KR20230107002A - 3d visualization control system and method for managing safety of workers in industrial sites - Google Patents
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Abstract
미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 영상 촬영 장치, 미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 센싱 장치, 그리고 상기 영상 촬영 장치로부터 영상 데이터를 수신하고, 상기 센싱 장치로부터 센싱 데이터를 수신하며, 상기 영상 데이터 및 상기 센싱 데이터를 바탕으로 작업자 이상 발생 정보 및 재난 발생 정보를 생성하며, 상기 영상 데이터, 상기 센싱 데이터, 상기 작업자 이상 발생 정보, 및 상기 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성하는 서버를 포함하는 3차원 시각화 관제 시스템이 제공된다.An image capturing device installed in a preset industrial field area, a sensing device installed in a preset industrial field area, and receiving image data from the image capturing device, receiving sensing data from the sensing device, and receiving the image data and the image data. Based on the sensing data, generating worker abnormal occurrence information and disaster occurrence information, and generating a three-dimensional visualization image based on the image data, the sensing data, the worker abnormal occurrence information, and the disaster occurrence information. Including a server A 3D visualization control system is provided.
Description
본 발명은 3차원 시각화 관제 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 산업현장의 작업자 안전 관리를 위한 딥러닝 영상분석 및 IoT 데이터 기반 3차원 시각화 관제 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D visualization control system and method, and more particularly to a 3D visualization control system and method based on deep learning image analysis and IoT data for worker safety management at industrial sites.
고용노동부가 발표한 2019년 산업안전사고 발생현황에 따르면 전체 재해자 수는 109,242명으로 전년 대비 6,937명이 증가하였으며, 재해율은 0.58%로 역시 0.4% 증가한 것으로 나타났다. 안전사고의 증가는 경제적 손실뿐만 아니라 막대한 사회적 손실 등을 고려할 때 시급한 대책이 필요한 사안이다. 특히 안전사고가 자주 발생하는 산업현장의 경우 시설의 복잡화, 다양화 및 노후화로 인해 설비손상, 결함, 장애 시 폭발이나 화재와 같은 대형사고 개연성 높다. 따라서 안전교육 미흡, 안전 관리 소홀, 작업자 부주의, 규정 미준수 등 안전사고의 발생 요인을 사전에 파악하고 이를 신속하게 제거할 수 있는 고도화된 안전 관리, 사고대응/예측이 가능한 차세대 상황 관제시스템 구축이 매우 중요하다. According to the 2019 occupational safety accident occurrence status announced by the Ministry of Employment and Labor, the total number of injured persons was 109,242, an increase of 6,937 from the previous year, and the accident rate was 0.58%, which also increased by 0.4%. The increase in safety accidents is an issue that requires urgent measures considering not only economic loss but also enormous social loss. In particular, in the case of industrial sites where safety accidents frequently occur, the probability of large-scale accidents such as explosions or fires in case of equipment damage, defect, or failure is high due to the complexity, diversification, and aging of facilities. Therefore, it is very important to establish a next-generation situation control system capable of advanced safety management and accident response/prediction that can identify and quickly eliminate the causes of safety accidents, such as insufficient safety training, neglect of safety management, carelessness of workers, and non-compliance with regulations. It is important.
종래 시스템은 범죄 행동 및 산업재해 등을 탐지할 수 있는 학습데이터가 충분치 않고, 많은 하드웨어 자원을 사용하기 때문에 다수의 영상 채널을 한꺼번에 분석할 때 GPU 발열 및 시스템 과부하 등이 발생하는 문제점이 있었다.Conventional systems have problems such as GPU heat and system overload when analyzing multiple video channels at once because they do not have enough learning data to detect criminal behavior and industrial accidents and use a lot of hardware resources.
종래 시스템은 영상 정보나 센서 정보를 텍스트 혹은 2D 이미지를 통해 제공하는 방식으로 관제 상황과는 벗어난 비효율적인 관제 정보를 나열하는 문제점이 있었다.Conventional systems have a problem of listing inefficient control information out of the control situation in a method of providing image information or sensor information through text or 2D images.
종래 시스템은 상호 연관성을 파악하기 어려우므로, 발생한 각종 재난, 재해 상황에 대한 원인과 대처방안을 쉽게 파악하지 못하는 문제점이 있었다.Conventional systems have a problem in that, since it is difficult to determine correlations with each other, it is difficult to easily identify causes and countermeasures for various disasters and disaster situations that have occurred.
이에 따라, 딥러닝 기반의 행동 분석 알고리즘으로 생성된 메타 데이터를 연동하여 위험 상황 오탐지 방지 및 위험 상황을 사전에 예측하고, 실시간 3D 시각화하여 사전 대응이 가능한 기술이 요구된다.Accordingly, there is a need for a technology capable of preventing false detection of dangerous situations and predicting dangerous situations in advance by interlocking meta data generated by a deep learning-based behavioral analysis algorithm, and real-time 3D visualization to respond in advance.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 딥러닝 기반의 행동 분석 알고리즘으로 생성된 메타 데이터를 연동하여 위험 상황 오탐지 방지 및 위험 상황을 사전에 예측하고, 실시간 3D 시각화하여 사전 대응이 가능한 3차원 시각화 관제 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is a 3D visualization control system capable of preventing false detection of dangerous situations and predicting dangerous situations in advance by linking metadata generated by a deep learning-based behavior analysis algorithm, and responding in advance by visualizing 3D in real time. and to provide a method.
한 실시예에 따르면, 3차원 시각화 관제 시스템이 제공된다. 상기 3차원 시각화 관제 시스템은 미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 영상 촬영 장치, 미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 센싱 장치, 그리고 상기 영상 촬영 장치로부터 영상 데이터를 수신하고, 상기 센싱 장치로부터 센싱 데이터를 수신하며, 상기 영상 데이터 및 상기 센싱 데이터를 바탕으로 작업자 이상 발생 정보 및 재난 발생 정보를 생성하며, 상기 영상 데이터, 상기 센싱 데이터, 상기 작업자 이상 발생 정보, 및 상기 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성하는 서버를 포함한다.According to one embodiment, a 3D visualization control system is provided. The 3D visualization control system receives image data from an image capturing device installed in a preset industrial field area, a sensing device installed in a preset industrial field area, and the image capturing device, and receives the sensing data from the sensing device. and generates worker abnormal occurrence information and disaster occurrence information based on the image data and the sensing data, and creates a 3D visualization image based on the image data, the sensing data, the worker abnormal occurrence information, and the disaster occurrence information. contains a server that creates
상기 서버는, 상기 영상 촬영 장치로부터 상기 영상 데이터를 수신하는 영상 데이터 수집부, 상기 센싱 장치로부터 상기 센싱 데이터를 수신하는 센싱 데이터 수집부, 상기 영상 데이터 및 상기 센싱 데이터를 입력 변수로 하는 미리 저장된 인공지능 알고리즘을 이용하여 상기 작업자 이상 발생 정보 또는 상기 재난 발생 정보를 생성하는 인공지능 분석부, 및 미리 저장된 알고리즘을 이용하여, 상기 영상 데이터, 상기 센싱 데이터, 상기 작업자 이상 발생 정보, 및 상기 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성하는 시각화부를 포함할 수 있다.The server includes an image data collection unit receiving the image data from the image capturing device, a sensing data collection unit receiving the sensing data from the sensing device, and a pre-stored artificial intelligence having the image data and the sensing data as input variables. The image data, the sensing data, the worker abnormal occurrence information, and the disaster occurrence information using an artificial intelligence analysis unit that generates the worker abnormal occurrence information or the disaster occurrence information using an intelligent algorithm, and a pre-stored algorithm It may include a visualization unit for generating a 3D visualization image based on.
상기 작업자 이상 발생 정보는, 작업복장 정상 착용 여부에 관한 정보, 작업반경 준수 여부에 관한 정보, 작업자 신체 이상에 관한 정보를 포함할 수 있다.The worker abnormal occurrence information may include information on whether work clothes are normally worn, information on whether a working radius is observed, and information on worker body abnormalities.
상기 재난 발생 정보는, 가스 유출 여부 및 가스 유출 구역에 관한 정보, 화재 발생 여부 및 화재 발생 구역에 관한 정보, 설비 이상 여부 및 이상 설비 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다.The disaster occurrence information may include information on whether or not a gas has leaked and the gas leak area, whether a fire has occurred and information on the area where the fire occurred, whether or not there is a facility abnormality, and information on the location of the facility.
한 실시예에 따르면, 3차원 시각화 관제 시스템의 서버의 3차원 시각화 관제 방법이 제공된다. 상기 3차원 시각화 관제 방법은 미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 영상 촬영 장치로부터 영상 데이터를 수신하는 단계, 미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 센싱 장치로부터 센싱 데이터를 수신하는 단계, 상기 영상 데이터 및 상기 센싱 데이터를 바탕으로 작업자 이상 발생 정보 및 재난 발생 정보를 생성하는 단계, 그리고 상기 영상 데이터, 상기 센싱 데이터, 상기 작업자 이상 발생 정보, 및 상기 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.According to one embodiment, a 3D visualization control method of a server of a 3D visualization control system is provided. The 3D visualization control method includes receiving image data from an image capturing device installed in a preset industrial site area, receiving sensing data from a sensing device installed in a preset industrial site area, the image data and the sensing Generating worker abnormal occurrence information and disaster occurrence information based on data, and generating a 3D visualization image based on the image data, the sensing data, the worker abnormal occurrence information, and the disaster occurrence information do.
딥러닝 기반의 행동 분석 알고리즘으로 생성된 메타 데이터를 연동하여 위험 상황 오탐지 방지 및 위험 상황을 사전에 예측하고, 실시간 3D 시각화하여 사전 대응이 가능하다.It is possible to prevent false detection of dangerous situations and predict dangerous situations in advance by linking metadata generated by deep learning-based behavior analysis algorithms, and to respond in advance by visualizing real-time 3D.
비가시적 정보를 실시간 현장 상황과 동일하게 3D 시각화함으로써, 직관적 상황 판단과 함께 빠른 현장 대응을 가능하게 한다.By visualizing invisible information in 3D identical to the real-time on-site situation, it enables quick on-site response along with intuitive situation judgment.
현장별 및 상황별로 서로 다른 가중치를 설정하고, 딥러닝 기법에 의해 추출된 영상 패턴에 가중치가 적용된 사용변수를 이용하여 이벤트별 발생확률을 통해 위험지수를 산출함에 따라 정확한 위험지수의 예측이 가능하다.It is possible to accurately predict the risk index by setting different weights for each site and situation and calculating the risk index through the probability of occurrence for each event using the used variable with weight applied to the image pattern extracted by the deep learning technique. .
도 1은 한 실시예에 따른 3차원 시각화 관제 시스템의 블록도이다.
도 2는 한 실시예에 따른 서버의 블록도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 인공지능 분석부의 블록도이다.
도 4는 한 실시예에 따른 시각화부의 블록도이다.
도 5 내지 도 8은 한 실시예에 따른 시각화부의 동작 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 한 실시예에 따른 3차원 시각화 관제 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of a 3D visualization control system according to an embodiment.
2 is a block diagram of a server according to one embodiment.
3 is a block diagram of an artificial intelligence analysis unit according to an embodiment.
4 is a block diagram of a visualization unit according to an exemplary embodiment.
5 to 8 are diagrams for explaining operation contents of a visualization unit according to an exemplary embodiment.
9 is a flowchart of a 3D visualization control method according to an embodiment.
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 상이한 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.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시 예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시 예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시 예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the embodiments of the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technologies, etc. . In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding embodiment. Therefore, the term used in the present embodiments should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present embodiment, not a simple name of the term.
본 발명의 실시 예에서, 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. In an embodiment of the present invention, 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. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Also, in the embodiments of the present invention, singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
또한, 본 발명의 실시 예에서, "포함하다" 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.In addition, in the embodiments of the present invention, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, or any combination thereof, is not precluded from being excluded in advance.
또한, 본 발명의 실시 예에서, '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의'모듈' 혹은 복수의'부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.Also, in an embodiment of the present invention, a 'module' or 'unit' performs at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of 'modules' or a plurality of 'units' may be integrated into at least one module and implemented by at least one processor, except for 'modules' or 'units' that need to be implemented with specific hardware.
도 1은 한 실시예에 따른 3차원 시각화 관제 시스템의 블록도이다. 도 2는 한 실시예에 따른 서버의 블록도이다. 도 3은 한 실시예에 따른 인공지능 분석부의 블록도이다. 도 4는 한 실시예에 따른 시각화부의 블록도이다. 도 5 내지 도 8은 한 실시예에 따른 시각화부의 동작 내용을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a 3D visualization control system according to an embodiment. 2 is a block diagram of a server according to one embodiment. 3 is a block diagram of an artificial intelligence analysis unit according to an embodiment. 4 is a block diagram of a visualization unit according to an exemplary embodiment. 5 to 8 are diagrams for explaining operation contents of a visualization unit according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 한 실시예에 따른 3차원 시각화 관제 시스템은 영상 촬영 장치(100), 센싱 장치(200), 서버(300), 관리자 단말(400), 작업자 단말(500)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a 3D visualization control system according to an embodiment includes an image capturing
영상 촬영 장치(100)는 한 실시예로서, 미리 설정된 산업현장 구역(예, 발전소 내부 또는 외부)에 설치될 수 있다.As an example, the image capturing
영상 촬영 장치(100)는 한 실시예로서, 복수개일 수 있고, 각 영상 촬영 장치(100)는 CCTV 카메라 또는 열화상 카메라(적외선 카메라)일 수 있다.As an example, there may be a plurality of
영상 촬영 장치(100)는 한 실시예로서, 사물인터넷 네트워크를 통해 서버(300)와 영상 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.As an example, the
영상 데이터는 한 실시예로서, 실화상 영상 데이터 및/또는 열화상 영상 데이터를 포함할 수 있다.As an example, the image data may include real image image data and/or thermal image image data.
센싱 장치(200)는 한 실시예로서, 미리 설정된 산업현장 구역에 미리 설정된 산업현장 구역(예, 발전소 내부 또는 외부)에 설치될 수 있다.As an example, the
센싱 장치(200)는 한 실시예로서, 복수개일 수 있고, 각 센싱 장치(200)는 가스 누출 감지 센서, 열 감지 센서, 연기 감지 센서, 화재 감지 센서, 소리 감지 센서, 움직임 감지 센서 중 어느 하나일 수 있다.As one embodiment, there may be a plurality of
센싱 장치(200)는 한 실시예로서, 작업자의 신체에 부착될 수 있고, 위치 측정 센서(예, GPS 센서), 신체 정보 감지 센서를 포함할 수 있다.As an example, the
센싱 장치(200)는 한 실시예로서, 사물인터넷 네트워크를 통해 서버(300)와 센싱 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.As an example, the
센싱 데이터는 한 실시예로서, 가스(LPG, 부탄가스, 프로판가스, 메탄가스, 알콜, 수소가스) 농도 데이터, 열 감지 데이터, 연기 감지 데이터, 화재 감지 데이터, 음향 데이터, 움직임 감지 데이터를 포함할 수 있다.As an example, the sensing data may include gas (LPG, butane gas, propane gas, methane gas, alcohol, hydrogen gas) concentration data, heat detection data, smoke detection data, fire detection data, sound data, and motion detection data. can
센싱 데이터는 한 실시예로서, 작업자의 혈압, 맥박, 체온 데이터를 포함할 수 있다.As an example, the sensing data may include data of a worker's blood pressure, pulse rate, and body temperature.
서버(300)는 한 실시예로서, 영상 촬영 장치(100)로부터 영상 데이터를 수신하고, 센싱 장치(200)로부터 센싱 데이터를 수신하며, 영상 데이터 및 센싱 데이터를 바탕으로 작업자 이상 발생 정보 및 재난 발생 정보를 생성하며, 영상 데이터, 센싱 데이터, 작업자 이상 발생 정보, 및 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성할 수 있다.As an embodiment, the
도 2를 참조하면, 서버(300)는 한 실시예로서, 영상 데이터 수집부(310), 센싱 데이터 수집부(320), 인공지능 분석부(330), 시각화부(340), 저장부(350), 알림부(360)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
영상 데이터 수집부(310)는 한 실시예로서, 영상 촬영 장치(100)로부터 영상 데이터를 수신할 수 있다. The image
영상 데이터 수집부(310)는 한 실시예로서, 유무선 통신을 이용하여 영상 촬영 장치(100)와 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.The image
센싱 데이터 수집부(320)는 한 실시예로서, 센싱 장치(200)로부터 센싱 데이터를 수신할 수 있다.The sensing
센싱 데이터 수집부(320)는 한 실시예로서, 유무선 통신을 이용하여 센싱 장치(200)와 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.As an example, the sensing
인공지능 분석부(330)는 한 실시예로서, 영상 데이터 및 센싱 데이터를 입력 변수로 하는 미리 저장된 인공지능 알고리즘을 이용하여 작업자 이상 발생 정보 또는 재난 발생 정보를 생성할 수 있다.As an example, the artificial
작업자 이상 발생 정보는 한 실시예로서, 작업복장(예, 안전모, 방진마스크 등) 정상 착용 여부에 관한 정보, 작업반경 준수 여부에 관한 정보, 작업자 신체 이상에 관한 정보를 포함할 수 있다.As an example, the worker abnormal occurrence information may include information on whether work clothes (eg, hard hat, dust mask, etc.) are normally worn, information on whether a working radius is observed, and information on worker body abnormalities.
재난 발생 정보는 한 실시예로서, 가스 유출 여부 및 가스 유출 구역에 관한 정보, 화재 발생 여부 및 화재 발생 구역에 관한 정보, 설비 이상 여부 및 이상 설비 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다.Disaster occurrence information, as an example, may include information on whether gas has leaked and the gas leak area, whether a fire has occurred and information on the area where the fire occurred, whether there is an abnormality in the facility and information about the location of the abnormal facility.
미리 저장된 인공지능 알고리즘은 한 실시예로서, 머신 러닝(Machine Learning) 학습 알고리즘 또는 딥러닝(Deep Learning) 학습 알고리즘일 수 있다.As an example, the pre-stored artificial intelligence algorithm may be a machine learning algorithm or a deep learning algorithm.
인공지능 분석부(330)는 한 실시예로서, 학습 데이터를 바탕으로 기계 학습 모델을 생성할 수 있다. As an example, the artificial
학습 데이터는 한 실시예로서, 가스 농도 데이터, 열 감지 데이터, 연기 감지 데이터, 화재 감지 데이터, 음향 데이터, 움직임 감지 데이터, 기준 데이터를 포함할 수 있다.As an example, the learning data may include gas concentration data, heat detection data, smoke detection data, fire detection data, sound data, motion detection data, and reference data.
도 3을 참조하면, 인공지능 분석부(330)는 한 실시예로서, 특징점 추출 모듈(331), 영상 패턴 추출 모듈(332), 사용변수 설정 모듈(333), 이벤트 예측 모듈(334)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the artificial
특징점 추출 모듈(331)은 한 실시예로서, 미리 저장된 특징점 추출 알고리즘을 이용하여 영상 데이터로부터 특징점을 추출할 수 있다.As an example, the feature
영상 패턴 추출 모듈(332)은 한 실시예로서, 특징점과 미리 저장된 기준 데이터를 비교하여 영상 패턴 정보를 추출할 수 있다.As an example, the image
영상 패턴 추출 모듈(332)은 한 실시예로서, 특징점과 저장부(350)에 저장된 특정 행위 또는 특정 현상을 포함하는 기준 데이터와 비교하여 영상 패턴 정보를 추출할 수 있다.As an example, the image
특정 행위는 한 실시예로서, 객체의 이동 방향 및 모션, 설정된 형상의 객체의 소지 여부(예를 들면, 흉기를 소지한 사람, 금지된 방향 또는 이동이 금지된 객체를 통과하는 사람 또는 동물) 등을 포함할 수 있다. A specific action is an example, such as the moving direction and motion of an object, possession of an object of a set shape (for example, a person with a weapon, a person or animal passing through a prohibited direction or object that is prohibited from moving), etc. can include
특정 현상은 한 실시예로서, 소음과, 연기, 불꽃, 충돌, 낙하와 같은 물리적 또는 화학적 현상을 포함할 수 있다. As an example, the specific phenomenon may include physical or chemical phenomena such as noise, smoke, flame, collision, and fall.
영상 패턴 추출 모듈(332)은 한 실시예로서, 정상 행위 또는 객체, 비정상 행위 또는 객체가 모두 포함되며 신규한 특징이 포함된 영상들이 누적 저장되면서 동일한 범위 내의 특징이 반복될 경우 기준 데이터로 추출할 수 있다. The image
영상 패턴 추출 모듈(332)은 한 실시예로서, 영상 데이터 및 센싱 데이터를 축약하여 전송할 수 있도록 자동으로 해상도를 조절하고 대역을 축약(예를 들면, 10Mbps 수준의 Bandwidth)할 수 있다. 이를 통해, 네트워크의 부하를 최소화할 수 있다.As an example, the image
사용변수 설정 모듈(333)은 한 실시예로서, 영상 패턴 정보와 센싱 정보를 사용변수로 설정하고, 산업현장 구역에 따라 서로 다른 가중치를 설정할 수 있다.As an example, the use
사용변수 설정 모듈(333)은 한 실시예로서, 미리 저장된 맵데이터를 이용하여 영상 패턴 정보와 센싱 정보 중 상관관계로 설정된 정보들을 매핑할 수 있다.As an example, the use
이벤트 예측 모듈(334)은 한 실시예로서, 사용변수 설정 모듈(333)에서 설정된 가중치에 따라 이벤트 발생 확률 및 이벤트 위험지수를 산출할 수 있다.As an example, the
이벤트 예측 모듈(334)은 한 실시예로서, 머신 러닝 학습과정을 통해 자체적으로 영상 패턴을 바탕으로 위험도를 예측하여 그 결과를 산출할 수 있다. 이벤트 예측 모듈(334)은 한 실시예로서, 그라디언트 부스팅 프레임 워크를 제공하는 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리인 XGBoost을 이용하여 사용변수에 따른 가중치를 자율적으로 튜닝하여 이벤트 발생확률을 산출하고, DNN(Deep Neural Network) 분석을 통한 학습을 통해 이벤트 위험지수를 산출할 수 있다.As an example, the
시각화부(340)는 한 실시예로서, 미리 저장된 알고리즘을 이용하여, 영상 데이터, 센싱 데이터, 작업자 이상 발생 정보, 및 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성할 수 있다.As an example, the
도 4를 참조하면, 시각화부(340)는 한 실시예로서, 데이터 분류 모듈(341), 속성 데이터베이스(342), 3차원 데이터베이스(343), 상관관계 설정 모듈(344), 가시화 모듈(345)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
데이터 분류 모듈(341)은 한 실시예로서, 미리 저장된 알고리즘을 이용하여, 영상 촬영 장치(100)로부터 수신하는 데이터를 위치 데이터, 속성 데이터, 및 영상 데이터로 분류할 수 있다.As an example, the
데이터 분류 모듈(341)은 한 실시예로서, 미리 저장된 알고리즘을 이용하여, 센싱 장치(200)로부터 수신하는 데이터를 위치 데이터, 속성 데이터, 및 센싱 데이터로 분류할 수 있다.As an example, the
속성 데이터베이스(342)는 한 실시예로서, 영상 촬영 장치(100)의 위치, 타입, 모델, 설치일자, 해상도, 목적, 촬영 범위, 촬영시간을 포함하는 속성 데이터, 영상 촬영 장치(100)의 영상 데이터, 센싱 장치(200)의 위치, 타입, 모델, 설치일자, 목적, 센싱주기를 포함하는 속성 데이터, 센싱 장치(200)의 센싱 데이터, 관제 부서와 이름 및 연락처가 포함된 관제 정보와, 관리자 정보와, 건축 장소 및 층별 위치 정보를 저장할 수 있다.As an example, the
3차원 데이터베이스(343)는 한 실시예로서, 3차원 공간 정보 즉, 실제 물리 공간의 위치와 면적과 높이, 공간 내에 존재하는 객체(예를 들면, 기둥, 벽면, 문, 기계장치, 화단, 화분, 담)에 대한 형상이나 외형 정보를 저장할 수 있다.The
상관관계 설정 모듈(344)은 한 실시예로서, 미리 저장된 맵데이터를 이용하여, 영상 촬영 장치(100)의 영상 데이터 및 속성 데이터와 3차원 공간 정보의 상관관계를 설정할 수 있다. As an example, the
상관관계 설정 모듈(344)은 한 실시예로서, 미리 저장된 맵데이터를 이용하여, 센싱 장치(200)의 센싱 데이터 및 속성 데이터와 3차원 공간 정보의 상관관계를 설정할 수 있다. As an example, the
상관관계 설정 모듈(344)은 한 실시예로서, 미리 저장된 맵데이터를 이용하여, 가상의 공간 좌표와 영상 데이터를 매칭시켜 모델링된 가상의 공간내에서 영상 촬영 장치(100)의 영상 데이터가 출력되는 위치나 표시를 지정할 수 있다.As an embodiment, the
상관관계 설정 모듈(344)은 한 실시예로서, 미리 저장된 맵데이터를 이용하여, 가상의 공간 좌표와 센싱 데이터를 매칭시켜 모델링된 가상의 공간내에서 센싱 장치(200)의 센싱 데이터가 출력되는 위치나 표시를 지정할 수 있다.As an example, the
도 5를 참조하면, 가시화 모듈(345)은 한 실시예로서, 실제 물리 공간을 가상의 3D 공간으로 모델링하고, 모델링된 가상의 3D 공간에 상관관계 기반 센싱 정보를 표시할 수 있다.Referring to FIG. 5 , as an example, the
도 6 및 도 7을 참조하면, 가시화 모듈(345)은 한 실시예로서, 실제 물리 공간을 가상의 3D 공간으로 모델링하고, 모델링된 가상의 3D 공간에 작업자 이상 발생 정보, 재난 발생 정보를 표시할 수 있다.6 and 7, the
도 8을 참조하면, 가시화 모듈(345)은 한 실시예로서, 실제 물리 공간을 가상의 3D 공간으로 모델링하고, 모델링된 가상의 3D 공간에 영상 데이터를 표시(오버레이)할 수 있다.Referring to FIG. 8 , as an example, the
가시화 모듈(345)은 한 실시예로서, 유무선 통신을 이용하여 관리자 단말(400)의 화면에 상관관계 기반 센싱 데이터, 작업자 이상 발생 정보, 재난 발생 정보, 영상 데이터를 출력할 수 있다.As an example, the
저장부(350)는 한 실시예로서, 영상 데이터 및 센싱 데이터를 저장할 수 있다.The
저장부(350)는 한 실시예로서, 동일 또는 유사한 행위나 현상, 객체가 포함된 특징이 포함된 영상들을 나타내는 영상 패턴을 저장할 수 있다.As an example, the
저장부(350)는 한 실시예로서, 영상 속의 객체(예를 들면, 사람, 장비, 동물)의 행위 및/또는 현상(연기, 가스, 모션, 소음)을 포함하는 영상 패턴을 저장할 수 있다.As an example, the
알림부(360)는 한 실시예로서, 인공지능 분석부(330)를 통해 작업자 이상 발생으로 판단되면, 관리자 단말(400) 및 작업자 단말(500)에게 작업자 이상 발생 내역을 포함하는 알림 메시지를 송신할 수 있다.As an example, the
알림부(360)는 한 실시예로서, 인공지능 분석부(330)를 통해 재난 발생으로 판단되면, 관리자 단말(400) 및 작업자 단말(500)에게 재난 발생 내역 및 재난 발생 구역을 포함하는 알림 메시지를 송신할 수 있다.
알림부(360)는 한 실시예로서, 유무선 통신을 이용하여 관리자 단말(400) 및 작업자 단말(500)과 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.As an embodiment, the
관리자 단말(400)은 한 실시예로서, 앱 또는 웹을 통해 서버(300)에 연결될 수 있고, 영상 데이터, 센싱 데이터, 작업자 이상 발생 정보, 재난 발생 정보, 영상 데이터를 화면에 출력할 수 있다. 이를 통해, 작업자 이상 발생 또는 재난 발생시 신속한 대응이 가능하다.As an example, the
관리자 단말(400)은 한 실시예로서, 이동 통신 단말기, 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 워크스테이션, 팜톱(palmtop) 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 웹 패드 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기일 수 있다.The
작업자 단말(500)은 한 실시예로서, 앱 또는 웹을 통해 서버(300)에 연결될 수 있고, 영상 데이터, 센싱 데이터, 작업자 이상 발생 정보, 재난 발생 정보, 영상 데이터를 화면에 출력할 수 있다. 이를 통해, 작업자 이상 발생 또는 재난 발생시 신속한 대응이 가능하다.As an embodiment, the
작업자 단말(500)은 한 실시예로서, 이동 통신 단말기, 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 워크스테이션, 팜톱(palmtop) 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 웹 패드 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기일 수 있다.As an embodiment, the
도 9는 한 실시예에 따른 3차원 시각화 관제 방법의 흐름도이다.9 is a flowchart of a 3D visualization control method according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 한 실시예에 따른 서버(300)의 3차원 시각화 관제 방법은 미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 영상 촬영 장치(100)로부터 영상 데이터를 수신하는 단계(S100), 미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 센싱 장치(200)로부터 센싱 데이터를 수신하는 단계(S200), 영상 데이터 및 센싱 데이터를 바탕으로 작업자 이상 발생 정보 및 재난 발생 정보를 생성하는 단계(S300), 영상 데이터, 센싱 데이터, 작업자 이상 발생 정보, 및 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the 3D visualization control method of the
단계 S100 내지 단계 S400은 위에서 설명한 서버(300)의 동작 내용과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.Steps S100 to S400 are the same as the operations of the
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.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those skilled in the art related to this embodiment will be able to understand that it can be implemented in a modified form within a range that does not deviate from the essential characteristics of the above description. Therefore, the disclosed methods are to be considered in an illustrative rather than a limiting sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope will be construed as being included in the present invention.
Claims (5)
미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 센싱 장치, 그리고
상기 영상 촬영 장치로부터 영상 데이터를 수신하고, 상기 센싱 장치로부터 센싱 데이터를 수신하며, 상기 영상 데이터 및 상기 센싱 데이터를 바탕으로 작업자 이상 발생 정보 및 재난 발생 정보를 생성하며, 상기 영상 데이터, 상기 센싱 데이터, 상기 작업자 이상 발생 정보, 및 상기 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성하는 서버
를 포함하는 3차원 시각화 관제 시스템.An imaging device installed in a preset industrial site area,
A sensing device installed in a preset industrial site area, and
Receives image data from the image capturing device, receives sensing data from the sensing device, generates worker abnormal occurrence information and disaster occurrence information based on the image data and the sensing data, and generates the image data and the sensing data. , Server for generating a three-dimensional visualization image based on the worker abnormal occurrence information and the disaster occurrence information
3-dimensional visualization control system containing a.
상기 서버는,
상기 영상 촬영 장치로부터 상기 영상 데이터를 수신하는 영상 데이터 수집부,
상기 센싱 장치로부터 상기 센싱 데이터를 수신하는 센싱 데이터 수집부,
상기 영상 데이터 및 상기 센싱 데이터를 입력 변수로 하는 미리 저장된 인공지능 알고리즘을 이용하여 상기 작업자 이상 발생 정보 또는 상기 재난 발생 정보를 생성하는 인공지능 분석부, 및
미리 저장된 알고리즘을 이용하여, 상기 영상 데이터, 상기 센싱 데이터, 상기 작업자 이상 발생 정보, 및 상기 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성하는 시각화부
를 포함하는, 3차원 시각화 관제 시스템.In paragraph 1,
The server,
an image data collecting unit receiving the image data from the image capturing device;
a sensing data collection unit receiving the sensing data from the sensing device;
An artificial intelligence analysis unit for generating the worker abnormal occurrence information or the disaster occurrence information using a pre-stored artificial intelligence algorithm using the image data and the sensing data as input variables, and
A visualization unit for generating a 3D visualization image based on the image data, the sensing data, the operator abnormal occurrence information, and the disaster occurrence information using a pre-stored algorithm.
Including, three-dimensional visualization control system.
상기 작업자 이상 발생 정보는,
작업복장 정상 착용 여부에 관한 정보, 작업반경 준수 여부에 관한 정보, 작업자 신체 이상에 관한 정보를 포함하는, 3차원 시각화 관제 시스템.In paragraph 2,
The worker abnormal occurrence information,
A three-dimensional visualization control system that includes information on whether or not work clothes are normally worn, information on whether or not the working radius is observed, and information on worker's body abnormalities.
상기 재난 발생 정보는,
가스 유출 여부 및 가스 유출 구역에 관한 정보, 화재 발생 여부 및 화재 발생 구역에 관한 정보, 설비 이상 여부 및 이상 설비 위치에 관한 정보를 포함하는, 3차원 시각화 관제 시스템.In paragraph 3,
The disaster occurrence information,
A three-dimensional visualization control system that includes information on gas leakage and gas leakage zones, fire occurrence and fire zone information, facility abnormality and abnormal facility location information.
미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 영상 촬영 장치로부터 영상 데이터를 수신하는 단계,
미리 설정된 산업현장 구역에 설치되는 센싱 장치로부터 센싱 데이터를 수신하는 단계,
상기 영상 데이터 및 상기 센싱 데이터를 바탕으로 작업자 이상 발생 정보 및 재난 발생 정보를 생성하는 단계, 그리고
상기 영상 데이터, 상기 센싱 데이터, 상기 작업자 이상 발생 정보, 및 상기 재난 발생 정보를 바탕으로 3차원 시각화 이미지를 생성하는 단계
를 포함하는 3차원 시각화 관제 방법.
As a 3D visualization control method of a server of a 3D visualization control system,
Receiving image data from an image capturing device installed in a preset industrial site area;
Receiving sensing data from a sensing device installed in a preset industrial site area;
Generating worker abnormal occurrence information and disaster occurrence information based on the image data and the sensing data, and
Generating a 3D visualization image based on the image data, the sensing data, the worker abnormal occurrence information, and the disaster occurrence information
3-dimensional visualization control method comprising a.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020220002862A KR20230107002A (en) | 2022-01-07 | 2022-01-07 | 3d visualization control system and method for managing safety of workers in industrial sites |
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