KR102657015B1 - 열상카메라 내장형 피플카운터 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템 - Google Patents

열상카메라 내장형 피플카운터 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피플카운터 및 열상 카메라가 일체형으로 제작된 인원/화재 감지장치를 이용하여, 산업현장의 기 설정된 감지영역(S)의 인원수를 카운팅 함과 동시에 공정설비의 화재위험도를 산출하도록 구성됨으로써 산업현장의 화재사고를 미연에 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 각 감지영역(S)의 인원수를 기반으로 산업현장의 안전관리를 효율적으로 수립할 수 있는 열상카메라 내장형 피플카운터 및 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템에 관한 것이다.

Description

열상카메라 내장형 피플카운터 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템{people counter having thermal camera and, industrial site fire detecting system therewith}
본 발명은 열상카메라 내장형 피플카운터 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템에 관한 것으로서, 상세하게로는 피플카운터 및 열상 카메라가 일체형으로 제작된 인원/화재 감지장치를 이용하여, 산업현장의 기 설정된 작업공간(S)의 인원수를 카운팅 함과 동시에 공정설비의 화재위험도를 산출하도록 구성됨으로써 산업현장의 화재사고를 미연에 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 각 작업공간(S)의 인원수를 기반으로 산업현장의 안전관리를 효율적으로 수립할 수 있는 열상카메라 내장형 피플카운터 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 산업현장에는 공정설계라인에 따라, 기 할당된 공정 작업을 처리하기 위한 다수의 산업설비들이 설치되어 있고, 이러한 산업설비는 설계부품, 작업난이도, 조작난이도, 폭발위험성 등에 따라 위험등급 및 보안등급이 각기 다르게 부여되고, 위험등급이나 보안등급이 높은 산업설비나 현장에는 접근 허용된 작업자만이 접근하도록 이를 통제할 필요가 있다.
또한 빅데이터 분석 시스템이 발달함에 따라, 산업현장 내 작업자의 작업위치, 이동방향, 이동시간, 목적위치 등의 작업자의 행동기반으로부터 유의미한 정보를 추출하여, 안전관리, 작업관리, 방역관리 등에 활용하는 정도가 증가함에 따라, 각종 산업현장에 피플카운터를 설치하는 사례가 급증하고 있다.
한편, 통상적으로 산업현장에는 공정설계라인에 따라, 기 할당된 공정 작업을 처리하기 위한 다수의 산업설비들이 설치되어 있고, 이러한 산업설비는 기본적으로 모터, 전기 등을 활용하여 부품의 동작이 지속적으로 이루어지기 때문에 발열, 과열되는 일이 빈번하게 발생한다.
또한 산업설비는 다수의 복잡한 부품 중 어느 하나에서 장애 및 에러가 발생하는 경우, 장애 및 에러로 인해 모터 과부하, 전원 과부하 등의 현상이 발생하여, 화재가 발생할 확률이 매우 높고, 산업현장에서의 화재사고는 폭발, 연쇄화재의 위험도가 높을 뿐만 아니라 경제적 피해가 크기 때문에 사전에 화재를 미연에 예측 및 감지하기 위한 화재감지시스템에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.
도 1은 국내공개특허 제10-2020-0060606호(발명의 명칭 : 산업 현장 복합화재 감지 시스템)에 개시된 산업 현장 복합화재 감지 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 1의 산업 현장 복합화재 감지 시스템(이하 종래기술이라고 함)(100)은 복수개의 화재 감시 대상 영역을 실시간으로 촬영하기 위한 CCTV(110)와, 화재 감시 대상 영역에서 발생되는 열을 추적 또는 탐지하여 시각적으로 출력하여 화재를 검출하기 위한 열화상카메라(120)와, 다분할 방식을 통해 화재 감시 대상 영역의 신호를 실시간으로 감지하기 위한 다중센서부(130)와, CCTV(110), 열화상카메라(120) 및 다중센서부(130)에 의해 수집된 화재 관련 정보를 분석하고 제어하기 위한 제어부(140)와, 제어부(140)를 통해 화재가 발생되었다고 판단 또는 예측 될 경우 화재 정보를 소방 담당 부서에 전파할 수 있는 서버부(150)로 이루어진다.
열화상카메라(120)는 화재 감시 대상 영역에서 발생되는 열을 시각적으로 출력하기 위한 영상출력부(121)와, 영상출력부(121)에 의해 촬영된 열화상 영상을 근거로 화재를 검출하기 위한 화재검출부(122)를 포함한다.
다중센서부(13)는 화재 감시 대상 영역에서 온도 변동을 감지하기 위한 온도센서부(131)와, 화재 감시 대상 영역에서 습도 변동을 감지하기 위한 습도센서부(132)와, 화재 감시 대상 영역에서 대기 조성의 변동을 감지하기 위한 대기센서부(133)를 포함한다.
서버부(150)는 제어부(140)에 의해 분석된 화재 정보를 소방 설비 부서에 전파할 수 있는 통신부(151)와, 화재 감시 대상 영역의 위치를 추적하여 확인할 수 있는 GPS부(152)를 포함한다.
이와 같이 구성되는 종래기술(100)은 온도, 습도 센서와 같은 다중 센서(130), 열화상카메라(120) 및 CCTV(110)로 구성된 복합화재 감지기를 이용하여 산업현장의 시설물 및 공간에 대한 화재를 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 화재 발생 시 신속하게 후속대처를 수행할 수 있는 장점을 갖는다.
그러나 종래기술(100)은 서로 다른 조건을 화재를 감지하기 위한 구성수단(110), (120), (130)들이 화재 감시 대상 영역마다 설치되기 때문에 설치 및 운용비용이 증가할 뿐만 아니라 설치가 복잡하고 번거로우며, 전원 및 통신 배선라인이 복잡하여 미관을 떨어뜨리며, 장애 및 오류가 빈번하게 발생하는 단점을 갖는다.
또한 종래기술(100)은 화재 감시 대상 영역마다 출입한 작업자를 카운팅 하기 위한 피플카운터가 설치되지 않기 때문에 작업자의 위치, 이동방향, 목적위치 등의 작업자 행동 정보를 검출할 수 없고, 이에 따라 작업자 행동 정보로부터 추출된 유의미한 정보를 기반으로 안전, 작업 및 방역 관리의 효율성을 높이는데 활용할 수 없는 구조적 한계를 갖는다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 종래기술(100)에 공지된 피플카운터를 설치해야 하나, 화재를 감지하기 위한 다수의 구성수단(110), (120), (130)들과 별개로 피플카운터를 별도로 설치하는 경우, 설치가 복잡하고 번거로우며, 전원 및 통신 배선라인이 복잡하여 미관을 떨어뜨리며, 장애 및 오류가 빈번하게 발생하는 전술하였던 문제점을 더욱 심화시키는 단점을 갖는다.
또한 종래기술(100)은 화재를 감지하는 구성수단(110), (120), (130)들 각각이 감지된 측정값을 기 설정된 임계치와 비교하는 단순한 방식으로 화재발생여부를 감지하기 때문에 산업설비의 공정특성에 따른 과열 및 발열 등으로 인해 오인식 및 에러가 빈번하게 발생하는 문제점을 갖는다.
일반적으로 각종 산업현장에는 산업설비들이 다수 설치되고, 이러한 산업설비는 복수개의 부품들의 조립으로 이루어져 공정라인에 따른 공정을 수행하게 된다. 이때 각 산업설비는 공정, 기능 및 동작에 따라 각기 다른 발열온도를 갖게 된다. 예를 들어, 공정대상으로 고온가스를 분사시키는 산업설비의 부품인 고온노즐의 경우, 상대적으로 높은 발열온도를 방출하고, 공정대상을 냉각시키기 위한 공정기계의 부품인 프레온가스 노즐의 경우, 상대적으로 낮은 발열온도를 방출하게 된다.
그러나 종래기술(10))은 이러한 산업설비의 부품별로 발열온도가 서로 다른 특성을 전혀 감안하지 않고, 단순히 온도의 크기에 따라 화재 발생여부를 판단하기때문에 판단의 정확성 및 신뢰도가 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 인원/화재 감지장치가 일체형으로 제작된 피플카운터 및 열상카메라를 포함함으로써 화재 예측/감지의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 각 감시영역(S)별 출입인원수(N)를 활용하여 산업현장의 관리효율성을 높일 수 있으며, 설치 및 운영비용이 절감되며, 설치가 간단한 열상카메라 내장형 피플카운터 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 산업설비의 부품별로 발열온도가 서로 다른 특성과, 가동상태와 미가동상태의 발열온도가 서로 다른 특성을 감안하여, 각 픽셀별 온도-값을 별도로 산출한 후, 이를 동일한 시간대의 각 픽셀별 기준온도와 비교하여 화재를 예측 및 감지하도록 구성됨으로써 화재 감지의 정확성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있는 열상카메라 내장형 피플카운터 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 컨트롤러가 화재의심상태의 지속 경과시간(t)에 따라, 화재예측 또는 화재감지로 판단하되, 알람표출장치가 화재예측 또는 화재감지에 따라 알람방식을 다르게 표출함으로써 화재상태에 대한 정확한 인지가 가능하여 적합한 후속대처가 이루어질 수 있는 열상카메라 내장형 피플카운터 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 기 설정된 작업공간(S)들에 각각 설치되는 인원/화재 감지장치들과, 상기 작업공간(S)들 각각에 설치되는 알람표출장치들을 포함하는 산업현장 화재감지시스템에 있어서: 상기 인원/화재 감지장치들은 기 할당된 작업공간(S)의 출입로에 설치되어 출입인원수(N)를 카운팅하는 피플카운터; 기 할당된 작업공간(S)을 열-추적하여 열화상을 획득하는 열상카메라; 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 메모리; 상기 피플카운터로부터 출력된 출입인원수 정보를 상기 메모리에 등록하는 출입인원수 입력/등록부; 상기 열상카메라의 열-추적에 의해 획득된 열화상을 분석하는 열화상 분석부; 상기 열화상 분석부에 의해 검출된 분석데이터를 분석 및 활용하여, 각 픽셀별로 온도-값을 산출한 후, 산출된 온도-값을 기 설정된 각 픽셀별 기준온도에 입계치를 합산한 합산값과 비교하여 산출된 각 픽셀별 온도-값이 대응되는 픽셀의 기준온도에 임계치를 합산한 합산값 이상이면, 화재를 감지하는 화재 예측/감지부; 상기 화재 예측/감지부에 의해 화재가 감지되면 해당 작업공간(S)에 설치된 알람표출장치들을 구동시키는 화재알람 표출부; 최초 설치 또는 최초 설치 이후 기 설정된 주기(T) 마다 실행되는 기준정보 설정부를 포함하고, 상기 기준정보 설정부는 상기 열상카메라의 열-추적에 의해 획득된 열화상을 입력받는 열화상 입력모듈; 상기 열화상 입력모듈에 의해 입력된 열화상을 분석하는 열화상 분석모듈; 상기 열화상 분석모듈에 의해 검출된 분석데이터를 분석 및 활용하여, 각 픽셀별 온도(℃)를 산출하는 각 픽셀별 온도 산출모듈; 기 설정된 주기(T) 동안 상기 각 픽셀별 온도 산출모듈에 의해 산출된 각 픽셀별 온도-값을 활용하여, 시간대별로 각 픽셀의 온도-값을 정렬시켜 통계데이터를 생성하는 통계데이터 생성모듈; 상기 통계데이터 생성모듈에 의해 생성된 통계데이터를 가공 및 분석하여, 시간대별로 각 픽셀의 평균 온도-값을 산출하며, 산출된 평균 온도-값을 해당 시간대에서 해당 픽셀의 기준온도로 설정하는 시간대/픽셀별 기준온도 설정모듈을 포함하고, 상기 화재 예측/감지부는 상기 열화상 분석부에 의해 검출된 분석데이터를 분석 및 활용하여, 각 픽셀별 온도-값(℃)을 산출하는 제2 각 픽셀별 온도 산출모듈; 상기 메모리에 저장된 각 시간대/픽셀별 기준온도를 탐색하여, 현재 시간대에 대응하는 각 픽셀별 기준온도를 추출하는 동일 시간대 기준온도 추출모듈; 상기 각 픽셀별 온도 산출모듈에 의해 산출된 각 픽셀별 온도-값을, 상기 동일 시간대 기준온도 추출모듈에 의해 추출된 각 픽셀별 기준온도에 임계치를 합산한 값을 비교하며, 1)각 픽셀별 온도-값이, 해당 픽셀의 기준온도에 임계치를 합산한 값 미만이면, 현재 상태를 ‘정상’으로 판단하며, 2)각 픽셀별 온도-값이, 해당 픽셀의 기준온도에 임계치를 합산한 값 이상이면, 현재 상태를 화재의심상태로 판단하는 비교 및 판단모듈; 상기 비교 및 판단모듈에서 현재 상태가 화재의시상태로 판단될 때 실행되며, 화재의심상태로 판단된 픽셀의 온도-값을 추적하는 화재의심상태 추적모듈; 상기 화재의심상태 추적모듈에서 추적된 화재의심상태의 픽셀이, 화재의심상태로 판단된 시점부터 화재의심상태가 지속된 경과시간(t)을 기 설정된 제1 설정시간(TH1, Threshold1)과 비교하는 제1 비교모듈; 상기 제1 비교모듈에서, 1)경과시간(t)이 제1 설정시간(TH1) 미만이면, 별도의 동작을 수행하지 않되, 2)경과시간(t)이 제2 설정시간(TH1) 이상이면, 화재를 예측하는 화재예측 결정모듈; 상기 화재의심상태 추적모듈에서 추적된 화재의심상태의 픽셀이, 화재의심상태로 판단된 시점부터 화재의심상태가 지속된 경과시간(t)을 기 설정된 제2 설정시간(TH2, TH2 > TH1)과 비교하는 제2 비교모듈; 상기 제2 비교모듈에서, 1)경과시간(t)이 제2 설정시간(TH1) 미만이면, 별도의 동작을 수행하지 않되, 2)경과시간(t)이 제2 설정시간(TH2) 이상이면, 화재가 발생하였다고 결정하는 화재감지 결정모듈을 포함하는 것이다.
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또한 본 발명에서 상기 산업현장 화재감지시스템은 상기 인원/화재 감지장치들 및 상기 알람표출장치들을 관리 및 제어하는 로컬서버를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 화재예측 결정모듈에 의해 화재가 예측될 때, 해당 작업공간(S)의 위치정보, 픽셀정보, 화재예측내용을 포함하는 화재예측정보를 생성하며, 상기 화재감지 결정모듈에 의해 화재가 감지될 때, 해당 작업공간(S)의 위치정보, 픽셀정보, 화재감지내용을 포함하는 화재감지보를 생성하는 화재예측/감지정보 생성부; 상기 화재예측/감지정보 생성부에 의해 생성된 화재예측정보 또는 화재감지정보를 상기 로컬서버로 전송하는 제어부를 더 포함하고, 상기 로컬서버는 상기 컨트롤러로부터 화재예측정보 또는 화재감지정보를 전송받으면, 상기 알람표출장치들을 동작시키고, 상기 알람표출장치들은 상기 로컬서버로부터 전송받은 데이터가 화재예측정보인지 또는 화재감지정보인지에 따라 표출방식을 다르게 표출하는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 인원/화재 감지장치가 일체형으로 제작된 피플카운터 및 열상카메라를 포함함으로써 화재 예측/감지의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 각 감시영역(S)별 출입인원수(N)를 활용하여 산업현장의 관리효율성을 높일 수 있으며, 설치 및 운영비용이 절감되며, 설치가 간단하게 이루어지게 된다.
또한 본 발명에 의하면 산업설비의 부품별로 발열온도가 서로 다른 특성과, 가동상태와 미가동상태의 발열온도가 서로 다른 특성을 감안하여, 각 픽셀별 온도-값을 별도로 산출한 후, 이를 동일한 시간대의 각 픽셀별 기준온도와 비교하여 화재를 예측 및 감지하도록 구성됨으로써 화재 감지의 정확성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 컨트롤러가 화재의심상태의 지속 경과시간(t)에 따라, 화재예측 또는 화재감지로 판단하되, 알람표출장치가 화재예측 또는 화재감지에 따라 알람방식을 다르게 표출함으로써 화재상태에 대한 정확한 인지가 가능하여 적합한 후속대처가 이루어질 수 있게 된다.
도 1은 국내공개특허 제10-2020-0060606호(발명의 명칭 : 산업 현장 복합화재 감지 시스템)에 개시된 산업 현장 복합화재 감지 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 산업현장 화재감지시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 2의 인원/화재 감지장치를 나타내는 구성도이다.
도 5는 도 4의 피플카운터가 설치된 모습을 나타내는 예시도이다.
도 6은 도 4의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 기준온도 설정부를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 6의 화재 예측/감지부를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 산업현장 화재감지시스템을 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 2를 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명의 일실시예인 산업현장 화재감지시스템(1)은 피플카운터 및 열상 카메라가 일체형으로 제작된 인원/화재 감지장치를 이용하여, 산업현장의 기 설정된 작업공간(S)의 인원수를 카운팅 함과 동시에 공정설비의 화재위험도를 산출하도록 구성됨으로써 산업현장의 화재사고를 미연에 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 각 작업공간(S)의 인원수를 기반으로 산업현장의 안전관리를 효율적으로 수립할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 산업현장용 화재감지시스템(1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 일체형으로 제작된 피플카운터(301) 및 열상카메라(303)를 포함하며 산업현장의 기 설정된 작업공간(S)별로 설치되어 해당 작업공간(S)의 출입인원수(N)를 카운팅함과 동시에 화재를 예측/감지하는 인원/화재 감지장치(3-1), ..., (3-N)들과, 산업현장에 설치되어 인원/화재 감지장치(3-1), ..., (3-N)들로부터 전송받은 출입인원수(N) 및 화재감지정보를 저장하는 로컬서버(5)와, 로컬서버(5) 및 인원/화재 감지장치(3-1), ..., (3-N)들 사이의 데이터 이동경로를 제공하는 유무선 통신망(10)으로 이루어진다.
이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 도시하지 않았으나, 로컬서버(5)와 데이터 통신을 수행하여 인원/화재 감지장치(3-1), ..., (3-N)들로부터 전송받은 출입인원수(N) 및 화재감지정보를 저장함과 동시에 수집된 출입인원수(N)를 분석 및 활용하여, 출입인원수(N)로부터 해당 작업공간의 작업, 안전, 방역 관리의 활용될 유의미한 정보를 추출하며, 전송받은 화재감지정보에 따라, 소방서, 경찰서 등으로 출동을 요청하는 관제센터서버(미도시)를 포함하고, 이러한 관제센터서버는 화재 모니터링 시스템에 있어서 통상적으로 널리 사용되는 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
유무선 통신망(10)은 로컬서버(5) 및 인원/화재 감지장치(3-1), ..., (3-N)들 사이의 데이터 통신을 지원하는 망이며, 상세하게로는 통신케이블, 근거리 통신망(LAN, Local Area Network), 광역통신망(WAN, Wide Area Network) 등의 네트워크(Network)망 등으로 구성될 수 있다.
로컬서버(5)는 산업현장에 설치되어 인원/화재 감지장치(3-1), ..., (3-N)들과 유무선 통신망(10)으로 연결되어 데이터를 송수신한다.
또한 로컬서버(5)는 기 설정된 각 작업공간(S)의 위치정보와, 각 작업공간(S)에 설치된 인원/화재 감지장치(3)의 위치 및 식별정보를 저장한다.
또한 로컬서버(5)는 인원/화재 감지장치(3-1), ..., (3-N)들로부터 전송받은 출입인원수(N)를 저장함과 동시에 이를 외부 관제센터서버(미도시)로 전송한다.
또한 로컬서버(5)는 인원/화재 감지장치(3-1), ..., (3-N)들로부터 화재감지정보를 전송받으면, 기 설정된 관리자 단말기(미도시)로 화재감지정보를 전송함과 동시에 산업현장에 배치된 알람표출장치(경고등, 스피커 등)를 동작시켜 화재 예측/발생에 대한 신속한 후속대처가 이루어지도록 함으로써 화재로 인한 피해를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
이때 알람표출장치들은 로컬서버로부터 전송받은 데이터가 화재예측정보인지 또는 화재감지정보인지에 따라 표출방식을 다르게 표출한다.
도 4는 도 2의 인원/화재 감지장치를 나타내는 구성도이다.
인원/화재 감지장치(3-1), ..., (3-N)들은 산업현장의 기 설정된 작업공간(S)별로 설치된다.
또한 인원/화재 감지장치(3)는 도 4에 도시된 바와 같이, 열-감지센서들을 포함하여 기 할당된 작업공간(S)의 출입인원수(N)를 카운팅 하는 피플카운터(301)와, 작업공간(S)을 열-추적하여 열화상을 획득하는 열상카메라(303)와, 피플카운터(301) 및 열상카메라(303)의 동작을 관리 및 제어하는 컨트롤러(300)로 이루어진다.
이때 인원/화재 감지장치(3)는 피플카운터(301), 열상카메라(303) 및 컨트롤러(300)가 일체형으로 제작된다.
컨트롤러(300)는 피플카운터(301) 및 컨트롤러(300)의 동작을 관리 및 제어한다.
또한 컨트롤러(300)는 피플카운터(301)에 의해 산출된 출입인원수(N) 정보를 로컬서버(5)로 전송한다.
또한 컨트롤러(300)는 열상카메라(303)의 열-추적에 의해 획득된 열화상을 분석하여, 해당 작업공간(S)의 산업설비의 화재를 예측/감지하며, 화재 예측/감지 시, 화재감지정보를 생성함과 동시에 생성된 화재감지정보를 로컬서버(5)로 전송한다.
이때 컨트롤러(300)가 열화상을 기반으로 화재를 예측/감지하는 기술 및 방법은 후술되는 도 6 내지 8에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 도 4의 피플카운터가 설치된 모습을 나타내는 예시도이다.
피플카운터(301)는 기 설정된 작업공간(S)의 출입구의 직상부에 설치되며, 해당 출입구를 통과하는 인체를 감지하여 출입인원수(N)를 카운팅 한다.
또한 피플카운터(301)는 출입구를 형성하는 감지영역(S’)의 온도-값을 측정하는 열-감지센서를 포함한다. 이때 열-감지센서에 의해 형성되는 감지여역(S’)은 도 5에 도시된 바와 같이, N X N 블록들로 분류된다.
즉 피플카운터(301)는 열-감지센서를 이용하여, N X N 블록들로 분할된 감지영역(S’)을 통과하는 작업자의 온도값을 각 블록 별로 검출하되, 패턴분석 알고리즘을 이용하여 블록 별 온도-값들을 분석하여 작업자들의 출입을 정확하게 카운팅 한다.
이때 피플카운터(301)가 열-감지센서를 이용하여 출입인원수(N)를 카운팅 하는 기술 및 방법은 국내등록특허 제10-1727471호(발명의 명칭 : 열-감지센서를 이용한 스마트 인체 카운터)에 개시된 인체 카운터를 적용하였다.
또한 피플카운터(301)에 의해 카운팅 된 출입인원수(N)는 컨트롤러(300)로 출력된다.
도 6은 도 4의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
컨트롤러(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(30)와, 메모리(31), 통신 인터페이스부(32), 기준온도 설정부(33), 출입인원수 입력/등록부(34), 열화상 분석부(35), 화재 예측/감지부(36), 화재예측/감지정보 생성부(37), 화재알람 표출부(38)로 이루어진다.
제어부(30)는 컨트롤러(300)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상(31), (32), (33), (34), (35), (36), (37), (38)들의 동작을 관리 및 제어한다.
또한 제어부(30)는 통신 인터페이스부(32)를 통해 피플카운터(301)로부터 출력된 출입인원수(N) 정보를 메모리(31)에 저장한다.
또한 제어부(30)는 열상카메라(303)의 열-추적에 의해 획득된 열화상을 열화상 분석부(35)로 입력한다.
또한 제어부(30)는 화재 예측/감지부(36)에 의해 화재 예측/감지가 이루어지면, 화재감지정보 생성부(37) 및 화재알람 표출부(38)로 입력한다.
또한 제어부(30)는 화재감지정보 생성부(37)에 의해 화재감지정보가 생성되면, 생성된 화재감지정보가 로컬서버(5)로 전송되도록 통신 인터페이스부(32)를 제어한다.
또한 제어부(30)는 통신 인터페이스부(32)를 제어하여, 열상카메라(303)의 열-추적에 의해 획득된 열화상을 로컬서버(5)를 통해 관제센터서버로 전송하도록 한다.
메모리(31)에는 기 할당된 작업공간(S)의 위치 및 식별정보와, 자신에게 부여된 위치 및 식별정보가 기 설정되어 저장된다.
또한 메모리(31)에는 출입인원수 입력/등록부(34)에 의해 출입인원수(N) 정보가 등록 및 갱신된다.
또한 메모리(31)에는 해당 작업공간(S)에 설치된 알람표출장치들 각각의 통신정보가 저장된다.
또한 메모리(31)에는 열상카메라(303)의 열-추적에 의해 획득된 열화상과, 열화상 분석부(35)에 의해 검출된 분석데이터가 저장된다.
통신 인터페이스부(32)는 로컬서버(5) 및 해당 작업공간(S)의 알람표출장치들과 데이터를 송수신한다.
도 7은 도 6의 기준온도 설정부를 나타내는 블록도이다.
도 7의 기준온도 설정부(33)는 최초 설치에 실행됨과 동시에 최초 설치 이후로는 기 설정된 주기(T) 마다 실행된다.
기준온도 설정부(33)는 도 7에 도시된 바와 같이, 열화상 입력모듈(331)과, 열화상 분석모듈(332), 각 픽셀별 온도 산출모듈(333), 통계데이터 생성모듈(334), 시간대/픽셀별 기준온도 설정모듈(335)로 이루어진다.
열화상 입력모듈(331)은 열상카메라(303)의 열-추적에 의해 획득된 열화상을 입력받는다.
열화상 분석모듈(332)은 열화상 입력모듈(331)에 의해 입력된 열화상을 분석한다. 이때 열화상 분석이라고 함은 열화상의 온도 산출이 용이하고 정확하게 이루어지도록 하기 위한 전처리를 의미한다.
각 픽셀별 온도 산출모듈(333)은 열화상 분석모듈(332)에 의해 검출된 분석데이터를 분석 및 활용하여, 각 픽셀별 온도(℃)를 산출한다.
통계데이터 생성모듈(334)은 기 설정된 주기(T) 동안 각 픽셀별 온도 산출모듈(333)에 의해 산출된 각 픽셀별 온도-값을 활용하여, 시간대별로 각 픽셀의 온도-값을 정렬시켜 통계데이터를 생성한다.
시간대/픽셀별 기준온도 설정모듈(335)은 통계데이터 생성모듈(334)에 의해 생성된 통계데이터를 가공 및 분석하여, 시간대별로 각 픽셀의 평균 온도-값을 산출하며, 산출된 평균 온도-값을 해당 시간대에서 해당 픽셀의 기준온도로 설정한다.
이때 시간대/픽셀별 기준온도 설정모듈(335)에 의해 설정된 각 시간대/픽셀별 기준온도를 제어부(30)의 제어에 따라 메모리(31)에 저장된다.
출입인원수 입력/등록부(34)는 피플카운터(301)로부터 입력된 출입인원수(N) 정보를 메모리(31)에 등록한다.
열화상 분석부(35)는 열상카메라(303)의 열-추적에 의해 획득된 열화상을 분석한다. 이때 분석이라고 함은, 열화상의 온도 산출이 용이하고 정확하게 이루어지도록 하기 위한 전처리를 의미한다.
도 8은 도 6의 화재 예측/감지부를 나타내는 블록도이다.
화재 예측/감지부(37)는 도 8에 도시된 바와 같이, 각 픽셀별 온도 산출모듈(381)과, 동일 시간대 기준온도 추출모듈(382), 비교 및 판단모듈(383), 화재의심상태 추적모듈(384), 제1 비교모듈(385), 화재예측 결정모듈(386), 제2 비교모듈(387), 화재감지 결정모듈(388)로 이루어진다.
각 픽셀별 온도 산출모듈(371)은 열화상 분석부(36)에 의해 검출된 분석데이터를 분석 및 활용하여, 각 픽셀별 온도-값(℃)을 산출한다.
동일 시간대 기준온도 추출모듈(372)은 메모리(31)에 저장된 각 시간대/픽셀별 기준온도를 탐색하여, 현재 시간대에 대응하는 각 픽셀별 기준온도를 추출한다.
비교 및 판단모듈(373)은 각 픽셀별 온도 산출모듈(371)에 의해 산출된 각 픽셀별 온도-값을, 동일 시간대 기준온도 추출모듈(372)에 의해 추출된 각 픽셀별 기준온도에 임계치를 합산한 값을 비교한다.
또한 비교 및 판단모듈(373)은 각 픽셀별 온도-값이, 해당 픽셀의 기준온도에 임계치를 합산한 값 미만이면, 현재 상태를 ‘정상’으로 판단한다.
또한 비교 및 판단모듈(373)은 각 픽셀별 온도-값이, 해당 픽셀의 기준온도에 임계치를 합산한 값 이상이면, 현재 상태를 화재의심상태로 판단한다.
화재의심상태 추적모듈(374)은 비교 및 판단모듈(373)에서 현재 상태가 화재의심상태로 판단될 때 실행되며, 화재의심상태로 판단된 픽셀의 온도-값을 추적한다.
제1 비교모듈(375)은 화재의심상태의 픽셀이, 화재의심상태로 판단된 시점부터 화재의심상태가 지속된 경과시간(t)을 기 설정된 제1 설정시간(TH1, Threshold1)과 비교한다.
이때 제1 설정시간(TH1)은 화재를 예측할 수 있는 경과시간(t)의 최소값을 의미한다.
화재예측 결정모듈(376)은 제1 비교모듈(375)에서, 1)경과시간(t)이 제1 설정시간(TH1) 미만이면, 별도의 동작을 수행하지 않되, 2)경과시간(t)이 제2 설정시간(TH1) 이상이면, 화재를 예측한다.
이때 화재예측 결정모듈(376)에 의해 화재가 예측되면, 제어부(30)의 제어에 따라, 화재예측/감지정보 생성부(37)가 실행되고, 화재예측/감지정보 생성부(37)는 화재가 예측되면, 해당 작업공간(S)의 위치정보, 픽셀정보, 화재예측내용 등을 포함하는 화재예측정보를 생성한다.
제2 비교모듈(377)은 화재의심상태의 픽셀이, 화재의심상태로 판단된 시점부터 화재의심상태가 지속된 경과시간(t)을 기 설정된 제2 설정시간(TH2, TH2 > TH1)과 비교한다.
이때 제2 설정시간(TH2)은 화재가 발생하였음을 결정할 수 있는 경과시간(t)의 최소값을 의미한다.
화재감지 결정모듈(378)은 제2 비교모듈(377)에서, 1)경과시간(t)이 제2 설정시간(TH1) 미만이면, 별도의 동작을 수행하지 않되, 2)경과시간(t)이 제2 설정시간(TH2) 이상이면, 화재가발생하였다고 결정한다.
이때 화재감지 결정모듈(378)에 의해 화재가 감지되면, 제어부(30)의 제어에 따라, 화재예측/감지정보 생성부(37)가 실행되고, 화재예측/감지정보 생성부(37)는 화재 감지가 결정되면, 해당 작업공간(S)의 위치정보, 픽셀정보, 화재감지내용 등을 포함하는 화재감지정보를 생성한다.
화재예측/감지정보 생성부(37)는 1)화재예측 결정모듈(376)에 의해 화재가 예측될 때 실행되며, 해당 작업공간(S)의 위치정보, 픽셀정보, 화재예측내용 등을 포함하는 화재예측정보를 생성하며, 2)화재감지 결정모듈(378)에 의해 화재가 감지될 때 실행되며, 해당 작업공간(S)의 위치정보, 픽셀정보, 화재감지내용 등을 포함하는 화재감지정보를 생성한다.
이때 제어부(30)는 화재예측/감지정보 생성부(37)에 의해 화재예측정보 또는 화재감지정보가 생성되면, 생성된 화재예측정보 또는 화재감지정보가 로컬서버(5)로 전송되도록 통신 인터페이스부(32)를 제어함과 동시에 화재알람 표출부(38)를 실행시킨다.
화재알람 표출부(38)는 화재예측/감지정보 생성부(37)에 의해 화재예측정보 또는 화재감지정보가 생성될 때 실행되며, 해당 작업공간(S)에 설치된 알람표출장치(경고등, 스피커 등)들 각각을 구동시켜 화재 예측/감지에 따른 신속한 대처가 이루어지도록 한다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 열상카메라 내장형 피플카운터 및 이를 이용한 산업현장 화재감지시스템
인원/화재 감지장치가 일체형으로 제작된 피플카운터 및 열상카메라를 포함함으로써 화재 예측/감지의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 각 감지영역(S)별 출입인원수(N)를 활용하여 산업현장의 관리효율성을 높일 수 있으며, 설치 및 운영비용이 절감되며, 설치가 간단하게 이루어지게 된다.
또한 본 발명의 산업현장 화재감지시스템(1)은 인원/화재 감지장치가 일체형으로 제작된 피플카운터 및 열상카메라를 포함함으로써 화재 예측/감지의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 각 감시영역(S)별 출입인원수(N)를 활용하여 산업현장의 관리효율성을 높일 수 있으며, 설치 및 운영비용이 절감되며, 설치가 간단하게 이루어지게 된다.
또한 본 발명의 산업현장 화재감지시스템(1)은 산업설비의 부품별로 발열온도가 서로 다른 특성과, 가동상태와 미가동상태의 발열온도가 서로 다른 특성을 감안하여, 각 픽셀별 온도-값을 별도로 산출한 후, 이를 동일한 시간대의 각 픽셀별 기준온도와 비교하여 화재를 예측 및 감지하도록 구성됨으로써 화재 감지의 정확성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있다.
또한 본 발명의 산업현장 화재감지시스템(1)은 컨트롤러가 화재의심상태의 지속 경과시간(t)에 따라, 화재예측 또는 화재감지로 판단하되, 알람표출장치가 화재예측 또는 화재감지에 따라 알람방식을 다르게 표출함으로써 화재상태에 대한 정확한 인지가 가능하여 적합한 후속대처가 이루어질 수 있게 된다.
1:산업현장 화재감지시스템 3-1, ..., 3-N:인원/화재 감지장치들
5:로컬서버 10:통신망
30:제어부 31:메모리
32:통신 인터페이스부 33:기준온도 설정부
34:출입인원수 입력/등록부 35:열화상 분석부
36:화재 예측/감지부 37:화재예측/감지정보 생성부
38:화재알람 표출부 300:컨트롤러
301:피플카운터 303:열상카메라
331:열화상 입력모듈 332:열화상 분석모듈
333:각 픽셀별 온도 산출모듈 334:통계데이터 생성모듈
335:시간대/픽셀별 기준온도 설정모듈
371:각 픽셀별 온도 산출모듈 372:동일 시간대 기준온도 추출모듈
373:비교 및 판단모듈 374:화재의심상태 추적모듈
375:제1 비교모듈 376:화재예측 결정모듈
377:제2 비교모듈 378:화재감지 결정모듈

Claims (4)

  1. 기 설정된 작업공간(S)들에 각각 설치되는 인원/화재 감지장치들과, 상기 작업공간(S)들 각각에 설치되는 알람표출장치들을 포함하는 산업현장 화재감지시스템에 있어서:
    상기 인원/화재 감지장치들은
    기 할당된 작업공간(S)의 출입로에 설치되어 출입인원수(N)를 카운팅하는 피플카운터;
    기 할당된 작업공간(S)을 열-추적하여 열화상을 획득하는 열상카메라;
    컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    메모리;
    상기 피플카운터로부터 출력된 출입인원수 정보를 상기 메모리에 등록하는 출입인원수 입력/등록부;
    상기 열상카메라의 열-추적에 의해 획득된 열화상을 분석하는 열화상 분석부;
    상기 열화상 분석부에 의해 검출된 분석데이터를 분석 및 활용하여, 각 픽셀별로 온도-값을 산출한 후, 산출된 온도-값을 기 설정된 각 픽셀별 기준온도에 입계치를 합산한 합산값과 비교하여 산출된 각 픽셀별 온도-값이 대응되는 픽셀의 기준온도에 임계치를 합산한 합산값 이상이면, 화재를 감지하는 화재 예측/감지부;
    상기 화재 예측/감지부에 의해 화재가 감지되면 해당 작업공간(S)에 설치된 알람표출장치들을 구동시키는 화재알람 표출부;
    최초 설치 또는 최초 설치 이후 기 설정된 주기(T) 마다 실행되는 기준정보 설정부를 포함하고,
    상기 기준정보 설정부는
    상기 열상카메라의 열-추적에 의해 획득된 열화상을 입력받는 열화상 입력모듈;
    상기 열화상 입력모듈에 의해 입력된 열화상을 분석하는 열화상 분석모듈;
    상기 열화상 분석모듈에 의해 검출된 분석데이터를 분석 및 활용하여, 각 픽셀별 온도(℃)를 산출하는 각 픽셀별 온도 산출모듈;
    기 설정된 주기(T) 동안 상기 각 픽셀별 온도 산출모듈에 의해 산출된 각 픽셀별 온도-값을 활용하여, 시간대별로 각 픽셀의 온도-값을 정렬시켜 통계데이터를 생성하는 통계데이터 생성모듈;
    상기 통계데이터 생성모듈에 의해 생성된 통계데이터를 가공 및 분석하여, 시간대별로 각 픽셀의 평균 온도-값을 산출하며, 산출된 평균 온도-값을 해당 시간대에서 해당 픽셀의 기준온도로 설정하는 시간대/픽셀별 기준온도 설정모듈을 포함하고,
    상기 화재 예측/감지부는
    상기 열화상 분석부에 의해 검출된 분석데이터를 분석 및 활용하여, 각 픽셀별 온도-값(℃)을 산출하는 제2 각 픽셀별 온도 산출모듈;
    상기 메모리에 저장된 각 시간대/픽셀별 기준온도를 탐색하여, 현재 시간대에 대응하는 각 픽셀별 기준온도를 추출하는 동일 시간대 기준온도 추출모듈;
    상기 각 픽셀별 온도 산출모듈에 의해 산출된 각 픽셀별 온도-값을, 상기 동일 시간대 기준온도 추출모듈에 의해 추출된 각 픽셀별 기준온도에 임계치를 합산한 값을 비교하며, 1)각 픽셀별 온도-값이, 해당 픽셀의 기준온도에 임계치를 합산한 값 미만이면, 현재 상태를 ‘정상’으로 판단하며, 2)각 픽셀별 온도-값이, 해당 픽셀의 기준온도에 임계치를 합산한 값 이상이면, 현재 상태를 화재의심상태로 판단하는 비교 및 판단모듈;
    상기 비교 및 판단모듈에서 현재 상태가 화재의시상태로 판단될 때 실행되며, 화재의심상태로 판단된 픽셀의 온도-값을 추적하는 화재의심상태 추적모듈;
    상기 화재의심상태 추적모듈에서 추적된 화재의심상태의 픽셀이, 화재의심상태로 판단된 시점부터 화재의심상태가 지속된 경과시간(t)을 기 설정된 제1 설정시간(TH1, Threshold1)과 비교하는 제1 비교모듈;
    상기 제1 비교모듈에서, 1)경과시간(t)이 제1 설정시간(TH1) 미만이면, 별도의 동작을 수행하지 않되, 2)경과시간(t)이 제2 설정시간(TH1) 이상이면, 화재를 예측하는 화재예측 결정모듈;
    상기 화재의심상태 추적모듈에서 추적된 화재의심상태의 픽셀이, 화재의심상태로 판단된 시점부터 화재의심상태가 지속된 경과시간(t)을 기 설정된 제2 설정시간(TH2, TH2 > TH1)과 비교하는 제2 비교모듈;
    상기 제2 비교모듈에서, 1)경과시간(t)이 제2 설정시간(TH1) 미만이면, 별도의 동작을 수행하지 않되, 2)경과시간(t)이 제2 설정시간(TH2) 이상이면, 화재가 발생하였다고 결정하는 화재감지 결정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업현장 화재감지시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 산업현장 화재감지시스템은
    상기 인원/화재 감지장치들 및 상기 알람표출장치들을 관리 및 제어하는 로컬서버를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 화재예측 결정모듈에 의해 화재가 예측될 때, 해당 작업공간(S)의 위치정보, 픽셀정보, 화재예측내용을 포함하는 화재예측정보를 생성하며, 상기 화재감지 결정모듈에 의해 화재가 감지될 때, 해당 작업공간(S)의 위치정보, 픽셀정보, 화재감지내용을 포함하는 화재감지보를 생성하는 화재예측/감지정보 생성부;
    상기 화재예측/감지정보 생성부에 의해 생성된 화재예측정보 또는 화재감지정보를 상기 로컬서버로 전송하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 로컬서버는
    상기 컨트롤러로부터 화재예측정보 또는 화재감지정보를 전송받으면, 상기 알람표출장치들을 동작시키고,
    상기 알람표출장치들은 상기 로컬서버로부터 전송받은 데이터가 화재예측정보인지 또는 화재감지정보인지에 따라 표출방식을 다르게 표출하는 것을 특징으로 하는 산업현장 화재감지시스템.
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