KR20220067380A - 재실 추정 장치 - Google Patents

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Abstract

재실 추정 장치는 현관문, 열화상 카메라 및 메인 프로세서를 포함한다. 현관문은 문 및 문을 지지하는 문틀로 구성되고, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치된다. 열화상 카메라는 문틀의 상부 프레임에 설치되고, 문이 열리는 제1 시점부터 문이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 문틀의 하부 프레임을 향해 촬상하여 열화상을 생성한다. 메인 프로세서는 문이 열리는 제1 시점에서 열화상 카메라를 구동시키고, 문이 닫히는 제2 시점에서 열화상 카메라를 비구동시키며, 열화상에서 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역의 이동 궤적을 추출하고, 상기 이동 궤적이 열화상의 중심선을 제1 방향으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 열화상의 중심선을 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 가로지르는 제2 횟수를 카운트하며, 문이 열리는 제1 시점 이전에 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 제1 횟수 및 제2 횟수에 기초하여 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출한다.

Description

재실 추정 장치{PRESENCE ESTIMATION DEVICE}
본 발명은 재실 추정 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 건물(예를 들어, 가정집 등)의 내부 공간에 존재하는 재실자의 수를 추정하는 재실 추정 장치에 관한 것이다.
지구 온난화 및 기후 변화에 따른 재난, 이상 기온, 질병 등 각종 사회 문제들이 대두됨에 따라 에너지 절감 및 효율화가 주목받고 있다. 특히, 국내에서 건물 분야의 에너지 소비량은 전체 에너지 소비량의 22%를 차지하고 있기 때문에, 에너지 절감 및 효율화에 있어서 건물 분야의 에너지 소비량을 줄이는 것이 중요하다. 이를 위해, 건물 분야의 에너지 소비량을 예측하여 그에 대응하기 위한 건물 에너지 모델링 도구(또는 시스템)가 실무나 연구에서 사용되고 있는데, 최근에는 동적 조건(dynamic state)(즉, 온도, 습도, 풍속, 일사량 등 건물의 실내외 환경 조건이 시시각각 변하는 실제 건물의 상황을 반영하기 위해 매 시간별 기상 데이터를 이용)에서 매 시간별 에너지 소비량을 예측하는 건물 에너지 모델링 도구가 개발되고 있다. 특히, 건물 에너지 모델링 도구에서는 동적 조건에 더해 건물(예를 들어, 가정집 등)의 재실 상황(예를 들어, 재실자의 수, 재실자의 행위 등)을 반영해야 하는데, 재실 상황의 무규칙성과 프라이버시 문제 때문에 현실적으로 재실자의 행위보다는 재실자의 수를 건물 에너지 모델링 도구에 주로 반영하고 있다. 이러한 이유로, 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 수를 추정하기 위해 건물 에너지 모델링 도구가 이용하는 재실 추정 장치로서 건물의 내부 공간 곳곳에 설치되는 비디오 카메라, 적외선 센서, 동작 센서, RFID, Wi-Fi, 비콘 등의 첨단 기기들을 이용하는 방식이 제안되고 있지만, 상기 방식은 프라이버시 문제(예를 들어, 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 행위가 드러나게 됨), 비용 문제(예를 들어, 건물의 내부 공간 곳곳에 첨단 기기들이 다수 설치되어야 함), 데이터 처리 문제(예를 들어, 건물의 내부 공간에서 재실자들이 움직이기 때문에 중복 데이터 제거 알고리즘 등이 필요함) 등으로 현실적으로 이용되기 어렵다는 한계가 있다.
본 발명의 일 목적은 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 수(이하, 재실자수로 명명)를 추정함에 있어 프라이버시 문제, 비용 문제, 데이터 처리 문제 등을 수반하지 않아 건물 에너지 모델링 도구에 이용될 수 있는 재실 추정 장치를 제공하는 것이다. 다만, 본 발명의 목적은 상기 언급된 목적으로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 재실 추정 장치는 문 및 상기 문을 지지하는 문틀로 구성되고, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치되는 현관문, 상기 문틀의 상부 프레임에 설치되고, 상기 문이 열리는 제1 시점부터 상기 문이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 상기 문틀의 하부 프레임을 향해 촬상하여 열화상을 생성하는 열화상 카메라, 및 상기 제1 시점에서 상기 열화상 카메라를 구동시키고, 상기 제2 시점에서 상기 열화상 카메라를 비구동시키며, 상기 열화상에서 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역의 이동 궤적을 추출하고, 상기 이동 궤적이 상기 열화상의 중심선을 제1 방향으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 상기 중심선을 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 가로지르는 제2 횟수를 카운트하며, 상기 제1 시점 이전에 상기 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 상기 제1 횟수 및 상기 제2 횟수에 기초하여 상기 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출하는 메인 프로세서(main processor)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 온도 범위는 사람의 체온 범위로 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 메인 프로세서는 상기 대상 영역을 기 설정된 알고리즘으로 축소한 궤적 확인용 영역을 도출하고, 상기 궤적 확인용 영역이 움직이는 궤적을 상기 이동 궤적으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 메인 프로세서는 기 설정된 알고리즘으로 상기 대상 영역의 대표 지점을 도출하고, 상기 대표 지점이 움직이는 궤적을 상기 이동 궤적으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 방향은 상기 내부 공간에서 상기 외부 공간으로 향하는 방향에 상응하고, 상기 제2 방향은 상기 외부 공간에서 상기 내부 공간으로 향하는 방향에 상응하며, 상기 중심선은 상기 하부 프레임의 프레임 중심선에 상응할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 메인 프로세서는 상기 이전 재실자수에서 상기 제1 횟수를 감산하고 상기 제2 횟수를 가산하여 상기 재실자수를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 재실 추정 장치는 문 및 상기 문을 지지하는 문틀로 구성되고, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치되는 현관문, 상기 문틀의 하부 프레임에 설치되고, 상기 문이 열리는 제1 시점부터 상기 문이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 상기 문틀의 상부 프레임을 향해 촬상하여 열화상을 생성하는 열화상 카메라, 및 상기 제1 시점에서 상기 열화상 카메라를 구동시키고, 상기 제2 시점에서 상기 열화상 카메라를 비구동시키며, 상기 열화상에서 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역의 이동 궤적을 추출하고, 상기 이동 궤적이 상기 열화상의 중심선을 제1 방향으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 상기 중심선을 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 가로지르는 제2 횟수를 카운트하며, 상기 제1 시점 이전에 상기 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 상기 제1 횟수 및 상기 제2 횟수에 기초하여 상기 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출하는 메인 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 온도 범위는 사람의 체온 범위로 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 방향은 상기 내부 공간에서 상기 외부 공간으로 향하는 방향에 상응하고, 상기 제2 방향은 상기 외부 공간에서 상기 내부 공간으로 향하는 방향에 상응하며, 상기 중심선은 상기 상부 프레임의 프레임 중심선에 상응할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 메인 프로세서는 상기 이전 재실자수에서 상기 제1 횟수를 감산하고 상기 제2 횟수를 가산하여 상기 재실자수를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 재실 추정 장치는 문 및 문을 지지하는 문틀로 구성되고, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치되는 현관문, 문틀의 상부 프레임(또는 하부 프레임)에 설치되고, 문이 열리는 제1 시점부터 문이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 문틀의 하부 프레임(또는 상부 프레임)을 향해 촬상하여 열화상을 생성하는 열화상 카메라, 및 문이 열리는 제1 시점에서 열화상 카메라를 구동시키고, 문이 닫히는 제2 시점에서 열화상 카메라를 비구동시키며, 열화상에서 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역의 이동 궤적을 추출하고, 상기 이동 궤적이 열화상의 중심선을 제1 방향(예를 들어, 건물의 내부 공간에서 외부 공간으로 향하는 방향)으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 열화상의 중심선을 제1 방향과 반대되는 제2 방향(예를 들어, 건물의 외부 공간에서 내부 공간으로 향하는 방향)으로 가로지르는 제2 횟수를 카운트하며, 문이 열리는 제1 시점 이전에 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 상기 이동 궤적이 열화상의 중심선을 제1 방향으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 열화상의 중심선을 제2 방향으로 가로지르는 제2 횟수에 기초하여 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출하는 메인 프로세서를 포함함으로써, 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 수를 추정함에 있어 프라이버시 문제, 비용 문제, 데이터 처리 문제 등을 수반하지 않아(예를 들어, 현관문에서만 열화상을 촬상하기 때문에 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 행위가 드러나지 않고, 현관문에 열화상 카메라와 메인 프로세서만이 설치되는 방식으로 구성되기 때문에 설치 비용이 저렴하며, 건물의 내부 공간에서의 재실자 움직임을 고려하지 않기 때문에 중복 데이터 제거 알고리즘이 불필요하고, 현관문에서 문이 열리는 제1 시점부터 문이 닫히는 제2 시점까지만 열화상 카메라가 동작하는 방식이기 때문에 불필요한 전력 소모가 발생하지 않음) 건물 에너지 모델링 도구에 효과적으로 이용될 수 있다. 다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 재실 추정 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a는 도 1의 재실 추정 장치가 대상 영역의 이동 궤적을 추출하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 1의 재실 추정 장치가 대상 영역의 이동 궤적을 추출하는 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 재실 추정 장치가 대상 영역의 이동 궤적이 열화상의 중심선을 가로지르는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 재실 추정 장치가 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 재실 추정 장치를 나타내는 도면이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 재실 추정 장치를 나타내는 도면이고, 도 2a는 도 1의 재실 추정 장치가 대상 영역의 이동 궤적을 추출하는 일 예를 나타내는 도면이며, 도 2b는 도 1의 재실 추정 장치가 대상 영역의 이동 궤적을 추출하는 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 재실 추정 장치가 대상 영역의 이동 궤적이 열화상의 중심선을 가로지르는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 재실 추정 장치(100)는 현관문(110), 열화상 카메라(120) 및 메인 프로세서(130)를 포함할 수 있다. 이 때, 재실 추정 장치(100)는 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 수(즉, 재실자수)를 산출(즉, 추정)하여 건물 에너지 모델링 도구(또는 시스템)에 제공할 수 있다.
현관문(100)은 문(111) 및 문(111)을 지지하는 문틀(112)로 구성되고, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치될 수 있다. 즉, 현관문(100)은 사람이 건물의 내부 공간에서 외부 공간으로 나가거나 또는 건물의 외부 공간에서 내부 공간으로 들어올 때 통과해야 하는 구조물로 정의될 수 있다. 따라서, 건물의 내부 공간에 있던 사람이 건물의 외부 공간을 향해 현관문(100)을 지나치는 경우에는 건물의 재실자수가 줄어드는 것으로 해석되고, 건물의 외부 공간에 있던 사람이 건물의 내부 공간을 향해 현관문(100)을 지나치는 경우에는 건물의 재실자수가 늘어나는 것으로 해석될 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 문틀(112)은 사각형 형상을 가질 수 있고, 그에 따라, 4개의 변들에 상응하는 4개의 프레임들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 문틀(112)은 상부 프레임, 하부 프레임, 좌측 프레임 및 우측 프레임을 포함할 수 있다.
열화상 카메라(120)는 문틀(112)의 상부 프레임에 설치되고, 문틀(112)의 하부 프레임을 향해 촬상하여 열화상(IMG)을 생성할 수 있다. 이 때, 열화상 카메라(120)가 문틀(112)의 상부 프레임에 설치되어 문틀(112)의 하부 프레임을 향해 촬상하기 때문에, 열화상(IMG) 내에서 대상물(즉, 사람)의 촬상 면적이 최소화될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 열화상 카메라(120)가 사람을 정면에서 촬상한다고 가정하면, 열화상(IMG) 내에서 사람의 머리, 몸, 팔, 다리가 모두 존재하기 때문에, 사람의 촬상 면적이 상대적으로 클 수 있다. 반면에, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 열화상 카메라(120)가 문틀(112)의 상부 프레임에 설치되어 문틀(112)의 하부 프레임을 향해 촬상한다고 가정하면, 열화상(IMG) 내에서 사람의 머리, 몸, 팔, 다리가 겹치기 때문에, 사람의 촬상 면적이 상대적으로 작을 수 있다. 이에, 열화상(IMG)으로부터 사람임을 식별할 수 있는 최소한의 정보만을 추출하는 것이 필요한 재실 추정 장치(100)에서는 열화상 카메라(120)가 문틀(112)의 상부 프레임에 설치되어 문틀(112)의 하부 프레임을 향해 촬상하는 것이다. 한편, 열화상 카메라(120)는 문(111)이 열리는 제1 시점부터 문(111)이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안만 촬상하여 열화상(IMG)을 생성할 수 있다. 즉, 문(111)이 열리는 이벤트가 발생해야만 건물의 내부에 존재하는 재실자수에 변동이 발생하는 것이므로, 열화상 카메라(120)는 문(111)이 열리는 제1 시점부터 문(111)이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안만 촬상하여 열화상(IMG)을 생성하는 것이다. 그 결과, 재실 추정 장치(100)는 열화상 카메라(120)가 문(111)이 열리는 이벤트가 발생하지 않는 시간에 열화상(IMG)을 생성함에 따른 불필요한 전력 소모가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
메인 프로세서(130)는 문(111)이 열리는 제1 시점에서 열화상 카메라(120)를 구동시키고, 문(111)이 닫히는 제2 시점에서 열화상 카메라(120)를 구동시키지 않을 수 있다. 예를 들어, 문(111)이 열리는 제1 시점에 문(111)에 설치된 도어락이 열림 신호를 생성하면, 열림 신호를 수신한 메인 프로세서(130)가 열화상 카메라(120)를 구동시킬 수 있다. 또한, 문(111)이 닫히는 제2 시점에 문(111)에 설치된 도어락이 닫힘 신호를 생성하면, 닫힘 신호를 수신한 메인 프로세서(130)가 열화상 카메라(120)를 구동시키지 않을 수 있다. 이에, 열화상 카메라(120)는 문(111)이 열리는 제1 시점부터 문(111)이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안만 문틀(112)의 상부 프레임에서 문틀(112)의 하부 프레임을 향해 촬상하여 열화상(IMG)을 생성할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(130)는 열화상(IMG)에서 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역(TR)의 이동 궤적을 추출할 수 있다. 이 때, 기 설정된 온도 범위는 사람의 체온 범위(예를 들어, 섭씨 35.5도에서 37.5도)일 수 있다. 일반적으로, 사람의 체온 범위와 애완동물의 체온 범위(예를 들어, 고양이나 개의 경우에는 섭씨 37.5도 이상)가 다르기 때문에, 메인 프로세서(130)는 열화상(IMG)에서 기 설정된 온도 범위(즉, 사람의 체온 범위)에 속하는 대상 영역(TR)의 이동 궤적만을 추출하는 방식으로 애완동물이 현관문(110)을 통과함에 따른 재실자수 산출 오류를 방지할 수 있다.
한편, 열화상(IMG) 내에서 기 설정된 온도 범위(즉, 사람의 체온 범위)에 속하는 대상 영역(TR)이 상대적으로 크고, 그에 따라, 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 정확하게 표시되지 않을 수 있으므로, 메인 프로세서(130)는 열화상(IMG) 내에서 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역(TR)을 축소시킨 이후에 대상 영역(TR)의 이동 궤적을 추출할 수 있다. 일 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 메인 프로세서(130)는 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역(TR)을 기 설정된 알고리즘으로 축소한 궤적 확인용 영역(CR)을 도출하고, 궤적 확인용 영역(CR)이 움직이는 궤적을 대상 영역(TR)의 이동 궤적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(130)는 대상 영역(TR) 내 동일한 온도를 갖는 면적을 하나의 선으로 축소시키는 알고리즘으로 궤적 확인용 영역(CR)을 도출할 수 있다. 다만, 이것은 예시적인 것으로서, 궤적 확인용 영역(CR)을 도출하는 방식이 그에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 메인 프로세서(130)는 기 설정된 알고리즘으로 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역(TR)의 대표 지점(RR)을 도출하고, 대표 지점(RR)이 움직이는 궤적을 대상 영역(TR)의 이동 궤적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(130)는 대상 영역(TR)의 중심점(예를 들어, 면적 중심점, 무게 중심정 등)을 대표 지점(RR)으로 도출하는 알고리즘으로 궤적 확인용 영역(CR)을 도출할 수 있다. 다른 예를 들어, 메인 프로세서(130)는 대상 영역(TR)의 특정 온도 지점(예를 들어, 최대 온도 지점, 최저 온도 지점, 평균 온도 지점 등)을 대표 지점(RR)으로 도출하는 알고리즘으로 궤적 확인용 영역(CR)을 도출할 수 있다. 다만, 이것은 예시적인 것으로서, 궤적 확인용 영역(CR)을 도출하는 방식이 그에 한정되는 것은 아니다.
또한, 메인 프로세서(130)는 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)으로 가로지르는(즉, FN으로 표시) 제1 횟수 및 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)과 반대되는 제2 방향(D2)으로 가로지르는(즉, SN으로 표시) 제2 횟수를 카운트하며, 문(111)이 열리는 제1 시점 이전에 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)으로 가로지르는 제1 횟수 및 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제2 방향(D2)으로 가로지르는 제2 횟수에 기초하여 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출할 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 방향(D1)은 건물의 내부 공간에서 외부 공간으로 향하는 방향에 상응하고, 제2 방향(D2)은 건물의 외부 공간에서 내부 공간으로 향하는 방향에 상응하며, 열화상(IMG)의 중심선(CTL)은 열화상(IMG)에 표시된 문틀(112)의 하부 프레임의 프레임 중심선에 상응할 수 있다. 즉, 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)으로 가로지르는 제1 횟수는 건물의 내부 공간에서 외부 공간으로 나간 사람수를 의미하고, 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제2 방향(D2)으로 가로지르는 제2 횟수는 건물의 외부 공간에서 내부 공간으로 들어온 사람수를 의미한다. 따라서, 메인 프로세서(130)는 문이 열리는 제1 시점 이전에 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수에서 건물의 내부 공간에서 외부 공간으로 나간 사람수에 해당하는 제1 횟수를 감산하고 건물의 외부 공간에서 내부 공간으로 들어온 사람수에 해당하는 제2 횟수를 가산함으로써, 문이 닫히는 제2 시점 이후에 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출할 수 있다. 한편, 도 1에서는 메인 프로세서(130)가 문틀(112)의 상부 프레임에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이것은 예시적인 것으로서, 메인 프로세서(130)가 배치되는 위치는 다양하게 결정될 수 있다.
이와 같이, 재실 추정 장치(100)는 문(111) 및 문(111)을 지지하는 문틀(112)로 구성되고, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치되는 현관문(110), 문틀(112)의 상부 프레임에 설치되고, 문이 열리는 제1 시점부터 문이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 문틀(112)의 하부 프레임을 향해 촬상하여 열화상(IMG)을 생성하는 열화상 카메라(120), 및 문(111)이 열리는 제1 시점에서 열화상 카메라(120)를 구동시키고, 문이 닫히는 제2 시점에서 열화상 카메라(120)를 비구동시키며, 열화상(IMG)에서 기 설정된 온도 범위(즉, 사람의 체온 범위)에 속하는 대상 영역(TR)의 이동 궤적을 추출하고, 상기 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)(예를 들어, 건물의 내부 공간에서 외부 공간으로 향하는 방향)으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)과 반대되는 제2 방향(D2)(예를 들어, 건물의 외부 공간에서 내부 공간으로 향하는 방향)으로 가로지르는 제2 횟수를 카운트하며, 문이 열리는 제1 시점 이전에 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 상기 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제2 방향(D2)으로 가로지르는 제2 횟수에 기초하여 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출하는 메인 프로세서(130)를 포함함으로써, 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 수를 추정함에 있어 프라이버시 문제, 비용 문제, 데이터 처리 문제 등을 수반하지 않아(예를 들어, 현관문(110)에서만 열화상(IMG)을 촬상하기 때문에 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 행위가 드러나지 않고, 현관문(110)에 열화상 카메라(120)와 메인 프로세서(130)만이 설치되는 방식으로 구성되기 때문에 설치 비용이 저렴하며, 건물의 내부 공간에서의 재실자 움직임을 고려하지 않기 때문에 중복 데이터 제거 알고리즘이 불필요하고, 현관문(110)에서 문(111)이 열리는 제1 시점부터 문(111)이 닫히는 제2 시점까지만 열화상 카메라(120)가 동작하는 방식이기 때문에 불필요한 전력 소모가 발생하지 않음) 건물 에너지 모델링 도구에 효과적으로 이용될 수 있다.
도 4는 도 1의 재실 추정 장치가 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 재실 추정 장치(100)는 열화상 카메라(120)를 이용하여 문(111)이 열리는 제1 시점부터 문(111)이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 열화상(IMG)을 생성(S110)할 수 있다. 즉, 재실 추정 장치(100)는 문(111)이 열리는 제1 시점에서 열화상 카메라(120)를 구동시키고, 문(111)이 닫히는 제2 시점에서 열화상 카메라(120)를 비구동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치되는 현관문(110)은 문(111) 및 문(111)을 지지하는 문틀(112)로 구성되고, 열화상 카메라(120)는 문틀(112)의 상부 프레임에 설치되어 문틀(112)의 하부 프레임을 향해 촬상할 수 있다. 다른 실시예에서, 도 5에 도시될 바와 같이, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치되는 현관문(210)은 문(211) 및 문(211)을 지지하는 문틀(212)로 구성되고, 열화상 카메라(220)는 문틀(212)의 하부 프레임에 설치되어 문틀(212)의 상부 프레임을 향해 촬상할 수 있다. 이후, 재실 추정 장치(100)는 열화상(IMG)에서 기 설정된 온도 범위(즉, 사람의 체온 범위)에 속하는 대상 영역(TR)의 이동 궤적을 추출(S120)할 수 있다. 실시예에 따라, 재실 추정 장치(100)는 열화상(IMG) 내에서 대상 영역(TR)이 큰 경우 대상 영역(TR)을 축소시킨 이후에 대상 영역(TR)의 이동 궤적을 추출할 수 있다. 다음, 재실 추정 장치(100)는 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)으로 가로지르는 제1 횟수를 카운트(S130)하고, 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제2 방향(D2)으로 가로지르는 제2 횟수를 카운트(S135)할 수 있다. 또한, 재실 추정 장치(100)는 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수를 확인(S140)할 수 있다. 예를 들어, 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수(이 때, 이전 재실자수는 문(111)이 열리고 닫힐 때마다 갱신됨)는 재실 추정 장치(100) 내 소정의 메모리 장치에 저장되고, 재실 추정 장치(100)는 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수를 상기 메모리 장치로부터 불러올 수 있다. 이후, 재실 추정 장치(100)는 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)으로 가로지르는 제1 횟수 및 대상 영역(TR)의 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제2 방향(D2)으로 가로지르는 제2 횟수에 기초하여 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출(S150)할 수 있다. 예를 들어, 재실 추정 장치(100)는 문이 열리는 제1 시점 이전에 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수에서 건물의 내부 공간에서 외부 공간으로 나간 사람수에 해당하는 제1 횟수를 감산하고 건물의 외부 공간에서 내부 공간으로 들어온 사람수에 해당하는 제2 횟수를 가산함으로써, 문이 닫히는 제2 시점 이후에 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 재실 추정 장치를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 재실 추정 장치(200)는 현관문(210), 열화상 카메라(220) 및 메인 프로세서(230)를 포함할 수 있다. 이 때, 재실 추정 장치(200)는 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 수(즉, 재실자수)를 산출(즉, 추정)하여 건물 에너지 모델링 도구(또는 시스템)에 제공할 수 있다. 한편, 열화상 카메라(220)가 문틀(212)의 하부 프레임에 설치되어 문(211)이 열리는 제1 시점부터 문(211)이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 문틀(212)의 상부 프레임을 향해 촬상하여 열화상(IMG)을 생성하고, 그에 따라, 열화상(IMG)의 중심선(CTL)이 문틀(212)의 상부 프레임의 프레임 중심선에 상응한다는 점을 제외하고는, 재실 추정 장치(200)가 도 1의 재실 추정 장치(200)와 실질적으로 동일하므로 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이와 같이, 재실 추정 장치(200)는 문(211) 및 문(211)을 지지하는 문틀(212)로 구성되고, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치되는 현관문(210), 문틀(212)의 하부 프레임에 설치되고, 문이 열리는 제1 시점부터 문이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 문틀(212)의 상부 프레임을 향해 촬상하여 열화상(IMG)을 생성하는 열화상 카메라(220), 및 문(211)이 열리는 제1 시점에서 열화상 카메라(220)를 구동시키고, 문이 닫히는 제2 시점에서 열화상 카메라(220)를 비구동시키며, 열화상(IMG)에서 기 설정된 온도 범위(즉, 사람의 체온 범위)에 속하는 대상 영역(TR)의 이동 궤적을 추출하고, 상기 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)(예를 들어, 건물의 내부 공간에서 외부 공간으로 향하는 방향)으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)과 반대되는 제2 방향(D2)(예를 들어, 건물의 외부 공간에서 내부 공간으로 향하는 방향)으로 가로지르는 제2 횟수를 카운트하며, 문이 열리는 제1 시점 이전에 건물의 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 상기 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제1 방향(D1)으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 열화상(IMG)의 중심선(CTL)을 제2 방향(D2)으로 가로지르는 제2 횟수에 기초하여 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출하는 메인 프로세서(230)를 포함함으로써, 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 수를 추정함에 있어 프라이버시 문제, 비용 문제, 데이터 처리 문제 등을 수반하지 않아(예를 들어, 현관문(210)에서만 열화상(IMG)을 촬상하기 때문에 건물의 내부 공간에 존재하는 재실자의 행위가 드러나지 않고, 현관문(210)에 열화상 카메라(220)와 메인 프로세서(230)만이 설치되는 방식으로 구성되기 때문에 설치 비용이 저렴하며, 건물의 내부 공간에서의 재실자 움직임을 고려하지 않기 때문에 중복 데이터 제거 알고리즘이 불필요하고, 현관문(210)에서 문(211)이 열리는 제1 시점부터 문(211)이 닫히는 제2 시점까지만 열화상 카메라(220)가 동작하는 방식이기 때문에 불필요한 전력 소모가 발생하지 않음) 건물 에너지 모델링 도구에 효과적으로 이용될 수 있다.
본 발명은 건물(예를 들어, 가정집 등)의 내부 공간에 존재하는 재실자의 수를 추정하는 재실 추정 장치에 광범위하게 적용될 수 있다. 한편, 이상에서는 본 발명에 대하여 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 재실 추정 장치 110: 현관문
111: 문 112: 문틀
120: 열화상 카메라 130: 메인 프로세서
200: 재실 추정 장치 210: 현관문
211: 문 212: 문틀
220: 열화상 카메라 230: 메인 프로세서
IMG: 열화상 CTL: 중심선
TR: 대상 영역 CR: 궤적 확인용 영역
RR: 대표 지점

Claims (10)

  1. 문 및 상기 문을 지지하는 문틀로 구성되고, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치되는 현관문;
    상기 문틀의 상부 프레임에 설치되고, 상기 문이 열리는 제1 시점부터 상기 문이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 상기 문틀의 하부 프레임을 향해 촬상하여 열화상을 생성하는 열화상 카메라; 및
    상기 제1 시점에서 상기 열화상 카메라를 구동시키고, 상기 제2 시점에서 상기 열화상 카메라를 비구동시키며, 상기 열화상에서 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역의 이동 궤적을 추출하고, 상기 이동 궤적이 상기 열화상의 중심선을 제1 방향으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 상기 중심선을 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 가로지르는 제2 횟수를 카운트하며, 상기 제1 시점 이전에 상기 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 상기 제1 횟수 및 상기 제2 횟수에 기초하여 상기 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출하는 메인 프로세서를 포함하는 재실 추정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 범위는 사람의 체온 범위로 결정되는 것을 특징으로 하는 재실 추정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 메인 프로세서는 상기 대상 영역을 기 설정된 알고리즘으로 축소한 궤적 확인용 영역을 도출하고, 상기 궤적 확인용 영역이 움직이는 궤적을 상기 이동 궤적으로 결정하는 것을 특징으로 하는 재실 추정 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 메인 프로세서는 기 설정된 알고리즘으로 상기 대상 영역의 대표 지점을 도출하고, 상기 대표 지점이 움직이는 궤적을 상기 이동 궤적으로 결정하는 것을 특징으로 하는 재실 추정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 내부 공간에서 상기 외부 공간으로 향하는 방향에 상응하고, 상기 제2 방향은 상기 외부 공간에서 상기 내부 공간으로 향하는 방향에 상응하며, 상기 중심선은 상기 하부 프레임의 프레임 중심선에 상응하는 것을 특징으로 하는 재실 추정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 메인 프로세서는 상기 이전 재실자수에서 상기 제1 횟수를 감산하고 상기 제2 횟수를 가산하여 상기 재실자수를 산출하는 것을 특징으로 하는 재실 추정 장치.
  7. 문 및 상기 문을 지지하는 문틀로 구성되고, 건물의 내부 공간과 외부 공간 사이에 배치되는 현관문;
    상기 문틀의 하부 프레임에 설치되고, 상기 문이 열리는 제1 시점부터 상기 문이 닫히는 제2 시점까지인 단위 시간 동안 상기 문틀의 상부 프레임을 향해 촬상하여 열화상을 생성하는 열화상 카메라; 및
    상기 제1 시점에서 상기 열화상 카메라를 구동시키고, 상기 제2 시점에서 상기 열화상 카메라를 비구동시키며, 상기 열화상에서 기 설정된 온도 범위에 속하는 대상 영역의 이동 궤적을 추출하고, 상기 이동 궤적이 상기 열화상의 중심선을 제1 방향으로 가로지르는 제1 횟수 및 상기 이동 궤적이 상기 중심선을 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 가로지르는 제2 횟수를 카운트하며, 상기 제1 시점 이전에 상기 내부 공간에 존재했던 이전 재실자수, 상기 제1 횟수 및 상기 제2 횟수에 기초하여 상기 내부 공간에 존재하는 재실자수를 산출하는 메인 프로세서를 포함하는 재실 추정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 온도 범위는 사람의 체온 범위로 결정되는 것을 특징으로 하는 재실 추정 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 내부 공간에서 상기 외부 공간으로 향하는 방향에 상응하고, 상기 제2 방향은 상기 외부 공간에서 상기 내부 공간으로 향하는 방향에 상응하며, 상기 중심선은 상기 상부 프레임의 프레임 중심선에 상응하는 것을 특징으로 하는 재실 추정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 메인 프로세서는 상기 이전 재실자수에서 상기 제1 횟수를 감산하고 상기 제2 횟수를 가산하여 상기 재실자수를 산출하는 것을 특징으로 하는 재실 추정 장치.
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