KR20200021841A - 드론을 이용한 감시 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 감시 시스템은, 지정된 감시 영역을 촬영하고, 상기 지정된 감시 영역에 진입하는 사람을 감지하는 카메라부를 포함하고, 상기 감지된 사람의 영상을 관제센터로 전송하는 드론 및 상기 드론을 무선 통신을 통해 제어하고, 상기 감지된 사람의 영상과 기 저장된 영상패턴을 비교 분석하여 상기 사람이 감시 대상인지 여부를 판단하는 관제센터를 포함한다.

Description

드론을 이용한 감시 시스템{SURVEILLANCE SYSTEM USING DRONE}

본 발명은 드론을 이용한 감시 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감시 영역에 진입하는 사람을 추적 관찰하는 시스템에 관한 것이다.

드론(Drone)은 기체에 사람이 타지 않고 지상에서 원격 조종을 한다는 점에서 무인항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)라고도 표현한다. 즉, 드론은 항공기에 조종사가 탑승하지 않고 자동 또는 원격으로 비행이 가능하며, 1회용 또는 회수할 수 있는 무인 항공기이다.

기술이 발달함에 따라 기체에 원격탐지장치, 위성제어장치 등의 최첨단 장비를 장착하여 활용하기도 한다. 그리고 드론은 적외선 카메라, GPS, 열 또는 움직임 감지 센서 등을 통하여 지형, 지물, 사람 등의 동향을 실시간으로 파악할 수도 있다.

초기의 드론은 대부분 군사용으로 활용되어 왔으나, 지속적인 기술 발전에 따라 현재에는 기상 관측, 환경 및 산불 감시, 국경/해안/도로 감시, 재난 지원 통신 중계 및 원격 탐사 등의 민간분야에서도 활용되고 있다.

하지만, 상용 드론은 배터리 용량이 제한적이므로, 비행시간이 제한적이다.

따라서, 감시하고자 하는 영역에 필요한 대상만을 추적 관찰하고, 필요에 따라 다른 드론으로 신속하게 교체되어 추적 대상을 놓치지 않는 관제 시스템이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 10-2018-0065331호(2018.06.18)

본 발명은 드론을 이용하여 감시 지역의 사람을 감지하고, 추적 관찰하여 감시 지역에서 발생하는 사건들을 관리할 수 있는 드론을 이용한 감시시스템을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 감시 시스템은, 지정된 감시 영역을 촬영하고, 상기 지정된 감시 영역에 진입하는 사람을 감지하는 카메라부를 포함하고, 상기 감지된 사람의 영상을 관제센터로 전송하는 드론 및 상기 드론을 무선 통신을 통해 제어하고, 상기 감지된 사람의 영상과 기 저장된 영상패턴을 비교 분석하여 상기 사람이 감시 대상인지 여부를 판단하는 관제센터를 포함한다.

바람직하게는, 상기 관제센터는 상기 감시 영역에 진입하는 사람이 감시 대상인 경우, 상기 무선 통신을 통해 상기 드론에 추적명령을 송신하고, 상기 드론은 상기 감시 대상을 추적하면서, 상기 감시 대상의 영상을 상기 관제센터로 전송할 수 있다.

바람직하게는, 상기 드론은 상기 드론의 위치를 상기 관제센터로 더 전송하고, 상기 관제센터는, 상기 드론의 배터리가 소정의 기준량 이하이면, 상기 드론의 주변 드론 중 상기 드론의 상기 위치로부터 가장 가까운 드론에게 상기 추적명령을 전송할 수 있다.

바람직하게는, 상기 드론은 상기 드론의 위치를 상기 관제센터로 더 전송하고, 상기 관제센터는, 상기 추적명령을 수신한 상기 드론에 새로운 추적명령을 송신해야 하는 경우, 상기 드론의 주변 드론 중 가장 가까운 드론에게 상기 새로운 추적명령을 전송할 수 있다.

바람직하게는, 상기 드론은, 열화상카메라, 적외선카메라 및 영상카메라 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명은 드론을 이용하여 감시 지역에 사람을 감지 및 추적관찰하여 사람이 직접 추적관찰하는 것과 비교하여 보다 효율적으로 감시 지역을 감시할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 감시 대상을 추적관찰 중인 드론의 배터리가 일정량 이하이면 주변의 다른 드론으로 교체하여 계속적으로 감시 대상을 추적관찰을 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 감시 대상을 추적관찰 중 다른 감시 대상을 발견한 경우, 주변의 다른 드론에게 새로운 추적명령을 송신하여, 복수의 감시 대상을 추적관찰 할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 감시 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 및 주변의 다른 드론을 나타낸 도면이다.

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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.

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 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 감시 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드론(200)은, 지정된 감시 영역을 촬영하고, 지정된 감시 영역에 진입하는 사람을 감지하는 카메라부(201)를 포함하고, 감지된 사람의 영상(이하, 해당영상)을 관제센터(100)로 전송한다.

구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 감시 영역이란 드론(200)을 이용하고자 하는 목적에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 인명사고가 발생하는 바다, 강, 산, 계곡 등 사람이 접근하기 어려운 영역이 될 수 있고, 쓰레기 무단 투기나, 불법 주행 등 불법 행위가 발생되는 영역이 될 수 있다.

드론(200)은 위와 같은 감시 영역 어디든 배치될 수 있고, 그곳의 사람의 움직임을 감지할 수 있다.

드론(200)은 감시 영역에 진입하는 사람을 카메라부(201)를 통해 감지할 수 있다.

다른 실시예에서는, 드론(200)은 열화상카메라, 적외선카메라 및 영상카메라 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

열화상카메라는 실내나 야간 촬영, 적외선카메라는 야간이나, 빛이 닿지 않는 어두운 영역의 촬영 그리고 영상카메라는 대낮이나, 일반적인 상황을 촬영할 때 사용될 수 있다.

드론(200)에는 열화상카메라, 적외선카메라 및 영상카메라가 목적에 따라 다르게 탑재될 수 있으며, 경우에 따라서는 서로 다른 카메라가 복수개로 탑재될 수 있다.

탑재된 카메라는 360도 전방위 촬영을 위한 드론(200)용 카메라 짐볼 시스템이 탑재 될 수 있으며, 드론(200)의 비행 각도에 관계없이 카메라의 위치가 고정되어 흔들림이 최소화된 영상을 얻을 수 있도록 하는 흔들림 보정 기능이 포함될 수 있다.

또한, 원거리 객체를 자동으로 줌인 확대하여 추적을 할 수 있도록 30배 이상의 광학 줌을 내장하는 IR 일체형 네트워크 PTZ 카메라가 탑재 될 수 있다.

그리고, 흔들림을 보정하여 선명한 영상을 취득할 수 있는 이미지 스태빌라이저 기능과, 역광에 의해 어두워진 영상의 화질을 개선시킬 수 있는 역광보정 기능과, 안개 낀 영상을 강제로 보정하여 선명한 영상을 취득할 수 있는 안개보정 기능을 구비할 수 있다.

드론(200)에 탑재된 카메라부(201)는 감시영역에 진입하는 사람을 감지할 수 있다.

이때, 카메라부(201)는 사람을 감지하기 위해 별도의 감지장치를 더 포함할 수 있는데, 감지장치는, 미리 결정된 영상인식 알고리즘을 통해 영상을 분석하여 감시영역에 진입하는 객체의 외곽선을 찾아낸다. 감지장치는 기하학적 특징들을 찾아 관계를 파악하여 기 저장된 메모리 또는 시스템의 DB와 비교하여 객체를 판단한다. 감지장치의 인식대상은 대상에 따라 얼굴인식, 문자인식, 동작인식 등이 있으며 본 발명에서는 동작인식으로 해석하는 것이 바람직하다.

드론(200)은 감지장치를 통해, 객체가 사람으로 판단된 경우, 해당영상을 관제센터(100)로 무선 통신을 통해 전송할 수 있다.

이때 무선 통신은, 이동 통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망을 통해 이뤄질 수 있다.

관제센터(100)는, 드론(200)을 무선 통신을 통해 제어하고, 감지된 사람의 영상과 기 저장된 영상패턴을 비교 분석하여 상기 사람이 감시 대상인지 여부를 판단한다.

구체적으로, 관제센터(100)는 드론 제어모듈(미도시) 및 영상 분석모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.

영상 분석모듈(미도시)은, 드론(200)으로부터 수신받는 해당영상의 사람의 동작과, 기 저장된 영상패턴을 비교분석하여, 감시 대상인지 여부를 판단할 수 있다.

예컨대, 기 저장된 영상패턴은 지정된 감시 영역 내에서 소정 시간 동안 배회하는 객체의 영상 패턴, 소정 시간 이상 정지한 객체의 영상 패턴, 영상 분석모듈에 의해 기 설정되어 있는 가상 경계선을 통과 및 이탈하는 객체의 영상 패턴, 금지된 방향으로 이동하는 객체의 영상 패턴 및 사전 지정된 경로 방향과 반대 방향으로 이동하는 객체의 영상 패턴 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

따라서, 해당영상의 사람의 움직임이 일정프레임 이상 기 저장된 영상패턴과 일치하는 경우, 관제센터(100)는 해당영상의 사람을 감시 대상으로 인식할 수 있다.

이때, 관제센터(100)는 감시 대상이 발견되었음을 표시하는 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

다른 실시예에서는, 관제센터(100)는, 감시 영역에 진입하는 사람이 감시 대상인경우, 무선 통신을 통해 드론(200)에 추적명령을 송신하고, 드론(200)은 감시 대상을 추적하면서, 감시 대상의 영상을 관제센터(100)로 전송할 수 있다.

예컨대, 감시 대상이 구조가 필요한 경우이거나, 불법적인 현장에 사람이 감지된 경우, 구조대 또는 사건담당인력이 현장에 도착하기 전까지, 영상증거 및 현장상황을 파악할 필요가 있기 때문이다.

이때, 드론(200)은 촬영 영상 중심에 감시 대상이 중심에 위치하도록 하여 계속 추적할 수 있으며, 감지 대상의 이동경로를 가상의 선을 그어 가상의 선을 따라가는 방식으로 감시 대상을 추적할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 드론(200)에는 추적하는 감시 대상 또는 장애물과 충돌이 발생하지 않도록 근접사물감지 센서 및 회피 모듈이 더 포함될 수 있다.

또 다른 실시예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 드론(200)은 드론(200)의 위치를 관제센터(100)로 더 전송하고, 관제센터(100)는, 드론(200)의 배터리가 소정의 기준량 이하이면, 드론(200)의 주변 드론(210) 중 드론(200)의 위치로부터 가장 가까운 드론(210)에게 추적명령을 전송할 수 있다.

드론(200)은 탑재된 배터리의 양이 제한적이므로, 감시 대상을 계속적으로 추적할 수 없다.

따라서, 감시 대상을 추적하는 드론(200)이 다른 드론(210)으로 교체될 필요성이 있다.

예컨대, 도 3을 참조하면, 드론(200)은 배터리가 소정의 기준량, 즉, 비행가능시간이 10분 이내라면, 자신의 위치에 관한 정보를 관제센터(100)로 보낼 수 있다.

드론(200)의 위치에 관한 정보를 수신받은 관제센터(100)는 드론(200)의 비행가능시간이 10분 이내라고 판단되면, 드론(200)의 주변 드론(210) 중 가장 가까이 배치되어 있는 드론(210)에게 추적명령과 함께 드론(200)의 위치에 관한 정보를 송신할 수 있다. 경우에 따라서는 가장 가까운 드론(210)이 주변 감시 영역을 감시하는 드론일 수 있고, 별도의 드론 착륙 및 비행장이 마련되어 대기중인 드론이 될 수 있다.

추적명령과 위치에 관한 정보를 수신받은 주변 드론(210)은 해당 지점으로 날아가 계속적으로 감시 대상을 추적할 수 있다.

이때, 비행가능시간이 10분 이내인 드론(200)은 기 설정된 복귀지점으로 자동 복귀할 수 있음은 물론이다.

또 다른 실시예에서는, 드론(200)은 드론(200)의 위치를 관제센터(100)로 더 전송하고, 드론(200)의 관제센터(100)는, 추적명령을 수신한 드론(200)에 새로운 추적명령을 송신해야 하는 경우, 드론(200)의 주변 드론(210) 중 가장 가까운 드론(210)에게 새로운 추적명령을 전송할 수 있다.

예컨대, 관제센터(100)로부터 추적명령을 수신받아, 감시 대상을 추적하고 있는 드론(200)은 감시 대상을 추적하면서 또 다른 사람을 감지할 수 있다.

이때, 관제센터(100)가 판단한 결과 또 다른 사람이 감시 대상이라면, 드론(200)에게 추적명령을 송신해야 하는데 이미 추적명령을 수신한 드론(200)은 새로운 추적명령을 수신하여 동시에 또 다른 감시 대상을 추적할 수 없다.

따라서, 관제센터(100)는 새로운 추적명령을 드론(200)의 주변 드론(210) 중 가장 가까운 드론(210)에게 드론(200)의 위치에 관한 정보 및 새로운 추적명령을 전송하여, 새로운 감시 대상을 추적하도록 할 수 있다.

또한, 위치에 관한 정보에는 GPS의 좌표뿐만아니라 해당 GPS의 좌표지점에서 드론(200)의 카메라가 향하고 있는 방향에 관한 정보도 포함될 수 있다.

따라서, 주변 드론(210)이 다시 해당영상을 관제센터(100)로 보내 다시 추적명령을 수신받는 것보다 효율적으로 새로운 감시 대상을 인식하고, 추적을 시작 할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 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.

100: 관제센터
200: 드론
201: 카메라부(201)
210: 가까이 배치되어 있는 드론

Claims (5)

1. 지정된 감시 영역을 촬영하고, 상기 지정된 감시 영역에 진입하는 사람을 감지하는 카메라부를 포함하고, 상기 감지된 사람의 영상을 관제센터로 전송하는 드론; 및
   상기 드론을 무선 통신을 통해 제어하고, 상기 감지된 사람의 영상과 기 저장된 영상패턴을 비교 분석하여 상기 사람이 감시 대상인지 여부를 판단하는 관제센터;
   를 포함하는 드론을 이용한 감시 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 관제센터는,
   상기 감시 영역에 진입하는 사람이 감시 대상인 경우, 상기 무선 통신을 통해 상기 드론에 추적명령을 송신하고,
   상기 드론은
   상기 감시 대상을 추적하면서, 상기 감시 대상의 영상을 상기 관제센터로 전송하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 감시 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 드론은 상기 드론의 위치를 상기 관제센터로 더 전송하고,
   상기 관제센터는,
   상기 드론의 배터리가 소정의 기준량 이하이면, 상기 드론의 주변 드론 중 상기 드론의 상기 위치로부터 가장 가까운 드론에게 상기 추적명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 감시 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 드론은 상기 드론의 위치를 상기 관제센터로 더 전송하고,
   상기 관제센터는,
   상기 추적명령을 수신한 상기 드론에 새로운 추적명령을 송신해야 하는 경우,
   상기 드론의 주변 드론 중 가장 가까운 드론에게 상기 새로운 추적명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 감시 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 드론은,
   열화상카메라, 적외선카메라 및 영상카메라 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 감시 시스템.
   

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