KR20200033197A - 객체 식별 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 객체 식별 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도플러 효과를 이용하여 특정 객체를 정확하게 식별할 수 있는 객체 식별 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마이크로파 센서를 이용하여 객체를 식별하는 방법은 수신된 반사파를 이용하여 객체의 이동속도를 측정하는 단계; 및 상기 반사파를 이용하여 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 객체 식별 방법 및 장치는 저렴한 마이크로파 센서를 이용하여 특정 객체를 비접촉식으로 정확하게 식별하는 효과가 있다.

Description

객체 식별 방법 및 장치{Method and device for identifying an object}
본 발명은 객체 식별 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도플러 효과를 이용하여 특정 객체를 정확하게 식별할 수 있는 객체 식별 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 방역업체는 전문가를 투입하여 고객의 집에서 쥐나 해충의 위치를 파악하고 제거한다. 이러한 전문가에 의해 교육과 경험을 통해 쥐나 해충의 존재여부, 위치, 예상 경로 등을 판단한다. 그러나 고객이 방역업체에 연락을 하는 것은 쥐나 해충이 발생한 후 상당한 시간이 흐른 다음일 것이다. 쥐나 해충이 발생하였는지 여부를 실시간으로 확인할 수 있다면 초기에 이를 제거하는 것이 가능하고, 비용도 상당히 절약될 것이다. 그러나 아직까지 쥐나 해충을 식별할 수 있는 방법은 개발되지 않았고, 방역업체들의 기술도 쥐덫 등을 이용하여 쥐나 해충이 발생하였는지 여부를 확인하는 수준에 있다.
도플러 효과를 이용하여 객체를 식별하는 기술이 개발되고 있으나 현재까지는 이동속도를 측정하는 수준에 머물러 있고, 특정 객체를 정확하게 식별하는 것은 아직 어려운 상황이다. 다만 객체를 한정하여, 예를 들어, 객체를 인간으로 한정하여 생체신호를 검출하고 인간의 몸 상태를 판단하는 방법이 존재하나, 이는 객체가 인간이라는 가정 하에 동작하는 것이기 때문에 이러한 방법으로 특정 객체를 식별하는 것은 쉽지 않다.
또한 이미지 센서, 적외선 센서 등을 사용하여 객체를 판단하는 방법도 존재하나 이미지 센서는 어두운 곳에서 사용하기 어렵고, 적외선 센서는 고가의 제품이어서 쉽게 사용하기 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 저렴한 마이크로파 센서를 이용하여 특정 객체를 비접촉식으로 정확하게 식별할 수 있는 객체 식별 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 원거리에서 넓은 면적을 감시하는 것이 가능하고, 특정 영역 내에서 이동하는 다수의 객체 중에서 특정 객체를 식별할 수 있는 객체 식별 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로파 센서를 이용하여 객체를 식별하는 방법은 수신된 반사파를 이용하여 객체의 이동속도를 측정하는 단계; 상기 객체의 반사파 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 단계; 및 상기 반사파를 이용하여 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로파 센서를 이용하여 객체를 식별하는 장치는 수신된 반사파를 이용하여 객체의 이동속도 또는 크기를 측정하는 객체 측정부; 상기 객체의 반사파 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 객체 종류 판별부; 상기 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 심박 호흡 신호 검출부; 및 상기 객체의 측정, 판별 또는 검출된 정보를 이용해 상기 객체의 종류를 식별하는 객체 식별 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 객체 식별 방법은 저렴한 마이크로파 센서를 이용하여 특정 객체를 비접촉식으로 정확하게 식별하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 객체 식별 방법은 원거리에서 넓은 면적을 감시하는 것이 가능하고, 특정 영역 내에서 이동하는 다수의 객체 중에서 특정 객체를 식별하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 객체 식별 방법은 다양한 객체의 이동 속도, 크기, 종류, 심박 호흡 등을 검출하여 객체를 정확하게 식별 및 추적할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별한 후 추적하는 방법을 설명하는 순서도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로파 센서의 해충 검출 방법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 식별 장치의 구성도.
본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 객체 식별 방법 및 장치는 도플러 효과를 이용한다. 도플러 효과를 이용한 센서는 고주파 또는 초고주파를 송신하고 객체에 의해 반사된 반사파(도플러 신호)로부터 객체의 움직임 여부와 이동속도를 검출한다. 최근에는 도플러 효과를 이용하여 인간의 심장과 폐의 움직임으로부터 심박수 및 호흡수에 대한 정보를 획득하는 기술이 개발되고 있다. 본 발명에서는 도플러 효과를 이용하여 객체의 생태학적 특징을 검출하고, 이를 이용하여 객체를 식별한다.
객체의 생태학적 특징은 특정 객체가 가지는 고유한 특징이며, 마이크로파 센서가 객체에 의해 반사된 신호로부터 고유한 특징에 대한 신호를 추출할 수 있어야 한다. 예를 들어, 쥐는 대단히 독특한 생태학적 특성을 갖는데, 첫째 쥐의 달리기 속도는 최대 12.8㎞/h이며 이는 다른 동물들과 비교하여 상당히 느린 속도이다. 참고로 닭은 14.5㎞/h, 돼지는 17.7㎞/h, 다람쥐는 19.3㎞/h, 코끼리는 35.0㎞/h, 토끼는 56.3㎞/h 이다. 둘째 쥐는 작은 몸으로 대단히 빠르게 움직이기 때문에 에너지 소모량이 많고 이에 따라 심박수 및 호흡수가 동물 중 가장 높은 편이다. 쥐의 심박수는 약 300~500회/분으로 사람(약 60~100회/분), 고래(약 6회/분), 코끼리(약 30회/분), 말(약 38회/분), 개(약 85회/분), 고양이(약 130회/분) 등과 비교하여 매우 빠른 편이다. 또한 쥐의 호흡수도 약 80~230회/분으로 사람이 약 7~18회/분인 것과 비교하여 매우 많은 편이다. 따라서 쥐의 심박 신호나 호흡 신호, 움직임 신호는 다른 동물들과 비교하여 차별화된 범위 내에 존재할 것이며, 이러한 독특한 생태학적 특징을 이용하여 쥐를 식별하는 것이 가능하다.
또한 셋째 쥐는 다른 동물들과 달리 치아가 계속 자란다는 생물학적 특징을 가지고 있다. 쥐는 본능적으로 주변의 사물을 계속 갉아먹는데 이는 에너지를 보충하기 위한 것이 아니라 치아를 계속 마모시키기 위한 행동이다. 치아가 계속 자라면 음식물을 씹을 수가 없어서 굶어 죽기 때문이다. 쥐의 갉아먹는 동작은 일정한 시간 동안 비교적 일정한 속도로 진행되기 때문에 심박 신호나 호흡 신호와 같이 마이크로파 센서에 의해 검출될 수 있다. 따라서 쥐의 갉아먹는 생태학적 특징을 이용하여 쥐를 식별하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도이다. 마이크로파 센서는 송신 안테나, 수신 안테나, 송신부, 수신부 및 프로세서를 포함한다. 마이크로파 센서는 송신부와 송신 안테나를 통해 마이크로파를 송신하고, 수신 안테나와 수신부를 통해 객체에 의해 반사된 도플러 신호를 수신한다. 쥐를 식별하는 방법은 수신된 도플러 신호를 처리하는 방법에 관한 것으로 프로세서에서 실행되는 알고리즘이다.
도 1을 참조하면, 마이크로파 센서는 이동속도를 측정한 후, 심박 신호와 호흡 신호를 검출하여 객체를 식별한다.
먼저 마이크로파 센서는 수신된 반사파로부터 움직임 신호를 추출하여 객체의 이동속도를 측정한다. 쥐의 이동속도는 최대 12.8㎞/h이므로, 만약 객체의 이동속도가 13㎞/h 이하이면 객체의 생태학적 특징을 검출하고, 객체의 이동속도가 13㎞/h 보다 크면 쥐가 아니라고 판단하고 다른 객체의 이동속도를 측정한다.
객체의 이동속도가 13㎞/h 이하인 경우, 상기 객체의 반사파 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별한다. 객체의 이동속도가 13㎞/h 이하인 경우에는 객체를 쥐로 판단하였으나 보다 상세한 판별을 위하여 객채의 반사파 수신 결과를 이용하여 보다 구체적인 객체의 종류를 판별할 수 있다. 보다 구체적으로 마이크로파 센서는 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 검출할 수 있으며 이를 이용하여 각 객체의 종류를 판별할 수 있다. 이때 사람과 쥐 또는 해충에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭은 서로 그 검출되는 범위가 상이하며, 예를 들어 사람에 대한 반사파의 수신량은 쥐 또는 해충에 대한 반사파의 수신량 보다 그 범위가 크므로, 파이크로파 센서는 객체에 대한 반사파의 수신량과 진폭의 검출량의 범위에 따라 사람, 쥐 또는 해충 등의 객체의 종류를 판별할 수 있다.
이와 같이, 객체의 종류를 판별하여 판별된 객체가 쥐 또는 해충에 해당하는 경우에는 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하도록 할 수 있다.
마이크로파 센서는 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호와 호흡 신호를 검출한다. 쥐의 심박수는 약 300~500회/분이며 호흡수는 약 80~230회/분이다. 쥐의 심박수 약 300~500회/분에 상응하는 주파수 범위를 제1 주파수 범위, 쥐의 호흡수 약 80~230회/분에 상응하는 주파수 범위를 제2 주파수 범위라고 가정할 때, 마이크로파 센서는 수신된 반사파로부터 제1 주파수 범위와 제2 주파수 범위에 일정한 패턴의 신호가 존재하는지 여부를 판단한다. 제1 주파수 범위에 일정한 패턴의 신호가 존재할 경우 마이크로파 센서는 객체의 심박수가 약 300~500회/분의 범위 내에 있다고 판단하며, 제2 주파수 범위에 일정한 패턴의 신호가 존재할 경우 마이크로파 센서는 객체의 호흡수가 약 80~230회/분의 범위 내에 있다고 판단한다. 객체의 이동속도, 심박수 및 호흡수가 쥐의 생태학적 특성에 매칭되기 때문에 결론적으로 마이크로파 센서는 해당 객체가 쥐라고 판단한다.
도 1에서는 심박 신호와 호흡 신호를 모두 검출하였는데, 심박 신호 또는 호흡 신호만을 검출하여 객체를 식별하는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 마이크로파 센서는 쥐의 크기를 측정한 후, 심박 신호와 호흡 신호를 검출하여 객체를 식별한다.
예를 들어, 마이크로파 센서를 창고 입구의 상부에 배치하면, 쥐가 창고에 들어오거나 창고에서 나가는 것을 확인할 수 있고 이동하는 쥐의 크기도 확인이 가능하다. 객체의 크기는 신호가 송신된 시간과 반사파가 수신된 시간의 차를 이용하여 산출하는 것이 가능한데, 객체의 크기가 클수록 반사되어 돌아오는 시간이 짧기 때문이다.
먼저 마이크로파 센서는 송신된 송신파와 수신된 반사파를 이용하여 객체의 크기를 산출한다. 쥐의 크기는 대략 20㎝ 이하로 상당히 작기 때문에, 만약 객체의 크기가 20㎝ 이하이면 객체의 생태학적 특징을 검출하고, 객체의 크기가 20㎝ 보다 크면 쥐가 아니라고 판단하고 다른 객체의 크기를 측정한다.
객체의 크기가 20㎝ 이하인 경우, 상기 객체의 반사파 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별한다. 객체의 크기가 20cm 이하인 경우에는 객체를 쥐로 판단하였으나 보다 상세한 판별을 위하여 객채의 반사파 수신 결과를 이용하여 보다 구체적인 객체의 종류를 판별할 수 있다. 보다 구체적으로 마이크로파 센서는 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 검출할 수 있으며 이를 이용하여 각 객체의 종류를 판별할 수 있다. 이때 사람과 쥐 또는 해충에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭은 서로 그 검출되는 범위가 상이하며, 예를 들어 사람에 대한 반사파의 수신량은 쥐 또는 해충에 대한 반사파의 수신량 보다 그 범위가 크므로, 파이크로파 센서는 객체에 대한 반사파의 수신량과 진폭의 검출량의 범위에 따라 사람, 쥐 또는 해충 등의 객체의 종류를 판별할 수 있다.
이와 같이, 객체의 종류를 판별하여 판별된 객체가 쥐 또는 해충에 해당하는 경우에는 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하도록 할 수 있다.
마이크로파 센서는 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호와 호흡 신호를 검출한다. 쥐의 심박수는 약 300~500회/분이며 호흡수는 약 80~230회/분이다. 쥐의 심박수 약 300~500회/분에 상응하는 주파수 범위를 제1 주파수 범위, 쥐의 호흡수 약 80~230회/분에 상응하는 주파수 범위를 제2 주파수 범위라고 가정할 때, 마이크로파 센서는 수신된 반사파로부터 제1 주파수 범위와 제2 주파수 범위에 일정한 패턴의 신호가 존재하는지 여부를 판단한다. 제1 주파수 범위에 일정한 패턴의 신호가 존재할 경우 마이크로파 센서는 객체의 심박수가 약 300~500회/분의 범위 내에 있다고 판단하며, 제2 주파수 범위에 일정한 패턴의 신호가 존재할 경우 마이크로파 센서는 객체의 호흡수가 약 80~230회/분의 범위 내에 있다고 판단한다. 객체의 이동속도, 심박수 및 호흡수가 쥐의 생태학적 특성에 매칭되기 때문에 결론적으로 마이크로파 센서는 해당 객체가 쥐라고 판단한다.
도 2에서는 심박 신호와 호흡 신호를 모두 검출하였는데, 심박 신호 또는 호흡 신호만을 검출하여 객체를 식별하는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 마이크로파 센서는 쥐의 갉아먹는 움직임을 검출하여 객체를 식별한다. 쥐는 일정 시간 동안 무언가를 갉아먹는 움직임을 지속하고, 갉아먹기 위해 움직이는 주둥이의 속도는 비교적 일정하다. 따라서 쥐가 갉아먹는 움직임에 상응하는 제3 주파수 범위에서 일정한 패턴의 신호가 발견되면 해당 객체를 쥐라고 판단하는 것이 가능할 것이다. 이때, 수신된 반사파의 도플러 효과를 이용하여 제3 주파수 범위 내에 불규칙하게 반복되는 일정한 패턴의 신호가 존재하는지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 쥐는 항상 움직이는 것이 아니기 때문에 쥐의 움직임은 주기적으로 발견되지 않을 수 있으며 쥐의 움직임은 불규칙하게 반복되며 일정 시간 동안 지속될 수 있다. 결국 쥐의 움직임은 심박 신호나 호흡 신호와 같이 항시 일정한 패턴으로 검출되는 것이 아니기 때문에, 마이크로파 센서는 제3 주파수 범위 내에서 불규칙하게 반복되는 패턴을 검출함으로써 객체를 식별할 수 있다.
또한, 객체에 반사된 반사파의 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하도록 구성될 수 있다.
제3 주파수 범위 내에서 불규칙하게 반복되는 패턴을 검출한 경우에는 객체를 쥐 또는 해충으로 판단할 수 있으나, 보다 상세한 판별을 위하여 객채의 반사파 수신 결과를 이용하여 보다 구체적인 객체의 종류를 판별할 수 있다. 보다 구체적으로 마이크로파 센서는 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 검출할 수 있으며 이를 이용하여 각 객체의 종류를 판별할 수 있다. 이때 사람과 쥐 또는 해충에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭은 서로 그 검출되는 범위가 상이하며, 예를 들어 사람에 대한 반사파의 수신량은 쥐 또는 해충에 대한 반사파의 수신량 보다 그 범위가 크므로, 파이크로파 센서는 객체에 대한 반사파의 수신량과 진폭의 검출량의 범위에 따라 사람, 쥐 또는 해충 등의 객체의 종류를 판별할 수 있다.
이와 같이, 객체의 종류를 판별하여 판별된 객체가 쥐 또는 해충에 해당하는 경우에는 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하도록 할 수 있다.
또한 쥐는 이동하면서 갉아먹는 것이 아니라 정지한 후 또는 조금씩 움직이면서 갉아먹기 때문에, 이동속도가 0㎞/h 이거나 매우 낮으면서 갉아먹는 움직임이 검출되어야 한다. 만약 객체의 이동속도가 상당히 높은데 제3 주파수 범위 내 신호가 검출되면, 이는 쥐의 갉아먹는 움직임이 아니며 해당 객체는 쥐가 아니라고 판단한다. 마이크로파 센서는 객체의 이동속도가 0에 가깝고 제3 주파수 범위 내 일정한 패턴의 신호가 검출되는 경우, 해당 객체를 쥐라고 판단한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 마이크로파 센서는 먼저 갉아먹는 움직임을 검출한 후, 심박 신호와 호흡 신호를 검출하여 객체를 식별한다. 이때, 객체에 반사된 반사파의 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이때 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 검출할 수 있으며 이를 이용하여 각 객체의 종류를 판별할 수 있다. 이와 같은 객체의 종류 판별은 움직임을 검출하기 이전 또는 이후에 이루어지도록 구성될 수 있다.
여기서 갉아먹는 움직임을 검출하는 방법은 도 3에서 설명한 바와 같으며, 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 방법은 도 1 및 2에서 설명한 바와 같다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 마이크로파 센서는 먼저 객체에 반사된 반사파의 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하며, 이때 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 검출할 수 있으며 이를 이용하여 각 객체의 종류를 판별할 수 있다. 이후, 마이크로파 센서는 객체의 이동속도, 크기, 심박 신호, 호흡 신호 및 갉아먹는 움직임 중 어느 하나를 검출한 후, 검출된 신호 외에 나머지 신호를 검출하여 객체를 식별한다. 여기서 객체의 이동속도, 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 방법은 도 1에서 설명한 바와 같고, 객체의 크기를 측정하는 방법은 도 2에서 설명한 바와 같으며, 갉아먹는 움직임을 검출하는 방법은 도 3에서 설명한 바와 같다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 마이크로파 센서가 쥐를 식별한 후 추적하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6를 참조하면, 마이크로파 센서는 먼저 객체에 반사된 반사파의 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하며 이때 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 검출할 수 있으며 이를 이용하여 각 객체의 종류를 판별할 수 있다. 이후, 마이크로파 센서는 객체가 쥐라고 판단되면, 해당 객체를 타겟으로 설정한 후 타겟의 이동경로를 추적한다. 타겟을 추적하는 방법은 좌표를 산출하는 방법, 방향 및 거리를 산출하는 방법 등이 있으며, 마이크로파 센서와 일체형으로 설치되거나 별도로 설치되는 것이 가능하다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 마이크로파 센서의 해충 검출 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 상세하게는 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 흰개미가 없을 때의 검출되는 신호를 도시하고 있으며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 흰개미가 검출되는 신호를 도시하고 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 마이크로파 센서를 이용해 흰개미와 같은 해충의 움직임에 상응하는 주파수 범위에서 일정한 패턴의 신호가 발견되면 해당 객체를 흰개미와 같은 해충으로 판단할 수 있다.
아울러, 객체의 종류에 따라 마이크로파 센서를 통해 검출되는 반사파의 수신량 또는 진폭이 상이하므로 파이크로파 센서는 객체에 대한 반사파의 수신량과 진폭의 검출량의 범위에 따라 사람, 쥐 또는 해충 등의 객체의 종류를 판별할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 식별 장치의 구성도이다.
이후부터는 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 식별 장치의 구성을 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 식별 장치(100)는 마이크로파 센서(110), 객체 측정부(120), 객체 종류 판별부(130), 심박 호흡 신호 검출부(140), 객체 식별 판단부(150) 및 이동 경로 추적부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
마이크로파 센서(110)는 객체를 식별하며, 이를 위하여 고주파 또는 초고주파를 송신하고 객체에 의해 반사된 반사파(도플러 신호)로부터 객체의 움직임 여부와 이동속도를 검출할 수 있다.
객체 측정부(120)는 수신된 반사파를 이용하여 객체의 이동속도 또는 크기를 측정한다.
객체 종류 판별부(130)는 상기 객체의 반사파 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하며, 보다 구체적으로 상기 객체 종류 판별부(130)는 상기 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 이용하여 상기 객체의 종류를 판별할 수 있다.
심박 호흡 신호 검출부(140)는 상기 마이크로파 센서(110)가 수신한 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출한다. 이때, 상기 심박 호흡 신호 검출부(140)는 상기 판별된 객체가 쥐 또는 해충에 해당하는 경우에 상기 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출할 수 있다.
따라서, 객체 식별 판단부(150)는 상기 객체 측정부(120), 객체 종류 판별부(130), 심박 호흡 신호 검출부(140) 및 객체 식별 판단부(150)에서 객체의 측정, 판별 또는 검출된 정보를 이용해 상기 객체의 종류를 식별할 수 있다.
또한, 이동 경로 추적부(160)는 해당 객체를 타겟으로 설정한 후, 상기 타겟의 이동경로를 추적할 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

Claims (24)

  1. 마이크로파 센서를 이용하여 객체를 식별하는 방법에 있어서,
    수신된 반사파를 이용하여 객체의 이동속도를 측정하는 단계;
    상기 객체의 반사파 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 단계; 및
    상기 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 단계;
    를 포함하는 객체 식별 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 객체의 종류를 판별하는 단계는,
    상기 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 객체 식별 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 단계는,
    상기 판별된 객체가 쥐 또는 해충에 해당하면 상기 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 객체 식별 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 단계는,
    상기 도플러 효과에 따른 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호의 변화를 검출하여 상기 판별된 객체의 종류를 추가 식별하는 객체 식별 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 객체의 이동속도를 측정하는 단계는,
    상기 객체의 이동속도가 13㎞/h 이하인지 여부를 확인하는 것
    을 특징으로 하는 객체 식별 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 객체의 심박 신호는 제1 주파수 범위 내에서 검출되고,
    상기 객체의 호흡 신호는 제2 주파수 범위 내에서 검출되는 것
    을 특징으로 하는 객체 식별 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 범위는 쥐의 심박수 300~500회/분에 상응하는 주파수 범위이고,
    상기 제2 주파수 범위는 쥐의 호흡수 80~230회/분에 상응하는 주파수 범위인 것
    을 특징으로 하는 객체 식별 방법.
  8. 마이크로파 센서를 이용하여 객체를 식별하는 방법에 있어서,
    수신된 반사파를 이용하여 객체의 크기를 측정하는 단계;
    상기 객체의 반사파 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 단계; 및
    상기 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 단계;
    를 포함하는 객체 식별 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 객체의 종류를 판별하는 단계는,
    상기 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 객체 식별 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 단계는,
    상기 판별된 객체가 쥐 또는 해충에 해당하면 상기 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 객체 식별 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 단계는,
    상기 도플러 효과에 따른 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호의 변화를 검출하여 상기 판별된 객체의 종류를 추가 식별하는 객체 식별 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 객체의 크기를 측정하는 단계는,
    상기 객체의 크기가 20㎝ 이하인지 여부를 확인하는 것
    을 특징으로 하는 객체 식별 방법.
  13. 마이크로파 센서를 이용하여 객체를 식별하는 방법에 있어서,
    수신된 반사파의 도플러 효과를 이용하여 제3 주파수 범위 내에 불규칙하게 반복되는 일정한 패턴의 신호가 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    객체에 반사된 반사파의 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 단계;를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 객체 식별 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 객체의 종류를 판별하는 단계는,
    상기 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 객체 식별 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 객체의 이동속도가 13㎞/h 이하인지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 객체 식별 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 객체의 크기, 심박 신호 및 호흡 신호 중 적어도 하나를 검출하는 단계;
    를 더 포함하는 객체 식별 방법.
  17. 마이크로파 센서를 이용하여 객체를 식별하는 방법에 있어서,
    객체에 반사된 반사파의 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 단계;
    수신된 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 객체의 생태학적 신호 중 적어도 하나를 검출하는 단계; 및상기 검출된 생태학적 신호 외에 나머지 생태학적 신호 중 적어도 하나를 검출하는 단계;를 포함하고,
    상기 생태학적 신호는 객체의 이동속도, 크기, 심박 및 호흡 중 적어도 일부에 각각 상응하는 신호인 것
    을 특징으로 하는 객체 식별 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 객체의 종류를 판별하는 단계는,
    상기 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 객체 식별 방법.
  19. 마이크로파 센서를 이용하여 객체를 식별하는 방법에 있어서,
    객체에 반사된 반사파의 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 단계;
    객체의 이동속도, 크기, 심박 및 호흡 중 적어도 하나에 상응하는 생태학적 신호를 검출하는 단계; 및
    해당 객체를 타겟으로 설정한 후, 상기 타겟의 이동경로를 추적하는 단계;를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 객체 식별 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 객체의 종류를 판별하는 단계는,
    상기 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 객체 식별 방법.
  21. 마이크로파 센서를 이용하여 객체를 식별하는 장치에 있어서,
    수신된 반사파를 이용하여 객체의 이동속도 또는 크기를 측정하는 객체 측정부;
    상기 객체의 반사파 수신 결과를 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 객체 종류 판별부;
    상기 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 심박 호흡 신호 검출부; 및
    상기 객체의 측정, 판별 또는 검출된 정보를 이용해 상기 객체의 종류를 식별하는 객체 식별 판단부;
    를 포함하는 객체 식별 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 객체 종류 판별부는,
    상기 객체에 대한 반사파의 수신량 또는 진폭을 이용하여 상기 객체의 종류를 판별하는 객체 식별 장치.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 심박 호흡 신호 검출부는,
    상기 판별된 객체가 쥐 또는 해충에 해당하면 상기 반사파의 도플러 효과를 이용하여 상기 판별된 객체의 심박 신호 및 호흡 신호를 검출하는 객체 식별 장치.
  24. 청구항 21에 있어서,
    해당 객체를 타겟으로 설정한 후, 상기 타겟의 이동경로를 추적하는 이동경로 추적부;
    를 더 포함하는 객체 식별 장치.
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