KR20230094642A - 화재발생 감시 복합 영상처리시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감시 대상 지역의 영상정보와 열영상정보를 획득하는 단계(S100), 상기 단계(S100)에서 획득된 정보를 디지털 신호로 변경하고 각 픽셀의 신호의 세기를 산출하는 단계(S200), 상기 단계(S200) 단계에서 산출된 열상정보의 각각의 픽셀 값을 합하여 전체 평균값을 계산하는 단계(S300), 상기(S300) 단계에서 계산된 전체평균값과 미리 설정된 정상상태의 전체평균값과 비교하는 단계(S400), 상기 단계(S400)에서 비교된 값이 미리 설정된 전체평균값 일정한 범위보다 클 경우에는 경보를 발생하고(S500) 네트워크가 정상으로 작동하는지를 확인하고(S600), 미리 설정된 전체 평균값보다 같거나 적을 경우에는 네트워크가 정상으로 작동 하는지를 확인하여(S600) 네트워크가 정상으로 작동할 경우에는 계산된 전체평균값을 중앙관제센터 및 개인단말기로 정보를 전송하고(S700), 네트워크가 정상작동이 안될 경우에는 LTE모드로 자동전환 되어(S800) 중앙관제센터 및 개인단말기로 전송하고 자체메모리에 저장하고, 네트워크가 다시 정상으로 동작될 시 저장된 정보를 중앙관제센터 및 개인단말기로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재발생 감시 복합 영상처리시스템의 작동방법에 관한 것이다.

Description

화재발생 감시 복합 영상처리시스템{IMAGE PROCESSING SYSTEM FOR FIRE MONITORING}
본 발명은 본 발명은 화재가 발생될 수 있는 산업현장 특히, 석유화학, 가스, 정유관련 공장과 같은 현장에 설치하여 화재의 예방 및 화재발생 시 조기진압을 효율적으로 할 수 있는 화재발생 감시 복합 영상처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 석유화학이나, 가스, 정유관련 공장과 같은 현장 등에서는 수 많은 위험물질을 여러 공정에서 고온, 고압으로 취급하여, 항상 누전 혹은 폭발에 의한 화재의 위험성을 가지고 있다.
현재 이러한 산업현장에서 폭발로 인한 재해를 예방하기 위하여 감시카메라(CCTV)와 온도, 가스, 열감지 센서 등을 이용하여, CCTV로는 근무자가 육안으로 보여지는 영상을 확인하고, 또한 다양한 센서를 통해 열감지를 하는 정도로만 되어 있을 뿐 실제 화재의 발생이 이루어질 수 있는 영역을 감시할 수 있을 만한 시설은 구비되어 있지 않아 항상 화재로부터 노출되어지는 문제점이 제기 되었다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해 화재 감시구역에 CCTV카메라와 IR(Infrared Ray) 카메라를 설치하고, 설치된 카메라를 통해 입력되는 가시영역의 영상과 적외선영역의 영상을 분석하여, 감시구역 내의 온도측정과 함께 화재 발화 초기의 연기발생 감지 및 화재 발생시의 불꽃을 감지하여 유, 무선 네트워크를 통하여 신속히 현장관리자 또는 시스템 운영자에게 알려 화재예방과 화재 발생시 신속한 초기 진압이 가능하도록 하는 시스템이 개발 되었으나, 네트워크가 불안정하거나 에러가 발생 되었을 경우 중앙관제 센터에서는 현장의 상태를 알 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 특허공개공보 10-2010-0118686 (공개일자: 2010년11월08일, 발명의 명칭: 카메라 영상신호의 컬러보정 매핑장치 및 그 매핑방법, 출원인: ㈜플렛디스) 대한민국 특허공개공보 10-2013-0119662 (공개일자: 2013년11월01일, 발명의 명칭: 화재감지 방법 및 시스템, 출원인: 주식회사 금륜방재산업)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 일반영상을 촬영하는 영상카메라, 적외선을 감지하여 촬영하는 열화상카메라, 제어부, 표시부, 저장부로, 유선통신(이더넷) 모듈, 와이파이(Wifi) 모듈 및 LTE모듈을 포함하여 구성된 영상모듈과 중앙관제센터로 구성되어 있으며, 영상카메라 및 열화상카메라에 의해 촬영된 영상을 제어부가 분석하여 중앙관제 센터로 보내어 상황에 따른 적절한 조치를 하고 데이터를 보관하되, 평상 시에는 유선 혹은 와이파이(Wifi) 등과 같은 무선네트워크를 통하여 중앙관제 센터로 데이터를 보내고 네트워크 상태가 불안정하거나 에러가 발생 되었을 경우에는 이벤트가 발생한 영상을 LTE 모듈을 작동시켜 중앙관제 센터로 보내고 나머지 영상정보는 파일 단위로 저장을 하였다가 네트워크가 안정적으로 작동 될 시 중앙관제센터로 보내는 화재발생 감시 복합 영상처리시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 화재발생 감시 복합 영상처리시스템은 일반영상을 촬영하는 영상카메라(10), 적외선을 감지하여 촬영하는 열화상카메라(20), 제어부(30), 유선통신(이더넷) 모듈, 와이파이와 LTE 등 무선통신 모듈이 장착된 통신부(40), 촬영된 화상정보를 저장하는 저장부(50) 및 촬영된 영상자료를 표시하는 표시부(60)를 포함하는 영상모듈(100)과 중앙관제센터(200)를 포함하여 구성되어 있다.
이러한 특징에 따른, 화재발생 감시 복합 영상처리시스템은 영상카메라 및 열화상카메라에 의해 촬영된 영상을 제어부가 분석하여 중앙관제 센터로 보내어 상황에 따른 적절한 조치를 하고 데이터를 보관하되, 평상 시에는 유선 혹은 와이파이(Wifi) 등과 같은 무선네트워크를 통하여 중앙관제 센터로 데이터를 보내고 네트워크 상태가 불안정하거나 에러가 발생 되었을 경우에는 이벤트가 발생한 영상을 LTE 모듈을 작동시켜 중앙관제 센터로 보내고 나머지 영상정보는 파일 단위로 저장을 하였다가 네트워크가 안정적으로 작동 될 시 중앙관제센터로 보낼 수 있도록 하여 네트워크 상태가 안 좋은 경우에도 안정적으로 현장에서 발생하는 이벤트를 중앙관제센터에 보낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 화재발생 감시 복합 영상처리시스템의 구성도이다.
도 2은 본 발명의 한 실시예에 따른 화재발생 감시 복합 영상처리시스템의 작동을 설명하는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
그러면 첨부한 도면 1을 참고로 하여 본 발명의 화재발생 감시 복합 영상처리시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 바람직한 실시예로 10개의 영상모듈(100)을 가지고 상세하게 설명을 하며, 각 영상모듈(100) 감시가 필요한 장소에 설치가 되고, 각각 유선 또는 무선으로 중앙관제센터(200)와 네트워크로 연결이 되어 있다.
일반영상을 촬영하는 영상카메라(10), 적외선을 감지하여 촬영하는 열화상카메라(20), 제어부(30), 유선통신(이더넷) 모듈, 와이파이와 LTE 등 무선통신 모듈이 장착된 통신부(40), 촬영된 화상정보를 저장하는 저정부(50) 및 촬영된 영상자료를 표시하는 표시부(60)를 포함하는 영상모듈(100)과 중앙관제센터(200)로 구성하여 설명을 한다.
본 발명의 영상모듈(100)에 구비되어 있는 영상카메라(10)는 컬러이미지센서(CCD 또는 CMOS)가 장착되어 입사되는 빛(정보)을 전기적인 신호로 변환시키고 이 전기적인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 이미지처리를 하며, 입사되는 빛은 각각의 픽셀에 의해 전기적인 신호로 변환이 되는데 빛의 밝기가 밝을수록 더 많은 전하가 축적이 되므로 이 전하를 측정하면 빛의 강도를 알 수 있으므로 이를 재구성하면 원하는 이미지를 형성할 수 있으며, 이렇게 획득된 영상은 제어부(30)에서 분석이 되며, 상기 열화상 카메라(20)는 입사되는 정보의 적외선영역의 영상을 촬영할 수 있는 IR카메라로 구비되어 있어 입사되는 빛(정보)의 적외선영역을 촬영하게 되는데 이 또한 빛의 세기를 측정하여 적외선 영역의 영상을 획득하여 제어부(30)로 전송된다.
상기 제어부(30)는 이렇게 전송된 일반영상 및 열영상 정보를 중앙관제센터(200)로 실시간으로 전송하며, 획득된 영상을 분석하여, 이 때 분석된 정보가 미리 설정되어 있는 온도와 비교를 하여 정해진 온도 보다 일정온도 이상 변화가 생기면 경보를 발생시키고, 중앙관제센터(200)로 데이터를 전송한다.
상기 제어부(30)은 열화상카메라의 이미지센서에서 센싱한 각각의 화소들의 값들을 평균값을 구하여 미리 설정된 정상적인 상태의 평균값과 비교한 값이 5 내지10% 이상 차이가 발생하면 경보를 발생시키고 중앙관제센터(200)로 데이터를 전송한다.
이때 제어부(30)에서 중앙관제센터(200)로 전송되는 정보는 어떤 픽셀의 값이 변했는지를 확인하여 해당되는 픽셀들의 열상정보와 일반영상이 같이 전송이 되므로 화재인지 과열인지를 쉽게 알 수 있다.
또한 상기 제어부(30)는 상시적으로 네트워크를 점검하여 정상상태인지 아닌지를 판단하여 정상상태일 때는 유선(이더넷) 및 무선(WIFI) 통신을 하고, 장애가 있거나 네트워크가 에러일 경우에는 획득된 영상이 정상적인 상태이면 자제 저장부(50)에 저장을 하였다가 네트워크가 정상이 되면 파일단위로 중앙관제센터(200)에 전송을 하고, 획득된 정보가 화재와 관련된 이벤트로 판정이 되면 경보를 발생하고, 즉시 LTE통신으로 전환하여 중앙관제센터(200) 및 미리 저장되어 있는 사용자의 단말기로 전송을 한다.
본 발명의 또 다른 실시예로 단계별 온도를 80∼90℃일 때는 점검, 90∼100℃일 때는 경계, 110∼130℃일 때는 화재위험인 3단계로 구분하여 각각 경보음이 발령될 수 있도록 온도범위를 설정할 수 도 있다.
중앙관제센터(200)에서는 전송된 정보가 몇번째 영상모듈인지를 확인하고 전송된 정보가 이벤트인지의 여부를 분석하여 이벤트로 판정이 되면 음성 또는 소리로 경보를 발생하고 즉시 사용자 휴대용 단말기(70)에 푸시(Push) 방식으로 알려서 상황수습을 할 수 있도록 한다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재발생 감시 복합 영상처리시스템의 작동방법에 대해서 상세히 기술한다.
감시 대상 지역의 영상정보와 열영상정보를 획득하는 단계(S100), 상기 단계(S100)에서 획득된 정보를 디지털 신호로 변경하고 각 픽셀의 신호의 세기를 산출하는 단계(S200), 상기 단계(S200) 단계에서 산출된 열상정보의 각각의 픽셀 값을 합하여 전체 평균값을 계산하는 단계(S300), 상기(S300) 단계에서 계산된 전체평균값과 미리 설정된 정상상태의 전체평균값과 비교하는 단계(S400), 상기 단계(S400)에서 비교된 값이 미리 설정된 전체평균값 일정한 범위보다 클 경우에는 경보를 발생하고(S500) 네트워크가 정상으로 작동하는지를 확인하고(S600), 미리 설정된 전체 평균값보다 같거나 적을 경우에는 네트워크가 정상으로 작동 하는지를 확인하여(S600) 네트워크가 정상으로 작동할 경우에는 계산된 전체평균값을 중앙관제센터 및 개인단말기로 정보를 전송하고(S700), 네트워크가 정상작동이 안될 경우에는 LTE모드로 자동전환 되어(S800) 중앙관제센터 및 개인단말기로 전송하고 자체메모리에 저장하고, 네트워크가 다시 정상으로 동작될 시 저장된 정보를 중앙관제센터 및 개인단말기로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재발생 감시 복합 영상처리시스템의 작동방법을 제공한다.
이렇게 함으로써, 일반 산업현장이나 가정에서도 수시로 발생할 수 있는 화재에 대한 위험성을 감지하여 사고 발생 시에 신속한 대응뿐만 아니라 화재위험 요인을 사전에 감지하여 예방함으로써 인명 및 재산피해를 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 영상카메라 20: 열화상카메라
30: 제어부 40: 통신부
50: 저장부 60: 표시부
100: 영상모듈 200: 중앙관제센터

Claims (1)

  1. 감시 대상 지역의 영상정보와 열영상정보를 획득하는 단계(S100),
    상기 단계(S100)에서 획득된 정보를 디지털 신호로 변경하고 각 픽셀의 신호의 세기를 산출하는 단계(S200),
    상기 단계(S200) 단계에서 산출된 열상정보의 각각의 픽셀 값을 합하여 전체 평균값을 계산하는 단계(S300),
    상기(S300) 단계에서 계산된 전체평균값과 미리 설정된 정상상태의 전체평균값과 비교하는 단계(S400),
    상기 단계(S400)에서 비교된 값이 미리 설정된 전체평균값 일정한 범위보다 클 경우에는 경보를 발생하는 단계(S500),
    네트워크가 정상으로 작동하는지를 확인하는 단계(S600),
    미리 설정된 전체 평균값보다 같거나 적을 경우에는 네트워크가 정상으로 작동하는지를 확인하여 네트워크가 정상으로 작동할 경우에는 계산된 전체평균값을 중앙관제센터 및 개인단말기로 정보를 전송하는 단계(S700),
    네트워크가 정상작동이 안될 경우에는 LTE모드로 자동전환 경보를 발생하고(S500) 중앙관제센터 및 개인단말기로 전송(S700)하고 자체메모리에 저장하고(S800) 네트워크가 다시 정상으로 동작될 시 저장된 정보를 중앙관제센터 및 개인단말기로 전송하는 단계(S700)를 포함하는 것을 포함하는 화재발생 감시 복합 영상처리시스템.
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