KR200246779Y1 - 감시 카메라의 자동 추적장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 CCD 카메라를 이용한 물체 자동 추적장치에 관한 것으로서, CCD 카메라에서 촬영된 화면중에 임의로 설정한 범위내에 어떠한 움직이는 물체를 감지하여 움직임 좌표를 검출하고, 물체가 움직인 거리에 대응하여 모터를 구동시키므로서 CCD 카메라가 움직이는 물체를 자동으로 추적할 수 있으며, 전선 단락시 신호를 송신하여 경보를 발생시킴으로써 감시 카메라의 오동작을 방지할 수 있도록 한, 감시 카메라의 자동 추적장치에 관한 것이다.

Description

감시 카메라의 자동 추적장치{Auto-tracking device}

본 고안은 CCD 카메라를 이용한 물체 자동 추적장치에 관한 것으로서, 특히 CCD 카메라에서 촬영된 화면중에 임의로 설정한 범위내에 어떠한 움직이는 물체를 감지하여 움직임 좌표를 검출하고, 물체가 움직인 거리에 대응하여 모터를 구동시키므로서 CCD 카메라가 움직이는 물체를 자동으로 추적할 수 있으며, 전선 단락시 신호를 송신하여 경보를 발생시킴으로써 감시 카메라의 오동작을 방지할 수 있도록 한, 감시 카메라의 자동 추적장치에 관한 것이다.

일반적으로, CCD(Charge Coupled Device)는 물체의 영상(Image)을 전기적 신호로 변환시켜주는 소자이며, CCD 카메라는 이 기능을 TV 카메라의 촬상용 소자로 응용한 것으로, 보통 감시용이나 방송국에서 화상을 전기적 신호로 변환하는 데 활용되어 무선으로 가정의 수신기인 텔레비전에 전달된다.

이러한 과정에서 CCD에서 출력된 영상을 디스플레이 시키기 위해서는 각각의 신호가 만들어지는 바, 이때의 신호는 수평과 수직 동기신호와 그에 동기되는 영상신호로 이루어진다.

즉, CCD 카메라가 해당 영역을 촬영하고, 이 CCD 카메라에서 촬영된 영상이 별도 구성된 영상기록장치에 기록되거나 아니면 별도의 위치에 설치된 모니터로 전송되어 화상출력 되었다.

따라서, CCD에서 출력된 영상신호의 변화와 관계없이 단순 출력되고, 또 특정한 부분에서 영상 움직임을 검출하는 것이 불가능하므로, CCD 카메라 화면의 전체에서 영상의 움직임을 전시간 감시하고 또 카메라를 가동시켜야 하기 때문에 시간 낭비가 많고, 또 녹화를 하기 위해서는 많은 녹화 용량이 필요한 문제점이 있었다.

상기한 문제점들을 개선하기 위하여, CCD 카메라의 화면을 임의의 n개로 분할한 상태에서 원하는 부분에 해당되는 수평과 수직 동기시간을 이용·계수하여 그 시간동안 영상의 움직임을 분석하여 움직임이 있거나 변화가 있을 때, 이를 별도의 전기적 신호로 검출하여 CCD 카메라 전체 화면중 특정한 부분에서의 영상 변화를 검출할 수 있는 영상변화 검출방법이 국내 출원된 특허 98-17306호에서 제안되었다.

그러나, 상기와 같은 영상변화 검출방법은 종래의 고정된 CCD 카메라에서 촬영된 영상을 그대로 모니터에 출력하는 기능을 갖고 있기 때문에, 만약 침입자가 건물내에 침입하여 CCD 카메라에 촬영되었다 하더라도 침입자가 움직여서 CCD 카메라의 촬영 영역으로부터 벗어나게 되면, CCD 카메라의 고정으로 인하여 침입자의 추적이 불가능하므로 침입자를 더이상 촬영할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 뱌와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은, CCD 카메라에서 촬영된 화면중에 움직이는 물체의 움직임 좌표를 검출하고, 물체가 움직인 거리에 대응하여 모터를 구동시키므로서, CCD 카메라가 움직이는 물체를 자동으로 추적할 수 있도록 한, 감시 카메라의 자동 추적장치를 제공함을 목적으로 한다.

도 1 은 본 고안의 감시 카메라의 자동 추적장치를 보인 블럭도,

도 2 는 본 고안에서 물체의 이동 좌표를 검출하기 위해 화면을 여러개의 영역으로 등분한 상태를 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : CCD 카메라 2 : 수직모터

3 : 수평모터 4 : 영상 처리부

5 : 모니터 6 : 수직동기 검출부

7 : 수평동기 검출부 8 : 제 1 영상검출부

9 : 지연부 10 : 제 2 영상검출부

11 : 움직임위치 검출부 12 : 제어부

13 : 선로 감지부 14 : 경보 발생부

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 감시 카메라의 자동 추적장치는,

CCD 카메라에서 촬영된 영상을 영상 처리부를 통해 모니터상에 출력하고, CCD 카메라의 상, 하, 좌, 우 움직임 제어를 위한 수직 모터와 수평 모터를 포함하여 구성된 것에 있어서,

모니터로 공급되는 복합 영상신호에서 수직 동기신호를 검출하는 수직동기 검출부와 ;

모니터로 공급되는 복합 영상신호에서 수평 동기신호를 검출하는 수평동기 검출부와 ;

상기 복합 영상신호에서 현재 출력되는 영상 신호를 검출하는 제 1 영상검출부와 ;

상기 복합 영상신호를 일정시간 지연시키는 지연부와 ;

상기 지연부에서 지연된 복합 영상신호로부터 이전 상태의 영상 신호를 검출하는 제 2 영상검출부와 ;

입력되는 현재 상태의 영상 신호와 이전 상태의 영상 신호를 비교하여 물체의 움직임 위치를 검출하고, 검출된 움직임 위치에 대응하는 X, Y 좌표를 수직 동기와 수평 동기로부터 검출하는 움직임위치 검출부와 ;

상기 움직임위치 검출부로부터 검출되어 입력된 현재의 물체 움직임 위치를 기억하였다가, 다음 주기에 물체 움직임 위치가 입력될때 앞서 기억된 물체 움직임 위치와 비교하여 X, Y 좌표 변화량을 연산하고, 그 연산결과에 따라 수평 모터와 수직 모터를 구동시켜 CCD 카메라가 물체를 추적하도록 하는 제어부와 ;

상기 CCD 카메라의 전선 단락 여부를 감지하는 선로 감지부 ; 및,

상기 선로 감지부의 전선 단락 감지시 경보음을 발생시키는 경보 발생부로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 도 1 및 도 2 를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1 은 CCD 카메라를 나타내는데, 이 CCD 카메라(1)는 특정 피사체를 촬영하고, 촬영된 영상을 영상신호로 변환시켜 출력하는 것으로, CCD 카메라(1)에서 출력된 영상신호는 영상 처리부(4)에서 신호처리된 후, 모니터(5)로 공급되어 화면상에 출력된다.

상기 CCD 카메라(1)는 상, 하, 좌, 우 방향으로 자유롭게 움직일 수 있도록 설치되며, 이 CCD 카메라(1)에는 수직 모터(2)와 수평 모터(3)가 설치되어 이 수직 모터(2)와 수평 모터(3)의 동작에 의해 CCD 카메라(1)가 자유롭게 움직이게 된다.

도면부호 6과 7은 수직동기 검출부와 수평동기 검출부를 나타내는데, 상기 수직동기 검출부(6)는 영상 처리부(4)에서 모니터(5)로 공급되는 복합 영상신호로부터 수직 동기신호를 검출하여 움직임위치 검출부(11)로 공급하고, 상기 수평동기 검출부(7)는 영상 처리부(4)에서 모니터(5)로 공급되는 복합 영상신호로부터 수평 동기신호를 검출하여 움직임위치 검출부(11)로 공급한다.

본 고안에서는 CCD 카메라(1)에서 촬영된 영상으로부터 물체의 움직임을 검출하기 위한 수단으로서, 제 1 및 제 2 영상검출부(8, 10)와 지연부(9) 그리고 움직임위치 검출부(11)가 구성된다.

상기 제 1 영상검출부(8)는 모니터(5)로 공급되는 복합 영상신호로부터 영상 신호를 검출하여 움직임위치 검출부(11)로 공급하고, 상기 제 2 영상검출부(10)는 이전 상태의 영상 신호를 검출하여 움직임위치 검출부(11)로 공급한다.

상기 제 2 영상검출부(10)에서의 이전 상태 영상 신호 검출은 모니터(5)로 공급되는 복합 영상신호를 일정시간 지연시켜 출력하는 지연부(9)의 출력 신호에서 영상 신호를 검출하므로서, 현재 상태가 아닌 이전 상태의 영상 신호를 검출하는 것이다.

움직임위치 검출부(11)는 상기 제 1 및 제 2 영상검출부(8, 10)로부터 입력되는 현재 및 이전 상태의 영상 신호를 서로 비교하여 두 영상 신호에서 차이가 발생되는 위치 즉, 물체의 움직임 위치를 검출하고, 상기 검출된 물체의 움직임 위치에 대응하는 X, Y좌표를 상기 수직 및 수평동기 검출부(6, 7)로부터 공급되는 수직 동기와 수평 동기로부터 검출한다.

즉, 상기 움직임위치 검출부(11)는 모니터(5)에 출력되는 화면을 도 2 와 같이 다수의 표시 영역(N1∼N9)으로 구획 설정하여 기억하고, 각각의 표시 영역(N1∼N9)에 대한 수직 및 수평 좌표(X, Y)는 미리 설정된 값을 기억하며, 상기 제 1 및 제 2 영상검출부(8, 10)로부터 입력되는 현재 및 이전 상태의 영상 신호를 서로 비교하여 두 영상 신호에서 차이가 발생되는 물체의 움직임 위치를 검출한다.

그리고, 검출된 물체의 움직임 위치에 대응하는 X, Y좌표를 수직 동기신호와 수평 동기신호로부터 검출하는데, 이와같은 X, Y좌표의 검출은 물체의 움직임 위치가 검출된 시점이 수직 동기신호가 검출된 시점으로부터 몇개의 수평 동기신호가검출되는 지를 카운팅하여 물체의 움직임 위치가 검출된 시점의 Y좌표를 검출하며, 물체 움직임 위치의 X좌표는 물체의 움직임 위치가 검출된 시점이 수평 동기가 검출된 후부터 어느 정도의 시간이 경과하였는가를 카운팅하여 수평 좌표인 X좌표를 검출하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 검출 동작에 의해 물체의 움직임 위치의 X, Y좌표가 검출되면, 움직임위치 검출부(11)는 그 검출된 좌표를 제어부(12)로 공급하는 것이다.

참고로, NTSC 방식에 따라 영상을 주사하는 CRT(Cathode-Ray Tube)의 경우, 수평 주기는 63.5㎲ 이고, 수직 주기는 16.66㎳ 이다.

상기 제어부(12)는 움직임위치 검출부(11)로부터 공급되는 물체 움직임 위치 좌표로서 물체의 움직임량 즉, 물체의 X, Y좌표 변화량을 검출하고, 상기 검출된 좌표 변화량에 따라 수직 모터(2)와 수평 모터(3)를 적절히 구동시켜 CCD 카메라(1)가 움직이는 물체를 추적하도록 동작하는 것이다.

즉, 상기 제어부(12)는 움직임위치 검출부(11)로부터 검출되어 입력되는 현재의 물체 움직임 위치를 기억하였다가, 다음 주기에 새로운 물체 움직임 위치가 입력될때 앞서 기억된 물체 움직임 위치와 비교하여 물체의 X, Y좌표 변화량을 연산하고, 그 연산결과 얻어진 물체의 X, Y좌표 변화량에 따라 수직 모터(2)와 수평 모터(3)를 구동시키므로서, CCD 카메라(1)가 움직이는 물체를 계속해서 추적하게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 특정 지역에 설치된 CCD 카메라(1)에서 촬영된 영상 신호는 영상 처리부(4)에서 신호처리된 후, 모니터(5)상에 화상으로 출력된다.

이때, 수직 동기검출부(6)와 수평 동기검출부(7)는 상기 영상 처리부(4)에서 모니터(5)로 공급되는 복합 영상신호 중에서 수직 동기신호와 수평 동기신호를 검출하여 움직임위치 검출부(11)로 공급하고, 제 1 영상검출부(8)는 상기 복합 영상신호로부터 현재 상태의 영상 신호를 검출하여 움직임위치 검출부(11)로 공급하며, 제 2 영상검출부(10)는 상기 복합 영상신호를 일정시간 지연시키는 지연부(9)를 통과한 복합 영상신호로부터 이전 상태의 영상 신호를 검출하여 움직임위치 검출부(11)로 공급한다.

상기 움직임위치 검출부(11)는 제 1 및 제 2 영상검출부(8, 10)로 부터 공급되는 현재 상태와 이전 상태의 영상 신호를 서로 비교하여 물체의 움직임 위치를 검출하고, 움직임 위치가 검출된 시점이 수직 동기신호가 검출된 후부터 몇 개의 수평 동기신호가 검출되었는지를 카운팅하여 움직임 위치의 수직 좌표인 Y좌표를 검출하며, 움직임 위치가 검출된 시점이 수평 동기신호가 검출된 후부터 어느 정도의 시간이 경과하였는지를 카운팅하여 움직임 위치의 수평 좌표인 X좌표를 검출한다.

상기 움직임위치 검출부(11)는 물체의 움직임 위치에 대응하는 X, Y좌표가 검출되면, 검출된 X, Y좌표로 부터 움직임 물체가 화면상의 어느 표시 영역(N1∼N9)에 존재하는지를 판단한 후 검출된 X, Y좌표를 제어부(12)로 출력한다.

물체의 움직임 위치가 어느 표시 영역(N1∼N9)에 존재하는지를 판단하는 동작은 상기 검출된 X좌표와 Y좌표가 수직, 수평 동기신호의 어느 구간(V1∼V3)(H1∼H3)에 포함되는지를 판단하고, 그 판단결과에 따라 물체의 움직임 위치가 어느 표시 영역(N1∼N9)에 포함되는지를 판단하는 것으로서, 예를들어 검출된 X좌표가 V2구간에 포함되고 Y좌표가 H2구간에 포함된다면, 물체의 움직임 위치(A)는 화면의 N5 표시 영역에 표시되고 있는 것이다.

상기 제어부(12)는 움직임위치 검출부(11)로부터 입력되는 현재의 물체 움직임 위치에 대한 X, Y좌표를 기억하였다가, 다음 주기에 물체 움직임 위치에 대한 또다른 X, Y좌표가 입력될때 기억되어 있는 이전의 X, Y좌표와 현재의 X, Y좌표를 비교하여 물체 움직임 위치의 좌표 변화량을 연산한다.

그리고, 상기 연산결과 얻어진 좌표 변화량에 따라 수직 모터(2)와 수평 모터(3)를 구동시키므로서, CCD 카메라(1)가 움직이는 물체를 자동으로 추적하게 된다.

한편, 상기 CCD 카메라(1)와 연결된 전선에 이상이 생기는 경우(예를 들어, 침입자가 감시 카메라의 작동을 정지시키기 위하여 전선을 단락시킨 경우) 선로 감지부(13)는 상기 CCD 카메라(1)의 전선 이상을 감지하여 경보 발생부(14)로 감지 신호를 출력하여, 경보 신호를 발생시킨다.

이때, 상기 경보 발생부(14)는 부저 등을 이용하여 경고음을 발생시키거나, 또는 LED 등을 이용하여 경고등을 점등시키거나, 또는 다른 장소의 메인시스템이나 핸드폰등에 신호를 송출 할 수 있도록 하면 효과적으로 사용할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 감시 카메라의 자동 추적장치는, CCD 카메라에서 촬영된 화면중에 움직이는 물체의 움직임 좌표를 검출하고 물체가 움직인 거리에 대응하여 모터를 구동시키므로서, CCD 카메라가 움직이는 물체를 자동으로 추적할 수 있도록 제어하여, 작업자가 일일이 CCD 카메라의 움직임을 조정하지 않더라도 CCD 카메라가 움직이는 물체를 자동으로 추적 촬영할 수 있으며, 전선 단락시 신호를 송신하여 경보를 발생시킴으로써 감시 카메라의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 고안은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

1. CCD 카메라(1)에서 촬영된 영상을 영상 처리부(4)를 통해 모니터(5)상에 출력하고, CCD 카메라(1)의 상, 하, 좌, 우 움직임 제어를 위한 수직 모터(2)와 수평 모터(3)를 포함하여 구성된 것에 있어서,

   모니터(5)로 공급되는 복합 영상신호에서 수직 동기신호를 검출하는 수직동기 검출부(6)와 ;

   모니터(5)로 공급되는 복합 영상신호에서 수평 동기신호를 검출하는 수평동기 검출부(7)와 ;

   상기 복합 영상신호에서 현재 출력되는 영상 신호를 검출하는 제 1 영상검출부(8)와 ;

   상기 복합 영상신호를 일정시간 지연시키는 지연부(9)와 ;

   상기 지연부(9)에서 지연된 복합 영상신호로부터 이전 상태의 영상 신호를 검출하는 제 2 영상검출부(10)와 ;

   입력되는 현재 상태의 영상 신호와 이전 상태의 영상 신호를 비교하여 물체의 움직임 위치를 검출하고, 검출된 움직임 위치에 대응하는 X, Y 좌표를 수직 동기와 수평 동기로부터 검출하는 움직임위치 검출부(11)와 ;

   상기 움직임위치 검출부(11)로부터 검출되어 입력된 현재의 물체 움직임 위치를 기억하였다가, 다음 주기에 물체 움직임 위치가 입력될때 앞서 기억된 물체 움직임 위치와 비교하여 X, Y 좌표 변화량을 연산하고, 그 연산결과에 따라 수평모터와 수직 모터를 구동시켜 CCD 카메라(1)가 물체를 추적하도록 하는 제어부(12)와 ;

   상기 CCD 카메라(1)의 전선 단락 여부를 감지하는 선로 감지부(13) ; 및,

   상기 선로 감지부(13)의 전선 단락 감지시 경보 신호를 발생시키는 경보 발생부(14)로 구성한 것을 특징으로 하는 감시 카메라의 자동 추적장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 경보 발생부(14)는,

   부저 등을 이용하여 경고음을 발생시키는 것을 특징으로 하는 감시 카메라의 자동 추적장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 경보 발생부(14)는,

   다른 장소에 신호를 송신시키는 것을 특징으로 하는 감시 카메라의 자동 추적장치.