KR20090110037A - 스쿨 존 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에는 넓은 범위에 레이져 쉬트 빔(LASER sheet beam)을 조사하고, 반사체로부터 반사되는 레이져 쉬트 빔을 수광하여 반사체의 움직임을 포착하고, 움직이는 반사체에 대하여 카메라가 팬/틸트 줌 동작을 수행하여 촬영하도록 함으로써 하나의 카메라에 의하여 범죄 예방 및 방지를 할 수 있도록 하는 모니터링 시스템이 개시된다.

스쿨존, 모니터링, 범죄, 로테이팅 프리즘, 레이져 쉬트 빔

Description

스쿨 존 모니터링 시스템{monitoring system for school zone}

도 1은 종래의 과속 검출장치 및 스피드 돔 카메라가 설치된 스쿨 존의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예의 이동물체 검출장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 구성을 설명하는 회로도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 적용되는 로테이팅 프리즘의 회전상태에 따라 반사체의 반사광이 광전변환소자에 다르게 수광되는 모양을 설명하는 모식도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 구현하는 회로도이다.

도 7는 본 발명의 도 6의 물체위치감지부의 동작과정을 설명하는 타임챠트이다.

본 발명은 스쿨 존 내에 차량 및 사람의 움직임을 검출하고, 검출된 물체를 촬상 및 저장하거나 이를 중앙 서버에 전송하도록 하는 스쿨 존 모니터링 시스템에 관한 것이다.

최근 들어 초등학교의 스쿨 존에서 차량의 과속운행을 방지하기 위하여 과속검출 장치를 설치하고, 스피드 돔 카메라를 설치하여 원격으로 작동시켜 원하는 곳을 감시하며, 촬상된 영상을 저장시켜 범죄 발생시 범인 검거 또는 예방차원에서 이용하고 있다.

도 1은 종래의 과속 검출장치 및 스피드 돔 카메라가 설치된 스쿨 존의 구성도이다.

스쿨 존의 도로에는 각 차선마다 차량의 과속을 검출하고, 과속차량의 번호를 인식하기 위한 번호인식 카메라가 장착되는 과속검출장치(101)가 설치되고, 원격지에 있는 조작자에 의하여 원하는 영역에 대하여 동영상을 촬영하도록 하는 스피드 돔 카메라(105)가 설치되고, 과속검출장치(101)에 의하여 검출되는 주행차량(104)의 속도를 표시하는 속도 표시장치(103)가 설치된다. 또한 조작자는 스피드 돔 카메라(105)로부터 촬영된 영상을 보면서 스피커를 통하여 안내방송 등을 할 수 있도록 되어 있다.

그러나, 과속검출장치(101)에 설치되는 번호인식 카메라는 카메라의 화각이 차량이 통과하는 차선에 집중되고, 순간적인 정지영상을 촬상하는 특성을 갖으며, 동영상을 촬상하기 위한 스피드 돔 카메라(105)는 원격지의 조작자에 의하여 펜/틸트, 줌의 동작이 조작되기 때문에 조작자가 원하는 특정 영역에 대하여만 촬영이 이루어진다.

만일 과속차량에 의하여 스피드 존 내에서 차량과 사람이 부딪히는 인사사고가 발생되고, 스피드 돔 카메라(105)가 사고현장 이외의 다른 곳을 촬영하고 있는 경우에는 번호인식용 카메라는 단순히 번호 인식을 위한 정지영상만이 촬상할 뿐이므로 사고 경위를 파악할 수 있는 동영상을 확보할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 스피드 돔 카메라의 화각 밖에서 유괴 같은 범죄가 발생되면 이를 촬영할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 스쿨 존의 전체영역을 촬영하기 위해서는 많은 수의 동영상 촬영용의 스피드 돔 카메라(105)가 설치되어야 하나 이는 비용증가라는 문제점을 발생시키고, 많은 카메라로부터 전송되는 데이터의 수집 및 분석이 필요하고, 이러한 촬영데이터를 저장하여야 하는 저장매체의 용량 증가를 수반하기 때문에 전체 시스템이 복잡하며 고가로 제작되게 되는 문제점을 갖는다.

본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 넓은 범위에 레이져 쉬트 빔(LASER sheet beam)을 조사하고, 반사체로부터 반사되는 레이져 쉬트 빔을 수광하여 반사체의 움직임을 포착하고, 움직이는 반사체에 대하여 카메라가 팬/틸트 줌 동작을 수행하여 촬영하도록 함으로써 하나의 카메라에 의하여 범죄 예방 및 방지를 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 모니터링 영역에 레이져 쉬트 빔을 발광하는 발광장치; 모니터링 영역의 물체에 반사되는 레이져 쉬트 빔을 수광하여 전기신호를 발생시키는 복수의 광전변환소자들을 구비하는 수광장치; 상 기 복수의 광전변환소자들 중 특정 광전변환소자에서 발생된 전기신호에 의하여 상기 물체의 방향의 산출하고, 상기 발광장치의 발광시점과 상기 전기신호의 발생 시간차에 의하여 물체의 위치를 감지하며, 상기 물체에 대한 상기 시간차를 반복적으로 산출하여 물체의 이동 유무를 판별하는 물체위치감지부; 동영상 촬영을 수행하는 카메라; 상기 물체위치감지부에 이동되는 물체가 감지될 때 상기 이동되는 물체의 위치를 입력받아 상기 카메라가 상기 물체의 위치를 촬영하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 특징은 레이져 쉬트 빔(sheet beam)을 발광시키는 발광장치; 상기 레이져 쉬트 빔이 물체에 의하여 반사될 때 반사된 레이져 쉬트 빔을 수광하는 대물렌즈와, 균일속도로 회전하며 상기 대물렌즈를 통하여 입사되는 상기 반사된 레이져 쉬트 빔을 굴절시키는 로테이팅 프리즘과, 상기 로테이팅 프리즘을 통과하는 상기 반사된 레이져 쉬트 빔이 수광되어 전기신호를 발생시키는 적어도 하나 이상의 광전변환소자들을 포함하는 수광장치; 상기 로테이팅 프리즘이 회전각과 상기 광전변환소자들의 전기신호가 발생되는 시점에 의하여 상기 대물렌즈의 광축을 중심으로 상기 물체가 놓여 있는 각도를 산출하는 각도산출수단; 동영상을 촬영하는 카메라; 상기 각도 산출수단에 의하여 산출된 각도를 중심으로 상기 카메라가 촬영하도록 상기 카메라의 팬/틸트 및 줌장치를 제어하는 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 발광장치로부터 상기 레이져 쉬트 빔이 발광되는 시점과 상기 광전변환소자에서 전기신호가 발생되는 시점에 의하여 상기 반사체와 상 기 수광장치 사이의 거리를 산출하는 거리 산출수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 물체에 대하여 기설정된 시간간격으로 상기 거리 산출수단에 의하여 거리가 복수회 산출될 때, 기설정된 시간간격과 거리의 변화에 의하여 상기 물체의 이동속도를 산출하는 속도산출수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 레이져 쉬트 빔이 주기적으로 발광되고, 상기 대물렌즈의 광축과 상기 로테이팅 프리즘이 특정 회전각도를 이룰 때, 상기 광축과 기설정된 각도에 위치하는 물체로부터 반사된 레이져 쉬트 빔만이 상기 광전변환소자에 입사되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 모니터링 장치는 표시부를 포함하고, 상기 표시부에 표시되는 전자지도 상에 상기 물체의 위치정보를 표시하도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예의 이동물체 검출장치의 구성도이다.

쉬트 빔(sheet beam) 발광장치(10)는 레이져 다이오드(1)에서 발산된 점광원 형태의 레이져를 연속한 선 상태의 쉬트 빔(6)으로 만들어 반사체(7)에 입사시키고, 반사체(7)에서 반사된 레이져 쉬트 빔(6)은 수광장치(20)에 수광되고, 수광장치(20) 내의 복수의 광전변환소자(21)들 중 어느 하나 또는 두 개 이상에 입사되어 광량에 비례한 전기적신호로 변환된다.

이때, 쉬트 빔(6)은 지면에 대하여 일정 높이로 평행하게 조사되는 연속된 광선으로 일반 차량의 범퍼 또는 그 이하의 높이로 조사되도록 하여 조사영역내의 차량 및 사람 등에 의하여 반사되도록 한다.

쉬트 빔 발광장치(10)는 레이져 구동신호에 의하여 구동되어 레이져를 조사시키는 레이져 다이오드(1)와, 레이져 다이오드(1)로부터 조사된 빛을 일방향으로 연속되는 쉬트 빔(5)으로 변환시키는 복수의 렌즈들(3), (4), (5)로 이루어진다. 이때, 렌즈(3)는 아스페릭 렌즈(Asperic lens), 렌즈(4)는 아나아모픽렌즈(anamorphic lens), 렌즈(5)는 f-θ 렌즈가 바람직하다.

수광장치(20)는 반사체(4)에서 반사된 쉬트 빔(5)을 집광시키는 대물렌즈(22)와, 일정속도로 회전되어 대물렌즈(22)를 통하여 입사되는 쉬트 빔을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 복수의 광전변환소자(21)들로 이루어진다.

이때, 반사체(7)에서 반사되는 특정 부위의 쉬트 빔(6)은 복수의 광전변환소자(21)들 중 특정한 광전변환소자(21)에만 수광되게 된다. 따라서 반사체(7)가 제거되고, 반사체(7)가 놓였던 위치의 특정 부위에 사람, 차량 등이 존재하게 되어 쉬트 빔이 반사된다면 이 특정 부위의 반사되는 쉬트 빔을 수광하는 광전변환소자(21)에만 쉬트 빔이 수광되고 다른 광전변환소자에는 쉬트 빔이 수광되지 않게 된다. 반대로 특정 광전변환소자에 쉬트 빔이 수광되게 되면 대물 렌즈(22)의 광축을 중심으로 어떤 각도에 반사체가 놓여 있는지를 알 수 있다.

또한 일정 주기 후에 레이져 다이오드(1)를 발광시켜 쉬트 빔(6)을 동일 영역에 조사하고, 반사되는 쉬트 빔(6)을 광전변환소자(21)가 수광하도록 하고, 광전 변환소자(21)에 수광시점과 레이져 다이오드(1)의 발광시점의 시간차이를 검출한다. 만일 이전 주기의 시간차이와 현 주기의 시간차이가 동일하다면 특정 각도에 존재하는 반사체는 정지된 반사체임을 의미하고, 이전 주기의 시간차이와 현 주기의 시간차이가 다르다 하면 특정 각도에 존재하는 반사체는 이동하는 반사체임을 의미한다. 이와 같이 추적되는 이동하는 반사체에 대한 현 주기에서 시간차이에 의하여 반사체와 광전변환소자의 거리를 알 수 있으므로, 결국 이동하는 반사체의 위치를 결정할 수 있고, 동영상 촬영이 가능한 카메라의 팬/틸트 줌을 제어함으로써 이동하는 반사체를 중심으로 촬상되는 정확한 동영상을 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 구성을 설명하는 회로도이다.

제어부(40)는 주변기기들이 연결되는 마이컴 또는 기억장치와 중앙처리장치로 이루어지고, 연결된 주변기기들로부터 입력되는 신호들을 연산처리한 후 주변기기에 제어신호들을 출력하여 제어한다.

입력부(38)는 제어부(40)가 제어동작의 개시 및 종료등을 처리할 수 있도록 명령어를 입력한다. 제어부(40)에는 발광구동부(36)가 연결되고, 발광구동부(36)에는 쉬트 빔 발광장치(10)의 레이져 다이오드(1)가 연결된다. 제어부(40)는 발광구동부(36)에 일정 주기로 레이져 다이오드(1)를 발광시키기 위한 구동신호를 전송한다.

또한, 제어부(40)에는 물체위치감지부(37)가 연결되고, 물체위치감지부(37)는 발광구동부(36)와 광전변환소자(21)들과 연결된다.

또한, 제어부(40)에는 카메라 구동부(81)가 연결되어, 카메라 구동부(81)에 팬/틸트 신호 및 줌 구동신호가 공급되고, 카메라 구동부(81)의 동작신호에 의하여 카메라(80)가 구동된다. 이때 카메라(80)는 물체에 대하여 동영상을 촬영하는 카메라가 바람직하다.

또한, 제어부(40)에는 카메라(80)에 의하여 촬영된 동영상을 저장하는 저자부(82)가 연결되며, 미도시된 중앙서버에 데이터, 즉 촬영된 동영상을 송수신하도록 하는 인테페이스부(83)가 연결된다.

일렬로 배치된 다수의 광전변환소자(21)들 중 특정의 광전변환소자(21')에 쉬트 빔(6')이 입력되게 되는 경우 광전변환소자(21')에서 변환된 전기신호는 물체위치감지부(37)로 입력되게 된다. 쉬트 빔(6')은 대물렌즈의 광축과 임의의 각도를 이루고 있는 부분에 위치하는 물체로부터 반사된 쉬트 빔(6')으로 물체위치감지부(37)에는 특정 광전변환소자에서 신호가 수신될 때 수신된 신호의 광전변환소자와 물체가 위치하는 대물렌즈의 광축과 이루는 각도가 기설정되어 있다. 따라서 광전변환소자(21')에 입력되는 신호에 의하여 물체가 대물렌즈의 광축과 이루는 각도를 알 수 있다.

또한, 물체 위치감지부(37)는 발광구동부(36)로부터 입력되는 발광장치(10)의 구동신호를 입력받고, 광전변환소자(21')로부터 수광신호가 입력되는 시점을 입력받아 이들의 시간차(△t1)를 산출한다. 이때 물체가 발광장치(10)로부터 떨어진 거리는 C △t1/2(C: 광속도)로 결정된다. 또한, 일 주기(T) 후에 발광구동부(36)가 동작되어 쉬트 빔이 발산되고 광전변환소자(21')로부터 수광신호가 물체 위치감지부(37)에 입력되는 경우, 물체 위치감지부(37)는 발광구동부(36)의 구동신호를 입 력받고, 광전변환소자(21')로부터 수광신호가 입력되는 시점을 입력받아 이들의 시간차(△t2)를 산출한다.

만일 이들의 시간차(△t1), (△t2)가 동일한 경우는 물체가 정지된 상태이며, 이들의 시간차가 증가되는 경우에는 물체가 점차 발광장치(또는 광전변환소자)로부터 멀어지는 상태를 나타내며, 이들의 시간차가 감소되는 경우에는 물체가 점차 발광장치에 접근하는 상태를 나타낸다.

각 주기에 측정되는 시간차(△t1), (△t2)에 변화가 있는 경우에는 물체는 움직이고 있는 것이며, 물체 위치감지부(37)는 수신신호가 입력되는 광전변환소자(21')와 시간차(△t1)에 의하여 움직이는 물체의 위치를 정확히 결정할 수 있다.

물체 위치감지부(37)에 의하여 결정된 물체의 위치는 제어부(40)에 전송되고, 제어부(40)는 카메라 구동부(51)를 제어하여 물체의 위치에 대하여 카메라(50)의 팬/틸트 동작, 줌 동작이 이루어지도록 하여 물체를 중심으로 동영상의 촬영이 이루어지도록 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.

쉬트 빔(sheet beam) 발광장치(10)는 레이져 다이오드(1)에서 발산된 점광원 형태의 레이져를 연속한 선 상태의 쉬트 빔(6)으로 만들어 반사체(7)에 입사시키고, 반사체(7)에서 반사된 레이져 쉬트 빔(6)은 수광장치(20)에 수광되고, 수광장치(20) 내의 광전변환소자(21)에 입사되어 광량에 비례한 전기적신호로 변환된다.

쉬트 빔 발광장치(10)는 레이져 구동신호에 의하여 구동되어 레이져를 조사시키는 레이져 다이오드(1)와, 레이져 다이오드(1)로부터 조사된 빛을 일방향으로 연속되는 쉬트 빔(6)으로 변환시키는 복수의 렌즈들(3), (4), (5)로 이루어진다. 이때, 렌즈(3)는 아스페릭 렌즈(Asperic lens), 렌즈(4)는 아나아모픽렌즈(anamorphic lens), 렌즈(5)는 f-θ 렌즈가 바람직하다.

수광장치(20)는 반사체(6)에서 반사된 쉬트 빔(7)을 집광시키는 대물렌즈(22)와, 일정속도로 회전되어 대물렌즈(22)를 통하여 입사되는 쉬트 빔을 회전각에 따라서 다른 방향으로 굴절시켜 출력시키는 로테이팅 프리즘(rotating prism)(23)과 로테이팅 프리즘(23)의 출력되는 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 광전변환소자(21)들로 이루어진다. 이때, 광전변환소자(21)는 광경로상 로테이팅 프리즘(23)의 뒤에 고정 배치되고, 세 개 이내로 제한적으로 설치되는 것이 바람직하다.

로테이팅 프리즘(23)은 정육면체 프리즘이고, 모서리에 각 면을 통과하는 광선이 구분되도록 광흡수체(24)가 설치되어 있어 광흡수체(24)에 접촉되는 광선은 흡수되게 되고, 중심에 모터에 의하여 일정속도로 회전되는 회전축이 설치된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 적용되는 로테이팅 프리즘의 회전상태에 따라 반사체의 반사광이 광전변환소자에 다르게 수광되는 모양을 설명하는 모식도이다.

모니터링 장치에는 쉬트 빔(sheet beam) 발광장치(10)와 수광장치(20)가 설치되고, 쉬트 빔 발광장치(10)는 도시된 바와 같은 3개의 영역(x), (y), (z) 전체에 걸쳐 쉬트 빔을 조사한다. 이때, 영역(x), (y), (z)는 일정 범위의 폭을 갖는 쉬트 빔의 조사영역을 분할한 것이다. 대물렌즈(22)의 광축과 로테이팅 프리즘(23)의 회전축과 하나의 광전변환소자(21)와 영역(y)는 동일 축상에 설치되고 있다.

각 영역(x), (y), (z)에 물체가 존재하여 반사될 때 반사되는 반사광이 수광장치에서 수광되는 위치는 영역(x'), (y'), (z')로 로테이팅 프리즘(23)의 회전상태에 따라 상, 하 이동 된다. 이때, 광전변환소자(21)는 이동되거나 회전되지 않도록 모니터링 장치에 고정된 장치이고, 특정한 영역에서 반사된 쉬트 빔만이 입사되기 때문에 로테이션 프리즘(23)이 특정 각도로 놓여 있을 때 특정한 하나의 영역의 물체로부터 반사된 쉬트 빔이 수광되게 된다.

즉, 도 5 (a)에 도시된 바와 같이, z 영역의 물체에 의하여 반사된 쉬트 빔 광전변환소자(21)에 수광되고, 나머지 영역 x, y의 물체로 반사된 쉬트 빔은 광전변환소자(21)에 수광되지 않게 된다. 또한, 도 5의 (b) 상태에서는 y영역의 물체로부터 반사된 쉬트 빔은 광전변환소자(21)에 수광되고, 나머지 영역x, z의 차량으로부터 반사된 쉬트 빔은 광전변환소자에 수광되지 않게 된다. 또한, 도 5의 (c) 상태에서는 영역 x의 물체로부터 반사된 쉬트 빔만 광전변환소자(21)에 수광되고, 나머지 영역 y, z의 물체로부터 반사된 쉬트 빔은 광전변환소자에 수광되지 않게 된다.

이와 같이 각각의 로테이션 프리즘(23)의 회전상태에 따라서 광전변환소자(21)에 입사되는 쉬트 빔은 특정 영역의 물체로부터 반사되는 쉬트 빔이며, 로테이션 프리즘(23)의 회전각도는 엔코더등 회전각 검출장치에 의하여 검출할 수 있기 때문에 특정 영역상에 물체가 존재가 존재함을 알 수 있고, 도 2 내지 3에 도시된 실시예와 같이 시간차(△t1)에 의하여 물체와 모니터링 장치의 거리를 산출할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 구현하는 회로도이다.

제어부(50)에는 주변기기들이 연결되는 마이컴 또는 기억장치와 중앙처리장치로 이루어지고, 연결된 주변기기들로부터 입력되는 신호들을 연산처리한 후 주변기기에 제어신호들을 출력하여 제어한다.

입력부(63)는 제어부(50)가 제어동작의 개시 및 종료등을 처리할 수 있도록 명령어를 입력한다. 제어부(50)에는 발광구동부(51)가 연결되고, 발광구동부(51)에는 쉬트 빔 발광장치(52)의 레이져 다이오드(1)가 연결된다. 제어부(50)는 발광구동부(51)에 일정 주기로 레이져 다이오드(1)를 발광시키기 위한 구동신호를 전송한다.

또한, 제어부(50)에는 물체위치감지부(53)가 연결된다. 물체위치감지부(53)는 발광구동부(51)와 광전변환소자(54)와 회전각 검출부(55)와 지리정보수신부(GPS)(57)가 연결된다. 지리정보 수신부(57)는 GPS 위성으로부터 제어부(50)의 위치 데이터를 전송받아 제어부의 위치를 검출하고, 제어부(50)의 위치를 포함하는 전자지도를 표시부(58)에 표시하도록 한다.

또한, 제어부(50)에는 모터 구동부(56)가 연결되고, 모터 구동부(56)에는 모터(59)가 연결된다. 모터(59)는 일정속도로 회전되고, 모터(59)의 회전축에는 엔코더(60)와 로테이팅 프리즘(23)이 설치되며, 엔코더(60)에는 회전각 검출부(55)가 설치되어 엔코더(60)의 회전상태에 따라서 회전각이 검출되고, 회전각 검출부(55)에서 검출된 회전각은 물체위치감지부(53)로 출력된다.

또한, 제어부(50)는 표시부(58)와 연결되며, 표시부(58)에 표시된 지리정보 수신부(57)로부터 수신되는 전자지도를 표시하고, 표시된 전자지도 상에 물체위치감지부(53)에서 감지된 물체의 위치와 모니터링 장치 위치를 표시하도록 한다.

또한, 물체위치감지부(53)에서 감지된 물체가 움직이는 물체로 판정하면 제어부(50)는 물체의 위치에 대하여 카메라(62)가 촬영할 수 있도록 카메라 구동부(61)에 팬/틸트 및 줌 명령을 수행하도록 하는 구동신호를 공급하고, 카메라(62)는 카메라 구동부(61)의 구동에 의하여 물체를 중심으로 촬영을 하게 되고, 촬영된 동영상은 표시부(58)에 표시되게 된다.

도 7는 본 발명의 일실시예의 물체위치감지부의 동작과정을 설명하는 타임챠트이다.

도 7에서 (a)는 회전각 검출부(55)에서 검출된 엔코더(60)의 회전각의 변화를 나타내고 있다. 이때, 엔코더(60)의 출발각은 0ㅀ이고, 이때 로테이팅 프리즘(23)의 전면과 후면이 대물렌즈(22)의 광축에 수직인 상태 즉 도 5의 (b)와 같은 상태를 나타내고 있다. 또한 도 7에서 (b)는 발광구동부(51)에서 레이져 다이오드(1)로 공급되는 주기적인 구동신호의 공급시점을 표시하는 것으로 발광주기(T)를 로테이팅 프리즘(23)의 회전각으로 표시하면 30ㅀ이다. 또한, 도 7에서 (c)는 광전변환소자(21)에서 발생되는 전기적 신호의 발생시간을 표시한다.

도 5에서 물체가 Y 영역에만 존재하고 도 5의 (b)와 같이 로테이팅 프리즘(23)이 회전된 상태, 즉 회전각이 0ㅀ인 상태, 90ㅀ인 상태, 180ㅀ인 상태를 중심으로 일정 시간 동안(일정 각도 이내)만 Y 영역에 있는 물체로부터 반사된 쉬트 빔이 광전변환소자(21)에 입사하게 되고, 광전변환소자(21)에서는 반사된 쉬트 빔 이 입사되는 시간 동안 전기신호를 발생시킨다.

도 7의 (c)에서 시간(t1)에서 발생된 신호는 엔코더의 회전각이 0ㅀ일 때 시간 T1에 발생된 발광신호가 Y 영역의 존재하는 물체에 의하여 반사되어 광전변환소자(21)에 수광됨으로써 발생된 전기신호를 의미한다. 마찬가지로 시간(t2)에서 발생된 신호는 엔코더의 회전각이 90ㅀ일 때 시간 T4에 발생된 발광신호가 Y 영역에 존재하는 물체에 반사되어 광전변환소자(21)에 수광됨으로써 발생된 전기신호를 의미하고, 시간(t3)에서 발생된 신호는 엔코더의 회전각이 180ㅀ일 때 시각T7에서 발생된 발광신호가 Y 영역에 존재하는 물체에 반사되어 광전변환소자(21)에 수광됨으로써 발생된 전기신호를 의미한다.

이와 같이 엔코더의 회전각의 범위에서 광전변환소자에서 수광되는 영역의 범위가 틀려지게 된다. 즉 로테이팅 프리즘의 특정 회전각도에서 광전변환소자에 전기신호가 발생되면 반사된 물체의 위치각도를 결정할 수 있다.

또한, 도 7의 (c)에서 △t1은 레이져 다이오드(1)로부터 레이져가 발사되어 물체로부터 반사되어 광전변환소자(21)에 수광되는 시점을 의미하므로 T1 시점에서 모니터링 장치와 물체와의 거리는 C△t1/2 이다(이때 C는 광속을 의미한다). 따라서, t1의 시점을 검출하게 되면 모니터링 장치에서 전방의 물체까지의 거리와 물체가 위치하는 각도가 검출되게 되어 전방의 물체의 위치가 결정된다.

또한, 도 7의 (c)에서 △t2는 레이져 다이오드(1)로부터 레이져가 발사되어 물체로부터 반사되어 광전변환소자(21)에 수광되는 시점을 의미하므로 T4 시점에서 모니터링 장치와 전방의 물체 간의 거리는 C△t2/2 이다. △t2가 △t1 보다 큰 경 우에는 전방의 물체와 모니터링 장치가 멀어지는 것을 의미하고, 작은 경우는 전방의 물체와 모니터링 장치가 가까워지는 것을 의미한다.

또한, T1에서 T4까지의 시간동안, 즉 3T 동안에 전방 차량의 거리변화는

C│△t2 -△t1│/2

이고, 이를 3T로 나누면 물체의 이동속도를 구할 수 있다.

또한, 제어부(50)는 물체위치감지부(53)에서 검출된 물체가 이동하고 있는 물체인 경우에 물체의 위치에 대하여 정확한 동영상을 촬상하도록 카메라(62)를 구동시키고, 촬상된 동영상을 표시부(58)에 표시한다.

또한, 제어부(50)는 지리정보 수신부(57)에서 얻어지는 지도 맵을 표시부(58)에 표시하도록 하고, 지도 맵상에 물체의 이동궤적을 표시하도록 한다.

상기 목적과 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 레이져 쉬트 빔을 이용하여 물체를 감지하고, 특히 감지된 물체가 이동하고 있는 물체인지를 판별하도록 하고, 이동물체에 대하여 카메라가 동영상을 촬영하도록 제어함으로써 작은 수의 카메라에 의하여 움직이는 물체를 집중적으로 촬영하도록 한다. 따라서, 모니터링 시스템의 전체 비용을 감소시킬 수 있으며 감시영역에 대한 효율적인 감시가 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 본 발명이 스쿨 존에 설치됨으로써 스쿨 존 내에 발생되는 범죄등을 철저히 검색할 수 있게되어 범죄 예방 효과를 창출할 수 있다.

Claims (6)

1. 모니터링 영역에 레이져 쉬트 빔을 발광하는 발광장치;

   모니터링 영역의 물체에 반사되는 레이져 쉬트 빔을 수광하여 전기신호를 발생시키는 복수의 광전변환소자들을 구비하는 수광장치;

   상기 복수의 광전변환소자들 중 특정 광전변환소자에서 발생된 전기신호에 의하여 상기 물체의 방향의 산출하고, 상기 발광장치의 발광시점과 상기 전기신호의 발생 시간차에 의하여 물체의 위치를 감지하며, 상기 물체에 대한 상기 시간차를 반복적으로 산출하여 물체의 이동 유무를 판별하는 물체위치감지부;

   동영상 촬영을 수행하는 카메라;

   상기 물체위치감지부에 이동되는 물체가 감지될 때 상기 이동되는 물체의 위치를 입력받아 상기 카메라가 상기 물체의 위치를 촬영하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
2. 레이져 쉬트 빔(sheet beam)을 발광시키는 발광장치;

   상기 레이져 쉬트 빔이 물체에 의하여 반사될 때 반사된 레이져 쉬트 빔을 수광하는 대물렌즈와, 균일속도로 회전하며 상기 대물렌즈를 통하여 입사되는 상기 반사된 레이져 쉬트 빔을 굴절시키는 로테이팅 프리즘과, 상기 로테이팅 프리즘을 통과하는 상기 반사된 레이져 쉬트 빔이 수광되어 전기신호를 발생시키는 적어도 하나 이상의 광전변환소자들을 포함하는 수광장치;

   상기 로테이팅 프리즘이 회전각과 상기 광전변환소자들의 전기신호가 발생되는 시점에 의하여 상기 대물렌즈의 광축을 중심으로 상기 물체가 놓여 있는 각도를 산출하는 각도산출수단;

   동영상을 촬영하는 카메라;

   상기 각도 산출수단에 의하여 산출된 각도를 중심으로 상기 카메라가 촬영하도록 상기 카메라의 팬/틸트 및 줌장치를 제어하는 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
3. 청구항 2에서, 상기 발광장치로부터 상기 레이져 쉬트 빔이 발광되는 시점과 상기 광전변환소자에서 전기신호가 발생되는 시점에 의하여 상기 반사체와 상기 수광장치 사이의 거리를 산출하는 거리 산출수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
4. 청구항 3에서, 상기 물체에 대하여 기설정된 시간간격으로 상기 거리 산출수단에 의하여 거리가 복수회 산출될 때, 기설정된 시간간격과 거리의 변화에 의하여 상기 물체의 이동속도를 산출하는 속도산출수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
5. 청구항 2에서, 상기 레이져 쉬트 빔이 주기적으로 발광되고, 상기 대물렌즈의 광축과 상기 로테이팅 프리즘이 특정 회전각도를 이룰 때, 상기 광축과 기설정 된 각도에 위치하는 물체로부터 반사된 레이져 쉬트 빔만이 상기 광전변환소자에 입사되는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
6. 청구항 4에서, 상기 모니터링 장치는 표시부를 포함하고, 상기 표시부에 표시되는 전자지도 상에 상기 물체의 위치정보를 표시하도록 하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.

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