KR20170035307A

KR20170035307A - 음향 추적 감시 카메라 시스템

Info

Publication number: KR20170035307A
Application number: KR1020150147399A
Authority: KR
Inventors: 임채욱
Original assignee: (주)금오시큐리티
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-03-30
Also published as: KR101946611B1

Abstract

본 발명은 주변에서 발생되는 음향을 감지하여 그 위치를 분석한 후에 카메라가 음향 발생 지점을 촬영하도록 하는 음향 추적 감시 카메라 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 음향 추적 감시 카메라 시스템은 카메라; 상기 카메라의 촬영방향을 조절하는 촬영방향조절유닛; 상기 카메라에 인접 설치되고, 주변에서 발생되는 음향을 감지하는 복수의 음향센서; 상기 복수의 음향센서에서 감지되는 음향신호들로부터 음향의 발생 위치를 분석하는 음향분석모듈; 상기 촬영방향조절유닛을 제어하여 상기 카메라가 상기 음향분석모듈의 분석한 위치를 촬영하도록 하는 컨트롤러;를 포함하여 이루어지되, 상기 복수의 음향센서는 상기 카메라의 좌측에 배치되는 제1음향센서와 제2음향센서, 상기 카메라의 우측에 배치되는 제3음향센서와 제4음향센서를 포함하되, 상기 제1음향센서와 제3음향센서의 음향 증폭도는 크고, 상기 제2음향센서와 제4음향센서의 음향 증폭도는 작은 것을 특징으로 한다.

Description

음향 추적 감시 카메라 시스템{CCTV system tracking sound}

본 발명은 주변에서 발생되는 음향을 감지하여 그 위치를 분석한 후에 카메라가 음향 발생 지점을 촬영하도록 하는 음향 추적 감시 카메라 시스템에 관한 것이다.

최근 공공시설, 기업, 가정 등에서 보안에 대한 중요성이 커지고 있다. 이에 따라 효과적인 보안 시스템 구축이 필요하다. 보안 업체는 인체 감지 센서(PIR)나 마크네틱 센서를 이용하여 침입 감지를 인지하고 데이터를 스마트폰으로 전송하고 있다. 위와 같은 시스템은 사용자 부주의나 센서의 오동작에 취약할 뿐 아니라 침입자에 대한 정보를 가지고 있지 않기 때문에 보안 시스템으로 취약성을 보이고 있다.

무인경비 보안 업체 및 CCTV 감시 카메라와 같은 첨단 보안 시스템을 구축했음에도 불구하고 실시간 대처 미흡으로 막대한 손실을 초래하는 경우도 있다. 무인경비 시스템이나 CCTV 감시 카메라와 같은 기존의 보안 시스템은 사람의 집중과 판단에 많이 의존하기 때문에 관리 소홀로 인한 취약점에 어쩔 수 없이 노출되어 있다.

이런 문제점의 대안으로 제일 효과적인 것은 영상을 이용한 보안 시스템이다. 인터넷 망의 발달로 인하여 영상 전송이 가능해 짐에 따라 시스템 구축이 가능해 졌다. 그러나 고정, PTZ 카메라를 이용하여 영상을 저장하는 기존의 영상을 이용한 보안 시스템은 카메라가 설치된 곳에 한정되어 감시를 하기 때문에 Wide-area에서 침입자에 대한 유효 영상을 확보할 수 없기 때문에 보안에 취약점을 나타내고 있다.

감시 카메라를 이용한 보안에 관한 기술로 다음과 같은 기술이 연구되고 있다.

a) Virtual fence : 특정구역의 침입을 막기 위해 감시하는 기술

b) 도난 방지 : 특정한 물체의 유무를 인식하는 기술

c) 수상한 움직임에 대한 검사 : object tracking 기술이 구현된 후 물체의 움직이는 형태가 특정

한 형태일 때 이를 인식하고 알리는 기술

d) 번호판인식에 관련된 응용 : 주차관제 및 불법 주정차 , 속도위반 시 번호판 인식 기술

e) 얼굴 추출 및 인식 : 영상 화면에서 얼굴 부분을 추출하고 그 사람이 누구인지 인식하는 기술

f) 화재경보 : 화염의 색깔이나 불꽃의 패턴을 통해 화재의 발생 여부를 인식하는 기술

g) slip man detection : 사람이 미끄러져 넘어지는 것을 인식하는 기술

위와 같이 여러 분야에서 감시 카메라가 널리 사용되고 있으며 연구도 활발히 진행되고 있는데, 현재 진행되는 연구는 등록특허 제10-1164410호 "침임자 추적 감시카메라 시스템 및 그의 추적방법", 등록특허 제10-1149329호 "감시카메라를 이용한 능동적 객체 추적 장치 및 방법" 등에서 보는 바와 같이 사람을 인식하거나 움직이는 물체를 tracking하는 연구, 여러 개체를 추적하는 연구 등으로 영상에 대한 부분만을 중점적으로 다루고 있다.

하지만 카메라가 한 번에 획득할 수 있는 영상에는 한계가 있으므로 감시하지 못하고 위험요소를 놓칠 수 있는 가능성이 존재하게 된다.

등록특허 제10-1348185호 "음원 추적을 이용한 협업 감시카메라 시스템"은 카메라가 촬영하는 영상을 분석하는 것이 아니고, 주변에서 발생되는 음향(음원, 소리)을 감지하여 음향의 발생지점을 카메라가 촬영하도록 하고 있다.

영상의 객체를 분석하는 감시 카메라는 영상에 침입자가 촬영이 되어야 비로서 침입자에 대한 추적 촬영이 개시되나, 음향을 센싱하는 감시 카메라는 침입자가 촬영되지 아니하여도 음향이 감지되면 침입자에 대한 추척 촬영이 개시되므로, 감시 기능이 보다 강력할 수 있다.

다만, 음향 센싱의 신뢰도가 높아야 한다는 전제가 있는데, 음향을 추적하는 종래기술에 따른 감시 카메라는 음향 센싱의 신뢰도가 그리 높지 않은 실정이다.

본 발명은 카메라가 촬영하고 있지 않은 영역에서 보안 사고가 발생되더라도 음향센서와 분석모듈을 통해 그 위치를 분석하여 카메라가 능동적으로 촬영할 수 있도록 함으로써 보안 성능을 한차원 업그레이드시킨 음향 추적 감시 카메라 시스템을 제공함을 목적으로 한다. 특히, 카메라의 좌우측에 각각 두개의 음향센서를 배치하되, 두 음향센서의 증폭도를 달리하여 음향 센싱의 신뢰도를 높인 음향 추적 감시 카메라 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음향 추적 감시 카메라 시스템은

카메라;

상기 카메라의 촬영방향을 조절하는 촬영방향조절유닛;

상기 카메라에 인접 설치되고, 주변에서 발생되는 음향을 감지하는 복수의 음향센서;

상기 복수의 음향센서에서 감지되는 음향신호들로부터 음향의 세기와 시간의 차이를 이용하여 음향의 발생 위치를 분석하는 음향분석모듈;

상기 촬영방향조절유닛을 제어하여 상기 카메라가 상기 음향분석모듈의 분석한 위치를 촬영하도록 하는 컨트롤러;를 포함하여 이루어지되, 상기 복수의 음향센서는 상기 카메라의 좌측에 배치되는 제1음향센서와 제2음향센서, 상기 카메라의 우측에 배치되는 제3음향센서와 제4음향센서를 포함하되, 상기 제1음향센서와 제3음향센서의 음향 증폭도는 크고, 상기 제2음향센서와 제4음향센서의 음향 증폭도는 작은 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 카메라가 촬영하는 영상에서 객체의 움직임 정보를 추출하는 객체추출모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 카메라, 촬영방향조절유닛, 음향분석모듈, 컨트롤러 및 객체추출모듈이 탑재되고, 상기 객체추출모듈에서 추출되는 객체의 위치로 이동하는 이동 로봇;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 음원 추적 모듈을 이용하여 침입자의 침입을 센싱할 수 있기 때문에 Wide-area를 감시할 수 있고, 증폭도를 달리하는 두 음향센서를 각각 카메라의 좌우측에 배치하여 음향 센싱의 신뢰도를 높임으로써 감시(모니터링) 기능이 강화되고, 촬영방향조절유닛(PTZ 카메라) 및 자율 이동 로봇의 이동성을 이용하여 카메라가 설치되지 않은 장소 뿐 아니라 카메라의 사각지대에서도 유효 영상을 얻을 수 있고 시스템의 신뢰성과 경제성을 겸비한 효과적인 시스템 구성이다.

도 1 은 본 발명에 따른 음향 추적 감시 카메라 시스템의 개략적인 구성도.
도 2 는 음향의 발생 위치를 분석하는데 방법을 설명하는 도면.
도 3 은 음향센서들을 이용해 음향 발생 방향을 분석하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 4 는 블록 매칭 움직임 추정 방법을 이용해 영상에서 객체의 움직임 정보를 추출하는 일례를 보여주는 도면.
도 5 는 본 발명에 따른 전원공급수단의 회로도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 음향 추적 감시 카메라 시스템은 카메라(1), 음향센서(MIC1, MIC2, MIC3, MIC4), 촬영방향조절유닛(2), 음향분석모듈(3), 객체추출모듈(4), 전원공급수단(5), 컨트롤러(6), 이동로봇(7)을 포함하여 이루어진다.

상기 카메라(1)는 주변을 촬영하고, 상기 음향센서(MIC1, MIC2, MIC3, MIC4)는 상기 카메라(1)의 좌우측에 배치되어서 주변에서 발생되는 음향의 위치를 취득하고, 상기 촬영방향조절유닛(2)은 상기 카메라(1)의 촬영방향을 조절하고, 상기 음향분석모듈(3)은 상기 음향센서(MIC1, MIC2, MIC3, MIC4)가 취득한 음향신호를 분석하여 음향의 발생지점을 연산하고, 상기 객체추출모듈(4)은 카메라(1)가 촬영한 영상의 이미지를 분석하여 영상에 새로운 객체가 출현했는지 판단하고, 상기 전원공급수단(5)은 본 발명의 시스템에 필요한 구동전원을 공급하고, 상기 컨트롤러(6)는 본 발명에 따른 시스템을 전반적으로 컨트롤하고, 상기 이동로봇(7) 상기 카메라(1), 촬영방향조절유닛(2) 등을 탑재하고 이동하여 침입자의 감지시 침입자를 따라다니도록 이동하여 카메라(1)가 지속적으로 침입자를 촬영할 수 있도록 한다.

도2에서 보는 바와 같이 우리들은 양측의 귀로 들리는 음향의 ITD(Interaural Time difference) 와 IID (Interaural Intensiy difference)를 이용하여 음원의 발생 방향과 거리를 인식한다.

상기 음향분석모듈(3)은 이처럼 카메라의 좌우 양측에 배치되는 음향센서(MIC1, MIC2, MIC3, MIC4)들이 취득하는 음향신호의 세기와 시간의 차이를 분석하여 음향의 발생 방향과 거리를 탐지한다.

음향센서(MIC1, MIC2, MIC3, MIC4)를 카메라(1)의 좌측과 우측에 각각 배치되는 두 그룹, 즉 좌측에 배치되는 제1,2음향센서(MIC1,2)와 우측에 배치되는 제3,4음향센서(MIC3,4)로 나뉘고, 두 그룹 간의 거리는 약 10cm-15cm이다.

이때, 제1음향센서(MIC1)와 제3음향센서(MIC3)의 음향 증폭도는 크고, 제2음향센서(MIC2)와 제4음향센서(MIC4)의 음향 증폭도는 작다. 이는 음향이 발생할 때 작은 소리와 큰 소리를 모두 검출할 수 있도록 하고, 이를 구분하기 위해 증폭도를 달리하는 것이다.

음향센서들(MIC1, MIC2, MIC3, MIC4)이 좌우측으로 이격되어 배치됨으로써, 음향이 발생되면 좌우측의 음향센서(MIC1, MIC2, MIC3, MIC4)에서 감지되는 음향신호는 도2처럼 시간의 차이와(ITD)와 세기의 차이(IID)가 있고, 감지되는 음향의 세기와 시간의 차이로부터 도3처럼 음향의 발생영역(A1~A5)을 구분하여 음향의 대략적인 방향을 알 수 있다.

상기 객체추출모듈(4)은 블록 매칭 움직임 추정 방법을 이용하여 실시간으로 영상 내 객체의 움직임 정보를 추출하여 침입자를 추적하고 유효 영상을 얻는다. 블록 기반의 움직임 벡터를 계산 하는 방법은 블록 매칭 방법을 사용하여 매칭 에러 값을 최소로 갖는 블록을 측정하여 구할 수 있다. 블록매칭은 평균 절대값 차이 (SAD : Sum of Absolute Difference)를 이용하여 두 블록의 유사도를 평가하는 것이다. 즉 현재 이미지 번째 프레임 에서 좌표에 크기의 블록이 있다고 가정했을 이 블록과 레퍼런스 이미지 번째 프레임 에서 좌표에 위치한 블록과의 절대 값 차이를 아래의 식과 같이 계산해서 움직임 벡터를 추출한다.

상기 전원공급수단(5)은 상기 카메라(1), 컨트롤러(6), 음향센서 등에 구동을 위한 전원을 공급한다.

한편, 원격조정기(일명 리모컨)나 스위치 등을 이용해 전원을 온/오프하거나, 전원 오프 상태에서 데이터 처리 작업 등을 수행하기 위해서는 전원이 차단된 상태에서도 해당하는 구성이 동작할 수 있도록 동작전원을 생성할 필요가 있다. 만약 자체적인 회로 구성을 통해 동작전원을 공급하지 않는 경우, 이러한 공급전원은 배터리를 이용하여 이루어질 수밖에 없다. 본 발명은 이러한 동작전원의 공급을 위한 동작전원 공급수단을 더 포함하여 이루어진다. 그리고 정전 등과 같이 외부전원이 차단되더라도 일정 시간 이상은 구동이 가능하여 외부전원의 복구 전에도 감시는 계속되어야 하기에 정전시(즉, 외부전원 차단시)에 배터리로 구동될 필요가 있고, 오류 없이 안정적인 모니터링(감시)를 수행하기 위해 고품질의 전원이 공급도리 필요가 크다. 본 발명의 전원공급수단(5)이 이를 지원한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예인 전원공급수단(5)의 실시에 대해 설명하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 전원공급수단(5)은 외부전원(s)을 이용하여 공급전원(Vcc)을 생성하는 외부전원공급회로(511) 및 외부전원(s)의 인가 차단 시 외부전원(s)을 이용하여 내부전원을 생성하고, 이 내부전원을 이용하여 공급전원(Vcc)을 생성하는 내부전원공급회로(513)를 갖는 전원공급부(51), 외부전원공급회로(511) 또는 내부전원공급회로(513)의 작동을 선택하는 스위치부(52), 내부전원을 통제하는 통제부(53)를 포함하여 이루어진다.

특히 전원공급부(51)는 스위치부(52)의 온 동작 시 외부전원공급회로(511)를 작동시켜 외부전원(s)을 이용하여 공급전원(Vcc)을 생성하고, 스위치부(52)의 오프 동작 시 내부전원공급회로(513)를 작동시켜 외부전원(s)으로부터 내부전원을 생성하고, 이 내부전원을 이용하여 공급전원(Vcc)을 생성한다.

여기에서 공급전원(Vcc)은 외부전원(s) 또는 내부전원을 통해 생성되어 각 구성의 동작을 위해 인가되는 전원이다.

보다 구체적으로, 전원공급부(51)의 외부전원공급회로(511)는 외부전원(s)에 직렬로 연결된 캐패시터(C1) 및 제1정류다이오드(BD1), 여기에 병렬로 연결된 충전캐패시터(C5)를 포함한다.

또한 내부전원공급회로(513)는 외부전원(s)에 병렬로 연결된 브릿지다이오드(BD3), 여기에 병렬로 연결된 트랜스(T1) 및 제2정류다이오드(BD2), 여기에 병렬로 연결된 충전캐패시터(C5)를 포함한다.

상기 설명에서 충전캐패시터(C5)는 동일 구성으로, 제1 및 제2정류다이오드(BD1)(BD2)에 의해 직류로 정류된 전류에 의해 충전되는 구성으로, 공급전원(Vcc)을 저장 및 출력하는 구성이다.

또한 외부전원공급회로(511) 및 내부전원공급회로(513)의 출력단은 상호 연결되는데, 즉 제1정류다이오드(BD1)의 출력단과 제2정류다이오드(BD2)의 출력단이 상호 연결된다.

다음으로 스위치부(52)는 외부전원공급회로(511) 또는 내부전원공급회로(513)의 작동을 선택하는 구성으로, 브릿지다이오드(BD3)와 직렬로 연결된 스위칭소자(Q1)(Triac)로 이루어진다. 이러한 스위치부(52)의 온/오프 결정 신호는 장치 외부 또는 내부 어디서든 전달받을 수 있는 것으로, 스위치부(52)의 신호 생성 회로에 대한 도시는 생략하나, 당업자(해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자)라면 충분히 이해하고 추론하여 실시할 수 있는 것에 불과하다.

아울러 통제부(53)는 일단은 상호 병렬 연결된 브릿지다이오드(BD3) 또는 트랜스(T1)에 연결되고, 타단은 그라운드에 연결된 저항(R1)(R2) 및 캐패시터(C2)(C3)로 이루어진다. 이러한 통제부(53)는 트랜스(T1), 브릿지다이오드(BD1) 모두에 연결될 수 있다.

추가로, 도면에 도시된 바와 같이 외부전원공급회로(511)는 일단은 제1정류다이오드(BD1)에 타단은 그라운드에 연결되고 외부전원(s)으로부터 생성된 공급전원(Vcc)이 강하되는 강하저항(R3)을 더 포함한다. 이러한 강하저항(R3)으로 인해 외부전원(s)의 높은 전압에 의해 제1정류다이오드(BD1)가 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

또한 전원공급부(51)는 제1정류다이오드(BD1) 및 제2정류다이오드(BD2)의 출력단에 구비된 안정화회로를 더 포함하는데, 이러한 안정화회로는 제1정류다이오드(BD1) 및 제2정류다이오드(BD2)의 출력단에 병렬로 연결된 제너다이오드(ZD1), 이 제너다이오드(ZD1)와 병렬 연결된 캐패시터(C4) 및, 양 단이 충전캐패시터(C5)와 제너다이오드(ZD1)에 연결된 인덕터(L1)를 포함하여 이루어진다.

도면을 참고하여 상기 전원공급수단(5)의 회로 동작에 대해 간략하게 설명하면, 먼저 스위치부(52)에 스위치온 신호가 입력되면(외부전원(s)을 공급 중단), 스위치부(52)가 온 되어‘브릿지다이오드(BD3)-스위칭소자(Q1)’가 상호 단락되고, 스위치오프 신호가 입력되면(외부전원(s) 공급 개시), 스위치부(52)가 오프되어 '브릿지다이오드(BD3)-스위칭소자(Q1)'가 상호 개방된다. 따라서 앞서 언급한 바와 같이, 전원공급부(51)는 스위치부(52)가 온 되어 있을 때와 오프되어 있을 때 두 가지 경우로 나누어 공급전원(Vcc)을 제공한다.

먼저, 스위치부(52)가 온 된 회로의 동작을 설명하면, 이 경우에는 스위칭소자(Q1)가 단락되어 브릿지다이오드(BD3)-스위칭소자(Q1)’라인에 전류가 흘러서 전압 강하가 얻어진다. 브릿지다이오드(BD3)에 걸리는 전압은 트랜스(T1)에 의해 변압되고 제2정류다이오드(BD2)를 거쳐 직류로 정류된 후 충전캐패시터(C5)에 충전된다.

따라서 외부전원(s) 공급이 차단되는 경우, 내부전압의 생성은 브릿지다이오드(BD3)에서의 전압 강하를 이용하는데, 본래의 브릿지다이오드의 역할은 정류를 위한 것이나(제1 및 제2정류다이오드(BD1)(BD2)), 브릿지다이오드의 비 인접 두 정류단자(브릿지다이오드는 순환 연결된 4개의 정류 단자로 이루어진다)를 단락시켜도 전압 강하를 유도할 수 있다. 이러한 내부전원의 생성은 별도의 다이오드를 4개 이용하여 브릿지 회로를 구성하는 방식에 비해 동일 성능을 가지면서도 부품 수 감소, 실장크기 감소, 비용 절감, 고장 발생 확률 저감 등의 효과를 갖는다.

다음으로, 스위치부(52)가 오프 된 경우의 회로의 동작을 설명하면, 스위칭소자(Q1)가 개방되고, 트랜스(T1)의 1차 측인 ‘트랜스(T1)-저항(R2)-캐패시터((C3))’라인과 ‘캐패시터(C1)-제1정류다이오드(BD1)-강하저항(R3)’라인과의 임피던스 차이로 인해 ‘캐패시터(C1)-제1정류다이오드(BD1)-강하저항(R3)’라인으로만 전류가 흐르게 된다. 따라서 외부전원(s)에 의한 AC전류는 캐패시터(C1)를 통해 제1정류다이오드(BD1)로 흐르게 되고, 제1정류다이오드(BD1)에서 직류로 정류되어 충전캐패시터(C5)에 충전된다.

이때, 안정화회로인 제1정류다이오드(BD1) 및 제2정류다이오드(BD2)의 출력단에 병렬로 연결된 제너다이오드(ZD1)는 과전압을 방지하고, 인덕터(L1) 및 캐패시터(C4)는 정류된 직류에 포함된 노이즈 성분을 제거한다.

상기 전원공급수단(5)을 통해 생성된 공급전원(Vcc)은 각 구성에 인가되어 사용되어도 무방하나, 각 구성에 안정적인 전원의 공급을 위해 보다 정제된 전원의 공급의 필요성은 있다. 이에 본 발명은 공급전원을 정제하는 몇 가지 구성을 더 구비하고 있다.

공급전원을 정제하는 구성으로는 DC전원인 공급전원을 변압하는 변압부(54), 변압된 공급전원의 노이즈 성분을 검출하는 검출부(55) 및 검출된 공급전원의 노이즈를 제거하는 필터부(56)가 있다.

이하에서는 이러한 변압부(54), 검출부(55) 및 필터부(56)의 구성 및 동작에 대해 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 도면에 도시된 바와 같이, 전원공급수단(5)은 상기 전원공급부(51)의 출력단에 연결되어 공급전원(Vcc)의 전압을 조정하는 변압부(54)를 더 포함하여 이루어진다.

보다 구체적으로는 도면에 도시된 바와 같이, 변압부(54)는 전원공급부(51)의 출력단에 연결되어 공급전원(Vcc)의 전압을 강하하는 분압회로(541), 이 분압회로(541)에 연결되어 과전압을 보호하는 보호회로(543), 이 보호회로(543)에 연결되어 고조파에 의한 영향을 제거하는 공진회로(545), 공급전원(Vcc)의 전압을 조절하는 변압회로(547)를 포함하여 이루어진다.

도면을 참고하면, 분압회로(541)는 전원공급부(51)의 출력단에 직렬로 연결된 가변저항(RV2)으로 이루어지는데, 이 가변저항(RV2)에서의 전압 강하를 통해 변압부(54)에 걸리는 전압이 과도하지 않도록 조절될 수 있다.

또한 도면에 도시된 바와 같이, 보호회로(543)는 분압회로(541)의 출력단에 병렬로 연결된 제너다이오드(ZD2) 및 캐패시터(C6)로 이루어지는데, 제너다이오드(ZD2)는 분압회로(541)를 통과한 공급전원(Vcc)에 포함될 수 있는 서지(Surge)를 제거하여 접지 측으로 유도하고, 캐패시터(C6)는 분압회로(541)를 통과한 공급전원(Vcc)이 바로 공진회로(545)로 인가되지 않도록 완충역할을 한다.

아울러 도면에 도시된 바와 같이, 공진회로(545)는 보호회로(543)의 출력단에 병렬 연결된 인덕터(L1)를 포함하고, 추가적으로 변압회로(547)의 유기 기전력의 방향에 따라 교번하여 스위칭되는 한 쌍의 스위칭파트 및, 이 스위칭파트의 출력단에 연결된 캐패시터(C7)를 더 포함한다.

여기에서 스위칭파트는 변압회로(547)의 1차 측에 연결된 npn 트랜지스터(Q2)(Q3), 이에 병렬 연결된 제너다이오드(ZD3)(ZD4) 및 저항(R4)(R5)을 포함하여 이루어진다. 특히 스위칭파트는 변압회로(547)의 트랜스 양단에 대칭되게 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고 도면에 도시된 바와 같이, 변압회로(547)는 트랜스(T2) 및 트랜스(T2)의 2차 측에 연결된 다이오드(D1)(D2)를 포함하여 이루어진다. 다이오드(D1)(D2)는 변압회로(547)를 거친 공급전원(Vcc)의 출력을 지연시켜 안정성을 제공한다.

다음으로 도면에 도시된 바와 같이, 전원공급수단(5)은 상기 변압부(54)의 출력단에 연결되어 공급전원(Vcc)에 변압된 공급전원(Vcc)의 노이즈 성분을 검출하는 검출부(55)를 더 포함하여 이루어진다.

이러한 검출부(55)는 크게 변압부(54)의 출력단에 연결되어 변압된 공급전원(Vcc)의 노이즈 성분을 검출하는 검출회로(551), 이 검출회로(551)와 연결되어 검출회로(551)의 동작을 지연시키는 지연회로(553) 및 일단은 지연회로(553)와 타단은 필터부(56)와 연결된 릴레이회로(555)를 포함하여 이루어진다. 이러한 검출부(55)는 공급전원(Vcc)을 별도로 인가받아 출력전압에 영향을 주지 않고 공급전원(Vcc)을 노이즈 검출 여부를 판독하는데 사용한다.

도면을 참고하면, 검출회로(551)는 직렬 연결된 저항(R6) 및 캐패시터(C8)로 이루어져 공급전원(Vcc)의 직류성분을 제거하는 필터링파트, 상호 병렬 연결된 두 저항(R7)(R9) 및 캐패시터(C9)로 이루어진 기준전압생성파트, OP앰프(OP1) 및 OP앰프(OP1)의 반전 단자에 연결된 검출저항(R10)을 포함하는 검출파트를 포함하여 이루어진다. 이러한 검출회로(551)는 기준전압생성파트에서 생성된 기준 전압과 검출파트의 검출저항의 양단에 걸리는 노이즈의 양을 비교하여 노이즈를 검출한다.

또한 지연회로(553)는 검출회로(551)의 OP앰프(OP1)의 출력단에 연결되고, 상호 병렬 연결된 역방향 다이오드(D3)와 저항(R11) 및 캐패시터(C10)를 포함하여 이루어진다. 이러한 지연회로(553)의 구비에 대해 설명하면, 일반적으로 노이즈는 연속적으로 발생하는 것이 아니라 간헐적으로 발생되므로 지연회로(553)가 없으면 릴레이회로(555)가 빠르게 온/오프를 반복하며 결국 단기간에 부품의 수명이 다하게 되는데, 이를 방지하기 위해 지연회로(553)는 한 번 릴레이회로(555)가 동작하고 난 후에는 일정시간동안 릴레이회로(555)를 오프시키지 않으며 노이즈가 생길 때마다 다시 시간을 리셋 시킨다.

또한 릴레이회로(555)는 역방향 다이오드(D4), 릴레이(RL1), 트랜지스터(Q4), OP앰프(OP2)(OP3), 저항(R)(R13)(R14)(R15)(R16) 및 캐패시터(C)(C12)로 구성되는데, 이러한 릴레이회로(555)는 일반적으로 널리 알려진 회로이므로 구체적인 설명은 생략하여도 당업자라면 얼마든지 이해하고 추론하여 실시할 수 있는 것이다.

상기 검출부(55)를 통해 노이즈 제거를 위한 필터부(56)가 상시 동작하지 않고 노이즈가 발생하지 않는 경우에는 릴레이회로(555)에 의해 동작이 차단되기 때문에, 필터부(56)에 사용되는 캐패시터(C13)(C14)(C15)(C16)의 수명을 연장시킬 수 있다.

다음으로 도면에 도시된 바와 같이, 전원공급수단(5)은 상기 검출부(55)에서 검출된 공급전원(Vcc)의 노이즈를 제거하는 필터부(56)를 더 포함하여 이루어진다.

본 발명은 발생한 노이즈를 완전히 제거하기 위해 필터부(56)의 구성을 제1필터링회로(561), 제2필터링회로(562), 제3필터링회로(563)로 구비하여, 3중으로 노이즈를 제거할 수 있는 것을 특징으로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 제1필터링회로(561) 및 제2필터링회로(562)는 릴레이회로(555)에 연결되어 릴레이회로(555)에 의해 구동된다.

또한 제1필터링회로(561)는 npn 트랜지스터(Q5), 이 npn 트랜지스터(Q5)의 컬렉터에 캐소드가 연결되는 제1다이오드(D5) 및 이에 병렬 연결된 저항(R17)을 포함하여 이루어져, 공급전원(Vcc)에 포함된 노이즈 신호 중 양(+)의 신호를 그라운드로 바이패스시킨다.

그리고 제2필터링회로(562)는 pnp 트랜지스터(Q6), 이 pnp 트랜지스터(Q6)의 컬렉터에 애노드가 연결되는 제2다이오드(D6) 및 이에 병렬 연결된 저항(R18)을 포함하여 이루어져, 공급전원(Vcc)에 포함된 노이즈 신호 중 음(-)의 신호를 그라운드로 바이패스시킨다.

한편, 제1필터링회로(561) 및 제2필터링회로(562)의 각 트랜지스터(Q5)(Q6)의 이미터에는 상호 병렬 연결된 가변저항(RV3)(RV4) 및 캐패시터(C13)(C14)로 이루어진 보정파트가 구비되는데, 이러한 보정파트는 미세한 잔존 노이즈를 제거하여 전원 품질 향상에 기여한다.

또한 제3필터링회로(563)는 제1필터링회로(561) 및 제2필터링회로(562)의 출력단에 연결되고, 병렬 연결된 저항(R19) 및 캐패시터(C15), 이에 직렬 연결된 캐패시터(C16) 및 순방향 다이오드(D8)를 포함하여 이루어진다.

동작 과정을 설명하면, 순방향 다이오드(D8)는 전류의 일 방향 흐름을 차단하여, 한쪽으로(도면 상 위에서 아래로) 흐르게 하고, 상호 병렬 연결된 저항(R19) 및 캐패시터(C15)는 필터로 작용하여 제1 및 제2필터링회로(561)(562)를 거친 공급전원(Vcc)에 잔존하는 노이즈 성분을 완전히 제거한다.

이러한 삼중 노이즈 제거 기능, 추가로 부수적 노이즈 제거 기능을 갖는 필터부(56)를 통해 노이즈가 완벽하게 제거된 직류 전원을 얻을 수 있고, 이를 최종 공급전원(Vps)으로 활용하여 각 구성의 동작을 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 음향 추적 감시 카메라 시스템에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

MIC1, MIC2, MIC3, MIC4 ; 음향센서
1 : 카메라 2 : 촬영방향조절유닛
3 : 음향분석모듈 4 : 객체추출모듈
5 : 전원공급수단 6 : 컨트롤러
7 : 이동로봇

Claims

카메라;
상기 카메라의 촬영방향을 조절하는 촬영방향조절유닛;
상기 카메라에 인접 설치되고, 주변에서 발생되는 음향을 감지하는 복수의 음향센서;
상기 복수의 음향센서에서 감지되는 음향신호들로부터 음향의 세기와 시간의 차이를 이용하여 음향의 발생 위치를 분석하는 음향분석모듈;
상기 촬영방향조절유닛을 제어하여 상기 카메라가 상기 음향분석모듈의 분석한 위치를 촬영하도록 하는 컨트롤러;를 포함하여 이루어지는 음향 추적 감시 카메라 시스템에 있어서, 상기 복수의 음향센서는 상기 카메라의 좌측에 배치되는 제1음향센서와 제2음향센서, 상기 카메라의 우측에 배치되는 제3음향센서와 제4음향센서를 포함하되, 상기 제1음향센서와 제3음향센서의 음향 증폭도는 크고, 상기 제2음향센서와 제4음향센서의 음향 증폭도는 작은 것을 특징으로 하는 음향 추적 감시 카메라 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 카메라가 촬영하는 영상에서 객체의 움직임 정보를 추출하는 객체추출모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 추적 감시 카메라 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 카메라, 촬영방향조절유닛, 음향분석모듈, 컨트롤러 및 객체추출모듈이 탑재되고, 상기 객체추출모듈에서 추출되는 객체의 위치로 이동하는 이동 로봇;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 추적 감시 카메라 시스템.