KR20230047833A - System for sensing fire of electrical installations - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 설비의 화재 감지 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 비접촉 센서를 활용하여 전기 설비의 아크 발생 여부 및 화재 발생 여부를 감지하기 위한 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a fire detection system for electrical installations. More specifically, it relates to a system for detecting whether an arc and a fire occur in an electrical installation by utilizing a non-contact sensor.
일반적으로, ESS, 전기실, 배전반, 모터제어반, 분전반, 태양광 접속함, 변압기와 같은 산업 전기시설에서 감지되는 아크, 이산화탄소, 습도, 온도, 진동과 같은 측정 화재 감지 데이터는 매우 중요한 화재 관리 포인트이다.In general, measurement fire detection data such as arc, carbon dioxide, humidity, temperature, and vibration detected in industrial electrical facilities such as ESS, electrical rooms, switchboards, motor control panels, distribution panels, solar junction boxes, and transformers are very important fire management points. .
특히 태양광발전소, 화력발전소, 변전소, 공장 같은 전력시설물에서, 아크, 이산화탄소, 습도, 온도 측정에 대한 화재 감지 데이터는 필수적으로 측정되어야 하는 요소들로서 매우 중요하게 관리되는 화재감지 변수이며, 이러한 에너지관리시스템 등에서 중요하게 인식되고 있는 화재 예방 관리 요소이다.In particular, in power facilities such as photovoltaic power plants, thermal power plants, substations, and factories, fire detection data for arc, carbon dioxide, humidity, and temperature measurement are elements that must be measured and are very important fire detection variables that are managed. It is a fire prevention management element that is recognized as important in the system.
기존 관리대상이 되는 전기 시설물에 대한 안전 관리 체계는 안전 진단 전문가를 통한 인력에 의존한 수동점검을 년 1~2회 실시하고 육안으로 가스감지기와 스프링클러의 상태 판단하는데 한계가 있어 불시에 발생하는 화재 예외상황에 대한 화재 안전관리가 제대로 이행되기가 어려운 점이 있었다.The existing safety management system for electrical facilities subject to management conducts manual inspections once or twice a year that rely on manpower through safety diagnosis experts, and has limitations in determining the state of gas detectors and sprinklers with the naked eye, resulting in unexpected fires. It was difficult to properly implement fire safety management for exceptional circumstances.
또한, 기존 화재 감지 시스템은 화재가 발생한 시점에서 발생되는 불꽃, 연기를 감지하여 조치를 실시하였으므로 화재가 발생되어야 발견이 가능하게 되므로 발화가 되기전에는 초기대응을 할 수가 없게 되는 문제점이 있었다.In addition, since the existing fire detection system detects flames and smoke generated at the time of fire and takes measures, it is possible to detect a fire only when a fire occurs, so there is a problem in that it is impossible to take an initial response before ignition occurs.
또한, 종래에는 특정 장소에 대한 상기의 화재 감지 데이타를 수집하기 위해서 차단기 형태의 아크 감지 장치는 오작동의 우려가 컸으며, 오작동으로 차단기 동작시 전체 전력이 차단되어 피해가 커지는 문제가 있었다. In addition, in the related art, in order to collect the above fire detection data for a specific place, there is a high risk of malfunction of a circuit breaker-type arc detection device, and when the circuit breaker operates due to a malfunction, the entire power is cut off, resulting in increased damage.
또한, 종래에는 관리자가 직접 사용하는 열화상 카메라를 통하여 화재를 감지하였으나, 이는 순간적으로 발생하는 아크를 검출하기 어려운 문제가 있었다. In addition, in the prior art, a fire was detected through a thermal imaging camera directly used by a manager, but this has a problem in that it is difficult to detect an instantaneous arc.
특히, 종래 아크 발생 감지 장치는 민감도 조절의 한계로 인하여 정상 동작 회로를 차단하고, 낙뢰, 레이저프린터, 진공 청소기, 세탁기 등으로부터 발생하는 전기 신호를 구분하지 못하는 문제가 있었다. In particular, the conventional arc detection device has a problem in that it cuts off a normal operating circuit due to sensitivity control limitations and cannot distinguish electrical signals generated from lightning, laser printers, vacuum cleaners, washing machines, and the like.
본 발명의 목적은 비접촉 센서를 활용하여 전기 설비의 아크 발생 여부 및 화재 발생 여부를 진단하기 위한 시스템을 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a system for diagnosing whether an arc and a fire occur in electrical equipment by utilizing a non-contact sensor.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전기 설비의 화재 진단 시스템에 있어서, 상기 전기 설비에서 발생하는 미리 정해진 파장의 전자기파를 감지하는 IoT 센싱부, 상기 전기 설비의 온도 변화를 감지하는 열화상 카메라부 및 상기 센싱부 및 상기 카메라부로부터 감지된 데이터를 수신하고, 상기 감지된 데이터에 기초하여 아크 발생 정보 및 화재 발생 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. In order to solve the above problems, the present invention is a fire diagnosis system for electrical equipment, an IoT sensing unit for detecting electromagnetic waves of a predetermined wavelength generated from the electrical equipment, and a thermal imaging camera for detecting a temperature change of the electrical equipment. and a computing device that receives data detected by the sensing unit and the camera unit, and generates arc generation information and fire occurrence information based on the detected data.
또한, 상기 IoT 센싱부는, 무선 통신을 이용하여 상기 컴퓨팅 장치와 통신할 수 있다. In addition, the IoT sensing unit may communicate with the computing device using wireless communication.
또한, 상기 열화상 카메라부는, 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징, 상기 관통홀에 설치된 렌즈 및 상기 렌즈를 구동하는 구동부를 포함하되, 상기 관통홀은 상기 렌즈의 직경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. The thermal imaging camera unit may include a housing including a through hole on a side wall, a lens installed in the through hole, and a driving unit driving the lens, wherein the through hole may have a size corresponding to a diameter of the lens. there is.
또한, 상기 시스템은 상기 전기 설비의 전류 변화를 감지하는 전류 감지부를 더 포함하고, 상기 컴퓨팅 장치는 상기 감지된 데이터 및 상기 전류 변화에 기초하여 상기 화재 발생 정보를 생성할 수 있다. The system may further include a current sensor configured to sense a change in current of the electrical equipment, and the computing device may generate the fire occurrence information based on the sensed data and the change in current.
또한, 상기 컴퓨팅 장치는 상기 열화상 카메라에서 생성된 열화상 이미지를 기초로 상기 아크 발생 정보를 생성할 수 있다. Also, the computing device may generate the arc generation information based on a thermal image generated by the thermal imaging camera.
또한, 상기 컴퓨팅 장치는 상기 열화상 카메라로부터 열화상 이미지를 수신하고, CNN 학습 알고리즘을 이용하여 상기 열화상 이미지를 학습할 수 있다. Also, the computing device may receive a thermal image from the thermal imaging camera and learn the thermal image using a CNN learning algorithm.
또한, 상기 미리 정해진 파장의 전자기파는 UV-C(ultraviolet-C) 또는 IR(infrared ray) 중 적어도 하나의 전자기파일 수 있다. In addition, the electromagnetic wave of the predetermined wavelength may be at least one electromagnetic wave of UV-C (ultraviolet-C) or IR (infrared ray).
본 발명은 비접촉 센서를 활용하여 전기 설비의 아크 발생 여부 및 화재 발생 여부를 진단하기 위한 시스템을 제공할 수 있는 효과를 가진다. The present invention has the effect of providing a system for diagnosing whether an arc occurs and whether a fire occurs in an electrical facility by utilizing a non-contact sensor.
또한, 본 발명은 특유의 코팅층을 포함하는 렌즈를 활용함으로써, 화재가 발생한 주변에 열화상 카메라가 위치하더라도 고온에 의한 영향을 적게 받아 정확한 이미지를 생성할 수 있는 효과를 가진다. In addition, the present invention utilizes a lens including a unique coating layer, so that even when a thermal imaging camera is located near a fire, it is less affected by high temperature and can generate accurate images.
또한, 본 발명은 특유의 필터를 사용하여 이미지를 학습함으로써, 보다 정확한 학습결과를 생성하고, 이를 통하여 아크 발생 및 화재 발생 여부를 정확하게 감지할 수 있는 효과를 가진다. In addition, the present invention has an effect of generating a more accurate learning result by learning an image using a unique filter, and through this, accurately detecting whether an arc or a fire has occurred.
본 발명에 따라 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 보호부의 외부면으로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable according to the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned are clearly understood by those skilled in the art from the outer surface of the protection unit below. It could be.
도 1은 본 발명에 따른 전기 설비의 화재 감지 시스템을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 메모리의 기능적 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 열화상 카메라에 포함된 카메라 모듈을 간략히 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 화재 감지를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 CIE 1931 색좌표를 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.1 shows a fire detection system for electrical installations according to the present invention.
2 illustrates a computing device in accordance with the present invention.
3 shows the functional configuration of a memory according to the present invention.
4 schematically illustrates a camera module included in a thermal imaging camera according to the present invention.
5 and 6 show fire detection according to the present invention.
7 is a diagram showing an example of an image correction filter according to the present invention.
8 is a diagram showing CIE 1931 color coordinates according to the present invention.
The accompanying drawings, which are included as part of the detailed description to aid understanding of the present specification, provide examples of the present specification and describe technical features of the present specification together with the detailed description.
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. Hereinafter, the embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
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. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiment disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted.
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. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention , it should be understood to include equivalents or substitutes.
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.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 보호부의 외부면된 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.In this application, terms such as "comprise" or "having" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof external to the protection unit in the specification, but one or It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof beyond that.
이하, 상술한 내용들을 바탕으로 본 명세서의 바람직한 일 실시예에 따른, 전기 설비의 화재 감지 시스템에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, based on the above information, a fire detection system for electrical equipment according to a preferred embodiment of the present specification will be described in detail as follows.
도 1은 본 발명에 따른 전기 설비의 화재 감지 시스템을 나타낸 것이다. 1 shows a fire detection system for electrical installations according to the present invention.
도 1에 따르면, 본 발명에 따른 전기 설비의 화재 감지 시스템은 IoT 센싱부(210), 열화상 카메라부(220), 전류 감지부(230) 및 컴퓨팅 장치(100)를 포함할 수 있다. According to FIG. 1 , a fire detection system for electrical equipment according to the present invention may include an
IoT 센싱부(210)는 서버 등의 컴퓨터 장치와 데이터를 송수신할 수 있는 통신 기능을 포함할 수 있다. IoT 센싱부(210)는 전기 설비에서 발생하는 미리 정해진 파장의 전자기파를 감지하는 구성일 수 있다. 이때, 미리 정해진 파장의 전자기파는 UV-C(ultraviolet-C) 또는 IR(infrared ray) 중 적어도 하나의 전자기파일 수 있다. The
열화상 카메라부(220)는 열화상 이미지 모듈을 내부에 포함하여 열화상 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 열화상 카메라부(220)는 적외선 등을 통하여 전기 설비의 온도 변화를 감지할 수 있다. 열화상 카메라부(220)에서 생성된 열화상 이미지 데이터는 컴퓨팅 장치(100, 또는 서버)로 전송될 수 있다. The thermal
전류 감지부(230)는 전기 설비 중 화재 발생 여부를 감지하고자 하는 소자에 연결되어 전류 변화를 감지하는 구성일 수 있다. 전류 감지부(230)는 기존의 전류계일 수 있다. 전류 감지부(230)는 시간당 전류값을 감지할 수 있다. The current detection unit 230 may be connected to an element to detect whether or not a fire occurs among electrical equipment and sense a change in current. The current sensor 230 may be a conventional ammeter. The current sensing unit 230 may detect a current value per time.
본 발명에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 사용자 단말, 노트북, PDA, 태블릿, 스마트폰, 외부 서버, 클라우드 서버 등에 해당할 수 있다. 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 IoT 센싱부(210), 열화상 카메라부(220) 및 전류 감지부(230)와 유/무선으로 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 수신된 데이터들을 학습하고, 학습 결과값을 기초로 아크 발생 정보 및 화재 발생 정보를 생성할 수 있다. 아크 발생 정보는 화재 발생 전 전기 설비에 아크가 발생하였는지 여부에 대한 정보일 수 있고, 추가로 아크가 지속적으로 발생한 경우 지속된 시간 정보를 더 포함할 수 있다. 화재 발생 정보는 아크를 넘어 화재가 발생하였는지 여부에 대한 정보일 수 있다. The
도 2는 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치를 나타낸 것이다. 2 illustrates a computing device in accordance with the present invention.
도 2에 따르면, 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(120) 및 통신 모듈(130)을 포함할 수 있다. According to FIG. 2 , a
프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 명령어를 실행하여 다른 구성들을 제어할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 명령어를 수행할 수 있다. The processor 110 may execute commands stored in the
프로세서(110)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.The processor 110 is a component capable of performing calculations and controlling other devices. Mainly, it may mean a central processing unit (CPU), an application processor (AP), a graphics processing unit (GPU), and the like. Also, the CPU, AP, or GPU may include one or more cores therein, and the CPU, AP, or GPU may operate using an operating voltage and a clock signal. However, while a CPU or AP consists of a few cores optimized for serial processing, a GPU may consist of thousands of smaller and more efficient cores designed for parallel processing.
프로세서(110)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(120)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.The processor 110 may provide or process appropriate information or functions to a user by processing signals, data, information, etc. input or output through the components described above or by running an application program stored in the
메모리(120)는 컴퓨팅 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(120)는 컴퓨팅 장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 컴퓨팅 장치(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 응용 프로그램은, 메모리(120)에 저장되고, 컴퓨팅 장치(100)에 설치되어, 프로세서(110)에 의하여 상기 컴퓨팅 장치(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.The
메모리(120)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(120)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 포함할 수도 있다.The
통신 모듈(130)은 안테나를 통해 기지국 또는 통신 기능을 포함하는 카메라와 정보의 송수신을 실행한다. 통신 모듈(130)은 변조부, 복조부, 신호 처리부 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신 모듈(130)은 유선 통신 기능을 수행할 수 있다. The communication module 130 transmits and receives information with a base station or a camera having a communication function through an antenna. The communication module 130 may include a modulation unit, a demodulation unit, a signal processing unit, and the like. Also, the communication module 130 may perform a wired communication function.
무선 통신은, 통신사들이 기존에 설치해둔 통신 시설과 그 통신 시설의 주파수를 사용하는 무선 통신망을 사용한 통신을 말할 수 있다. 이때, 통신 모듈(130)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(130)은 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution) 등에도 사용될 수 있다. 또한, 최근 상용화 중인 5G 통신뿐만 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.Wireless communication may refer to communication using a wireless communication network using a communication facility previously installed by telecommunication companies and a frequency of the communication facility. At this time, the communication module 130 is 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), and the like, as well as the communication module 130 can also be used for 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE). In addition, not only 5G communication, which is currently being commercialized, but also 6G, which is scheduled to be commercialized later, can be used. However, the present specification may utilize a pre-installed communication network without being bound by such a wireless communication method.
또한, 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 비콘(Beacon), RFID(Radio Frequency Identification), NFC(Near Field Communication), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.In addition, as a short range communication technology, Bluetooth, BLE (Bluetooth Low Energy), Beacon, RFID (Radio Frequency Identification), NFC (Near Field Communication), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA) ), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, etc. may be used.
도 3은 본 발명에 따른 메모리의 기능적 구성을 나타낸 것이다. 3 shows the functional configuration of a memory according to the present invention.
도 3에 따르면, 본 발명에 따른 메모리(120)의 기능적 구성은 아크 발생 감지 모듈(121), 화재 발생 감지 모듈(122) 및 경고 메시지 생성 모듈(122)을 포함할 수 있다. According to FIG. 3 , the functional configuration of the
아크 발생 감지 모듈(121)은 UV-C 또는 적외선 영역의 전자기파가 미리 정해진 제1 세기보다 더 크게 감지되는지 여부를 기초로 아크를 감지할 수 있다. 아크는 발생시 다량의 UV-C 또는 적외선 영역의 전자기파를 방출하기 때문이다. 아크 발생 감지 모듈(121)은 IoT 센싱부(210)로부터 원하는 지점에서 발생하는 UV-C 또는 적외선 영역의 전자기파의 세기값을 수신할 수 있다. 아크 발생 감지 모듈(121)은 UV-C 또는 적외선 영역의 전자기파가 미리 정해진 제1 세기보다 더 크게 발생한 경우, 해당 전기 설비에 아크가 발생한 것으로 정의하고, 아크 발생 정보를 생성할 수 있다. The arc generation detection module 121 may detect an arc based on whether electromagnetic waves in the UV-C or infrared region are detected as greater than a predetermined first intensity. This is because the arc emits a large amount of electromagnetic waves in the UV-C or infrared region when it is generated. The arc generation detection module 121 may receive an intensity value of an electromagnetic wave in a UV-C or infrared region generated at a desired point from the
또한, 아크 발생 감지 모듈(121)은 제1 시점의 UV-C 또는 적외선 영역의 전자기파의 세기와 제2 시점의 UV-C 또는 적외선 영역의 전자기파의 세기를 통하여 아크가 발생하여 지속된 시간을 감지할 수 있다. 아크 발생 감지 모듈(121)은 제1 시점과 제2 시점의 차이를 연산하여, 아크가 지속된 시간을 감지할 수 있다. In addition, the arc generation detection module 121 detects the duration of the arc generation through the intensity of the electromagnetic wave in the UV-C or infrared region at the first time point and the intensity of the electromagnetic wave in the UV-C or infrared region at the second time point. can do. The arc occurrence detection module 121 may calculate the difference between the first time point and the second time point to detect the duration of the arc.
또한, 아크 발생 감지 모듈(121)은 전류 감지부(230)로부터 전류의 변화값을 도출하고, 전류의 변화값을 통하여 아크가 발생하였는지를 재확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 아크 발생 감지 모듈(121)은 미리 정해진 제1 세기 이상의 적외선 영역의 전자기파를 감지한 후, 미리 정해진 크기 이상의 전류 변화량이 감지되어야 아크가 발생하다고 정의할 수 있다. 아크가 발생하는 경우 순간적으로 전류 변화량이 미리 정해진 크기보다 커질 수 있다. Also, the arc generation detection module 121 may derive a current change value from the current detection unit 230 and reconfirm whether an arc has occurred through the current change value. That is, the arc generation detection module 121 according to the present invention may define that an arc is generated only when a current change of a predetermined magnitude or more is detected after detecting an electromagnetic wave in an infrared region of a predetermined first intensity or higher. When an arc is generated, the amount of change in current may instantaneously be larger than a predetermined size.
화재 발생 감지 모듈(122)은 아크 발생 감지 모듈(121)로부터 아크 발생 정보를 수신하면, 동작할 수 있다. 화재 발생 감지 모듈(122)은 전기 설비 중 원하는 지점의 온도 정보를 열화상 카메라부(220)를 통하여 감지할 수 있다. 화재 발생 감지 장치는 열화상 카메라부(220)로부터 열화상 이미지 데이터를 수신하고, 열화상 이미지 데이터에 비전 인식 알고리즘을 적용할 수 있다. The fire detection module 122 may operate when arc generation information is received from the arc generation detection module 121 . The fire occurrence detection module 122 may detect temperature information of a desired point among electrical equipment through the thermal
일 예로, 아크만 순간 발생하고 화재까지 이어지지 않은 경우, 아크 발생 감지 모듈(121)은 동작하여 경고 메시지 생성 모듈(122)로 데이터를 전송할 수 있지만, 화재가 발생하지 않았으므로 화재 발생 감지 모듈(122)이 동작하여 경고 메시지 생성 모듈(122)로 데이터를 전송할 필요는 없다. 따라서, 본 발명에 따른 화재 발생 감지 모듈(122)은 비전 인식 알고리즘을 통하여 아크와 화재 발생 여부를 구별할 수 있다. 본 발명에 따른 비전 인식 알고리즘은 CNN 학습 알고리즘을 포함할 수 있으며, CNN 학습 알고리즘은 후술할 이미지 필터를 사용할 수 있다. For example, if only an arc is instantaneously generated and does not lead to a fire, the arc detection module 121 may operate and transmit data to the warning message generation module 122, but since the fire does not occur, the fire detection module 122 It is not necessary to transmit data to the warning message generating module 122 through this operation. Accordingly, the fire occurrence detection module 122 according to the present invention may distinguish between an arc and whether a fire has occurred through a vision recognition algorithm. The vision recognition algorithm according to the present invention may include a CNN learning algorithm, and the CNN learning algorithm may use an image filter to be described later.
본 발명에 따른 CNN 학습 알고리즘은 아크가 발생한 열화상 이미지 데이터들과 아크로부터 화재가 발생한 열화상 이미지 데이터들을 입력값으로 학습ㅎ할 수 있다. 아크가 발생한 열화상 이미지 데이터들과 아크로부터 화재가 발생한 열화상 이미지 데이터들은 미리 라벨링되어 입력될 수 있다. The CNN learning algorithm according to the present invention can learn thermal image data in which an arc occurs and thermal image data in which a fire occurs from an arc as input values. Thermal image data in which an arc occurs and thermal image data in which a fire occurs due to an arc may be previously labeled and input.
또한, 화재 발생 감지 모듈(122)은 화재가 발생하는 경우 순간적으로 전류 변화량이 급증하였다가 전선 등이 화재에 의하여 단선되어 전류값이 0A이 될 수 있다. 따라서, 화재 발생 감지 모듈(122)은 비전 인식을 통하여 화재 발생 여부를 인식한 후 전류 변화량 감지를 통하여 화재 발생 여부를 확인할 수 있다. 이때, 화재 발생 감지 모듈(122)은 전류 변화량이 미리 정해진 크기보다 커졌다가 0A로 변화하는지 여부를 감지하여 화재 발생 여부를 확인할 수 있다. 화재 발생 여부가 확인되면, 화재 발생 감지 모듈(122)은 화재 발생 정보를 생성할 수 있다. In addition, in the fire detection module 122, when a fire occurs, the amount of current change instantaneously increases, and then the electric wire or the like is disconnected due to the fire, so that the current value becomes 0A. Accordingly, the fire detection module 122 may recognize whether a fire has occurred through vision recognition and then check whether a fire has occurred through sensing a change in current. At this time, the fire occurrence detection module 122 may determine whether a fire occurs by detecting whether the current change amount is greater than a predetermined size and then changes to 0A. If it is confirmed whether a fire has occurred, the fire detection module 122 may generate fire occurrence information.
경고 메시지 생성 모듈(122)은 아크 발생 감지 모듈(121)로부터 아크 발생 정보를 수신하면, 아크가 발생하였음을 경고하기 위한 제1 메시지를 생성할 수 있다. 또한, 경고 메시지 생성 모듈(122)은 화재 발생 감지 모듈(122)로부터 화재 발생 정보를 수신하면, 화재가 발생하였음을 경고하기 위한 제2 메시지를 생성할 수 있다. 제1 메시지 및/또는 제2 메시지는 사용자 단말 등으로 전송되어, 관리자 등에게 경고를 전달할 수 있다. 또한, 제2 메시지는 화재 진압 장치(미도시)로 전송되어, 자동으로 화재가 진압될 수 있다. When arc generation information is received from the arc generation detection module 121, the warning message generation module 122 may generate a first message for warning that an arc has occurred. Also, when receiving fire information from the fire detection module 122, the warning message generation module 122 may generate a second message for warning that a fire has occurred. The first message and/or the second message may be transmitted to a user terminal or the like and deliver a warning to an administrator or the like. In addition, the second message may be transmitted to a fire suppression device (not shown) to automatically suppress the fire.
도 4는 본 발명에 따른 열화상 카메라에 포함된 카메라 모듈을 간략히 나타낸 것이다. 4 schematically illustrates a camera module included in a thermal imaging camera according to the present invention.
도 4에 따르면, 본 카메라 모듈(150)은 열화상 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 카메라 모듈(150)은 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징(1324), 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. According to FIG. 4 , the camera module 150 may generate thermal image data. The camera module 150 may include a
렌즈 구동부(1323)는 렌즈(1321)를 전방 또는 후방으로 움직이도록 제어하는 구성일 수 있다. 렌즈(1321)와 렌즈 구동부 (1323)는 종래 알려진 방식으로 연결되고 렌즈(1321)는 종래 알려진 방식으로 렌즈 구동부 (1323)에 의하여 제어될 수 있다. The
다양한 이미지를 수득하기 위해서는 렌즈(1321)가 카메라 모듈(150) 또는 하우징(1324)의 외부로 노출될 필요가 있다. In order to obtain various images, the
특히, 본 발명에 따른 카메라(132)는 대상을 직접 촬영해야 하므로 하우징(1324)의 외부에 위치하여야 한다. 따라서, 내오염성이 강한 렌즈가 필요하다. 본 발명은 렌즈를 코팅하는 코팅층을 제안하여, 이러한 문제점을 해결하고자 하였다. In particular, the camera 132 according to the present invention must be located outside the
바람직하게 상기 렌즈(1321)는 그 표면에 하기의 화학식 1로 표시되는 불소계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제가 포함되는 코팅조성물로 코팅된 것일 수 있다.Preferably, the
[화학식 1][Formula 1]
여기서, n은 1 내지 100의 정수이다.Here, n is an integer from 1 to 100.
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 화합물은 내열성이 우수하여, 열에 의한 변형이 발생하지 않는 것을 특징으로 한다. When the
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. The inorganic particles may be selected from the group consisting of silica, alumina, and mixtures thereof. The average diameter of the inorganic particles is 70 to 100 μm, but is not limited to the above examples. After forming the
상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다. The organic solvent is selected from the group consisting of methyl ethyl ketone (MEK), toluene, and mixtures thereof, and preferably methyl ethyl ketone may be used, but is not limited to the above examples.
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.As the dispersing agent, a polyester-based dispersing agent may be used, and specifically, TEGO-Disperse 670 (manufacturer : EVONIK) can be used, but it is not limited to the above examples, and all dispersants obvious to those skilled in the art can be used without limitation.
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.The coating composition may further include a stabilizer as other additives, and the stabilizer may include a UV absorber, an antioxidant, and the like, but is not limited to the above examples and may be used without limitation.
상기 코팅층(1322)을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 불소계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제를 포함할 수 있다.For forming the
상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 불소계 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.The coating composition may include 40 to 60 parts by weight of the fluorine-based compound represented by
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.More preferably, the viscosity of the coating composition is 1500 to 1800 cP, and when the viscosity is less than 1500 cP, when applied to the surface of the
[제조예 1: 코팅층의 제조][Preparation Example 1: Preparation of coating layer]
1. 코팅 조성물의 제조1. Preparation of coating composition
메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 불소계 화합물, 무기입자 및 분산제를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:A coating composition was prepared by mixing methyl ethyl ketone with a fluorine-based compound represented by
[화학식 1][Formula 1]
여기서, n은 1 내지 100의 정수이다.Here, n is an integer from 1 to 100.
상기 대전방지 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다. A more specific composition of the antistatic composition is shown in Table 1 below.
(단위 중량부)(unit weight parts)
2. 코팅층의 제조2. Preparation of coating layer
렌즈(1321)의 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층(1322)을 형성하였다. A
[실험예 1][Experimental Example 1]
1. 표면 외관에 대한 평가1. Evaluation of surface appearance
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. Due to the difference in viscosity of the coating composition, after the
○: 균일한 코팅층 형성○: uniform coating layer formation
×: 불균일한 코팅층의 형성×: Formation of non-uniform coating layer
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.When forming the
2. 발수각의 측정2. Measurement of water repellency angle
상기 렌즈(1321) 표면에 코팅층(1322)을 형성한 이후, 발수각을 측정한 결과는 하기 표 3와 같다. After forming the
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.As shown in Table 3, after the
3. 내오염성 평가3. Fouling resistance evaluation
설비 외부에 상기 실시예에 따른 코팅층(1322)을 형성한 렌즈(1321)를 모형카메라에 부착하고, 40일 간 외부 환경에 노출되도록 하였다. 비교예(Con)로는 코팅층(1322)이 형성되지 않은 동일한 렌즈(1321)를 사용하였으며, 각 실시예에 모형카메라는 동일한 실세 외부 환경 조건에 설치하였다.A
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.After that, the degree of contamination of the
(단위: 지수)(Unit: Index)
상기 표 4를 참조하면, 렌즈(1321)에 코팅층(1322)을 형성하는 경우 외부 환경에 카메라를 설치하면서 렌즈(1321)가 외부로 노출되도록 하여도 높은 내오염성을 기초로 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.Referring to Table 4, when the
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 화재 감지를 나타낸 것이다. 5 and 6 show fire detection according to the present invention.
도 5에 따르면, 전기 설비에서 화재가 발생하는 과정이 확인된다. 전기 설비에 있어서, 아크가 발생하는 단계, 아크가 지속적으로 발생하는 단계, 초기에 아크에 의하여 불꽃이 발생하는 단계 및 화재가 발생하는 단계의 총 4가지로 나뉘어질 수 있다. According to FIG. 5 , a process in which a fire occurs in an electrical facility is confirmed. In electrical equipment, it can be divided into a total of four stages: an arc generation stage, an arc continuous generation stage, a spark generation stage by an initial arc, and a fire generation stage.
도 6에 따르면, 본 발명은 온/습도를 감지하기 위한 온/습도 감지 센서 및 연기를 감지하기 위한 연기 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 컴퓨팅 장치(100)는 따른 온/습도 감지 센서로부터 미리 정해진 크기 이상의 온/습도가 감지되는 경우, 연기 감지 센서를 동작시킬 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 미리 정해진 크기 이상의 온/습도가 감지되고, 연기 발생이 감지된 경우 화재가 발생한 것으로 정의할 수 있다. According to FIG. 6 , the present invention may further include a temperature/humidity detection sensor for detecting temperature/humidity and a smoke detection sensor for detecting smoke. According to the present invention, the
다만, 컴퓨팅 장치(100)는 도 3의 화재 발생 감지 모듈(122)에서 감지된 제1 결과와 온/습도 감지 센서 및 연기 감지 센서로부터 감지된 제2 결과를 비교할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 제1 결과 및 제2 결과 중 적어도 하나의 결과가 화재가 발생하였음을 나타낸다면, 화재 발생 정보를 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 제1 결과 및 제2 결과 모두 화재가 발생하지 않음을 나타낸다면, 화재 발생 정보를 생성하지 않을 수 있다. However, the
도 7은 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 CIE 1931 색좌표를 나타낸 도면이다. 7 is a diagram showing an example of an image correction filter according to the present invention, and FIG. 8 is a
도 7에 따르면, 필터의 종류와 기능이 나타나 있다. 즉, CNN 알고리즘은 복수의 레이어를 사용하는 학습 알고리즘일 수 있다. 또한, CNN 알고리즘은 이미지 분류 정확도를 최대화하는 필터를 자동으로 학습할 수 있으며, 합성곱 계층과 폴링 계층이라고 하는 새로운 층을 풀리 커넥티드 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미지에 대해 분류 연산을 수행할 수 있다. CNN 알고리즘은 합성곱 계층 (convolutional layer)과 풀링 계층 (pooling layer)이라고 하는 새로운 층을 fully-connected 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미에 대해 분류 연산이 수행되도록 구성될 수 있다. According to Figure 7, the type and function of the filter is shown. That is, the CNN algorithm may be a learning algorithm using a plurality of layers. In addition, the CNN algorithm can automatically learn a filter that maximizes image classification accuracy, and by adding a new layer called a convolutional layer and a polling layer before the fully connected layer, after applying the filtering technique to the original image, the filtered image A classification operation can be performed on . The CNN algorithm is configured to apply a filtering technique to the original image by adding a new layer, called a convolutional layer and a pooling layer, before the fully-connected layer, and then perform a classification operation on the filtered image. can
이때, CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터에 대한 연산식은 아래의 수학식 1과 같다. At this time, the operation expression for the image filter using the CNN algorithm is as shown in
[수학식 1][Equation 1]
(단, (step,
GIJ : 행렬로 표현된 필터링된 이미지의 i번째 행, j번째 열의 픽셀, G IJ : pixel of the i-th row, j-th column of the filtered image expressed as a matrix,
F : 필터, F: filter,
X : 이미지, X: image,
FH : 필터의 높이 (행의 수), F H : height of filter (number of rows),
FW : 필터의 너비 (열의 수)이다. ) F W : The width of the filter (number of columns). )
바람직하게는, CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터에 대한 연산식은 아래의 수학식 2과 같다. Preferably, the operation expression for the image filter using the CNN algorithm is as shown in Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
(단, (step,
GIJ : 행렬로 표현된 필터링된 이미지의 i번째 행, j번째 열의 픽셀, G IJ : pixel of the i-th row, j-th column of the filtered image expressed as a matrix,
F' : 응용 필터 F': application filter
X : 이미지, X: image,
F'H : 응용 필터의 높이 (행의 수), F'H : height of application filter (number of rows),
F'W : 응용 필터의 너비 (열의 수)이다.) F' W : The width (number of columns) of the application filter.)
바람직하게는, F' 는 응용 필터로서 열화상 이미지 데이터를 학습하고 인식하기 위하여, 상기 이미지 데이터에 적용되는 필터일 수 있다. 특히, 아크와 화재 발생 여부는 빛이나 온도 변화가 발생하여 열화상 이미지에 표시되는 형태, 크기 및 위치 차이를 기초로 유형에 따라 분류될 수 있으므로, 형태, 크기 및 위치를 효과적으로 인지하기 위한 응용 필터가 필요할 수 있다. 이러한 필요성을 충족하기 위하여 응용 필터 F' 는 아래의 수학식 3에 의하여 연산될 수 있다. Preferably, F' may be an application filter applied to the image data in order to learn and recognize the thermal image data. In particular, since the occurrence of arcs and fires can be classified according to type based on the difference in shape, size, and location displayed on the thermal image due to light or temperature changes, application filters for effectively recognizing the shape, size, and location. may be needed To meet this need, the application filter F' can be calculated by Equation 3 below.
[수학식 3] [Equation 3]
(단, F : 필터, : 계수, F' : 응용 필터)(However, F: filter, : Coefficient, F' : Application filter)
이때, 각 F 에 따른 필터는 도 7에 따른 엣지 인식 필터(Edge detection), 샤픈 필터(sharpen) 및 박스 블러 필터(Box blur) 중 어느 하나의 행렬일 수 있다. In this case, the filter according to each F may be a matrix of any one of an edge detection filter, a sharpen filter, and a box blur filter according to FIG. 7 .
바람직하게, 를 구하는 연산식은 아래의 수학식 4와 같다. 이때, 는 필터의 효율을 높이기 위하여 사용되는 하나의 변수로서 해석될 수 있으며, 그 단위는 무시될 수 있다. Preferably, The operation expression for obtaining is as shown in
[수학식 4][Equation 4]
단, 이미지 촬영에 사용된 카메라의 렌즈의 직경(지름)은 mm 단위이고, 초음파 발생 주기는 ms 단위이다. 또한, 렌즈의 f값은 F number를 의미할 수 있다. 또한, RGB 좌표 거리는 열화상 이미지 데이터 속에 나타난 단위 도트(dot)의 색상 정보를 RGB 좌표에 대입하고, 대입된 좌표와 원점(0, 0)과의 거리를 의미할 수 있다. 이때, RGB 좌표는 도 8에 따른 CIE 1931 색좌표일 수 있다. 따라서, 수학식 4의 RGB 좌표 최대 거리는 열화상 이미지 데이터 속에 나타난 단위 도트와 원점 사이의 거리 중 최대 거리를 의미할 수 있고, RGB 좌표 최소 거리는 열화상 이미지 데이터 속에 나타난 단위 도트와 원점 사이의 거리 중 최소 거리를 의미할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 수학식 4는 색상간 편차를 강조하는 를 활용한 응용 필터 F'를 통하여, 보다 정확한 인식이 가능하다. However, the diameter (diameter) of the lens of the camera used for image capture is in mm, and the ultrasonic generation period is in ms. Also, the f value of the lens may mean an F number. In addition, the RGB coordinate distance may mean a distance between the substituted coordinate and the origin (0, 0) by substituting color information of a unit dot appearing in the thermal image data into the RGB coordinate. In this case, the RGB coordinates may be
[실험예 2][Experimental Example 2]
본 발명에 따른 이미지 데이터에 대하여, 본 발명의 응용 필터 F'를 적용하는 경우에 생성된 열화상 이미지 데이터에 의하여 표시되는 아크와 화재의 차이가 정확히 판별되는지를 살펴본 것이다. 아래 표는 해당 기술분야 종사자에 의뢰하여, 필터 적용 여부 등에 따라 인식 결과의 정확도를 수치로서 나타낸 것이다. It was examined whether the difference between the arc and the fire displayed by the thermal image data generated when the application filter F' of the present invention is applied to the image data according to the present invention is accurately determined. The table below shows the accuracy of the recognition result as a numerical value, depending on whether a filter is applied or not, requested by a person in the relevant technical field.
상기 표 5은 전문가로부터 평가된 정확도에 대한 점수를 각 케이스별로 나타낸 것이다. 본 실험예는 120개의 서로 다른 아크와 화재에 대한 열화상 이미지 데이터를 기초로 실험된 것이며, 실제 아크와 화재에 대한 정보의 정확도를 100점 만점으로 측정한 것이다. Table 5 shows the scores for accuracy evaluated by experts for each case. This experimental example was tested based on thermal image data for 120 different arcs and fires, and the accuracy of information on actual arcs and fires was measured out of 100 points.
표 5에서 확인할 수 있는 것과 같이, 필터 적용 없는 경우, 아크와 화재에 대한 인식에 오류가 발생할 확률이 존재하여 상대적으로 낮은 정확도로 평가되었다. 이에 비하여, 일반 CNN 필터 F를 적용한 경우 다소 정확도가 높았으나, 응용 필터 F'를 적용하는 경우의 정확도가 현저하게 향상되는 것이 확인된다.As can be seen in Table 5, when the filter is not applied, there is a probability of error in recognizing arc and fire, and it is evaluated with relatively low accuracy. In contrast, the accuracy was slightly higher when the general CNN filter F was applied, but it was confirmed that the accuracy was remarkably improved when the applied filter F' was applied.
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.The above-described present invention can be modeled as a computer readable code on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. , and also includes those modeled in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet). Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of this specification should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of this specification are included in the scope of this specification.
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.Any or other embodiments of the present invention described above are not mutually exclusive or distinct. Certain or other embodiments of the present invention described above may be used in combination or combination of respective configurations or functions.
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.The above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
100: 컴퓨팅 장치
210: IoT 센싱부
220: 열화상 카메라부
230: 전류 감지부100: computing device
210: IoT sensing unit
220: thermal imaging camera unit
230: current sensing unit
Claims (7)
상기 전기 설비에서 발생하는 미리 정해진 파장의 전자기파를 감지하는 IoT 센싱부;
상기 전기 설비의 온도 변화를 감지하는 열화상 카메라부; 및
상기 센싱부 및 상기 카메라부로부터 감지된 데이터를 수신하고, 상기 감지된 데이터에 기초하여 아크 발생 정보 및 화재 발생 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치;를 포함하는,
전기 설비의 화재 감지 시스템.
In the fire diagnosis system of electrical equipment,
IoT sensing unit for detecting electromagnetic waves of a predetermined wavelength generated from the electrical equipment;
a thermal imaging camera unit detecting a temperature change of the electrical equipment; and
A computing device that receives data detected from the sensing unit and the camera unit and generates arc generation information and fire occurrence information based on the detected data;
Fire detection system in electrical installations.
상기 IoT 센싱부는,
무선 통신을 이용하여 상기 컴퓨팅 장치와 통신하는 것인,
전기 설비의 화재 감지 시스템.
According to claim 1,
The IoT sensing unit,
communicating with the computing device using wireless communication;
Fire detection system in electrical installations.
상기 열화상 카메라부는,
측벽에 관통홀을 포함하는 하우징;
상기 관통홀에 설치된 렌즈; 및
상기 렌즈를 구동하는 구동부;를 포함하되,
상기 관통홀은 상기 렌즈의 직경에 대응되는 크기로 형성된 것인,
전기 설비의 화재 감지 시스템.
According to claim 1,
The thermal imaging camera unit,
A housing including a through hole in a side wall;
a lens installed in the through hole; and
Including; driving unit for driving the lens,
The through hole is formed in a size corresponding to the diameter of the lens,
Fire detection system in electrical installations.
상기 시스템은,
상기 전기 설비의 전류 변화를 감지하는 전류 감지부;를 더 포함하고,
상기 컴퓨팅 장치는,
상기 감지된 데이터 및 상기 전류 변화에 기초하여 상기 화재 발생 정보를 생성하는 것인,
전기 설비의 화재 감지 시스템.
According to claim 1,
The system,
It further includes; a current sensor for sensing a change in current of the electrical equipment;
The computing device,
Generating the fire occurrence information based on the detected data and the current change,
Fire detection system in electrical installations.
상기 컴퓨팅 장치는,
상기 열화상 카메라에서 생성된 열화상 이미지를 기초로 상기 아크 발생 정보를 생성하는 것인,
전기 설비의 화재 감지 시스템.
According to claim 1,
The computing device,
Generating the arc generation information based on the thermal image generated by the thermal imaging camera,
Fire detection system in electrical installations.
상기 컴퓨팅 장치는,
상기 열화상 카메라로부터 열화상 이미지를 수신하고, CNN 학습 알고리즘을 이용하여 상기 열화상 이미지를 학습하는 것인,
전기 설비의 화재 감지 시스템.
According to claim 1,
The computing device,
receiving a thermal image from the thermal imaging camera and learning the thermal image using a CNN learning algorithm;
Fire detection system in electrical installations.
상기 미리 정해진 파장의 전자기파는,
UV-C(ultraviolet-C) 또는 IR(infrared ray) 중 적어도 하나의 전자기파인 것인,
전기 설비의 화재 감지 시스템. According to claim 1,
The electromagnetic wave of the predetermined wavelength,
At least one electromagnetic wave of UV-C (ultraviolet-C) or IR (infrared ray),
Fire detection system in electrical installations.
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