KR20100095279A - 음향 센서를 이용한 치안 유지 ｕｓｎ 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법 - Google Patents

음향 센서를 이용한 치안 유지 ｕｓｎ 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 분산 음원 위치 확정 방식을 이용하여 이벤트의 위치를 확정할 수 있으므로, 공유 방식에 적용되는 고가의 장비를 제거할 수 있고, 중앙 집중 방식에 적용되는 위성 항법 장치도 제거할 수 있으며, 정보의 지연 및 장치의 성능 감소를 방지하는 데 있다.
이를 위해 본 발명은 치안 유지를 위한 치안 유지 영역에 서로 이격 되도록 배치되며, 치안 유지 영역에 발생된 이벤트 발생 음향 신호를 통해서 이벤트의 발생 위치 정보를 제공하는 복수개의 음향 센서와, 이벤트의 발생 위치 정보를 송신하는 중계 역할을 하는 베이스 스테이션 및 이벤트의 발생 위치 정보를 전송 받아, 치안 유지를 위해 이벤트의 위치 정보를 전송 또는 알리는 치안 유지 서버를 포함하며, 복수의 음향센서는 감지된 이벤트 발생 음향 신호를 분산 음원 위치 확정 방식을 이용하여 이벤트의 발생 위치 정보를 확정하는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법을 개시한다.
치안 유지, 음향 센서, 분산 음원 위치 확정 방식, 리더 노드

Description

음향 센서를 이용한 치안 유지 ＵＳＮ 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법{THE UBIQUITOUS SENSOR NETWORK SYSTEM FOR MAINTENANCE OF THE PUBLIC ORDER USING ACOUSTIC SENSORS AND THE METHOD THEREFOR}
본 발명은 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 분산 음원 위치 확정 방식을 이용하여 이벤트의 위치를 확정할 수 있으므로, 공유 방식에 적용 되는 고가의 장비를 제거할 수 있고, 중앙 집중 방식에 적용되는 위성 항법 장치도 제거할 수 있으며, 정보의 지연 및 장치의 성능 감소를 방지할 수 있는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법에 관한 것이다.
최근 일상생활에 산재한 사물과 물리적 대상이 점차 정보의 대상으로 확대됨에 따라 인간과 컴퓨터, 사물이 유기적으로 연계되어 다양하고 편리한 새로운 서비스를 제공해 주는 유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitous Computing)에 대한 관심이 고조되고 있다.
이러한 유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심 기술로는 사물에 컴퓨팅, 센싱 및 통신 기능이 내장되어 인간 외부 환경의 감시와 제어 기능을 수행하는 센서 네트워크 기술 이 각광받고 있다.
그리고 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network; 이하 'USN'이라 한다) 기술은 영상(빛), 온도, 가속도, 음향, 압력 등의 정보를 인식하는 각종 센서와, 각종 센서에서 수집한 정보를 무선으로 전송하는 네트워크 기술이 발전함에 따라 매우 활성화되고 있다.
종래의 치안 유지 시스템은 유선 마이크 배열과 같이 음향 발생 위치의 판단에 따른 낮은 정확성을 고려하여 음향이 전파되는 과정에서 발생하는 여러 가지 오차 유발 요소를 제거하여 데이터를 처리하는 중앙 집중 방식(Centralized system)이 적용되었다. 그러나 중앙 집중 방식의 치안 유지 시스템은 음향 센서의 수가 증가하면 정확한 동작을 보장하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 위와 같은 중앙 집중 방식에 적용되는 음향센서는 음향 센서의 위치 정보를 제공하기 위해 위성항법장치(Global Positioning System; GPS) 수신기 등이 내장되어 있어야 하며, 지리적으로 대상 공간이 한정되어 그 확장성에 문제점이 있다.
이후, 중앙 집중 방식의 확장성 문제 등을 해결하기 위해 다수개의 음향 센서가 하나의 제어 장치에 의해 제어되는 공유 방식(Clustering system)이 적용되었다. 그러나 공유방식의 치안 유지 시스템은 복수개의 클러스터가 필요하고, 고가의 장비를 이용해야하며, 클러스터(cluster)와 클러스터 사이에 음원이 존재할 경우에는 시스템의 성능이 감소되는 문제점이 있다. 또한, 공유방식의 치안 유지 시스템은 클러스터 사이의 통신과 정보교환에 있어서 추가적인 오버헤드(overhead)가 존재하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 복수의 센서 노드 간에 분산 음원 위치 확정 방식을 통해 사건 또는 사고와 관련된 음향을 인식하고, USN을 통해 치안 유지 서버에 사건 또는 사고의 발생 위치 정보를 제공할 수 있는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 분산 음원 위치 확정 방식을 이용하여 이벤트의 위치를 확정할 수 있으므로, 공유 방식에 적용 되는 고가의 장비를 제거할 수 있고, 중앙 집중 방식에 적용되는 위성 항법 장치도 제거할 수 있으며, 정보의 지연 및 장치의 성능 감소를 방지할 수 있는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법은 치안 유지를 위한 치안 유지 영역에 서로 이격 되도록 배치되며, 상기 치안 유지 영역에 발생된 이벤트 발생 음향 신호를 통해서 상기 이벤트의 발생 위치 정보를 제공하는 복수개의 음향 센서와, 상기 이벤트의 발생 위치 정보를 송신하는 중계 역할을 하는 베이스 스테이션 및 상기 이벤트의 발생 위치 정보를 전송 받아, 치안 유지를 위해 이벤트의 위치 정보를 전송 또는 알리는 치안 유지 서버를 포함하며, 상기 복수의 음향센서는 감지된 이벤 트 발생 음향 신호를 분산 음원 위치 확정 방식을 이용하여 이벤트의 발생 위치 정보를 확정할 수 있다.
상기 음향 센서와 상기 베이스 스테이션 사이에 위치하며, 상기 음향 센서에서 송신되는 상기 이벤트 발생 위치 정보 데이터를 이기종망 연동을 위해 변환하여 송신하는 게이트웨이를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 음향 센서에 각각 포함되는 복수의 센서 노드 중에서, 상기 이벤트 발생 위치와 가장 가까운 센서 노드를 분산 음원 위치 확정 방식을 통해서 리더 노드로 결정할 수 있다.
상기 이벤트의 발생 위치 정보는 상기 리더 노드를 통해서 상기 베이스 스테이션으로 전송될 수 있다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법은 치안 유지 영역에 분산되어 위치한 복수개의 음향 센서가 상기 치안 유지 영역에 발생된 이벤트의 음향 신호를 감지하는 음향 신호 감지 단계와, 상기 복수의 음향센서가 상기 이벤트의 발생 위치 정보를 분산 음원 위치 확정 방식을 통해서 이벤트 위치를 확정하는 이벤트 위치 확정 단계와, 상기 복수의 음향 센서에 각각 포함되는 센서 노드가 중계 장치인 베이스 스테이션을 통해서 치안 유지 서버로 상기 이벤트의 위치 정보를 전송하는 위치 전송 단계 및 상기 치안 유지 서버가 전송된 상기 이벤트의 위치 정보를 통해서, 상기 이벤트 발생 위치에 대한 정보를 소규모 치안 서버 또는 순찰 차량으로 전송하는 치안 유지 활동 실시 단계를 포함할 수 있다.
상기 위치 전송 단계에서는 상기 음향센서가 상기 이벤트 발생 위치 지역에 설치된 영상 장치와 연동하여, 영상 정보를 상기 치안 유지 서버로 함께 전송할 수 있다.
상기 이벤트 발생 음향 신호는 개인이 휴대하는 보안 발생 장치에서 발생되는 신호음이거나, 각각의 음향 센서에 설정되어 있는 데시벨(dB)이상의 발생음일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법은 복수의 센서 노드 간에 분산 음원 위치 확정 방식을 통해 사건 또는 사고와 관련된 음향을 인식하고, USN을 통해 치안 유지 서버에 사건 또는 사고의 발생 위치 정보를 제공할 수 있게 된다.
또한 상기와 같이 하여 본 발명에 의한 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법은 분산 음원 위치 확정 방식을 이용하여 이벤트의 위치를 확정할 수 있으므로, 공유 방식에 적용 되는 고가의 장비를 제거할 수 있고, 중앙 집중 방식에 적용되는 위성 항법 장치도 제거할 수 있으며, 정보의 지연 및 장치의 성능 감소를 방지할 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하 게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템을 도시한 구조도가 도시되어 있다.
도 1에서 도시된 바와 같이 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템(100)은 복수의 음향 센서(110), 게이트웨이(gateway, 120), 베이스 스테이션(base station, 130) 및 치안 유지 서버(140)를 포함할 수 있다.
상기 치안 유지 USN 시스템(100)은 치안 유지 영역(A)내에서 복수개의 음향 센서(110)의 공간에서 발생하는 이벤트(110A), 즉 사건/사고의 위치를 분산 음원 위치 확정(Distributed Acoustic Source Localization; 이하 'DASL') 방식을 사용하여 확정한다.
상기 복수의 음향 센서(110)는 치안 유지가 필요한 장소인 치안 유지 영역(A)에 서로 이격되도록 분산 배치된다. 그리고 복수의 음향 센서(110)는 무선 통신을 위한 각각 센서 노드(미도시)를 포함한다. 여기에서 센서 노드란 환경 물리계에서 감지된 정보를 통합적으로 처리한 결과 또는 초기 데이터를 유무선 통신기술로 전달하는 시스템으로 데이터처리, 통신경로설정 및 미들웨어처리 등을 수행하는 프로세서와 통신모듈을 포함한다.
상기 복수의 음향 센서(110)는 상기 치안 유지 영역(A)에서 발생된 이벤트(110A) 발생 음향 신호를 감지한다. 여기서, 상기 이벤트(110A)는 치안 사건/사 고가 발생된 것으로, 개인이 휴대하는 보안 발생 장치에서 발생되는 신호음 또는, 각각의 음향 센서에 설정되어 있는 데시벨(dB)이상의 음향이 발생된 것일 수 있다. 그리고 각각의 음향 센서(111~119)에 포함된 각각의 센서 노드는 감지된 음향 신호에 대한 음향 정보를 상기 베이스 스테이션(130)으로 송부한다.
각각의 음향 센서(111~119)는 치안 유지 영역(A)에 이벤트(110A)가 발생되면, 상기 치안 유지 영역(A)에 복수의 음향 센서(110)에서 상기 이벤트(110A)를 감지한다. 그리고 각각의 음향 센서(111~119)에서 감지된 이벤트(110A)의 발생 음향 신호를 주변에 위치한 센서 노드와 비교한다. 이때, 각각의 음향 센서(111~119)는 각각의 음향 센서(111~119)에 각각의 센서 노드들 가운데에서 이벤트(110A)가 발생된, 발생 음원과 가장 가까운 센서 노드를 리더 노드(leader node)로 결정한다. 즉, 음향 센서(111~119)는 주변의 음향 센서에 각각 포함되는 센서 노드와 음향 정보를 비교하여 이벤트(110A)의 음원 정보를 가장 빨리 감지한 센서 노드 또는 음원의 세기가 가장 큰 센서 노드를 리더 노드로 결정할 수 있다. 이러한 리더 노드 선정 및 DASL방식은 도 2a 내지 도 2b에서 자세히 설명하고자 한다.
그리고 제1센서노드(111)에 포함되는 리더 노드는 치안 유지 영역(A) 내에 위치하는 이벤트(110A)에 대한 감지 시간 및 이벤트(110A)의 위치 정보를 베이스 스테이션(130)으로 전송한다. 그리고 상기 치안 유지 영역(A)에는 영상 장치가 더 설치될 수 있으며, 상기 영상 장치를 통해서 이벤트(110A)가 발생된 지역의 영상 정보를 베이스 스테이션(130)으로 전송할 수 있다.
그리고 상기 음향 센서(111~119)는 동일한 네트워크에 상기 음향 센 서(111~119)와 상기 베이스 스테이션(130)이 배치되면, 상기 베이스 스테이션(130)으로 직접적으로 음향 정보를 전송할 수 있다.
그리고 상기 음향 센서(111~119)는 서로 다른 통신망을 사용하는 네트워크에 상기 음향 센서(111~119)와 상기 베이스 스테이션(130)이 배치되면, 서로 다른 네트워크 간의 통신이 가능하도록 상기 게이트웨이(120)를 통해서 상기 베이스 스테이션(130)으로 음향 정보를 전송할 수 있다.
그리고 상기 음향 센서(111~119)가 배치된 치안 유지 영역(A)의 범위 분포가 넓을 경우에는, 상기 치안 유지 영역(A)은 각각의 그룹영역으로 나뉘고, 각각의 그룹영역에는 적어도 하나의 싱크 노드를 구비할 수 있다. 이때, 각각의 음향 센서는 나눠진 그룹영역에 포함되는 음향 정보를 동일 그룹 영역 내의 싱크 노드로 송부한다. 그리고 각각의 싱크 노드는 각각의 음향 센서에서 감지된 음향 정보를 게이트웨이(120)를 통해서 베이스 스테이션(130)으로 송부할 수 있다. 여기서, 싱크 노드는 IP주소를 갖지 않으며 데이터를 중계하는 중계 노드이다.
본 발명에서 복수의 음향 센서(111~119)는 9개의 음향 센서로 도시하였으나, 2개 이상의 복수개로 형성될 수 있으므로 본 발명에서 상기 음향 센서의 개수를 한정하는 것은 아니다.
상기 게이트웨이(120)는 상기 음향 센서(110)에서 송신되는 상기 이벤트(110A) 발생 위치 정보 데이터를 이기종망 연동을 위해 변환하여 상기 베이스 스테이션(130)으로 송부한다. 즉, 상기 게이트웨이(120)는 DASL방식을 통해서 확정된 이벤트(110A)의 위치를 리더 노드(111)에서 전송 받아서, 데이터 변환 후에 치안 유지 영역(A) 이외의 네트워크에 위치하는 베이스 스테이션(130)으로 전송한다. 일반적으로 게이트웨이(120)는 서로 다른 통신망을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하도록 설치된다. 일반적으로 게이트웨이(120)는 치안 유지 영역(A)에 배치된 센서 노드와 무선 송수신이 가능한 네트워크 영역에 배치된다. 그리고 상기 베이스 스테이션(130)은 치안 유지 서버(140)와 무선 송수신이 가능한 네트워크 영역에 위치한다. 그러므로 다른 네트워크상에 위치하는 센서 노드(111~119)와 상기 베이스 스테이션(130)의 통신을 위해서 게이트웨이(120)가 설치될 수 있다. 만약, 상기 센서 노드(111~119)와 상기 베이스 스테이션(130)이 동일한 네트워크상에 위치할 경우에는 상기 게이트웨이(120)는 생략될 수 있다.
상기 베이스 스테이션(130)은 상기 음향 센서(110)에서 수집된 음향 정보를 유무선 통신 기술을 통해서 치안 유지 서버(140)로 전송하는 중계 장치이다. 상기 베이스 스테이션(130)은 상기 리더 노드(111)에서 전송된 이벤트(110A)의 위치 정보를 전송 받는다. 그리고 상기 베이스 스테이션(130)은 서로 다른 통신망을 사용하는 네트워크에 상기 음향 센서(111~119)와 상기 베이스 스테이션(130)이 배치되면, 서로 다른 네트워크 간의 통신이 가능하도록 상기 게이트웨이(120)를 통해서 변환된 음향 정보를 전송받을 수 있다. 그리고 상기 베이스 스테이션(130)은 유선을 통해 형성된 유선을 통해 형성된 네트워크나, 기존의 인터넷과 같은 무선 네트워크 등을 통해 수집된 정보를 치안 유지 서버(140)로 전송한다. 상기 베이스 스테이션(130)은 게이트웨이 기능을 가질 수도 있으며, 이러한 경우에는 상기 게이트웨이(120)를 생략할 수 있으나 상기 베이스 스테이션(130)의 위치는 상기 센서 노 드(111~119)와 무선 네트워크가 가능한 영역에 위치할 수 있다.
상기 치안 유지 서버(140)는 상기 베이스 스테이션(130)에서 이벤트(110A)의 발생 위치 정보를 전송 받아서, 치안 유지를 위해 이벤트(110A)에 대한 대책을 마련한다. 상기 치안 유지 서버(140)는 경찰서나 보안 업체의 수신 네트워크를 의미하며, 상기 베이스 스테이션(130)에서 전송된 위치 정보를 치안 유지 서버(140)를 통해서 각 영역의 소규모의 치안을 위해 설치된 서버 또는 순찰 차량 등에 중계될 수 있다. 그리고 상기 이벤트(110A) 정보는 상기 베이스 스테이션(130)에서 직접 소규모 치안을 위해 설치된 서버 또는 순찰 차량 등에 전송될 수 있다.
상기 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템(100)은 치안 유지 영역(A)에서로 이격되도록 분산 배치된 각각의 음향 센서(111~119)에 포함되는 각각의 센서 노드(111~119)간에 분산 음원 위치 확정(DASL)방식을 통해 사건 또는 사고와 관련된 음향을 인식하고, 그 위치를 USN을 통해 치안 유지 서버(140)에 사건 또는 사고의 발생 위치 정보를 제공할 수 있다. 그러므로 상기 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템(100)은 분산 음원 위치 확정을 이용하여 이벤트(110A)의 위치를 확정할 수 있으므로, 공유 방식에 적용 되는 고가의 장비를 제거할 수 있고, 중앙 집중 방식에 적용되는 위성 항법 장치도 제거할 수 있으며, 별도의 장치 및 장비를 제거할 수 있으므로 음향 정보 전송 시 정보가 지연되거나, 이로 인해서 장치의 성능 감소하는 것을 방지할 수 있다.
도 2a를 참조하면 도 1에 도시된 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 에서 이벤트의 위치를 확정하는 분산 음원 위치 확정 방법을 설명하기 위한 구조도가 도시되어 있으며, 도 2b를 참조하며 도 2a에서 치안 유지 영역의 위치 추정을 위해 그룹을 설정을 하는 구조도가 도시되어 있다.
도 2a 내지 도 2b에서 도시된 바와 같이 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템(100)에서 이벤트의 위치를 확정하는 분산 음원 위치 확정 방식을 설명하기 위한 구조도는 복수의 음향 센서(110)에 각각 포함되는 음향 센서가 주변의 음향 센서와 음향 정보를 송신하여 이벤트(110A)의 발생 위치를 확정하는 DASL 방식이 사용된다. 이때, 음향 센서는 센서 노드를 통해서 주변 음향 센서와 음향 정보를 송수신 할 수 있으나, 별도의 센서 노드에 대한 설명은 생략하고자 한다.
상기 DASL 방식은 각각의 제1음향 센서(111) 내지 제9음향 센서(119)가 주변의 음향 센서와 음향 정보를 송수신하면서, 이벤트(110A)인 사건/사고의 위치를 확정할 수 있다.
이때, 치안 유지 영역(A)에 이벤트(110A)가 발생하면, 주변에 위치한 음향 센서(111~119)는 이벤트의 발생 음향 신호를 중심으로 영역을 형성할 수 있다. 그리고 이때, 영역이 형성되지 않은 나머지 음향 센서들은 다른 이벤트에 대해 대기 상태를 유지할 수 있다. 이러한 영역에는 적어도 3개의 음향 센서를 포함할 수 있다. 그리고 각 영역 내에 음향 센서는 비교 대상이 되는 다른 음향 센서와 각각 중앙 경계선을 기준으로, 이벤트 발생 위치와 더 근접한 위치에 있는 음향 센서를 결정한다. 그리고 이벤트 발생 위치와 더 근접한 위치에 있는 음향 센서는 동일 영역 내에 위치하는 비교 대상이 되는 또 다른 음향 센서와 동일한 방법을 통해 이벤트 발생 추정 위치를 결정하여 점차적으로 사건/사고에 관한 발생 위치 영역을 줄여가고 이벤트와 가장 근접한 음향 센서(111)의 센서 노드를 리더 노드로 설정한다.
예를 들어, DASL 방식은 치안 유지 영역(A)에 포함되며, 적어도 3개의 음향 센서를 포함하는 제1영역(A1)에서 이벤트(110A)가 발생된 위치 정보를 확정하는 방법을 통해서 설명하고자 한다. 우선 제1영역(A1)에는 제1음향 센서(111), 제2음향 센서(112) 및 제6음향 센서(116)가 포함된다. 우선, 제1음향 센서(111)의 비교 대상이 되는 제2음향 센서(112)로 설정하면, 제1음향 센서(111)와 제2음향 센서(112) 사이의 중앙 경계선(제1음향 센서와 제2음향 센서 사이의 거리 중간)을 기준으로 이벤트(110A)와 더 근접한 위치의 센서노드를 결정한다. 이때, 제1음향 센서(111)와 제2음향 센서(112)는 둘 중에서 이벤트(110A)의 음원 정보를 더 빨리 감지한 음향 센서 및 음원의 세기가 더 큰 음향 센서를 이벤트(110A)와 더 근접한 음향 센서로 확정한다. 복수개의 음향 센서(110)는 상기와 같은 방법의 반복 또는 하나의 음향 센서를 동일 영역에 있는 음향 센서와 한 번에 모두 비교하여 이벤트(110A)와 가장 근접한 음향 센서를 선정할 수 있다. 이와 같이 DASL방식은 이벤트(110A)가 발생된 위치 영역을 줄여가며, 이벤트(110A)가 발생된 위치와 가장 근접한 음향 센서(111)의 센서 노드를 리더 노드로 선정할 수 있다. 그리고 상기 리더 노드를 포함하는 음향 센서(111)는 게이트웨이(120)와 베이스 스테이션(130)을 통해서 이벤트(110A)의 위치 정보를 치안 유지 서버(140)로 전송할 수 있다.
그리고 도 2b와 같이, 각 영역에 적어도 3개의 음향 센서를 포함하도록 영역을 설정할 수 있다. 도 2b에서는 제1영역(A1), 제2영역(A2), 제3영역(A3) 및 제4영 역(A4)으로 설정하였다. 그러나 영역에 설정되지 않은 제4음향 센서(114), 제7음향 센서(117) 및 제9음향 센서(119)도 주변 음향 센서와 적어도 3개의 음향 센서로 이루어지도록 영역을 설정한 후에, 각 영역에 음향 센서의 음향 정보를 비교하여 이벤트 위치를 확인할 수 있다. 상기 치안 유지 영역(A)에서 각각의 영역 설정은 도 2b와 같이 적어도 3개의 음향 센서를 포함하도록 영역을 설정할 수 있으나, 별도의 영역 설정 없이 모든 음향 센서의 음향 정보를 비교할 수 도 있다. 그러므로 본 발명에서 치안 유지 영역(A)에서 리더 노드를 선정하기 위한 영역을 4개로 한정하는 것은 아니다.
이와 같이, 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템(100)은 분산 음원 위치 확정(DASL) 방식을 통해 사건 또는 사고와 관련된 음향을 인식하고, 그 위치를 USN을 통해 치안 유지 서버(140)로 사건 또는 사고의 발생 위치 정보를 제공할 수 있다. 그러므로 상기 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템(100)은 공유 방식에 적용 되는 고가의 장비를 제거할 수 있고, 중앙 집중 방식에 적용되는 위성 항법 장치도 제거할 수 있으며, 별도의 장치 및 장비를 제거할 수 있으므로 음향 정보 전송 시 정보가 지연되거나, 이로 인해서 장치의 성능 감소하는 것을 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템을 이용한 치안 유지 방법의 순서도가 도시되어 있다.
도 3에서 도시된 바와 같이 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템을 이 용한 치안 유지 방법의 순서도는 음향 신호 감지 단계(S1), 이벤트 위치 확정 단계(S2), 위치 전송 단계(S3) 및 치안 유지 활동 실시 단계(S4)를 포함할 수 있다.
상기 음향 신호 감지 단계(S1)에서는 치안 유지를 위한 치안 유지 영역(A)에 서로 이격되도록 분산 배치된 복수의 음향 센서(110)가 상기 치안 유지 영역(A)에서 발생된 상기 이벤트(110A)의 음향 정보를 감지한다. 즉, 상기 음향 신호 감지 단계(S1)에서는 복수개의 음향 센서(110)가 치안 유지 영역(A)에서 발생된 이벤트(110A)인 사건/사고에 대한 음향 정보를 감지한다. 이때 상기 이벤트(110A)는 휴대하는 보안 발생 장치에서 발생되는 신호음 또는 각각의 음향 센서에 설정되어 있는 데시벨(dB)이상의 음향 정보를 갖는 사건/사고에 대한 신호일 수 있다.
상기 이벤트 위치 확정 단계(S2)에서는 상기 복수의 음향 센서(110)가 감지한 음향 정보를 서로 송수신하면서 이벤트의 위치를 확정하는 DASL방식으로 이벤트의 위치를 확정한다. 상기 DASL 방식은 복수의 음향 센서(111~119)에 각각 포함되는 센서 노드들이 주변의 다른 센서 노드와 음향 정보를 송수신하면서, 이벤트(110A)인 사건/사고의 위치를 확정할 수 있다.
이때, 치안 유지 영역(A)에 이벤트(110A)가 발생하면, 주변에 위치한 음향 센서(111~119)는 이벤트의 발생 음향 신호를 중심으로 영역을 형성할 수 있다. 그리고 이때, 영역이 형성되지 않은 나머지 음향 센서들은 다른 이벤트에 대해 대기 상태를 유지할 수 있다. 이러한 영역에는 적어도 3개의 음향 센서를 포함할 수 있다. 그리고 각 영역 내에 음향 센서는 비교 대상이 되는 다른 음향 센서와 각각 중앙 경계선을 기준으로, 이벤트 발생 위치와 더 근접한 위치에 있는 음향 센서를 결 정한다. 그리고 이벤트 발생 위치와 더 근접한 위치에 있는 음향 센서는 동일 영역 내에 위치하는 비교 대상이 되는 또 다른 음향 센서와 동일한 방법을 통해 이벤트 발생 추정 위치를 결정하여 점차적으로 사건/사고에 관한 발생 위치 영역을 줄여가고 이벤트와 가장 근접한 음향 센서(111)의 센서 노드를 리더 노드로 설정한다.
그리고 상기 리더 노드를 설정하기 위해서, 상기 음향 센서(110)는 상기 치안 유지 영역(A)에서 별도의 영역 설정 없이 상기 치안 유지 영역(A)에 포함되는 모든 음향 센서(110)의 음향 정보를 비교하여 이벤트 발생 위치를 확정할 수도 있다.
상기 위치 전송 단계(S3)에서는 상기 이벤트 위치 확정 단계(S2)에서 선정된 리더 노드가 이벤트(110A)의 위치 정보를 베이스 스테이션(130)으로 전송한다. 그리고 중계 장치인 상기 베이스 스테이션(130)은 상기 리더 노드를 통해서 송부된 이벤트(110A)가 발생된 위치 정보를 치안 유지 서버(140)로 송신한다. 즉, 상기 위치 전송 단계(S3)에서는 리더 노드가 치안 유지 영역(A) 내에 위치하는 이벤트(110A)에 대한 위치 정보를 베이스 스테이션(130)을 통해서 치안 유지 서버(140)로 전송한다. 그리고 상기 이벤트(110A)가 발생된 위치 지역에는 영상 장치가 더 설치될 수 있으며, 상기 영상 장치와 연동하여 이벤트(110A)가 발생된 지역의 영상 정보를 베이스 스테이션(130)을 통해서 치안 유지 서버(140)로 전송될 수 있다.
그리고 상기 리더 노드와 상기 베이스 스테이션(130)이 다른 네트워크에 위치할 경우에는, 상기 리더 노드에서 전송되는 이벤트(110A) 발생 위치 정보 데이터를 이기종망 연동을 위해 변환하는 게이트웨이(120)를 통해서 상기 베이스 스테이 션(130)으로 전송할 수 있다. 만약, 상기 리더 노드와 상기 베이스 스테이션(130)이 동일한 네트워크상에 위치할 경우에는 상기 게이트웨이(120)는 생략될 수 있다.
상기 치안 유지 활동 실시 단계(S4)에서는 상기 치안 유지 서버(140)가 상기 이벤트(110A)의 발생 위치를 전송 받아서, 상기 이벤트(110A)에 대한 대책을 마련한다. 상기 치안 유지 서버(140)는 경찰서나 보안 업체의 수신 네트워크를 의미한다. 상기 치안 유지 서버(140)는 상기 베이스 스테이션(130)에서 전송된 위치 정보를 소규모의 치안을 위해 설치된 장치 또는 순찰 차량 등에 중계할 수 있다. 그리고 상기 치안 유지 서버(140)는 소규모 치안을 위해 설치된 서버 또는 순찰 차량 등에 전송하여, 치안을 위해 설치된 소규모 서버에서 치안을 위한 출동을 하거나, 순찰 차량이 직접 출동할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템 및 이를 이용한 치안 유지 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템을 도시한 구조도이다.
도 2a 내지 도 2b는 도 1에 도시된 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템에서 이벤트의 위치를 확정하는 분산 음원 위치 확정 방식을 설명하기 위한 구조도이다.
도 3은 도 1에 도시된 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템을 이용한 치안 유지 방법의 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템
110; 복수의 음향 센서 120; 게이트웨이
130; 베이스 스테이션 140; 치안 유치 서버

Claims (7)

  1. 치안 유지를 위한 치안 유지 영역에 서로 이격 되도록 배치되며, 상기 치안 유지 영역에 발생된 이벤트 발생 음향 신호를 통해서 상기 이벤트의 발생 위치 정보를 제공하는 복수개의 음향 센서;
    상기 이벤트의 발생 위치 정보를 송신하는 중계 역할을 하는 베이스 스테이션; 및
    상기 이벤트의 발생 위치 정보를 전송 받아, 치안 유지를 위해 이벤트의 위치 정보를 전송 또는 알리는 치안 유지 서버를 포함하며,
    상기 복수의 음향센서는 감지된 이벤트 발생 음향 신호를 분산 음원 위치 확정 방식을 이용하여 이벤트의 발생 위치 정보를 확정하는 것을 특징으로 하는 음향 센서를 이용 한 치안 유지 USN 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 음향 센서와 상기 베이스 스테이션 사이에 위치하며,
    상기 음향 센서에서 송신되는 상기 이벤트 발생 위치 정보 데이터를 이기종망 연동을 위해 변환하여 송신하는 게이트웨이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 음향 센서에 각각 포함되는 복수의 센서 노드 중에서, 상기 이벤트 발생 위치와 가장 가까운 센서 노드를 분산 음원 위치 확정 방식을 통해서 리더 노드로 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 이벤트의 발생 위치 정보는 상기 리더 노드를 통해서 상기 베이스 스테이션으로 전송되는 것을 특징으로 하는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템.
  5. 치안 유지 영역에 분산되어 위치한 복수개의 음향 센서가 상기 치안 유지 영역에 발생된 이벤트의 음향 신호를 감지하는 음향 신호 감지 단계;
    상기 복수의 음향센서가 상기 이벤트의 발생 위치 정보를 분산 음원 위치 확정 방식을 통해서 이벤트 위치를 확정하는 이벤트 위치 확정 단계;
    상기 복수의 음향 센서에 각각 포함되는 센서 노드가 중계 장치인 베이스 스테이션을 통해서 치안 유지 서버로 상기 이벤트의 위치 정보를 전송하는 위치 전송 단계; 및
    상기 치안 유지 서버가 전송된 상기 이벤트의 위치 정보를 통해서, 상기 이벤트 발생 위치에 대한 정보를 소규모 치안 서버 또는 순찰 차량으로 전송하는 치안 유지 활동 실시 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템을 이용한 치안 유지 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 위치 전송 단계에서는 상기 음향센서가 상기 이벤트 발생 위치 지역에 설치된 영상 장치와 연동하여, 영상 정보를 상기 치안 유지 서버로 함께 전송하는 것을 특징으로 하는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템을 이용한 치안 유지 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 이벤트 발생 음향 신호는 개인이 휴대하는 보안 발생 장치에서 발생되는 신호음이거나, 각각의 음향 센서에 설정되어 있는 데시벨(dB)이상의 발생음인 것을 특징으로 하는 음향 센서를 이용한 치안 유지 USN 시스템을 이용한 치안 유지 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101476978B1 (ko) * 2013-04-02 2014-12-30 동명대학교산학협력단 Ad-hoc 네트워킹 기반 상황인지 문화재 감시시스템 및 그 방법
KR20150097085A (ko) 2014-02-18 2015-08-26 주식회사 일리시스 보안데이터 수집장치 및 그 수집방법
KR20160099130A (ko) * 2015-02-11 2016-08-22 조선대학교산학협력단 멀티 스테이션 시스템

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