(223)는 영상분류부(222)에서 분석필요정보로 분류된 대상물에 대하여 사람인지 물체인지를 판단한다. 즉, 상기 대상물인지부(223)는 사람의 얼굴, 신체 크기 및 신체 비율의 판단항목들에 대하여 딥러닝학습부에서 학습된 정보를 이용하여 대상물을 분석하여 적어도 하나의 판단항목이 사람으로 판정되면 대상물을 사람으로 인지하고, 모든 판단항목이 사람으로 판정되지 않으면 물체로 인지한다. 예컨대, 일실시예로 상기 대상물인지부(223)는 분석필요정보로 분류된 대상물에 대하여 사람의 얼굴을 자동 인식하여 판정하거나, 대상물의 높이(키)가 기준치 이상이거나, 대상물의 가로와 세로의 비율이 1:3.5~1:4.5의 범위에 있거나, 대상물을 상하 방향으로 7개로 균등하게 나누되 얼굴, 상체 및 하체가 1:3:3의 비율에 근접하는 지 등을 자동 판단하여 사람 여부를 판단할 수도 있다. 도 5a에 대상물인지부(223)에서 사람의 얼굴, 신체 크기 및 신체 비율을 근거로 사람을 인지하는 화면의 일례가 도시되어 있다.
또한, 다른 실시예로 상기 대상물인지부(223)는 영상촬영부에서 촬영한 영상정보 중 대상물인지부에서 인지된 대상물에 대하여 CNN(Convolutional Neural Networks) 기반 딥러닝 신경망을 이용하여 사람이나 물체를 인지할 수도 있다.
상기 물체분석부(224)는 대상물인지부(223)에서 물체가 인지되는 경우 물체의 종류, 형태 및 크기에 대하여 딥러닝학습부(221)에서 학습된 정보를 이용하여 자동문(3)의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체인지와, 물체의 크기를 분석한다. 상기 물체분석부(224)는 물체가 휠체어, 보행기, 유모차, 지팡이, 목발, 병상, 링거, 기계장치, 반려동물, 총기, 카트, 킥보드, 자전거 및 자율로봇장치 등인 경우 특별한 개폐 제어가 필요한 물체로 분석하고, 이 경우 콘트롤부(227)는 물체의 종류 및 크기에 따른 개폐설정정보에 따라 자동문(3)의 개방 여부, 개방 정도 및 개방설정시간을 제어하고, 반면에 그 외의 물체, 즉 사람과 동반하거나 사람이 소지하는 물체 중 자동문(3)의 개방 정도와 개방설정시간에 미미한 영향을 주는 물체는 자동문(3)의 특별한 개폐 제어가 필요하지 않은 물체로 분석하고, 이 경우 컨트롤부(227)는 물체에 대해서는 별도로 고려하지 않고 출입자분석부(226)에서 분석된 출입자수 및 출입자의 이동 속도에 따라 자동문(3)의 개방 정도 및 개방설정시간을 제어하게 된다.
상기 동선분석부(225)는 대상물인지부에서 인지된 사람이나 물체의 동선이 출입접근방향 또는 다른 방향인지를 분석하여 출입접근방향인 경우에만 출입자로 판단한다. 이때 사람의 경우 스켈레톤 정보로부터 사람의 동작을 구분할 수 있는 특징을 추출하여 기계학습모델로 학습시키고, 기계학습모델에 사람의 스켈레톤 정보를 적용함으로써 사람의 움직임과 동선을 분석할 수 있다.
또한, 물체의 경우 물체분석부(224)에서 자율주행로봇으로 분석되는 경우에만 동선을 분석한다.
예컨대, 상기 동선분석부(225)는 사람이나 물체가 자동문(3)에 대한 직각 방향이나 대각선 방향으로 자동문(3)을 향해 접근하면서 다가오는 경우 출입접근방향으로 분석하여 출입자로 판정하고, 자동문(3)에 대해 나란한 횡 방향으로만 움직이거나 자동문으로부터 멀어지는 방향으로 움직이면 출입 의사와 무관한 대상물로 판정하여 자동문(3)이 개방되지 않는다. 그러므로, 사람이나 물체의 동선이 출입근접방향인 경우에만 자동문(3)이 자동 개폐되므로, 자동문 개폐가 효율적이고, 에너지 소비가 절감되며, 보안도 유지할 수 있는 것이다.
상기 출입자분석부(226)는 동선분석부(225)에서 출입자로 판단된 경우 출입자의 얼굴을 자동 인식하여 출입자수가 몇명인지를 분석하고, 출입자의 이동 속도를 측정하며, 별도의 분석카메라가 설치될 수 있다. 이때, 화상에서 사람의 얼굴을 자동 인식하는 기술과 이동 속도를 측정하는 기술은 CCTV나 디지털 카메라, 스마트폰 카메라 등에도 널리 적용되고 있는 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략한다. 도 5b에 출입자분석부(226)에서 출입자의 얼굴을 인식하여 출입자수가 몇명인지를 분석한 후 콘트롤부(227)를 통해 자동문을 완전 개방한 일례가 도시되어 있다.
출입자분석부(226)에서 출입자수가 복수명으로 분석되는 경우 자동문의 개방 정도는 그에 비례하여 증가하게 될 것이고, 출입자가 노인, 환자, 임산부 등으로서 이동 속도가 기준치보다 느린 것으로 분석되는 경우 자동문의 개방설정시간은 그에 비례하여 증가하게 될 것이다. 출입자분석부(226)에서 분석된 분석결과에 따라 콘트롤부(227)가 출입자수와 출입자의 이동 속도에 해당하는 개폐설정정보에 따라 자동문(3)의 개방 정도와 개방설정시간에 관한 제어신호를 구동수단에 전송하여 자동문(3)을 개폐하게 된다.
상기 콘트롤부(227)는 자동문(3)의 구동수단에 대하여 개폐 신호를 보내어 자동문(3)의 개폐 작동을 제어하되, 물체분석부(224)에서 분석된 자동문(3)의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 크기와, 동선분석부(225)에 의해 분석된 출입자의 방향과, 출입자분석부(226)에 의해 분석된 출입자수 및 출입자의 이동 속도에 관한 대상물 정보를 획득하고, 획득된 대상물 정보에 해당하는 설정정보저장부(228)에 저장된 개폐설정정보에 따라 자동문(3)의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간에 관한 제어신호를 자동문(3)의 구동수단에 전송하고, 개방후 타이머부(T)로부터 측정된 개방유지시간을 전송받아 개방유지시간이 개방설정시간에 도달하면 자동문(3)의 구동수단에 폐쇄신호를 전송하여 자동문(3)을 닫는다.
예컨대, 자동문(3)이 여닫이도어와 미닫이도어가 결합된 안고지기문일 때 출입자 수가 1명인 경우에 상기 콘트롤부(227)는 미닫이개폐부(360)에 개방 신호를 보내어 미닫이도어(350)를 전부 개방하거나, 1명이 출입할 수 있도록 미닫이도어(350)의 일부만 개방할 수 있다. 그리고, 출입자 수가 2명 이상인 경우에 상기 콘트롤부(227)는 미닫이개폐부(360)와 여닫이개폐부(370)에 개방 신호를 보내어 미닫이도어(350)와 여닫이도어(340)를 모두 개방할 수 있다. 이때 출입자수에 따라 여닫이도어(340)의 개방 정도를 제어할 수 있다. 물론, 개방되는 순서는 미닫이도어(350)가 먼저 개방되어 여닫이도어(340)와 겹쳐진 후에 여닫이도어(340)가 개방되고, 폐쇄되는 순서는 여닫이도어(340)가 먼저 폐쇄된 후 미닫이도어(350)가 폐쇄된다.
상기 콘트롤부(227)는, 제어부(22)에서 획득한 대상물 정보가 출입자뿐이거나 출입자 및 특별한 개폐 제어가 불필요한 물체가 동반한 경우, 출입자수에 따른 개폐설정정보에 따라 자동문(3)의 개방 정도 및 개방설정시간을 제어하되, 출입자의 이동 속도가 기준치보다 느린 경우 출입자의 이동속도에 따라 부여된 가중치에 관한 개폐설정정보에 따라 자동문(3)의 개방설정시간에 가중치를 부여하여 자동문(3)의 개방설정시간을 증가시키도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 콘트롤부(227)는 제어부(22)에서 획득한 대상물 정보가 특별한 개폐 제어가 필요한 물체뿐이고 그 물체가 자율로봇장치인 경우, 자율로봇장치의 크기에 따른 개폐설정정보에 따라 자동문(3)의 개방 정도를 제어할 수 있다.
또한, 상기 콘트롤부(227)는 제어부(22)에서 획득한 대상물 정보가 출입자 및 특별한 개폐 제어가 필요한 물체가 함께 동반된 경우, 물체의 종류와 크기에 따른 개폐설정정보에 따라 자동문의 개방 여부, 개방 정도 및 개방설정시간을 제어한다. 도 4a에는 휠체어에 앉아있는 장애인의 출입시, 도 4b는 지팡이를 소지한 노인의 출입시, 도 4c는 유모차를 동반한 사람 출입시, 도 4d는 환자를 포함한 사람과 병상 출입시, 도 4e는 사람과 기계장치의 동반 출입시의 일례를 도시한 것이다. 또한, 물체의 종류가 총기인 경우 자동문을 개방하지 않는다.
더불어, 출입자수가 복수인 경우 특별한 개폐 제어가 필요한 물체 동반시 출입자수에 따라 부여된 가중치에 관한 개폐설정정보에 따라 자동문의 개방 정도 및 개방설정시간에 가중치를 부여하여 자동문의 개폐를 제어할 수 있다. 이는 특별한 개폐 제어가 필요한 물체는 출입자의 나이나 건강 상태, 상황 등을 반영한 경우가 많기 때문에 출입자수가 1명인 경우엔 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류와 크기에 따른 개폐설정정보에 따라 제어해도 충분하고, 다만 출입자수가 2명 이상인 복수인 경우엔 출입자수에 따라 부여된 가중치를 적용하여 개방 정도나 개방설정시간을 증가시키도록 제어하는 것이다. 이때, 출입자수에 따른 가중치가 부여된 경우 개방 정도나 개방설정시간이 충분히 증가되기 때문에 출입자의 이동 속도에 따른 별도의 가중치를 적용할 필요는 없다.
상기 콘트롤부(227)는, 대상물인지부(223)와 물체분석부(224)로부터 인지 및 분석된 대상물 정보를 전달받아 물체가 사람과 동반하지 않는 경우 구동수단에 자동문(3)의 개방신호를 전송하지 않는다. 특별한 개폐 제어가 필요한 물체는 대부분 사람과 동반하여 출입되는 것이기 때문에 우연히 영상촬영부(21)의 촬영영역 내에 물체만 인식되더라도 자동문(3)은 개방되지 않는다.
다만, 도 6b를 참고하면 물체분석부(224)로부터 사람과 동반하지 않는 물체가 자율로봇장치로 분석되는 경우, 상기 제어부(22)는 통신부(220)를 통해 자율로봇장치로부터 식별정보가 포함된 출입요청신호를 수신하면 출입요청신호의 식별정보를 통신부(220)를 통해 메인서버(1)로 전송하며, 메인서버(1)는 사전에 등록된 출입이 허용된 자율로봇장치의 식별정보 리스트와 출입요청신호의 식별정보를 비교하여 서로 일치하게 되면 제어부(22)에 출입허용신호를 전송하고, 제어부(22)는 구동수단에 개방신호를 전송하여 자동문(3)을 개방하도록 하며, 제어부(22)는 자율로봇장치의 자동문(3) 통과후 자율로봇장치로부터 출입완료신호를 수신하면 구동수단에 폐쇄신호를 전송하여 자동문을 폐쇄한다. 특히 병원 등 자율로봇장치가 많이 이용되는 경우 사람뿐만 아니라 자율로봇장치의 출입 통제도 용이하게 된다.
상기 설정정보저장부(228)는 출입자의 방향, 출입자수 및 출입자의 이동 속도 등의 출입자 정보와, 자동문(3)의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 크기 등 물체 정보에 따른 자동문(3)의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간의 개폐설정정보가 저장된다.
상기 보안유지부(229)는 영상촬영부(21)에서 촬영한 영상정보 중 대상물인지부(223)에서 인지된 사람의 얼굴로부터 딥러닝학습부(221)의 CNN(Convolutional Neural Networks) 기반 딥러닝 신경망을 이용하여 사람의 얼굴에 모자나 선글라스나 마스크 등 은폐수단의 착용 여부를 확인하여 은폐수단 착용시 음성으로 탈거를 안내하고 음성 안내 후에도 계속 은폐수단의 착용 유지시 자동문(3)을 개방하지 않도록 콘트롤부(227)와 메인서버(1)에 알람정보를 전송하고, 물체분석부(224)에서 분석된 물체의 종류가 총기인 경우 자동문(3)을 개방하지 않도록 콘트롤부(227)와 메인서버(1)에 알람정보를 전송하며, 상기 동선분석부(225)로부터 대상물인지부(223)에서 인지된 사람의 동선이 출입접근방향이 아닌 다른 방향으로 기준치 이상으로 움직이는 경우 콘트롤부(227)와 메인서버(1)에 알람정보를 전송한다. 도 5c에 수상한 사람이 선글라스, 마스크 등의 은폐수단을 착용한 채 자동문(3) 앞에서 여러 방향으로 배회하여 보안유지부(229)에서 메인서버(1)로 알람정보를 전송하는 일례가 도시되어 있다.
이하에서, "일측"이란 여닫이도어가 메인도어틀에 힌지로 체결된 쪽을 의미하고, "타측"이란 그 반대쪽을 의미한다.
본 발명에서 안고지기문이라 함은 여닫이도어와 미닫이도어가 결합된 구조로 이루어져 여닫이도어를 회전하여 공간을 개방 또는 폐쇄할 수 있고, 미닫이도어를 슬라이드 이동시켜 공간을 개방 또는 폐쇄할 수 있으며, 여닫이도어와 미닫이도어가 서로 겹쳐진 상태로 회전시킬 수 있는 구조를 갖는다.
또한, 본 발명의 안고지기문은, 미닫이도어가 겹쳐진 여닫이도어가 열린 상태에서는 미닫이 도어가 외측으로 인출될 수 없는 잠금 구조가 설치되고, 이에 따라 미닫이도어가 출입자를 타격하거나 주변 구조물을 타격하는 안전사고 발생을 방지하며, 실내와 실외 공간을 구획하는 용도, 실내 공간 중 다수의 공간을 서로 구획하는 용도 등으로 사용할 수 있고, 구체적으로는 일반도어, 건물이나 사무실이나 병원의 출입문, 현관 중문, 드레스룸 문, 부엌문, 발코니문, 화장실문 등 다양한 용도로 사용 가능하다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면 본 발명의 일실시예에 따른 자동문(3)은 안고지기문으로서, 메인도어틀(300), 여닫이도어틀(320), 미닫이도어틀(330), 여닫이도어(340) 및 미닫이도어(350)를 포함하여 이루어진다.
상기 메인도어틀(300)은 자동문(3)의 외곽틀을 구성하고 대략 4각형의 단면 형상을 갖고 내부가 중공 형성된 프로파일로서 알루미늄 소재 등으로 이루어질 수 있으며, 보다 상세하게는 양측에 수직 방향으로 직립된 일측프레임(312)와 타측프레임(313)과, 일측프레임(312)과 타측프레임(313)의 상부를 수평 방향으로 연결하는 상부프레임(311)을 포함한다.
이때, 일측프레임(312)은 여닫이도어(340)가 힌지(H)로 체결되는 프레임이고, 타측프레임(313)은 미닫이도어(350)가 슬라이드 이동하여 도어락(R)에 의해 잠금이 이루어지는 프레임이며, 상부프레임(311)은 외부를 촬영하는 영상촬영부(21)와 본 발명의 인공지능에 해당하는 제어부(22)를 포함한 센서 장치(2)가 설치될 수 있다.
더불어, 메인도어틀(310)의 바닥쪽에는 별도의 도어틀이 마련되지 않은 개방된 구조로 이루어져 미닫이도어(350)나 여닫이도어(340)가 열린 상태에서 출입자와 물체의 자유로운 통행이 가능하고 바닥측 프레임에 걸려서 넘어지거나 부딪힐 위험이 제거된다.
상기 여닫이도어틀(320)은, 메인도어틀(310)의 상부프레임(311)과 이격된 채 여닫이도어(340) 상부에 결합되고, 내측에 이동트랙(미도시)이 형성되어 미닫이도어(350) 상부로 돌출되게 연결된 행거(355)가 행거(355)와 결합된 가이드롤러의 가이드를 받아 이동트랙을 따라 활주하면서 여닫이도어(340)와 겹쳐질 수 있다.
상기 미닫이도어틀(330)은 메인도어틀(310)의 상부프레임(311) 하측에 형성되고 내측에 이동트랙(미도시)이 형성되어 미닫이도어(350) 상부로 돌출되게 연결된 행거(355)가 가이드롤러의 가이드를 받아 이동트랙을 활주하면서 미닫이도어(350)의 개폐가 이루어진다.
상기 여닫이도어(340)는 메인도어틀(310)의 일측프레임(312)에 힌지(H)를 통해 여닫이식으로 회전 가능하게 결합 형성된 도어로 상부에 여닫이도어틀(320)이 고정 결합되어 함께 회전 이동한다. 또한, 여닫이도어(340)는 양측에 각각 일측 세로프레임(341)과 타측 세로프레임(342)이 수직 방향으로 구비되고, 일측 세로프레임(341)과 타측 세로프레임(342) 사이의 상·하부에 가로프레임(343)이 체결되어 도어틀을 구성하며, 도어틀에는 금속판, 합성수지판, 유리판 등의 문짝이 형성되고, 문짝 내부에 단열, 흡음, 차음, 불연 기능 중 적어도 하나의 기능을 갖는 충진재가 내장될 수 있다.
상기 미닫이도어(350)는 상부에 행거(355)가 돌출되게 연결 형성되어 미닫이도어틀(330)의 내측 이동트랙 상에서 좌우로 슬라이드 이동되어 미닫이도어(350)의 개폐가 이루어지고, 여닫이도어틀(320)의 내측 이동트랙쪽으로 슬라이드 이동하여 여닫이도어(340)와 겹쳐진 상태가 될 수 있다. 이때, 행거(355)는 대략 'ㄱ'자 단면 형상을 갖고, 가이드롤러가 결합되어 행거(355)의 이동트랙 상에서 슬라이드 이동을 가이드한다. 또한, 미닫이도어(350)는 양측에 각각 일측 세로프레임(351)과 타측 세로프레임(352)이 수직 방향으로 구비되고, 일측 세로프레임(351)과 타측 세로프레임(352) 사이의 상·하부에 가로프레임(353)이 체결되어 도어틀을 구성하며, 도어틀에는 금속판, 합성수지판, 유리판 등의 문짝이 형성되고, 문짝 내부에 단열, 흡음, 차음, 불연 기능 중 적어도 하나의 기능을 갖는 충진재가 내장될 수 있다.
이때, 상기 자동문(3)은 미닫이도어(350)에 감지센서(305)가 설치될 수 있고, 상기 감지센서(305)는 단수 또는 복수개로 설치될 수 있고 자동문(3)에 발생하는 진동으로부터 충돌의 크기를 감지하는 센서를 이용할 수 있으며 충돌량을 감지하여 제어부(22)로 전송한다. 예컨대, 미닫이도어(350)의 일부 개방시 출입자나 물체에 부딪혀 간섭이 발생하는 경우, 제어부(22)는 감지센서(305)로부터 충돌량 신호를 수신하고 충돌량이 기준치 이하인 경우 구동수단에 개방신호를 전송하여 충돌량에 비례하여 미닫이도어(350)의 개방 정도와 개방설정시간을 증가시켜 제어하고, 충돌량이 기준치를 초과하는 경우 구동수단에 개방신호를 전송하여 미닫이도어(350)를 완전 개방함과 동시에 충돌량에 비례하여 여닫이도어(340)의 개방 정도와 자동문(3)의 개방설정시간을 증가시켜 제어하며, 감지센서(305)에 충돌량의 기준치와 관계없이 기준 횟수 이상의 간섭이 계속 감지되는 경우 미닫이도어(350)와 여닫이도어(340)를 소정의 시간 동안 완전 개방 상태로 유지하도록 제어한다.
더불어, 상기 제어부(22)는 자동문(3) 개폐시 출입자나 물체와의 간섭 발생에 따라 획득한 출입자수나 물체의 종류나 크기에 따른 자동문(3)의 개방 정도 및 개방설정시간을 증가시켜 제어한 제어정보를 메인서버(1)로 전송하고, 메인서버(1)는 해당 출입자수나 물체의 종류나 크기별 기 등록되어 있던 개폐설정정보를 상기 제어정보로 변경 등록하여 제어부로 전송하며, 나중에 동일한 출입자수나 동일한 종류나 크기를 갖는 물체의 출입시 상기 제어정보가 반영된 개폐설정정보에 따라 변경된 자동문(3)의 개방 정도 및 개방설정시간을 적용하여 간섭 발생을 방지할 수 있다. 일례로 미닫이도어(350)의 일부 개방시 출입자나 물체에 부딪혀 간섭이 발생하였을 때, 제어부(22)는 감지센서(305)로부터 충돌량 신호를 수신하고 충돌량이 기준치 이하인 경우 구동수단에 개방신호를 전송하여 충돌량에 비례하여 미닫이도어(350)의 개방 정도와 개방설정시간을 증가시켜 제어한 후, 증가시킨 개방 정도와 개방설정시간에 관한 제어정보를 메인서버(1)로 전송하여 기존 개폐설정정보를 변경 등록하고 제어부(22)로 전송하며, 이후 제어부(22)는 동일한 출입자수나 동일한 종류나 크기를 갖는 물체가 출입할 때 상기 제어정보가 반영되어 증가된 개방 정도와 개방설정시간에 따라 미닫이도어(350)를 개방 제어한다.
이하에서 미닫이와 여닫이가 자동 개폐되게 구현하기 위하여 제어부(22)에 의해 자동 제어되는 미닫이개폐부(360)와 여닫이개폐부(370)에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 7b를 참고하면, 상기 미닫이개폐부(360)는 제어부(22)의 신호를 받아 전자석유닛(363)에 전류를 인가하는 전류인가부(361)가 구비되고, 미닫이도어틀(330)에 복수 개의 전자석유닛(363)들이 일렬로 배치된 전자석레일(362)이 설치되되, 전자석유닛(363)은 전류인가부(361)로부터 전류가 인가되지 않는 경우 자성을 띄지 않는 반면에, 제어부(22)의 신호를 받은 전류인가부(361)가 각 전자석유닛(363)이 N극 또는 S극으로 작동되도록 개별적으로 전류를 인가하면 각 전자석유닛(363)은 개별적으로 극성이 N극 또는 S극으로 작동된다. 전자석레일(362)은 미닫이도어틀(330) 내부에서 이동트랙과 공존하는 바, 예컨대 미닫이도어틀(330)의 한쪽 공간에는 이동트랙이 길이 방향으로 형성되고, 미닫이도어틀(330)의 다른쪽 공간에는 전자석레일(362)이 이동트랙과 나란하게 길이 방향으로 형성되며, 전자석레일(362)이 설치된 곳의 미닫이도어틀(330) 하부는 개방 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 미닫이도어(350)의 타측 세로프레임(352) 상부에 영구자석으로 이루어진 슬라이더(364)가 설치되고, 미닫이도어(350)가 완전히 개방되어 여닫이도어(340)와 겹쳐진 상태에 있을 때 타측 세로프레임(352)은 전자석레일(362)이 설치된 미닫이도어틀(330) 하측에 위치하게 된다.
이러한 슬라이더(364)는 전류인가부(361)에서 전자석레일(362)에 전류가 인가될 때 각 전자석유닛(363)에서 발생되는 극성에 따른 인력과 척력이 작용하여 전자석레일(362)과 이격된 상태로 미닫이도어(350)와 함께 좌우로 슬라이드 이동하게 된다.
따라서, 제어부(22)의 신호를 받은 전류인가부(361)는 슬라이더(364)의 이동방향의 전방에 위치한 전자석유닛(363)과 슬라이더(364) 사이에 인력이 작용하도록 전류를 인가하고 슬라이더(364)의 이동방향의 후방에 위치한 전자석유닛(363)과 슬라이더(364) 사이에 척력이 작용하도록 전류을 인가하면서 연속 제어하여 미닫이도어(350)가 진행방향을 따라 직선 이동할 수 있게 된다.
예컨대, 도 8a를 참고하면 영구자석으로 이루어진 슬라이더(364)의 상부가 N극인 경우, 제어부(22)가 전류인가부(361)에 개방 신호를 전송하면, 전류인가부(361)는 슬라이더(364)의 진행방향 전방에 위치한 A전자석이 S극으로 작동되도록 전류를 인가하고 슬라이더(364)에 인력이 작용하여 진행방향으로 직선 이동하게 된다. 이 순간, 도 8b와 같이 전류인가부(361)는 슬라이더(364)의 진행방향 전방에 위치한 B전자석에 S극으로 작동되도록 전류를 인가하는 동시에 슬라이더(120)의 진행방향 후방에 위치하게 된 A전자석에 N극으로 작동되도록 전류를 인가하면 슬라이더(364)는 전방에서는 인력이 작용하고 후방에서는 척력이 작용하게 되어 슬라이더(364)가 작은 힘으로 진행방향으로 부드럽게 이동할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 자동문(3)은 전자석레일(362)에 의해 마닫이도어(350)가 비접촉 방식에 의해 자동 구동되므로, 모터와 풀리, 체인, 벨트 등의 구동수단에 의해 작동되던 종래의 자동문에 비하여 구조가 간단하고, 도어 하중과 마찰에 따른 마모 및 파손이 감소되는 효과가 있다.
이와 함께, 도 8c 및 도 8d를 참고하면 상기 미닫이개폐부(360)는 여닫이도어(340)의 일측 세로프레임(341)에 유도전자석(365)이 설치되고, 미닫이도어(350)의 일측 세로프레임(351)에 영구자석으로 이루어진 가이드블록(366)이 설치되어, 미닫이도어(350)의 폐쇄시 최초 이동이 원활히 이루어지도록 유도하고, 미닫이도어(50)의 개방시 미닫이도어(350)가 여닫이도어(340)와 완전히 겹쳐지도록 하고 이동트랙 상에서 임의로 인출되지 않도록 유도할 수 있다.
이는, 유도전자석(365)이 가이드블록(366)을 밀어서 미닫이도어(350)를 타측으로 이동시켜서 슬라이더(364)가 전자석레일(362)의 자력 범위에 위치하도록 유도하는 것이고, 후술할 잠금수단(380)은 여닫이도어(340)의 회전 개방 상태에서 미닫이도어(350)의 임의 인출을 방지할 수는 있지만, 여닫이도어(340)가 폐쇄된 상태에서 미닫이도어(350)가 타측으로 임의 인출되는 것은 방지하지 못하므로, 이러한 기술적 문제를 해결하고자 한 것이다.
보다 상세하게는, 도 8c를 참고하면 미닫이도어(350)의 폐쇄시 제어부(22)의 폐쇄 신호를 받은 전류인가부(361)가 유도전자석(365)에 가이드블록(366)의 일측면과 동일한 극성이 되도록 전류를 인가하면 척력에 의해 가이드블록(366)이 미닫이도어(350)와 함께 타측으로 이동이 시작되도록 유도하고, 미닫이도어(350)의 개방시 제어부(22)가 개방 신호를 받은 전류인가부(361)가 유도전자석(365)에 가이드블록(366)의 일측면과 반대의 극성이 되도록 전류를 인가하면 전자석레일(362)에 의해 일측으로 이동하는 미닫이도어(350)를 가이드블록(366)과 유도전자석(365)과의 인력에 의해 여닫이도어(340)와 완전히 겹쳐지는 정위치에 위치하도록 유도하고 여닫이도어(340)가 폐쇄된 상태에서 미닫이도어(350)의 임의 인출을 방지할 수 있다.
도 9a 및 도 9b를 참고하면, 상기 여닫이개폐부(370)는 메인도어틀(300)의 상부프레임(311)과 여닫이도어틀(320)을 연결하여 제어부(22)의 개폐 신호에 따라 여닫이도어틀(320)과 고정 결합된 여닫이도어(340)가 자동 개폐되도록 한다.
이를 위하여, 상기 여닫이개폐부(370)는, 메인도어틀(300)의 상부프레임(311)에 설치된 개폐모듈(371)과, 개폐모듈(371)에 내장되고 회전축(373)이 수직 방향으로 배치된 구동모터(372), 한쪽이 구동모터(372)의 회전축(373)에 결합되어 회전하는 제1링크부재(374)와, 제1링크부재(374)에 회전 가능하게 연결되고 여닫이도어틀(320)과 결합된 제2링크부재(375) 및 제1링크부재(374)와 제2링크부재(375)가 접철 가능하게 연결하는 링크연결부(376)를 포함하여 이루어진다.
즉, 제1링크부재(374)가 구동모터(372)에 의해 회전 구동되고, 제1링크부재(374)와 제2링크부재(375)는 링크연결부(376)를 통하여 접철 가능하게 연결되므로, 구동모터(372)가 구동하여 회전축(373)이 회전하면 제1링크부재(374)가 회전되면서 링크연결부(376)로 접혀진 상태의 제2링크부재(375)가 펼쳐지면서 제2링크부재(375)와 결합된 여닫이도어틀(320) 및 여닫이도어(340)가 회전되어 개방되도록 한다. 물론, 구동모터(372)가 반대 방향으로 회전 구동되면 펼쳐진 제2링크부재(375)가 제1링크부재(374)로 접이되면서 여닫이도어틀(320) 및 여닫이도어(340)가 폐쇠된다.
본 발명의 자동문(3)은 미닫이도어(350)의 타측 세로프레임(342)에 도어락(R)이 결합되어 메인도어틀(300)에 대한 잠금 또는 해제가 이루어질 수 있다. 상기 도어락(R)은 번호인증, 카드인증, 지문인증, 음성인증, 안면인증 및 홍체인증에서 선택된 단수 또는 복수 개의 기능을 포함할 수 있다. 상기 도어락(R)은 전체적으로 슬림한 폭을 갖도록 형성되고, 내장모터에 의해 상하 방향으로 회전하는 후크(미도시)가 상·하부에 각각 설치되며, 메인도어틀(300)의 타측프레임(313)에는 상·하부의 후크가 체결되는 잠금홀(미도시)이 상·하부에 각각 형성되어 위와 아래에서 강력한 도어락 기능이 발휘될 수 있다. 또한, 상기 도어락(R)은 무선통신모듈이 설치되어 모바일기기과 무선통신으로 연결되어 모바일기기에 설치된 전용어플을 통해 잠금 및 해제 제어가 이루어질 수도 있다.
상기 메인도어틀(300)과, 여닫이도어(340)와 미닫이도어(350)를 구성하는 프레임들은 내부에 경량의 충진바(P)가 내장 설치될 수 있고, 충진바(P)는 발포 제조되어 미세한 구멍들이 다수 형성된 경량의 다공질체로, 프레임 강성이 증대되고, 힌지(H)에 대한 고정력이 증가하여 하중과 충격을 완충 및 지지하며, 단열성 및 보온성으로 인해 에너지 비용이 절감되고, 방음 성능이 증가될 수 있다.
이를 위하여, 상기 충진바(P)는, 중량%로 폴리프로필렌 수지 50 내지 65%, 실리콘 수지 15 내지 25%, 폴리페닐렌설파이드 수지 5 내지 10%, 메틸렌디페닐디이소시아네이트 3 내지 5%, 모다크릴릭 섬유 3 내지 5%, SBR 1 내지 3%, 발포제 1 내지 3%, 마그네슘 휘스커 0.5 내지 1.5%, 소듐폴리아크릴레이트 0.5 내지 1.5%, 세리사이트 0.5 내지 1.5%, 수세미분말 0.5 내지 1.5%, 잔탄검 0.1 내지 1.0%를 포함한 조성물로 제조될 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지는 발포된 충진바를 제조하기 위한 기본 수지로서 다른 합성수지에 비하여 강성, 내열성, 단열성 등이 우수하며, 50 내지 65중량%가 첨가된다. 상기 폴리프로필렌계 수지가 50중량% 미만이면 진공성형 가공시 내열성이 부족하고 신율이 저하되며, 65중량%를 초과하면 압출상에서 발포제의 분산이 곤란해지는 문제가 있다.
상기 실리콘 수지는 신축성이 있고 탄성과 유연성을 나타내어 크랙을 방지하고, 나사 체결시 충진바(P)의 균열을 방지할 수 있으며, 접착성이 우수하며, 내열성, 내습성, 내광성 및 내후성이 우수하여 15 내지 25중량%가 첨가된다. 상기 실리콘 수지가 15 중량% 미만이면 내크랙성, 접착성과 내구성이 저하될 수 있고, 25 중량%를 초과하면 다른 물질들의 낮은 혼련성으로 인해 물성이 열화될 수 있다.
상기 폴리페닐렌설파이드 수지는 p-디클로로벤젠과 황화나트륨의 반응으로 생산되는 반결정질의 열가소성 수지로, 내열성, 내화학성 및 내후성이 우수하고, 기계적 강도가 우수하며, 5 내지 10 중량%가 첨가된다.
상기 메틸렌디페닐디이소시아네이트는 방향족 디이소시아네이트류 화학 물질로, 단열성이 우수하고, 내구성을 증가시키며, 3 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 5 중량%를 초과하면 분산성 및 흐름성이 저하될 수 있다.
상기 모다크릴릭 섬유는 아크릴로니트릴을 주성분으로 포함하는 중합체로부터 제조된 아크릴 합성섬유로, 자체적으로 강도, 탄성, 방염성 및 내약품성이 우수하고, 연소시 산소를 차단하는 난연가스를 생성하여 화재의 확산을 방지할 수 있으며, 이를 위하여 3 내지 5중량%가 첨가될 수 있고, 과다하게 첨가되면 내광성이 저하될 수 있다.
상기 SBR은 스티렌 부타디엔 합성고무로, 강도 및 내마모성이 우수하고, 탄성을 가지며, 접촉면에 마찰력을 제공할 수 있고, 다만, 과다하게 첨가되면 내열성이 저하되므로 1 내지 3 중량%로 첨가한다.
상기 발포제는 1 내지 3 중량%를 첨가하고, 아조디카본아마이드, 벤젤설포닐 히드라자이드, 톨루엔설포닐히드라자이드로부터 선택되는 하나 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 마그네슘계 휘스커는 침상의 섬유체로서 0.5 내지 1.5중량%가 첨가된다. 상기 마그네슘 휘스커는 가볍고 강도가 높은 마그네슘이 포함되어 혼합시 강도를 상승시키고, 내열성이 우수하며, 강성 및 내충격성을 보강해주는 역할을 한다. 상기 마그네슘계 휘스커가 0.5중량% 미만인 경우 충격강도, 강성 및 내충격성이 감소할 수 있고, 1.5중량%를 초과하는 경우 비중 상승으로 중량이 상승되며 표면이 불안정해질 수 있다.
상기 소듐폴리아크릴레이트는 아크릴산 아마이드 모노머를 과산화수소수 촉매 하에 중합하여 생산한 것으로, 0.5 내지 1.5 중량%가 포함되어 점도를 조절하고 성질을 유화시켜 접착력이 유지될 수 있도록 하고 부착력을 증대시킨다.
상기 세리사이트는 매우 치밀하고 미세한 입자들로 이루어진 운모류 광물로 충진바의 틈새를 채워 응집성을 증가시키고, 작은 비늘 모양이나 엽상 구조로 이루어지며, 항균 및 탈취 기능을 갖고 있고, 이를 위하여 0.5 내지 1.5중량%가 첨가된다.
상기 수세미 분말은 0.5 내지 1.5 중량%가 첨가되는데, 수세미는 수세미오이의 열매에서 마른 해면조직 부분을 지칭하고, 그물 형태의 섬유를 갖고 있으며, 수세미의 망상조직은 표면이 거칠게 형성된 특성이 있고, 고루 분산되어 망상조직과 그 거칠기를 통하여 비표면적을 증대시켜 접착력과 마찰력을 제공하여 미끄럼 저항을 증가시킬 수 있다.
상기 잔탄검은 내열성이 우수하고, 넓은 pH 사용 범위를 가지며, 점착성과 점도를 증가시키고, 조성물을 구성하는 성분들 사이에 결착력을 발휘하여 비중 차이에 따른 분리를 방지하며, 이를 위하여 0.1 내지 1.0중량%가 첨가된다.
도 10a 및 도 10b를 참고하면, 본 발명의 자동문은 여닫이도어(340)가 회전하여 개방 상태에서는 미닫이도어(350)의 이동을 차단하고, 여닫이도어(340)가 폐쇄 상태에서는 미닫이도어(350)의 이동을 허용하기 위하여 여닫이도어틀(320)과 미닫이도어틀(330)에 각각 설치되어 미닫이도어(350)의 이동을 차단 또는 허용하는 잠금수단(380)을 포함한다.
도 11 내지 도 13을 참고하면, 상기 잠금수단(380)은 여닫이도어틀(320)과 미닫이도어틀(330)에 각각 마련되는 바, 여닫이도어(340)가 회전하여 개방된 상태에서는 미닫이도어(350)의 슬라이드 이동을 차단하고, 여닫이도어(340)가 닫힌 상태에서는 미닫이도어(350)의 슬라이드 이동을 허용하도록 구비된다.
이를 위하여, 상기 잠금수단(380)은, 여닫이도어틀(320)에 형성된 슬라이드 차단부(381)와, 미닫이도어틀(330)에 형성된 슬라이드 허용부(384)를 포함하고, 슬라이드 차단부(381)와 슬라이드 허용부(384)는 여닫이도어틀(320)과 미닫이도어틀(330)이 서로 맞물려 체결되는 위치에 각각 형성된다.
보다 상세하게는 슬라이드 차단부(381)는 행거(355)의 이동을 구속 또는 허용하도록 여닫이도어틀(320)에 형성되는데, 여닫이도어(340)가 닫힌 상태에서는 행거(355)의 이동을 허용하고 여닫이도어(340)가 열린 상태에서는 행거(355)의 이동을 단속하게 된다. 실제로 슬라이드 차단부(381)는 행거(355)의 이동을 차단만 하는 것이 아니라 허용 또는 제한하게 되는데 슬라이드 허용부(384)와의 구별을 위해 명칭을 슬라이드 차단부로 사용한 것 뿐이다.
슬라이드 허용부(384)는, 여닫이도어(340)가 닫힌 상태에서 슬라이드 차단부(381)를 푸시함으로써 슬라이드 차단부(381)의 행거(355)의 구속 상태를 허용 상태로 변경하도록 미닫이도어틀(330)에 형성된다.
상기 슬라이드 차단부(381)는 여닫이도어틀(320)에 탄성적으로 이동 가능하게 마련되고 행거(355)의 측방향 슬라이드 이동 경로 상에 적어도 일부가 배치되어 슬라이드 이동을 구속 가능한 슬라이드 걸림구(382)와, 슬라이드 걸림구(382)를 탄성적으로 지지하는 탄성부(383)를 포함한다.
상기 슬라이드 허용부(384)는 미닫이도어틀(330)에 플레이트 형상으로 이루어지고, 여닫이도어(340)가 메인도어틀(300)에 대하여 회전하여 폐쇄되는 경우 슬라이드 걸림구(382)를 푸시하게 되며, 푸시된 슬라이드 걸림구(382)는 측방향으로 이동하여 행거(355)의 측방향 슬라이드 이동 경로 상에서 이탈하게 된다. 여기서, 슬라이드 허용부(384) 또한 행거(355)의 슬라이드 이동을 구속하지 않도록 슬라이드 이동 경로 상에 배치되지는 않는다. 여닫이도어(40)가 열리게 되면 슬라이드 걸림구(611)는 탄성부(383)에 의해 탄성적으로 위치 복원되어 다시 행거(355)의 이동을 단속하도록 적어도 일부가 슬라이드 이동 경로 상에 배치된다. 본 발명에서, 탄성부(383)는 스프링, 고무 등과 같이 일정 이상 탄성력을 갖는 부재로 적용될 수 있다.
본 발명의 자동문(3)은 미닫이도어(350)가 여닫이도어(340)와 서로 겹쳐진 잠금 상태로 회전 가능하고, 서로 겹쳐진 상태의 회전을 통해 상대적으로 회전반경이 감소하여 공간 활용도를 증가시킬 수 있고 보행자의 충돌 위험이 감소될 수 있다. 여기서, 잠금 상태라 함은 잠금수단(380)에 의해 여닫이도어(340)가 회전하여 개방된 상태에서 미닫이도어(350)의 임의 인출이 불가하도록 잠금된 상태를 의미한다.
더불어, 본 발명의 자동문(3)은 여닫이도어(340)가 닫혀져 폐쇄된 상태를 계속 유지하도록 하는 잠금유지수단(390)을 포함한다.
상기 잠금유지수단(390)은 여닫이도어(340)가 닫힌 상태에서 열리는 것을 방지하는 것이 아니라 상대적으로 너무 적은 힘이 작용했을 경우에 쉽게 열리는 것을 방지하도록 마련되는 것이다.
상기 잠금유지수단(390)은, 여닫이도어틀(320)에 오목하게 라운드진 오목걸림면(392)을 포함하는 제1잠금부(391)와, 여닫이도어(340)가 닫힌 상태에서 오목걸림면(392)에 대응하여 걸림 가능하도록 미닫이도어틀(330)에 마련되는 제2잠금부(393)를 포함한다.
상기 제1잠금부(391)는 여닫이도어틀(320)에 오목하게 라운드진 오목걸림면(392)을 포함하고, 오목걸림면(392)은 경사도가 변경되는 부분을 기준으로 양측의 제1걸림면(392a)과 제2걸림면(392b)으로 구성될 수 있다.
상기 제2 잠금부(393)는 오목걸림면(392)에 걸림 가능하도록 볼록하게 라운드진 회전걸림면(394)이 마련되고 미닫이도어틀(330)에 탄성적으로 이동 가능하게 마련되는 회전잠금걸림구(395)와, 회전잠금걸림구(395)를 탄성적으로 지지하는 탄성부(396)를 포함한다.
상기 회전걸림면(394)은 오목걸림면(392)과 대응하는 형상으로 볼록하게 라운드지며, 경사도가 변경되는 부분을 기준으로 양측의 제3걸림면(394a)과 제4걸림면(394b)으로 구성된다. 여기서, 제1걸림면(392a)과 제2걸림면(392b) 간의 경사각 변화 정도, 제3걸림면(394a)과 제4걸림면(394b) 간의 경사각 변화 정도는 여닫이도어틀(320)이 미닫이도어틀(330)에 체결된 상태에서 너무 작은 힘이 가해질 경우에 여닫이도어(340)가 개방되는 현상을 방지할 정도의 경사각 변화만 있으면 된다. 상기 탄성부(396)는 스프링, 고무 등과 같이 일정 이상 탄성력을 갖는 부재로 적용될 수 있다.
또한, 여닫이도어(340)가 닫힌 상태에서는 탄성부(396)가 회전잠금걸림구(395)를 제1잠금부(391) 측으로 푸시하게 되고 오목걸림면(392)과 회전걸림면(394)은 서로 일정 이상 면접촉하는 상태가 된다. 이러한 면접촉에 의해 여닫이도어(340)는 계속하여 닫힌 상태가 유지될 수 있으며, 여닫이도어(340)를 개방하고자 일정 이상의 외력이 작용하게 되면 오목걸림면(392)과 회전걸림면(394)간의 접촉 상태가 해제되면서 개방이 이루어질 수 있다. 이후, 회전잠금걸림구(395)는 탄성부(396)의 가압에 의해 탄성 복원된다.
결국, 본 발명에 따른 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템(1)은 ABC(AI, Bigdata, Cloud) 기반으로 빅데이터를 수집하여 클라우드에 저장하고 빅데이터를 통해 학습한 인공지능 센서 장치의 역량이 크게 강화되어 새로 획득된 영상정보를 정확히 분석하여 처리할 수 있고, 영상장치로 촬영한 대상물의 영상정보에 대하여 센서의 인공지능이 사람인지, 이동방향, 이동속도, 출입자수 등과, 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 형태, 크기 등을 분석하고 분석된 대상물이 해당되는 개폐설정정보에 따라 자동문의 구동수단에 제어신호를 보내어 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간을 자동 제어하므로, 도어 개폐가 효율적이고, 에너지 소비가 절감되며, 노약자나 장애인도 안전하고 편안하게 출입할 수 있고, 환자나 병상, 의료기계 등도 쉽게 통과하여 출입할 수 있으며, 사람의 경우 스켈레톤 정보로부터 사람의 동작을 구분할 수 있는 특징을 추출하여 기계학습모델로 학습시키고 기계학습모델에 사람의 스켈레톤 정보를 적용함으로써 사람의 움직임과 동선을 분석할 수 있으며, 자율로봇도 센서와 통신하며 출입 가능하고, 사람의 인상착의나 배회 여부를 감지하여 수상한 사람에 대한 알림을 제공하며, 사용자의 생체인증과 출입시간 및 방문구역 등을 모니터링하여 보안을 유지할 수 있고, 비상상황이나 재난시 신속한 대처가 가능하며, 미닫이와 여닫이가 자동 개폐되게 구현함으로써 완전 자동화된 복합도어를 제공하여 편리하게 사용할 수 있고, 여닫이도어와 미닫이도어가 서로 겹쳐져 열린 상태에서는 미닫이도어의 이동이 제한되어 미닫이도어가 임의로 이동하여 보행자를 타격하는 안전 사고를 방지할 수 있고, 여닫이도어를 닫으면 미닫이도어의 이동이 허용되어 미닫이도어의 개폐가 가능하며, 보행자나 물체의 통행이 자유롭고 넘어지거나 부딪힐 염려가 없고, 공간 활용도가 증대되는 것이다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
1. 메인서버 10. 사용자등록부
11. 인증부 12. 개폐설정정보등록부
13. 관제부 14. 보안등급분류부
15. 재난관리부 16. 영상정보저장부
2. 센서 장치 21. 영상촬영부
22. 제어부 220. 통신부
221. 딥러닝학습부 222. 영상분류부
223. 대상물인지부 224. 물체분석부
225. 동선분석부 226. 출입자분석부
227. 콘트롤부 228. 설정정보저장부
229. 보안유지부 T. 타이머부
3. 자동문 300. 메인도어틀
305. 감지센서 311. 상부프레임
312. 일측프레임 313. 타측프레임
313a. 상부잠금홀 313b. 하부잠금홀
320. 여닫이도어틀 330. 미닫이도어틀
340. 여닫이도어 341. 일측 세로프레임
342. 타측 세로프레임 343. 가로프레임
350. 미닫이도어 351. 일측 세로프레임
352. 타측 세로프레임 353. 가로프레임
355. 행거 360. 미닫이개폐부
361. 전류인가부 362. 전자석레일
363. 전자석유닛 364. 슬라이더
365. 유도전자석 366. 가이드블록
370. 여닫이개폐부 371. 개폐모듈
372. 구동모터 373. 회전축
374. 제1링크부재 375. 제2링크부재
376. 링크연결부 380. 잠금수단
381. 슬라이드 차단부 382. 슬라이드 걸림구
383. 탄성부 384. 슬라이드 허용부
390. 잠금유지수단 391. 제1잠금부
392. 오목걸림면 392a. 제1걸림면
392b. 제2걸림면 393. 제2잠금부
394. 회전걸림면 394a. 제3걸림면
394b. 제4걸림면 395. 회전잠금 걸림구
396. 탄성부 H. 힌지
P. 충진바 R. 도어락
4. 중계통신장치 M. 개인모바일장치

Claims (8)

  1. 자동문에 설치되어 촬영영역 내에 있는 외부를 실시간으로 감지하여 자동문의 구동을 제어하는 센서 장치가 구비된 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템에 있어서,
    출입자의 방향, 출입자수 및 출입자의 이동 속도, 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 크기에 따른 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간의 개폐설정정보를 등록하고 제어부로 전송하는 메인서버; 및 자동문에 설치되어 촬영영역 내에 있는 외부를 실시간으로 촬영한 영상정보를 제어부로 송신하는 영상촬영부와, 영상촬영부로부터 수신한 영상정보를 분석하고 분석된 영상정보가 해당되는 개폐설정정보에 따라 자동문의 구동수단에 제어신호를 보내어 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간을 자동 제어하는 제어부를 구비한 센서 장치를 포함하되,
    상기 자동문은, 메인도어틀; 메인도어틀의 상부프레임과 이격 설치되고 여닫이도어 상부에 결합되며 내측에 이동트랙이 형성된 여닫이도어틀; 메인도어틀의 상부프레임 하측에 형성되고 내측에 이동트랙이 형성된 미닫이도어틀; 메인도어틀의 일측에 위치한 일측프레임에 제어부의 개폐 신호를 받아 여닫이식으로 회전 가능하게 결합 형성된 여닫이도어; 및 상부에 행거가 형성되어 제어부의 개폐 신호를 받아 미닫이도어틀의 이동트랙에 슬라이드 이동되게 설치되고 여닫이도어틀의 이동트랙으로 슬라이드 이동하여 여닫이도어와 겹쳐져 개방되거나 메인도어틀의 타측에 위치한 타측프레임으로 이동하여 닫혀지는 미닫이도어를 포함하고,
    상기 자동문에 감지센서가 설치되고, 미닫이도어의 일부 개방시 출입자나 물체가 부딪혀 간섭이 발생하는 경우, 제어부는 감지센서로부터 충돌량 신호를 수신하고 충돌량이 기준치 이하인 경우 구동수단에 개방신호를 전송하여 충돌량에 비례하여 미닫이도어의 개방 정도와 개방설정시간을 증가시켜 제어하고, 충돌량이 기준치를 초과하는 경우 구동수단에 개방신호를 전송하여 미닫이도어를 완전 개방하고 충돌량에 비례하여 여닫이도어의 개방 정도와 자동문의 개방설정시간을 증가시켜 제어하며, 감지센서에 기준 횟수 이상의 간섭이 계속 감지되는 경우 미닫이도어와 여닫이도어를 소정의 시간 동안 완전 개방 상태로 유지하도록 제어하고,
    상기 제어부는 자동문 개폐시 출입자나 물체와의 간섭 발생에 따라 획득한 출입자수나 물체의 종류나 크기에 따른 자동문의 개방 정도 및 개방설정시간을 증가시켜 제어한 제어정보를 메인서버로 전송하고, 메인서버는 해당 출입자수나 물체의 종류나 크기별 등록되어 있는 개폐설정정보를 상기 제어정보로 변경 등록하여 제어부로 전송하며, 나중에 동일 대상물의 출입시 상기 제어정보가 반영된 개폐설정정보에 따라 변경된 자동문의 개방 정도 및 개방설정시간을 적용하여 간섭 발생을 방지할 수 있는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 영상촬영부에서 촬영된 영상정보를 수신하고, 메인서버와 통신하는 통신부;
    출입자의 방향, 출입자수 및 출입자의 이동 속도와, 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 크기에 따른 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간의 개폐설정정보가 저장되는 설정정보저장부;
    메인서버에 저장된 영상촬영부에서 촬영된 영상정보와, 웹수집수단을 통하여 사람의 얼굴, 신체 크기 및 신체 비율에 대한 정보 및 출입시 자동문의 특별한 개페 제어가 필요한 물체의 종류, 형태 및 크기에 관한 정보를 딥러닝 기법에 의해 학습하는 딥러닝학습부;
    수신된 영상정보에 포함된 대상물에 대하여 분석이 필요한 분석필요정보와 분석이 불필요한 분석불필요정보로 분류하고, 분석불필요정보로 분류된 대상물이 소정의 시간 동안 움직임이 있는 경우 분석필요정보로 재분류하는 영상분류부;
    영상분류부에서 분석필요정보로 분류된 대상물에 대하여 사람의 얼굴, 신체 크기 및 신체 비율의 판단항목들에 대하여 딥러닝학습부에서 학습된 정보를 이용하여 적어도 하나의 판단항목이 사람으로 판정되면 대상물을 사람으로 인지하고, 모든 판단항목이 사람으로 판정되지 않으면 물체로 인지하는 대상물인지부;
    대상물인지부에서 물체가 인지되는 경우 물체의 종류, 형태 및 크기에 대하여 딥러닝학습부에서 학습된 정보를 이용하여 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체인지와 물체의 크기를 분석하는 물체분석부;
    대상물인지부에서 인지된 사람이나 물체의 동선이 출입접근방향 또는 다른 방향인지를 분석하여 출입접근방향인 경우 출입자로 판단하는 동선분석부;
    동선분석부에서 출입자로 판단된 경우 출입자의 얼굴을 인식하여 출입자수가 몇명인지를 분석하고, 출입자의 이동 속도를 측정하는 출입자분석부;
    자동문의 개방유지시간을 측정하는 타이머부; 및
    자동문의 구동수단의 작동을 제어하되, 물체분석부에서 분석된 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체의 종류, 크기와, 동선분석부에 의해 분석된 출입자의 방향과, 출입자분석부에 의해 분석된 출입자수 및 출입자의 이동 속도에 관한 대상물 정보를 획득하고, 획득된 대상물 정보에 해당하는 개폐설정정보에 따라 자동문의 개방 여부, 개방 정도, 개방설정시간에 관한 제어신호를 자동문의 구동수단에 전송하고, 개방후 타이머부로부터 측정된 개방유지시간을 전송받아 개방유지시간이 개방설정시간에 도달하면 자동문의 구동수단에 폐쇄신호를 전송하는 콘트롤부를 포함하는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는, 영상촬영부에서 촬영한 영상정보 중 대상물인지부에서 인지된 사람의 얼굴로부터 딥러닝학습부의 CNN(Convolutional Neural Networks) 기반 딥러닝 신경망을 이용하여 사람의 얼굴에 은폐수단 착용 여부를 확인하여 은폐수단의 착용시 음성으로 탈거를 안내하고 음성 안내 후에도 계속 은폐수단의 착용유지시 제어부와 콘트롤부와 메인서버에 자동문을 개방하지 않도록 알람정보를 전송하고, 물체분석부에서 분석된 물체의 종류가 총기인 경우 콘트롤부와 메인서버에 자동문을 개방하지 않도록 알람정보를 전송하며, 동선분석부로부터 대상물인지부에서 인지된 사람의 동선이 출입접근방향이 아닌 다른 방향으로 기준치 이상으로 움직이는 경우 제어부의 콘트롤부와 메인서버에 알람정보를 전송하는 보안유지부를 더 포함하고,
    건물에 재난 상황이 발생하는 경우 메인서버는 재난정보를 제어부로 송신하여 자동문을 전부 개방하도록 제어하고 전용어플을 설치한 사용자의 개인모바일장치에 알람정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템.
  4. 제 2항에 있어서
    상기 자동문의 특별한 개폐 제어가 필요한 물체는 휠체어, 보행기, 유모차, 지팡이, 목발, 병상, 링거, 기계장치, 반려동물, 총기, 카트, 킥보드, 자전거 및 자율로봇장치에서 선택된 어느 하나일 수 있고,
    상기 콘트롤부는, 획득된 대상물 정보가 출입자만이거나 획득된 대상물 정보가 출입자 및 특별한 개폐 제어가 불필요한 물체가 동반된 경우, 출입자수에 따른 개폐설정정보에 따라 자동문의 개방 정도 및 개방설정시간을 제어하되, 출입자의 이동 속도가 기준치보다 느린 경우 출입자의 이동속도에 따라 부여된 가중치에 관한 개폐설정정보에 따라 자동문의 개방설정시간에 가중치를 부여하여 제어하며,
    획득된 대상물 정보가 출입자 및 특별한 개폐 제어가 필요한 물체가 동반된 경우, 물체의 종류와 크기에 따른 개폐설정정보에 따라 자동문의 개방 여부, 개방 정도 및 개방설정시간을 제어하되, 출입자수가 복수인 경우 출입자수에 따라 부여된 가중치에 관한 개폐설정정보에 따라 자동문의 개방 정도 및 개방설정시간에 가중치를 부여하여 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 콘트롤부는, 대상물인지부와 물체분석부로부터 인지 및 분석된 대상물 정보를 전달받아 물체가 사람과 동반하지 않는 경우 구동수단에 자동문의 개방신호를 전송하지 않되,
    물체분석부로부터 사람과 동반하지 않는 물체가 자율로봇장치로 분석되는 경우, 상기 제어부는 통신부를 통해 자율로봇장치로부터 식별정보가 포함된 출입요청신호를 수신하면 출입요청신호의 식별정보를 통신부를 통해 메인서버로 전송하며, 메인서버는 사전에 등록된 출입이 허용된 자율로봇장치의 식별정보 리스트와 출입요청신호의 식별정보를 비교하여 서로 일치하게 되면 제어부에 출입허용신호를 전송하고, 제어부는 구동수단에 개방신호를 전송하여 자동문을 개방하도록 하며, 제어부는 자율로봇장치의 자동문 통과후 자율로봇장치로부터 출입완료신호를 수신하면 구동수단에 폐쇄신호를 전송하여 자동문을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 통신부를 통해 메인서버 및 개인모바일장치와 무선통신으로 연결되고, 사용자는 사전에 메인서버에 사용자인증정보를 등록하며,
    사용자의 출입시 사용자가 개인모바일장치에 설치된 전용어플을 통해 사용자인증정보를 제어부로 직접 또는 자동문에 설치된 인증수단을 통해 제어부로 송신하면, 제어부는 사용자인증정보를 메인서버로 송신하고, 메인서버는 수신된 사용자인증정보가 사전에 등록된 사용자인증정보와 일치하면 제어부에 출입허용신호를 전송하여 자동문을 개방하며,
    상기 사용자인증정보는 사용자식별정보, 음성인증, 지문인증, 안면인증 및 홍체인증에서 선택된 단수 또는 복수 개인 것을 특징으로 하는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    건물 내부에 복수 개의 중계통신장치가 설치되고, 중계통신장치는 건물 내부의 통신 범위 내에 있는 개인모바일장치를 인식하고, 근거리 무선통신을 통해 통신신호를 발신하여 개인모바일장치와 통신하며, 개인모바일장치와 통신한 통신정보, 중계통신장치의 장치식별정보 및 사용자식별정보를 메인서버로 전송하고, 상기 메인서버는 출입을 허용한 사용자가 자동문을 통과하여 출입한 사실을 확인할 수 있으며,
    관제부에 중계통신장치의 장치식별번호가 등록되고, 관제부는 중계통신장치로부터 수신된 사용자에 대한 통신정보, 장치식별정보 및 사용자식별정보가 사용자와 매칭되어 저장되고, 사용자의 통신정보로부터 중계통신장치가 개인모바일장치와 최초로 연결된 통신시작시각을 출입시각으로 판단하고, 개인모바일장치와 통신이 끊어진 통신마감시각을 퇴장시각으로 판단하여 사용자의 건물체류시간을 판단하며, 개인모바일장치와 통신이 이루어진 중계통신장치의 장치식별번호를 통해 사용자가 방문한 구역을 판단하고,
    상기 메인서버는 보안등급분류부를 통해 사용자를 복수 개의 보안등급으로 분류하여 저장하고, 사용자에 대한 보안등급정보는 개인모바일장치로 전송되어 전용어플의 화면에 표시되며, 저장된 사용자의 보안등급에 대한 유효기간이 설정되어 관리되고, 유효기간이 만료되면 사용자의 보안등급을 갱신하여 재분류하는 것을 특징으로 하는 스마트 인공지능 센서 도어 개폐 시스템.
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