KR20140034364A - 임펄스 레이더를 이용한 인체감지 보안 시스템 - Google Patents

임펄스 레이더를 이용한 인체감지 보안 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20140034364A
KR20140034364A KR1020120099865A KR20120099865A KR20140034364A KR 20140034364 A KR20140034364 A KR 20140034364A KR 1020120099865 A KR1020120099865 A KR 1020120099865A KR 20120099865 A KR20120099865 A KR 20120099865A KR 20140034364 A KR20140034364 A KR 20140034364A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
camera
security
target
horizontal
transceiver
Prior art date
Application number
KR1020120099865A
Other languages
English (en)
Inventor
오성세
Original Assignee
주식회사 우리별
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 우리별 filed Critical 주식회사 우리별
Priority to KR1020120099865A priority Critical patent/KR20140034364A/ko
Publication of KR20140034364A publication Critical patent/KR20140034364A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
    • G08B13/194—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems
    • G08B13/196—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems using television cameras
    • G08B13/19678—User interface
    • G08B13/19689—Remote control of cameras, e.g. remote orientation or image zooming control for a PTZ camera
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/181—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems
    • G08B13/183—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems by interruption of a radiation beam or barrier
    • G08B13/184—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems by interruption of a radiation beam or barrier using radiation reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 기존 마이크로파 센싱기반의 보안시스템으로 지원할 수 없는 목표물에 대한 감지거리,방향 ,동시에 여러 목표물감지, 목표물의 물성( 사람,곤충,동물,자동차)및 형태등을 감지하여 저비용 ,초고속, 고정밀, 자동화된 보안장치및 통합 관제 시스템을 구현한다.
또한 일반적인 보안시스템의 센서 감지에 의한 오류 알람 발생을 방지하기 위하여 레이더 기술을 장착한 보안장치를 구현, 감지된 목표물이 무엇인지 스스로 구분하여 구분된 대상에 따라 대응할 수 있도록 한다.
근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치는 감지된 목표물이 사람인지 기타 다른 물체인지 구분하며 , 정확한 거리 및 접근 방향을 알수 있기 때문에 카메라 한대를 가지고도 360도 전시야각을 감지 할수 있으며 감지된 대상에 따라 알람발생 여부를 스스로 판단하여 조치한다.
정확도를 높이기 위하여 하드웨어 적인 부가장비가 필요하지 않고 소프트웨어적인 로직과 데이터베이스의 관리만으로 보정되기 때문에 비용면에서도 저비용 고효율을 창출한다.

Description

임펄스 레이더를 이용한 인체감지 보안 시스템 {human sensing security system using Impulse UWB (Ultra Wide Band) Radar}
본 발명은 높은 대역폭을 발생시키는 전송펄스 트랜시버와; 지향성이 높은 안테나부; 발생된 광 대역 폭의 수신파형의 침투능력 및 재질 특성에 따라 변화하는 파형변화 특성을 분석하여 거리/방향/인체여부를 감지하는 신호분석부; 신호분석 결과를 기초로 주변장치를 제어하는 제어부;제어부로부터 제어명령을 수신하여 카메라의 위치/각도/해상도등을 처리하며 단순 ON/OFF 알람 및 보안등 점멸 기능을 가진 주변장치 제어부; 전체 보안시스템 관리를 위한 통합 관제부;로 구성되어 있는 인체감지 보안장치에 관한 것이다.
근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술은 저전력 특성이며 근거리 ( 10～100미터) 공간에서 짧은 단일펄스에 의해 광대역 주파수특성을 얻을수 있는 기술특성을 이용하여 기존 마이크로파 센싱기반의 보안시스템으로 지원할 수 없는 목표물에 대한 감지거리,방향 ,동시에 여러 목표물감지, 목표물의 물성( 사람,곤충,동물,자동차)및 형태등을 감지할 수 있다.
이러한 근거리 광대역 레이더 기술의 특성과 기존 보안 장비들을 결합하여 저비용 ,초고속, 고정밀, 자동화된 보안장치및 통합 관제 시스템을 구현한다.
일반적인 보안시스템은 센서 감지에 의한 알람 발생 또는 지정된 지역에 고정되어 있는 감시카메라 등에 의존하지만 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치는 감지된 목표물이 무엇인지 스스로 구분하여 구분된 대상에 따라 대응할 수 있도록 구성할 수 있다.
기존 보안 시스템은 이러한 기능을 하기 어려움으로서 주변의 상황 ( 번개,비,각종 곤충 및 동물) 에 따라 물체 식별이 안되어 오류 경보를 발생시키거나 불필요한 감시기록 까지 저장해야 하기 때문에 전체적인 관리 비용이 증가하며 실제 침입자가 발생하였는지 여부를 판단하기 위한 부가적인 장비나 기존 감시장비의 대수증가 및 운영자가 필요하게 된다.
종래의 카메라 기반의 보안 시스템의 경우 전후/좌우 모든 방향의 목표물을 감지 하려면 4대의 카메라를 장착하여 24시간 녹화를 하여야 한다.
또한 감지시 경보를 울리거나 보안등을 점멸할 경우 사람이 아닌 동물이나 곤충 또는 기상 상황의 변화로 오동작 할 수 있다.
센서 기반의 보안 장치도 센서자체에서 목표물에 대한 정확한 분석이 이루어 지지 않고 목표물의 유무에 의존하므로 오류 알람을 발생시킨다.
근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치는 감지된 목표물이 사람인지 기타 다른 물체인지 구분하며 , 정확한 거리 및 접근 방향을 알수 있기 때문에 카메라 한대를 가지고도 360도 전시야각을 감지 할수 있으며 감지된 대상에 따라 알람발생 여부를 스스로 판단하여 조치한다.
정확도를 높이기 위하여 하드웨어 적인 부가장비가 필요하지 않고 소프트웨어적인 로직과 데이터베이스의 관리만으로 보정되기 때문에 비용면에서도 저비용 고효율을 창출한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 근거리 UWB (초광대역) 레이더 CMOS 칩을 내장한 레이더부와 센싱 분석부 및 카메라및 단순 ON/OFF 알람 및 점멸 기능을 가진 주변장치 제어부를 구성하여 초고속 , 저비용,고효율의 보안장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 높은 대역폭을 발생시키는 전송펄스 트랜시버(송신/수신)부; 와 높은 지향성 안테나 송신/수신부; 발생된 광대역폭의 수신파형의 침투능력 및 재질 특성에 따라 변화하는 수신 파형 변화 특성을 분석하여 목표물의 거리/방향/인체여부를 감지하는 신호분석부; 신호분석 결과를 기초로 목표물이 인체인 경우 목표물추적을 위한 주변장치 ( 카메라/알람발생기/보안등 점멸기) 를 제어하는 제어부;제어부로부터 제어명령을 수신하여 카메라의 위치/각도/해상도등을 처리하는 카메라 처리부 및 주변장치 ON/OFF 또는 보안등 점멸부; 전체 보안시스템 관리 및 보안정책 결정을 위한 통합 관제부;로 구성하여 보안시스템이 자연환경의 변화나 주변환경의 변화 및 인체가 아닌 다른 종으로부터 발생하는 탐지 오류를 원천적으로 차단한다.
본 발명은 탐색하려는 대상을 정확히 판단 할 수 있고 또한 목표물의 거리 ,방향등 부가적인 탐지 정확도를 실시간으로 처리하여 센싱 오류를 방지한다.
또한 센싱 결과에 따라 각종 보안장비 ( 카메라 / 경고음 / 경고등 )들을 최소한의 대수로 여러대를 장착한 시스템과 같은 효과를 볼 수 있다.
ON/OFF 외부 제어 포트가 있어서 다양한 장비들을 연동하여 제어 할 수 있다.
목표물의 탐지 범위가 구형태의 3차원 탐지가 가능하여 3축 PTZ 카메라를 목표물이 탐지된 정확한 방향으로 이동시킬 수 있다.
카메라로 볼수 없는 목표물도 임펄스 송신 펄스의 투과성특성 때문에 신호세기를 조정하여 감지해낼 수 있다 ( 콘크리트 벽 뒤에 숨어있는 인체 감지등 )
도 1은 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치의 전면부 45도 원근도.
도 2는 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치의 우면부 45도 원근도.
도 3은 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치의 평면도.
도 4는 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치의 정면도.
도 5는 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치의 벽면설치용 좌측면도.
도 6은 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치의 벽면설치용 우측면도.
도 7은 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치의 바닥설치용 측면도.
도 8은 수평/수직 360도 임펄스 발생기, 송수신기 , 신호처리및 분석부 브라켓내의 송수신 안테나 / 신호처리 / 분석 메인보드
도 9는 임펄스 레이더를 이용한 목표물 탐지 원리 설명도
도 10은 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 장착한 보안장치의 전체시스템 블록 구성도.
도 11은 초광대역 임펄스 발생시 임펄스의 파형도
*도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명*
1 : 고해상도 PTZ 카메라
2 : 수평 360도 임펄스 발생기, 송수신기 및 신호처리및 분석부 브라켓
3 : 수직 360도 임펄스 발생기, 송수신기 및 신호처리및 분석부 브라켓
4 : 카메라 X축 / Y축 구동부
5 : 카메라 Z 축 구동부
6 : 수평 수직 마운팅 연결용 조인트
7 : 수평 수직 마운팅 연결용 철봉 구조
8 : 마운팅 브라켓
9 : 제어부
10 : 주변장치(카메라 ,알람발생기, 보안등 점멸) 연동 제어부
11 : 임펄스 송신기 안테나
12 : 임펄스 수신기 안테나
13 : 신호처리 및 분석 메인보드
14 : 목표물 구분 데이터베이스 Flash Memory
15 : 관리용 서버
16 : 경보음 발생기
17 : 보안등
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
[도 1] - [도 8] 은 구현시 필요한 외형물의 배치를 [도 10] 은 전체 시스템의 블록도이다. 시스템의 구현은 먼저 초광대역 임펄스 를 발생시키는 송신부에서 [도 11] 과 같은 가우시안 펄스형태의 펄스신호를 발생하여 연속적이며 특정주기 단위로 반복 송신 하면 1m 거리에 도달한후 다시 수신측으로 회귀되는 시간은 대략 6.6 나노초 (nano seconds) 이다.
이러한 원리를 이용하여 목표물에 전반사 또는 흡수-반사 되는 회귀 임펄스 패턴을 감지하여 목표물 까지의 거리를 [도 9] 과 같이 측정 할 수 있으며 임펄스파의 투과성질과 도플러특성에 의한 패턴특성 까지 분석하면 목표물의 재질특성도 분석이 가능하여 목표물이 생물인지 무생물인지 인체에서 반사되어 나오는 회귀파 형태인지를 [도 10] 의 14 ( 목표물 구분 파형 데이터베이스 )에 저장된 참조파형과 비교하여 구분해 낼 수 있다.
감지된 목표물의 방향은 [도 4] 의 2 ( 수평 360도 임펄스 발생기, 송수신기 및 신호처리및 분석부 브라켓 ) 내부에는 [도 8] 과 같은 임펄스 발생기, 송수신기 및 신호처리및 분석부 모듈이 60도 각도로 6개가 브라켓내에 장착되어 중첩 회귀 신호 파형 수신을 통해 일반 적인 무선 삼각 측정법으로 정확한 근거리 방향탐지를 할 수 있다.
목표물탐지에 필요한 신호의 발생과 목표물에 반사되어 회귀되는 신호의 분석 및 실시간 처리는 [도 10] 의 13 ( 신호분석부 )에서 초고속 샘플러를 이용하여 분석가능한 파형을 디지털신호로 변환하고 변환된 수신파형을 신호분석부의 디지털로직을 통해 [도 10] 의 14 ( 목표물 구분 파형 데이터베이스 )에 저장된 참조파형과 비교한다.
이러한 방식으로 목표물의 탐지가 실시간으로 분석 되면 이러한 분석 정보가 [도 10] 의 9 (제어부)로 전달되어 지고 제어부는 미리 정의된 목표물의 대응 정책에 따라 [도 10] 10 (주변장치 연동부)의 경보음, 보안등, 카메라를 제어 하여 적절히 대응한다.
모든 보안관련 장비의 등록과 정책및 관리 사항은 [도 10] 15 관리용서버 를 통하여 관리된다.

Claims (5)

1 : 고해상도 PTZ 카메라;와
2 : 수평 360도 임펄스 발생기, 송수신기 및 신호처리및 분석부 브라켓;과
3 : 수직 360도 임펄스 발생기, 송수신기 및 신호처리및 분석부 브라켓;과
4 : 카메라 X축 / Y축 구동부;와
5 : 카메라 Z 축 구동부;와
6 : 수평 수직 마운팅 연결용 조인트;와
7 : 수평 수직 마운팅 연결용 철봉 구조;와
8 : 마운팅 브라켓;과
9 : 제어부;와
10 : 주변장치(카메라 ,알람발생기, 보안등 점멸) 연동 제어부 를 [도 1 ～ 8] 과 같은 형태로 구성되는 것을 특징으로 하며 마운팅 방식을 수평 또는 수직 두가지 방식을 모두 지원하는 구조로 [도 6] 수평 마운팅시 측면도 와 [도 7] 의 수직마운팅 측면도 같이 6 ( 수평 수직마운팅 연결용 조인트)을 이용하여 두가지 방식의 마운팅을 지원하는 장치 .
목표물을 탐지 하는 방식을 근거리 UWB (초광대역) 레이더 기술을 이용하여 한 대의 카메라로 360도 전후/좌우 모든 방향을 감시하는 장치.
[도 8] 의 360도 임펄스 발생기, 송수신기 및 신호처리및 분석부 모듈을 60도 간격으로 6개를 2 : 수평 360도 임펄스 발생기, 송수신기 및 신호처리및 분석부 브라켓;과 3 : 수직 360도 임펄스 발생기, 송수신기 및 신호처리및 분석부 브라켓;의 내부에 장착한 구조로 동작되는 장치.
[도 10] 의 주변장치 연동부를 구성하여 외부장치를 관리서버에서 미리 정의한 대응정책에 따라 경보음 또는 보안등 또는 카메라를 제어하는 방식의 장치.
목표물의 탐지 및 분석이 목표물의 종류에 따른 참조 파형을 미리 [도 10] 의 14 (목표물 데이터베이스)에 저장한 상태에서 회귀신호 파형과 비교하여 구분하는 방식의 근거리 UWB (초광대역) 기반 보안장치.
KR1020120099865A 2012-09-10 2012-09-10 임펄스 레이더를 이용한 인체감지 보안 시스템 KR20140034364A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120099865A KR20140034364A (ko) 2012-09-10 2012-09-10 임펄스 레이더를 이용한 인체감지 보안 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120099865A KR20140034364A (ko) 2012-09-10 2012-09-10 임펄스 레이더를 이용한 인체감지 보안 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140034364A true KR20140034364A (ko) 2014-03-20

Family

ID=50644782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120099865A KR20140034364A (ko) 2012-09-10 2012-09-10 임펄스 레이더를 이용한 인체감지 보안 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140034364A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150145800A (ko) * 2014-06-19 2015-12-31 주식회사 에스원 스마트 센서 기반의 침입 감지 시스템 및 그 침입 감지 방법
KR101635200B1 (ko) * 2016-02-23 2016-06-30 주식회사 효성기술 사물인터넷과 광대역 레이더 센싱 기술을 이용한 가정용 인텔리전트 스마트 모니터링시스템
US10564258B2 (en) 2014-10-09 2020-02-18 Utc Fire & Security Corporation Advanced identification techniques for security and safety systems
CN111182489A (zh) * 2019-12-19 2020-05-19 胡友彬 一种气象海洋信息超短波传输系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150145800A (ko) * 2014-06-19 2015-12-31 주식회사 에스원 스마트 센서 기반의 침입 감지 시스템 및 그 침입 감지 방법
US10564258B2 (en) 2014-10-09 2020-02-18 Utc Fire & Security Corporation Advanced identification techniques for security and safety systems
KR101635200B1 (ko) * 2016-02-23 2016-06-30 주식회사 효성기술 사물인터넷과 광대역 레이더 센싱 기술을 이용한 가정용 인텔리전트 스마트 모니터링시스템
WO2017146313A1 (ko) * 2016-02-23 2017-08-31 주식회사 효성기술 사물인터넷과 광대역 레이더 센싱 기술을 이용한 가정용 인텔리전트 스마트 모니터링시스템
CN111182489A (zh) * 2019-12-19 2020-05-19 胡友彬 一种气象海洋信息超短波传输系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101927364B1 (ko) 딥 러닝 기반의 상황인지 실외 침입감지 레이더 시스템 및 이를 이용한 침입 감지 방법
US9311793B2 (en) Motion and area monitoring system and method
US8120524B2 (en) Motion detection systems using CW radar in combination with additional sensors
US7733220B2 (en) System and methods for detecting change in a monitored environment
KR102192754B1 (ko) 이동형 보안펜스
US20180356509A1 (en) Radar-based detection system
JP2009539272A (ja) 超広帯域レーダセンサおよびネットワーク
US20090304374A1 (en) Device for tracking a moving object
KR20190101244A (ko) 중장비 공사 현장의 안전감시시스템
CN103051887A (zh) 仿鹰眼智能视觉传感节点及其工作方法
KR20140034364A (ko) 임펄스 레이더를 이용한 인체감지 보안 시스템
CN104919334A (zh) 车辆上用于检测操作手势的通用传感器系统
CN104731092A (zh) 一种移动机器人多方位避障系统
CN104700543A (zh) 用于安防的微波感应探测方法及装置
Giannì et al. Obstacle detection system involving fusion of multiple sensor technologies
RU2595532C1 (ru) Радиолокационная система охраны территорий с малокадровой системой видеонаблюдения и оптимальной численностью сил охраны
EP2466560A1 (en) Method and system for monitoring the accessibility of an emergency exit
KR101887477B1 (ko) 안전 및 보안 시스템을 위한 가이드 광원을 포함하는 광대역 광센서 시스템
JP2002083383A (ja) 移動体追従スポットライト制御装置及びその移動体検出方法並びに制御方法
US11738785B2 (en) System and method for detecting an intruder on tracks
CN108415332A (zh) 一种基于激光雷达的家用防盗系统
US20230184930A1 (en) Method for identifying and classifying objects, and motor vehicle
Fernandes et al. Wi-Fi intruder detection
WO2022013864A1 (en) Detecting an object in an environment
JP2017181101A (ja) 対象物体検知装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application