KR20230100253A - 화재 감시 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

화재 감시 장치 및 방법을 개시한다. 화재 감시 장치는, 주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치된 카메라로부터 화재 감시 대상 영역을 촬영한 영상 이미지를 수신하는 입출력부; 및 상기 영상 이미지에서 이미지 분석을 통해 화재 발생 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하며, 화재 진압 드론으로 상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 전송하는 제어부;를 포함한다.

Description

화재 감시 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FIRE MONITORING}
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 화재 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 일정 지역 내의 높은 건물에 설치된 카메라를 이용하여 주변 지역의 화재를 감시할 수 있는 화재 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
감시체계를 구축하여 화재의 발생을 조기에 인지하고, 화재가 발생하면 화재를 초기에 진압하는 것은, 인명과 재산의 손실을 최소화할 수 있으므로 매우 중요하다.
하지만, 도심 지역의 화재 발생 유무를 관찰할 수 있는 감시체계는 구축되어 있지 않아 화재가 발생한 경우 신고에 의존하고 있는 실정이므로, 신속하게 화재의 발생을 인지할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 도심 지역 등과 같은 곳에 화재가 발생하게 되면, 교통 체증, 도로의 협소함 등으로 인해 소방차의 진입이 어려워 초기에 화재의 진압이 어려워 대형 화재로 이어지는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1934700호(2019.01.03 공고)
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 일정 지역 내의 높은 건물에 설치된 카메라를 이용하여 주변 지역의 화재를 감시할 수 있어 보다 효과적으로 화재 발생의 여부를 확인할 수 있고, 화재가 발생한 경우 자동차에 비해 이동성이 좋은 드론을 이용하여 화재에 대한 초기 진압을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 화재 감시 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 일 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 화재 감시 장치는 주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치된 카메라로부터 화재 감시 대상 영역을 촬영한 영상 이미지를 수신하는 입출력부; 및 상기 영상 이미지에서 이미지 분석을 통해 화재 발생 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하며, 화재 진압 드론으로 상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 전송하는 제어부;를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 화재 감시 장치가 수행하는 화재 감시 방법은, 주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치된 카메라로부터 화재 감시 대상 영역을 촬영한 영상 이미지를 수신하는 단계; 상기 수신된 영상 이미지에서 이미지 분석을 수행하여 화재 발생 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 단계; 및 화재 진압 드론으로 상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 전송하는 단계;를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 기록매체는, 화재 감시 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이다. 상기 화재 감시 방법은, 주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치된 카메라로부터 화재 감시 대상 영역을 촬영한 영상 이미지를 수신하는 단계; 상기 수신된 영상 이미지에서 이미지 분석을 수행하여 화재 발생 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 단계; 및 화재 진압 드론으로 상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 전송하는 단계;를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 컴퓨터 프로그램은, 화재 감시 장치에 의해 수행되며, 화재 감시 방법을 수행하기 위해 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이다. 상기 화재 감시 방법은, 주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치된 카메라로부터 화재 감시 대상 영역을 촬영한 영상 이미지를 수신하는 단계; 상기 수신된 영상 이미지에서 이미지 분석을 수행하여 화재 발생 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 단계; 및 화재 진압 드론으로 상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 전송하는 단계;를 포함한다.
전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 일정 지역 내의 높은 건물에 설치된 카메라를 이용하여 주변 지역의 화재를 감시할 수 있어, 상기 카메라가 망루와 같은 화재 감시탑 역할을 수행할 수 있음에 따라 보다 효과적으로 화재 발생의 여부를 확인할 수 있다.
또한, 전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 화재가 발생하면, 자동차 대비 이동성이 좋은 드론을 이용해 화재의 초기 진압이 가능하므로, 소방차의 진입이 어려운 협소한 도로에 위치한 건물에 화재가 발생한 경우 또는 교통 체증이 발생한 경우에 드론을 이용해 화재의 초기 진압이 가능하므로, 소방차가 도착하기 전까지 대형 화재로 번지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
개시되는 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 개시되는 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부되는 도면들은 본 명세서에 개시되는 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용들과 함께 본 명세서에 개시되는 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 명세서에 개시되는 내용은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시예에 따른 화재 감시 장치를 포함하는 화재 감시 시스템의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 화재 감시 장치의 기능 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 화재 감시 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 화재 감시 방법의 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하였다. 그리고, 도면에서 실시예들의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 화재 감시 장치를 포함하는 화재 감시 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 화재 감시 시스템은 건물에 설치되는 카메라(c), 화재 감시 장치(100), 화재 진압 드론(200), 지도 서버(300) 및 공공기관 서버(400)를 포함할 수 있다.
카메라(c)는 주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치되어 화재 감시 대상 영역을 촬영할 수 있다. 이때, 카메라(c)는 주변 건물보다 높은 건물에 설치하여 망루와 같은 화재 감시탑 역할을 수행하도록 할 수 있다. 이때, 카메라(c)는 어느 일정 지역 내의 건물에 설치되되, 화재 감시 대상 영역이 일정 부분 겹쳐지도록 다수의 건물에 설치될 수 있으며, 카메라(c)가 설치되는 건물은 주변의 건물보다 높이가 높은 것이 바람직하다.
화재 감시 장치(100)는 카메라(c)에 의해 촬영된 영상 이미지를 분석하여 화재 발생 여부를 검출하고, 검출 결과 화재가 발생한 것으로 판단되면 화재가 발생한 건물의 위치를 검출하며, 화재가 발생한 건물의 위치 좌표 정보를 화재 진압 드론(200)으로 전송할 수 있다. 이처럼, 화재 감시 장치(100)는 화재가 발생한 건물의 위치를 검출하는 경우, 해당 건물의 위치 좌표 정보를 화재 진압 드론(200)으로 전송함에 따라, 화재 진압 드론(200)이 화재 발생에 따른 초기 진압을 수행하도록 할 수 있다. 이때, 화재 진압 드론(200)은 투척용 소화기 등과 같이 화재를 진압할 수 있는 도구를 탑재할 수 있다.
지도 서버(300)는 카카오 맵, 구글 맵, 네이버 맵 등과 같이 지도 서비스를 제공하는 서버일 수 있다. 이때, 지도 서버(300)는 지도(map) API를 통해 화재 감시 장치(100)와 통신을 수행할 수 있다.
공공기관 서버(400)는 경찰서, 소방서 등과 같이 화재가 발생한 경우 화재 진압과 관련된 대응을 수행하기 위한 서버일 수 있다. 이때, 공공기관에는 화재 진압 드론(200)이 배치될 수 있으며, 화재 감시 장치(100)로부터 공공기관 서버(400)가 화재가 발생한 건물의 위치 좌표 정보를 수신하여 이를 화재 진압 드론(200)으로 전송함으로써, 화재 진압 드론(200)이 화재가 발생한 건물로 이동하여 초기 화재 진압을 수행하도록 할 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 일 실시예에 따른 화재 감시 장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 화재 감시 장치의 기능 블록도, 도 3은 일 실시예에 따른 화재 감시 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
본 실시예에 따른 화재 감시 장치(100)는 사용자와 인터랙션할 수 있는 애플리케이션이 설치된 전자단말기로 구현되거나 서버로 구현되거나 또는 서버-클라이언트 시스템으로 구현될 수 있으며, 서버-클라이언트 시스템으로 구현되는 경우 사용자와의 인터랙션을 위한 온라인 서비스용 애플리케이션이 설치된 전자단말기를 포함할 수 있다.
이때 전자단말기는 네트워크를 통해 원격지의 서버에 접속하거나, 타 디바이스 및 서버와 연결 가능한 컴퓨터나 휴대용 단말기, 텔레비전, 웨어러블 디바이스(Wearable Device) 등으로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop)등을 포함하고, 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), GSM(Global System for Mobile communications), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet), 스마트폰(Smart Phone), 모바일 WiMAX(Mobile Worldwide Interoperability for Microwave Access) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 또한, 텔레비전은 IPTV(Internet Protocol Television), 인터넷 TV(Internet Television), 지상파 TV, 케이블 TV 등을 포함할 수 있다. 나아가 웨어러블 디바이스는 예를 들어, 시계, 안경, 액세서리, 의복, 신발 등 인체에 직접 착용 가능한 타입의 정보처리장치로서, 직접 또는 다른 정보처리장치를 통해 네트워크를 경유하여 원격지의 서버에 접속하거나 타 디바이스와 연결될 수 있다.
그리고 서버는 화재 감시 장치(100)의 사용자와의 인터랙션을 위한 애플리케이션이나 웹브라우저가 설치된 전자단말기와 네트워크를 통해 통신이 가능한 컴퓨터로 구현되거나 클라우드 컴퓨팅 서버로 구현될 수 있다. 또한, 서버는 데이터를 저장할 수 있는 저장장치를 포함하거나 제 3의 서버를 통해 데이터를 저장할 수 있다.
상술된 바와 같이 화재 감시 장치(100)는 전자단말기, 서버 또는 서버-클라이언트 시스템 중 어느 하나의 형태로 구현될 수 있으며, 서버로 구현될 경우, 화재 감시 장치(100)를 구성하는 구성부는 물리적으로 분리된 복수의 서버에서 수행되거나 하나의 서버에서 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 화재 감시 장치(100)는 입출력부(110), 통신부(120), 저장부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
입출력부(110)는 사용자로부터 입력을 수신하기 위한 입력부와 작업의 수행결과 또는 화재 감시 장치(100)의 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입출력부(110)는 사용자 입력을 수신하는 조작 패널(operation panel) 및 화면을 표시하는 디스플레이 패널(display panel) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로 입력부는 키보드, 물리 버튼, 터치 스크린, 카메라 또는 마이크 등과 같이 다양한 형태의 입력을 수신할 수 있는 장치들을 포함할 수 있다. 또한, 출력부는 디스플레이 패널 또는 스피커 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 입출력부(110)는 다양한 입출력을 지원하는 구성을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 입력부는 주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치된 카메라로부터 화재 감시 대상 영역을 촬영한 영상 이미지를 수신할 수 있다. 또한, 출력부는 화재 감시에 따른 결과를 출력하여 제공할 수도 있다.
통신부(120)는 다른 디바이스(장치) 및/또는 네트워크와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(120)는 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예컨대, 통신 모듈은 칩셋(chipset)의 형태로 구현될 수 있다.
한편, 통신부(120)가 지원하는 무선 통신은, 예를 들어 Wi-Fi(Wireless Fidelity), Wi-Fi Direct, 블루투스(Bluetooth), 저전력블루투스(BLE; Bluetooth Low Energy), UWB(Ultra Wide Band), NFC(Near Field Communication), LTE, LTE-Advanced 등의 무선 이동통신 등일 수 있다. 또한, 통신부(120)가 지원하는 유선 통신은, 예를 들어 USB 또는 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 등일 수 있다.
실시예에 따르면, 통신부(120)는 지도 API(Application Programming Interface)를 활용해 지도 서버와 통신을 수행할 수 있다. 이때, 지도 서버는 구글 맵, 카카오 맵, 네이버 맵 등과 같이 지도 서비스를 제공하는 서버일 수 있다.
저장부(130)는 파일, 어플리케이션 및 프로그램 등과 같은 다양한 종류의 데이터를 설치 및 저장할 수 있으며, RAM, HDD 및 SSD 등과 같이 다양한 종류의 메모리 중 적어도 하나를 포함하도록 구성될 수 있다. 후술하는 제어부(140)는 저장부(130)에 저장된 데이터에 접근하여 이를 이용하거나, 또는 새로운 데이터를 저장부(130)에 저장할 수도 있다. 또한, 제어부(140)는 저장부(130)에 설치된 프로그램을 실행할 수도 있다. 예를 들어, 저장부(130)에는 화재 감시 방법을 수행하기 위한 프로그램이 설치될 수 있으며, 상술한 바와 같이 화재 감시 방법을 수행하기 위한 각종 정보를 저장할 수도 있다.
실시예에 따르면, 저장부(130)는 일정 지역에 위치하는 건물들의 정보를 사전에 미리 저장할 수 있다. 예컨대, 저장부(130)에는 건물 이름과 매칭하여 건물의 위치 정보, 입주사 기업 이름 정보, 층수 정보, 층고 정보, 건물 높이 정보 등을 포함하는 건물 정보가 저장될 수 있다. 이때, 건물의 위치 정보는 위도 및 경도를 포함하는 좌표 정보 및 주소 정보 등일 수 있다.
실시예에 따르면, 저장부(130)는 건물에 설치된 카메라의 위치 정보를 저장할 수 있다. 이때, 카메라의 위치 정보는 위도 및 경도를 포함하는 좌표 정보일 수 있다. 한편, 카메라의 위치 좌표 정보는 카메라가 설치된 건물의 위치 좌표 정보를 의미할 수 있다.
제어부(140)는 CPU, GPU, 아두이노 등과 같은 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 구성으로, 화재 감시 장치(100)의 전체적인 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 화재 감시를 위한 동작을 수행하도록 화재 감시 장치(100)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 저장부(130)에 저장된 프로그램을 실행하거나, 저장부(130)에 저장된 파일을 읽어오거나 또는 새로운 파일을 저장부(130)에 저장할 수도 있다.
실시예에 따르면, 제어부(140)는 화재 감시 영역을 촬영한 영상 이미지에서 화재 발생 여부를 검출하기 위해, 상술한 영상 이미지에서 이미지 분석을 통해 화재 발생 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 화재 감시 영역을 촬영한 영상 이미지에서 화재 요소가 검출되면, 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 화재 요소는 연기, 불꽃 등과 같은 객체일 수 있다. 이때, 화재 요소의 검출은 인공지능 기법에 의해 추출될 수 있다. 즉, 제어부(140)는 화재 감시 영역을 촬영한 영상 이미지에서 연기, 불꽃 등과 같은 화재 요소가 검출되면, 해당 화재 감시 영역에 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(140)는 저장부(130)에 미리 저장된 평상시의 촬영 영상 이미지와 실시간으로 화재 감시 영역을 촬영한 영상을 비교하여 유사도를 측정하고, 두 영상 이미지 간에 차이가 발생하면, 차이가 발생한 영역에 미리 설정된 화재 요소가 검출되는지 여부를 판단하여, 화재 요소가 검출되면 해당 감시 영역에 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 저장부(130)에 미리 저장된 평상시의 촬영 영상 이미지와 실시간으로 촬영된 화재 감시 영역의 영상 이미지를 비교하여 차이가 발생하면, 차이가 발생한 영역에 연기, 불꽃 등과 같은 객체를 포함하는 화재 요소가 검출되면 해당 감시 영역에 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(140)는 화재 발생 여부의 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 화재 발생 여부의 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재가 발생한 위치를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 화재 발생 여부의 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 영상 이미지에서 OCR(Optical Character Recognition) 기법을 이용해 건물 특정 정보를 추출하고, 추출된 건물 특정 정보를 기초로 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 이때, 건물 특정 정보는 건물 이름, 건물에 입주한 기업의 이름 등으로 건물을 특정 지을 수 있는 정보일 수 있다. 한편, OCR 기법은 Optical Character Reader(or Recognition)의 약자로 광학 문자 인식이라고도 하며, 이미지에서 글자를 인지하여 텍스트 데이터로 치환하는 기술을 말한다. 본 실시예에 따르면, 제어부(140)는 영상 이미지에서 OCR 기법을 활용하여 건물의 외부에 부착된 건물의 이름 또는 입주사의 이름을 추출하고, 추출된 정보를 기초로 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 제어부(140)는 영상 이미지에서 OCR 기법을 활용하여 건물의 외부에서 건물 특정 정보로 “선릉 빌딩”을 추출하면, 추출된 건물 특정 정보를 저장부(130)에 미리 저장된 정보와 비교하여 건물 특정 정보에 대응하는 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 이때, 획득되는 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보는 위도 및 경도를 포함하는 좌표 정보일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제어부(140)는 스테레오 비전 기법을 이용하여 화재 위치를 검출할 수도 있다. 스테레오 비전 기법은 두 개의 이미지로 3차원 영상 및 정보를 추출하는 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제어부(140)는 상술된 바에 따라 추출된 건물 특정 정보를 기초로 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득함에 있어서, 획득한 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보가 저장부(130)에 미리 저장되지 않은 경우, 지도 서버에서 제공되는 지도 서비스를 활용하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수도 있다. 즉, 본 실시예에 따르면, 통신부(120)는 지도 API(Application Programming Interface)를 활용해 지도 서버와 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 제어부(140)는 상술된 바에 따라 건물 특정 정보를 추출한 경우, 지도 서버로부터 제공되는 지도에서 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 건물 특정 정보로 “선릉 빌딩”을 추출하면, 추출된 건물 특정 정보를 지도 서버에서 제공하는 지도를 통해 검색하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 이때, 획득한 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보는 해당 건물의 위도 및 경도를 포함하는 좌표 정보일 수 있다. 이때, 제어부(140)가 지도 서버에서 제공하는 지도를 통해 추출한 건물 특정 정보를 검색한 결과, 결과 정보가 복수 개인 경우, 영상 이미지를 전송한 카메라의 위치 좌표 정보에 기초하여, 상술된 카메라로부터 미리 설정된 반경 이내에 해당하는 건물 특정 정보에 대응하는 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라, 검색된 건물 특정 정보가 복수개라 하더라도, 영상 이미지를 전송한 카메라의 위치를 기준으로 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득함으로써, 정확한 화재 건물의 위치를 파악할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 위치의 높이를 추정할 수 있다. 이를 위해, 제어부(140)는 카메라가 설치된 건물과 화재 발생 건물 사이의 거리를 산출하고, 카메라가 화재 발생 건물의 화재 요소가 영상의 중심점이 되도록 촬영하였을 때 발생한 방위각과 상술된 바에 따라 산출된 거리를 기초로 삼각함수를 이용해 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 위치의 높이를 추정할 수 있다. 이때, 방위각은 카메라가 화재 발생 건물의 화재 요소가 영상의 중심점이 되도록 촬영하였을 때, 카메라와 카메라가 설치된 건물의 수직 선상 사이의 각도일 수 있다. 여기서, 제어부(140)는 상술된 바에 따라 화재가 발생한 것으로 판단되면, 이미지 분석을 수행한 영상 이미지를 촬영한 카메라로 제어 신호를 발송하여, 화재 발생 건물을 재촬영 하도록 할 수 있다. 이때, 카메라는 화재 발생 건물의 화재 요소가 영상의 중심점에 위치하도록 촬영함에 따라 발생된 방위각 정보를 획득할 수 있으며, 획득된 방위각 정보는 제어부(140)로 전송될 수 있다. 한편, 카메라는 방위각 정보를 전송함과 동시에 건물 외관의 색깔, 건물의 형태(예컨대, 빌딩, 축사, 과수원 등) 등을 포함하는 화재 건물의 특징 정보를 함께 전송할 수도 있다. 이때, 화재 건물의 특징 정보는 인공지능 기법을 통해 학습 과정을 거쳐 추출된 것일 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(140)는 카메라의 위치 좌표 정보와 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 기초로 카메라가 설치된 건물과 화재 발생 건물 사이의 거리(d)를 산출할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(140)는 카메라의 위치 좌표 정보와 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보가 위도 및 경도를 포함하는 좌표 정보로 획득됨에 따라, 상술된 위도 및 경도를 포함하는 좌표 정보를 기초로 지리좌표 거리를 산출할 수 있다. 이에 따라 상술된 두 건물 사이의 거리(d)를 산출할 수 있다. 한편, 지리좌표 간 두 점 사이의 거리를 구하는 것은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이때, 카메라의 위치 좌표 정보는 카메라가 설치된 건물의 위치 좌표 정보를 의미할 수 있다. 제어부(140)는 산출된 두 건물 사이의 거리(d)와 카메라의 방위각 정보(t)를 기초로 삼각함수를 이용하여 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 위치의 높이를 추정할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 tan t = d/x 임에 따라 x를 산출할 수 있으며, 산출된 x를 카메라가 설치된 건물의 높이(h)에서 뺄셈 연산을 통해 산출함으로써 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 위치의 높이(h-x)를 추정할 수 있다. 한편, 제어부(140)는 상술된 바에 따라 추정된 화재 발생 건물에서의 화재 발생 위치의 높이(h-x)를 화재 발생 건물의 층고로 나누어, 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 층수를 산출할 수도 있다.
또한, 제어부(140)는 인공지능 기법을 통해 학습 과정을 거쳐 추출된 건물 객체의 특징을 이용하여 화재가 발생한 층수를 산출할 수도 있다. 이때, 건물 객체는 유리창일 수 있다. 이에 따라, 제어부(140)는 건물의 1층부터 수직 방향으로 이동하면서 화재 요소가 검출된 곳까지 유리창의 개수를 카운트함으로써, 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 층수를 산출할 수도 있다.
제어부(140)는 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하면, 획득된 위치 좌표 정보를 화재 진압 드론으로 전송할 수 있다. 이때, 화재 진압 드론은 경찰서, 소방서 등과 같은 화재 대응과 관련된 공공기관에 배치될 수 있으며, 투척용 소화기 등과 같이 화재의 초기 진압이 가능한 설비 및 카메라가 탑재될 수도 있다. 이에 따라, 화재 진압 드론은 수신한 위치 좌표 정보로 신속하게 이동하여 화재의 초기 진압을 수행할 수 있으며, 화재 진압 드론에 별도의 카메라가 탑재된 경우, 카메라를 이용하여 화재 발생 지점의 상황을 촬영하고 이를 공공기관으로 전송함으로써, 화재 발생 상황에 대한 모니터링 및 상황에 맞는 대응이 가능하도록 할 수 있다. 이처럼, 공공기관에 화재 진압 드론이 배치된 경우, 공공기관 서버가 드론을 관제하는 장치로써의 역할을 수행함에 따라, 제어부(140)는 획득된 위치 좌표 정보를 공공기관 서버로 전송하여 공공기관 서버가 화재 진압 드론을 직접적으로 제어하도록 할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 상술된 바와 같이 획득된 위치 좌표 정보를 화재 진압 드론으로 전송함과 동시에, 소방서, 경찰서 등과 같은 공공기관으로 전송할 수도 있다. 이에 따라, 경찰들은 수신한 위치 좌표 정보에 기초하여 소방서와 화재 발생 건물 사이의 교통을 통제하여 소방차가 보다 빠르게 이동할 수 있도록 할 수 있으며, 소방서는 보다 정확한 화재 발생 위치의 확인이 가능하여 빠르게 화재 지점으로 출동할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 화재 감시 방법의 순서도이다.
도 4에 도시된 실시예에 따른 화재 감시 방법은 도 2 내지 도 3에 도시된 화재 감시 장치에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도, 도 2 내지 도 3에 도시된 화재 감시 장치에 관하여 이상에서 기술한 내용은 도 4에 도시된 실시예에 따른 화재 감시 방법에도 적용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 화재 감시 장치(100)는, 주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치된 카메라로부터 화재 감시 대상 영역을 촬영한 영상 이미지를 수신한다(S410). 이때, 카메라는 주변 건물보다 높은 건물에 설치되어 망루와 같은 화재 감시탑 역할을 수행할 수 있다.
화재 감시 장치(100)는, S410에서 수신된 영상 이미지에서 이미지 분석을 수행하여 화재 발생 여부를 판단한다(S420). 화재 감시 장치(100)는 화재 감시 영역을 촬영한 영상 이미지에서 화재 요소가 검출되면, 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 화재 요소는 연기, 불꽃 등과 같은 객체일 수 있다. 이때, 화재 요소의 검출은 인공지능 기법에 의해 추출될 수 있다. 즉, 화재 감시 장치(100)는 화재 감시 영역을 촬영한 영상 이미지에서 연기, 불꽃 등과 같은 화재 요소가 검출되면, 해당 화재 감시 영역에 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
화재 감시 장치(100)는, S420에서의 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득한다(S430). 즉, 화재 감시 장치(100)는 화재 발생 여부의 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재가 발생한 위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 화재 감시 장치(100)는 화재 발생 여부의 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 영상 이미지에서 OCR(Optical Character Recognition) 기법을 이용해 건물 특정 정보를 추출하고, 추출된 건물 특정 정보를 기초로 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 이때, 건물 특정 정보는 건물 이름, 건물에 입주한 기업의 이름 등으로 건물을 특정 지을 수 있는 정보일 수 있다. 한편, 화재 감시 장치(100)는 상술된 바에 따라 추출된 건물 특정 정보를 기초로 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득함에 있어서, 획득한 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보가 저장부(130)에 미리 저장되지 않은 경우, 지도 서버에서 제공되는 지도 서비스를 활용하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수도 있다. 즉, 본 실시예에 따르면, 화재 감시 장치(100)는 지도 API(Application Programming Interface)를 활용해 지도 서버와 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 화재 감시 장치(100)는 상술된 바에 따라 건물 특정 정보를 추출한 경우, 지도 서버로부터 제공되는 지도에서 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 한편, 화재 감시 장치(100)는 발생 건물에서 화재가 발생한 위치의 높이를 추정할 수 있다. 이를 위해, 화재 감시 장치(100)는 카메라가 설치된 건물과 화재 발생 건물 사이의 거리를 산출하고, 카메라가 화재 발생 건물의 화재 요소가 영상의 중심점이 되도록 촬영하였을 때 발생한 방위각과 상술된 바에 따라 산출된 거리를 기초로 삼각함수를 이용해 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 위치의 높이를 추정할 수 있다. 또한, 화재 감시 장치(100)는 상술된 바에 따라 추정된 화재 발생 건물에서의 화재 발생 위치의 높이를 화재 발생 건물의 층고로 나누어, 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 층수를 산출할 수도 있다.
화재 감시 장치(100)는, S430에서 획득된 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 화재 진압 드론으로 전송한다(S440). 이때, 화재 진압 드론은 경찰서, 소방서 등과 같은 공공기관에 배치될 수 있으며, 투척용 소화기 등과 같이 화재의 초기 진압이 가능한 설비 및 카메라가 탑재될 수도 있다. 이에 따라, 화재 진압 드론은 수신한 위치 좌표 정보로 신속하게 이동하여 화재의 초기 진압을 수행할 수 있으며, 화재 진압 드론에 별도의 카메라가 탑재된 경우, 카메라를 이용하여 화재 발생 지점의 상황을 촬영하고 이를 공공기관으로 전송함으로써, 화재 발생 상황에 대한 모니터링 및 상황에 맞는 대응이 가능하도록 할 수 있다.
이상의 실시예들에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC 와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램특허 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.
구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로부터 분리될 수 있다.
뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU 들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
한편, 본 명세서를 통해 설명된 일실시예에 따른 화재 감시 방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이때, 명령어 및 데이터는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터 기록 매체일 수 있는데, 컴퓨터 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 기록 매체는 HDD 및 SSD 등과 같은 마그네틱 저장 매체, CD, DVD 및 블루레이 디스크 등과 같은 광학적 기록 매체, 또는 네트워크를 통해 접근 가능한 서버에 포함되는 메모리일 수 있다.
또한, 본 명세서를 통해 설명된 일실시예에 따른 화재 감시 방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램(또는 컴퓨터 프로그램 제품)으로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 유형의 컴퓨터 판독가능 기록매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)에 기록될 수 있다.
따라서, 본 명세서를 통해 설명된 일실시예에 따른 화재 감시 방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 마더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.
여기서 프로세서는 컴퓨팅 장치 내에서 명령어를 처리할 수 있는데, 이런 명령어로는, 예컨대 고속 인터페이스에 접속된 디스플레이처럼 외부 입력, 출력 장치상에 GUI(Graphic User Interface)를 제공하기 위한 그래픽 정보를 표시하기 위해 메모리나 저장 장치에 저장된 명령어를 들 수 있다. 다른 실시예로서, 다수의 프로세서 및(또는) 다수의 버스가 적절히 다수의 메모리 및 메모리 형태와 함께 이용될 수 있다. 또한 프로세서는 독립적인 다수의 아날로그 및(또는) 디지털 프로세서를 포함하는 칩들이 이루는 칩셋으로 구현될 수 있다.
또한, 메모리는 컴퓨팅 장치 내에서 정보를 저장한다. 일례로, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 또한 메모리는 예컨대, 자기 혹은 광 디스크와 같이 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능한 매체일 수도 있다.
그리고, 저장장치는 컴퓨팅 장치에게 대용량의 저장공간을 제공할 수 있다. 저장 장치는 컴퓨터 판독 가능한 매체이거나 이런 매체를 포함하는 구성일 수 있으며, 예를 들어 SAN(Storage Area Network) 내의 장치들이나 다른 구성도 포함할 수 있고, 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 혹은 테이프 장치, 플래시 메모리, 그와 유사한 다른 반도체 메모리 장치 혹은 장치 어레이일 수 있다.
상술한 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술한 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 화재 감시 장치
110 : 입출력부
120 : 통신부
130 : 저장부
140 : 제어부
200 : 화재 진압 드론
300 : 지도 서버
400 : 공공기관 서버

Claims (12)

  1. 주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치된 카메라로부터 화재 감시 대상 영역을 촬영한 영상 이미지를 수신하는 입출력부; 및
    상기 영상 이미지에서 이미지 분석을 통해 화재 발생 여부를 판단하고,
    상기 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하며,
    화재 진압 드론으로 상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 전송하는 제어부;를 포함하는 화재 감시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 상기 영상 이미지에서 OCR(Optical Character Recognition) 기법을 이용해 건물 특정 정보를 추출하고, 상기 추출된 건물 특정 정보를 기초로 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 화재 감시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    지도 API(Application Programming Interface)를 활용해 지도 서버와 통신하는 통신부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 추출된 건물 특정 정보를 기초로, 상기 지도 서버로부터 제공되는 지도에서 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 화재 감시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라가 설치된 건물의 위치 좌표 정보와 상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 기초로 카메라가 설치된 건물과 상기 화재 발생 건물 사이의 거리를 산출하고,
    상기 카메라가 화재 발생 건물의 화재 요소가 영상의 중심점이 되도록 촬영하였을 때 발생한 방위각과 상기 산출된 건물 사이의 거리를 기초로 삼각함수를 이용해 상기 화재 발생 건물에서의 화재 발생 위치의 높이 추정하는 것을 특징으로 하는 화재 감시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 추정된 화재 발생 건물에서의 화재 발생 위치의 높이를 상기 화재 발생 건물의 층고로 나누어, 상기 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 층수를 산출하는 것을 특징으로 하는 화재 감시 장치.
  6. 화재 감시 장치가 수행하는 화재 감시 방법에 있어서,
    주변을 관찰할 수 있는 건물에 설치된 카메라로부터 화재 감시 대상 영역을 촬영한 영상 이미지를 수신하는 단계;
    상기 수신된 영상 이미지에서 이미지 분석을 수행하여 화재 발생 여부를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 미리 설정된 화재 위치 검출 기법에 기초하여 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 단계; 및
    화재 진압 드론으로 상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 전송하는 단계;를 포함하는 화재 감시 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 단계는,
    상기 판단 결과 화재 발생으로 판단되면, 상기 영상 이미지에서 OCR(Optical Character Recognition) 기법을 이용해 건물 특정 정보를 추출하고, 상기 추출된 건물 특정 정보를 기초로 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 화재 감시 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 단계는,
    상기 추출된 건물 특정 정보를 기초로, 지도 API를 통해 지도 서버로부터 제공되는 지도에서 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 획득하는 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감시 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 카메라가 설치된 건물의 위치 좌표 정보와 상기 화재 발생 건물의 위치 좌표 정보를 기초로 카메라가 설치된 건물과 상기 화재 발생 건물 사이의 거리를 산출하는 단계; 및
    상기 카메라가 화재 발생 건물의 화재 요소가 영상의 중심점이 되도록 촬영하였을 때 발생한 방위각과 상기 산출된 건물 사이의 거리를 기초로 삼각함수를 이용해 상기 화재 발생 건물에서의 화재 발생 위치의 높이를 추정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감시 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 화재 발생 위치의 높이를 추정하는 단계는,
    상기 추정된 화재 발생 건물에서의 화재 발생 위치의 높이를 상기 화재 발생 건물의 층고로 나누어, 상기 화재 발생 건물에서 화재가 발생한 층수를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감시 방법.
  11. 제 6 항에 기재된 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  12. 화재 감시 장치에 의해 수행되며, 제 6 항에 기재된 방법을 수행하기 위해 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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