KR20220117718A

KR20220117718A - 체온 모니터링 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20220117718A
Application number: KR1020210021381A
Authority: KR
Inventors: 박유현; 강호동; 김영화; 박성호; 정순범; 허경용
Original assignee: 동의대학교 산학협력단
Priority date: 2021-02-17
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2022-08-24
Also published as: KR102515322B1

Abstract

체온 모니터링 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명은 건물 내부의 타겟의 체온을 측정하기 위한 체온 모니터링 시스템에 있어서, 이미지 센서 및 적외선 센서를 포함하고, 상기 타겟을 촬영하는 카메라, 상기 이미지 센서로부터 촬영된 제1 이미지로부터 상기 타겟의 신원 정보를 획득하고, 상기 적외선 센서로부터 촬영된 제2 이미지로부터 상기 타겟의 온도 정보를 획득하며, 상기 온도 정보가 미리 설정된 온도보다 높은 경우, 상기 타겟에 대한 경고 메시지를 생성하는 서버 및 상기 경고 메시지를 수신하는 사용자 단말을 포함할 수 있다.

Description

체온 모니터링 시스템 및 방법{BODY TEMPERATURE MONITORING SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 체온 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 타겟의 얼굴을 인식하고 미리 저장된 신원 정보와 대조하여 이를 관리하기 위한 체온 모니터링 시스템 및 방법에 대한 것이다.

일반적으로, 열화상 카메라는 열을 이용하여 피사체를 촬영하는 카메라로서, 피사체에서 발산되는 적외선을 감지하여 온도를 측정하고, 측정된 온도를 색상으로 표현하여 시각적으로 보여주는 장치이다.

이러한, 열화상 카메라는 사람의 눈과 같은 구조로 되어 사람이 보는 것과 유사한 모습을 담아내는 일반 카메라와는 달리, 피사체의 표면에서 발생되는 온도에 따라 달라지는 적외선의 양을 감지하여 온도를 측정하고, 측정된 온도에 따라 각기 다른 색상으로 표현하여 사람의 시각으로 온도의 차이를 볼 수 있도록 한다.

여기서, 열 화상이란, 열의 강도에 따라 달라지는 적외선의 파장 및 파장의 길이를 인식해 색상으로 표현한 것으로서, 이를 이용하여 물체 표면의 온도 차이를 영상으로 표현한 것을 열화상 카메라라고 한다.

상술한 바와 같은, 열화상 카메라는 광학 렌즈를 통과한 빛이 카메라 내에 내장되는 적외선 센서에 의해 전기 신호로 변환된다.

이때, 적외선 센서는 마이크로 볼로미터와 같이 적외선에 반응하는 센서로서, 광학 렌즈를 통과한 적외선 에너지를 전기 신호로 변환하는 구조이다.

한편, 열화상 카메라로 촬영한 피사체의 온도 데이터 값을 온도 값으로 변환하기 위해서는 촬영된 영상의 처리 및 각 제조사마다 고유의 온도 변환 알고리즘을 통해 온도 데이터 값을 온도 값으로 변환한다.

이때, 열화상 카메라로 촬영한 피사체의 온도 값은 피사체와 열화상 카메라 사이의 거리에 따라 각각 다르게 측정된다.

최근 들어, 열화상 카메라의 단점을 극복하기 위하여, 적외선(LWIR) 센서가 구비되는 열화상 카메라 내에 일반 디지털 카메라에 적용되는 이미지 센서(Image Sensor)를 결합하여 출시하고 있는 추세이다.

여기서, 이미지 센서는 광학 영상의 강약과 색채를 감지하여 디지털 영상 데이터로 변환해주는 장치로서, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서 및 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서로 구분되고, 렌즈를 통과한 빛이 카메라 내의 CCD 또는 CMOS 센서 등의 이미지 센서에 의해 디지털 신호로 변환되는 구조이다.

CMOS 이미지 센서는 발생된 전자를 전압으로 바꾸어 출력시키는 방식으로, 처리 속도가 빠르고, 소비 전력이 낮아 휴대폰 및 디지털 카메라 등의 휴대 단말에 적합하고, 생산 단가가 낮고, 논리 회로를 동일 제조 공정에 넣을 수 있고 온칩(on-chip)화 하여 통합하기 쉽다는 장점이 있으나, 노이즈가 많아 이미지 품질이 CCD에 비해 저하된다는 문제점이 있다.

한편, 2019년에 중국 우한에서 감염병(Infection, Infectious Disease)인 코로나 19(COVID-19)가 처음 발생된 이후 중국 전역과 전세계로 확산되어 최근까지 많은 확진자와 사상자를 발생시키고 있으며, 이러한 감염병은 병원체인 미생물이 생물체에 옮아 증식하여 병을 일으키는 것으로서, 다른 사람과의 접촉 등 다양한 경로를 통해 서 발생되고 있다.

이로 인해, 세계보건기구(World Health Organization : WHO)는 코로나 19를 감염병의 최고 경고등급인 펜데믹(Pendemic), 즉 세계적 대유행을 선언하였다.

여기서, 코로나 19는 호흡기 감염질환으로서, 병원체는 사스-코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)이고, 주로 감염자의 비말이 호흡기나, 눈, 코, 입의 점막으로 침투하여 전파된다. 즉, 기침이나, 재채기 등으로 인해 전파되거나, 바이러스로 오염된 물질을 만진 뒤 손으로 눈, 코 및 입을 만짐으로써 전파되고 있으며, 최근 들어 에어로졸에 의한 전파 가능성이 높은 것으로 알려지고 있다.

이러한, 코로나 19는 주로 발열 또는 기침, 인후통 등의 호흡기 증상 등으로 발현되고 있으며, 이로 인해 최근 들어 교회, 성당, 사찰 등을 포함하는 종교단체와 학교, 학원, 유치원, 어린이집, 도서관, 기업체 연수원 등을 포함하는 교육기관과 고속도로 휴게실, 버스터미널, 호텔, 박물관, 리조트, 극장, 컨벤션센터 등을 포함하는 이용시설과 음식점, 카페, 주점, PC방, 노래방, 찜질방, 목욕탕 등을 포함하는 개별 점포와 병원, 의원, 약국 등을 포함하는 의료기관과 시군청, 주민센터, 보건소, 경찰서, 문화센터, 군부대 등을 포함하는 관공서와 은행, 증권사 등을 포함하는 금융기관 등 사람들이 많이 모이는 다중 이용시설에는 출입자의 체온을 측정하여 발열 여부를 체크하기 위한 열화상 카메라가 설치되고 있는 실정이다.

또한, 공항, 터미널 등의 검색대에도 여행자 등의 체온을 측정하여 발열 여부를 체크함으로써 의심증상자 또는 감염자를 구분하기 위한 열화상 카메라가 설치되고 있는 실정이다.

상술한 바와 같은, 기존 열화상 카메라를 통해서는 열화상 카메라로 사람의 체온을 측정할 수는 있으나 고열인 환자의 신원을 알 수 없어 고열인 환자를 격리하거나 이동을 저지하기 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 공항 또는 터미널 등 여러 명의 사람이 동시에 이동하거나, 움직이는 상황에서 관리자가 고열인 환자의 신원을 감지하고 고열인 환자를 격리하거나 이동을 저지하기 위한 수단이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 특허등록공보 제10-1862549호 (발명의 명칭: 체온측정장치, 체온모니터링장치 및 체온모니터링방법)

본 발명의 목적은 비전 인식 알고리즘을 통하여 고열인 타겟의 신원 정보를 획득하고 이를 관리자의 사용자 단말에 제공하기 위한 체온 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 카메라의 렌즈에 코팅층을 추가하여 외부 오염물질에 강한 카메라를 포함하는 체온 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 건물 내부의 타겟의 체온을 측정하기 위한 체온 모니터링 시스템에 있어서, 이미지 센서 및 적외선 센서를 포함하고, 상기 타겟을 촬영하는 카메라, 상기 이미지 센서로부터 촬영된 제1 이미지로부터 상기 타겟의 신원 정보를 획득하고, 상기 적외선 센서로부터 촬영된 제2 이미지로부터 상기 타겟의 온도 정보를 획득하며, 상기 온도 정보가 미리 설정된 온도보다 높은 경우, 상기 타겟에 대한 경고 메시지를 생성하는 서버 및 상기 경고 메시지를 수신하는 사용자 단말을 포함할 수 있다.

또한, 상기 카메라는 상기 이미지 센서 및 상기 적외선 센서를 포함하고, 상기 이미지 센서 및 상기 적외선 센서로부터 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 생성하는 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징, 상기 관통홀에 설치된 렌즈 및 상기 렌즈를 구동하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 서버는 상기 타겟의 얼굴 특징 정보를 상기 제1 이미지로부터 추출하고, 상기 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값을 기초로 상기 타겟의 신원 정보를 획득할 수 있다.

또한, 상기 서버는 상기 타겟의 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값이 미리 설정된 차이값 이상인 경우, 상기 사용자 단말로 상기 타겟의 얼굴 이미지를 전송할 수 있다.

또한, 상기 서버는 상기 타겟의 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값이 미리 설정된 차이값 미만인 경우, 상기 사용자 단말로 상기 타겟의 상기 신원 정보를 전송할 수 있다.

또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 이미지 센서 및 적외선 센서를 포함하고 타겟을 촬영하는 카메라를 이용한 체온 모니터링 방법에 있어서, 상기 이미지 센서에 의하여 생성된 제1 이미지 및 상기 적외선 센서에 의하여 생성된 제2 이미지를 수신하는 단계, 상기 제1 이미지로부터 상기 타겟의 신원 정보를 획득하는 단계, 상기 제2 이미지로부터 상기 타겟의 온도 정보를 획득하는 단계, 상기 타겟의 온도 정보가 미리 설정된 온도보다 높은 경우 상기 타겟에 대한 경고 메시지를 생성하는 단계 및 상기 경고 메시지를 관리자에게 전송하여 조치하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 상술한의 방법을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체일 수 있다.

본 발명은 건물 내에서 활보하는 고열 환자를 효과적으로 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 건물 내에서 활보하는 고열 환자의 신원 정보를 획득하고 이를 관리자의 사용자 단말에 전송함으로써, 관리자가 고열 환자에 보다 신속하게 접근하여 격리 또는 이등을 제한할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 코팅층을 포함한 렌즈를 제공함으로서 보다 선명한 화질의 이미지 데이터를 획득할 수 있고, 이를 통하여 고열의 환자를 보다 정확하게 찾아낼 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따라 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 체온 모니터링 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 체온 모니터링 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 서버를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 ToF 카메라를 나타낸 도면이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 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.

이하, 상술한 내용들을 바탕으로 본 명세서의 바람직한 일 실시예에 따른, 체온 모니터링 시스템 및 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1는 본 발명에 따른 체온 모니터링 방법을 나타낸 도면이다.

도 1에 따르면, 본 발명은 이미지 센서에 의하여 생성된 제1 이미지 및 적외선 센서에 의하여 생성된 제2 이미지를 수신하는 단계(S1100), 제1 이미지로부터 타겟의 신원 정보를 획득하는 단계(S1200), 제2 이미지로부터 타겟의 온도 정보를 획득하는 단계(S1300), 타겟의 온도 정보가 미리 설정된 온도보다 높은 경우 타겟에 대한 경고 메시지를 생성하는 단계(S1400), 및 경고 메시지를 관리자에게 전송하여 조치하는 단계(S1500)를 포함할 수 있다.

도 1을 수행하는 주체는 후술할 서버 또는 서버의 프로세서일 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 체온 모니터링 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2에 따르면, 본 발명에 따른 체온 모니터링 시스템(130)은 서버(131), 카메라(132) 및 사용자 단말을 포함할 수 있다. 본 발명에 다른 체온 모니터링 시스템은 건물 내부의 타겟(방문자 등)의 체온을 측정하고 모니터링하기 위한 시스템일 수 있다.

본 발명의 서버(131)는 이미지 센서에 의하여 생성된 제1 이미지 및 적외선 센서에 의하여 생성된 제2 이미지를 수신하는 단계(도 4의 S1100)를 수행할 수 있다. 이에 대한 내용은 아래와 같을 수 있다.

카메라(132)는 건물 내부를 촬영하고, 건물 내부의 타겟을 촬영하기 위한 장치일 수 있다. 카메라(132)는 건물 내벽에 설치되거나, 건물 내에 설치될 수 있다. 카메라(132)는 이미지 센서 및 적외선 센서를 포함할 수 있다. 따라서, 카메라(132)는 이미지 센서를 이용한 제1 이미지 및 적외선 센서를 이용한 제2 이미지를 생성할 수 있다. 제1 이미지 및 제2 이미지는 건물 내부의 타겟의 이미지를 포함할 수 있다. 서버(131)는 카메라(132)로부터 제1 이미지 및 제2 이미지를 수신할 수 있다. 서버(131)는 제1 이미지 및 제2 이미지를 학습할 수 있다.

본 발명의 서버(131)는 제1 이미지로부터 타겟의 신원 정보를 획득하는 단계(도 4의 S1200) 및 제2 이미지로부터 타겟의 온도 정보를 획득하는 단계(도 4의 S1300)를 수행할 수 있다. 이에 대한 내용은 아래와 같을 수 있다.

서버(131)는 제1 이미지로부터 타겟의 신원 정보를 획득할 수 있다. 서버(131)는 제1 이미지에서 타겟의 얼굴 이미지를 추출할 수 있다. 서버(131)는 타겟의 얼굴 이미지를 기초로 타겟의 신원 정보를 획득할 수 있다. 서버(131)는 비전 인식 알고리즘을 통하여 타겟의 얼굴 이미지를 추출하고, 타겟의 얼굴 이미지에서 특징점을 추출할 수 있다. 서버(131)는 미리 저장된 얼굴 이미지의 특징점과 타겟의 얼굴 이미지에서 추출한 특징점을 비교할 수 있다. 서버(131)는 미리 저장된 얼굴 이미지의 특징점과 타겟의 얼굴 이미지에서 추출한 특징점의 거리를 연산하고, 연산된 거리가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 타겟의 신원과 미리 저장된 얼굴 이미지의 신원을 동일한 신원으로 결정할 수 있다.

서버(131)는 제1 이미지에서 추출한 타겟의 얼굴 이미지를 미리 정해진 기간 동안 저장할 수 있다. 서버(131)는 제1 이미지에서 추출한 타겟의 얼굴 이미지를 미리 정해진 기간이 지나면 삭제할 수 있다. 이는 개인정보 보호를 위한 것이며, 미리 정해진 기간은 4주간일 수 있다. 이때, 타겟의 얼굴 이미지는 후술할 메모리(도 3의 1312)에 저장될 수 있다.

서버(131)는 제2 이미지로부터 타겟의 온도 정보를 획득할 수 있다. 적외선은 타겟의 온도에 따라 다르게 방출되므로, 적외선 센서는 방출되는 적외선 양을 감지하고 이를 제2 이미지로 변환할 수 있다. 따라서, 서버(131)는 제2 이미지를 통하여 타겟의 온도 정보를 획득할 수 있고, 이는 종래의 딥러닝 알고리즘을 통하여 수행될 수 있다.

서버(131)는 제2 이미지에서 추출한 타겟의 온도 정보를 미리 정해진 기간 동안 저장할 수 있다. 서버(131)는 제2 이미지에서 추출한 타겟의 온도 정보를 미리 정해진 기간이 지나면 삭제할 수 있다. 이는 개인정보 보호를 위한 것이며, 미리 정해진 기간은 4주간일 수 있다. 이때, 타겟의 온도 정보는 후술할 메모리(도 3의 1312)에 저장될 수 있다.

본 발명의 서버(131)는 타겟의 온도 정보가 미리 설정된 온도보다 높은 경우 타겟에 대한 경고 메시지를 생성하는 단계(도 4의 S1400), 및 경고 메시지를 사용자 단말로 전송하는 단계(도 4의 S1500)를 수행할 수 있다. 이에 대한 내용은 아래와 같을 수 있다.

서버(131)는 제2 이미지로부터 획득한 온도 정보가 미리 설정된 온도보다 높은 경우 타겟에 대한 경고 메시지를 생성할 수 있다. 서버(131)는 생성된 경고 메시지를 사용자 단말(133)에 전송할 수 있다. 사용자 단말(133)은 경고 메시지를 수신하고, 경고 메시지를 기초로 타겟에 대한 정보를 표시할 수 있다.

일 예로, COVID 19가 의심되는 사람을 찾기 위하여 본 발명에 따른 시스템이 활용되는 예시는 아래와 같을 수 있다.

서버(131)는 카메라(132)로부터 타겟에 대한 영상 또는 이미지 데이터를 수신하고, 적외선 영상 또는 적외선 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 타겟의 온도가 미리 설정된 온도인 37.5도보다 높은 경우, 타겟은 COVID 19 환자일 수 있다. 따라서, 서버(131)는 타겟에 대한 신원 정보를 관리자가 보유한 사용자 단말(133)에 전송하여, 관리자로 하여금 타겟을 찾을 수 있도록 할 수 있다.

서버(131)는 타겟의 얼굴 특징 정보를 제1 이미지로부터 추출하고, 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값을 기초로 타겟의 신원 정보를 획득할 수 있다.

서버(131)는 타겟의 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값이 미리 설정된 차이값 이상인 경우, 사용자 단말(133)로 타겟의 얼굴 이미지를 전송할 수 있다. 서버(131)는 타겟의 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보를 벡터화하고, 벡터화된 특징점들의 거리를 계산할 수 있다. 이때, 벡터화된 특징점들의 거리는 타겟의 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값을 의미할 수 있다. 즉, 타겟의 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값이란 상술한 거리값일 수 있고, 상술한 차이값이 미리 저장된 차이값 이상인 경우, 타겟은 미리 저장된 특징 정보에 대한 주체와 다른 사람이라고 판단될 수 있다.

서버(131)는 기존 인원에 대한 얼굴 특징 정보를 저장하는 DB를 포함할 수 있다. 기존 인원에 대한 얼굴 특징 정보는 기존 인원에 대하여 미리 촬영된 얼굴 이미지에서 추출한 특징점에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 DB에 새로 촬영된 타겟의 얼굴에 대한 특징점과 동일 범위에 있는 특징점이 저장되어 있는 경우, 서버(131)는 미리 저장된 기존 인원의 신원 정보만을 사용자 단말(133)에 전송할 수 있다.

또한, 서버(131)는 타겟의 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값이 미리 설정된 차이값 미만인 경우, 사용자 단말(133)로 타겟의 상기 신원 정보를 전송할 수 있다. 즉, 상술한 차이값이 미리 설정된 차이값 미만인 경우, 타겟은 미리 저장된 특징 정보에 대한 주체와 동일한 사람이라고 판단될 수 있다.

상기 DB에 새로 촬영된 타겟의 얼굴에 대한 특징점과 동일 범위에 있는 특징점이 저장되어 있지 않은 경우, 서버(131)는 미리 저장된 기존 인원의 신원 정보를 사용자 단말(133)에 전송할 수 없으므로, 촬영된 타겟의 얼굴이 포함된 이미지를 사용자 단말(133)에 전송할 수 있다. 관리자는 사용자 단말(133)에 표시된 얼굴 이미지를 기초로 타겟을 직접 찾아낼 수 있다.

또한, 기존 인원에 대한 얼굴 특징 정보를 저장하는 DB 자체가 존재하지 않는 경우, 서버(131)는 체온이 미리 설정된 온도보다 높은 사람의 얼굴 이미지만을 사용자 단말(133)로 전송할 수 있다. 서버(131)는 얼굴 이미지를 제1 이미지로부터 추출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 카메라(132)는 복수의 카메라를 의미할 수 있다. 본 발명에 따른 카메라(132)는 ToF 카메라를 포함할 수 있다. ToF 카메라는 심도를 센싱할 수 있는 카메라로서, 타겟의 구별을 위하여 사용될 수 있다. ToF 카메라의 구성은 이하 도 4에서 상세히 후술된다.

본 발명에 따른 서버(131)는 ToF 카메라로부터 심도 이미지를 수신할 수 있다. 서버(131)는 심도 이미지를 학습하여 복수의 타겟을 구별하며, 제1 이미지를 학습하여 구별된 복수의 타겟의 각각에 대한 얼굴 특징 정보를 획득할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 서버를 나타낸 도면이다.

도 3에 따르면, 본 발명에 따른 서버(131)는 프로세서(1311), 메모리(1312) 및 통신 모듈(1313)을 포함할 수 있다. 프로세서(1311)는 메모리(1312)에 저장된 명령어를 실행하여 다른 구성들을 제어할 수 있는 구성이다. 통신 모듈(1313)은 본 발명에 따른 카메라(132)와 통신할 수 있는 구성이다. 프로세서(1311)는 통신 모듈(1313)을 통하여 카메라(132)를 제어할 수 있다.

프로세서(1311)는 메모리(1312)에 저장된 명령어를 수행할 수 있다. 메모리(1312)에 저장된 명령어는 다른 구성들을 제어하기 위한 명령어로서 미리 저장된 것일 수 있다.

메모리(1312)는 서버(131)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(1312)는 서버(131)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 서버(131)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버(131)로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 응용 프로그램은, 메모리(1312)에 저장되고, 서버(131)에 설치되어, 프로세서(1311)에 의하여 상기 서버(131)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

메모리(1312)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(1312)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 포함할 수도 있다.

통신 모듈(1313)은 카메라(132)와 통신하기 위한 구성일 수 있다. 통신 모듈(1313)의 경우, 안테나를 통해 기지국 또는 통신 기능을 포함하는 서버(131)와 정보의 송수신을 실행한다. 통신 모듈(1313)은 변조부, 복조부, 신호 처리부 등을 포함할 수 있다.

무선 통신은, 통신사들이 기존에 설치해둔 통신 시설과 그 통신 시설의 주파수를 사용하는 무선 통신망을 사용한 통신을 말할 수 있다. 이때, 통신 모듈(1313)은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있으며, 뿐만 아니라, 통신 모듈(1313)은 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution) 등에도 사용될 수 있다. 또한, 최근 상용화 중인 5G 통신 뿐만 아니라, 추후 상용화가 예정되어 있는 6G 등도 사용될 수 있다. 다만, 본 명세서는 이와 같은 무선 통신 방식에 구애됨이 없이 기설치된 통신망을 활용할 수 있다.

프로세서(1311)는, 연산을 수행하고 다른 장치를 제어할 수 있는 구성이다. 주로, 중앙 연산 장치(CPU), 어플리케이션 프로세서(AP), 그래픽스 처리 장치(GPU) 등을 의미할 수 있다. 또한, CPU, AP 또는 GPU는 그 내부에 하나 또는 그 이상의 코어들을 포함할 수 있으며, CPU, AP 또는 GPU는 작동 전압과 클락 신호를 이용하여 작동할 수 있다. 다만, CPU 또는 AP는 직렬 처리에 최적화된 몇 개의 코어로 구성된 반면, GPU는 병렬 처리용으로 설계된 수 천 개의 보다 소형이고 효율적인 코어로 구성될 수 있다.

프로세서(1311)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(1312)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

프로세서(1311)는 카메라(132)에서 생성된 영상 데이터를 수신하고 이를 기초로 타겟의 얼굴을 인식할 수 있다. 타겟에 대한 얼굴 인식은 비전 인식 알고리즘을 통하여 이루어질 수 있다. 비전 인식 알고리즘은 종래에 알려진 알고리즘을 활용할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 카메라를 나타낸 도면이다.

도 4에 따르면, 본 발명의 카메라(132)는 카메라 모듈(1320)을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(1320)은 광 이미지로부터 영상 이미지를 생성할 수 있다. 카메라 모듈(1320)은 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징, 관통홀에 설치된 렌즈(1321) 및 렌즈(1321)를 구동하는 구동부(1323)를 포함할 수 있다. 관통홀은 렌즈(1321)의 직경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 렌즈(1321)는 관통홀에 삽입될 수 있다.

구동부(1323)는 렌즈(1321)를 전방 또는 후방으로 움직이도록 제어하는 구성일 수 있다. 렌즈(1321)와 구동부(1323)는 종래 알려진 방식으로 연결되고 렌즈(1321)는 종래 알려진 방식으로 구동부(1323)에 의하여 제어될 수 있다.

다양한 영상 이미지를 수득하기 위해서는 렌즈(1321)가 카메라 모듈(1320) 또는 하우징의 외부로 노출될 필요가 있다.

특히, 본 발명에 따른 카메라(132)는 건물 내부를 직접 촬영해야 하므로 하우징의 외부에 위치하여야 하므로 내오염성이 강한 렌즈가 필요하다. 따라서, 본 발명은 렌즈를 코팅하는 코팅층을 제안하여, 이러한 문제점을 해결하고자 하였다.

바람직하게 상기 렌즈(1321)는 그 표면에 하기의 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제가 포함되는 코팅조성물로 코팅된 것일 수 있다.

[화학식 1]

여기서,

n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며,

L₁은 바이페닐렌기이다.

상기 코팅조성물로 렌즈(1321)가 코팅된 경우 우수한 발수성 및 내오염성을 나타낼 수 있기 때문에 차량의 외부에 설치된 렌즈(1321)가 오염 환경에 장기간 노출되더라도, 도로정보로 활용할 수 있는 이미지 또는 영상을 수집할 수 있다.

상기 무기 입자는 실리카, 알루미나 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 무기 입자의 평균 직경은 70 내지 100㎛이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 무기 입자는 렌즈(1321) 표면에 코팅층(1322)으로 형성 후, 물리적인 강도를 향상시키고, 점도를 일정 범위로 유지시켜 성형성을 높일 수 있다.

상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.

상기 분산제로는 폴리에스테르 계열의 분산제를 사용할 수 있고, 구체적으로 2-메톡시프로필 아세테이트 및 1-메톡시-2-프로필 아세테이트의 공중합체로 이루어진 폴리에스테르 계열의 분산안정제로서 TEGO-Disperse 670 (제조사: EVONIK)을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 통상의 기술자에게 자명한 분산제는 제한 없이 모두 사용 가능하다.

상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.

상기 코팅층(1322)을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제를 포함할 수 있다.

상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물 40 내지 60 중량부, 무기 입자 20 내지 40 중량부 및 분산제 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.

보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 렌즈(1321) 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층(1322)의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층(1322)의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.

[제조예 1: 코팅층의 제조]

1. 코팅 조성물의 제조

메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물, 무기입자 및 분산제를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:

[화학식 1]

여기서,

L₁은 바이페닐렌기이다.

상기 대전방지 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
유기용매	100	100	100	100	100
아크릴계 화합물	30	40	50	60	70
무기입자	10	20	30	40	50
분산제	1	5	10	15	20

(단위 중량부)

2. 코팅층의 제조

렌즈(1321)의 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층(1322)을 형성하였다.

[실험예]

1. 표면 외관에 대한 평가

코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층(1322)을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층(1322)을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.

○: 균일한 코팅층 형성

×: 불균일한 코팅층의 형성

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
관능 평가	Х	○	○	○	Х

코팅층(1322)을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 렌즈(1321)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층(1322)의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층(1322)의 형성이 불가하였다.

2. 발수각의 측정

상기 렌즈(1321) 표면에 코팅층(1322)을 형성한 이후, 발수각을 측정한 결과는 하기 표 3과 같다.

	전진 접촉각 (")	정지 접촉각 (")	후진 접촉각 (")
TX1	117.1±2.9	112.1±4.1	< 10
TX2	132.4±1.5	131.5±2.7	141.7±3.4
TX3	138.9±3.0	138.9±2.7	139.8±3.7
TX4	136.9±2.0	135.6±2.6	140.4±3.4
TX5	116.9±0.7	115.4±3.0	< 10

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층(1322)을 형성한 이후, 접촉각을 측정한 결과를 확인하였다. TX1 및 TX5는 후진 접촉각이 10도 미만으로 측정되었다. 즉, 코팅 조성물을 제조하기 위한 최적의 범위를 벗어나게 되는 경우, 물방울이 피닝(Pinning)되는 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 반면 TX2 내지 4에서는 피닝 현상이 발생하지 않음을 확인하여 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.

3. 내오염성 평가

설비 외부에 상기 실시예에 따른 코팅층(1322)을 형성한 렌즈(1321)를 모형카메라에 부착하고, 4일 간 일반도로 주행 환경에 노출되도록 하였다. 비교예(Con)로는 코팅층(1322)이 형성되지 않은 동일한 렌즈(1321)를 사용하였으며, 각 실시예에 모형카메라는 차량의 동일한 위치에 부착하였다.

그 뒤 실험 전후의 렌즈(1321)의 오염 정도를 유관으로 평가하였고, 객관적인 비교를 위하여 코팅층(1322)이 형성되지 않은 비교예와 비교하여 그 결과를 1 내지 10의 지수로 평가하여 하기의 표 4에 나타내었다. 하기의 지수는 그 숫자가 낮을수록 내오염성이 우수한 것이다.

	Con	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
내오염성	10	7	3	3	3	8

(단위: 지수)

상기 표 4를 참조하면, 렌즈(1321)에 코팅층(1322)을 형성하는 경우 외부 환경에 카메라를 설치하면서 렌즈(1321)가 외부로 노출되도록 하여도 높은 내오염성을 오랜 기간 분석하기 용이한 형태로 이미지 데이터를 수집할 수 있다는 점을 알 수 있다. 특히 TX2 내지 TX4에 의하는 경우 코팅층(1322)에 의한 내오염성이 매우 우수하다는 점을 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 ToF 카메라를 나타낸 도면이다.

도 5에 따르면, 본 발명에 따른 ToF 카메라(132')는, 광 신호를 피사체에 조사한 후 피사체로부터 반사되어 되돌아오는 광 신호를 감지하여 피사체와의 거리를 탐지하는 카메라로, 광원부(132a) 및 수광부(132b)를 포함하여 구성될 수가 있다. 또한, 수광부(132b)에서 수신되는 전기적인 신호를 이용하여 피사체와의 거리를 측정하는 거리 계산부(132c)를 포함할 수가 있다.

광원부(132a)는 피사체를 향하여 광 신호를 조사하는데, 이때 소정의 주파수를 가지도록 변조하여 조사한다. 광원부(132a)에서 사용되는 발광소자로 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode), 레이저 다이오드(LD: Laser Diode) 등이 사용될 수가 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.

수광부(132b)는 피사체에서 반사되어 되돌아오는 광 신호를 수신한다. 이때 수광부(132b)에서 사용되는 수광 소자는 광전 소자가 사용될 수가 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 광원부(132a)로부터 조사된 소정의 주파수를 가지는 광 신호와 수광부(132b)에서 수신한 광 신호 사이에는 위상차가 발생하는데, 이 위상차로부터 광원부(132a)로부터 조사된 광 신호가 피사체에서 반사되어 수광부(132b)에서 수신하는데 걸리는 시간(ttime-of -flight)을 파악할 수가 있고, 이로부터 광 속도를 고려하여 TOF 카메라(132')와 피사체 사이의 거리를 구할 수가 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 모델링하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 모델링되는 것도 포함한다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.

앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

130: 시스템
131: 서버
132: 카메라
133: 사용자 단말

Claims

건물 내부의 타겟의 체온을 측정하기 위한 체온 모니터링 시스템에 있어서,
이미지 센서 및 적외선 센서를 포함하고, 상기 타겟을 촬영하는 카메라;
상기 이미지 센서로부터 촬영된 제1 이미지로부터 상기 타겟의 신원 정보를 획득하고, 상기 적외선 센서로부터 촬영된 제2 이미지로부터 상기 타겟의 온도 정보를 획득하며, 상기 온도 정보가 미리 설정된 온도보다 높은 경우, 상기 타겟에 대한 경고 메시지를 생성하는 서버; 및
상기 경고 메시지를 수신하는 사용자 단말;을 포함하는, 체온 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 카메라는,
상기 이미지 센서 및 상기 적외선 센서를 포함하고, 상기 이미지 센서 및 상기 적외선 센서로부터 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 생성하는 카메라 모듈;을 포함하고,
상기 카메라 모듈은,
측벽에 관통홀을 포함하는 하우징;
상기 관통홀에 설치된 렌즈; 및
상기 렌즈를 구동하는 구동부;를 더 포함하는 것인, 체온 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 서버는,
상기 타겟의 얼굴 특징 정보를 상기 제1 이미지로부터 추출하고, 상기 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값을 기초로 상기 타겟의 신원 정보를 획득하는 것인, 체온 모니터링 시스템.
제3항에 있어서,
상기 서버는,
상기 타겟의 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값이 미리 설정된 차이값 이상인 경우, 상기 사용자 단말로 상기 타겟의 얼굴 이미지를 전송하고,
상기 타겟의 얼굴 특징 정보와 미리 저장된 특징 정보 사이의 차이값이 미리 설정된 차이값 미만인 경우, 상기 사용자 단말로 상기 타겟의 상기 신원 정보를 전송하는 것인, 체온 모니터링 시스템.
제3항에 있어서,
상기 서버에 개인정보 DB가 있는 경우, 상기 미리 저장된 특징 정보는 상기 개인정보 DB에 저장되고,
상기 서버는,
상기 타겟의 얼굴 특징 정보를 상기 제1 이미지로부터 추출하고, 상기 얼굴 특징 정보와 상기 미리 저장된 특징 정보를 비교하고, 상기 타겟의 신원 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 것인, 체온 모니터링 시스템.
제3항에 있어서,
상기 서버에 개인정보 DB가 없는 경우, 상기 서버는,
상기 타겟의 얼굴 이미지를 상기 제1 이미지로부터 추출하여 상기 사용자 단말로 전송하는 것인, 체온 모니터링 시스템.
이미지 센서 및 적외선 센서를 포함하고 타겟을 촬영하는 카메라를 이용한 체온 모니터링 방법에 있어서,
상기 이미지 센서에 의하여 생성된 제1 이미지 및 상기 적외선 센서에 의하여 생성된 제2 이미지를 수신하는 단계;
상기 제1 이미지로부터 상기 타겟의 신원 정보를 획득하는 단계;
상기 제2 이미지로부터 상기 타겟의 온도 정보를 획득하는 단계;
상기 타겟의 온도 정보가 미리 설정된 온도보다 높은 경우 상기 타겟에 대한 경고 메시지를 생성하는 단계; 및
상기 경고 메시지를 관리자에게 전송하여 조치하는 단계;를 포함하는, 체온 모니터링 방법.
명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 제7항의 방법을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.