KR20210023081A

KR20210023081A - 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템

Info

Publication number: KR20210023081A
Application number: KR1020190102764A
Authority: KR
Inventors: 조무숙; 남건영
Original assignee: 조무숙; 남건영
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2021-03-04

Abstract

본 발명은 건물 모니터링 보안시스템에 관한 것으로, 그 구성의 특징으로 적어도 건물의 옥상에 소정 높이로 구축되는 설치모듈(10); 상기 설치모듈(10)의 일단에 매달려 지상을 실시간 촬영하는 촬영모듈(20); 상기 촬영모듈(20)과 유·무선으로 연결되어 영상을 출력하는 관제모듈(30); 상기 촬영되는 영상을 분석하여 차량과 보행자의 거동정보와 지상에 마련된 주차정보를 수집하는 검출모듈(40); 상기 수집된 주차정보를 토대로 건물에 진입하는 차량 운전자의 요청에 따라 도착하려는 위치와 가까운 빈 주차구역을 안내하는 보조모듈(50);을 포함하여 이루어진다.
따라서 건물의 옥상에서 지상을 향해 항공촬영방식으로 구현하여 건물 당 단일의 감시카메라만으로도 사각지대 없이 모니터링이 가능하여 전반적인 보안에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템{Intelligent building monitoring security system through aerial photography}

본 발명은 공동주택이나 산업용 건물의 보안을 위한 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 건물의 옥상에서 지상을 향해 항공촬영방식으로 구현하여 건물 당 단일의 감시카메라만으로도 사각지대 없이 모니터링이 가능하여 전반적인 보안에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템에 관한 것이다.

통상, 공동주택이나 산업용 건물의 보안을 위해 설정 경계구역마다 보안용 감시카메라를 통한 CCTV(Closed Circuit Television)를 설치하고 있다. 즉, CCTV는 화상정보를 특수한 목적으로 미리 설정된 수신자에게 전달하는 보안시스템을 의미하며, 보통 유선에 의한 영상전송방식을 사용하고 있다.

이러한 CCTV는 산업용 텔레비전(Industrial Television)의 약어인 ITV로 불리기도 하는데, 방송텔레비전 이외의 산업용, 교육용, 의료용, 방재용 및 사내의 화상정보 전달용 등으로 그 용도가 다양하게 사용되고 있다.

오늘날 급격하게 발전하고 있는 유무선 통신네트워크를 이용하여 CCTV에 데이터 통신이 결합되어 이용되는 보안 시스템이 제시되고 있다. 이러한 네트워크 기술이 결합된 보안 시스템은 실시간 영상을 통하여 원격지에서 감시가 가능하며, 특히 감시카메라 등이 설치된 모든 장소에서 일어나는 상황을 인터넷 환경을 통하여 실시간으로 관찰할 수 있게 되었다.

여기서 기존의 감시카메라는 지상의 기둥이나 건물의 벽체 등에 설치되어 운용됨에 따라 촬영 범위가 한정되어 있어 넓은 지역을 감시하기 위해서 이에 상응하는 많은 수의 감시카메라를 설치하거나 순찰을 위한 많은 경비인원이 요구될 수밖에 없어 전반적으로 보안에 필요한 비용이 가중되는 문제가 있다.

최근에는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0031939호, 대한민국 등록특허공보 제10-1708037호, 대한민국 등록특허공보 제10-1853903호를 제안하고 있다.

제안된 문헌에 따르면, 세부구성은 다르나 드론이 착륙된 상태에서 경계구역을 촬영함과 함께 사각지대 또는 출입자를 추적하여 이륙된 상태에서 촬영을 수행토록 하고 있다. 따라서 적은 비용으로도 촬영범위를 확대하여 사각지대를 해소할 수 있어 전반적인 보안성을 향상되게 하였다.

그러나 드론 작동에 따른 소음유발과 함께 아직까지도 비교적 짧은 비행시간과 긴 충전시간을 가진다는 점에서 실질적인 적용이 어려운 문제가 있다. 또한, 비나 바람 따위의 기후에 따라 비행이 제한됨과 함께 고장률이 높아 유지보수가 용이하지 못해 결과적으로 지속적인 보안이 불가능한 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0031939호 (발명의 명칭: CCTV 대용 드론을 포함하는 CCTV 관제 시스템, 이를 이용한 영상 관제 방법) 대한민국 등록특허공보 제10-1708037호 (발명의 명칭: 드론 연결형 CCTV 장치 및 이에 의한 영상 촬영 방법) 대한민국 등록특허공보 제10-1853903호 (발명의 명칭: CCTV, 드론 및 광 펜스를 포함한 침입 감지 방법 및 시스템)

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 건물의 옥상에서 지상을 향해 촬영되게 구현하여 건물 당 단일의 감시카메라만으로도 사각지대 없이 모니터링이 가능하여 방범에 소요되는 비용을 대폭 절감함은 물론, 영상을 자동으로 분석하여 차량과 보행자의 거동정보와 주차정보를 파악해서 건물의 관리자나 출입자에게 고지해줌으로써 보안성과 편의성을 대폭 향상시킬 수 있는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 적어도 건물의 옥상에 소정 높이로 구축되는 설치모듈; 상기 설치모듈의 일단에 매달려 지상을 실시간 촬영하는 촬영모듈; 상기 촬영모듈과 유·무선으로 연결되어 영상을 출력하는 관제모듈; 상기 촬영되는 영상을 분석하여 차량과 보행자의 거동정보와 지상에 마련된 주차정보를 수집하는 검출모듈; 상기 수집된 주차정보를 토대로 건물에 진입하는 차량 운전자의 요청에 따라 도착하려는 위치와 가까운 빈 주차구역을 안내하는 보조모듈;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 설치모듈은 건물의 옥상 중앙에 수직하게 설치되는 지주와, 상기 지주의 상단에 옥상으로부터 이격되는 길이로 수평하게 장착되는 유동대와, 상기 지주와 유동대 사이에 배치되어 지주를 중심으로 유동대를 360°로 회전시키는 회전유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 유동대는 하단에 길이 방향으로 장착되는 하나 이상의 주행레일과, 상기 주행레일에 맞물리게 장착되어 신호에 따라 구동하는 주행대차가 더 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 회전유닛은 지주의 상단에 수직하게 고정 장착되는 기둥과, 상기 기둥의 하단에 외측으로 돌출되어 지주의 장착을 유도하는 플랜지와, 상기 기둥의 상단에 지주를 기점으로 회전 가능하게 장착되는 수평대와, 상기 수평대의 일단에 플랜지까지 하향으로 연장되어 유동대의 장착을 유도하는 수직대와, 상기 수직대의 하단에 플랜지를 포용하는 위치에 상하로 이격 배치되는 한 쌍의 플레이트와, 상기 플레이트 사이에 플랜지의 외면과 맞물려 회전하는 롤러와, 상기 플레이트의 상단에 롤러와 연결되어 회전력을 부여하는 모터로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 촬영모듈은 광각 또는 망원형의 카메라와, 상기 카메라와 연결되어 설치모듈에 탈부착을 유도하는 연결대와, 상기 연결대 상에 카메라를 좌우 360°로 회전시키는 회전조인트와, 카메라를 상하 180°로 회전시키는 틸팅조인트로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 관제모듈은 입력되는 영상을 설정 시간단위로 코딩하여 무손실로 압축하는 프로세서와, 압축된 영상파일을 시간별로 저장하는 스토리지와, 사설 통신망과 연결되어 저장된 영상을 관리자의 모바일단말기로 송신하는 통신모뎀으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 스토리지는 복수의 드라이브가 병렬로 묶음 되어 패리티 비트와 함께 순차적으로 분산 저장하고, 설정된 스케줄에 따라 트리구조를 색인하여 추출한 인덱스 파일을 생성하는 내장 스토리지와, 상기 내장 스토리지에 저장된 인덱스 파일과 기 저장된 인덱스 파일을 비교하여 차이가 있는 시점 이후에 저장된 내장 스토리지의 영상을 백업하는 외장 스토리지로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 통신모뎀은 저장된 영상을 대칭형 스트림 암호로 코딩함과 함께 생성되는 암호문을 비대칭형 스트림 암호로 코딩하여 영상과 함께 사설 통신망으로 송신하고, 관리자 모바일단말기는 접속 인증과정에서 부여받은 암호문을 통해 수신된 정보를 복호로 디코딩시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 검출모듈은 화소의 색상 변화와 밀집형태를 추적해서 지상에 존재하는 차량과 보행자의 구별과 거동을 파악하며, 밀집형태의 개수에 따라 차량과 보행자의 수를 파악하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 검출모듈은 입력되는 주차구역 영상의 평균 화소와 대조되는 화소를 추적하여 주차선을 식별하고, 식별된 주차선을 경계로 내·외부 화소의 색상차이로 주차유무를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 보조모듈은 차량 운전자의 요청에 따라 현 위치에서 주차구역까지의 경로를 스피커에 의한 음성이나 전광판에 의한 문자나 이미지로 안내하거나 사전에 연동된 차량 운전자의 모바일단말기로 주차구역 경로 안내문자 전송 또는 주차구역의 경로가 표시되는 위치기반 안내지도를 실행시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 건물 모니터링 보안시스템은 건물 주변 또는 주차구역마다 배치되고, 검출모듈과 연동하여 차량과 보행자의 거동정보와 지상에 마련된 주차정보의 식별이 불명확 또는 불가능할 경우 작동하여 보정을 유도하는 적외선 감지기, 레이더 감지기, 소리 감지기 중 어느 하나 또는 둘 이상 복합적으로 구성된 보정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 건물 모니터링 보안시스템은 차량과 보행자의 거동패턴과 지체시간 및 소리의 음역을 분석하여 배회, 침입, 유기, 비명, 유리창 파손, 폭발, 차량 경적, 차량 급정거, 차량 충돌 상황을 검출하고, 검출된 구역의 영상이 집중 촬영되게 촬영모듈의 조절신호와 함께 관제모듈과 관리자의 모바일단말기로 경고신호를 출력하는 보안모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 건물의 옥상에서 지상을 향해 360°로 회전하는 항공촬영방식으로 구현하여 건물 당 단일의 감시카메라만으로도 사각지대 없이 모니터링이 가능하여 전반적인 보안에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

둘째, 영상을 자동으로 분석하여 주차정보를 파악해서 건물로 진입하는 차량 운전자의 요청에 따라 빈 주차구역을 고지해줌으로써 입주자나 방문자의 편의성을 대폭 향상시킬 수 있다.

셋째, 영상을 자동으로 분석하여 보행자의 거동정보와 위험상황을 파악해서 건물의 관리자로 즉시 고지해줌으로써 적은 인력만으로도 우수한 보안성과 함께 신속한 조치를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보안시스템을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 보안시스템을 전체적으로 나타내는 블록도.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 보안시스템의 설치모듈과 촬영모듈을 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 보안시스템이 촬영한 영상을 나타내는 참고사진.
도 8은 본 발명에 따른 보안시스템이 주차구역의 안내를 나타내는 참고사진.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 보안시스템이 상황을 검출하는 실시예를 나타내는 참고사진.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 공동주택이나 산업용 건물의 보안을 위한 모니터링 시스템과 관련되며, 도 1 및 도 2a처럼 설치모듈(10)과 촬영모듈(20) 및 관제모듈(30)과 검출모듈(40) 그리고 보조모듈(50)을 주요 구성으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템이다.

본 발명의 보안시스템은 도 7과 같이 건물의 옥상에서 지상을 향해 항공촬영방식으로 구현하여 건물 당 단일의 감시카메라만으로도 사각지대 없이 모니터링이 가능하여 전반적인 보안에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있는 것을 주요 요지로 한다.

설치모듈(10)은 도 1과 같이 건물의 옥상에 소정 높이로 구축되어 촬영모듈(20)을 설치하기 위한 구조물이다. 이러한 설치모듈(10)은 도 3과 같이 크게 지주(11)와 유동대(12) 및 회전유닛(15)으로 이루어진다.

지주(11)는 건물의 옥상 중앙에 수직하게 배치되는 기둥으로, 옥상에 마련된 여타의 구조물과 간섭되지 않는 높이로 설치된다. 유동대(12)는 지주(11)의 상단에 옥상의 가장자리를 벗어나는 길이로 수평하게 장착된다.

여기서 유동대(12)는 처짐을 방지하기 위해 지주(11)의 상단과 유동대(12)의 일단에 보조대(12a) 또는 와이어를 연결하는 것이 바람직하다. 이러한 유동대(12)는 도 4처럼 하단에 길이 방향으로 장착되는 하나 이상의 주행레일(13)과, 주행레일(13)에 맞물리게 장착되어 신호에 따라 구동하는 주행대차(14)가 구성된다.

즉, 주행대차(14)의 하단에 촬영모듈(20)이 매달리게 되고, 주행대차(14)의 전후 구동에 의해 촬영모듈(20)이 이동하게 된다. 따라서 촬영모듈(20)의 수평 이동이 가능하여 건물의 형태에 구애받지 않고, 사각지대 없이 영상을 촬영할 수가 있다.

회전유닛(15)은 지주(11)와 유동대(12) 사이에 배치되어 지주(11)를 중심으로 유동대(12)를 360°로 회전시키는 역할을 수행한다. 이러한 회전유닛(15)은 도 5와 같이 기둥(15a), 플랜지(15b), 수평대(15c), 수직대(15d), 한 쌍의 플레이트(15e), 롤러(15f), 모터(15g)로 이루어진다.

기둥(15a)은 지주(11)의 상단에 수직하게 고정 장착되어 유동대(12)를 지지한다. 이러한 기둥(15a)은 상단 중심에 회전구멍이 형성되고, 회전구멍에는 베어링이 내장된 구조를 가진다.

플랜지(15b)는 기둥(15a)의 하단에 외측으로 돌출되게 일체로 용접되어 지주(11)와의 장착을 유도한다. 여기서 플랜지(15b)는 상·하단에 지주(11)와 기둥(15a)의 외면을 따라 방사형으로 배열되는 보강리브를 일체로 용접하여 고정력을 향상시키는 것이 좋다.

수평대(15c)는 H형강으로 기둥(15a)의 상단에 지주(11)를 기점으로 회전 가능하게 장착된다. 즉, 수평대(15c)는 일단에 기둥(15a)의 회전구멍으로 회전축이 삽입된 상태로 장착된다.

수직대(15d)는 H형강으로 수평대(15c)의 일단에 플랜지(15b)까지 하향으로 연장되어 유동대(12)의 장착을 유도한다. 이러한 수직대(15d)는 수평대(15c)의 일단에 일체로 용접되고, 일면 상하단으로 유동대(15)와 보조대(12a)가 일체로 용접된다.

한 쌍의 플레이트(15e)는 수직대(15d)의 하단에 플랜지(15b)를 포용하는 위치에 상하로 수평하게 이격 배치된다. 즉, 플레이트(15e)는 수직대(15d)의 하단 내측에 플랜지(15b)를 회피하는 위치에 일체로 용접된다.

롤러(15f)는 플레이트(15e) 사이에 플랜지(15b)의 외면과 맞물려 회전 가능하게 장착된다. 즉, 롤러(15f)는 플랜지(15b)와 맞물려 수직대(15d)와 수평대(15c)를 회전 가능하게 지지한다.

모터(15g)는 플레이트(15e)의 상단에 롤러(15f)와 연결되어 회전력을 부여한다. 이러한 모터(15g)는 출력단에 토크를 상승하는 기어박스가 장착되고, 신호에 따라 작동하여 롤러(15f)를 회전시킨다.

즉, 모터(15g)에 의해 롤러(15f)가 회전하면, 수평대(15c)와 수직대(15d)가 기둥(15a)을 기점으로 플랜지(15b)를 따라 이동하여 유동대(12)를 지주(11) 기준으로 공전시켜준다.

따라서 유동대(12)의 360° 회전에 의해 단일의 촬영모듈(20)만으로 건물 주변을 사각지대 없이 촬영할 수가 있다. 여기서 플랜지(15b)와 롤러(15f)는 동력전달 향상을 위해 기어나 체인 스프로켓으로 구성할 수 있다.

촬영모듈(20)은 도 1처럼 설치모듈(10)의 일단에 매달려 도 7과 같이 지상을 실시간 촬영하는 광학기기이다. 이러한 촬영모듈(20)은 도 6처럼 카메라(21)와 연결대(22) 및 회전조인트(23)와 틸팅조인트(24)로 이루어진다.

카메라(21)는 비교적 높은 옥상에서도 우수한 화질의 영상을 촬영하는 광각 또는 망원형의 렌즈가 적용되고, 연결대(22)는 카메라(21)를 설치모듈(10)에 탈부착이 가능하도록 한다. 그리고 카메라(21)와 연결대(22) 사이에는 회전조인트(23)와 틸팅조인트(24)가 순차 구성된다.

즉, 회전조인트(23)는 카메라(21)를 좌우 360°로 자동 회전시키고, 틸팅조인트(24)는 카메라(21)를 상하 180°로 자동 회전시켜준다. 여기서 촬영모듈(20)은 카메라(21)의 일단에 촬영방향으로 빛을 조사하여 야간에도 고품질의 영상촬영을 유도하는 엘이디 램프를 더 구성할 수도 있다.

관제모듈(30)은 도 1처럼 관제소나 경비실에 배치되는 서버로써, 촬영모듈(20)과 유·무선으로 연결되어 영상을 저장하며 모니터로 출력한다. 이러한 관제모듈(30)은 입력되는 영상을 설정 시간단위로 코딩하여 무손실로 압축하는 프로세서와, 압축된 영상파일을 시간별로 저장하는 스토리지(storage)와, 사설 통신망과 연결되어 저장된 영상을 관리자의 모바일단말기로 송신하는 통신모뎀으로 이루어진다.

이때, 스토리지는 영상파일을 분산 저장하는 내장 스토리지와, 내장 스토리지에 저장된 영상파일을 백업하는 외장 스토리지로 구성된다. 즉, 내장 스토리지는 적어도 제1 내지 제10 드라이브가 병렬로 묶음 되어 분산 저장한다.

즉, 내장 스토리지는 RAID(Redundant Array of Inexpensive disk)방식이 구현된 것으로, 여러개의 디스크 드라이브들을 하나의 유닛으로 패키징함으로써 속도를 향상시키고 신뢰도를 높여준다.

이러한 RAID방식은 RAID1~RAID5로 구분할 수 있는데, 그 중에서 영상파일과 함께 패리티 비트(parity bit)를 분산 저장하는 RAID5를 적용하는 것이 바람직하다.

여기서 패리티 비트는 저장하는 과정에서 오류가 생겼는지를 검사하기 위해 추가된 검출 부호로써, 송신되는 영상파일(이진 비트)의 실제 데이터 합이 홀수나 짝수에 따라 0 또는 1의 비트를 더하여 수신 저장하는 과정에서 오류나 손실이 있는지 여부를 판가름 해준다.

즉, 패리티 비트와 함께 영상파일이 수신되면, 영상파일의 전체 비트를 계산하여 데이터의 합을 추출하고, 추출된 데이터 합이 영상파일에 더해진 패리티 비트와 비교하여 오류나 손실 여부를 판단한다.

만일 수신된 영상파일의 실제 데이터 합은 홀수이고, 파일에 더해진 패리티 비트가 짝수일 경우에는 오류나 손실여부로 판단해서 해당 영상파일에 대해 재 송신을 요청한다.

여기서 내장 스토리지는 설정된 스케줄에 따라 트리구조를 색인하여 추출한 인덱스 파일을 생성한다. 인덱스 파일은 저장된 영상파일에 대해 키 필드를 기준으로 색인을 만든 다음, 이를 이용하여 키 값만 주어지면 해당하는 영상파일로 신속한 접근을 유도하는 색인 파일이다.

즉, 외장 스토리지를 서버에 장착시키면, 이전에 이동된 인덱스 파일과 내장 스토리지에 생성된 인덱스 파일을 각각 로드하여 비교하고, 차이가 있는 시점 이후에 저장된 내장 스토리지의 영상과 인덱스 파일을 외장 스토리지에 백업한다.

그리고 통신모뎀은 저장된 영상을 대칭형 스트림 암호로 코딩시켜 사설 통신망으로 송신하고, 관리자 모바일단말기는 사설 통신망과 연결되어 수신된 영상을 기록하며 출력한다.

내장 스토리지에 저장된 영상을 통신모뎀을 통해 암호처리 되어 사설 통신망으로 송신하고, 관리자 모바일단말기는 접속 인증과정에서 사전에 부여받은 암호문을 통해 수신된 영상을 복호로 디코딩시키는 과정으로 영상을 출력한다.

이때, 통신모뎀은 대칭형 스트림 암호로 코딩하는 과정에서 생성되는 암호문을 비대칭형 스트림 암호로 코딩하여 영상과 함께 송신한다. 즉, 영상을 대칭형 스트림 암호로 코딩하더라도 암호문이 관리자 모바일단말기로 전달되는 과정에서 유출(해킹)될 가능성이 높다.

따라서 영상을 복잡한 암호로 코딩하였더라도 암호문이 유출된다면, 악의적으로 활용될 심각한 문제가 있다. 물론, 영상을 비대칭형 스트림 암호로 코딩할 경우 암호문과 복호문이 서로 다르고, 개인화된 복호문으로 관리자만이 풀어볼 수 있어 유출을 방지할 수가 있다.

그러나 비대칭형 암호는 코딩과 디코딩 과정이 대칭형에 비해 현저히 느리게 작용함에 따라 대칭형 암호로 코딩 과정에서 생성된 암호문만을 비대칭형으로 재 코딩하여 송신하는 것이 바람직하다.

검출모듈(40)은 도 1 및 도 2처럼 관제모듈(30)에 설치되어 인공지능을 기반으로 하는 분석 어플리케이션으로, 촬영되는 영상을 분석하여 차량과 보행자의 거동정보와 지상에 마련된 주차정보를 수집한다.

이러한 검출모듈(40)은 화소의 색상 변화와 밀집형태를 추적해서 도 9a와 같이 지상에 존재하는 차량과 보행자의 구별과 거동을 파악하고, 밀집형태의 개수에 따라 차량과 보행자의 수를 파악한다. 즉, 동일한 위치를 연속촬영해서 생성되는 영상 프레임의 색상 변화를 추적하여 객체의 검출과 움직임을 검출한다.

그리고 입력되는 주차구역 영상의 평균 화소와 대조되는 화소를 추적하여 주차선을 식별하고, 식별된 주차선을 경계로 내·외부 화소의 색상차이로 주차유무를 판단한다. 즉, 도 7과 같은 영상 프레임이 입력되면, 원본의 컬러 영상 프레임을 복제하여 그레이 영상 프레임으로 변환(이진화)한다.

이어서 변환된 영상 프레임을 슬라이드 윈도우 기법을 이용하여 영상 프레임에서 수직방향으로 누적 히스토그램을 구한 이후, 주차구역의 경계 주변에서 히스토그램의 최대 피크 위치를 찾아 주차선을 검출한다. 여기서 검출된 주차선의 외곽형태는 ㅁ형, ㄷ형, ㄴ형, ㅡ형에 한정하고, 화소의 색상도 흰색에 한정한다.

주차선의 검출이 완료되면, 원본의 컬러 영상 프레임과 이진화 된 복제 영상 프레임을 단일의 영상 프레임으로 융합한 다음, 식별된 주차선의 내·외부 화소의 색상차이로 주차유무를 판단한다.

즉, 지상의 대부분은 도 7과 같이 아스팔트로 포장되어 있으므로 주차선과 인접하는 외부에는 모두 진회색을 띠게 된다. 예컨대 주차선 내부의 색상이 진회색과 동일 또는 80% 이상의 유사범주에 속할 경우에는 빈 주차구역으로 파악하고, 다른 색상 또는 50% 이하의 유사범주에 속할 경우에는 기 주차구역으로 파악한다.

보조모듈(50)은 도 1 및 도 2처럼 관제모듈(30)에 설치된 관리 어플리케이션으로, 수집된 주차정보를 토대로 건물에 진입하는 차량 운전자의 요청에 따라 도착하려는 위치와 가까운 빈 주차구역을 안내한다.

즉, 검출모듈(40)에 의해 파악된 건물의 동마다 지상의 주차정보를 종합적으로 실시간 차례대로 정리한다. 예컨대, A동 내지 C동 지상 주차구역이 A1~A10과 같이 10구역으로 각각 구축되어 있다면, 각 동의 주차구역에 대해 주차가능과 불가능으로 나열한다. 여기서 각 동의 입구와 주차구역에 대해 위도와 경도의 지리적 위치정보와 함께 건물 출입구에서 각 동의 주차구역까지 경로를 안내하는 음성과 문자가 지정되어 있다.

만일, A동의 A1과 A10이 빈 주차구역이고, 차량 운전자가 출입 게이트에서 방문하고자 하는 A동 201호를 입력한 뒤에 주차구역 안내를 요청할 시 A동에 미리 정리된 주차정보를 로드하여 목적하는 동의 입구와 가장 가까운 'A동 A1 주차구역을 향해 전방 300미터 직진 후 우회전 하세요' 라는 음성과 함께 전광판에 진행방향 화살표와 문자를 출력한다.

이때, A동의 주차구역이 만석상태이고, B동의 B10과 C동의 C5가 빈 주차구역일 경우, A동 201호의 입구와 가장 가까운 B동 B10 주차구역으로 안내한다. 여기서 건물단지 형태가 넓은 곳은 게이트에서 주차구역으로 이동하는 도중 안내음성과 전광판의 문자를 잊어버려 헤맬 가능성이 있다.

따라서 사전에 연동 처리된 차량 운전자의 모바일단말기로 주차구역 경로 안내문자를 전송할 수도 있다. 이러한 안내문자는 사설 통신망으로 구현할 수 있고, 블루투스나 와이파이, 지그비와 같은 근거리 모뎀으로 구현할 수 있다.

물론, 차량 운전자의 모바일단말기로 도 8과 같이 주차구역의 경로가 표시되는 위치기반 안내지도를 실행시킬 수 있다. 즉, 주차구역의 위도와 경도정보를 전송하고, 모바일단말기는 전송된 시점의 위치를 출발지로 설정한 상태에서 안내지도에 전송된 위·경도정보로 도착지를 설정하여 위치기반으로 실시간 안내한다. 여기서 안내지도는 전용 어플리케이션이나 모바일단말기에 기본으로 탑재된 지도를 이용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 보안시스템은 도 2b와 같이 지상에 마련된 주차정보의 식별이 불명확 또는 불가능할 경우 작동하여 보정을 유도하는 보정모듈(60)과, 각종 보안상황을 인식하여 신속하게 조치을 유도하는 보안모듈(70)을 더 포함할 수도 있다.

보정모듈(60)은 적어도 지상에 마련된 주차구역마다 설치되는 적외선 감지기, 레이더 감지기, 소리 감지기 중 어느 하나 또는 둘 이상 복합적으로 구성된다. 적외선 감지기는 주변의 열을 감지하고, 레이더 감지기는 반사되는 음파로 객체의 움직임을 감지할 수 있으며, 소리 감지기는 마이크로 주변의 소음을 측정할 수 있다.

이러한 감지기는 전력절감을 위해 평상 시 꺼짐(중지)상태를 유지하다가 야간이나 우천과 같은 환경에 따라 작동(시작)하여 검출모듈(40)과 보안모듈(70)의 분석에 필요한 정보를 제공한다.

보안모듈(70)은 차량과 보행자의 거동패턴과 지체시간을 분석하여 배회, 침입, 유기와 같은 상황을 판단한다. 그리고 소리의 음역을 분석하여 비명, 유리창 파손, 폭발, 차량 경적, 차량 급정거, 차량 충돌과 같은 상황을 판단한다.

배회는 도 9a와 같이 동일구역에서 동일하게 식별되는 차량이나 보행자가 5분 내지 10분 이상 출몰하는 것으로 감지되면, 수상한 차량이나 보행자 및 치매환자로 파악될 수 있는 보안상황으로 판단한다.

침입이나 탈출은 도 9b와 같이 보안구역에 차량이나 보행자가 오르거나 지나가는 것으로 감지되면, 잠재 위험이 있는 차량이나 보행자 및 범죄자로 파악될 수 있는 보안상황으로 판단한다.

유기는 도 9c와 같이 동일구역에 동일하게 식별되는 보행자가 5분 내지 10분 이상 정지된 상태로 감지되면, 버려진 유아나 의식을 잃어버린 환자로 파악될 수 있는 보안상황으로 판단한다.

이러한 보안상황들이 검출되면, 촬영모듈(20)로 차량의 번호판이나 얼굴을 식별 할 수 있게 집중 및 확대 촬영시키는 조절신호를 출력하고, 관제모듈(30)과 관리자의 모바일단말기로 경고신호를 출력하여 신속한 조치를 유도한다.

그리고 검출모듈(40)과 상관없이 소리 감지기로부터 실시간 전달되는 소리의 음역을 분석하여 기 저장된 비명소리(도 10a), 유리창의 파손소리(도 10b), 폭발소리(도 10c), 차량 경적소리(도 10d), 차량 급정거소리(도 10e), 차량 충돌소리(도 10f) 등과 매칭시켜 동일 내지 가장 유사한 음역의 보안상황으로 판단한다.

이러한 보안상황들이 검출되면, 검출된 구역의 영상이 집중 촬영되게 촬영모듈(20)을 이동시키는 조절신호를 출력함과 함께 관제모듈(30)과 관리자의 모바일단말기로 경고신호를 출력하여 신속한 조치를 도모한다.

만일, 보안상황이 검출되어 관제모듈(30)과 관리자에게 경고신호를 출력하였음에도 10 내지 30분 이상 동일한 보안상황이 검출된 경우에는 자동으로 인근 파출소나 소방서에 구조 연락을 취할 수도 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 설치모듈 11: 지주
12: 유동대 12a: 보조대
13: 주행레일 14: 주행대차
15: 회전유닛 15a: 기둥
15b: 플랜지 15c: 수평대
15d: 수직대 15e: 플레이트
15f: 롤러 15g: 모터
20: 촬영모듈 21: 카메라
22: 연결대 23: 회전조인트
24: 틸팅조인트 30: 관제모듈
40: 검출모듈 50: 보조모듈
60: 보정모듈 70: 보안모듈

Claims

건물 모니터링 보안시스템에 있어서:
적어도 건물의 옥상에 소정 높이로 구축되는 설치모듈(10);
상기 설치모듈(10)의 일단에 매달려 지상을 실시간 촬영하는 촬영모듈(20);
상기 촬영모듈(20)과 유·무선으로 연결되어 영상을 출력하는 관제모듈(30);
상기 촬영되는 영상을 분석하여 차량과 보행자의 거동정보와 지상에 마련된 주차정보를 수집하는 검출모듈(40);
상기 수집된 주차정보를 토대로 건물에 진입하는 차량 운전자의 요청에 따라 도착하려는 위치와 가까운 빈 주차구역을 안내하는 보조모듈(50);
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.
제1항에 있어서,
상기 설치모듈(10)은 건물의 옥상 중앙에 수직하게 설치되는 지주(11)와, 상기 지주(11)의 상단에 옥상으로부터 이격되는 길이로 수평하게 장착되는 유동대(12)와, 상기 지주(11)와 유동대(12) 사이에 배치되어 지주(11)를 중심으로 유동대(12)를 360°로 회전시키는 회전유닛(15)을 구비하는 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.
제2항에 있어서,
상기 유동대(12)는 하단에 길이 방향으로 장착되는 하나 이상의 주행레일(13)과, 상기 주행레일(13)에 맞물리게 장착되어 신호에 따라 구동하는 주행대차(14)가 더 구성된 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.
제2항에 있어서,
상기 회전유닛(15)은 지주(11)의 상단에 수직하게 고정 장착되는 기둥(15a)과, 상기 기둥(15a)의 하단에 외측으로 돌출되어 지주(11)의 장착을 유도하는 플랜지(15b)와, 상기 기둥(15a)의 상단에 지주(11)를 기점으로 회전 가능하게 장착되는 수평대(15c)와, 상기 수평대(15c)의 일단에 플랜지(15b)까지 하향으로 연장되어 유동대(12)의 장착을 유도하는 수직대(15d)와, 상기 수직대(15d)의 하단에 플랜지(15b)를 포용하는 위치에 상하로 이격 배치되는 한 쌍의 플레이트(15e)와, 상기 플레이트(15e) 사이에 플랜지(15b)의 외면과 맞물려 회전하는 롤러(15f)와, 상기 플레이트(15e)의 상단에 롤러(15f)와 연결되어 회전력을 부여하는 모터(15g)로 구성된 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.
제1항에 있어서,
상기 촬영모듈(20)은 광각 또는 망원형의 카메라(21)와, 상기 카메라(21)와 연결되어 설치모듈(10)에 탈부착을 유도하는 연결대(22)와, 상기 연결대(22)상에 카메라(21)를 좌우 360°로 회전시키는 회전조인트(23)와, 카메라(21)를 상하 180°로 회전시키는 틸팅조인트(24)로 구성된 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.
제1항에 있어서,
상기 검출모듈(40)은 화소의 색상 변화와 밀집형태를 추적해서 지상에 존재하는 차량과 보행자의 구별과 거동을 파악하며, 밀집형태의 개수에 따라 차량과 보행자의 수를 파악하는 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.
제1항에 있어서,
상기 검출모듈(40)은 입력되는 주차구역 영상의 평균 화소와 대조되는 화소를 추적하여 주차선을 식별하고, 식별된 주차선을 경계로 내·외부 화소의 색상차이로 주차유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.
제1항에 있어서,
상기 보조모듈(50)은 차량 운전자의 요청에 따라 현 위치에서 주차구역까지의 경로를 스피커에 의한 음성이나 전광판에 의한 문자나 이미지로 안내하거나 사전에 연동된 차량 운전자의 모바일단말기로 주차구역 경로 안내문자 전송 또는 주차구역의 경로가 표시되는 위치기반 안내지도를 실행시키는 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.
제1항에 있어서,
상기 건물 모니터링 보안시스템은 건물 주변 또는 주차구역마다 배치되고, 검출모듈(40)과 연동하여 차량과 보행자의 거동정보와 지상에 마련된 주차정보의 식별이 불명확 또는 불가능할 경우 작동하여 보정을 유도하는 적외선 감지기, 레이더 감지기, 소리 감지기 중 어느 하나 또는 둘 이상 복합적으로 구성된 보정모듈(60)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.
제9항에 있어서,
상기 건물 모니터링 보안시스템은 차량과 보행자의 거동패턴과 지체시간 및 소리의 음역을 분석하여 배회, 침입, 유기, 비명, 유리창 파손, 폭발, 차량 경적, 차량 급정거, 차량 충돌 상황을 검출하고, 검출된 구역의 영상이 집중 촬영되게 촬영모듈(20)의 조절신호와 함께 관제모듈(30)과 관리자의 모바일단말기로 경고신호를 출력하는 보안모듈(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공촬영방식 지능형 건물 모니터링 보안시스템.