KR20100022297A - Apparatus for detecting intrusion and intrusion detection method using measuring the position of 3d sound source thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 침입 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 3차원 음원 위치 측정 기술을 이용한 침입 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an intrusion detection apparatus and method, and more particularly, to an intrusion detection apparatus and method using a three-dimensional sound source position measurement technology.
현재까지 침입을 감지하는 감지기에는 열선 감지기, 적외선 감지기, 자석 감지기 및 진동 감지기 등이 주류를 이루어 왔다. 최근에 침입을 감지하는 감지기에는 영상 감지기도 도입되고 있다.To date, intrusion detection sensors have been the mainstream, such as heat detectors, infrared detectors, magnetic detectors and vibration detectors. Recently, video detectors have also been introduced to detect intrusions.
자석 감지기는 자석과 자석에 감응하는 스위치를 창문, 출입문에 설치하여 창문, 출입문이 열리는 것을 감지함으로써 침입을 감지한다.Magnetic detectors detect intrusion by placing magnets and switches that are sensitive to magnets in windows and doors to detect the opening of windows and doors.
적외선 감지기는 경비 구역의 외각 일측에서 적외선을 발사하고 타측에서 적외선을 수신하는데 침입자가 지나가면 적외선이 순간적으로 차단되어 침입을 감지한다. 전술한 자석 감지기와 적외선 감지기는 원리가 단순하여 센서의 무력화가 쉽기 때문에 무감지의 문제점이 발생한다.Infrared detectors emit infrared light from the outer side of the guard zone and receive infrared light from the other side. When an intruder passes by, the infrared ray is momentarily blocked to detect the intrusion. The above-described magnetic sensor and infrared sensor have a simple principle, which makes it easy to disable the sensor.
열선 감지기는 침입자가 침투하여 움직이면 인체와 주위의 온도 차이를 검출 하여 침입을 감지하는데 감지 영역 내부에 열원체가 존재하는 경우 침입자로 잘못 인지하여 침입 신호를 발생시키는 문제점이 있었다. 즉, 열선 감지기는 체온을 숨기는 재질의 옷이나 물체를 이용하여 침입하거나 센서의 감지부를 마스킹하여 센서를 무력화하는 무감지의 문제점이 발생한다.The hot wire detector detects an intrusion by detecting a temperature difference between the human body and the surroundings when the intruder penetrates and moves, but when there is a heat source inside the detection area, there is a problem of generating an intrusion signal by incorrectly detecting it as an intruder. That is, the hot wire detector has a problem of insensitivity to invade using clothing or an object of a material that hides body temperature or to disable the sensor by masking the sensing unit of the sensor.
영상 감지기는 침입자를 영상 인식 기술로 감지하는 방식으로 조명 변화와 침입 이동 속도 조정 장해물을 이용한 침입 등 일부 무감지와 오보가 발생하는 문제점이 있었다. 즉, 영상 감지기는 이동하는 침입자와 물체(로봇 청소기, 소동물 등)의 판별이 어려워 오보 및 무감지가 발생하고 이동 물체의 판별까지 몇 초의 시간이 소요되어 단시간 범죄에 대한 대책이 요구된다.The image sensor has a problem in that some insensitivity and misinformation occur, such as an intrusion using a change of lighting and an intrusion movement speed adjusting obstacle, by detecting an intruder by image recognition technology. That is, the image sensor is difficult to discriminate between moving intruders and objects (robot cleaners, small animals, etc.), and misinformation and insensitivity occur, and it takes several seconds to determine moving objects, and thus measures for short-term crime are required.
전술한 기존 감지기는 침입자가 사전 또는 범행 직전에 의도적으로 무력화 시킬 수 있고, 침입자가 실내에 진입하기 전까지 감지가 안되어 침입 방지의 대응 시간이 부족하다.The above-described conventional detector can be intentionally disabled by an intruder in advance or shortly before a crime, and it is not detected until the intruder enters a room, and thus, the intrusion prevention time is insufficient.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 3차원 음원 위치 측정 기술을 이용한 침입 감지 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.In order to solve such a problem, the present invention is to provide an intrusion detection apparatus and method using a three-dimensional sound source position measurement technology.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 침입 감지 장치는 따른 경비 구역의 각 모서리에 위치시킨 이동 스피커로부터 각각의 특정 신호음을 발생시켜 상기 각각의 특정 신호음을 특정 영역에 배치된 다수개의 마이크를 통해 수신하고 상기 각 마이크에 도달하는 상기 각각의 특정 신호음의 제1 도착 시간 차이들을 기초로 상기 각각의 특정 신호음의 각 음원으로부터 제1 거리 차이들을 계산하고, 상기 계산한 각 음원의 제1 거리 차이들을 기초로 상기 경비 구역의 3차원 크기를 계산하며, 상기 경비 구역에서 침입으로 인하여 파손 음향 신호가 발생하는 경우, 상기 파손 음향 신호가 상기 다수개의 마이크에 수신되어 상기 각 마이크에 도달되는 상기 파손 음향 신호의 제2 도착 시간 차이들을 측정하면 상기 파손 음향 신호의 특정 음원으로부터 제2 거리 차이가 계산되고 상기 계산된 제2 거리 차이를 기초로 상기 특정 음원의 3차원 위치를 계산하는 음원 위치 측정부; 및 상기 계산한 특정 음원의 3차원 위치가 상기 경비 구역의 3차원 크기와 비교하여 상기 경비 구역 이내인지 여부를 판단하여 상기 경비 구역을 침입했는지 판단하여 침입 경보를 출력하는 침입 판별부를 포함한다.Intrusion detection apparatus according to a feature of the present invention for achieving this technical problem is to generate each specific beep from a mobile speaker located at each corner of the guard zone according to the plurality of microphones arranged in a specific area Calculate first distance differences from each sound source of each particular beep based on first arrival time differences of each particular beep that is received through and arrive at the respective microphones, and calculate the first distance difference of each calculated sound source Calculates the three-dimensional size of the guard zone based on the number, and when the breakdown acoustic signal is generated due to intrusion in the guard zone, the breakdown acoustic signal is received by the plurality of microphones and reaches the respective microphones. Measuring the second arrival time differences of the signal results in a particular sound source of the broken acoustic signal. A sound source position measuring unit calculating a three-dimensional position of the specific sound source based on the calculated second distance difference from the second distance difference; And an intrusion determination unit configured to determine whether the three-dimensional position of the calculated specific sound source is within the guard zone by comparing with the three-dimensional size of the guard zone to determine whether the security zone has been invaded, and output an intrusion alert.
본 발명의 특징에 따른 침입 감지 방법은 (a) 경비 구역의 각 모서리에 위치 시킨 이동 스피커로부터 각각의 특정 신호음을 발생시키고 상기 각각의 특정 신호음을 다수개의 마이크를 통해 수신하고, 상기 각 마이크에 도달되는 상기 각각의 특정 신호음의 제1 도착 시간 차이들을 기초로 상기 각각의 특정 신호음의 각 음원으로부터 제1 거리 차이들을 계산하며, 상기 계산한 각 음원의 제1 거리 차이들을 기초로 상기 경비 구역의 3차원 크기를 계산하는 단계; (b) 상기 경비 구역에서 침입으로 인하여 파손 음향 신호가 발생하는 경우, 상기 파손 음향 신호가 상기 다수개의 마이크에 수신되어 상기 각 마이크에 도달되는 상기 파손 음향 신호의 제2 도착 시간 차이들을 측정하면 상기 파손 음향 신호의 특정 음원으로부터 제2 거리 차이가 계산되고 상기 계산된 제2 거리 차이를 기초로 상기 특정 음원의 3차원 위치를 계산하는 단계; (c) 상기 계산한 특정 음원의 3차원 위치를 상기 계산한 경비 구역의 3차원 크기와 비교하여 경비 구역 이내이고 발생하는 소음을 무시하도록 설정된 무시 경비 영역인지 판단하는 단계; 및 (d) 상기 계산한 특정 음원의 3차원 위치가 상기 경비 구역 이내이고 상기 무시 경비 영역이 아닌 경우 침입 경보를 발생하고 상기 파손 음향 신호를 관제 센터로 전송하는 단계를 포함한다.Intrusion detection method according to a feature of the present invention (a) generates each specific beep from a mobile speaker located at each corner of the guard zone, and receives each particular beep through a plurality of microphones, reaching each microphone Calculate first distance differences from each sound source of each particular beep based on the first arrival time differences of each particular beep, wherein 3 of the guard zone is based on the calculated first distance differences of each sound source; Calculating the dimension size; (b) when a damaged acoustic signal is generated due to an intrusion in the guard zone, measuring the second arrival time differences of the damaged acoustic signal received by the plurality of microphones and reaching each of the microphones; Calculating a three-dimensional position of the specific sound source based on the calculated second distance difference from the specific sound source of the damaged sound signal; (c) comparing the calculated three-dimensional position of the specific sound source with the calculated three-dimensional size of the guard zone to determine whether the guard zone is within the guard zone and is set to ignore noise generated; And (d) generating an intrusion alarm and transmitting the damaged acoustic signal to the control center when the calculated three-dimensional position of the specific sound source is within the guard zone and is not the ignored guard zone.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 감시 구역에 침입자가 도달하기 전에 침입을 위한 파손을 측정하여 조기 감지가 가능한 효과를 기대할 수 있다.By the above-described configuration, the present invention can expect the effect of early detection by measuring the damage for intrusion before the intruder reaches the monitoring zone.
본 발명은 영상 센서와 대비하여 기기 구현 비용이 저렴하며 기존 감지기와의 조합으로 무감지와 오보를 줄일 수 있다.The present invention is inexpensive to implement the device compared to the image sensor and can be combined with the existing sensor to reduce the detection and misinformation.
본 발명은 녹음된 음향 확인으로 오보 제거 및 증거 확보가 가능한 효과를 기대할 수 있다.The present invention can be expected to remove the misinformation and secure evidence by the recorded sound confirmation.
본 발명은 특정 음향 발생만으로 감지 영역 설정의 자동화가 용이하며 구조물의 레이 아웃 변경시 자가 체크가 가능하여 유지 보수가 용이하다.The present invention is easy to automate the detection area setting only by generating a specific sound and can be easily maintained by self-check when changing the layout of the structure.
본 발명은 기존 열선 감지기 또는 영상 감지기와 조합하여 사용하면 침입자가 360도 어느 방향으로 침입하더라도 감지할 수 있어 기존 감지기의 취약점을 보완할 수 있다.The present invention can be used in combination with a conventional hot wire detector or an image detector can detect any intruder 360 degrees in any direction can compensate for the weakness of the existing detector.
본 발명은 음향 발생으로 경비 구역의 크기를 측정할 수 있어 편리하고 측정 오차가 매우 적다.The present invention can measure the size of the guard area by the sound generation is convenient and very little measurement error.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현 될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms “… unit”, “… unit”, “module”, “block”, etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software or a combination of hardware and software. Can be implemented as:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 음원 위치 측정 기술을 이용한 침입 감지 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 경비 구역의 3차원으로 분산하여 설치된 다수개의 3D 마이크를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아날로그 처리부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 음원 위치 측정부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 침입 판별부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 음향 처리부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.1 is a view showing a schematic configuration of an intrusion detection apparatus using a three-dimensional sound source position measurement technology according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is distributed in three dimensions of the guard zone in accordance with an embodiment of the present invention 3 shows a 3D microphone, and FIG. 3 is a block diagram schematically showing an internal configuration of an analog processor according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a simplified diagram of an internal configuration of a sound source position measuring unit according to an exemplary embodiment of the present invention. 5 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of an intrusion determining unit according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a block diagram illustrating an internal configuration of an acoustic processor according to an exemplary embodiment of the present invention. It is a block diagram.
본 발명의 실시예에 따른 침입 감지 장치는 3D 마이크(100), 아날로그 처리부(200), 음원 위치 측정부(300), 침입 판별부(400), 음향 처리부(500) 및 제어부(600)를 포함한다. 이외에 스피커(700)는 경비 구역 일측에 고정된 고정 스피커(710)와 경비 구역에서 이동이 가능한 이동 스피커(720)를 포함한다.Intrusion detection apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
3D 마이크(100)는 음원의 위치를 측정하기 위해서 일정한 간격을 두고 설치하는 4개 이상의 음향 센서로서, 특정 지점의 음원으로부터 파손 음향 신호를 수신한다.The
여기서, 파손 음향 신호는 침입자가 출입문, 셔터문, 창문, 옹벽, 격벽, 천정, 바닥 또는 감시 구역 내 기물을 파손하는 경우 발생하는 음향을 의미한다.Here, the damage sound signal refers to a sound generated when an intruder damages an object in a door, a shutter door, a window, a retaining wall, a partition, a ceiling, a floor, or a surveillance area.
3D 마이크(100)는 마이크(100)의 수가 4개 이상이어야 하고 마이크(100)의 배치가 3차원으로 구성되어야 하며 각 마이크(100) 간의 간격이 떨어질수록 측정 오차가 적어진다.The
3D 마이크(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 감시 구역에 3차원으로 분산하여 설치되거나 감시 구역의 한쪽 모서리에 3차원으로 설치할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
3D 마이크(100)는 수신되는 음향 신호가 3D 마이크(100) 부근에서 증폭없이 또는 증폭 후 아날로그 처리부(200)의 자동 이득 증폭기(Automatic Gain Controller, 이하 'AGC'라 칭함)(202)로 전송된다The
아날로그 처리부(200)는 AGC(202) 및 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, 이하 'ADC'라 칭함)(204)를 포함한다.The
AGC(202)는 각 3D 마이크(100)에 수신된 음향 신호를 ADC(204)의 입력에 필요한 레벨로 증폭하여 전송한다. 여기서, 증폭도는 AGC(202)에서 자동으로 수행하거나 음원 위치 측정부(300) 또는 제어부(600)에 의해 제어될 수 있다.The AGC 202 amplifies and transmits a sound signal received by each
ADC(204)는 AGC(202)에서 출력되는 음향 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하여 전송한다. 이때, ADC(204)는 샘플링 횟수를 높게 하는 경우 측정 오차가 줄어든다.The ADC 204 receives the acoustic signal output from the
음원 위치 측정부(300)는 레벨 판별기(302), 유사도 판별기(304), 음원 위치 측정기(306) 및 음원 위치 메모리(308)를 포함한다.The sound source
레벨 판별기(302)는 ADC(204)에서 출력되는 음향 신호를 기설정된 기준값 이상인지 판단하여 기준값 이하인 경우 제거한다. 여기서, 기준값은 잡음을 나타내는 신호를 구별하기 위하여 일정 레벨 이상의 음향 신호 크기를 나타내는 임계치를 의미한다.The level discriminator 302 determines whether the acoustic signal output from the
유사도 판별기(304)는 레벨 판별기(302)에서 기준값 이상의 음향 신호를 수신하는 경우 수신된 음향 신호의 유사도(Correlation)를 검사하여 동일한 음원에서 나오는 음향 신호인지 판단하고 음원별로 음향 신호를 분류한다.When the similarity discriminator 304 receives an acoustic signal of more than a reference value from the level discriminator 302, the similarity discriminator 304 determines whether the acoustic signal is from the same sound source and classifies the acoustic signal for each sound source by checking a correlation of the received acoustic signal. .
만약 2종류의 음향 신호가 존재하면 동일한 음원별로 분류하여 위치를 측정해야 하기 때문이다.If there are two kinds of sound signals, it is necessary to classify the position by measuring the same sound source.
음원 위치 측정기(306)는 각 3D 마이크(100)에 도달되는 음향 신호의 도착 시간 차이를 측정하여 음원 위치 메모리(308)에 저장한다(예를 들면, t1-t1, t1-t3, t3- t4, t1-t3 등). 또한, 음원 위치 측정기(306)는 도착 시간 차이를 이용하여 3D 마이크(100)에서 음원까지의 거리 차이를 계산하고 계산한 거리 차이를 삼각 측량법을 이용하여 3차원 위치(거리와 방향)를 계산한다. 여기서, 삼각 측량법은 공지된 기술로 상세한 설명을 생략한다.The sound source position detector 306 measures the time difference of arrival of the acoustic signal arriving at each
음원 위치 측정기(306)는 2종류 이상의 음향 신호가 수신되는 경우 음향 신호별로 각각 3차원 위치를 계산한다.When two or more kinds of sound signals are received, the sound source position detector 306 calculates three-dimensional positions for each sound signal.
음원 위치 측정기(306)는 파손 음향 신호가 다수개의 마이크(100)에 수신되는 경우, 이후에 수신되는 음향 신호를 반사파 영향에 따른 신호로 간주하여 제거한다.When the damaged sound signal is received by the plurality of
음원 위치 메모리(308)는 음향 신호별로 각 3D 마이크(100)에 도달되는 음향 신호의 도착 시간 차이, 3D 마이크(100)에서 음원까지의 3차원 위치가 저장된다.The sound source position memory 308 stores the arrival time difference of the sound signal reaching each
침입 판별부(400)는 침입 판별기(402) 및 침입 감시 메모리(404)를 포함한다.The
침입 판별기(402)는 음원 위치 측정부(300)에서 계산한 음원의 3차원 위치가 경비 구역의 3차원 크기와 비교하여 경비 구역의 경계면(출입문, 창문, 유리, 벽, 천장, 바닥 등)인 경우 침입 경보를 출력한다.
침입 판별기(402)는 음원 위치 측정부(300)에서 계산한 음원의 3차원 위치가 경비 구역의 3차원 크기와 비교하여 경비 구역 이내이고 중요 경비 구역인 경우 침입 경보를 출력한다. 이하에서, 전술한 경비 구역 이내는 경비 구역의 경계면 또는 내부를 포함한다.The intrusion discriminator 402 outputs an intrusion alarm when the three-dimensional position of the sound source calculated by the sound source
침입 판별기(402)는 음원 위치 측정부(300)에서 계산한 음원의 3차원 위치가 경비 구역의 3차원 크기와 비교하여 경비 구역이고 무시 경비 구역이 아닌 경우 침입 경보를 출력한다.The
침입 판별기(402)는 음원 위치 측정부(300)에서 계산한 음원의 3차원 위치가 경비 구역의 3차원 크기와 비교하여 경비 구역이고 무시 경비 영역인 경우 침입 경보를 출력하지 않는다.The
결론적으로 침입 판별기(402)는 음원 위치 측정기(306)에서 수신한 위치 정보와 침입 감시 메모리(404)에 저장되어 있는 경비 구역의 3차원 크기, 중요 경비 영역, 무시 경비 영역의 정보를 비교하여 침입 여부를 판단한다.In conclusion, the
침입 판별기(402)는 음원 위치 측정부(300)를 통해 다수의 음향 신호의 각 음원의 위치를 계산하고 각 음원의 위치가 경비 구역 밖에서 경비 구역 쪽으로 다가오는 것으로 판단되는 경우 예비 경보를 출력한다.The
침입 감시 메모리(404)는 침입 판별기(402)에서 계산한 음원의 3차원 위치가 경비 구역의 경계면, 이내인지, 중요 경비 영역, 무시 경비 구역인지 여부를 판단한 결과 정보를 저장하고, 음원 위치 측정부(300)에서 측정한 경비 구역의 3차원 크기를 저장한다.The
다시 말해, 침입 감시 메모리(404)는 경비 구역의 3차원 크기, 중요 경비 영역, 무시 경비 영역 등의 침입 여부를 판단할 때 필요한 각종 정보가 저장된다.In other words, the
이하, 도 7에서 경비 구역의 3차원 크기를 구하는 방법, 중요 경비 영역 및 무시 경비 영역을 등록하는 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of obtaining a three-dimensional size of a guard zone, a method of registering an important guard zone and a ignored guard zone in FIG. 7 will be described in detail.
음향 처리부(500)는 음향 메모리(502), 빔포밍(Beam Forming) 처리기(504) 및 음향 합성기(506)를 포함한다.The
음향 메모리(502)는 음원 위치 측정부(300)에서 수신되는 음향 신호와 침입 판별부(400)에서 침입으로 의심되는 침입 음향 신호를 저장한다.The
빔포밍 처리기(504)는 음향 신호 또는 침입 음향 신호를 음원 방향의 지향 특성으로 처리하여 3D 마이크(100)의 감도를 높인다. 3D 마이크(100)의 감도를 높이는 이유는 고감도로 음향 신호 또는 침입 음향 신호를 녹음할 수 있어 관제사가 음향으로 침입을 판단하는데 도움을 준다.The
음향 합성기(506)는 음향 메모리(502)에 저장된 데이터를 이용하여 음향 또는 음성을 합성한다.The
제어부(600)는 침입 판별부(400)에서 침입을 감지하면 침입 경보를 전송하는 절차를 제어하고, 음향 메모리(502)에 저장된 침입 음향 신호를 음향 합성기(506)를 통하여 아날로그 음향으로 합성하여 관제 센터로 전송한다.The
제어부(600)는 경비 구역의 경보 해제 중 경비 구역 일측에 설치된 고정 스피커(710)를 통해 일정 시간마다 측정 신호음(음파 또는 초음파)을 발생시키고 측정 신호음을 3D 마이크(100)로 수신하여 측정 신호음이 각 마이크(100)에 도착되는 지연 시간 및 신호의 크기를 음원 위치 측정부(300)에서 측정함으로써 3D 마이크(100)의 위치와 감도가 정상인지 검사한다.The
제어부(600)는 경비 구역의 외곽(출입문, 벽, 유리 등)에 인위적으로 충격을 주어 음향을 발생시키고 발생한 음향이 침입으로 감지되도록 음원 위치 측정부(300)에서 감도 및 위치를 보정하도록 알려준다.The
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 음원 위치 측정 기술을 이용한 침입 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the intrusion detection method using the three-dimensional sound source position measurement technology according to an embodiment of the present invention.
먼저, 이동 스피커(720)는 경비 구역의 각 모서리에 위치하고 있다고 가정한다.First, assume that
음원 위치 측정기(306)는 음향 합성기(506)를 제어하여 측정용 음파 신호를 발생시키고, 발생한 측정용 음파 신호가 제어부(600)를 경유하여 유선 또는 무선으로 이동 스피커(720)에 전송한다. 이로 인하여 이동 스피커(720)는 음향 합성기(506)로부터 측정용 음파 신호를 수신하는 경우, 측정 음향을 발생한다.The sound source position measurer 306 controls the
음원 위치 측정기(306)는 이동 스피커(720)로부터 발생한 측정 음향을 3D 마이크(100), 아날로그 처리부(200)를 거쳐 수신하고, 각 3D 마이크(100)에 도달되는 도착 시간 차이를 측정하면 도착 시간 차이를 이용하여 3D 마이크(100)에서 음원까지의 거리 차이를 계산한다.The sound source position measuring unit 306 receives the measurement sound generated from the
음원 위치 측정기(306)는 계산한 거리 차이를 삼각 측량법을 이용하여 3차원 위치를 계산한다. 예를 들어, 경비 구역이 직육면체인 경우 가로, 세로, 높이(x, y, z)를 측정하면 경비 구역의 크기를 알 수 있고, 직육면체가 아닌 경우 여러 개의 모서리에서 측정하면 경비 구역의 3차원 크기를 알 수 있다. 따라서, 음원 위치 측정기(306)는 경비 구역의 크기가 6각형, 원형이라도 측정할 수 있다.The sound source position measurer 306 calculates the three-dimensional position using the calculated distance difference using triangulation. For example, if the guard zone is a cuboid, measuring the width, length, and height (x, y, z) tells you the size of the guard zone. It can be seen. Therefore, the sound source position measuring device 306 can measure the size of the guard zone even if it is hexagonal or circular.
음원 위치 측정기(306)는 계산한 경비 구역의 3차원 크기를 음원 위치 메모리(308)와 침입 판별부(400)의 침입 감시 메모리(404)에 저장하고, 음향 처리부(500)의 음향 합성기(506)에서 음성을 합성하여 고정 스피커(710)로 출력하도록 제어한다(예를 들어, '측정된 거리는 x 방향으로 4.8m 입니다')(S100).The sound source position measurer 306 stores the calculated three-dimensional size of the guard zone in the sound source position memory 308 and the
음원 위치 측정기(306)는 음향 신호가 다수개의 마이크(100)에 수신되어 음향 신호의 음원의 위치가 경비 구역 밖으로 판단되고 일정 시간을 지연하여 다수의 음향 신호가 다수개의 마이크(100)에 수신되는 경우 외부 소음에 의하여(천둥, 폭죽음 등)에 의하여 2차적으로 발생되는 음향 신호로 간주하여 제거한다.The sound source position measurer 306 receives sound signals from the plurality of
음원 위치 측정기(306)는 계산한 음원의 3차원 위치가 경비 구역의 3차원 크기와 비교하여 경비 구역을 벗어나는 위치인 경우 경비 구역 밖에서 발생하는 음향으로 간주하여 제거할 수 있다.The sound source position measurer 306 may remove the sound generated outside the guard zone when the calculated three-dimensional position of the sound source is out of the guard zone compared to the three-dimensional size of the guard zone.
레벨 판별기(302)는 3D 마이크(100)로부터 수신된 음향 신호가 기설정된 기준값 이상인지 판단하여 기준값 이하인 경우 해당 음향 신호를 제거한다(S102).The level discriminator 302 determines whether the sound signal received from the
유사도 판별기(304)는 레벨 판별기(302)에서 수신한 음향 신호가 동일한 음원에서 나오는 음향 신호인지 판단하여 음원별로 음향 신호를 분류한다(S104).The similarity discriminator 304 determines whether the sound signal received by the level discriminator 302 is a sound signal from the same sound source and classifies the sound signal for each sound source (S104).
음원 위치 측정기(306)는 각 3D 마이크(100)에 도달되는 음향 신호의 도착 시간 차이를 측정하여 3D 마이크(100)에서 음원까지의 거리 차이를 계산하고 계산한 거리 차이를 삼각 측량법을 이용하여 3차원 위치를 계산한다(S106, S108).The sound source position measurer 306 measures the difference in time of arrival of the acoustic signal arriving at each
침입 판별기(402)는 음원 위치 측정부(300)에서 계산한 음원의 3차원 위치를 침입 감시 메모리(404)에 기저장된 경비 구역의 3차원 크기와 비교하여 경비 구역의 경계면 또는 경비 구역의 내부이고 무시 경비 영역이 아닌 경우 침입으로 판단한다(S110).
이어서, 제어부(600)는 침입 판별부(400)에서 침입을 감지하면 침입 경보와 음향을 음향 합성기(506)를 통하여 아날로그 음향으로 합성하여 관제 센터로 전송한다(S112).Subsequently, when the
전술한 중요 경비 영역을 설정하는 방법은 다음과 같다.The method for setting the above-described critical expenses area is as follows.
음원 위치 측정기(306)는 음향 합성기(506)를 제어하여 측정용 음파 신호를 발생시키고, 발생한 측정용 음파 신호가 제어부(600)를 경유하여 유선 또는 무선으로 이동 스피커(720)에 전송한다. 이로 인하여 이동 스피커(720)는 음향 합성기(506)로부터 측정용 음파 신호를 수신하는 경우, 측정 음향을 발생한다.The sound source position measurer 306 controls the
음원 위치 측정기(306)는 이동 스피커(720)로부터 발생한 측정 음향을 3D 마이크(100), 아날로그 처리부(200)를 거쳐 수신하고, 각 3D 마이크(100)에 도달되는 도착 시간 차이를 측정하면 도착 시간 차이를 이용하여 3D 마이크(100)에서 음원까지의 거리 차이를 계산한다.The sound source position measuring unit 306 receives the measurement sound generated from the
음원 위치 측정기(306)는 계산한 거리 차이를 삼각 측량법을 이용하여 중요 경비 영역의 3차원 위치를 계산하고, 침입 판별부(400)의 침입 감시 메모리(404)에 자동으로 저장한다.The sound source position measurer 306 calculates the three-dimensional position of the important guard area using the triangulation method, and stores the calculated distance difference automatically in the
중요 경비 영역은 경비 구역 내에 금고, 중요한 물품이 있는 진열장 등의 위치를 중요 영역으로 등록할 수 있다.Important guard zones can register the location of safes and showcases with important items as guard zones in guard zones.
음원 위치 측정기(306)는 중요 경비 영역에서 음향 신호가 발생하면 마이크 감도를 올려서 작은 음향 신호도 감지되게 할 수 있다.The sound source position measurer 306 may raise a microphone sensitivity so that a small sound signal may be detected when an acoustic signal occurs in a critical guard area.
무시 경비 영역을 설정하는 방법은 전술한 중요 경비 영역을 설정하는 방법과 동일하다. 무시 경비 영역은 경비 구역 내에 전화기, 팩시밀리, 냉장고 등 소음을 발생할 가능성이 있는 기기가 설치한 곳을 무시 영역으로 등록할 수 있다.The method of setting the ignore guard area is the same as the method of setting the critical guard area described above. The neglected guard zone can register as a neglected zone where a device such as a telephone, facsimile or refrigerator, which may generate noise, is installed in the guard zone.
침입 판별기(402)는 무시 경비 영역에서 음향 신호가 발생하면 경비 영역의 침입 여부를 판단하지 않는다(침입 경보를 발생하지 않음).The
음원 위치 측정부(300)는 경비 구역 중 감지 감도를 높이는 영역을 나타내는 중요 경비 영역으로 등록하고, 발생하는 소음을 무시해도 되는 영역을 나타내는 무시 경비 영역을 등록하며, 중요 경비 영역에서 발생하는 음향의 감지 감도를 높이고 무시 경비 영역에서 발생하는 음향을 제거한다.The sound source
중요 경비 영역과 무시 경비 영역은 중심 위치에서 일정 영역 범위를 임의로 조절하여 오보를 줄일 수 있다.Critical and Negative guard zones can reduce misinformation by arbitrarily adjusting a range of zones from a central location.
또한, 중요 경비 영역과 무시 경비 영역은 신규로 등록할 수 있고 해제할 수도 있다.In addition, the critical guard zone and the ignored guard zone can be newly registered and released.
음원 위치 측정기(306)는 음향 처리부(500)를 통해 중요 경비 영역과 무시 경비 영역의 등록시 안내 음성을 발생시켜 고정 스피커(710)를 통해 안내하고 측정 결과를 음성으로 알려줄 수 있다. 예를 들어, 방금 설정한 중요 경비 영역은 가로 3.7m, 세로 4.2m, 높이 1.2m입니다.The sound source position measurer 306 may generate a guide voice during registration of the critical guard zone and the ignored guard zone through the
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only by the apparatus and / or method, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded And such an embodiment can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 음원 위치 측정 기술을 이용한 침입 감지 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of an intrusion detection apparatus using a three-dimensional sound source position measurement technology according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 경비 구역의 3차원으로 분산하여 설치된 다수개의 3D 마이크를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a view showing a plurality of 3D microphones distributed in three dimensions of the guard zone according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아날로그 처리부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.3 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of an analog processor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 음원 위치 측정부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.4 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a sound source position measuring unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 침입 판별부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.5 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of an intrusion discrimination unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 음향 처리부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.6 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the sound processing unit according to the embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 음원 위치 측정 기술을 이용한 침입 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the intrusion detection method using the three-dimensional sound source position measurement technology according to an embodiment of the present invention.
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