KR101002428B1 - 영상을 이용한 원방 감시시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

현장의 상태를 확인하기 위한 컴퓨터장치(MMI: Man Machine Interface)에서 현장의 상태를 영상으로 직접 확인하고 제어를 실행하며, 제어실행 결과를 접점으로 확인함과 동시에 영상으로 검증하여 정확한 감시를 구현하도록 한 영상을 이용한 원방 감시시스템 및 그 제어방법이 개시된다.
개시된 영상을 이용한 원방 감시시스템은, 현장에 설치되는 현장 설비와; 상기 현장 설비와 현장 설비의 주변 환경을 영상으로 획득하기 위한 카메라부와; 사용자로부터 상기 현장 설비의 상태 확인이 요청될 경우 상기 카메라부에 의해 획득한 영상 정보를 기반으로 현장 설비의 제어를 자동으로 수행하는 원격단말장치; 및 상기 원격단말장치에서 제공되는 현장 상태 정보를 이미지로 표시해주고, 사용자의 요청에 따라 상기 현장 설비 및 주변 환경의 영상을 상기 이미지에 중첩하여 화면에 표시해주는 컴퓨터장치를 구비한다.

Description

영상을 이용한 원방 감시시스템 및 그 제어방법{Remote supervisory system using video and controlling method thereof}

본 발명은 영상을 이용한 원방 감시 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현장의 상태를 확인하기 위한 컴퓨터장치(MMI: Man Machine Interface)에서 현장의 상태를 영상으로 직접 확인하고 제어를 실행하며, 제어실행 결과를 접점으로 확인함과 동시에 영상으로 검증하여 정확한 감시를 구현하도록 한 영상을 이용한 원방 감시시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 원방 감시시스템(전력/설비/조명/기타 자동감시제어시스템)은 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition System)라고도 부르며, 원방에 설치된 현장계기 및 센서로부터 데이터를 원격소장치(RTU: Remote Terminal Unit)가 수집한 후, 유무선 통신망을 통해 중앙감시실에 설치된 감시제어용 컴퓨터에 전송하여, 현장의 상황을 온-라인(On-line)으로 감시제어하는 시스템이다.

이러한 원방 감시시스템의 특징으로는, 풀 그래픽 자원(Full Graphic Resource)과 작업도구로 최적의 감시/제어 환경을 제공해주고, 뷰어 포트(view port) 및 경보 창에서 현장 감시 및 제어가 용이하고, 입출력과 관련된 실제 현장 동작상황을 즉시 감시가 가능하고, 디지털계전기와의 원활한 통신지원을 통하여 완벽한 IED 기능 지원이 가능하고, 유닉스(Unix) 및 Windows 2000/XP의 다양한 운영환경 지원이 가능하며, 관계형 데이터베이스를 이용한 장기 데이터 저장이 가능하고, 사용자의 요구를 충족시키는 다양한 형식의 보고서 출력이 가능하고, OTS(Operator Traning System) 기능 지원(Option)이 가능하고, 웹(Web) 감시 기능 지원(Option)이 가능하다.

주지한 바와 같은 특징을 구비한 종래의 원방 감시시스템에서, 현장의 상태를 확인하기 위한 컴퓨터장치(통칭, MMI(Man Machine Interface) 또는 HMI(Human Machine Interface) 등으로 불리는 컴퓨터에 현장 상태를 그래픽과 같은 사람이 쉽게 이해할 수 있는 이미지로 표시하는 장치에서 감시되는 이미지는 현장에 기기를 감시제어하는 기기에서 발생하는 전기신호를 전달받아 표시하게 된다.

도 1은 종래의 원방 감시시스템의 일 예로서, 현장에 설치되는 현장 설비(10), 현장 설비(10)와 통신이나 전기적으로 연결되며, 사용자와 현장 사이에 위치하여 통신을 통해 데이터를 송수신하는 원격단말장치(RTU: Remote Terminal Unit)(20), 현장 상태를 그래픽과 같은 사람이 쉽게 이해할 수 있는 이미지로 표시하는 컴퓨터 장치(HMI : Human Machine Interface)(30)로 구성된다.

여기서 원격단말장치(20)는 사용자와 현장 사이에 위치하여 사용자가 필요한 동작사항을 현장으로 통신장치를 이용하여 보내면 통신장치(무선, 유선)에서 수신된 신호를 받아서 제어부로 동작신호를 보내주고 제어부에서 그 신호를 받아 실제 동작으로 행하여지는 기능을 수행하는 종합 시스템이다.

이러한 원격단말장치(20)는 적용되는 분야 및 용도에 따라 부르는 명칭이 RTU, RCU, MRTU, EMS-RTU, MCU, TM/TC, PLC, DDC 등 다양하며, 기본적으로 전원 공급 기능을 수행하는 전원부, 현장을 제어하는 제어부, 현장을 감시하는 감시부, 데이터를 취득하는 계측부, 시스템 외부의 데이터 전달 역할을 수행하는 통신부, 제어부/감시부/계측부로부터 데이터를 넘겨받아 처리하는 공통 연산부(MAIN Unit)를 구비한다.

상기와 같이 구성된 종래의 원방 감시시스템은, 사용자가 컴퓨터장치(30)에 표시되는 그래픽 이미지를 보고 현장 설비를 조작하기 위한 신호를 원격단말장치(20)에 송신하면, 그 신호가 원격단말장치(20)의 전기 신호를 동작시키고 그 전기신호가 현장 설비(10)에 전달되어, 현장 접점을 거쳐 설비를 동작시키게 된다.

이때 현장 접점이 동작된 상태를 전기신호로 읽어들여 컴퓨터 장치(30)의 화면에서 이미지를 통하여 표출함으로써, 사용자가 설비의 동작 결과를 인지할 수 있도록 한다.

도 2에 현장 설비를 동작시키고, 그 결과를 확인하기 위한 전력분야 화면 이미지의 예시가 도시되어 있다. 여기서 녹색은 현장 설비 기기의 연결이 열려있는 경우(스위치가 오픈), 빨간색은 스위치가 닫혀있는 경우, 회색은 설비에 전기가 도통되지 않는 경우를 각각 표시한 것이다.

도 3은 이러한 종래의 원방 감시시스템이 각종 분야별(전력/철도/수처리/조명/가스/방재/기타)로 원격 감시/제어를 위한 원방 시스템과 영상감시를 위한 CCTV가 각각 별도로 구성되어 있으며, 각각의 동작을 수행하기 위한 소프트웨어(S/W)도 각각 별도로 운전된다.

따라서 원격 감시/제어와 영상감시를 동시에 원할 경우에는, 원방 시스템과 CCTV 시스템을 각각 별도로 구현해야만 원방 감시와 영상 감시가 가능하므로, 시스템 설치 비용이 많이 들고, 각각의 감시 결과를 확인해야하므로 감시 결과를 확인하는 방법도 복잡하며, 특히 원방 감시시스템만 구현된 경우에는 단순히 전기적인 신호만을 이용하여 감시 결과를 확인하기 때문에 감시 결과의 신뢰성도 떨어지는 단점이 있다.

예컨대, 조명을 제어하는 원방 감시시스템의 경우, 컴퓨터장치에서 조명을 조작하기 위한 원격단말장치에 신호를 송신하면, 원격단말장치가 동작하며 조명이 꺼지거나 켜지는 행위를 한다. 그러나 조명이 동작한 결과는 원격단말장치에서 나타나는 전기적인 접점 신호나 저항값의 변화 측정을 이용한 추상적인 확인만이 가능하므로, 감시 결과의 신뢰성이 저하되는 것이다.

또한, 종래의 원방 감시시스템은, 원방 감시시 현장의 상황을 확인하지 못하고 해당 현장 설비를 동작시키기 때문에, 위험 상황(전력 기기에서 근처에 사람이 존재하거나 장비 점검중일 경우, 기타)을 초래하여 대형 사고를 유발할 우려가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 원방 감시시스템에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명이 해결하려는 과제는, 현장의 상태를 확인하기 위한 컴퓨터장치에서 현장의 상태를 영상으로 직접 확인하고 제어를 실행하며, 제어실행 결과를 접점으로 확인함과 동시에 영상으로 검증하여 정확한 감시를 구현하도록 한 영상을 이용한 원방 감시시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 현장의 상태 확인 시 카메라를 통하여 기록되는 영상의 화면 변화를 인지하여, 그 결과를 제어와 연계하여 자동으로 기기가 제어되도록 한 영상을 이용한 원방 감시시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 현장의 설비 제어 시 현장의 상황을 영상으로 인지하고, 위험을 초래할 상황으로 판단되면 현장의 설비 기동을 자동으로 억제하여 위험 상황을 미리 방지하고, 그 결과를 사용자에게 제공해주어 사용자가 현장 상황을 인지하도록 한 영상을 이용한 원방 감시시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 현장의 상태 확인 후 위험 상황이 감지되면 자동으로 관련자(사용자)에게 통보해주어, 후속 조치가 신속하게 이루어지도록 한 영상을 이용한 원방 감시시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "영상을 이용한 원방 감시시스템"은,

현장에 설치되는 현장 설비와;

상기 현장 설비와 현장 설비의 주변 환경을 영상으로 획득하기 위한 카메라부와;

사용자로부터 상기 현장 설비의 상태 확인이 요청될 경우 상기 카메라부에 의해 획득한 영상 정보를 기반으로 현장 설비의 제어를 자동으로 수행하는 원격단말장치와;

상기 원격단말장치에서 제공되는 현장 상태 정보를 이미지로 표시해주고, 사용자의 요청에 따라 상기 현장 설비 및 주변 환경의 영상을 상기 이미지에 중첩하여 화면에 표시해주는 컴퓨터 장치를 포함한다.

상기 원격단말장치는,

상기 카메라부에 의해 획득하여 미리 저장된 기준 현장 설비 영상과 주변환경 영상을 현재 획득한 현장 설비 영상 및 주변환경 영상을 비교하여, 화면 변화 여부로 현장 설비 제어 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원격단말장치는,

상기 현장 설비 제어 여부를 결정시 화면 변화가 발생한 경우에는 상기 사용자가 요청한 현장 상태 확인을 위해 수행하는 현장 설비의 제어를 보류하고, 보류 상황 정보를 사용자의 컴퓨터 장치로 전송해주는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원격단말장치는,

상기 현장설비 또는 주변 환경의 영상을 기반으로 현장 설비의 동작 상황을 분석하고, 상기 동작 상황 분석결과 제어가 필요한 상황이면 사용자의 수동 제어 이전에 자동으로 현장 설비의 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원격단말장치는,

상기 현장 설비 또는 주변 환경의 영상을 분석한 결과 현장 설비 또는 주변 환경에 의해 경보 발생이 필요하다고 판단이 되면, 해당 경보 메시지를 생성하여 사용자가 미리 등록한 단말기로 자동 발송해주는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "영상을 이용한 원방 제어방법"은,

현장 설비 및 주변 환경 영상을 촬영하여 데이터베이스를 구축하는 제1단계와;

관리자가 조작하는 컴퓨터 장치로부터 현장 설비의 상태 확인이 요청되면, 화면 변화 발생 여부를 확인하는 제2단계와;

상기 화면 변화 발생 시 현장 설비의 제어를 보류하고, 보류 상황을 상기 컴퓨터 장치로 전송하는 제3단계와;

상기 화면 변화가 발생하지 않은 경우, 현장 설비를 제어하고, 상기 현장 설비 제어의 결과 정보를 획득하여 상기 컴퓨터장치에 전송해주는 제4단계와;

상기 컴퓨터장치로부터 현장 영상 요청일 경우, 현장 영상을 획득하여 상기 컴퓨터장치로 전송해주는 제5단계와;

상기 컴퓨터장치로부터 현장 영상 요청이 없을 경우, 자동으로 현장 영상을 획득하여 동작 상황을 분석하는 제6단계와;

상기 제6단계의 동작 상황을 분석한 결과 자동 제어가 필요할 경우에는 현장 설비의 자동 제어를 수행하는 제7단계를 포함한다.

상기에서 제2단계는, 상기 데이터베이스에 구축된 기준 현장 설비 영상과 주변환경 영상을 현재 획득한 현장 설비 영상 및 주변환경 영상을 비교하여, 그 차이의 존재 여부에 따라 화면 변화 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 제5단계 후 상기 컴퓨터장치로부터 수동 제어가 요청될 경우, 그 요청에 대응하게 현장 설비를 제어하는 제8단계를 더 포함한다.

상기에서 제7단계 후 현장 설비의 경보 상황에 대응하는 경보 메시지를 자동으로 생성하는 제9단계를 포함한다.

상기에서 제9단계 후 상기 생성한 경보 메시지를 등록된 사용자 단말기로 전송해주는 제10단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 현장의 상태를 확인하기 위한 컴퓨터장치에서 현장의 상태를 영상으로 직접 확인하고 제어를 실행하며, 제어실행 결과를 접점으로 확인함과 동시에 영상으로 검증할 수 있으므로, 원격에서 현장 설비의 정확한 감시가 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 현장의 상태 확인 시 카메라를 통하여 기록되는 영상의 화면 변화를 인지하여, 그 결과를 제어와 연계함으로써 자동으로 기기를 제어할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 현장의 설비 제어 시 현장의 상황을 영상으로 인지하고, 위험을 초래할 상황으로 판단되면 현장의 설비 기동을 자동으로 억제하여 위험 상황을 미리 방지함으로써 대형 사고를 미리 방지할 수 있으며, 자동 제어 상황을 사용자에게 제공해주어 사용자가 현장 상황을 인지하도록 함으로써 사용자의 편의성 증대를 도모해주는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 현장의 상태 확인 후 위험 상황이 감지되면 자동으로 관련자(사용자)에게 위험 상황을 통보해줄 수 있다는 장점도 있다.

도 1은 종래 원방 감시시스템의 구성도.
도 2는 종래 원방 감시시 감시화면 예시도.
도 3은 종래 원방 감시와 영상 감시화면 예시도.
도 4은 본 발명에 따른 영상을 이용한 원방 감시시스템의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 영상을 이용한 원방 감시 방법을 보인 흐름도.
도 6는 기존 수처리 원방 시스템의 화면 예시도.
도 7은 본 발명을 하천수위 원방 시스템에 적용한 경우의 화면 예시도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명을 전력설비 원방 시스템에 적용한 경우의 화면 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4은 본 발명에 따른 "영상을 이용한 원방 감시시스템"의 구성도로서, 현장 설비(130), 카메라부(140), 원격단말장치(120), 컴퓨터장치(110), 중앙관제시스템(150)으로 구성된다.

현장 설비(130)는 현장에 설치되는 장비를 의미하며, 이러한 현장 장비는 조명, 전력 설비, 수문제어장치 등 다양하다.

카메라부(140)는 상기 현장 설비(130)와 현장 설비의 주변 환경을 영상으로 획득하기 위한 기능을 수행하는 것으로서, 통상의 CCTV 카메라를 의미하며, 각각의 현장 설비마다 일대일 대응하게 구비되는 것이 바람직하다.

원격단말장치(120)는 사용자로부터 상기 현장 설비(130)의 상태 확인이 요청될 경우 상기 카메라부(140)에 의해 획득한 영상 정보를 기반으로 현장 설비의 제어를 자동으로 수행하는 기능을 수행하는 것으로서, 일반적인 컴퓨터나 제어부/감시부/계측부로부터 데이터를 넘겨받아 처리하는 공통 연산부(MAIN Unit)에 적용이 적합한 산업용 CPU 보드로 구현하는 것이 바람직하다.

이러한 원격단말장치(120)는 도면에는 도시하지 않았지만, 데이터 통신 및 등록된 사용자의 휴대폰으로 문자 메시지를 전송하기 위한 통신 모듈, 현장 설비를 제어하기 위한 설비 제어기, 영상 비교와 자동 제어, 문자 메시지 통보 등을 위한 데이터베이스 등의 구성 요소가 포함된다.

이러한 원격단말장치(120)는 상기 카메라부(140)에 의해 획득하여 미리 저장된 기준 현장 설비 영상과 주변환경 영상을 현재 획득한 현장 설비 영상 및 주변환경 영상을 비교하여, 화면 변화 여부로 현장 설비 제어 여부를 결정하는 기능, 상기 현장 설비 제어 여부의 결정시 화면 변화가 발생한 경우에는 상기 사용자가 요청한 현장 상태 확인을 위해 수행하는 현장 설비의 제어를 보류하고, 보류 상황 정보를 사용자의 컴퓨터 장치로 전송해주는 기능, 상기 현장설비 또는 주변 환경의 영상을 기반으로 현장 설비의 동작 상황을 분석하고, 상기 동작 상황 분석결과 제어가 필요한 상황이면 사용자의 수동 제어 이전에 자동으로 현장 설비의 제어를 수행하는 기능, 상기 현장 설비 또는 주변 환경의 영상을 분석한 결과 현장 설비 또는 주변 환경에 의해 경보 발생이 필요하다고 판단이 되면, 해당 경보 메시지를 생성하여 사용자가 미리 등록한 단말기로 자동 발송해주는 기능을 포함한다.

컴퓨터장치(110)는 상기 원격단말장치(120)에서 제공되는 현장 상태 정보를 이미지로 표시해주고, 사용자의 요청에 따라 상기 현장 설비 및 주변 환경의 영상을 상기 이미지에 중첩하여 화면에 표시해주는 기능을 수행하는 것으로서, 일반적인 서버 역할을 할 수 있는 컴퓨터로 구현하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 영상을 이용한 원방 감시시스템은, 현장 설비(130)에 현장 설비 및 주변 환경을 촬영하기 위한 카메라부(140)를 구비하고, 원격단말장치(120)에서 상기 카메라부(140)를 통해 현장 설비 및 주변 환경 영상을 획득하여 데이터베이스로 구축해놓는다.

이와 같은 상태에서 원격에서 현장의 감시하고자 하는 사용자는 컴퓨터장치(110)를 통해 원격단말장치(120)와 통신을 연결한 상태에서, 감시하고자 하는 현장 설비를 선택하게 되면 상기 원격단말장치(120)의 제어에 의해 현장 설비의 영상이 화면에 디스플레이된다. 여기서 현장 설비가 전력 기기일 경우 영상 화면은 도 8a와 같다.

사용자는 화면을 통해 현장 설비를 보고 원방 감시를 위해 현장 설비의 상태 확인을 요청하면, 원격단말장치(120)에서 이를 수신하고 통신(LAN)을 통해 현장 설비(130)와 연계된 카메라를 구동시키게 된다.

이때 현장 설비가 조명이라고 가정을 하면, 기존에는 바로 조명을 동작시키고, 조명이 동작한 결과는 화면상에 전기적인 접점 신호나 저항값의 변화 등으로 표시하기 때문에 추상적인 확인만이 가능하였으나, 본 발명에서는 화면에 전기적인 접점 신호나 저항값의 변화 측정을 이용한 결과를 표시함과 동시에 현장에 영상감시를 위해 설치된 CCTV 카메라의 화면을 이용하여 조명이 꺼지고 켜지는 것을 직접 영상으로 확인함으로써 그 결과를 확실하게 알 수 있게 된다.

본 발명에서는 현장 설비를 바로 동작시키지 않고 원격단말장치(120)에서 현장 설비의 동작 이전에 상기 카메라부(140)를 통해 사용자가 상태 측정을 요청한 현장 설비의 영상 및 현장 설비의 주변 환경 영상을 획득하고, 이렇게 획득한 현장 설비 영상 및 주변 환경 영상을 미리 획득하여 데이터베이스로 구축해놓은 기존 현장 설비 영상과 주변 환경 영상을 비교하여, 화면 변화 여부가 발생하는지를 확인한다. 그 결과 화면 변화가 발생한 경우에는 현장 설비의 주변에 이동하는 물체(예를 들어, 작업자 존재, 수위 변화, 기타)가 있는 경우로서, 이 경우에는 현장 설비를 원격에서 무작정 동작시키면 현장 설비의 주변 작업자의 피해가 발생할 우려가 있으므로 상기 사용자가 요청한 현장 상태 확인을 위해 수행하는 현장 설비의 제어를 보류하고, 보류 상황 정보를 사용자의 컴퓨터 장치(110)로 전송해준다. 그러면 사용자는 컴퓨터장치(110)를 통해 동작 보류에 대한 메시지를 수신하게 되고, 이 경우에는 현장 설비의 상황을 확인하기 위해서 화면에 표시되는 카메라 아이콘(현장 설비 아이콘과 연계하여 표시됨)을 선택하여 현장 설비의 영상을 요청하게 된다.

그러면 원격단말장치(120)는 획득한 현장 설비 영상 또는 현장 설비 주변 환경 영상을 컴퓨터장치(110)로 전송하여, 사용자가 원격에서 현장 설비의 영상을 확인할 수 있도록 한다. 사용자는 현장 설비 또는 현장설비 주변 환경 영상을 획득한 상태에서 수동으로 제어를 요청할 수 있으며, 이러한 수동 제어 요청이 발생하면 원격단말장치(120)에서 현장 설비를 제어하게 되는 것이다.

한편, 화면 변화가 발생하지 않은 경우에 원격단말장치(120)는 현장 설비를 자동으로 동작시키게 되는 데, 여기서 원격에서 현장 설비를 자동으로 동작시키는 방법은 도 1에 도시된 종래 원방 감시시스템에서 동작시키는 방법과 동일하므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

현장 설비의 동작 후 원격단말장치(120)는 현장 설비의 전기적인 신호 등을 이용하여 현장 설비의 동작 상황을 인지하게 되고, 그 결과 정보를 컴퓨터장치(110)로 전송하게 되며, 이로써 사용자는 원격에서 현장 설비의 상태를 화면으로 알 수 있게 된다.

아울러 현장설비의 동작 후에, 원격단말장치(120)는 상기 현장설비 또는 주변 환경의 영상을 기반으로 현장 설비의 동작 상황을 실시간으로 자동 분석하고, 상기 동작 상황 분석결과 자동 제어가 필요한 상황이면(예를 들어, 수위가 위험 수위까지 높아진 경우), 사용자의 수동 제어 이전에 자동으로 현장 설비의 제어를 수행하게 되고, 상기 현장 설비 또는 주변 환경의 영상을 분석한 결과 현장 설비 또는 주변 환경에 의해 경보 발생이 필요하다고 판단이 되면, 해당 경보 메시지를 생성하여 사용자가 미리 등록한 단말기로 자동 발송해주게 된다. 여기서 동작 상황 분석은 이전 기준 영상의 수위와 현재 영상의 수위를 비교하여, 그 차이가 미리 설정해 놓은 기준 위험 수위보다 클 경우에는 자동 제어가 필요한 상황이라고 판단을 하고, 자동으로 수문 등을 제어하게 되는 것이다.

즉, 본 발명은 카메라를 통하여 기록되는 영상에 화면 변화를 인지하여 그 결과를 제어와 연계함으로써 자동으로 조명(수위, 전력 기기, 기타)이 제어되는 지능형 영상 감시 제어시스템이 된다.

이는 전기적 신호를 인지하여 그 결과를 나타내는 기존 시스템과 달리 현장 화면의 영상으로 결과를 확인함으로써 그 결과를 100% 신뢰할 수 있으며, 잘못된 조작으로 주간(낮)에 켜진 조명의 불빛을 확인할 수 없어서 켜진 채 방치됨으로써 낭비될 수 있는 전력을 사전에 근본적으로 방지하고, 조명제어설비와 CCTV 장치의 설치에 중복되는 케이블(통신 & 전기)과 컴퓨터 장치(영상기록장치)의 중복을 피하게 함으로서 기존 방식에 대비하여 막대한 비용의 절감효과를 가져오는 장점이 있다.

한편, 본 발명을 수위를 감시하는 원방 시스템으로 적용할 경우, 영상 화면을 통해 정확한 수위 감시가 가능하다.

즉, 기존에는 도 6에 도시된 바와 같이, 수위를 측정하기 위한 장소에 설치된 수위 측량계에서 전달된 전기신호를 컴퓨터 장치가 읽어 들여 그 데이터를 근거로 현재 수위를 추상적으로 측정한다. 이러한 방식은 수위 측량계의 오동작이나 이상 발생시에 시스템의 동작 불능 상태를 가져오게 되며(예로, 임진강 사건), 그로 인하여 발생하는 사고는 대형화될 수 있다.

그러나 본 발명을 적용할 경우 도 7에 도시한 바와 같이, 수위를 측정하기 위한 장소에 설치된 수위 측량계에서 전달된 전기신호를 컴퓨터 장치가 읽어 들여 그 데이터를 근거로 시스템 운영자에게 경보를 울리고, 경보를 인지한 운영자는 CCTV의 화면을 통하여 현재 수위를 확인하고 영상화면을 이용하여 수위를 지켜보고 있다가 수위가 높아지면 자동제어시스템을 조작하여 수문을 제어하고 그로 인한 수문의 제어 결과가 전기적 신호로 돌아오는 것을 확인한 후에 다시 CCTV 화면을 통하여 확인하기 때문에, 수위 감시와 제어에 정확성을 도모할 수 있으며, 대형 사고를 미리 방지할 수 있다.

한편, 상기와 같이 사람이 반드시 CCTV 화면을 감시해야 하는 경우, 데이터만을 이용하는 경우에 비해서는 효율적이지만, 인적 자원이 소요된다는 측면에서는 비효율적인 시스템이다.

따라서 본 발명의 다른 실시 예로서는, 수처리 시스템에 본 발명이 적용될 경우에는 원격단말장치에서 자동으로 카메라의 영상을 이용하여 수위상태를 감시하고, 카메라의 영상을 이용하여 수위를 측정하고 경보를 울리며 수문을 자동 제어하게 된다. 이러한 자동 제어에 의해 수위를 센서와 현장 영상 화면으로 확인함으로써 센서의 고장이나 오작동과 같은 이상 상태 발생 시에도 100% 완벽하게 오 제어나 시스템 전체가 사용불능이 되지 않는 장점이 있다. 이는 수위가 지정된 화면보다 수위가 높아진 영상이 감지되면 특정지역에 경보를 울리고 관련자에게 SMS를 전송하며, 방송매체를 이용한 자동안내와 수문을 자동으로 개방하는 등에 연계가 가능하다.

한편, 본 발명을 전력 설비용 원방 감시시스템으로 적용할 경우, 현장 설비의 상태를 화면으로 인지하여 사람이 현장 설비에 있거나 현장설비 주변에 위험물이 존재할 경우 경보를 울리고 제어가 실행되지 않는 등의 행위가 가능하여 안전장치 기능을 가진 원방 감시시스템으로도 활용이 될 수 있다.

기존의 전력 설비 원방 감시시스템은 현장의 상태를 모르고 컴퓨터 화면에 표시되는 그래픽만을 본체 현장을 조작하고 그 결과를 전기적 신호로 받아들이기 때문에 임의의 조작으로 발생할 수 있는 대형사고의 위험이 도사리고 있으며, 이러한 사고의 방지를 위해 현장 조작이 급하게 필요한 위급 상황에서도 조작을 하지 못하고 누군가가 현장과 현장주변을 일일이 확인하고 이상이 없는 경우에 한하여 조작하는 방식으로 운영되고 있다.

그러나 본 발명은 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 사용자가 현장의 화면을 보고 제어를 위해 영상 감시가 필요한 경우에는 별도로 구비된 영상 감시용 아이콘(CCTV아이콘)만 누르면, 원격단말장치와 통신을 통해 현장 설비 또는 현장 설비 주변 환경의 영상을 실시간으로 확인할 수 있다. 이후 영상 화면을 보고 수동 제어를 결정하거나, 원격단말장치에서 영상을 분석하여 화면 변화를 인지하여 자동으로 현장 설비를 제어할 수 있으므로, 효율적인 지능형 원방 감시시스템이 된다.

즉, 본 발명은 영상감시와 자동제어를 한 번의 설치로 모두 해결하여 중복 투자되는 금전적인 손실을 줄이고, 영상을 이용하여 영상의 화면 변화를 인지하여 사용자에게 경보를 알리고 영상화면의 변화에 따라 자동 제어를 하는 등의 효율적인 지능형 원방 감시시스템을 구현하게 되는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 "영상을 이용한 원방 제어방법"을 보인 흐름도로서, 현장 설비 및 주변 환경 영상을 촬영하여 데이터베이스를 구축하는 제1단계(S101)와; 관리자가 조작하는 컴퓨터 장치로부터 현장 설비의 상태 확인이 요청되면, 화면 변화 발생 여부를 확인하는 제2단계(S103 ~ S107)와; 상기 화면 변화 발생 시 현장 설비의 제어를 보류하고, 보류 상황을 상기 컴퓨터 장치로 전송하는 제3단계(S109)와; 상기 화면 변화가 발생하지 않은 경우, 현장 설비를 제어하고, 상기 현장 설비 제어의 결과 정보를 획득하여 상기 컴퓨터장치에 전송해주는 제4단계(S111 ~ S115)와; 상기 컴퓨터장치로부터 현장 영상 요청일 경우, 현장 영상을 획득하여 상기 컴퓨터장치로 전송해주는 제5단계(S117 ~ S133)와; 상기 컴퓨터장치로부터 현장 영상 요청이 없을 경우, 자동으로 현장 영상을 획득하여 동작 상황을 분석하는 제6단계(S119 ~ S121)와; 상기 제6단계의 동작 상황을 분석한 결과 자동 제어가 필요할 경우에는 현장 설비의 자동 제어를 수행하는 제7단계(S123 ~ S125)와; 상기 제5단계 후 상기 컴퓨터장치로부터 수동 제어가 요청될 경우, 그 요청에 대응하게 현장 설비를 제어하는 제8단계(S135 ~ S137)와; 상기 제7단계 후 현장 설비의 경보 상황에 대응하는 경보 메시지를 자동으로 생성하는 제9단계(S127)와; 상기 생성한 경보 메시지를 등록된 사용자 단말기로 전송해주는 제10단계(S129)로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 "영상을 이용한 원방 제어방법"은, 현장 설비(130)에 현장 설비 및 주변 환경을 촬영하기 위한 카메라부(140)를 구비하고, 원격단말장치(120)에서 상기 카메라부(140)를 통해 현장 설비 및 주변 환경 영상을 획득하여 데이터베이스로 구축해 놓는다(S101).

이후 원격에서 현장의 감시하고자 하는 사용자는 컴퓨터장치(110)를 통해 원격단말장치(120)와 통신을 연결한 상태에서, 감시하고자 하는 현장 설비의 원방 감시를 요청하면, 상기 원격단말장치(120)의 제어에 의해 현장 설비의 화면이 디스플레이 된다.

사용자는 화면을 통해 현장 설비를 보고 원방 감시를 위해 현장 설비의 상태 확인을 요청하면, 원격단말장치(120)에서 이를 수신하고 통신(LAN)을 통해 현장 설비(130)와 연계된 카메라를 구동시켜 현장 설비 및 주변 환경 영상을 획득하게 된다(S103 ~ S105).

이때 현장 설비가 조명이라고 가정을 하면, 기존에는 바로 조명을 동작시키고, 조명이 동작한 결과는 화면상에 전기적인 접점 신호나 저항값의 변화 등으로 표시하기 때문에 추상적인 확인만이 가능하였으나, 본 발명에서는 화면에 전기적인 접점 신호나 저항값의 변화 측정을 이용한 결과를 표시함과 동시에 현장에 영상감시를 위해 설치된 CCTV 카메라의 화면을 이용하여 조명이 꺼지고 켜지는 것을 직접 영상으로 확인함으로써 그 결과를 확실하게 알 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 현장 설비를 바로 동작시키지 않고 원격단말장치(120)에서 현장 설비의 동작 이전에 상기 카메라부(140)를 통해 사용자가 상태 측정을 요청한 현장 설비의 영상 및 현장 설비의 주변 환경 영상을 획득하고, 이렇게 획득한 현장 설비 영상 및 주변 환경 영상을 미리 획득하여 데이터베이스로 구축해놓은 기존 현장 설비 영상과 주변 환경 영상을 비교하여, 화면 변화 여부가 발생하는지를 확인한다(S107). 그 결과 화면 변화가 발생한 경우에는 현장 설비의 주변에 이동하는 물체(예를 들어, 작업자 존재, 수위 변화, 기타)가 있는 경우로서, 이 경우에는 현장 설비를 원격에서 무작정 동작시키면 현장 설비의 주변 작업자의 피해가 발생할 우려가 있으므로 상기 사용자가 요청한 현장 상태 확인을 위해 수행하는 현장 설비의 제어를 보류하고, 보류 상황 정보를 사용자의 컴퓨터 장치(110)로 전송해준다(S109). 그러면 사용자는 컴퓨터장치(110)를 통해 동작 보류에 대한 메시지를 수신하게 되고, 이 경우에는 현장 설비의 상황을 확인하기 위해서 화면에 표시되는 카메라 아이콘(현장 설비 아이콘과 연계하여 표시됨)을 선택하여 현장 설비의 영상을 요청하게 된다.

그러면 원격단말장치(120)는 획득한 현장 설비 영상 또는 현장 설비 주변 환경 영상을 컴퓨터장치(110)로 전송하여, 사용자가 원격에서 현장 설비의 영상을 확인할 수 있도록 한다. 사용자는 현장 설비 또는 현장설비 주변 환경 영상을 획득한 상태에서 수동으로 제어를 요청할 수 있으며, 이러한 수동 제어 요청이 발생하면 원격단말장치(120)에서 현장 설비를 제어하게 되는 것이다.

한편, 화면 변화가 발생하지 않은 경우에 원격단말장치(120)는 현장 설비를 자동으로 동작시키게 되는 데(S111), 여기서 원격에서 현장 설비를 자동으로 동작시키는 방법은 도 1에 도시된 종래 원방 감시시스템에서 동작시키는 방법과 동일하므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

현장 설비의 동작 후 원격단말장치(120)는 현장 설비의 전기적인 신호 등을 이용하여 현장 설비의 동작 상황을 인지하게 되고, 그 결과 정보를 컴퓨터장치(110)로 전송하게 되며, 이로써 사용자는 원격에서 현장 설비의 상태를 화면으로 알 수 있게 된다(S113 ~ S115).

한편, 결과 정보를 컴퓨터장치에 전송한 후 사용자에 의해 현장 영상 요청이 발생하지 않는 경우(S117), 원격단말장치(120)는 상기 현장설비 또는 주변 환경의 영상을 기반으로 현장 설비의 동작 상황을 자동으로 분석하고(S119 ~ S121), 상기 동작 상황 분석결과 자동 제어가 필요한 상황이면(예를 들어, 수위가 위험 수위까지 높아진 경우)(S123 ~ S125), 사용자의 수동 제어 이전에 자동으로 현장 설비의 제어를 수행하게 되고, 상기 현장 설비 또는 주변 환경의 영상을 분석한 결과 현장 설비 또는 주변 환경에 의해 경보 발생이 필요하다고 판단이 되면, 해당 경보 메시지를 생성하여 사용자가 미리 등록한 단말기로 자동 발송해주게 된다(S127 ~ S129). 여기서 동작 상황 분석은 이전 기준 영상의 수위와 현재 영상의 수위를 비교하여, 그 차이가 미리 설정해 놓은 기준 위험 수위보다 클 경우에는 자동 제어가 필요한 상황이라고 판단을 하고, 자동으로 수문 등을 제어하게 되는 것이다.

또한, 현장 영상 요청일 경우에는 현장 영상을 획득하여 컴퓨터 장치에 전송하게 되고(S131 ~ S133), 사용자에 의해 수동 제어 요청이 발생하면 그에 대응하게 현장 설비를 수동으로 제어하게 된다(S135 ~ S137).

즉, 본 발명은 카메라를 통하여 기록되는 영상에 화면 변화를 인지하여 그 결과를 제어와 연계함으로써 자동으로 조명(수위, 전력 기기, 기타)이 제어되는 지능형 영상 감시 제어시스템이 된다.

이는 전기적 신호를 인지하여 그 결과를 나타내는 기존 시스템과 달리 현장 화면의 영상으로 결과를 확인함으로써 그 결과를 100% 신뢰할 수 있으며, 잘못된 조작으로 주간(낮)에 켜진 조명의 불빛을 확인할 수 없어서 켜진 채 방치됨으로써 낭비될 수 있는 전력을 사전에 근본적으로 방지하고, 조명제어설비와 CCTV 장치의 설치에 중복되는 케이블(통신 & 전기)과 컴퓨터 장치(영상기록장치)의 중복을 피하게 함으로서 기존 방식에 대비하여 막대한 비용의 절감효과를 가져오는 장점이 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

110… 컴퓨터장치
120… 원격단말장치
130… 현장 설비
140… 카메라부

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 원방 감시시스템에 있어서,
   현장에 설치되는 현장 설비와;
   상기 현장 설비와 현장 설비의 주변 환경을 영상으로 획득하기 위한 카메라부와;
   사용자로부터 상기 현장 설비의 상태 확인이 요청될 경우 상기 카메라부에 의해 획득한 영상 정보와 전기적인 접점 신호를 기반으로 현장 설비의 제어를 자동으로 수행하는 원격단말 장치; 및
   상기 원격단말장치에서 제공되는 현장 상태 정보를 이미지로 표시해주고, 사용자의 요청에 따라 상기 현장 설비 및 주변 환경의 영상을 상기 이미지에 중첩하여 화면에 표시해주는 컴퓨터장치를 포함하고,
   상기 원격단말장치는,
   상기 카메라부에 의해 획득하여 미리 저장된 기준 현장 설비 영상과 주변 환경 영상을 현재 획득한 현장 설비 영상 및 주변 환경 영상을 비교하여, 화면 변화 여부로 현장 설비 제어 여부를 결정하되, 상기 화면 변화가 발생한 경우에는 상기 사용자가 요청한 현장 상태 확인을 위해 수행하는 현장 설비의 제어를 보류하고, 보류 상황 정보를 사용자의 컴퓨터 장치로 전송해주는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 원방 감시시스템.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 원격단말장치는,
   상기 현장설비 또는 주변 환경의 영상을 기반으로 현장 설비의 동작 상황을 분석하고, 상기 동작 상황 분석결과 제어가 필요한 상황이면 사용자의 수동 제어 이전에 자동으로 현장 설비의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 원방 감시시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 원격단말장치는,
   상기 현장 설비 또는 주변 환경의 영상을 분석한 결과 현장 설비 또는 주변 환경에 의해 경보 발생이 필요하다고 판단이 되면, 해당 경보 메시지를 생성하여 사용자가 미리 등록한 단말기로 자동 발송해주는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 원방 감시시스템.
   
6. 삭제
7. 원격단말장치 및 컴퓨터 장치를 포함하는 원방 감시시스템에서의 원방 제어방법에 있어서,
   상기 원격단말장치에서 현장 설비 및 주변 환경 영상을 촬영하여 데이터베이스를 구축하는 제1단계와;
   상기 원격단말장치에서 관리자가 조작하는 컴퓨터 장치로부터 현장 설비의 상태 확인이 요청되면, 화면 변화 발생 여부를 확인하는 제2단계와;
   상기 원격단말장치에서 상기 화면 변화 발생 시 현장 설비의 제어를 보류하고, 보류 상황을 상기 컴퓨터 장치로 전송하는 제3단계와;
   상기 원격단말장치에서 상기 화면 변화가 발생하지 않은 경우, 현장 설비를 제어하고, 상기 현장 설비 제어의 결과 정보를 획득하여 상기 컴퓨터장치에 전송해주는 제4단계와;
   상기 원격단말장치에서 상기 컴퓨터장치로부터 현장 영상 요청일 경우, 현장 영상을 획득하여 상기 컴퓨터장치로 전송해주는 제5단계와;
   상기 원격단말장치에서 상기 컴퓨터장치로부터 현장 영상 요청이 없을 경우, 자동으로 현장 영상을 획득하여 동작 상황을 분석하는 제6단계; 및
   상기 원격단말장치에서 상기 제6단계의 동작 상황을 분석한 결과 자동 제어가 필요할 경우에는 현장 설비의 자동 제어를 수행하는 제7단계를 포함하고,
   상기 제2단계는,
   상기 원격단말장치에서 상기 데이터베이스에 구축된 기준 현장 설비 영상과 주변 환경 영상을 현재 획득한 현장 설비 영상 및 주변 환경 영상을 비교하여, 그 차이의 존재 여부에 따라 화면 변화 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 원방 제어방법.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 제5단계 후 상기 원격단말장치에서 상기 컴퓨터장치로부터 수동 제어가 요청될 경우, 그 요청에 대응하게 현장 설비를 제어하는 제8단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 원방 제어방법.
   
9. 제7항에 있어서, 상기 제7단계 후 상기 원격단말장치에서 현장 설비의 경보 상황에 대응하는 경보 메시지를 자동으로 생성하는 제9단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 원방 제어방법.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 제9단계 후 상기 원격단말장치에서 상기 생성한 경보 메시지를 등록된 사용자 단말기로 전송해주는 제10단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 원방 제어방법.

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