KR20140091786A - 영역별 움직임 측정 결과 조합을 통한 이동정보 추정 방법 및 장치 - Google Patents

영역별 움직임 측정 결과 조합을 통한 이동정보 추정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

영역별 움직임 측정 결과 조합을 통한 이동정보 추정 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 이동정보 추정 장치는, 대상 영역 내의 서로 다른 측정 영역들에서 움직임을 측정하는 센서들과 센서들의 측정 결과들을 조합하여 대상 영역 내에서 발생한 이동정보를 추정하는 프로세서를 포함한다. 이에 의해, 저비용으로 구체적인 이동정보를 확보하게 되는 이점을 제공받을 수 있게 된다.

Description

영역별 움직임 측정 결과 조합을 통한 이동정보 추정 방법 및 장치{Method and Apparatus for Estimating Movement Information by Combination of Movement Sensing Results in Segmentation Regions}
본 발명은 이동정보 추정 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상 영역 내에서 발생한 움직임에 대한 이동정보를 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
대상 영역 내에서 발생한 움직임을 감시할 수 있는 대표적인 장비로 CCTV 카메라와 PIR 센서(Pyroelectric InfraRed Sensor : 초전형 적외선 센서)를 들 수 있다.
카메라는 비교적 정확하게 움직임을 감지할 수 있다는 장점이 있지만 고가의 장비이기 때문에, 아주 높은 정확도의 움직임 감지가 필요 없는 상황이라면 부적절하다.
도 1에 도시된 PIR 센서(10)는 저비용으로 움직임을 감지할 수 있지만, 감지해 낼 수 있는 이동정보는 매우 제한적이다. 즉, PIR 센서(10)는 대상 영역 내에 움직임이 발생하였다는 사실만을 감지할 수 있을 뿐이어서, 화장실, 계단, 현관 등에서의 자동 조명 시스템에만 이용가능할 뿐이다. 즉, PIR 센서(10)를 이용하여 구체적인 이동정보를 파악하는 것은 불가능하다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 저가의 장비/소자들로 대상 영역 내에서 발생한 움직임에 대한 이동정보를 구체적으로 인지할 수 있도록 하기 위한 방안으로, 영역별 움직임 측정 결과 조합을 통한 이동정보 추정 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 이동정보 추정 장치는, 대상 영역 내의 서로 다른 측정 영역들에서 움직임을 측정하는 센서들; 및 상기 센서들의 측정 결과들을 조합하여, 상기 대상 영역 내에서 발생한 이동정보를 추정하는 프로세서;를 포함한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동정보 추정 장치는, 상기 측정 결과들이 상기 이동정보에 매칭되어 DB로 저장된 저장부;를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 저장부에 저장된 DB에서 상기 측정 결과에 매칭된 상기 이동정보를 검색하여, 상기 이동정보를 추정할 수 있다.
또한, 상기 DB는, 각기 다른 움직임에 따라 발생하는 측정 결과들을 학습하여 생성할 수 있다.
그리고, 상기 이동정보는, 이동방향, 이동거리, 이동속도 및 이동높이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서들은, 상기 서로 다른 측정 영역들에 적외선을 조사 후 감지하도록 커버의 일부가 각기 다르게 가려질 수 있다.
그리고, 상기 측정 영역들은, 일부 영역이 서로 중복될 수 있다.
또한, 상기 측정 영역들은, 중앙 영역이 서로 중복되는 방사(放射) 형태로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 이동정보 추정 방법은, 대상 영역 내의 서로 다른 측정 영역들에서 움직임을 측정하는 단계; 및 상기 측정 단계에서의 측정 결과들을 조합하여, 상기 대상 영역 내에서 발생한 이동정보를 추정하는 단계;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 센서들을 이용한 영역별 움직임 측정 결과들을 조합하여 대상 영역에서 발생한 움직임에 대한 이동정보를 구체적으로 추정할 수 있게 되어, 저비용으로 구체적인 이동정보를 확보하게 되는 이점을 제공받을 수 있게 된다.
도 1은 커버로 덮여진 PIR 센서의 외관을 도시한 도면,
도 2는 PIR 클러스터의 외관 사시도,
도 3은 대상 영역과 측정 영역들을 도시한 도면,
도 4 내지 도 7은 측정 대상 영역에서의 각기 다른 움직임이 발생한 경우에 생성/출력되는 센서신호들을 예시한 그래프, 그리고,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동정보 추정 장치의 블럭도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동정보 추정 장치에 이용되는 PIR 클러스터(110)의 외관 사시도이다.
PIR 클러스터(110)는 대상 영역에서 발생한 움직임을 대상 영역으로부터 구분된 다수의 측정 영역들에서 측정하기 위한 PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)의 집합이다.
PIR 클러스터(110)는 건물 천정에 설치되어 건물 내부에서의 움직임을 아래 방향으로 측정할 수 있다.
PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)은 서로 다른 측정 영역들에 적외선을 조사한 후 감지할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 센서 커버의 일부가 각기 다르게 가려져 있다. 도 2에서 빗금 친 부분들이 가려진 부분들로, 이들은 반사율이 높은 물질로 구현함이 바람직하다.
1) PIR 센서-1(110-1)은 센서 커버가 "―" 방향으로 개방되어, 도 3에 도시된 측정 대상 영역(○)에서 발생한 움직임을 "200-1" 영역에서 관측하고,
2) PIR 센서-2(110-2)는 센서 커버가 "｜" 방향으로 개방되어, 도 3에 도시된 측정 대상 영역(○)에서 발생한 움직임을 "200-2" 영역에서 관측하며,
3) PIR 센서-3(110-3)은 센서 커버가 "／" 방향으로 개방되어, 도 3에 도시된 측정 대상 영역(○)에서 발생한 움직임을 "200-3" 영역에서 관측하고,
4) PIR 센서-4(110-4)는 센서 커버가 "＼" 방향으로 개방되어, 도 3에 도시된 측정 대상 영역(○)에서 발생한 움직임을 "200-4" 영역에서 관측한다.
도 3에 도시된 바와 같이, PIR 클러스터(110)를 구성하는 PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)에 의한 측정 영역들은 일부 영역이 서로 중복되는 형상으로 나타난다. 구체적으로, 측정 영역들은 중앙 영역이 서로 중복되는 방사(放射) 형태로 배치된다.
측정 영역이 다르기 때문에, 측정 대상 영역(○) 내에서 하나의 움직임이 발생하였다 하더라도, PIR 클러스터(110)를 구성하는 PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)의 반응(즉, PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)에서 생성되어 출력되는 센서신호)은 각기 다르다.
1) 도 4는 측정 대상 영역(○)을 사용자가 "→" 방향으로 진입한 경우, PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)에서 생성되어 출력되는 센서신호들을 나타낸 그래프이고,
2) 도 5는 측정 대상 영역(○)을 사용자가 "←" 방향으로 진입한 경우, PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)에서 생성되어 출력되는 센서신호들을 나타낸 그래프이며,
3) 도 6은 측정 대상 영역(○)을 사용자가 "↑" 방향으로 진입한 경우, PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)에서 생성되어 출력되는 센서신호들을 나타낸 그래프이고,
4) 도 7은 측정 대상 영역(○)을 사용자가 "↓" 방향으로 진입한 경우, PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)에서 생성되어 출력되는 센서신호들을 나타낸 그래프이다.
도 4 내지 도 7 각각에 도시된 바와 같이, 측정 대상 영역(○) 내에서 하나의 움직임에 대해, PIR 클러스터(110)는 각기 다른 4개의 센서 신호들을 발생시킴을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동정보 추정 장치의 블럭도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이동정보 추정 장치는, PIR 클러스터(110), 신호처리부(120), 프로세서(130) 및 저장부(140)를 구비한다.
PIR 클러스터(110)는 전술한 바와 같이, 대상 영역에서의 움직임에 대해 각기 다르게 반응하도록 설계된 PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)을 구비한다.
신호처리부(120)는 PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)에서 출력되는 센서 신호들에 대한 신호처리를 수행한다. 신호처리부(120)에서 수행되는 신호처리는 증폭, 노이즈 제거, A/D 변환 등이 포함된다.
프로세서(130)는 학습 모드와 추정 모드 2가지로 동작하는 바, 이하에서 하나씩 상세히 설명한다.
학습 모드는, PIR 클러스터(110)의 측정 대상 영역에 각기 다른 패턴의 움직임을 발생시키고, PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)에서 측정되어 생성/출력되는 센서신호들을 이동정보에 매칭시켜 저장부(140)에 DB화하여 저장하는 모드이다.
여기서, 이동정보는, 이동방향, 이동거리, 이동속도 및 이동높이 등을 포함한다. 만약, 이동방향을 4가지(→,←,↑,↓), 이동거리를 3가지(장, 중, 단), 이동속도를 3가지(빠름, 보통, 느림), 이동높이(이동체의 높이)를 3가지(높음, 낮음)으로 구분한다면, 이동정보 패턴은 72(=4×3×3×2)가지이다.
이에, 학습 모드에서 생성되는 DB의 엔트리는 72개이며, 하나의 엔트리에 4개의 센서신호 패턴이 수록되므로, DB에는 총 288개의 센서신호 패턴이 수록되게 된다. DB에 수록되는 센서신호는 수차례에 걸친 학습 결과의 평균으로 구현 가능하다.
추정 모드는, 대상 영역에서 발생한 움직임을 나타내는 이동정보를 추정하는 모드이다. 이동정보 추정에는 학습 모드에서 저장부(140)에 저장된 DB가 참조된다.
구체적으로, 프로세서(130)는 PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)의 측정 결과인 센서신호들의 패턴들에 매칭된 이동정보를, 학습 모드에서 저장부(140)에 저장된 DB를 검색하는 과정에 의해 이동정보 추정이 이루어진다.
즉, 추정 모드에서, 프로세서(130)는 PIR 센서들(110-1, 110-2, 110-3 및 110-4)의 측정 결과들을 조합하여, 학습 모드에서 저장부(140)에 저장해 놓은 DB를 바탕으로 대상 영역 내에서 발생한 움직임에 대한 이동정보를 추정한다고 할 수 있다.
지금까지, 이동정보 추정 장치 및 그에 적용가능한 PIR 클러스터(110)에 대해 상세히 설명하였다.
위 실시예에서 언급한 PIR 센서는 움직임을 감지하는 센서의 일종으로, 일반 적외선 센서는 물론 다른 종류의 움직임 감지 센서로 대체가능함은 물론이다.
또한, PIR 클러스터(110)를 구성하는 PIR 센서들의 개수를 4개로 상정하였는데, 이는 설명의 편의를 위해 든 예들에 불과하다. 즉, PIR 클러스터(110)를 구성하는 PIR 센서들의 개수는 2개, 3개 또는 5개 이상으로도 가능하며, 이는 선택의 문제이다.
PIR 센서 커버의 개방 방향들이 이루는 각도들은, PIR 센서들의 개수가 늘어날수록 감소하고, PIR 센서들의 개수가 줄어들수록 감소하게 된다. 따라서, PIR 센서들의 개수가 늘어나면 이동정보를 보다 정밀하게 추정할 수 있게 되지만, 이는 학습량과 DB를 증대시키게 되므로, PIR 센서들의 개수를 적정하게 선정하는 것이 중요하다.
한편, 위 실시예에서 PIR 센서 커버의 개방 방향들(측정 영역들)은 방사형인 것을 상정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시적인 것으로 다르게 구현 가능하다. 예를 들어, PIR 센서-1(110-1)은 상부 영역을 측정하고, PIR 센서-2(110-2)는 하부 영역을 측정하며, PIR 센서-3(110-3)은 좌측 영역을 측정하고, PIR 센서-4(110-4)은 우측 영역을 측정하도록 변형하는 경우도, 본 발명의 기술적 사상이 적용가능하다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : PIR 클러스터 110-1, 110-2, 110-3, 110-4 : PIR 센서
120 : 신호처리부 130 : 프로세서
140 : 저장부

Claims (8)

  1. 대상 영역 내의 서로 다른 측정 영역들에서 움직임을 측정하는 센서들; 및
    상기 센서들의 측정 결과들을 조합하여, 상기 대상 영역 내에서 발생한 이동정보를 추정하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동정보 추정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 측정 결과들이 상기 이동정보에 매칭되어 DB로 저장된 저장부;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 저장부에 저장된 DB에서 상기 측정 결과에 매칭된 상기 이동정보를 검색하여, 상기 이동정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 이동정보 추정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 DB는,
    각기 다른 움직임에 따라 발생하는 측정 결과들을 학습하여 생성한 것을 특징으로 하는 이동정보 추정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이동정보는,
    이동방향, 이동거리, 이동속도 및 이동높이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동정보 추정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 센서들은,
    상기 서로 다른 측정 영역들에 적외선을 조사 후 감지하도록 커버의 일부가 각기 다르게 가려진 것을 특징으로 하는 이동정보 추정 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 측정 영역들은,
    일부 영역이 서로 중복되는 것을 특징으로 하는 이동정보 추정 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 측정 영역들은,
    중앙 영역이 서로 중복되는 방사(放射) 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 이동정보 추정 장치.
  8. 대상 영역 내의 서로 다른 측정 영역들에서 움직임을 측정하는 단계; 및
    상기 측정 단계에서의 측정 결과들을 조합하여, 상기 대상 영역 내에서 발생한 이동정보를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동정보 추정 방법.
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