KR20240003075A - 거리측정을 이용한 침입 감지시스템 - Google Patents

거리측정을 이용한 침입 감지시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 전방으로 신호를 송신하는 라이다센서 또는 레이더센서; 침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 전방으로 적외선 열감지신호를 송신하는 PIR 센서; 라이다센서 또는 레이더센서 및 PIR 센서에서 감지된 신호를 처리하는 제어부; 제어부에서 처리된 결과를 관리자에게 인지시키는 경보부 및 표시부;로 구성되는 침입감지장치로 이루어지고, 라이다센서 또는 레이더센서는 펜스와 일정거리 이격된 상태에서 펜스와 평행하게 설치되고, 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 신호를 송신하며, PIR 센서는 입체형과 면형이 프레넬 렌즈의 각도가 조절되어 설치되고, 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 열감지신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 거리측정을 이용한 침입 감지시스템을 개시한다.

Description

거리측정을 이용한 침입 감지시스템{INVASION SENSING SYSTEM USING DISTANCE MEASUREMENT}
본 발명은 거리측정을 이용한 침입 감지시스템에 관한 것이다.
본 발명은 더욱 상세하게, 라이다센서 또는 레이더센서로부터 신호를 펜스와 평행하게 송신하여 침입여부 및 침입 위치 등을 정확하게 판별할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 또한, 라이다센서 또는 레이더센서와 PIR 센서를 함께 구성하여 사람에 의한 침입인지를 정확하게 판별할 수 있도록 한 것이다.
한국특허등록 제10-1579369호는 레이더를 이용한 침입 감지 시스템에 관한 것으로써, 경비구역의 외부에 설치된 침입 감지용 레이더; 및 상기 경비구역의 외부에 각각 설치되고, 상기 레이더로부터 방출되는 전파신호가 상기 경비구역의 외곽부를 따라 진행되도록 상기 전파신호를 소정의 방향으로 각각 반사시키는 다수의 RF(Radio Frequency) 반사체를 포함하여, 침입 감지용 레이더에서 방출되는 전파신호를 반사시켜 감지거리와 영역을 확장함으로써, 설치되는 감지 레이더의 설치 개수를 최소화하며, 무 감지 영역을 줄일 수 있도록 한 것이다.
그러나 이러한 기술은 레이더에서 방출되어 확장되는 전파신호의 수신이 정확하게 이루어지도록 하는 수단이 개시되지 않으므로 침입 감지에 있어서 부정확성이 높아질 수 있는 단점이 있다.
한국특허공개 제10-2021-0051555호는 다중 2D 라이다 센서를 이용한 스마트 안전펜스 시스템에 관한 것으로써, 안전 구역에 설치되는 복수의 안전펜스 지지대의 상부에 설치되어 주변을 감지하는 전자 안전펜스 모듈과, 상기 복수의 전자 안전펜스 모듈로부터 감지 데이터를 전송받아 분석하여 안전 구역 내의 물체를 검출하는 관제센터를 포함하는 스마트 안전펜스 시스템으로서, 상기 전자 안전펜스 모듈에는 360도 2차원 평면을 스캔할 수 있는 2D 라이다 센서가 구비된 침입자 감시모듈과, 상기 침입자 감시모듈을 통해 감지되는 데이터를 무선 통신을 통해 관제센터에 전송하는 무선 통신모듈이 구비되고, 상기 관제센터에는 복수의 전자 안전펜스 모듈로부터 전송되는 2D 라이다 센서 감지 신호를 수신하는 무선 통신모듈과, 상기 무선 통신모듈을 통하여 수신되는 2D 라이다 센서 신호를 분석하여 안전 구역내에 움직이는 물체를 감지하여 추적하는 현장 상황 정보 분석서버가 구비되어, ICT 융합기술 기반의 안전펜스로 출입자 관리 및 거동 수상자에 대한 능동적인 대응이 가능하여 현장에서 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있고 현장을 외부와 차단하여 보안을 강화할 수 있도록 한 것이다.
그러나 이러한 기술은 여러 대의 라이다를 같은 공간에서 서로 다른 위치에 배치하는 것으로 그 설치비용이 증가할 수 있고, 일정영역을 형성하는 라이다신호가 영향을 미치는 영역내에서만 침입 감시가 가능하다는 단점이 있다.
1. 한국특허등록 제10-1579369호(2015. 12. 21. 등록공고) 2. 한국특허공개 제10-2021-0051555(2021. 05. 10. 공개)
본 발명은 라이다센서 또는 레이더센서를 펜스에 평행하게 설치하여 펜스에 와 평행하게 송신되는 신호를 통해 침입 여부 및 침입 위치를 정확하게 판별할 수 있도록 한, 거리측정을 이용한 침입 감지시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 라이다센서 또는 레이더센서와 함께 열감지센서(PIR)를 설치하여 야생동물 또는 조류가 아닌 사람에 의한 침입을 정확하게 판별할 수 있도록 한, 거리측정을 이용한 침입 감지시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, PIR 센서를 면형과 입체형으로 구성하여 사람에 의한 침입 감지의 정확도를 높일 수 있도록 한, 거리측정을 이용한 침입 감지시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 케이블의 흔들림 등을 감지하는 충격센서를 함께 설치하여 침입 감지의 정확도를 높일 수 있도록 한, 거리측정을 이용한 침입 감지시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 거리측정을 이용한 침입 감지시스템은,
침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 펜스와 평행하게 전방으로 신호를 송신하는 라이다센서 또는 레이더센서;
상기 라이다센서 또는 레이더센서에서 감지된 신호를 처리하는 제어부;
상기 제어부에서 처리된 결과를 관리자에게 인지시키는 경보부 및 표시부;로 구성되는 침입감지장치로 이루어지고,
상기 라이다센서 또는 레이더센서는 펜스와 일정거리 이격된 상태에서 펜스와 평행하게 설치되고,
상기 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 거리측정을 이용한 침입 감지시스템은,
침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 전방으로 적외선 열감지신호를 송신하는 PIR 센서;
상기 PIR 센서에서 감지된 신호를 처리하는 제어부;
상기 제어부에서 처리된 결과를 관리자에게 인지시키는 경보부 및 표시부;로 구성되는 침입감지장치로 이루어지고,
상기 PIR 센서는 입체형과 면형이 프레넬 렌즈의 각도가 조절되어 설치되고,
상기 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 열감지신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 거리측정을 이용한 침입 감지시스템은,
침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 전방으로 신호를 송신하는 라이다센서 또는 레이더센서;
침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 전방으로 적외선 열감지신호를 송신하는 PIR 센서;
상기 라이다센서 또는 레이더센서 및 PIR 센서에서 감지된 신호를 처리하는 제어부;
상기 제어부에서 처리된 결과를 관리자에게 인지시키는 경보부 및 표시부;로 구성되는 침입감지장치로 이루어지고,
상기 라이다센서 또는 레이더센서는 펜스와 일정거리 이격된 상태에서 펜스와 평행하게 설치되고,
상기 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 신호를 송신하며,
상기 PIR 센서는 입체형과 면형이 프레넬 렌즈의 각도가 조절되어 설치되고,
상기 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 열감지신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 거리측정을 이용한 침입 감지시스템에 따르면, 라이다센서 또는 레이더센서를 펜스와 평행하게 설치하여 신호가 펜스와 평행하게 송신됨으로써 펜스를 통한 침입을 감지하고, 측정된 거리를 통해 침입이 이루어진 지점을 정확하게 판별해낼 수 있다.
또한, 라이다센서 또는 레이더센서와 함께 열감지센서를 설치하여 사람의 온도를 정확하게 판별해냄으로써 야생동물 또는 조류에 의한 침입을 구분해내고, 사람에 의한 침입여부를 정확하게 판별해낼 수 있다.
또한, PIR 센서를 면형과 입체형으로 구성하여 사람에 의한 침입 감지의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 케이블의 흔들림 등을 감지하는 충격센서를 함께 설치하여 침입 감지의 정확도를 높일 수 있다.
다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 침입 감지시스템의 구성도.
도 2는 도 1의 침입감지장치의 제어 구성도.
도 3은 라이다신호 또는 레이더신호에 의해 침입자가 감지되는 개념도.
도 4는 PIR 신호에 의해 사람의 침입이 감지되는 영역 구분도.
도 5 및 도 6은 도 2의 충격센서의 구조도.
도 7은 입체형 PIR 센서와 면형 PIR 센서의 구성도.
도 8은 침입 형태에 따른 입체형 PIR 센서와 면형 PIR 센서의 감시영역을 나타낸 예시도.
도 9는 라이다신호 또는 레이더신호와 입체형 PIR 센서 및 면형 PIR 센서에 의한 침입 형태를 나타낸 예시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
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.
[발명의 바람직한 형태]
본 발명은 거리측정을 이용한 침입 감지시스템을 개시한다.
본 발명은 라이다센서 또는 레이더센서를 함께 또는 어느 하나를 선택하여 구성할 수 있으며, 이 센서를 펜스와 대향되게 앞부분에 설치하는 것이 아니라, 펜스와 일정거리 이격시켜 평행하게 설치하여 펜스와 평행하게 신호가 송신되도록 한다. 따라서 펜스와 일정거리 이격된 상태에서 펜스와 평행하게 신호가 송신되므로 펜스의 앞 또는 뒤에서 펜스를 절단하거나 월담하려는 침입자에게 신호가 도달되어 침입이 감지될 수 있다.
이러한 센서 설치방법에 따르면, 예를 들어 센서로부터 송신되는 신호가 펜스의 전구간에 걸쳐 도달하도록 펜스 전체 길이 및 신호 송신가능 거리가 부합되도록 설정되는 경우, 하나의 센서만 설치하여도 펜스의 전 구간에 대한 침입 감지가 가능하게 된다.
본 발명은 센서로부터 신호의 송신거리가 미리 설정된 상태에서 설정된 거리만큼만 신호가 송신되도록 제어할 수 있다. 즉 반사판이 없이 프로그램으로 거리를 설정하여 송신할 수 있다. 이와 같이 설정하면, 신호가 설정된 거리만큼 송신되지 않는 경우 그 지점에서 침입이 이루어짐을 판별해낼 수 있다. 따라서 신호가 침입자로부터 반사되지 않더라도 침입을 감지할 수 있다. 이때, 설정된 송신거리만큼의 신호 송신이 방해되는 시간을 카운트하여 그 카운트된 시간에 따라 사람에 의한 의도적인 침입인지 또는 동물에 의한 신호송신 방해인지 또는 자연현상에 의한 신호송신 방해인지 등을 판별해낼 수 있다. 즉 방해되는 시간이 오랜 시간이면 사람에 의한 침입으로 판단할 수 있다.
본 발명은 또한, 센서로부터 송신되는 신호의 송신거리가 미리 설정되지 않은 상태에서 신호가 반사되는 경우 그 반사지점에서 침입이 이루어짐을 감지할 수 있다.
본 발명은 다른 실시예로써, 열감지센서(PIR)를 라이다센서 또는 레이저센서와 함께 또는 펜스의 일정구역마다 설치하여 열을 감지함으로써 사람에 의한 의도적인 침입인지 또는 동물에 의한 신호인지 또는 자연현상에 의한 신호인지 등을 판별해낼 수 있다.
상기 열감지센서는 입체형과 면형을 함께 구성하여 라이다 또는 레이더신호 송신구역내에서 열감지가 가능하도록 함으로써 사람에 의한 침입을 정확하게 판별해낼 수 있다. 즉 인체감지센서 연동으로 빔이 차단되는 전기적인 신호값을 토대로 이동물체가 생물인지 또는 무생물인지를 효과적으로 판별해낼 수 있다.
본 발명은 또 다른 실시예로써, 펜스의 흔들림 등을 감지하는 충격센서를 펜스의 일정구역마다 설치하여 라이다센서 또는 레이더센서 및 열감지센서에서 감지된 신호와 함께 처리함으로써 사람에 의한 의도적인 침입인지 또는 동물에 의한 신호인지 또는 자연현상에 의한 신호인지 등을 판별해낼 수 있다.
상기 충격센서는 침입 감지의 정확성을 높이기 위하여 펜스의 일정구역마다 열감지센서와 함께 설치될 수 있다. 또한, 상기 라이다센서 또는 레이더센서로부터 송신되는 신호는 각 충격센서가 설치된 구역까지 송신되도록 제어부에서 설정되어, 신호송신 방해가 이루어지는 구역과 충격센서에 의한 진동감지가 이루어지는 구역이 일치하는 경우 그 구역에서 침입이 이루어짐을 감지할 수 있다.
즉 펜스에 펜스 진동, 충격, 장력 등을 감지할 수 있는 감지기들을 함께 설치하여 침입자의 빔 차단시간을 최대한 길게 할 수 있으므로 침입에 의한 빔 차단으로 발생되는 전기적인 신호값 거리인지, 자연현상에 의한 전기적 신호가 연속적이거나 광범위하게 발생되는 신호의 원인이 사람의 열이 있는 물체인지를 PIR 센서로 이중으로 검증할 수 있다.
본 발명은 PIR 센서의 오동작 방지와 침입 감지 신뢰성을 향상하고자 2개의 PIR 센서를 조합 구성하되, 감지 폭이 넓은 입체형과 감지 폭이 좁으면서 먼 거리까지 감지하는 면형을 조합하여 구성하거나, 프레넬 렌즈의 감지 각도가 서로 다른 렌즈를 복합적으로 조합하여 중복 감지 구역이 만들어지도록 구성할 수 있다. 따라서 급격한 온도 변화, 지면의 복사열, 아지랑이, 빠른 속도로 날아 가는 조류 등으로 인한 오동작을 방지할 수 있다.
입체형 PIR 센서는 지면에 접촉하여 지면의 복사열과 아지랑이 등으로 오동작이 많을 수 있으나, 면형 PIR 센서와 라이다센서 또는 레이더센서는 지면보다 일정한 높이로 설치할 수 있으므로 야생 동물에 의한 오동작을 줄일 수 있고, 여기에 온도 변화 등에 영향을 받지 않는 라이다 또는 레이더 신호를 복합적으로 처리하여 입체형 PIR 센서의 단점을 개선할 수 있도록 한다.
본 발명은 또한, 한 개의 영역만 감지하는 PIR 센서를 입체형으로만 단독 설치하거나 PIR 영상분석 카메라만 단독으로 설치할 경우, 구름에 의해 조도의 변화가 발생하여 온도 차가 발생되고, 작은 수풀에 의해서도 잦은 오동작이 발생될 수 있으므로 입체형 및 면형의 이중 구조로 PIR 센서를 조합하여 설치하고, 중복되는 구역에서 감지되는 신호를 처리함으로써 오동작을 방지할 수 있다.
본 발명은 경보처리 방법으로써 다음과 같은 방법을 제시한다.
실제 경보로써, 사람의 온도가 입체형 PIR 센서 감지영역과 면형 PIR 센서 감지영역에서 중복 감지될 경우 발생되도록 설정되며, 라이다센서 또는 레이더센서가 추가로 설치된 경우에는 3 개가 동시에 감지 조건을 만족할 경우 발생되면서 침투거리도 표시한다.
예비경보로써, 사람의 온도가 입체형 PIR 센서 감지영역에서만 감지될 경우 또는 면형 PIR 센서 감지구역 끝지점에서만 감지될 경우, 거리만 감지되면서 감지 지속시간이 설정된 시간 이상일 경우 발생되도록 설정된다.
[발명의 바람직한 실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 침입 감지시스템의 구성도이다. 도 2는 도 1의 침입감지장치의 제어 구성도이다. 도 3은 레이저 신호에 의해 침입자가 감지되는 개념도이다. 도 4는 PIR 신호에 의해 사람의 침입이 감지되는 영역 구분도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 침입 감지시스템은 펜스에 인접하여 구성되어 침입을 감지하는 침입감지장치(1)와, 상기 침입감지장치(1)로부터 전송되는 침입감지신호를 처리하는 관제센터(2)와, 상기 침입감지장치(1) 및 관제센터(2)와 연계하여 침입을 분석하는 융합센터(3)와, 상기 침입감지장치(1)로부터 전송되는 침입감지신호를 처리하는 단말기(4)로 구성될 수 있다.
상기 단말기(4)는 관제센터(2)의 관리자 단말기일 수 있다.
상기 침입감지장치(1)는 펜스에 인접하여 설치되는 각종 센서와 센서의 감지신호를 처리하는 제어부 및 제어부에서 처리된 신호를 송신하는 통신망 등으로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 침입감지장치(1)는 전방으로 신호를 송신하는 라이다센서(110)(또는 레이더센서)와, 열을 감지하는 PIR센서(120)와, 펜스의 흔들림(진동)을 감지하는 충격센서(130)로 구성된 복합 감지센서부(100)와, 상기 복합 감지센서부(100)에서 감지된 신호를 처리하는 제어부(100)와, 상기 제어부(100)에서 처리된 결과를 외부에 글자, 문자 등으로 표시하는 표시부(130)와, 상기 제어부(100)에서 처리된 결과를 외부에 경보음 등으로 표시하는 경보부(140)로 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 라이다센서(110)는 펜스에 평행하게 설치될 수 있으며, 바람직하게는 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정거리 이격된 위치에서 펜스와 평행하게 설치될 수 있다. 이와 같이 설치하는 것은, 침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 반드시 펜스의 앞 또는 뒤에 접근해야 하므로 접근 여부를 라이다센서(110)로부터 송신되는 신호를 토대로 감지하기 위한 것이다.
상기한 바와 같이 라이다센서(110)는 펜스의 뒤에도 설치될 수 있다. 이러한 경우는 감지장치의 고장 등의 이유에 따라 펜스의 앞에서 침입자 감지가 이루어지지 않은 상태에서 침입자가 침입한 후, 다시 펜스를 통해 빠져나가려는 경우 펜스를 절단하거나 월담해야 하므로 이러한 상황을 감지하기 위한 대처방안으로써, 침입자 감지가 이중삼중으로 이루어질 수 있도록 하여 침입자 감지의 정확도를 향상시킬 수 있다.
상기 라이다센서 또는 레이더센서의 설치에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면, 펜스의 앞 대략 30 ~ 50cm 이격된 위치를 따라 평행하게 신호가 송신되도록 라이다센서(110)를 펜스로부터 대략 30 ~ 50cm 이격된 위치에 설치하면 침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려는 경우 펜스 앞에서 서성거리는 동안 신호가 침입자에게 도달하거나 또는 반사되므로 이를 토대로 펜스의 어느 구역을 통해 침입자가 침입하려는지를 판별해낼 수 있다.
이러한 동작을 위해 제어부(100)에는 프로그램이 저장될 수 있으며, 라이다센서(110)로부터 송신되는 신호의 송신거리가 미리 설정될 수 있고, 비록 설정되지 않더라도 반사되는 거리를 토대로 침입자의 침입구역을 판별해낼 수 있다. 신호의 송신거리가 복수 개로 미리 설정되어 그 설정된 거리만큼 신호가 송신되도록 제어하는 것은, 펜스의 전체 길이에서 상기 설정된 복수 개 신호 송신거리가 각각 어느 구역에 해당하는지에 대한 구역정보와 부합되어 저장 관리됨으로써 가능하고, 이러한 정보는 침입이 이루어질 수 있는 펜스의 전체길이에 걸쳐 세분화되어 저장될 수 있다.
이렇게 구성하면, 신호의 송신상태에 따라 침입을 감지할 수 있다. 만일 라이다센서(110)로부터 송신되는 신호가 송신거리 100미터로 설정되어 송신되는데 100미터까지 도달하지 못하는 경우 제어부(100)는 일단 침입이 이루어질 가능성이 높은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 보다 정확하게 침입을 감지하기 위해서 제어부(100)는 타이머를 이용하여 신호 반사량을 카운트하고, 그 반사량을 기준으로 사람에 의한 침입인지를 판별해낼 수 있다. 즉 야생동물에 의한 차단과, 사람에 의한 차단 그리고 암석 등 고정물에 의한 차단, 자연현상에 의한 차단 등으로 구분하여 판별할 수 있다. 예를 들어, 펜스를 절단하기 위해 사람이 장시간 머무르는 경우 반사량은 많아질 수 있을 것이다.
또한, 상기 설정된 거리만큼 신호가 송신되도록 제어되는 경우, 신호가 송신된 거리만큼 도달하지 않고 그 전에 차단되는 경우 차단시간을 카운트하고, 그 차단시간을 기준으로 사람에 의한 침입인지를 판별해낼 수 있다. 즉 야생동물에 의한 차단과, 사람에 의한 차단 그리고 암석 등 고정물에 의한 차단, 자연현상에 의한 차단 등으로 구분하여 판별할 수 있다. 예를 들어, 펜스를 절단하기 위해 사람이 장시간 머무르는 경우 차단시간은 길어질 수 있을 것이다.
이러한 동작을 위해, 제어부(100)는 침입으로 판단될 수 있는 사람에 의한 차단시간 및 차단량 등이 미리 설정 저장되며, 그 차단시간 및 차단량을 토대로 야생동물에 의한 차단인지 또는 사람에 의한 차단인지 등을 구분해내는 것이다. 또한, 차단시간이 사람에 의한 차단보다도 긴 경우에는 움직일 수 없는 고정물, 예를 들어 암석 등이 가로막고 있는 것으로 판단할 수 있을 것이다.
이러한 동작은 타이머 및 비교기 등을 이용하여 가능해질 수 있다.
본 발명은 다른 실시예로써, 펜스의 일정거리, 즉 일정구역마다 PIR센서(120)와 충격센서(130)를 설치할 수 있고, 이들은 펜스에 인접해서 설치하지 않고, 펜스에 직접 설치될 수 있다. 즉 펜스의 일정높이에 PIR센서(120)와 충격센서(130)를 상하로 또는 반대로 설치하면, 해당 구역을 통해 침입자가 침입하려는 경우 용이하게 감지해낼 수 있게 된다.
상기 PIR센서(120)와 충격센서(130)가 설치된 지점이 제어부(100)에 저장되면, 제어부(100)는 해당 지점까지 신호가 송신되도록 라이다센서(110)를 제어할 수 있다. 이렇게 하면, 만일 침입자가 PIR센서(120)와 충격센서(130)가 설치된 지점에서 침입하려는 경우 라이다센서(110), PIR센서(120) 및 충격센서(130)의 3 가지 감지신호를 토대로 침입을 감지할 수 있게 된다.
이때, 상기 충격센서(130)는 반드시 충격센서(130)가 설치된 지점이 아닌 약간 이격된 거리에서도 펜스를 절단하거나 월담하기 위해 펜스를 건드리는 경우 펜스의 흔들림을 감지하므로 이를 침입신호로 감지할 수 있으나, 충격센서(130)에 의해 감지되는 신호의 세기를 충격센서(130)가 설치된 지점과 그 이외 지점으로 구분하여 미리 설정하여 두면 침입인지의 여부를 보다 정확하게 감지할 수 있을 것이다.
한편, 다른 실시예로서 상기 PIR센서(120)는 충격센서(130)와 동일한 위치에 설치하지 않고, 라이다센서(110)와 함께 설치할 수 있다. 이렇게 설치하면, 라이다센서(110)가 펜스에 평행하게 전방으로 신호를 송신하는 경우, PIR센서(120)도 펜스와 평행하게 전방으로 적외선을 송신하여 사람에 의한 침입인지를 감지할 수 있도록 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 충격센서(130)는 좌우측이 서로 대칭되도록 구성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 충격센서 조립체에서 반으로 구분된 제1 절편에는 마그네틱(M)을 사이에 두고 한 쪽에는 캡 고정용 봉(131a)과, 캡 고정용 핀(132a)과, 제2 절편의 캡 고정용 핀 삽입홀(133a)과, 제2 절편의 캡 고정용 봉 삽입홀(134a)이 일렬로 형성되고, 다른 쪽에는 캡 고정용 봉(135a)과, 캡 고정용 핀(136a)과, 제2 절편의 캡 고정용 핀 삽입홀(137a)과, 제2 절편의 캡 고정용 봉 삽입홀(138a)이 일렬로 형성된다.
또한, 외부로부터 빗물 등이 유입되지 않도록 좌우로 구분되어 형성되는 턱(151a)(152a)과, 제2 절편의 턱 삽입홀(153a)(154a)이 형성된다.
또한, 외부로부터 빗물 등이 유입되는 것을 방지하고, 코팅제 등이 외부로 넘쳐 흐르지 않도록 하는 턱(155a)이 일측에 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 절편의 한 쪽에는 캡 고정용 봉(131a)의 삽입홀(131b)과, 캡 고정용 핀(132a)의 삽입홀(132b)과, 제1 절편의 삽입홀(133a)에 삽입되는 캡 고정용 핀(133b)과, 제1 절편의 봉 삽입홀(134a)에 삽입되는 캡 고정용 봉(134b)이 일렬로 형성되고, 다른 쪽에는 캡 고정용 봉(135a)이 삽입되는 캡 고정용 봉 삽입홀(135b)과, 캡 고정용 핀(136a)이 삽입되는 캡 고정용 핀 삽입홀(136b)과, 캡 고정용 핀(137a)과, 캡 고정용 봉(138a)이 일렬로 형성된다.
또한, 외부로부터 빗물 등이 유입되지 않도록 좌우로 구분되어 형성되는 턱(151a)(152a) 삽입홀(151b)(152b)과, 제1 절편의 삽입홀(153a)(154a)에 삽입되는 턱(153b)(154b)이 형성된다.
또한, 외부로부터 빗물 등이 유입되는 것을 방지하고, 코팅제 등이 외부로 넘쳐 흐르지 않도록 하는 턱(155b)이 일측에 형성된다.
이와 같이 구성된 제1 및 제2 절편을 조립하면 충격센서의 조립구조를 더욱 강하게 유지할 수 있으며, 외부로부터 빗물 등이 유입되는 것을 방지하여 누전 등으로 인한 오동작을 방지할 수 있고, 코팅제 등이 외부로 유출되는 것도 방지하여 마그네틱의 정확한 동작이 보장될 수 있다.
상기 PIR센서의 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 7은 입체형 PIR 센서와 면형 PIR 센서의 구성도이다. 도 8은 침입 형태에 따른 입체형 PIR 센서와 면형 PIR 센서의 감시영역을 나타낸 예시도이다. 도 9는 라이다신호 또는 레이더신호와 입체형 PIR 센서 및 면형 PIR 센서에 의한 침입 형태를 나타낸 예시도이다.
다른 실시예는 PIR 센서의 오동작 방지와 침입 감지 신뢰성을 향상하고자 2개의 PIR 센서를 사용하되, 감지 폭이 넓은 입체형과 감지 폭이 좁으면서 먼 거리 까지 감지할 수 있는 면형으로 구성하거나, 프레넬 렌즈의 감지 각도가 서로 다른 렌즈를 복합적으로 조합하여 중복 감지 구역을 만들어내도록 할 수 있다.
따라서 중복신호를 토대로 급격한 온도 변화, 지면의 복사열, 아지랑이, 빠른 속도로 날아가는 조류 등으로 인한 오동작을 방지할 수 있다.
상기 입체형 PIR 센서는 지면으로부터 펜스 상단까지 감지가 가능하도록 지면에 접촉한 상태로 설치되어 지면의 복사열과 아지랑이 등으로 인한 오동작이 있을 수 있으나, 면형 PIR 센서와 라이다센서 또는 레이더센서는 지면보다 일정한 높이로 설치하므로 야생 동물 등에 의한 오동작을 줄일 수 있고, 온도 변화 등에 영향을 받지 않는 라이다신호 또는 레이더신호와 복합적으로 처리하여 입체형 PIR 센서의 단점을 개선할 수 있다.
즉 한 개의 영역만 감지하도록 PIR 센서를 입체형으로만 단독 설치할 경우, 구름에 의해 조도의 변화가 발생하여 온도 차가 발생되고, 작은 수풀에 의해서도 잦은 오동작이 발생되므로 입체형 및 면형의 조합 구조로 PIR 센서를 설치하고, 중복되는 구역에서 감지되는 신호를 처리함으로써 오동작을 방지할 수 있다.
이와 같은 실시예에 따르면, 다음과 같은 동작효과를 얻을 수 있다.
PIR 센서는 온도 변화로 오경보가 발생할 수 있고 일정한 크기의 야생 동물 이동으로 오동작이 발생될 수 있으나, 레이더센서 또는 라이다센서는 온도 변화에 영향을 받지 않으며, 야생 동물과 날짐승 동작 패턴과 사람 걷는 속도와 펜스 절단이나 월책 시도 시에 감시 구역내의 특정 지점에서 움직임과 지체시간 등의 패턴을 이용하여 야생 동물과 침입자를 정확하게 구분함으로써 오경보를 방지할 수 있다.
또한, 안개 농도에 따라 설정된 최대 감지거리가 짧아지거나 길어지는 현상으로 PIR센서 감도 설정과 폭우나 우박 등으로 동시 다발 거리 산출값 현상이 발생될 경우, 입체형 PIR센서, 면형 PIR센서, 레이더센서 또는 라이다센서의 복합 신호를 재설정하여 기상 상황에 맞는 신호처리를 함으로써 오경보를 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 라이다센서 또는 레이저센서와 PIR센서에 의한 침입 판단을 예시해보면 다음과 같다.
하기에서 거리측정 신호가 감지된다는 것은 소정 거리(위치)에서 레이더센서 신호 또는 라이다센서 신호가 차단되는 것을 의미하며, 입체형 PIR 센서 및 면형 PIR 센서 신호가 감지된다는 것은 상기 레이더센서 신호 또는 라이다센서 신호가 차단되는 지점에서 PIR 신호가 감지된다는 것을 의미한다. 또한, 라이다센서 또는 레이더센서도 프레넬 렌즈 등을 통해 신호의 각도를 조절할 수 있다. 즉 지면에 대해 수평으로 신호가 송신되지 않는 경우는 렌즈를 통해 신호 송신 각도 등을 조정할 것으로 이해하면 된다. 거리측정 신호의 송신 각도를 조정하는 것은 침입이 반드시 고정된 높이에서만 이루어지는 것은 아니기 때문이다.
1. 거리측정 신호 1과 입체형 PIR 센서 신호가 모두 소정위치(거리)에서 감지되어 일정시간 이상 유지될 경우 침입으로 판단하고, 일시적인 경우에는 야생 동물과 날짐승으로 판단한다.
2. 거리측정 신호 2와 입체형 PIR 센서 및 면형 PIR 센서 신호가 모두 감지될 경우, 물체가 펜스에 밀착되어 있는 것으로 간주, 즉 공중에 떠 있는 상태로 판단하여 날짐승으로 판단한다.
그러나, 감지 상태가 일정시간 이상 지속될 경우 침입으로 판단하며, 동시에 신호 3도 동일 위치에서 감지될 경우 사다리 침투나 월책으로 판단한다.
3. 거리측정 신호 3과 입체형 PIR 센서 신호가 동시에 감지될 경우 날 짐승으로 판단한다.
그러나, 설정된 시간 이상 예비경보가 지속적으로 발생되고, 신호 차단시간이 길어질 경우 사다리를 이용한 침투로 판단한다.
3. 거리측정 신호 1, 2와 입체형 PIR 센서 및 면형 PIR 센서값이 동시에 소정위치에서 감지된 경우 펜스 절단 및 월책 시도로 판단한다.
4. 거리측정 신호 1, 2, 3이 모두 소정위치에 감지되고 입체형 PIR 센서, 면형 PIR 센서 신호도 동시에 감지될 경우 침입으로 판단한다.
5. 평지에서 측면으로 거리측정 신호 1, 2, 3, N-1, N이 순차적으로 소정위치에서 감지되면서 입체형 PIR 센서 신호와 면형 PIR 센서 신호도 감지될 경우, 움직이는 속도와 이동 거리를 계산하여 날짐승, 소동물, 침입자를 구분하여 판단한다.
6. 평지에서 정면으로 거리측정 신호와 면형 PIR 센서, 입체형 PIR 센서 신호가 순차적으로 감지될 경우, 움직이는 속도와 이동 거리를 계산하여 날짐승, 소동물, 침입자를 구분하여 판단한다.
7. 거리측정 신호의 감지거리가 불규칙적으로 발생하고 최대 감지거리가 짧아지는 현상이 발생될 경우, 안개, 우박, 폭우 등의 기상 변동이 발생된 것으로 판단하여 기상 상황에 맞게 다시 세팅한다. 이러한 제반 사항은 원격으로 운영 서버 S/W에서 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관해서 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 물론이다.
따라서 본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 그리고 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
거리측정을 이용한 침입 감지시스템을 구현하기 위한 실시예가 기술되었다. 위에 기술된 실시예는 본원발명에 기술되는 원리를 나타내는 많은 구체적 실시예중에서 일부 실시예를 예시하는 것이다. 따라서 본원발명의 실시예를 이용함에 따라 당업자들이 본원발명 의 청구항에 의해 정의된 범위내에서 많은 다른 배열들을 쉽게 구현해낼 수 있을 것이다.
1 : 침입감지장치 2 : 관제센터
3 : 융합센터 4 : 단말기
100 : 제어부 110 : 라이다센서
120, 125, 127 : PIR 센서 130 ; 충격센서
140 : 표시부 150 : 경보부

Claims (3)

  1. 침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 전방으로 신호를 송신하는 라이다센서 또는 레이더센서;
    상기 라이다센서 또는 레이더센서에서 감지된 신호를 처리하는 제어부;
    상기 제어부에서 처리된 결과를 관리자에게 인지시키는 경보부 및 표시부;로 구성되는 침입감지장치로 이루어지고,
    상기 라이다센서 또는 레이더센서는 펜스와 일정거리 이격된 상태에서 펜스와 평행하게 설치되고,
    상기 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 거리측정을 이용한 침입 감지시스템.
  2. 침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 전방으로 적외선 열감지신호를 송신하는 PIR 센서;
    상기 PIR 센서에서 감지된 신호를 처리하는 제어부;
    상기 제어부에서 처리된 결과를 관리자에게 인지시키는 경보부 및 표시부;로 구성되는 침입감지장치로 이루어지고,
    상기 PIR 센서는 입체형과 면형이 프레넬 렌즈의 각도가 조절되어 설치되고,
    상기 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 열감지신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 거리측정을 이용한 침입 감지시스템.
  3. 침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 전방으로 신호를 송신하는 라이다센서 또는 레이더센서;
    침입자가 펜스를 절단하거나 월담하려고 할 경우 펜스의 앞 또는 뒤에서 일정시간 동안 머무르면서 하는 행동이 감지되도록 전방으로 적외선 열감지신호를 송신하는 PIR 센서;
    상기 라이다센서 또는 레이더센서 및 PIR 센서에서 감지된 신호를 처리하는 제어부;
    상기 제어부에서 처리된 결과를 관리자에게 인지시키는 경보부 및 표시부;로 구성되는 침입감지장치로 이루어지고,
    상기 라이다센서 또는 레이더센서는 펜스와 일정거리 이격된 상태에서 펜스와 평행하게 설치되고,
    상기 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 신호를 송신하며,
    상기 PIR 센서는 입체형과 면형이 프레넬 렌즈의 각도가 조절되어 설치되고,
    상기 펜스의 일정구역마다의 거리가 미리 설정되어 저장된 상기 제어부에 의해 송신거리가 조정되면서 전방으로 열감지신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 거리측정을 이용한 침입 감지시스템.
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KR20210051555A (ko) 2019-10-30 2021-05-10 (주)코어센스 다중 2d 라이다 센서를 이용한 스마트 안전펜스 시스템

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