KR20230072588A - 공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부공간을 감시하는 감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부공간을 감시하는 감시시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피난통로의 바닥 전체와 바닥과 연결된 벽면의 일부가 시야각 내에 있도록 하는 피난통로의 내부 위치에 설치되어 가시광선 및 적외선 영역에 모두 감응하는 카메라를 통해 피난통로의 바닥 전체와 벽면의 일부를 영상 촬영하여 해당 영상을 영상처리기로 송신하고, 상기 영상처리기는 기저장된 기준영상과의 비교를 통해 피난통로의 내부에 장애물이 존재하는지를 탐지하고, 그 결과를 신호발생기로 송신하며, 상기 신호발생기는 해당 결과 및 피난통로가 설치된 공동주택의 위치를 코드화하여 관리서버로 송신함으로써, 상기 피난통로의 관리인으로 하여금 피난통로의 내부공간에 장애물이 존재하는 경우에 이를 관리할 수 있도록 하는, 공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부공간을 감시하는 감시시스템에 관한 것이다.

Description

공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부공간을 감시하는 감시시스템 {A Monitoring System that Monitors the Interior Space of an Evacuation Passage for Fire Response in an Apartment Building}

본 발명은 공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부공간을 감시하는 감시시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피난통로의 바닥 전체와 바닥과 연결된 벽면의 일부가 시야각 내에 있도록 하는 피난통로의 내부 위치에 설치되어 가시광선 및 적외선 영역에 모두 감응하는 카메라를 통해 피난통로의 바닥 전체와 벽면의 일부를 영상 촬영하여 해당 영상을 영상처리기로 송신하고, 상기 영상처리기는 기저장된 기준영상과의 비교를 통해 피난통로의 내부에 장애물이 존재하는지를 탐지하고, 그 결과를 신호발생기로 송신하며, 상기 신호발생기는 해당 결과 및 피난통로가 설치된 공동주택의 위치를 코드화하여 관리서버로 송신함으로써, 상기 피난통로의 관리인으로 하여금 피난통로의 내부공간에 장애물이 존재하는 경우에 이를 관리할 수 있도록 하는, 공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부공간을 감시하는 감시시스템에 관한 것이다.

재난 시 대피 목적으로 설치된 피난통로의 대표적인 설치 사례는 현재 아파트 내 화재 안전 대피를 위해 설치되고 있는 대피방이다. 이 대피방은 비상 시 위층과 아래층을 연결하는 탈출 통로 사용되며, 대략 2/3 평(1.2 m(폭) x 1.8 m(너비))에 해당하는 면적에, 자층 출입구, 위아래 층을 연결하는 천정과 바닥에 설치된 탈출구 그리고 이 두 탈출구를 연결하는 연결 수단이 설치된 공간이다. 이 제한된 공간내에 장애물의 존재는 비상시 연결 수단의 작동 제약이나 탈출구 개폐 제동을 야기시켜 대피방을 소유하고 있는 가구원은 물론 연결 수단을 타고 내려오는 위층 사람들의 이동을 제약하거나, 탈출 통로의 일정 부분을 막게 되어, 아래층으로의 탈출을 지연시키거나 불가능케 할 수 있으므로, 인명의 신속한 대피라는 원래 목적과 달리 인명 사고 유발 가능성을 더 크게 할 수 있다. 그러므로, 대피방과 같은 피난통로 내에는 항시 어떤 장애물도 존재하지 않도록 관리해야 할 필요가 있다.

그러나 대다수의 대피방을 보유하고 있는 가구들은 일체의 장애물이 없는 상태로 대피방을 관리하기보다는, 안전 불감증이나 편의 목적으로 대피방을 일종의 창고 형태로 전용하고 있는 경우가 많다. 따라서, 대피방에 장애물이 존재하는 경우에 이를 즉시 탐지, 감지하여 공동주택의 관리자 등에게 장애물의 존재 사실을 주기적으로 통보함으로써, 대피방 내의 장애물을 즉시 처리하도록 하여 피난통로와 같이 대피방의 본래의 목적을 달성할 수 있도록 하는 피난통로에 대한 감시 시스템이 필요하다. 그러나, 현재 신축되는 아파트나 고층 건축물에는 피난통로가 설치되어 있으나, 피난통로에 대한 별도의 감시 시설이 설치되어 있는 경우는 거의 없고, 있다고 하더라도 단순히 피난통로 내에 감시카메라를 설치하는 수준에 불과하여 장애물을 확인하기 위해서는 별도의 인력이 상시 감시카메라의 화면을 지속적으로 모니터링 해야 하는 별도의 문제점이 존재한다.

본 발명은 공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부공간을 감시하는 감시시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피난통로의 바닥 전체와 바닥과 연결된 벽면의 일부가 시야각 내에 있도록 하는 피난통로의 내부 위치에 설치되어 가시광선 및 적외선 영역에 모두 감응하는 카메라를 통해 피난통로의 바닥 전체와 벽면의 일부를 영상 촬영하여 해당 영상을 영상처리기로 송신하고, 상기 영상처리기는 기저장된 기준영상과의 비교를 통해 피난통로의 내부에 장애물이 존재하는지를 탐지하고, 그 결과를 신호발생기로 송신하며, 상기 신호발생기는 해당 결과 및 피난통로가 설치된 공동주택의 위치를 코드화하여 관리서버로 송신함으로써, 상기 피난통로의 관리인으로 하여금 피난통로의 내부공간에 장애물이 존재하는 경우에 이를 관리할 수 있도록 하는, 공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부공간을 감시하는 감시시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부를 감시하는 방법을 수행하는 감시시스템으로서, 상기 피난통로의 내부공간의 바닥면 전체 및 상기 바닥면을 둘러싼 복수의 벽면에 대하여 상기 바닥면으로부터 소정의 제1높이까지 촬영할 수 있는 시야각이 확보되는 상기 피난통로의 내부공간의 특정 위치에 배치되고, 상기 시야각에 포함되는 피난통로의 내부공간을 가시광선 영역 및 적외선 영역에서 모두 촬영하는 카메라; 상기 카메라의 시야각 보다 큰 각도의 조명각을 갖고, 상기 바닥면 및 상기 복수의 벽면에 대한 상기 제1높이를 초과하는 제2높이까지 적외선을 조사하여 상기 카메라가 적외선 영역에서 촬영할 수 있도록 하는 적외선램프; 상기 카메라에서 촬영한 촬영영상을 수신하고, 기저장된 기준영상과 상기 촬영영상을 비교하여, 상기 기준영상을 기준으로 상기 촬영영상에 대한 변화값을 산출하고, 상기 변화값이 기설정된 기준값을 초과하는 경우에 상기 피난통로의 내부에 장애물이 있는 것으로 하고, 상기 변화값이 기설정된 기준값 이하인 경우에 상기 피난통로의 내부에 장애물이 없는 것으로 하는 장애물판별정보를 생성하는 영상처리기; 상기 영상처리기로부터 상기 장애물판별정보를 수신하고, 상기 장애물판별정보 및 상기 피난통로가 설치된 공동주택의 위치정보를 코드화하여 생성한 무선신호를 관리서버로 송신하는 신호발생기; 및 상기 카메라, 상기 영상처리기 및 상기 신호발생기가 주기적으로 동작하도록 하는 동작 주기가 설정되어 있는 타이머;를 포함하는, 감시시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 영상처리기가 상기 카메라로부터 촬영영상을 수신하기 위한 통신 및 상기 신호발생기가 상기 영상처리기로부터 장애물판별정보를 수신하기 위한 통신은 유선통신, 무선통신 및 광통신 가운데 어느 하나를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 신호발생기는, 상기 신호발생기에만 전원을 공급하는 자체 전원을 포함하고, 상기 감시시스템의 외부로부터 상기 감시시스템에 공급되는 전원이 차단된 경우에, 상기 자체 전원으로부터 전원을 공급받아 상기 관리서버로 전원차단정보를 송신할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 영상처리기는, 상기 촬영영상에 대하여 상기 기준영상과 동일한 화소들을 제거하고, 상기 촬영영상에서 상기 기준영상과 동일한 화소들이 제거되고 남아있는 화소 및 상기 촬영영상의 전체 화소를 하기의 [식 1]에 대입하여 상기 변화값을 산출할 수 있다.

[식 1]

변화값 = 상기 남아있는 화소의 개수/상기 촬영영상 전체 화소의 개수

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 기준영상은, 상기 피난통로의 내부공간에 어떠한 장애물이 배치되어 있지 않은 상태에서, 상기 카메라의 시야각에 포함되는 피난통로의 내부공간의 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 소정의 제1높이까지에 해당하는 상기 복수의 벽면 일부가 촬영된 영상에 해당할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 기준영상 및 상기 촬영영상은, 상기 피난통로의 내부공간의 특정 위치에 배치된 카메라의 피사계 심도 내에 모두 포함되는 영상에 해당할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아파트와 같은 공동주택 및 고층 건물 내에 재난 시 대피하기 위한 목적으로 설치된 피난통로의 내부를 지속적으로 모니터링하여 대피에 방해가 되는 장애물의 존재를 실시간으로 탐지하여, 해당 건물의 소유자 또는 관리자에게 통보하는 것으로, 피난통로의 내부에 장애물이 놓이는 것을 방지하므로, 궁극적으로 피난통로의 본래 설치 목적을 달성할 수 있도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난통로의 내부공간에 설치되어 있는 감시시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상처리기에서 수행하는 피난통로의 내부공간에 배치된 장애물을 탐지방법을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상처리기에서 생성된 정보를 관리서버로 송신하기 위한 과정을 개략적으로 도시한다.

이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

한편, 일반적으로 피난통로(Evacuation Passage)는 거주자의 생활 공간을 최대한으로 확보하기 위하여 최소한의 면적으로 설계되므로, 원활한 피난을 위해서는 피난통로 내부의 어떤 위치에서도 장애물이 존재하지 않아야 한다. 한편, 공간 내에 존재하는 장애물을 탐지하기 위해 사용할 수 있는 방법에는 크게 초음파, 레이다, 광 그리고 영상을 이용하는 비 접촉식 방식을 주로 사용할 수 있다.

먼저 초음파와 레이다 및 광과 같이 파동(Wave)을 이용하는 방식은 일정 주파수의 파동을 발생하는 발생기(Generator)를 통해 파동을 발생시키고, 발생된 파동은 전파 방향(Propagation Direction)에 장애물(Obstructing Object)이 있는 경우, 해당 장애물에 의해 일부 파동이 반사되거나 전파가 중단되게 된다. 파동이 반사되는 경우는, 이 반사된 파동을 발생기와 같은 방향에 놓여있는 수신기로 탐지하여 장애물의 존재를 인식할 수 있다. 만약 장애물에 의해 파동의 전파가 중단된 경우는, 파동이 이 장애물에 의해 더 이상 전파되지 못하므로 발생기와 반대쪽에 있는 수신기에는 파동이 더 이상 전파되지 못하므로, 수신기의 신호가 0이 되는 것을 이용해 장애물의 존재를 탐지할 수 있다. 이와 같이, 파동을 이용하는 방식은 장애물이 이 파동의 전파하는 범위 내에 있어 파동과 반드시 충돌해야 한다. 그러나 발생기에서 발생되는 파동은 일반적으로 회절효과(Diffraction Effect)에 의해 퍼져나가므로, 발생기에서 거리가 멀어질수록 파동은 더 퍼지게 된다. 그러므로 진행하는 파동은 발생기를 꼭지점으로 하는 원뿔형의 형태를 가지므로, 발생기와 가까운 쪽에 있는 소형 장애물 내지는 발생기가 고정되어 있는 벽면 가까이에 놓여 있는 장애물은 원뿔형의 바깥쪽에 있거나 그 가장자리와 부딪치게 되므로, 반사되는 파동이 없거나 미약하여 탐지가 불가능해지는 어려움이 발생한다. 그리고 수신기와 발생기의 상대적 위치에 따라 장애물이 없음에도 불구하고 장애물이 있는 것으로 판정하거나, 장애물이 존재함에도 장애물이 없는 것으로 판정하는 에러가 발생할 수도 있다.

한편, 수신기와 발생기가 같은 쪽에 있는 반사형의 경우는 발생기 반대 벽면이나 바닥에서 반사된 파동이 수신기에 입사될 수도 있어 에러가 발생할 수 있고, 반대쪽에 있는 경우는 원뿔의 사이즈가 적어 장애물의 위치에 따라 탐지가 되지 않을 수 있는 문제점이 존재한다.

카메라를 이용하는 경우는 카메라의 설치 위치가 적합하다면 피난통로 내부에 놓인 모든 장애물의 존재는 물론 피난통로의 벽면에 걸린 물체까지 탐지가 가능하다. 카메라 방식의 탐지를 위해서는 먼저 장애물이 존재하지 않는 상태에서 통로의 영상을 촬영하여 이것을 기준영상으로 지정하여 저장하고, 그 다음 촬영된 영상과 이 기준영상을 비교하게 되면, 두 영상이 동일할 경우는 비교의 결과치가 0이 될 것이며, 차이가 있을 경우는 특정 값을 가지게 되므로, 피난통로 내부공간의 변화가 탐지될 수 있다. 피난통로 내부공간의 변화는 장애물의 존재할 때만 생기게 되므로 변화가 존재한다는 것을 곧 장애물이 존재하는 것으로 이해될 수 있다. 한편, 두 영상의 차이 정도는 장애물의 크기에 비례하므로, 차이의 크기에 따른 문턱값(Threshold Value)을 적절하게 설정하면 장애물의 크기에 따른 허용될 수 있는 장애물과 허용되지 못하는(비허용) 장애물의 크기에 대한 기준을 설정할 수도 있다.

본 발명은 피난통로 내부공간의 바닥 전체와 바닥과 연결된 일부 벽면이 시야각 내에 있도록 하는 위치에 설치된 가시광선(Visible Light) 및 적외선(Infrared Light) 영역에 동시 감응하는 카메라를 사용하여 피난통로 내부공간의 바닥 전체와 일부 벽면을 영상을 촬영하여, 해당 영상을 영상처리기로 송신하여, 기설정된 기준영상과의 비교를 통해 장애물의 존재를 탐지하고, 그 결과를 신호발생기에 전달한다. 신호발생기는 장애물이 존재하는 피난통로가 설치된 건물 내의 위치 또는 아파트의 동과 호수와 같이 피난통로가 설치된 건물의 위치를 표시하도록 코드화하여, 각 건물의 관리자나 아파트 각 동의 관리실/단지내 피난통로를 관리하는 별도의 관리실에 통보하여 장애물을 제거하게 함으로, 항시 장애물이 존재하지 않은 피난통로를 유지할 수 있는 피난통로 감시시스템에서 수행하는 피난통로의 내부공간을 감시하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템(1)의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공동주택 화재대응을 위한 피난통로(12)의 내부를 감시하는 방법을 수행하는 감시시스템(1)으로서, 상기 피난통로(12)의 내부공간의 바닥면(13) 전체 및 상기 바닥면(13)을 둘러싼 복수의 벽면에 대하여 상기 바닥면(13)으로부터 소정의 제1높이(16, 17)까지 촬영할 수 있는 시야각(14)이 확보되는 상기 피난통로(12)의 내부공간의 특정 위치에 배치되고, 상기 시야각(14)에 포함되는 피난통로(12)의 내부공간을 가시광선 영역 및 적외선 영역에서 모두 촬영하는 카메라(2); 상기 카메라의 시야각(14) 보다 큰 각도의 조명각(15)을 갖고, 상기 바닥면(13) 및 상기 복수의 벽면에 대한 상기 제1높이(16, 17)를 초과하는 제2높이까지 적외선을 조사하여 상기 카메라(2)가 적외선 영역에서 촬영할 수 있도록 하는 적외선램프(7); 상기 카메라(2)에서 촬영한 촬영영상을 수신하고, 기저장된 기준영상과 상기 촬영영상을 비교하여, 상기 기준영상을 기준으로 상기 촬영영상에 대한 변화값을 산출하고, 상기 변화값이 기설정된 기준값을 초과하는 경우에 상기 피난통로(12)의 내부에 장애물이 있는 것으로 하고, 상기 변화값이 기설정된 기준값 이하인 경우에 상기 피난통로(12)의 내부에 장애물이 없는 것으로 하는 장애물판별정보를 생성하는 영상처리기(3); 상기 영상처리기(3)로부터 상기 장애물판별정보를 수신하고, 상기 장애물판별정보 및 상기 피난통로(12)가 설치된 공동주택의 위치정보를 코드화하여 생성한 무선신호를 관리서버(37)로 송신하는 신호발생기(4); 및 상기 카메라(2), 상기 영상처리기(3) 및 상기 신호발생기(4)가 주기적으로 동작하도록 하는 동작 주기가 설정되어 있는 타이머(6);를 포함할 수 있다.

구체적으로, 감시시스템(1)은 기본적으로 가시광선 및 적외선 영역에 동시 동작하는 카메라(2); 카메라(2)에서 촬영하는 촬영영상을 받아 저장된 기준영상과 비교하여 장애물의 존재를 탐지하는 영상처리기(3); 및 영상처리기(3)로부터 수신하는 신호가 0이 아니면, 장애물이 존재하는 피난건물이 설치된 건물 내 위치 또는 아파트의 동과 호수를 코드화하여 각 건물의 관리자나 아파트 각 동의 관리실/단지내 피난통로(12)를 관리하는 관리실에 특정 위치나 호수에 설치된 피난통로(12)에 놓여있는 장애물의 존재를 통보하여 장애물이 제거될 수 있게 하는 신호발생기(4);를 포함하는 센싱 및 구동처리부(5)와 상기 센싱 및 구동처리부(5)의 동작 주기를 조정하는 타이머(Timer)(6)가 있다. 타이머(6)는 감시시스템(1)의 동작 주기를 조정하여 감시시스템(1)의 동작에 따른 유지 비용을 최소화할 수 있게 설정된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상처리기가 상기 카메라(2)로부터 촬영영상을 수신하기 위한 통신 및 상기 신호발생기(4)가 상기 영상처리기(3)로부터 장애물판별정보를 수신하기 위한 통신은 유선통신(8, 10), 무선통신(9, 11) 및 광통신 가운데 어느 하나를 사용할 수 있다.

구체적으로, 상기 카메라(2)를 통해 주야에 상관없이 최적의 영상을 획득하기 위해, 카메라(2)가 영상 촬영에 필요한 조도의 광을 공급하는 적외선램프(7)가 피난통로(12)의 내부공간의 바닥면(13)과 벽면의 일부를 조명하며, 카메라(2)의 촬영영상은 유선(8) 또는 무선/광(9)에 의해 영상처리기(3)로 전달되며, 영상처리기(3)의 출력도 유선(10) 또는 무선/광(11)에 의해 신호발생기(4)로 전달된다. 신호발생기(4)에서의 출력은 영상처리기(3)의 출력에 따라 아파트의 동과 호수와 같이, 피난통로(12)가 설치된 건물의 특정 위치를 코드화된 무선신호로 변환하여 관리실의 관리서버(37)로 전달한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피난통로(12)의 내부공간에 설치되어 있는 감시시스템(1)을 개략적으로 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 카메라(2)는 장애물이 놓여있는 피난통로의 바닥면(13) 전체와 피난통로(12)의 복수의 벽면 전체의 바닥면(13)과 접한 아랫부분을 촬영할 수 있는 위치에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 복수의 벽면 전체에서 바닥면(13)과 접한 아랫부분은 바닥면(13)에서부터 제1높이(16, 17)까지에 해당할 수 있다. 그러므로, 카메라의 시야각(Field of View)(14)은 이 조건을 만족시킬 수 있도록 설정되어야 한다.

이와 동시에 적외선램프의 조명각(15)은 카메라의 시야각(Field of View)(14)보다 크고, 상기 카메라의 시야각(14)에 의해 설정되는 벽이 촬영되는 높이(제1높이)(16, 17)보다 조금 더 높은 곳까지 조명 가능하도록 해야 한다. 상기 높이(제1높이)(16, 17)는 카메라(2)가 피난통로(12) 내부공간의 천정(18)의 중앙에 있을 때는 같을 수 있지만, 그렇지 않은 경우는 달라진다. 상기 높이(제1높이(16, 17))는 카메라(2)의 피사계 심도(Depth of Field) 내에 있을수록 선명하게 구분된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 카메라(2)에서 촬영된 상기 기준영상 및 상기 촬영영상은, 상기 피난통로(12)의 내부공간의 특정 위치에 배치된 카메라(2)의 피사계 심도 내에 모두 포함되는 영상에 해당될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 기준영상은, 상기 피난통로(12)의 내부공간에 어떠한 장애물이 배치되어 있지 않은 상태에서, 상기 카메라의 시야각(14)에 포함되는 피난통로(12)의 내부공간의 바닥면(13) 및 상기 바닥면(13)으로부터 소정의 제1높이(16, 17)까지에 해당하는 상기 복수의 벽면 일부가 촬영된 영상에 해당할 수 있다.

구체적으로, 신호발생기(4)는 피난통로(12)의 벽면에 부착되거나 해당 피난통로(12)가 설치된 건물의 다른 곳에 부착될 수 있다. 피난통로의 바닥면(13)에는 아래층으로 내려가기 위한 탈출구(19)가 있으며, 천정(18)에는 위층에서 내려올 수 있는 탈출구(20)가 있다. 카메라(2)가 천정(18)의 중앙에 있을 경우, 즉 카메라의 광축(30)이 피난통로의 바닥면(13)의 중심과 수직으로 일치하는 경우, 카메라(2)에 촬영된 영상은 피난통로(12)의 내부공간의 바닥면(13)의 가장자리를 나타내는 패턴(22)을 포함하고, 해당 패턴(22)의 우측상단에는 별도의 탈출구(19)의 패턴이 위치해 있다. 영상에 포함된 패턴(22)의 바깥쪽 영상(23)은 내부공간의 벽면을 나타낸다. 카메라(2)가 장애물이 없는 상태의 피난통로(12)의 내부공간을 촬영한 영상은 기준영상으로 하여 영상처리기(3)에 저장되어, 이후에 카메라(2)로 촬영되는 촬영영상과 비교되어 촬영영상과의 차이를 구한다. 만약 피난통로(12) 내부의 바닥면(13)에 놓인 삼각뿔형 장애물(24)과 벽면에 걸린 장애물(25)이 있을 경우에 카메라(2)에 의해 촬영된 촬영영상은 기준영상에 삼각뿔형 장애물(24)의 영상(27)과 벽면에 걸린 장애물(25)의 영상(28)이 중첩된 영상으로 이해될 수 있다. 기준영상과 촬영영상의 가장자리 패턴(29)은 카메라(2)의 영상검지기(Image Detector)의 사이즈에 의해 정해지는 영상의 가장자리(Edge)이다. 그러므로 이 패턴은 카메라(2)가 촬영하는 영상 전부에 걸쳐 동일하게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상처리기(3)에서 수행하는 피난통로(12)의 내부공간에 배치된 장애물을 탐지방법을 개략적으로 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 영상처리기(3)는, 상기 촬영영상에 대하여 상기 기준영상과 동일한 화소들을 제거하고, 상기 촬영영상에서 상기 기준영상과 동일한 화소들이 제거되고 남아있는 화소 및 상기 촬영영상의 전체 화소를 하기의 [식 1]에 대입하여 상기 변화값을 산출할 수 있다.

[식 1]

변화값 = 상기 남아있는 화소의 개수/상기 촬영영상 전체 화소의 개수

구체적으로, 만약 도 2에 도시된 바와 같이, 영상처리기(3)에서 상기 영상(21)을 기준영상으로 하고, 장애물이 있는 영상(26)에서 기준영상에 해당하는 영상(21)을 제거하게 되면 장애물의 영상(27, 28)만 존재하는 영상(31)으로 주어지므로, 피난통로(12)의 내부공간에서의 장애물의 존재를 탐지할 수 있게 된다. 만약 카메라의 광축(30)이 바닥면(13)의 중심에 있지 않고, 피난통로(12)의 내부공간에 장애물이 없는 경우의 영상(32)은 바닥면(13)의 가장자리에 대한 패턴(22)과 영상의 가장자리 패턴(29)과의 상대적 위치에 있어 차이가 있을 뿐, 광축(30)이 바닥면(13)의 중심에 있는 영상(21)과 큰 차이가 없다.

장애물이 있는 경우의 영상(33)도 영상 내 패턴들의 상대적 위치 차이외에는 상술한 영상(26)과의 차이는 없다. 영상(33)과 영상(32)의 차이에 대한 영상(34)은 영상 내 장애물 영상의 상대적 위치 차이를 제외하고는 상술한 영상(31)과 차이가 없다. 영상(31)과 영상(34)에서 보듯이 영상 전체에서 장애물 영상이 차지하는 부분은 영상 전체 화소의 개수(PT)에서 장애물 영상이 차지하는 화소의 개수(PO)를 계산하여 그 비율(Ratio) PO/PT로 표현할 수 있으므로, 이 비율은 변화값에 해당하고, 변화값은 내부공간에서의 장애물의 크기에 대한 비율을 의미할 수 있고, 장애물을 판별하기 위한 기준값을 어느정도로 설정하는지에 의해 피난통로(12)에 허용될 수 있는 장애물 및 허용되지 않는 장애물의 크기에 대한 기준을 세팅할 수 있다. 한편, 영상처리기(3)의 출력에 해당하는 장애물판별정보는 장애물의 허용/비허용에 따라 사전에 설정된 세기의 신호로 주어진다. 신호발생기(4)는 타이머(6)에 의해 설정된 동작 주기에 맞추어 관리실의 관리서버(37)로 지속적 무선신호를 송신하는 것으로 장애물의 존재 유무를 통보한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 신호발생기(4)는, 상기 신호발생기(4)에만 전원을 공급하는 자체 전원(미도시)을 포함하고, 상기 감시시스템(1)의 외부로부터 상기 감시시스템(1)에 공급되는 전원이 차단된 경우에, 상기 자체 전원으로부터 전원을 공급받아 상기 관리서버(37)로 전원차단정보를 송신할 수 있다.

구체적으로, 만약 피난통로(12)를 소유한 건물주나 아파트 입주자가 감시시스템(1)의 전원을 차단한 경우에 신호발생기(4)는 자체 전원(미도시)을 사용하여 전원이 차단되었음을 의미하는 전원차단정보에 상응하는 특정 신호를 관리실의 관리서버(37)로 송신하여 전원의 차단을 통보하는 것으로 감시시스템(1)이 항상 동작할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상처리기(3)에서 생성된 정보를 관리서버(37)로 송신하기 위한 과정을 개략적으로 도시한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 영상처리기(3)에서 생성된 정보를 관리서버(37)로 송신하기 위한 과정을 수행하기 위한 구성요소에는 건물 내 장애물의 위치 또는 아파트의 동과 호수를 코드화하여 각 건물의 관리자나 아파트 각 동의 관리실/단지내 피난 통로 관리실에 특정 위치나 호수에 존재하는 장애물의 존재를 통보하는 신호발생기(4) 및 상기 신호발생기(4)에서 생성된 무선신호를 게이트웨이(36)로 송신하는 통신모듈을 포함하는 통신부(35), 게이트웨이(36), 관리서버(37) 및 관리자단말(42)이 포함된다.

상기 통신부(35)는 게이트웨이(36)과 유선적 혹은 무선적으로 연결되어 영상처리기(3)에서 축출된 신호세기(장애물판별정보)와 장애물이 존재하는 촬영영상을 포함하는 무선신호를 관리서버(37)로 송신한다. 상기 게이트웨이(36)는 상기 통신부(35)로부터 수신한 정보를 관리서버(37)로 송신하는 중개역할을 수행한다. 이를 위하여 게이트웨이(36)는 통신부(35) 및 관리서버(37) 각각과 유선적 혹은 무선적으로 통신을 수행할 수 있고, 종래의 이더넷 통신 방식 또는 WiFi 통신 방식과 같이 다양한 유선통신 혹은 무선통신 방법을 사용할 수 있다.

상기 관리서버(37)는 영상수신부(38), 패턴판단부(39), 관리요청정보도출부(40) 및 DB(41)를 포함한다.

상기 영상수신부(38)는 상기 게이트웨이(36)로부터 신호발생기(4)에서 생성한 무선신호에 포함된 장애물이 존재하는 촬영영상을 수신한다.

상기 패턴판단부(39)는 영상 처리기에서 축출된 신호세기(장애물판별정보)의 변화 여부를 판단한다. 구체적으로 상기 패턴판단부(39)는 이전에 장애물이 있는 것으로 판별된 장애물판별정보가 수신되고, 이후에 장애물이 없는 것으로 판별된 장애물판별정보를 수신하는 경우, 혹은 그 반대인 경우에 변화가 있는 것으로 판단할 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 패턴판단부(39)는 상기 신호발생기(4)로부터 수신한 무선신호에 포함된 촬영영상을 사용하여 직접 장애물의 존재 여부를 판단할 수도 있다.

상기 관리요청정보도출부(40)는 패턴판단부(39)에서 영상처리기(3)에서 축출된 신호세기(장애물판별정보)의 변화 여부를 판단하는 경우에 관리요청정보를 도출하고, 관리요청정보를 해당 공동주택의 관리자 또는 해당 피난통로(12)의 관리자의 관리자단말(42)로 송신한다. 관리요청정보는 해당 피난통로(12)에 물건이 적치되어 있음을 통보하기 위한 정보를 포함하고, 추가적으로 해당 피난통로(12)의 동/호수 위치정보, 해당 피난통로(12)에서의 물건이 적치된 위치정보 및 해당 피난통로(12)에서의 관리요청정보가 생성된 이력정보를 추가적으로 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 관리요청정보는 상기 패턴판단부(39)에서 장애물판별정보의 변화가 없는 것으로 판단된 경우에 생성될 수 있다.

상기 DB(41)는 관리서버(37)에서 수신한 정보들을 저장하거나, 관리서버(37)에서 신호세기의 변화 여부를 판단하거나, 관리요청정보를 생성하기 위한 1 이상의 정보들이 저장될 수 있다.

도 4에는 도시되지 않았으나, 영상수신부(38)에서 수신한 촬영영상이 상기 DB(41)에 저장될 수 있고, 패턴판단부(39)에서 영상에 포함된 감시패턴의 변화 여부를 판단하기 위한 기준영상이 저장될 수 있으며, 관리요청정보를 도출하여 관리자단말(42)로 송신하기 위한 관리자정보 및 아파트 동/호수 등 피난통로정보가 저장될 수 있다.

또한, 관리요청정보도출부(40)에서 생성된 각 피난통로(12)별 관리요청정보가 저장될 수도 있다. 관리자단말(42)은 관리서버(37)의 관리요청정보도출부(40)로부터 해당 관리자가 담당하고 있는 피난통로(12)에 대한 관리요청정보를 수신하여 디스플레이 한다. 이를 통해 관리자는 디스플레이된 관리요청정보를 인식함으로써, 자신이 관리하는 피난통로(12)에 장애물에 해당하는 물건이 적치되어 있음을 인지할 수 있다.

한편, 관리자단말(42)은 관리자의 입력에 따라 해당 피난통로(12)를 촬영한 촬영영상을 관리서버(37)로부터 수신하여 디스플레이 하는 것과 같이 추가적인 서비스를 해당 관리자에게 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아파트와 같은 공동주택 및 고층 건물 내에 재난 시 대피하기 위한 목적으로 설치된 피난통로의 내부를 지속적으로 모니터링하여 대피에 방해가 되는 장애물의 존재를 실시간으로 탐지하여, 해당 건물의 소유자 또는 관리자에게 통보하는 것으로, 피난통로의 내부에 장애물이 놓이는 것을 방지하므로, 궁극적으로 피난통로의 본래 설치 목적을 달성할 수 있도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

1: 감시시스템 2: 카메라
3: 영상처리기 4: 신호발생기
5: 센싱 및 구동처리부 6: 타이머
7: 적외선램프 8: 카메라의 출력영상을 위한 유선
9: 카메라의 출력영상을 위한 무선
10: 영상처리기의 출력을 위한 유선
11: 영상처리기의 출력을 위한 무선
12: 피난통로 13: 피난통로의 바닥면
14: 카메라의 시야각 15: 적외선램프의 조명각
16, 17: 벽면이 촬영되는 높이(제1높이)
18: 피난통로 내부공간의 천정 19: 아래층으로 내려가기 위한 탈출구
20: 윗층에서 내려오는 탈출구 21: 카메라에 촬영된 영상
22: 가장자리를 나타내는 패턴 23: 패턴의 바깥쪽 영상
24: 피난통로 내부공간의 바닥면에 놓인 삼각뿔형 장애물
25: 피난통로 내부공간의 벽면에 걸린 장애물
26: 피난통로의 내부공간에 장애물이 있을 경우에 촬영된 영상
27: 삼각뿔형 장애물의 영상 28: 벽면에 걸린 장애물의 영상
29: 영상(21)과 영상(26)의 가장자리 패턴
30: 카메라의 광축 31: 장애물들의 영상만 존재하는 영상
32: 장애물이 없는 경우의 영상(기준영상)
33: 카메라의 광축이 바닥면에 중앙에 위치하지 않은 경우에서의 피난통로의 내부공간에 장애물이 있을 경우에 촬영된 영상
34: 영상(33)과 영상(32)의 차이 영상
35: 통신부 36: 게이트웨이
37: 관리서버 38: 영상수신부
39: 패턴판단부 40: 관리요청정보도출부
41: DB 42: 관리자단말

Claims (6)

1. 공동주택 화재대응을 위한 피난통로의 내부를 감시하는 방법을 수행하는 감시시스템으로서,
   상기 피난통로의 내부공간의 바닥면 전체 및 상기 바닥면을 둘러싼 복수의 벽면에 대하여 상기 바닥면으로부터 소정의 제1높이까지 촬영할 수 있는 시야각이 확보되는 상기 피난통로의 내부공간의 특정 위치에 배치되고, 상기 시야각에 포함되는 피난통로의 내부공간을 가시광선 영역 및 적외선 영역에서 모두 촬영하는 카메라;
   상기 카메라의 시야각 보다 큰 각도의 조명각을 갖고, 상기 바닥면 및 상기 복수의 벽면에 대한 상기 제1높이를 초과하는 제2높이까지 적외선을 조사하여 상기 카메라가 적외선 영역에서 촬영할 수 있도록 하는 적외선램프;
   상기 카메라에서 촬영한 촬영영상을 수신하고, 기저장된 기준영상과 상기 촬영영상을 비교하여, 상기 기준영상을 기준으로 상기 촬영영상에 대한 변화값을 산출하고, 상기 변화값이 기설정된 기준값을 초과하는 경우에 상기 피난통로의 내부에 장애물이 있는 것으로 하고, 상기 변화값이 기설정된 기준값 이하인 경우에 상기 피난통로의 내부에 장애물이 없는 것으로 하는 장애물판별정보를 생성하는 영상처리기;
   상기 영상처리기로부터 상기 장애물판별정보를 수신하고, 상기 장애물판별정보 및 상기 피난통로가 설치된 공동주택의 위치정보를 코드화하여 생성한 무선신호를 관리서버로 송신하는 신호발생기; 및
   상기 카메라, 상기 영상처리기 및 상기 신호발생기가 주기적으로 동작하도록 하는 동작 주기가 설정되어 있는 타이머;를 포함하는, 감시시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 영상처리기가 상기 카메라로부터 촬영영상을 수신하기 위한 통신 및 상기 신호발생기가 상기 영상처리기로부터 장애물판별정보를 수신하기 위한 통신은 유선통신, 무선통신 및 광통신 가운데 어느 하나를 사용하는, 감시시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 신호발생기는,
   상기 신호발생기에만 전원을 공급하는 자체 전원을 포함하고, 상기 감시시스템의 외부로부터 상기 감시시스템에 공급되는 전원이 차단된 경우에, 상기 자체 전원으로부터 전원을 공급받아 상기 관리서버로 전원차단정보를 송신하는, 감시시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 영상처리기는,
   상기 촬영영상에 대하여 상기 기준영상과 동일한 화소들을 제거하고, 상기 촬영영상에서 상기 기준영상과 동일한 화소들이 제거되고 남아있는 화소 및 상기 촬영영상의 전체 화소를 하기의 [식 1]에 대입하여 상기 변화값을 산출하는, 감시시스템.
   [식 1]
   변화값 = 상기 남아있는 화소의 개수/상기 촬영영상 전체 화소의 개수
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준영상은,
   상기 피난통로의 내부공간에 어떠한 장애물이 배치되어 있지 않은 상태에서, 상기 카메라의 시야각에 포함되는 피난통로의 내부공간의 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 소정의 제1높이까지에 해당하는 상기 복수의 벽면 일부가 촬영된 영상에 해당하는, 감시시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준영상 및 상기 촬영영상은,
   상기 피난통로의 내부공간의 특정 위치에 배치된 카메라의 피사계 심도 내에 모두 포함되는 영상에 해당하는, 감시시스템.
   

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