KR20020068003A - 개인 정보 단말기를 이용한 원격감시카메라 시스템 - Google Patents

Abstract

개인 정보 단말기를 이용한 원격감시카메라 시스템이 개시된다. 본 발명의 원격감시카메라 시스템은 수평, 수직으로 물체의 동작 상태를 인식하여 자동 또는 수동으로 감시 카메라의 위치가 제어됨으로서 사각영역을 최소화 할 수 있다. 그리고 카메라로부터 획득한 영상을 웨이브렛 기술을 이용하여 분석한 후, 지능기법을 이용하여 실시간으로 움직이는 물체의 추적 촬영한다. 그리고 카메라로부터 획득한 영상을 압축하여 메모리에 저장함과 아울러 실시간으로 영상데이터를 원격지의 개인 정보 단말로 전송한다. 그러므로 사용자의 위치에 영향을 받지 않고 감시지역의 현재의 상황을 즉각적으로 파악할 수 있다.

Description

개인 정보 단말기를 이용한 원격감시카메라 시스템{TELE-MONITORING CAMERA SYSTEM USING PERSONAL DATA ASSOCIATION}

본 발명은 보안 시스템에 관련된 것으로, 구체적으로는 이동 물체의 위치 추적이 가능한 원격감시카메라와 이에 무선으로 원격 접속되는 개인정보단말기를 이용하여 감시지역을 모니터링 할 수 있는 진보된 기능의 원격감시카메라 시스템에 관한 것이다.

종래의 CCTV(closed-circuit television)를 이용한 일반적인 원격감시카메라시스템은 카메라의 위치가 대부분 고정되어 있으며, 카메라 위치를 원격으로 조정할 수 있는 경우라도 일일이 경비원에 의해 수동 조작되어야 했었다. 그럼으로 감시카메라의 촬영지역에 침입자가 위치한 경우에는 촬영이 가능하나, 촬영 지역을 벋어나는 경우 경비원은 카메라를 수동으로 원격 조작하여 침입자를 추적해야만 했다.

한편, 경비원이 순찰 등 모니터를 주시할 수 없는 상황에서는 촬영지역에 출현한 침입자를 감지할 수 있는 방법이 없었다. 그리고 감시지역에 설치된 원격감시카메라와 중앙 관제실의 모니터가 유선으로 연결되어 있어 외부 침입자에게 감시카메라의 설치여부와 그 위치가 노출되는 문제점이 있어왔다.

이와 같이, 종래의 원격감시카메라 시스템은 카메라의 위치가 고정되어 있어 그 설치위치에 따라 사각지역이 존재하는 문제점과 카메라에 의해 촬영된 영상을 실시간으로 보내는 것이 아니라 영상의 변화가 발생할 때 경비회사로 경고 신호만을 보내어 경비원을 호출하고 있고, 현재 침입한 외부인의 동태를 알 수가 없어 감시 효율이 저하되는 문제점을 갖고 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서 원격감시카메라가 침입자의 움직임에 따라 추적 촬영이 가능하고, 촬영된 영상 정보를 개인정보단말기로 무선 전송할 수 있는 원격감시카메라 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격감시카메라 시스템의 전체 구성을 보여주는 회로적인 블록도; 그리고

도 2 및 도 3은 원격감시카메라 시스템의 동작수순을 보여주는 플로우차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 카메라11: 카메라 위치 조정 메커니즘

12, 13: 서보 모터14, 15: 서보 앰프

20: 카메라 제어부25, 56: 무선 송수신부

30: 스위치31: 램프

50: 주제어부57: 메모리

58: 외부통신부60: 통신망

70: 개인정보단말기

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 원격감시카메라 시스템은: 감시지역에 설치되는 카메라와 상기 카메라를 수직, 수평 회전시키기 위한 카메라 위치 조정 메커니즘; 카메라로부터 제공되는 영상 신호를 받아들여 제1 무선 송수신부를 통해 무선으로 송출하고, 제1 무선 송수신부를 통해 수신되는 제어신호에 따라 카메라 위치 조정 메커니즘을 제어하는 카메라 제어부; 제1 무선 송수신부와 무선으로 접속되는 제2 무선 송수신부를 통해 영상 신호를 수신하고, 소정의 화상 처리 과정을 통해 침입자의 움직임을 검출하고, 검출된 침입자의 이동 위치 정보를 추출하며, 추출된 위치 정보에 기초하여 침입자를 추적 촬영하기위한 위치 제어 명령을 생성하여 제1 및 제2 무선 송수신부를 통해 카메라 제어부로 제공하는 주제어부; 주제어부에 의해 압축된 영상을 저장하는 메모리; 및 주제어부에 의해 제어되어 압축된 영상 데이터를 통신망을 통해 개인정보단말기로 전송하는 외부통신부를 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 원격 감시카메라 장치는 실시간으로 화상처리를 하고 화상 처리된 데이터를 바탕으로 카메라가 움직이는 물체를 추적하도록 명령을 주기 때문에 움직이는 물체를 놓치지 않는 장점이 있고, 또한 압축된 영상을 실시간으로 사용자가 가지고 있는 개인정보단말기로 보내기 때문에 사용자의 위치에 관계없이 현재 상황을 사용자가 정확하게 파악할 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격감시카메라 시스템의 전체 구성을 보여주는 회로적인 블록도이다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 원격감시카메라 시스템은 크게 감시지역에 카메라(10), 카메라 위치 조정 메커니즘(11), 카메라 제어부(20), 무선 송수신부(25)를 포함하는 시스템 구성이 설치되고, 원격지에 무선송수신부(56), 주제어부(50), 메모리(57), 외부통신부(58)를 포함하는 시스템 구성이 설치된다. 주제어부(50)는 외부통신부(58)를 이용하여 통신망(60)을 통해 또 다른 원격지의 개인정보단말기(70)와 무선으로 접속되며, 아울러 시리얼 통신에 의해 개인용 컴퓨터와도 연결된다.

카메라 위치 조정 메커니즘(11)은 두개의 서보 모터(11)와 이를 구동하기 위한 서보 앰프(14, 15)를 구비하며 이들에 의해서 동작되어 카메라(10)를 수직, 수평으로 회전시키는 팬/틸트(Pan/Tilt) 기구적 구성물로 구성된다. 그러므로 카메라의 사각 영역을 최소화 할 수 있다.

카메라 제어부(20)는 원칩의 마이크로프로세서로 구성될 수 있으며, 카메라(10)로부터 입력되는 영상 신호를 획득하는 영상 획득 수단(21), 무선 송수신부(25)를 통해 영상 데이터를 송신하는 영상 전송 수단(22), 무선 송수신부(25)를 통해 카메라 위치 제어 신호를 수신하여 카메라 위치 조정 메커니즘(11)을 제어하는 위치 제어 수단(23), 그리고 램프(31) 등의 경보 수단을 구동하기 위한 스위치 제어 수단(24)으로 기능하게 된다.

주제어부(50)는 무선 송수신부(56)를 통하여 수신된 영상 데이터를 받아들이는 영상 데이터 획득 수단(51), 수신된 영상 데이터를 소정의 화상 처리 과정을 통해서 침입자의 움직임을 검출하는 움직임 검출 수단(52), 움직임의 변화를 추적하여 카메라(10)의 수직, 수평 위치를 제어하기 위한 제어 신호를 발생하여 무선 송수신부(56)를 통해 무선 송출하는 위치 추적 제어 수단(54), 영상 데이터를 압축하는 영상 압축 수단(53)으로서 기능한다. 그리고 주제어부(50)는 압축된 영상 데이터를 메모리(57)에 저장함과 아울러 외부 통신부(58)를 이용하여 통신망(60)을 통해 또 다른 원격지에 위치하는 개인정보단말기(70)로 송출한다. 외부 통신부(58)는 LAN 카드 또는 IMT2000의 무선칩을 사용할 수 있으며, 이를 통하여 사용자의 개인정보단말로 영상데이터를 전송하게 된다. 그리고 시리얼 통신(55)에 의해 개인용 컴퓨터로 압축된 영상을 제공하여 백업 저장할 수 있게 한다.

개인정보단말기(70)로 제공된 압축된 영상 데이터는 복원되어 영상 표시(71)가 이루어지며, 사용자는 위치 제어 기능(72)을 이용하여 원격지에서 주제어부(50)에 접속하여 카메라(10)의 수평, 수직 위치를 임의적으로 제어할 수도 있다.

좀더 구체적으로, 카메라 제어부(20)로 사용되는 마이크로프로세서는 예를 들어, PIC(원칩 마이컴)로 저가형 마이크로프로세서를 사용하여도 고기능성을 발휘할 수 있으며, 영상 신로 및 제어 신호의 입/출력 제어와 PWM(Pulse Width Modulation)을 발생하여 카메라 위치 제어를 위한 전원을 공급을 제어한다.

특히, 카메라 구조물의 정밀한 제어를 위해 지능제어기법에 의한 PI제어방법을 사용하여 필요한 신호에 대한 명령을 한다. 지능제어기법이란, 스스로 임의의 상태를 판단하여 적절한 동작을 행할 수 있는 방법으로 본 발명에서는 퍼지기법을 사용하며 퍼지기법의 사용시 임의의 최적 값을 찾는 과정에서 유전알고리즘(적자생존의 원리를 이용한 개념)을 이용하여 그 정밀성을 향상 시켰다. 이러한 지능기법을 사용함으로서 카메라 위치조정 메커니즘을 통하여 움직이는 물체를 보자 정밀하고 안정성 있게 위치를 추적하는 효과가 있다. 또한 PI제어방법은 비례/적분제어 기술이 사용된 것으로 원하는 신호를 오차 없이 제어할 수 있는 구현이 간단한 제어 방법이며 이는 프로그램으로 카메라 제어부(20)에 장착된다.

한편, 주제어부(50)는 80386EX 프로세서(원칩 마이컴)로 구성할 수 있는데, 이는 80x86 프로세서와 소프트웨어적인 호환성을 유지하므로, IBM-PC에서 사용하는 터보-C, 볼랜드-C 등 강력한 C-컴파일러의 기능도 적극적으로 활용할 수 있다. 80386EX 프로세서는 명령읽기/해독/실행 등을 담당하는 32비트 386SX CPU코어와 비동기직렬포트(UART), 동기식 직렬포트, 칩셀렉트 유니트, 범용 타이머, 워치독 타이머, 인터럽트제어기, 범용 입출력, DMA 제어기 등의 편리하고 활용도가 높은 내장주변장치로 구성되어 있다. CPU 코어는 내부 32비트, 외부 16비트인 386SX의 데이타버스를 가지고 있으며, 8비트 폭의 데이터 버스도 추가로 지원하므로 소형/경량/저소비전력의 내장형 제어기에 알맞다.

주제어부(50)에 구현된 지능알고리즘과 웨이브렛에 의한 움직이는 물체인식 알고리즘을 적용하여 실시간으로 물체를 인식하며, 지능알고리즘의 하나인 신경회로망기법(인간의 뇌의 신호체계와 유사함)을 이용하여 이미지의 특징을 기억하고, 웨브렛 기술을 이용하여 이미지의 특징을 찾게 된다. 웨이브렛 변환은 지금까지 신호처리 분야에 널리 사용되어 오던 퓨리에 변환이나 STFT(Short Time Fourier Transform)변환 대신하여 비 정지성 신호를 처리하는 변환으로 현재 다양한 분야에서 사용되고 있다. 웨이브렛 변환은 입력 신호의 샘플링 주파수를 2분주(Dyadic)하게 분할할 수 있으며, 웨이브렛 함수와 스케일링 함수를 입력신호와 곱하여 고주파와 저주파로 주파수 대역을 나누어 신호를 분석하는데 매우 유용하다. 웨이브렛 변환은 머더 웨비브렛(mother wavelet)의 종류에 따라 달라진다. 본 발명에서는카메라로부터 획득한 영상데이터를 웨비브렛 변환을 통하여 주파수 대역에서 특징점을 실시간으로 찾고, 신경회로망을 이용하여 이미 학습된 특징점들과 비교하여 물체를 인식하게 된다.

도 2 및 도 3은 원격감시카메라 시스템의 동작수순을 보여주는 플로우차트이다.

먼저, 도 2를 참조하여, 카메라 제어부(20)는 전원이 인가되어 그 동작이 개시되면, 단계 S30에서 카메라(10), 카메라 위치 조정 메커니즘(11), 무선 통신부(25) 및 카메라 제어부(20)를 전체적으로 초기화 시킨다. 단계 S31에서 주제어부(50)와 동기화 과정을 수행한다. 이어, 단계 S34에서 카메라(10)로부터 입력되는 영상 신호를 획득하고, 단계 S35에서 무선으로 영상 데이터를 주제어부(50)로 전송한다. 주제어부(50)로부터 위치 제어 명령이 송신되는 경우 단계 S32에서 위치 제어 명령을 수신하고, 단계 S33에서 수신된 제어 명령에 따라 카메라(10)의 위치를 제어한다.

한편, 주제어부(50)에서는 전원이 인가되면 단계 S10에서 무선송수신부(56)와 외부통신부(58) 및 주제어부(50)를 전체적으로 초기화한다. 단계 S11에서는 카메라 제어부(20)와 동기화 과정을 수행한다. 계속해서, 단계 S12에서는 카메라 제어부(20)로부터 송신되는 영상 데이터를 수신하고, 단계 S13에서는 영상 데이터에 대한 소정의 화상 처리 과정을 통해 움직임을 검출한다.

단계 S14에서 침입자의 움직임을 검출한 것으로 판단되면, 단계 S20에서 침입자의 움직임에 따른 위치 정보를 추출하고, 단계 S21에서는 침입자의 움직임을추적 촬영하기 위한 카메라 위치 제어 명령을 생성한다. 그리고 단계 S22에서는 생성된 위치 제어 명령을 카메라 제어부(20)로 전송한다.

한편, 단계 S14에서 움직임이 검출된 것을 판단되면, 단계 S15에서 영상 데이터 압축이 수행되며, 압축된 영상 데이터는 실시간으로 단계 S16을 통해 개인정보단말기(70)로 전송됨과 아울러, 단계 S17에서는 메모리(57)에 저장된다. 그리고 개인용 컴퓨터로부터 영상 데이터 전송이 요구되는 것으로 판단되면, 단계 S19에서 메모리(57)에 저장된 영상 데이터를 개인용 컴퓨터로 전송하여 백업 저장한다.

그리고 침입자를 검출 했을 때 카메라 위치 제어 명령과 함께 경보 신호를 카메라 제어부(20)로 송출하여 감시지역에 설치된 램프(31)를 구동시키거나 기타 경보 수단을 동작시켜 비상 상황을 경보할 수 있다. 그리고 구체적으로 설명하지는 않았으나 미리 지정된 경비회사로 자동적으로 통지가 이루어지도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 원격감시카메라 시스템은 일반 가정으로부터 아파트, 사무실 등의 건축 및 경비회사의 경비설비 등에 다양하게 사용될 수 있다. 특히, 감시지역에 설치되는 카메라(10)와 원격지의 주제어부(50)가 유선이 아닌 무선으로 접속됨으로서 카메라 설치 상태와 그 위치가 쉽게 노출되지 않는다. 그리고 카메라 우치 조정 메커니즘(11)과 침입자의 위치를 추적 촬영할 수 있는 기능을 구비함으로서 감시 지역 내에서 이동하는 침입자를 지속적으로 촬영할 수 있다. 그리고 이러한 촬영된 영상이 주제어부(50)에 구비되는 메모리(57)에 압축 저장됨과 아울러 또 다른 원격지에 위치하는 개인정보단말기(70)로 제공됨으로서 어느 위치에서나 감시지역을 원격으로 모니터링 할 수 있어 외부 침입에 즉각적으로 대응할 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격감시카메라 시스템의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 원격감시카메라가 침입자의 움직임에 따라 추적 촬영함과 아울러 촬영된 영상 정보를 개인정보단말기로 즉각적으로 무선 전송함으로서 보안성을 높일 수 있으며 사용자의 위치에 영향을 받지 않고 감시지역의 현재 상황을 파악할 수 있다.

Claims (1)

1. 감시지역에 설치되는 카메라와 상기 카메라를 수직, 수평 회전시키기 위한 카메라 위치 조정 메커니즘;

   카메라로부터 제공되는 영상 신호를 받아들여 제1 무선 송수신부를 통해 무선으로 송출하고, 제1 무선 송수신부를 통해 수신되는 제어신호에 따라 카메라 위치 조정 메커니즘을 제어하는 카메라 제어부;

   제1 무선 송수신부와 무선으로 접속되는 제2 무선 송수신부를 통해 영상 신호를 수신하고, 소정의 화상 처리 과정을 통해 침입자의 움직임을 검출하고, 검출된 침입자의 이동 위치 정보를 추출하며, 추출된 위치 정보에 기초하여 침입자를 추적 촬영하기위한 위치 제어 명령을 생성하여 제1 및 제2 무선 송수신부를 통해 카메라 제어부로 제공하는 주제어부;

   주제어부에 의해 압축된 영상을 저장하는 메모리;

   주제어부에 의해 제어되어 압축된 영상 데이터를 통신망을 통해 개인정보단말기로 전송하는 외부통신부를 포함하는 원격감시카메라 시스템.