KR20200084963A - 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템 - Google Patents

복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 확장형 감시 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈과 드론을 연동하여 위험 상황을 광역으로 감시하는 확장형 감시 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템은, 복수의 감시 대상 장소에 각각 설치되어, 상기 감시 대상 장소에서 감지된 음성을 분석하는 음성 인식 모듈; 상기 음성 인식 모듈로부터 음성분석 정보를 수신하며, 상기 음성분석 정보에 기초하여 상기 음성분석 정보를 송신한 상기 음성 인식 모듈이 설치되어 있는 상기 감시 대상 장소로 기동하여 영상을 촬영하는 드론; 및 상기 드론의 착지 및 상기 드론의 배터리를 충전시키며, 상기 드론의 기동 전에 대기 상태에 놓이게 하는 드론스테이션;을 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템{EXTENDED MONITORING SYSTEM USING VOICE RECOGNITION MODULE INSTALLED IN MULYI SPOT AND DRONE}
본 발명은 확장형 감시 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈과 드론을 연동하여 위험 상황을 광역으로 감시하는 확장형 감시 시스템에 관한 것이다.
CCTV를 통한 감시 시스템은 소정 영역에 복수의 CCTV 카메라를 설치하고, 상기 복수의 CCTV로부터 송출되는 영상을 관리자가 관제 센터의 디스플레이 장치를 통해 확인가능토록 한다.
한편, 종래 기술에 따른 CCTV를 통한 감시 시스템에 의하면, 보다 넓은 커버리지(Coverage)를 확보하기 위해서 감시 대상 영역에 더 많은 수의 CCTV 카메라를 설치해야 하며, 그에 따라 관제센터에서는 더 많은 수의 CCTV 카메라의 촬영 영상을 모니터링해야 하게 되어, 관제센터에는 더 많은 관리 인력을 요구하게 된다.
아울러, 종래 기술에 따른 CCTV를 통한 감시 시스템에서는 관리자가 촬영 영상의 모니터링에만 의존하여 현장 위급 상황인지 여부를 판단하게 되므로, 실제 CCTV 카메라에 포착되더라도 모니터링시 이를 간과하게 될 확률이 높아진다.
한편, 커버리지가 상대적으로 넓은 CCTV 카메라를 이용할 경우에는 넓은 영역이 하나의 카메라로 촬영될 수 있지만, 하나의 카메라로 넓은 영역을 동시에 촬영할 수는 없으므로 실제 위급상황이 발생했을 때 해당 상황이 CCTV 카메라로 촬영되지 않을 확률이 높아진다.
이러한 문제들을 해결하기 위해 본 출원인은 대한민국 등록특허 10-1772391 "복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈을 이용하는 확장형 감시 장비"를 제안한 바 있다.
하지만, 이러한 확장형 감시 장비에도 불구하고, 좀 더 효율적으로 비용 및 인력 사용을 최소화하면서 위급상황을 효율적으로 감시하여 위급상황에 대한 대처가 더욱 빠르고 정확하게 취해질 수 있도록 하는 감시 시스템에 대한 필요성이 대두된다.
확장형 감시 장비로서, 최근에는 드론을 이용한 감시나 방범 장치들이 개발되고 있고, 그러한 선행기술로는 대한민국 등록특허 10-1802669의 "드론을 이용한 자율 방법 시스템", 대한민국 등록특허 10-1808330의 "지주 설치형 드론 충전 플랫폼" 및 대한민국 공개특허 10-2018-0129157의 "작업장 경보 시스템 및 그 방법" 등이 제안되어 있다.
: 대한민국 등록특허 10-1772391 : 대한민국 등록특허 10-1802669 : 대한민국 등록특허 10-1808330 : 대한민국 공개특허 10-2018-0129157
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 복수의 감시 대상 장소에 분산 설치된 음성 인식 모듈로부터 위급상황이 감지된 경우 음성 인식 모듈과 무선 네트워킹된 카메라 모듈이 장착된 드론을 통해 위급상황이 발생된 현장에 즉각 출동하여 현장 영상을 획득함으로써 광범위한 감시 대상 지역에서의 위급 상황을 효율적으로 모니터링할 수 있는 확장형 감시 시스템을 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템은, 복수의 감시 대상 장소에 각각 설치되어, 상기 감시 대상 장소에서 감지된 음성을 분석하는 음성 인식 모듈; 상기 음성 인식 모듈로부터 음성분석 정보를 수신하며, 상기 음성분석 정보에 기초하여 상기 음성분석 정보를 송신한 상기 음성 인식 모듈이 설치되어 있는 상기 감시 대상 장소로 기동하여 영상을 촬영하는 드론; 및 상기 드론의 착지 및 상기 드론의 배터리를 충전시키며, 상기 드론의 기동 전에 대기 상태에 놓이게 하는 드론스테이션;을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 드론은 영상을 촬영하는 촬영부와, 음성을 수신할 수 있는 마이크와, 상기 음성 인식 모듈과 통신이 가능한 통신부와, 경고 방송을 송출할 수 있는 스피커와, 배터리의 충전을 가능하게 하는 충전부와, 상기 드론스테이션과의 도킹이 가능한 도킹부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 음성 분석 모듈은, 커버리지 내의 소리를 감지하는 센싱부와, 상기 센싱부가 감지한 소리 정보로부터 음성 정보를 추출하는 음성 처리부와, 위급 상황 판단 기준이 저장되어 있는 저장부와, 상기 음성 처리부가 추출한 음성 정보를 상기 저장부에 저장된 상기 위급 상황 판단 기준과 비교하여 위급상황인지 여부를 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 드론스테이션은 통신모드에 따라서 상기 드론과 통신을 하는 통신모듈과, 상기 드론이 착지할 수 있는 도킹모듈과, 상기 드론을 제어하여 조작할 수 있는 현장제어모듈과, 상기 드론이 착지되어 대기 상태일때 상기 드론의 전원을 충전할 수 있는 충전모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 드론은 상기 음성 인식 모듈로부터 송신된 신호에 기초하여 기동을 할 것인지 대기 상태에 그대로 있을 지를 판단하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 드론으로부터 촬영된 영상은 기지국을 통해 모니터링 장치로 전송되어 실시간 위험 지역을 관리할 수 있다.
여기서, 상기 음성 인식 모듈은 위치 정보 및 식별 정보를 포함하며, 상기 드론은 상기 음성 인식 모듈의 상기 위치정보 및 식별 정보를 가지고 있는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 복수의 감시 대상 장소에 분산 설치된 음성 인식 모듈로부터 위급상황이 감지된 경우 음성 인식 모듈과 무선 네트워킹된 카메라 모듈이 장착된 드론을 통해 위급상황이 발생된 현장에 즉각 출동하여 현장 영상을 획득함으로써 광범위한 감시 대상 지역에서의 위급 상황을 효율적으로 모니터링할 수 있는 확장형 감시 시스템을 제공하는 것이 가능하다.
또한, 하나의 지주를 설치하여 드론 스테이션 시스템을 구축하여 평상시에는 드론의 충전을 도모하고, 위급 상황 발생시에는 음성 인식 모듈로서 신호를 수신하여 출동할 수 있는 시스템을 구축하여 광범위한 감시 대상을 확보하고 상시적인 충전시스템을 확보하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템의 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템에 포함된 드론의 내부 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템에 포함된 음성 인식 모듈의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템에 포함된 드론 스테이션의 내부 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템에 포함된 모니터링 장치의 블록 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템의 음파 통신 방식을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템의 구현도의 예시이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템의 구조 및 작용 효과를 살펴본다.
첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대한 상세한 설명은, 그에 수반하는 도면들과 연관하여 읽히게 되며, 도면은 전체 발명의 설명에 대한 일부로 간주된다. 방향이나 지향성에 대한 언급은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하는 의도를 갖지 않는다.
구체적으로, "아래, 위, 수평, 수직, 상측, 하측, 상향, 하향, 상부, 하부" 등의 위치를 나타내는 용어나, 이들의 파생어(예를 들어, "수평으로, 아래쪽으로, 위쪽으로" 등)는, 설명되고 있는 도면과 관련 설명을 모두 참조하여 이해되어야 한다. 특히, 이러한 상대어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 장치가 특정 방향으로 구성되거나 동작해야 함을 요구하지는 않는다.
또한, "장착된, 부착된, 연결된, 이어진, 상호 연결된" 등의 구성 간의 상호 결합 관계를 나타내는 용어는, 별도의 언급이 없는 한, 개별 구성들이 직접적 혹은 간접적으로 부착 혹은 연결되거나 고정된 상태를 의미할 수 있고, 이는 이동 가능하게 부착, 연결, 고정된 상태뿐만 아니라, 이동 불가능한 상태까지 아우르는 용어로 이해되어야 한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템은 드론(10), 음성 인식 모듈(20), 드론스테이션(30), 기지국(40) 및 모니터링 장치(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
드론(10)은 드론스테이션(30)에 연결되어 주변 감시 임무를 수행하는 CCTV 드론일 수 있으며, 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 드론(10)과 드론스테이션(30)은 가시선(LOS; Line Of Sight) 거리 내에서 점대점(point-to-point) 통신 방식으로 연결되어 데이터 등을 상호 교환할 수 있다.
여기서, 드론(10)과 드론스테이션(30) 간의 점대점 통신 방식은 근거리 무선 소출력 통신 방식으로서 RF(Radio Frequency) 통신에 해당하고, 이는 와이파이(Wi-Fi; Wireless Fidelity) 통신 방식이 이용될 수 있으나 공원이나 골목길과 같은 범죄에 취약한 야외환경을 대상으로 관제를 하기 때문에 원거리 통신 및 저전력 통신에 유리한 Zigbee나 LoRa(Long Range) 통신방식이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 드론(10)과 추가적인 조정제어기와의 통신 연결이 필요하다면 점대다중점(point to multi-point) 통신이 연결될 수도 있다.
한편, 드론스테이션(30)은 실시간으로 비행중인 드론(10)과의 RF통신에 대한 통신 상태를 모니터링 하여 RF통신 영역 밖으로 이동하는 경우, 즉 RF통신이 단절되는 경우에는, 즉시 기지국(40)을 이용한 인프라스트럭처(Infrastructure) 네트워크를 기반으로 하는 이동통신 연결을 시도하는 것이 가능하다.
드론(10)은 이동통신 연결이 완료되면 드론스테이션(30)으로부터 제어 명령을 수신하여 지속적으로 임무를 수행할 수 있으며, 이때, 드론(10)과 드론스테이션(30)은 각각 관제서버(50)와 통신을 수행하여, 관제서버(50)를 매개로 드론(10)과 드론스테이션(30) 상호 간에 영상 정보, 상태 정보 또는 제어 명령을 교환할 수 있다.
보다 구체적으로, 드론(10)은 기지국(40)을 통한 인터넷 네트워크를 경유하여 관제서버(50)에 접속하여 관제서버(50)로 데이터(영상 정보, 상태 정보 등)을 송신하는 한편, 드론스테이션(30)으로부터의 데이터(제어 명령 등)를 관제서버(50)를 통해 수신할 수 있다.
이에 대응하여 드론스테이션(30)은 기지국(40)을 통한 인터넷 네트워크를 경유하여 관제서버(50)에 접속하여 관제서버(50)로 데이터(제어 명령 등)을 송신하는 한편, 드론(10)으로부터의 데이터(영상 정보, 상태 정보 등)를 관제서버(50)를 통해 수신함으로써, 드론(10)과 드론스테이션(30)은 RF통신 단절 시에 이동통신 네트워크로 데이터 등을 상호 교환할 수 있다.
이때, RF통신이 단절되는 경우에 드론(10)과 드론스테이션(30) 간의 이동통신은 롱 텀 에볼루션(LTE; Long Term Evolution) 통신 방식이 이용되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
드론스테이션(30)은 드론(10)과 이동통신 연결을 통해 임무를 수행하는 중에 이동통신 상태와 더불어 RF통신 상태 또한 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
드론스테이션(30)은 RF통신 상태를 모니터링 하는 과정에서 드론(10)이 RF통신 영역 내로 재진입 한 것으로 판단되면, 드론(10)과의 통신 연결을 이동통신에서 RF통신으로 전환할 수 있다.
드론스테이션(30)이 아닌 관제서버(50)가 드론을 제어하는 경우도 가능하다.
관제서버(50)는 드론스테이션(30)에 접속하여 드론(10)과 연결을 시도할 수 있으며, 직접 드론(10)과 연결을 시도할 수 있고, 관제서버(50)는 인터넷 네트워크와 기지국(40)을 통해 드론스테이션(30) 또는 드론(10)에 접속할 수도 있고, 도시되지 않은 별도의 인터넷 네트워크를 통해 드론스테이션(30) 또는 드론(10)과 직접 접속할 수도 있다.
즉, 드론(10)은 드론스테이션(30)을 경유하여 관제서버(50)에 접속하여 관제서버(50)로 데이터(영상 정보, 상태 정보 등)을 송신할 수 있으며, 또는 관제서버(50)에 직접 데이터를 송신하는 것이 가능하고, 한편, 관제서버(50)로부터의 데이터(제어 명령 등)를 드론스테이션(20)를 통해 수신할 수도 있고, 직접 제어 명령 등을 수신하는 것도 가능하다.
본 발명을 실시함에 있어서 드론(10)과 이에 무선 네트워킹된 음성 인식 모듈(20)의 집합을 복수 개 구비할 수도 있으며, 다른 집합의 카메라 모듈과 이에 무선 네트워킹된 음성 인식 모듈이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론(10)은 드론(10)으로부터 소정 거리까지 모니터링이 가능한 해상도로 영상을 촬영하는 카메라 모듈이 장착될 수 있으며, 드론(10)이 위급상황을 파악할 수 있을 정도의 해상도로 촬영을 수행할 수 있는 거리 및 영역을 카메라 모듈의 커버리지(coverage)로 지칭할 수 있다.
위급상황은 화재, 강도, 사고 등 임의의 위험 상황을 포함하며, 또한 위험 및 위급상황이 아니라고 하더라도 관리자가 모니터링하고자 하는 상황을 의미할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 모듈(20)은 음성을 센싱하여 위급상황에 해당하는지 여부를 판단하여 해당 정보를 무선 네트워크를 통해 드론(10)에 전송할 수 있다.
일반적으로 음성 인식 모듈(20)이 위급상황에 해당하는 음성을 분별할 수 있을 정도의 센싱 거리 및 영역을 음성 인식 모듈(20)의 커버리지로 지칭할 수도 있을 것이다.
드론(10)의 커버리지 내에 복수 개의 음성 인식 모듈(20)이 포함되고, 이들 음성 인식 모듈(20)들이 드론(10)과 무선 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론(10)은 무선 네트워크로 연결된 음성 인식 모듈(20)로부터 위급상황이 발생했다는 정보를 수신하면, 해당 위급상황이 발생한 방향으로 즉각 출동하여 장착된 카메라 모듈을 통해 해당 위급상황 영상을 촬영하게 되며, 이에 따라 위급상황이 발생한 방향의 영상을 모니터링 장치(50)에 전송할 수 있다.
한편, 본 발명에서의 드론(10)은 무선 네트워크를 통해 연결된 음성 인식 모듈(20)로부터 어떠한 위급상황 발생 정보도 수신하지 않는 경우 아이들(idle) 모드에 있을 수 있으며, 이 경우 드론스테이션(30)에 정착된 상태에서 충전 모드로 전환하여 자체 전원을 충전할 수 있다.
드론(10)는 음성 인식 모듈(20)로부터 위급상황 발생 정보를 수신하는 경우에만 기동하여 촬영을 개시하며, 모니터링 장치(50)에 촬영 영상을 송신할 수 있다. 다만, 관리자 모드 또는 테스트 모드에서는 드론(10)을 통해 해당 지역으로 기동 및 영상촬영 및 영상 데이터의 전송이 가능할 수 있다.
사람이 생성할 수 있는 음성 세기의 한계로 인해 사람이 생성한 음성이 센싱될 수 있는 거리는, 드론(10)의 촬영 커버리지보다 작을 수 있다. 따라서, 드론(10)과는 별개로 설치된 음성 인식 모듈(20)을 통해서 위급상황이 감지될 수 있는 것이다.
본 발명에서는 음성 인식 모듈(20)을 통해 1차적으로 위급상황이라고 판단되는 영역만 드론(10)이 출동하여 선별하여 촬영이 가능하므로 위급상황 모니터링 효율이 향상됨으로써, 결과적으로 감시 영역이 확장될 수 있다.
한편, 음성 인식 모듈(20)은 WIFI 모듈 등의 무선 네트워크 통신 모듈을 통해 드론(10)과 정보를 전송할 수 있으며, 드론(10)은 유/무선 통신 네트워크를 통해서 모니터링 장치(50)에 정보를 전송할 수 있다.
한편, 도 1에서는 드론(10)이 기지국(40)을 통해서 모니터링 장치(50)와 통신하는 것이 예시되어 있다.
예컨대, 드론(10)은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등을 통해서 모니터링 장치(50)와 통신할 수 있을 것이다.
아울러, 음성 인식 모듈(20)은 인공 구조물이나 자연 구조물 등에 부착될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템의 구성 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 영역에 장착된 음성 인식 모듈(20)들 중 어느 하나의 음성 인식 모듈(20)로부터 드론(10)은 무선통신망을 통해 신호를 수신할 수 있는 대기 상태에 있게 된다.
위급상황무(S1)인 경우에는 드론(10)은 드론스테이션(30)에서 충전(S3) 상태에 놓이게 된다.
한편, 위급상황발생(S2)인 경우에는 음성 인식 모듈(20)은 위급상황의 음성을 통해 위급상황을 센싱하고 무선통신망을 통해 드론(10)과 통신을 한다.
드론(10)은 드론스테이션(30)으로부터 기동하여 위급상황 위치(여기서는 신호를 송신한 음성 인식 모듈(20)이 장착된 위치를 의미함)로 출동하여 해당 지역을 영상 촬영하고, 이를 기지국(40)을 통해 모니터링 장치(50)로 송신하게 된다.
필요에 따라, 가해자가 도망을 하는 경우 추격 기능을 통해 드론(10)이 가해자를 추격하면서 장착된 카메라 모듈을 통해 실시간 촬영을 지속시킬 수 있고, 내부에 장착된 스피커를 통해 경고방송을 즉각적으로 시행하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템에 포함된 드론의 내부 블록 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 방범용 드론(10)은 촬영부(101), 마이크(102), 조절부(103), 통신부(104), 신호처리부(105), 스피커(106), 충전부(107) 및 도킹부(108)를 포함하여 이루어질 수 있다.
드론(10)은 중앙관제실에서 원격으로 조정될 수 있으며, 위험상황 발견시 촬영부(101) 또는 스피커(106)를 통해 촬영된 영상을 모니터링 장치(50)에 실시간으로 송부할 수 있다.
영상 뿐만 아니라, 필요에 따라 마이크(102)를 통해 위험 지역의 음성들을 수집하여 모니터링 장치(50)에 실시간으로 송부하는 것도 가능하다.
또한, 드론(10)은 통신부(104)를 구비하고 있어, 음성 인식 모듈(20)과 통신이 가능하고 위급시의 위급 음성신호를 음성 인식 모듈(20)로부터 수신하여 기동 상태로 전환하는 것이 가능하다.
또한, 조절부(103)를 이용하여, 드론(10)의 속도 및 방향 등을 조절하여 위험 지역의 영상을 촬영하는 것이 가능하며, 조절부(103) 내에는 위치정보모듈을 ㄷ더 포함하여 위험상황장소에 대하여 파악한 후, 해당 드론에 저장된 식별코드와 함께 위치정보를 모니터링 장치(50)로 전송할 수 있다.
촬영된 영상은 신호처리부(105)에 의해 저장 및 송신할 수 있는 데이터로 처리될 수 있으며, 신호처리부(105)는 음성 인식 모듈(20)로부터 송신된 신호를 처리하여 위급 상황 신호로서 드론(10)이 기동을 해야 하는 것인지 위급 상황 신호가 아닌 것으로 판단하여 드론(10)이 대기 상태를 유지할 것인지를 결정할 수 있다.
도킹부(108)는 드론(10)을 도킹스테이션(30)에 안전하게 도킹할 수 있는 모듈이며, 도킹된 상태에서 비위급상황시에는 충전부(107)를 통해 전원을 충전상태로 전환할 수 있다.
무선통신을 통해 음성 인식 모듈(20)로부터 위험신호가 전달되면, 드론(10)의 통신부(104)가 이를 인식하여, 모니터링 장치(50)로 위험신호에 대한 감지상황을 전송하며, 모니터링 장치(50)에서 원격으로 또는 드론(10)이 자체적으로 위험신호를 추적할 수 있으며, 위험상황장소로 이동하여, 촬영부(101) 및 마이크(102)를 통해 영상 촬영, 음성 수집 및 스피커(106)를 통해 경고음을 발송할 수 있다.
또한, 드론(10)은 추적 모듈(미도시)을 내장하여, 위험상황 장소에서 가해자가 도망을 가는 경우, 이를 감지하여 추적할 수 있고, 추적과 함께 촬영부(101)를 통해 영상을 실시간으로 촬영하는 것이 가능할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템에 포함된 음성 인식 모듈의 블록 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 음성 인식 모듈(20)은 음성 센싱부(201), 음성 처리부(202), 판단부(203), 저장부(204) 및 통신부(205)를 포함한다.
음성 센싱부(201)는 마이크(MIC)와 같은 집음 기능을 수행할 수 있는 장치이며, 음성뿐 아니라 커버리지 내의 소리를 감지할 수 있는 장치이다.
음성 처리부(202)는 음성 센싱부(201)를 통해 전달되는 소리 정보에서 잡음을 제거하고, 음성 정보를 추출한다.
한편, 판단부(203)는 음성 처리부(202)에서 전달된 음성 정보를 위급상황 판단 기준과 비교하여 위급상황인지 아닌지를 판단하고, 저장부(204)에 저장된 위급상황 판단 기준을 이용할 수 있다.
예컨대, 위급상황 판단기준은 소정 세기 이상의 음성, 소정 주파수 이상의 음성, 소정 단어 등일 수 있다.
판단부(203)는 음성 처리부(202)에서 전달된 음성 정보와 저장부(204)에 저장된 위급상황 판단기준을 비교하여, 이에 부합하는 정보가 있는지 여부를 판단한다.
이에 부합되는 정보가 있는 경우, 판단부(203)는 위급상황이 발생한 것으로 판단하고 이를 통신부(205)에 전달한다.
통신부(205)는 위급상황 발생정보를, 해당 음성 인식 모듈(20)이 무선 네트워크를 통해 연결된 드론(10)에 송신한다.
이때, 통신부(205)는 음성 인식 모듈(20)의 위치 정보 및/또는 위급상황 발생 근원지에 대한 위치/방향 정보를 드론(10)에 함께 송신할 수 있다.
이때, 음성 인식 모듈(20)의 위치 정보는 음성 인식 모듈(20)의 식별정보일 수 있으며, 드론(10)은 각각의 음성 인식 모듈(20)의 위치정보를 가지고 있을 수 있고, 아울러, 본 명세서에서 위급상황의 위치정보는 위급상황이 발생한 위치를 알 수 있도록 하는 임의의 정보일 수 있다.
본 발명을 실시함에 있어서, 음성 인식 모듈(20)에 구비된 통신부(205)는 단거리 무선 통신 네트워크를 통해서 드론(10)에 구비된 통신부(104)와 통신가능하다.
예컨대, Zigbee, LoRa(Long Range), 무선 랜(Wireless Local Area Network), 와이파이(Wifi), 블루투스(Bluetooth), 및 음파통신 등이 이용될 수 있으며, 이 중 음파통신에 대해서는 추후 상세하게 설명하기로 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 음성 인식 모듈(20)이 직접 모니터링 장치(50)까지 통신하지 않고 드론(10)까지만 근거리 통신하도록 함으로써 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 음성 인식 모듈(20)은 마이크로어레이(microarray) 형태로 구성될 수 있다.
이 경우에 음성 인식 모듈(20)은 마이크로어레이 형태로서 부피 및 크기가 매우 작고, 이동이 자유로우므로 미관을 해치지 않으면서도 설치가 용이하게 된다.
따라서, 위험상황의 발생 빈도에 따라 음성 인식 모듈(20)의 위치 변경도 용이하게 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템에 포함된 드론 스테이션의 내부 블록 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 드론스테이션(30)은 통신모드에 따라서 드론(10)과 RF통신으로 통신을 하는 통신모듈(301)과, 드론(10)이 착지할 수 있는 도킹모듈(302)과, 드론(10)을 제어하여 조작할 수 있는 현장제어모듈(303), 드론(10)이 착지되어 대기 상태일때 드론(10)의 전원을 충전할 수 있는 충전모듈(304)을 포함할 수 있다.
통신모듈(301)은 드론(10)으로 제어 명령 신호를 송신하거나, 드론(10)이 촬영한 영상 정보 또는 상태 정보를 수신하기 위한 모듈로서, 드론(10)의 통신부(104)와 통신을 수행할 수 있다.
도킹모듈(302)은 드론(10)이 자동으로 이착륙을 할 수 있도록 하는 모듈로서, 임무를 수행하지 않을 때 드론(10)을 수납할 수 있는 모듈로서의 역할도 수행한다.
드론(10)은 평소에는 드론 스테이션(30)의 도킹모듈(302)에 보관되어 있다가 임무 수행 명령(위급상황시 음성 인식 모듈(20)로부터 신호를 수신)을 수신하면 도킹모듈(302)로부터 이륙하여 기동하며 쵤영 임무를 수행하고, 임무가 종료되면 다시 도킹모듈(302)로 복귀하여 착지한 상태에서 대기하며 다음 임무를 기다리게 된다.
이 때, 드론(10)이 외부로 노출되어 있으면 쉽게 파손되거나 손상될 수 있으므로, 드론(10)의 대기 중에는 외부환경으로부터 드론을 보호할 수 있는 개폐식 보호장치(미도시)를 구비함이 바람직하다.
또한, 드론(10)이 드론스테이션(30)에 대기 중일 때에도 촬영부(101)를 통해 CCTV의 역할을 할 수 있도록 보호장치는 투명한 재질로 형성될 수 있다.
또한, 드론(10)의 배터리를 충전하는 충전모듈(304)을 구비하여 대기중인 드론(10)이 상시 충전상태로 유지될 수 있도록 하여 드론이 장시간의 임무수행시간을 확보할 수 있도록 한다.
현장제어모듈(303)은 드론스테이션(30)에서 드론(10)을 직접 제어할 수 있도록 사용자가 드론 제어 명령을 입력할 수 있도록 하는 모듈이다.
사용자는 현장제어모듈(303)을 통해 드론의 상태를 확인하고, 드론을 제어할 수 있고, 드론이 송신한 데이터를 수신할 수 있다.
현장제어모듈(303)은 드론스테이션(30)에 모니터와 입력장치 등이 모두 구비되어 설치되는 방식, 접속 포트를 통해 유선으로 드론 제어 단말을 연결하는 방식, 또는 무선통신을 통해 스마트기기와 연결하는 방식 등을 통해 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템에 포함된 모니터링 장치의 블록 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 장치(50)는 통신부(501), 디스플레이부(502), 저장부(503) 및 제어부(504)를 포함한다.
통신부(501)를 통해 드론(10)으로부터 영상 신호가 수신되면 제어부(504)는 디스플레이부(502)로 하여금 해당 영상을 출력하도록 제어한다.
본 발명을 실시함에 있어서, 디스플레이부(502)는 컴퓨터 디스플레이, 모니터 등 임의의 영상 출력장치가 될 수 있을 것이다.
아울러, 본 발명을 실시함에 있어서, 제어부(504)는 저장부(503)로 하여금 해당 영상을 저장하도록 제어할 수 있으며, 저장된 영상은 소정 시간 동안 저장부(503)에 저장될 수 있다.
또한, 제어부(504)는 통신부(501)를 통해 드론(10)으로부터 영상 신호가 수신되면 모니터링을 수행하는 사람의 주의를 집중시킬 수 있도록 모니터링 장치(50)가 소정의 기능을 수행하도록 제어할 수 있을 것이다.
예컨대, 모니터링 장치(50)에 구비되거나 연계된 전등을 켜거나, 깜빡이게 할 수 있으며, 경보음이 발생하도록 할 수도 있을 것이다.
한편, 모니터링 장치(50)를 통해 모니터링을 수행하는 관리자는 디스플레이부(502)를 통해 출력되는 영상을 확인함으로써, 실제 위험상황이 발생했는지를 확인하고 이에 적절하게 대처하도록 조치를 취할 수 있게 된다.
본 발명의 의하면, 모니터링 장치(50)를 통해 모니터링을 수행하는 관리자는 드론(10)으로부터 전송되는 영상만을 모니터링하면 되므로 위급상황 모니터링시 인력 소모가 적고 위급상황을 간과할 가능성이 낮아지게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템의 음파 통신 방식을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음파 통신은 단일 정보에 복수의 주파수 대역을 할당함으로써, 제한된 주파수 대역 내에서도 다양한 정보 표현이 가능한 통신 방법이다.
도 7을 참조하면, 음파 통신을 위한 인코딩 장치(601)는 사운드 코드(sound code)를 생성하여 출력할 수 있다.
이때, 사운드 코드 출력 장치는 스피커 장치일 수 있다.
구체적으로, 인코딩 장치(601)는 통신하기 위한 정보에 대응하는 복수의 부분 정보를 생성하고, 가청 음파 주파수 대역과 비가청 음파 주파수 대역 중 생성한 복수의 부분 정보 각각에 대응하는 주파수 대역을 결정하고, 결정된 주파수 대역 내에서 생성한 복수의 부분 정보 각각에 대응하는 주파수를 결정하고, 결정한 복수의 주파수에 대응하는 복수의 사운드 신호를 생성하고, 생성한 복수의 사운드 신호를 소정 시간 간격에 따라 결합시킴으로써, 정보에 대응하는 사운드 코드를 생성할 수 있다.
이때, 사운드 코드는 사운드 큐알(sound QR) 코드로 표현될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음파 통신을 위한 디코딩 장치(602)는 마이크와 같은 음파 수신 장치를 통해 사운드 코드를 수신한 후 사운드 코드를 디코딩하여 정보를 생성할 수 있다 구체적으로, 디코딩 장치(602)는 음파 수신 장치를 통해 인코딩 장치(601)로부터 출력된 사운드 코드를 입력받고, 상기 사운드 코드를 소정 시간 간격에 따라 분할하여 복수의 프레임을 생성하고, 복수의 프레임 각각에 대한 주파수 분석을 통해 복수의 프레임 각각에 대응하는 주파수를 식별하고, 가청 음파 주파수 대역과 비가청 음파 주파수 대역 중 상기 식별한 주파수 각각이 해당하는 주파수 대역 및 식별한 주파수 각각에 기초하여 복수의 부분 정보를 결정하고, 복수의 부분 정보에 기초하여 사운드 코드에 대응하는 정보를 생성한다 이때, 부분 정보의 일례로는 문자, 숫자 및 기호 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
예컨대, 도 7에 예시된 인코딩 장치(601)는 음성 인식 모듈(20)의 통신부(205)의 송신단에 포함될 수 있고, 디코딩 장치(602)는 드론(10)의 통신부(104)의 수신단에 포함될 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템의 구현도의 예시이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템은 드론(10), 음성 인식 모듈(20), 드론스테이션(30), 기지국(40) 및 모니터링 장치(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
음성 인식 모듈(20)은 다중 지역에 복수개 설치되며, 예를 들면 공원과 같은 위험 관리 지역과, 공원에 설치된 가로수(60)와 같은 위치에 설치될 수 있다.
음성 인식 모듈(20)은 드론(10)과 상시적으로 무선통신을 통해 서로 통신이 가능하다.
드론(10)은 평상시에는 드론스테이션(30)에 착지되어 충전 상태에 놓이게 되고, 필요에 따라서는 cctv 기능을 수행하게 된다.
드론(10)과 모니터링 장치(50)는 기지국(40)을 매개로 유선 네트워크 통신을 수행하며, 모니터링 장치(50)는 드론(10)으로부터 송신되는 영상 및 음성 데이터를 저장하고 모니터링한다.
특정 지역에서 가해자와 피해자가 발생되는 경우, 피해자로부터 위급 상황을 알리는 음성이 발하게 되면, 피해자와 가장 인접한 곳에 위치한 음성 인식 모듈(20)이 이를 수신하여 분석하고 그 결과 위험 상황이라고 판단되는 경우, 그 신호를 드론(10)으로 송신하게 된다.
드론(10)은 위험 신호를 수신하는 즉시, 드론스테이션(30)으로부터 기동하여 비행을 하고, 비교적 근접 거리에 있는 위험 지역으로 비행하여 상공에서 가해자와 피해자의 현 상황을 즉각적으로 촬영부를 통해 촬영하고, 촬영된 영상 및 음성 신호를 모니터링 장치(50)로 송신하게 된다.
드론(10)은 해당 상황의 영상을 촬영하고, 발음되는 음성을 녹음할 수 있고, 필요에 따라서는 스피커를 통해 경고 방송을 송출할 수 있다.
가해자가 도망을 치는 경우에는 일정 거리 영역 내에서는 추적 장치를 통해 추적하면서 영상을 촬영하는 것이 가능하고, 이러한 실시간 영상들은 모니터링 장치(50)로 송신될 수 있다.
모니터링 장치(10)는 관리기관으로서 해당 경찰서와 같은 곳으로 위험 상황을 신고하여 즉각적으로 출동이 이루어지도록 할 수도 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면을 기초로 설명하였지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러나 그와 같은 단순한 수정 및 변형은 본 발명의 권리 범위에 벗어날 수 없음이 명백하다.
10 : 드론 20 : 음성 인식 모듈
30 : 드론스테이션 40 : 기지국
50 : 모니터링 장치

Claims (7)

  1. 복수의 감시 대상 장소에 각각 설치되어, 상기 감시 대상 장소에서 감지된 음성을 분석하는 음성 인식 모듈;
    상기 음성 인식 모듈로부터 음성분석 정보를 수신하며, 상기 음성분석 정보에 기초하여 상기 음성분석 정보를 송신한 상기 음성 인식 모듈이 설치되어 있는 상기 감시 대상 장소로 기동하여 영상을 촬영하는 드론; 및
    상기 드론의 착지 및 상기 드론의 배터리를 충전시키며, 상기 드론의 기동 전에 대기 상태에 놓이게 하는 드론스테이션;을 포함하는, 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드론은 영상을 촬영하는 촬영부와, 음성을 수신할 수 있는 마이크와, 상기 음성 인식 모듈과 통신이 가능한 통신부와, 경고 방송을 송출할 수 있는 스피커와, 배터리의 충전을 가능하게 하는 충전부와, 상기 드론스테이션과의 도킹이 가능한 도킹부를 포함하는, 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음성 분석 모듈은, 커버리지 내의 소리를 감지하는 센싱부와, 상기 센싱부가 감지한 소리 정보로부터 음성 정보를 추출하는 음성 처리부와, 위급 상황 판단 기준이 저장되어 있는 저장부와, 상기 음성 처리부가 추출한 음성 정보를 상기 저장부에 저장된 상기 위급 상황 판단 기준과 비교하여 위급상황인지 여부를 판단하는 판단부를 포함하는, 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 드론스테이션은 통신모드에 따라서 상기 드론과 통신을 하는 통신모듈과, 상기 드론이 착지할 수 있는 도킹모듈과, 상기 드론을 제어하여 조작할 수 있는 현장제어모듈과, 상기 드론이 착지되어 대기 상태일때 상기 드론의 전원을 충전할 수 있는 충전모듈을 포함하는, 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드론은 상기 음성 인식 모듈로부터 송신된 신호에 기초하여 기동을 할 것인지 대기 상태에 그대로 있을 지를 판단하는 신호 처리부를 포함하는, 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 드론으로부터 촬영된 영상은 기지국을 통해 모니터링 장치로 전송되는, 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 음성 인식 모듈은 위치 정보 및 식별 정보를 포함하며,
    상기 드론은 상기 음성 인식 모듈의 상기 위치정보 및 식별 정보를 가지고 있는, 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템.
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KR1020190000556A KR20200084963A (ko) 2019-01-03 2019-01-03 복수의 장소에 설치된 음성 인식 모듈 및 드론을 이용한 확장형 감시 시스템

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