KR20150118245A - 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치 - Google Patents

카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치 Download PDF

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KR20150118245A
KR20150118245A KR1020140043556A KR20140043556A KR20150118245A KR 20150118245 A KR20150118245 A KR 20150118245A KR 1020140043556 A KR1020140043556 A KR 1020140043556A KR 20140043556 A KR20140043556 A KR 20140043556A KR 20150118245 A KR20150118245 A KR 20150118245A
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김영덕
정우영
김준광
권순
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

본 발명은 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 대상 공간 내의 가축에 장착된 센싱 모듈에 의해 생체 신호의 이상이 감지되어 상기 센싱 모듈에 구비된 표시 소자가 점등되면, 상기 센싱 모듈로부터 상기 생체 신호를 수신하는 단계와, 상기 수신된 생체 신호의 수신 세기로부터 상기 가축의 위치를 추정하는 단계와, 상기 대상 공간에 설치된 복수의 카메라 중에서 상기 추정된 가축의 위치에 대응하는 카메라를 제어대상 카메라로 선택하는 단계와, 상기 제어대상 카메라가 상기 점등된 표시 소자를 추적하여 촬영하도록 상기 제어대상 카메라의 구동을 제어하는 단계, 및 상기 제어대상 카메라로부터 촬상된 영상을 수신하여 상기 가축의 상태 정보를 검출하는 단계를 포함하는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법을 제공한다.
상기 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치에 따르면, 생체 신호에 이상 징후가 발생한 가축에 대한 카메라의 추적 촬영을 집중적으로 수행함에 따라 해당 가축에 대한 상태 정보를 지속적으로 모니터링할 수 있도록 하고 이를 통해 객체에 대한 추가적인 행동 분석이 가능하도록 하는 이점이 있다.

Description

카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치{Method for monitoring animal state and apparatus thereof}
본 발명은 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 축사 등과 같은 감시 대상 공간에 설치된 카메라를 이용하여 가축의 상태를 모니터링할 수 있는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 소, 돼지 등과 같은 가축들은 축사에서 사육되고 있으며, 축산 농가에서는 가축들의 이상 징후를 관찰하기 위하여 수시로 체온을 측정한다. 최근에는 가축에 직접적으로 체온 측정장치를 장착하여 원격에서 감시하는 방법을 사용하고 있다.
하지만 기존의 경우 대부분 RF 통신을 통하여 생체 신호에 이상이 있을 경우에 한하여 이상 유무를 사용자에게 원격으로 통보하는 시스템이 대부분이었다. 이러한 기존의 방식은 이상 징후가 발생한 가축의 행동을 직접적으로 추적하는 방법은 제공하지 못한다. 이 때문에, 가축의 추가적인 행동 분석을 위해서는 여전히 축사 관리자의 현장 관리가 필요하고 별도로 인력이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-1195115호(2012.10.29 공고)에 개시되어 있다.
본 발명은, 생체 신호에 이상 징후가 발생한 가축을 대상으로 추적 촬영을 수행하여 가축의 상태 정보를 모니터링할 수 있는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 대상 공간 내의 가축에 장착된 센싱 모듈에 의해 생체 신호의 이상이 감지되어 상기 센싱 모듈에 구비된 표시 소자가 점등되면, 상기 센싱 모듈로부터 상기 생체 신호를 수신하는 단계와, 상기 수신된 생체 신호의 수신 세기로부터 상기 가축의 위치를 추정하는 단계와, 상기 대상 공간에 설치된 복수의 카메라 중에서 상기 추정된 가축의 위치에 대응하는 카메라를 제어대상 카메라로 선택하는 단계와, 상기 제어대상 카메라가 상기 점등된 표시 소자를 추적하여 촬영하도록 상기 제어대상 카메라의 구동을 제어하는 단계, 및 상기 제어대상 카메라로부터 촬상된 영상을 수신하여 상기 가축의 상태 정보를 검출하는 단계를 포함하는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법을 제공한다.
여기서, 상기 가축의 상태 정보를 검출하는 단계는, 상기 촬상된 영상을 바탕으로 상기 대상 공간 내에서의 상기 가축의 3차원 좌표 정보를 획득한 다음, 상기 획득한 가축의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 가축의 이동 속도, 이동 방향, 동선, 직립 여부 중 적어도 하나의 정보를 상기 상태 정보로 검출할 수 있다.
또한, 상기 복수의 카메라는, 상기 대상 공간의 가장자리 부위 중에서 상기 대상 공간을 구성하는 복수의 서브 공간에 대응하는 부위에 설치되어 있으며 해당 서브 공간을 따라 슬라이딩 이동이 가능하도록 설치되며, 상기 제어대상 카메라의 구동을 제어하는 단계는, 상기 가축의 이동 시에 상기 표시 소자의 위치가 화면의 중심부에서 촬영되도록, 상기 점등된 표시 소자의 이동에 대응하여 상기 제어대상 카메라의 슬라이딩 이동을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 가축의 이동 시에 상기 제어대상 카메라의 전환이 가능하되, 상기 점등된 표시 소자의 좌표 정보로부터 획득된 상기 가축의 현재 좌표에 대응하여 상기 복수의 카메라 중에서 상기 제어대상 카메라를 전환시킬 수 있다.
여기서, 상호 인접한 적어도 두 카메라 사이에 중첩 촬영 구간이 존재하고, 상기 제어대상 카메라의 촬상 영상을 바탕으로 상기 가축이 상기 중첩 촬영 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라로 상기 제어대상 카메라를 전환시킬 수 있다.
또한, 상기 제어대상 카메라의 촬상 영상을 바탕으로 상기 가축이 해당 촬영 구간 내의 임계 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라로 상기 제어대상 카메라를 전환시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 대상 공간 내의 가축에 장착된 센싱 모듈에 의해 생체 신호의 이상이 감지되어 상기 센싱 모듈에 구비된 표시 소자가 점등되면, 상기 센싱 모듈로부터 상기 생체 신호를 수신하는 생체신호 수신부와, 상기 수신된 생체 신호의 수신 세기로부터 상기 가축의 위치를 추정하는 간이 위치 추정부와, 상기 대상 공간에 설치된 복수의 카메라 중에서 상기 추정된 가축의 위치에 대응하는 카메라를 제어대상 카메라로 선택하는 카메라 선택부와, 상기 제어대상 카메라가 상기 점등된 표시 소자를 추적하여 촬영하도록 상기 제어대상 카메라의 구동을 제어하는 카메라 제어부, 및 상기 제어대상 카메라로부터 촬상된 영상을 수신하여 상기 가축의 상태 정보를 검출하는 상태정보 검출부를 포함하는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 장치를 제공한다.
여기서, 상기 상태정보 검출부는, 상기 촬상된 영상을 바탕으로 상기 대상 공간 내에서의 상기 가축의 3차원 좌표 정보를 획득한 다음, 상기 획득한 가축의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 가축의 이동 속도, 이동 방향, 동선, 직립 여부 중 적어도 하나의 정보를 상기 상태 정보로 검출할 수 있다.
또한, 상기 복수의 카메라는, 상기 대상 공간의 가장자리 부위 중에서 상기 대상 공간을 구성하는 복수의 서브 공간에 대응하는 부위에 설치되어 있으며 해당 서브 공간을 따라 슬라이딩 이동이 가능하도록 설치되며, 상기 카메라 제어부는, 상기 가축의 이동 시에 상기 표시 소자의 위치가 화면의 중심부에서 촬영되도록, 상기 점등된 표시 소자의 이동에 대응하여 상기 제어대상 카메라의 슬라이딩 이동을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 카메라 선택부는, 상기 가축의 이동 시에 상기 제어대상 카메라의 전환이 가능하되, 상기 점등된 표시 소자의 좌표 정보로부터 획득된 상기 가축의 현재 좌표에 대응하여 상기 복수의 카메라 중에서 상기 제어대상 카메라를 전환시킬 수 있다.
여기서, 상호 인접한 적어도 두 카메라 사이에 중첩 촬영 구간이 존재하고, 상기 카메라 선택부는, 상기 제어대상 카메라의 촬상 영상을 바탕으로 상기 가축이 상기 중첩 촬영 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라로 상기 제어대상 카메라를 전환시킬 수 있다.
또한, 상기 카메라 선택부는, 상기 제어대상 카메라의 촬상 영상을 바탕으로 상기 가축이 해당 촬영 구간 내의 임계 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라로 상기 제어대상 카메라를 전환시킬 수 있다.
본 발명에 따른 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치에 따르면, 생체 신호에 이상 징후가 발생한 가축에 대한 카메라의 추적 촬영을 수행하여 해당 가축에 대한 각종 상태 정보를 지속적으로 모니터링할 수 있고 객체에 대한 추가적인 행동 분석이 가능하게 하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 센싱 모듈의 구성도이다.
도 3은 도 1의 서버의 상세 구성도이다.
도 4는 도 3을 이용한 가축 상태 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에서 제어대상 카메라를 전환 선택하는 실시예를 나타낸다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법 및 그 장치로서, 생체 신호에 이상 징후가 발생한 가축을 대상으로 카메라의 추적 촬영을 집중적으로 수행하여 해당 가축에 대한 상태 정보(ex, 위치, 이동 속도, 이동 방향, 동선, 직립 여부)를 지속적으로 모니터링할 수 있도록 하고 객체에 대한 추가적인 행동 분석이 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 대상 공간에 설치되는 복수의 카메라(200), 가축에 장착되는 센싱 모듈(300), 상기 복수의 카메라(200) 및 센싱 모듈(300)과 유무선 연결되는 서버(100), 그리고 서버(100)에 유무선 네트워크 접속 가능한 관리자 단말기(400)를 포함한다.
먼저, 복수의 카메라(200)는 대상 공간(10)을 구성하는 복수의 서브 공간(ex, 도 1의 경우 4개의 서브 공간; S1,S2,S3,S4)에 대응하여 위치하고 있으며, 대상 공간(10)의 가장 자리 부위에 설치되어 있다. 물론 카메라(200)의 설치 위치는 반드시 도 1에 의해 한정되는 것은 아니다.
이러한 카메라(200)는 자신이 관할하는 해당 서브 공간 내의 가축을 추적 촬영한다. 또한, 추적 효율을 높이도록 해당 서브 공간을 따라 슬라이딩 이동이 가능하도록 설치된다. 이러한 슬라이딩 이동에 따르면 가축이 해당 서브 공간 내에서 이동하거나 배회할 때 카메라가 항상 가축이 위치한 지점과 대응하는 위치에서 촬영하도록 제어할 수 있다. 물론 이외에도 카메라(200)는 팬, 틸팅 또는 줌 제어가 가능할 수 있다.
상기 센싱 모듈(300)은 가축에 장착되어 생체 신호를 센싱하는 부분이다. 이러한 센싱 모듈(300)은 생체 신호에 이상이 감지되면 자신에 장착된 디스플레이 소자(ex, LED)를 점등시켜서 카메라의 추적 촬영이 가능하도록 한다.
도 2는 도 1의 센싱 모듈의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 센싱 모듈(300)은 온도 센서(310), 표시 소자(320), 무선 통신부(330)를 포함한다. 먼저, 온도 센서(310)는 생체 신호 중에서도 온도를 감지하는 부분이다. 물론, 온도 센서(310) 대신에 다른 목적의 센싱 소자가 사용될 수도 있다.
표시 소자(320)는 생체 신호의 이상이 발견되는 즉시(생체 신호가 비정상적 범위에 진입하는 즉시) 자동으로 점등(On 구동)되는 부분이다. 이러한 표시 소자(320)는 식별성이 좋은 LED 등의 소자로 구현될 수 있다.
무선 통신부(330)는 온도 센서(310)에 의해 생체 신호의 이상이 감지되어 표시 소자(320)가 점등되면 이와 동시에 상기 생체 신호를 서버(100)에 무선 전송하는 역할을 한다. 여기서, 무선 통신은 RF, 지그비 통신, 초고속 근거리 통신(UWB), 와이파이 등의 방식을 이용할 수 있다.
센싱 모듈(300)의 장착 형태는 다양한 예가 존재할 수 있다. 그 예로서, 센싱 모듈(300)이 몸체 하나로 구성되어 가축의 표면에 장착될 수도 있고, 일부는 가축의 표면에 장착되고 나머지는 가축에 목걸이 형태로 장착될 수 있다. 그 예로서, 온도 센서는 온도 측정을 위하여 가축의 표면에 장착되는 형태로 만들어지고, 나머지 요소는 온도 센서와 유선 연결되는 별도의 요소(ex, 펜던트)로 목걸이 형태로 제작될 수도 있다. 이와 같은 목걸이 형태로 구현한다면, 가축의 몸통 표면이 아닌 가축의 목 아랫부분에 떠 있는 형태가 되므로, 카메라(200)가 표시 소자(320)의 점등 상황을 인지하고 촬영하기가 보다 용이 해지고 표시 소자(320)를 향한 카메라(200)의 시야 확보에 더욱 유리하다.
한편, 상기 서버(100)는 센싱 모듈(300)로부터 수신한 생체 신호의 크기(ex, 수신 신호 세기)를 이용하여 가축의 위치를 간이적으로 추정할 수 있다. 또한, 복수의 카메라(200) 중에서도 상기 추정된 위치에 대응하는 카메라(200)를 제어하여 이상 징후가 있는 해당 가축을 추적 제어할 수 있어서, 가축의 추가적인 행동 분석 및 상태의 모니터링이 가능하게 한다.
관리자 단말기(400)는 휴대폰, PDA, 노트북, 스마트 기기 등에 해당될 수 있으며, 서버(100)에서 관측 또는 검증된 각종 데이터를 조회 및 검색할 수 있다. 또한 관리자 단말기(400)는 이상 징후가 있는 객체에 대한 알림을 서버(100)로부터 통보받을 수도 있으며 객체에 대한 추적 촬영 영상을 서버(110)로부터 수신하여 원격지에서 쉽게 확인할 수 있다. 관리자 단말기(400)는 이러한 관리 및 모니터링에 필요한 애플리케이션(응용 프로그램)을 서버(100)로부터 제공받을 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 센싱 모듈(300)은 반드시 생체 신호의 이상이 감지된 경우에 한하여 표시 소자(320)를 점등하는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 관리자 단말기(400)에서 특정 객체의 정보를 선택하면, 해당 객체에 대응하는 센싱 모듈(300)의 표시 소자(320)가 점등되도록 제어할 수도 있다.
이를 위해 서버(100)는 감시 표적이 되는 대상 객체를 선택받는 객체 선택부를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 객체의 정상 여부와 관계없이 관리자 단말기(400)로부터 감시 표적이 되는 대상 객체를 설정받는 것을 통하여, 임의의 대상 객체에 대한 표시 소자가 온 구동되도록 제어함으로써, 원하는 객체에 대한 지속적인 카메라 추적도 가능하다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 가축 상태 모니터링 장치 즉, 서버(100)에 관하여 상세히 설명한다. 도 3은 도 1의 서버의 상세 구성도이다. 도 4는 도 3을 이용한 가축 상태 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서버(100)는 가축 상태 모니터링 장치에 해당되는 것으로서, 생체신호 수신부(110), 위치 추정부(120), 카메라 선택부(130), 카메라 제어부(140), 상태정보 검출부(150)를 포함한다.
먼저, 생체신호 수신부(110)는 대상 공간(10) 내의 가축에 장착된 센싱 모듈(300)에 의해 생체 신호의 이상이 감지되어 상기 센싱 모듈(300)에 구비된 표시 소자(320)가 점등되면, 상기 센싱 모듈(300)로부터 상기 생체 신호를 수신한다(S410).
본 발명의 실시예의 경우, 도 1에 도시된 가축 두 마리 중에서 좌측 상단의 제1 서브 공간(S1)에 존재하는 가축의 생체 신호에 이상이 발생한 것으로 가정한다. 물론, 제1 서브 공간(S1) 내의 해당 가축에 장착된 센싱 모듈(300)의 경우 표시 소자(320)가 On 구동되어 있는 반면, 제2 서브 공간(S4) 내의 가축의 경우 생체 신호가 정상이므로 표시 소자(320)는 Off 되어 있을 것이다.
상기와 같이 생체 신호를 수신한 이후, 위치 추정부(120)는 상기 센싱 모듈(300)로부터 수신된 생체 신호의 수신 세기로부터 상기 가축의 위치를 추정한다(S420).
이와 같이 수신신호 크기를 이용한 측위는 기 공지된 측위 기법(ex, 핑거프린팅 기법)을 이용할 수 있으며, 서버는 대상 공간의 주변에 설치된 다수의 액세스포인트(AP)들과 연동하여 동작할 수도 있다. 예를 들어, 각각의 액세스 포인트에서 측정된 생체신호의 수신신호 세기를 수집한 다음, 미리 저장된 테이블 정보와 비교하여 해당 가축이 대략적으로 어느 부위에 위치하고 있는지 확인할 수 있다.
참고로 보다 정확한 측위를 위하여, 각각의 서브 공간을 더욱 세분화한 다수의 분할 공간마다, 해당 분할 공간에 있는 임시 타겟으로부터 전송된 수신신호 세기 정보를 액세스 포인트를 통하여 미리 수집한 다음, 이를 테이블 정보로 구축하여 둔다. 이와 같이 신호의 수신신호 세기를 이용한 위치 확인 방법은 기 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이, 위치 추정부(120)는 RF의 물리적인 신호 세기를 바탕으로 해당 가축의 대략적인 위치를 확인할 수 있다. 도 1의 경우, 이상 징후가 있는 가축이 복수의 서브 공간 중에서도 제1 서브 공간(S1) 내에 있음을 확인할 수 있으며, 더욱 상세하게는 제1 서브 공간(S1) 내에서도 대략 중앙 부분 위치에 있음을 확인할 수 있다.
이와 같이, 추정 위치가 결정되면, 카메라 선택부(130)는 상기 대상 공간(10)에 설치된 복수의 카메라(200) 중에서 상기 추정된 가축의 위치에 대응하는 카메라(200)(도 1의 경우, 카메라 C1)를 제어대상 카메라(C1)로 선택한다(S430).
그러면, 서버(100)는 제1 서브 공간(S1) 내의 해당 가축에 장착된 표시 소자(320)를 추적 촬영하도록 제어대상 카메라(C1)를 제어한다. 즉, 카메라 제어부(140)는 자신의 관할 영역에 해당하는 제1 서브 공간(S1) 내에서 현재 점등되어 있는 표시 소자(320) 부분을 추적 촬영하도록 제어대상 카메라(C1)의 구동을 제어한다(S440). 이에 따라, 제어대상 카메라(C1)는 자신의 커버리지 내에 있는 가축들 중에서도 표시 소자(320)가 On 되어 있는 가축에게 초점을 맞출 수 있게 된다.
여기서, 카메라 제어부(140)는 상기 가축의 이동 시에 상기 표시 소자(320)의 위치가 화면의 중심부에서 촬영되도록, 상기 점등된 표시 소자(320)의 이동에 대응하여 상기 제어대상 카메라(C1)의 슬라이딩 이동을 제어한다. 이에 따라 가축이 공간 내에서 배회하거나 이동하는 경우에도 해당 가축을 효과적으로 추적 촬영할 수 있다.
만약, 도 1의 제1 서브 공간(S1) 내에서 해당 가축이 왼쪽(-x 방향) 또는 오른쪽 (+x 방향)으로 이동하면, 그에 대응하여 제어대상 카메라(C1) 또한 왼쪽 또는 오른쪽 방향으로 슬라이딩 이동하여 해당 표시 소자에 대해 초점을 맞추어 촬영한다. 물론, 슬라이딩 이동 제어뿐만 아니라 촬영 및 추적 효율을 높이기 위하여 카메라의 팬, 틸트, 줌 배율 중 적어도 하나를 추가적으로 조절할 수도 있다.
다음, 상태정보 검출부(150)는 상기 제어대상 카메라(C1)로부터 촬상된 영상을 수신하여 상기 가축의 상태 정보를 검출한다(S450). 즉, 본 발명의 실시예의 경우, 이상 징후가 발생하거나 예후가 좋지 않은 객체가 발견되면, 이를 추적 촬영하여 해당 객체의 추가적인 행동 분석이 가능하게 한다. 이에 따라, 축사 관리자가 직접 현장에 내방하여 관리 및 관찰하는 과정을 불필요로 하며 인력 및 시간 자원의 낭비를 줄일 수 있다.
여기서, 상기 가축의 상태를 검출하는 단계는 아래와 같이 세분화될 수 있다. 우선, 상태정보 검출부(150)는 상기 촬상된 영상을 바탕으로 상기 대상 공간(10) 내에서의 상기 가축의 3차원 좌표 정보를 획득한다.
도 1의 경우 제어대상 카메라(C1)의 촬상 영상은 x, y 평면의 2차원 영상에 해당된다. 여기서 x, y 평면에 대한 객체의 깊이 정보(제어대상 카메라(C1)와 가축 사이의 이격된 거리)에 해당하는 z 좌표를 추가하면, x, y, z를 포함하는 3차원 좌표 정보를 획득할 수 있다.
여기서, 피사체가 카메라로부터 이격된 거리별로, 화면상에 촬영되는 피사체(표시 소자(320))의 픽셀단위의 크기를 미리 저장한 테이블 정보를 이용한다면, 상기 객체의 깊이 정보인 z 좌표를 쉽게 획득할 수 있다. 즉, 현재 카메라에 촬영된 표시 소자(320)의 픽셀단위의 크기로부터 그에 대응하는 깊이 정보인 z 좌표를 획득할 수 있다.
본 발명의 실시예의 경우 대상 공간(10) 중에서 제1 서브 영역(C1)의 모서리 부분을 (0,0,0) 지점으로 설정할 수도 있다. 또한, 각각의 카메라는 자신이 관할하는 서브 영역 내의 좌표 범위(또는 그 경계 부위를 포함)를 커버리지로 하여 객체를 추적할 수 있다. 즉, 각각의 카메라는 자신이 관할하는 서브 영역을 아우르는 좌표 범위를 담당할 수 있다.
이와 같이 3차원 좌표 정보가 획득되면, 상태정보 검출부(150)는 상기 획득한 가축의 3차원 좌표 정보를 이용하여 해당 가축에 대한 상태 정보를 검출한다. 여기서, 상태 정보란 상기 가축의 이동 속도, 이동 방향, 동선, 직립 여부 중 적어도 하나의 정보를 포함한다. 직립 여부는 소가 서있는지 혹은 주저앉거나 쓰러졌는지를 판단하는 것으로서 y축 좌표 값을 통하여 확인할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 쓰러진 가축의 판별과 위치를 확인할 수 있다.
이와 같이 검출된 가축의 상태 정보로부터 가축의 속도가 너무 빠르거나 느린 경우, 이동 방향에 따른 이동 패턴이나 동선이 비정상적인 경우, 소가 쓰러지거나 주저앉은 경우 등으로 판단되면 가축의 상태가 좋지 않은 것이므로 해당 가축에 대한 지속적인 주의 관찰 또는 긴급 조치가 요구되는 상황을 의미할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예의 경우, 카메라 선택부(130)는 상기 가축의 이동 시에 상기 제어대상 카메라의 전환이 가능하다. 즉, 상기 점등된 표시 소자(320)의 좌표 정보로부터 획득된 상기 가축의 현재 좌표에 대응하여 상기 복수의 카메라(200) 중에서 상기 제어대상 카메라를 전환(변경)시킬 수 있다.
다시 말해서, 가축의 위치가 현재의 제어대상 카메라의 커버리지 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 복수의 카메라 중에서도 상기 벗어난 방향이나 위치에 대응하는 다른 카메라를 제어대상 카메라로 전환하여, 이상 징후가 있는 가축을 지속적으로 추적 촬영하도록 하기 위함이다.
그 구체적인 실시예는 다음과 같다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에서 제어대상 카메라를 전환 선택하는 실시예를 나타낸다.
먼저 도 5를 참조하면, 대상 공간에 배치된 복수의 카메라(C1~C4)는 자신의 커버리지 영역이 존재하며, 상호 인접한 적어도 두 카메라 사이에 중첩 촬영 구간이 존재하는 것을 알 수 있다.
만약, 제어대상 카메라(ex, 도 5의 경우 C4)의 촬상 영상을 바탕으로 해당 가축이 C4의 커버리지에 있다가 다시 도 5와 같이 C3와 C4 사이의 중첩 촬영 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향(ex, -x 방향)을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라(ex, C3)로 상기 제어대상 카메라를 전환시킬 수 있다.
만약, 인접한 카메라 사이의 정확한 중첩 영역의 확인이 어려운 경우, 카메라의 커버리지 내에 임계 영역을 설정하는 방법을 이용할 수 있다. 이는 임계 영역을 벗어난 경우 영역 변경이 발생할 것으로 예상하고 그 위치나 이동 방향을 연산 또는 예측하여 인접 카메라로 제어대상 카메라를 전환시킬 수 있다.
즉, 도 6의 경우는, 상기 제어대상 카메라의 촬상 영상을 바탕으로 상기 가축이 해당 촬영 구간(카메라 커버리지) 내의 임계 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라로 상기 제어대상 카메라를 전환시킬 수 있다.
이외에도 본 발명의 실시예의 경우, 카메라의 촬영 영역 내에서도 초점의 조정, 팬/틸팅, 줌 등의 다양한 동작이 필요하다. 이때 추적하는 가축의 이동 속도 또는 움직임 속도에 따라서 상기의 동작들이 가변적으로 조정되도록 할 수 있다. 일반적으로 소의 경우 이동 속도가 0~1.0m/sec 이므로 속도에 비례하여 카메라의 보정 속도도 증가하도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 속도가 0~0.1m/sec(거의 정지 상태)일 경우에는 10초 간격으로 카메라를 보정하고, 0.9~1.0m/sec인 경우에는 1초 간격으로 빠른 보정을 실시하도록 한다. 이상과 같은 방법을 이용하여 시간의 흐름에 따라 정확한 상태 파악은 물론 가축의 동선까지 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 객체를 추적중일 때 부가적으로 특정 시간 동안 객체가 움직인 거리 또는 횟수를 파악할 수 있다. 예를 들어, 축사 앞쪽에 여물통이 있을 경우 여물통 앞에 머문 시간과 횟수를 파악하여 식사량을 파악할 수도 있으며, 움직임 및 활동량의 측정과 패턴 분석을 통하여 향후 가축의 건강 상태도 유추할 수 있다.
또한, 건강 상태, 활동 상태 등의 추적 시에는 사전에 입력된 정상값을 벗어난 비정상 값이 서버에서 확인될 경우, 관리자 단말기(400)로 경고 신호를 발생시켜서 적절한 대응을 유도하도록 할 수 있다. 즉, 하루 식사 횟수가 정상값 미만일 경우 또는 이동 거리가 정상범위 미만일 경우에는 경고 이벤트를 발생시킬 수 있다. 이외에도, 가축이 다수 개인 경우에는 생체 신호의 전송 시에 객체 식별이 가능한 고유 코드를 함께 전송하는 것도 가능하다.
이상과 같은 본 발명의 실시예의 경우, 축사 혹은 농장 등 한정된 공간에서 이동 객체(가축)를 추적할 필요가 있을 때, LED 조명과 카메라, 생체 센서 플랫폼, 네트워크, 서버, 단말을 이용하여, 지속적인 추적과 모니터링이 가능한 이점이 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 경우, 기존과 같이 단순히 가축의 정상 여부를 확인하는데 국한되지 않는다. 즉, 객체의 정상 여부와 관계없이 관리자 단말기(400)로부터 감시 표적이 되는 대상 객체를 설정받는 것을 통하여, 임의의 대상 객체에 대한 표시 소자가 온 구동되도록 제어함으로써, 원하는 객체에 대한 지속적인 카메라 추적도 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 대상 공간 100: 가축 상태 모니터링 장치
110: 생체신호 수신부 120: 위치 추정부
130: 카메라 선택부 140: 카메라 제어부
150: 상태정보 검출부 200: 카메라
300: 센싱 모듈 310: 온도 센서
320: 표시 소자 330: 무선 통신부
400: 관리자 단말기

Claims (12)

  1. 대상 공간 내의 가축에 장착된 센싱 모듈에 의해 생체 신호의 이상이 감지되어 상기 센싱 모듈에 구비된 표시 소자가 점등되면, 상기 센싱 모듈로부터 상기 생체 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 생체 신호의 수신 세기로부터 상기 가축의 위치를 추정하는 단계;
    상기 대상 공간에 설치된 복수의 카메라 중에서 상기 추정된 가축의 위치에 대응하는 카메라를 제어대상 카메라로 선택하는 단계;
    상기 제어대상 카메라가 상기 점등된 표시 소자를 추적하여 촬영하도록 상기 제어대상 카메라의 구동을 제어하는 단계; 및
    상기 제어대상 카메라로부터 촬상된 영상을 수신하여 상기 가축의 상태 정보를 검출하는 단계를 포함하는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가축의 상태 정보를 검출하는 단계는,
    상기 촬상된 영상을 바탕으로 상기 대상 공간 내에서의 상기 가축의 3차원 좌표 정보를 획득한 다음, 상기 획득한 가축의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 가축의 이동 속도, 이동 방향, 동선, 직립 여부 중 적어도 하나의 정보를 상기 상태 정보로 검출하는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 카메라는,
    상기 대상 공간의 가장자리 부위 중에서 상기 대상 공간을 구성하는 복수의 서브 공간에 대응하는 부위에 설치되어 있으며 해당 서브 공간을 따라 슬라이딩 이동이 가능하도록 설치되며,
    상기 제어대상 카메라의 구동을 제어하는 단계는,
    상기 가축의 이동 시에 상기 표시 소자의 위치가 화면의 중심부에서 촬영되도록, 상기 점등된 표시 소자의 이동에 대응하여 상기 제어대상 카메라의 슬라이딩 이동을 제어하는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가축의 이동 시에 상기 제어대상 카메라의 전환이 가능하되, 상기 점등된 표시 소자의 좌표 정보로부터 획득된 상기 가축의 현재 좌표에 대응하여 상기 복수의 카메라 중에서 상기 제어대상 카메라를 전환시키는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상호 인접한 적어도 두 카메라 사이에 중첩 촬영 구간이 존재하고,
    상기 제어대상 카메라의 촬상 영상을 바탕으로 상기 가축이 상기 중첩 촬영 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라로 상기 제어대상 카메라를 전환시키는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어대상 카메라의 촬상 영상을 바탕으로 상기 가축이 해당 촬영 구간 내의 임계 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라로 상기 제어대상 카메라를 전환시키는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 방법.
  7. 대상 공간 내의 가축에 장착된 센싱 모듈에 의해 생체 신호의 이상이 감지되어 상기 센싱 모듈에 구비된 표시 소자가 점등되면, 상기 센싱 모듈로부터 상기 생체 신호를 수신하는 생체신호 수신부;
    상기 수신된 생체 신호의 수신 세기로부터 상기 가축의 위치를 추정하는 간이 위치 추정부;
    상기 대상 공간에 설치된 복수의 카메라 중에서 상기 추정된 가축의 위치에 대응하는 카메라를 제어대상 카메라로 선택하는 카메라 선택부;
    상기 제어대상 카메라가 상기 점등된 표시 소자를 추적하여 촬영하도록 상기 제어대상 카메라의 구동을 제어하는 카메라 제어부; 및
    상기 제어대상 카메라로부터 촬상된 영상을 수신하여 상기 가축의 상태 정보를 검출하는 상태정보 검출부를 포함하는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 상태정보 검출부는,
    상기 촬상된 영상을 바탕으로 상기 대상 공간 내에서의 상기 가축의 3차원 좌표 정보를 획득한 다음, 상기 획득한 가축의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 가축의 이동 속도, 이동 방향, 동선, 직립 여부 중 적어도 하나의 정보를 상기 상태 정보로 검출하는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 카메라는,
    상기 대상 공간의 가장자리 부위 중에서 상기 대상 공간을 구성하는 복수의 서브 공간에 대응하는 부위에 설치되어 있으며 해당 서브 공간을 따라 슬라이딩 이동이 가능하도록 설치되며,
    상기 카메라 제어부는,
    상기 가축의 이동 시에 상기 표시 소자의 위치가 화면의 중심부에서 촬영되도록, 상기 점등된 표시 소자의 이동에 대응하여 상기 제어대상 카메라의 슬라이딩 이동을 제어하는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 카메라 선택부는,
    상기 가축의 이동 시에 상기 제어대상 카메라의 전환이 가능하되, 상기 점등된 표시 소자의 좌표 정보로부터 획득된 상기 가축의 현재 좌표에 대응하여 상기 복수의 카메라 중에서 상기 제어대상 카메라를 전환시키는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상호 인접한 적어도 두 카메라 사이에 중첩 촬영 구간이 존재하고,
    상기 카메라 선택부는,
    상기 제어대상 카메라의 촬상 영상을 바탕으로 상기 가축이 상기 중첩 촬영 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라로 상기 제어대상 카메라를 전환시키는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 카메라 선택부는,
    상기 제어대상 카메라의 촬상 영상을 바탕으로 상기 가축이 해당 촬영 구간 내의 임계 구간에 진입한 것으로 판단되면, 상기 가축의 이동 방향을 연산하여 상기 복수의 카메라 중 상기 이동 방향에 대응하는 인접 카메라로 상기 제어대상 카메라를 전환시키는 카메라를 이용한 가축 상태 모니터링 장치.
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