KR101399060B1 - 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법 - Google Patents

오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 배열된 복수의 광 반응 물질을 포함하는 광 반응체와 복수의 광 반응 물질을 포함하는 이미지를 캡쳐링하여 캡쳐링된 이미지에서의 상기 복수의 광 반응 물질의 인지 결과를 이용하여 오브젝트를 인식하고, 자외선 광원을 포함하는 감지 장치를 포함하고, 이 복수의 광 반응 물질은, 자외선 광원의 자외선 광에 반응하여 가시광을 발광하도록 하는, 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템에 관한 것이다.
본 발명을 이용함으로써, 오브젝트의 존재를 용이하게 감지할 수 있고 이미지의 캡쳐링을 이용하면서도 야간에도 이용될 수 있도록 한다.

Description

오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법{DETECTION SYSTEM, DETECTION APPARATUS AND DETECTION METHOD ENABLING DETECTION OF OBJECT}
오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법에 관한 것으로서, 특히 자외선에 반응하는 복수의 광 반응 물질에 대한 이미지 인식을 통해서 오브젝트의 이동을 용이하게 인식할 수 있도록 하는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법에 관한 것이다.
외부 침입을 감지하기 위한 방범 장치에서는 감지 대상 공간으로의 출입을 감지하는 센서 기술이 필요하며, 이러한 센서 기술로서 열선 센서, 초음파 센서 및 마이크로파 센서를 이용하는 방법 등이 알려져 있다. 그런데, 단순히 이러한 센서만을 이용하는 것만으로는, 외부인의 침입과 내부인의 활동을 구분하지 못하는 문제점 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, "방향성 센서를 이용한 감시 장치 및 그 제어 방법"(공개 번호 : 10-2010-0040610, 2010년 4월 20일, 대한민국특허청)에서는 두 개의 열선 센서를 이용함으로써, 감지 대상물의 이동 방향까지 더 감지하여 이용한다. 또한 이와 유사한 방법으로서 "이동체의 방향성 감지장치"(공개 번호 : 10-2009-0104297, 2009년 10월 6일, 대한민국특허청)가 알려져 있다.
도 1은 이와 같은 개선된 방법을 이용하여 외부인의 침입과 내부인의 외출을 용이하게 감지할 수 있는 사례를 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 감지 장치는 두 개의 센서(A, B)를 구비하는 바, 외부인이 외부로부터 침입할 때에는 센서 A 및 센서 B의 순서로 오브젝트의 감지가 이루어지며, 공간 내의 내부인이 외출할 때에는 센서 B 및 센서 A의 순서로 오브젝트의 감지가 이루어지므로, 외부인의 침입과 내부인의 외출을 구분할 수 있다. {센서가 오브젝트를 감지하지 못한 경우에는 내부가 빈 원으로 표시하고, 센서가 오브젝트를 감지한 경우에는 채워진 원으로 표시한다.}
하지만, 외부인과 내부인이 동시에 감지 장치에 접근하는 경우 오작동의 가능성이 높은 문제점이 있다.
예를 들어, 외부인이 외부에서 감지 장치의 센서 A로 접근하고 내부인이 내부에서 감지 장치의 센서 B로 거의 동시에 접근하는 상황에서, 약간의 시간 차이로 외부인이 센서 A에 먼저 감지된 경우에는 외부인의 침입이 있는 것으로 판단할 것이나, 내부인이 센서 B에 먼저 감지된 경우에는 내부인의 외출로 판단할 것이다. 이와 같이 동일한 상황에서 서로 다른 판단을 하는 것은 바람직하지 않고 오작동으로 귀결될 가능성이 높다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부인이 먼저 센서 A에 의해서 감지되었으나 더이상 진입하지 않고 정지한 상태에서 내부인의 접근으로 인해 센서 B에 의해 감지된 경우, 감지 장치는 외부인의 침입이 있는 것으로 판단할 것이다. 그러나, 내부인이 외부인을 접견하는 상황이거나, 감지 장치의 설치 위치에 따라 이와 같이 외부인의 침입으로 판단하는 것은 오작동일 수 있다.
그리고 도 3과 같이, 외부인이 센서 A에 의해서 감지된 후 정지한 상태에서, 손동작을 크게 한 경우 이러한 손동작에 의해서 센서 B가 감지함으로써 외부의 침입으로 경보할 수 있으나, 감지 장치의 설치 위치 및 설치 상황에 따라 외부인의 침입으로 판단하는 것이 과도하거나 오동작일 가능성이 높다.
이와 같이 개선된 방법은, 외부인 및 내부인이 감지 장치로 동시 접근하는 상황, 외부인이 감지 장치 근방에서 큰 동작을 하는 상황 등과 같은 여러 상황에서 오작동의 가능성이 크거나 적용할 수 없는 문제점이 있다.
그리고 개선된 방법의 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 센서의 개수를 대폭 늘리는 방법 등을 생각할 수 있으나, 이는 비용 증가를 수반하는 문제점이 있고, 이렇게 하더라도 개선된 방법은 오브젝트의 움직임에 따른 센싱값의 변화량을 기준으로 감지하는 방식이어서, 오브젝트의 존재 자체를 감지하기에는 부적당한 문제점이 있다.
따라서 이러한 기존 감지 장치에서 야기되는 다양한 문제점을 해소할 수 있도록 하는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법이 필요하다.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 저렴한 비용으로 설치가능하고 오브젝트를 인식할 수 있도록 하는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은, 자외선 반응 물질을 통한 이미지 인식을 통해 오브젝트의 존재와 이동을 용이하게 알 수 있도록 하는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은, 복수의 자외선 반응 물질에 대한 이미지 인식을 이용하여 복수의 자외선 반응 물질로 형성되는 패턴의 모양의 변화에 따라 오브젝트의 이동 방향을 용이하게 알 수 있도록 하는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은, 이미지 인식을 이용하면서도 야간에도 용이하게 오브젝트를 감지할 수 있도록 하는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템은, 배열된 복수의 광 반응 물질을 포함하는 광 반응체와 복수의 광 반응 물질을 포함하는 이미지를 캡쳐링하여 캡쳐링된 이미지에서의 상기 복수의 광 반응 물질의 인지 결과를 이용하여 오브젝트를 인식하고, 자외선 광원을 포함하는 감지 장치를 포함하고, 이 복수의 광 반응 물질은, 자외선 광원의 자외선 광에 반응하여 가시광을 발광한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 오브젝트를 감지하기 위한 감지 장치는, 배열된 복수의 광 반응 물질을 포함하는 이미지를 캡쳐링하기 위한 카메라 모듈과 캡쳐링된 이미지에서의 복수의 광 반응 물질의 인지 결과를 이용하여 오브젝트를 인식하는 신호 처리 모듈과 자외선 광을 발광하는 자외선 광원을 포함하고, 이 이미지는, 자외선 광에 반응하는 복수의 광 반응 물질에 의해 생성된 이미지이다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 오브젝트를 감지하기 위한 감지 방법은, 자외선 광을 발광하는 단계와 자외선 광으로부터 반응한 이미지를 캡쳐링하는 단계와 캡쳐링된 이미지에서의 복수의 광 반응 물질의 인지 결과를 이용하여 오브젝트를 인식하는 단계를 포함하고, 이 캡쳐링된 이미지는 자외선 광에 반응하여 가시광을 발광하는 상기 복수의 광 반응 물질에 대한 이미지를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따른, 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법은, 저렴한 비용으로 설치가능한 효과가 있다.
또한 상기와 같은 본 발명에 따른, 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법은, 자외선 반응 물질을 통한 이미지 인식을 통해 오브젝트의 존재와 이동을 용이하게 알 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 상기와 같은 본 발명에 따른, 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법은, 복수의 자외선 반응 물질에 대한 이미지 인식을 이용하여 복수의 자외선 반응 물질로 형성되는 패턴의 모양의 변화에 따라 오브젝트의 이동 방향을 용이하게 알 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 상기와 같은 본 발명에 따른, 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템, 감지 장치 및 감지 방법은, 이미지 인식을 이용하면서도 야간에도 용이하게 오브젝트를 감지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기존의 개선된 방법을 이용하여 외부인의 침입과 내부인의 외출을 용이하게 감지할 수 있는 사례를 도시한 도면이다.
도 2는 기존의 개선된 방법을 이용하여 외부인의 침입으로 오동작하는 예시적인 사례를 도시한 도면이다.
도 3은 기존의 개선된 방법을 이용하여 외부인의 침입으로 오동작하는 예시적인 또 다른 사례를 도시한 도면이다.
도 4는, 본 발명에 따른 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템을 도시한 도면이다.
도 5는, 감지 장치의 블록도를 도시한 도면이다.
도 6은, 감지 장치에서 이루어지는 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은, 광 반응체에 포함되는 복수의 광 반응 물질의 예시적인 패턴 어레이의 형태를 도시한 도면이다.
도 8은, 이동을 판단하기 위해서 캡쳐링된 이미지에 포함되는 패턴 어레이를 복수의 서브-어레이로 분할한 예시적인 구조와 각 서브-어레이의 반응 패턴 유형을 도시한 도면이다.
도 9는, 본 발명에 따라 이동 방향을 판단하는 예시적인 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 종래의 방법과는 달리 본 발명에 따라 외부인의 침입으로 인식하지 않는 예시적인 사례를 도시한 도면이다.
도 11은 종래의 방법과는 달리 본 발명에 따라 외부인의 침입으로 인식하지 않는 예시적인 또 다른 사례를 도시한 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술 되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는, 본 발명에 따른 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템을 도시한 도면이다. 도 4에 따르면 이 감지 시스템은, 광 반응체(100)와 감지 장치(200)를 포함한다.
도 4에 따른 감지 시스템의 각 구성요소에 대해서 살펴보면, 광 반응체(100)는, 감지 장치(200)에 대향하여 출입구 등에 설치된다. 이러한 광 반응체(100)는 서로 배열된 복수의 광 반응 물질(110)을 포함하고 이러한 복수의 광 반응 물질(110)은 규칙적으로 배열될 수 있다.
광 반응체(100)에 포함되는 광 반응 물질(110)은, 자외선 광에 반응하여 가시광을 발광할 수 있도록 하는 도료를 포함하거나 이 도료가 도포되도록 구성될 수 있다. 이러한 도료는, 예를 들어 형광 또는 인광에 따라 발광하는 도료이다.
이와 같은 광 반응체(100)는, 도 4와 같이 벽체에서 분리된 지지대의 표면에 부착되거나 인쇄되거나 그려질 수 있고 또는 출입구의 벽체(wall)의 표면에 인쇄되거나 부착될 수 있다. 또는 광 반응체(100)는, 벽체에 부착되고 광 반응 물질(110)이 인쇄되거나 부착된, 벽지로서 구성될 수도 있다.
이와 같은 광 반응체(100)는 복수의 광 반응 물질(110)을 포함하고, 각각의 광 반응 물질(110)은 일정한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 광 반응 물질(110)은 원형의 형상이나 사각형 등의 형상을 가질 수 있다.
그리고 이 복수의 광 반응 물질(110)은 일정한 간격을 가지고 배열되어 복수의 광 반응 물질(110)을 일체로 하는 패턴 어레이를 형성하도록 하고 이를 감지 장치(200)가 이미지로 인식하여 감지 시스템이 설치되는 곳에서의 오브젝트의 존재나 이동이나 이동 방향을 감지할 수 있도록 한다.
광 반응체(100)의 패턴 어레이에 대해서는 도 7과 도 8을 통해 보다더 상세히 살펴보도록 한다.
감지 장치(200)는, 하나 이상의 자외선 광원(220)(도 4의 (b) 참조)과 하나 이상의 카메라 모듈(210)을 포함하여 이 자외선 광원(220)을 이용하여 자외선을 발광하고, 카메라 모듈(210)을 이용하여 광 반응체(100)의 복수의 광 반응 물질(110)을 포함하는 이미지를 캡쳐링하고 캡쳐링된 이미지를 처리하여 오브젝트의 존재나 이동이나 이동 방향을 인식할 수 있도록 한다.
이러한 카메라 모듈(210)은 지정된 대역의 이미지 또는 빛을 인식할 수 있고, 예를 들어 가시광(visible light)의 대역을 인식할 수 있도록 하는 카메라 모듈(210)이다.
그리고 감지 장치(200)는, 광 반응체(100)에 포함되는 복수의 광 반응 물질(110)의 패턴 어레이의 이미지를 주기적으로 캡쳐링하고, 패턴 어레이의 모양 변화를 이용하여 오브젝트의 존재나 이동이나 오브젝트의 이동 방향을 판단할 수 있다.
감지 장치(200)에 대한 보다 더 상세한 설명은 도 5 내지 도 6을 통해서 살펴보도록 한다.
이와 같은 감지 장치(200)와 광 반응체(100)는 다양한 형태로 설치될 수 있다. 예를 들어 감지 장치(200)는, 출입구의 측면에 설치되고 외부인 또는 내부인이 출입하는 출입 영역을 사이에 두고 대항하는 다른 측면에 광 반응체(100)가 설치될 수 있다. 또는 감지 장치(200)가 출입구의 바닥면이나 천장면에 설치되고 대항하는 천장면 또는 바닥면에 광 반응체(100)가 설치될 수 있다.
그리고 이와 같은 감지 시스템에서, 감지 장치(200)는 광 반응체(100)의 패턴 어레이를 인식할 수 있고 이 패턴 어레이의 모양 변화에 따라 용이하게 출입구 등을 통해 접근하는 외부인 또는 내부인과 같은 오브젝트를 인식할 수 있도록 하며, 나아가 야간에도 용이하게 오브젝트를 인식할 수 있도록 한다.
도 5는 감지 장치(200)의 블록도를 도시한 도면이다. 도 5에 따르면 이 감지 장치(200)는 하나 이상의 카메라 모듈(210)과 하나 이상의 자외선 광원(220)과 신호 처리 모듈(230)과 출력 모듈(240)을 포함한다. 이 중 일부의 모듈은 필요에 따라 생략될 수 있고 도 5에 도시되지 않은 다른 모듈이 이 감지 장치(200)의 블록도에 더 포함될 수도 있다.
이 감지 장치(200)의 각 블록들을 살펴보면, 카메라 모듈(210)은, CMOS, CCD 등과 같은 이미지 센서를 구비하여, 캡쳐링된 이미지를 아날로그 혹은 디지털의 포맷을 생성하여 연결된 신호 처리 모듈(230)로 전송한다.
이러한 카메라 모듈(210)은, 감지 장치(200)에 대응하게 설치되어 있는 광 반응체(100)의 복수의 광 반응 물질(110)을 포함하는 이미지를 캡쳐링할 수 있도록 한다. 이와 같은 이미지는 자외선 광에 반응하는 복수의 광 반응 물질(110)에 의해서 생성된 이미지일 수 있다.
여기서 카메라 모듈(210)은, 신호 처리 모듈(230)의 제어 등에 의해 지정된 주기로 이미지를 캡쳐링(capturing)하여 연속적인 이미지 프레임 형태로 된 디지털 포맷의 데이터를 전송하도록 구성되거나 혹은 아날로그 신호로 인코딩하여 이를 신호 처리 모듈(230)로 하여금 디지털의 신호로 변환할 수 있도록 구성될 수 있고, 이 외에도 이미지를 캡쳐링하기 위한 다양한 방법이 있을 수 있다.
자외선 광원(220)은, 지정되어 있는 자외선 대역의 자외선 광을 발광한다. 이러한 자외선 광원(220)은 지속적으로 사용자 등이 시각적으로 인식할 수 없는 자외선 광을 발광하거나 혹은 신호 처리 모듈(230)의 제어하에, 캡쳐링되는 주기에 동기화되어 캡쳐링되는 시점의 전후에 자외선 광을 발광할 수도 있다.
이와 같이 내부인이나 외부인 등이 인식할 수 없는 자외선 광을 사용하여, 내부인이나 외부인 등이 알지 못하게 혹은 불편함을 제공함이 없이 오브젝트의 존재를 인식할 수 있도록 한다.
신호 처리 모듈(230)은, 카메라 모듈(210)로부터 수신된 아날로그 또는 디지털의 캡쳐링된 이미지로부터 광 반응체(100)의 복수의 광 반응 물질(110)을 인지하고 이 인지 결과를 이용하여 오브젝트를 인식한다.
이러한 신호 처리 모듈(230)은, 예를 들어 프로세서(processor)나 CPU(Central Processing Unit)나 MICOM 등이나 DSP(Digital Signal Processor) 등과 같은 실행 유닛을 구비할 수 있고, 나아가 이 실행 유닛의 구동에 필요한 프로그램 등을 저장하기 위한 메모리를 더 구비할 수 있다.
이와 같은 신호 처리 모듈(230)은, 프로그램 등을 실행 유닛에 로딩하여, 이 프로그램의 실행으로 오브젝트의 존재나 이동이나 이동 방향 등을 알 수 있다.
그리고 이 신호 처리 모듈(230)은, 복수의 광 반응 물질(110)의 배열에 따른 패턴 어레이를 캡쳐링된 이미지에서 주기적으로 식별하여 주기적으로 식별된 패턴 어레이의 모양의 변화를 이용하여 출입구 등을 통해 진입하는 침입자 등이나 내부인 등의 오브젝트의 존재나 이동이나 이동 방향을 판단할 수 있다.
이 신호 처리 모듈(230)에서 이루어지는 제어는, 도 6, 및 도 9 내지 도 11을 통해서 보다더 상세히 살펴보도록 한다.
출력 모듈(240)은, 신호 처리 모듈(230)에 연결되어 신호 처리 모듈(230)의 제어에 따라 경고음 등을 출력할 수 있도록 한다.
이러한 출력 모듈(240)은 예를 들어 스피커나, 부저(buzz) 등을 포함할 수 있고, 만일 신호 처리 모듈(230)이 외부인에 의한 침입으로 판단한 경우에 신호 처리 모듈(230)은 출력 모듈(240)을 통해 경고음이나 경고 부저를 출력하도록 한다. 아울러 원격의 서버 등에 보고하기 위하여 필요한 통신 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.
도 6은 감지 장치(200)에서 이루어지는 제어 흐름을 예시한 도면이다. 이러한 도 6에 따른 제어 흐름은 감지 장치(200)에 의해서 이루어지고 바람직하게는 신호 처리 모듈(230)에 의해서 혹은 신호 처리 모듈(230)의 제어하에 이루어진다.
도 6에 따른 제어 흐름을 살펴보면, 먼저 단계 S110에서, 자외선 광원(220)은 자외선 광을 발광한다. 이러한 단계 S110은, 신호 처리 모듈(230)이 자외선 광원(220)을 제어하여 주기적으로 자외선 광을 발광하도록 구성되거나 지속적으로 발광하도록 구성될 수 있다.
이후 단계 S120에서, 카메라 모듈(210)은 광 반응체(100)의 복수의 광 반응 물질(110)에 의해서 자외선 광으로부터 가시광으로 반응한 이미지를 포함하는 이미지(또는 이미지 프레임)를 캡쳐링한다. 이와 같이 캡쳐링된 이미지는 신호 처리 모듈(230)로 전송하여 이후 처리가 이루어지도록 한다.
이와 같이 캡쳐링된 이미지는 일정한 간격으로 배열된 복수의 광 반응 물질(110)에 의한 패턴 어레이에 대한 이미지를 포함한다.
패턴 어레이에 대해서 좀 더 구체적으로 살펴보면, 도 7은, 광 반응체(100)에 포함되는 복수의 광 반응 물질(110)의 예시적인 패턴 어레이의 형태를 도시한 도면이다.
이러한 패턴 어레이의 이미지는 카메라 모듈(210)에 의해서 캡쳐링될 수 있고 이후 신호 처리 모듈(230)로 전달될 수 있다.
도 7에 따르면 복수의 광 반응 물질(110)은 패턴 어레이로 구성되기 위해 수평 방향으로 일정한 간격을 가지고 배치되고 수직 방향으로 일정한 간격으로 배치된다. 여기서 이 간격은 수평 방향으로 그리고 수직 방향으로 동일하거나 혹은 상이할 수 있고, 각 광 반응 물질(110)의 형태는 원형이거나 사각형 등이거나 혹은 임의의 미리 지정된 형상일 수 있다.
이러한 간격과 광 반응 물질(110)의 형태는 다양하게 구성될 수 있고, 카메라 모듈(210)의 해상도에 따라 또는 감지 장치(200)로부터 광 반응체(100)에 대한 거리에 따라 보다더 세밀하게 구성할 수도 있고 나아가 다양한 형태의 패턴 어레이(pattern array)를 구성할 수 있다.
또한 도 7에서는 예시적으로 수평 방향이나 수직 방향으로 설명하였으나 광 반응체(100)가 설치되는 형태에 따라서 그 방향이 각각 달라질 수 있다.
여기서는 수평 방향은 외부로부터 대상 공간 등으로의 진입 방향을 나타내는 것으로 가정하고, 수직 방향은 이 진입 방향에 수직인 방향을 나타낼 수 있다.
이러한 패턴 어레이의 이미지를 카메라 모듈(210)이 캡쳐링하고 이를 신호 처리 모듈(230)로 전달할 수 있다.
이후 단계 S130에서, 신호 처리 모듈(230)은 단계 S120에서 캡쳐링된 이미지에서 광 반응체(100)에 포함된 복수의 광 반응 물질(110)의 인지 결과를 이용하여 오브젝트를 인식한다. 이러한 캡쳐링된 이미지는 일정한 간격으로 복수의 광 반응 물질(110)이 배열된 패턴 어레이 또는 이 패턴 어레이의 이미지를 포함한다.
이러한 단계 S130은, 일정한 주기에 따라 수행되기에, 패턴 어레이의 끝 단(예를 들어 수평 방향의 양 끝 단)에서 최초 오브젝트를 인식하는 것으로 충분할 수 있다. 카메라 모듈(210)로부터의 캡쳐링된 이미지에서 양 끝단 또는 하나의 끝단에서 오브젝트를 인식할 수 있다.
예를 들어, 신호 처리 모듈(230)이 모든 광 반응 물질(110)을 캡쳐링된 이미지에서 인지하는 경우에는, 오브젝트가 없거나 인식되지 않는 것으로 신호 처리 모듈(230)이 결정할 수 있다.
만일 하나의 끝단(또는 양 끝단)에 대응하는 복수의 광 반응 물질(110) 중 하나 이상의 광 반응 물질(110)이 인지되지 않는 경우에(즉 오브젝트에 의해서 광 반응 물질(110)이 가려진 경우)는 오브젝트가 존재하거나 인식되는 것으로 신호 처리 모듈(230)이 결정할 수 있거나 미리 지정된 개수 이상의 광 반응 물질(110)이 인지되지 않는 경우에 오브젝트가 존재하거나 인식되는 것으로 간주할 수 있다.
이러한 끝단은, 출입구 외부에서 내부 공간으로 진입하기 위한 시작 끝단(즉 외부인의 침입시의 끝단)이거나 내부 공간에서 출입구 외부로 진출하기 위한 시작 끝단일 수 있다.
이후 단계 S140에서, 신호 처리 모듈(230)은 오브젝트를 인식하지 못한 경우에는 단계 S120으로 전이하여 주기적으로 단계 S120 내지 S130을 반복한다.
만일 오브젝트를 인식한 경우에는, 단계 S150으로 전이하여, 단계 S120 이후의 후속하는 이미지를 카메라 모듈(210)이 캡쳐링하고 이를 신호 처리 모듈(230)로 전송한다.
여기서 후속하는 이미지를 캡쳐링하기 위한 주기는 앞서 살펴본 단계 S120 내지 S1130에서 이용된 주기와 동일하거나 더 짧은 주기일 수 있다.
이후 단계 S160에서 신호 처리 모듈(230)은 연속하는 이미지에서 패턴 어레이의 모양 변화를 이용하여 오브젝트의 이동을 판단한다.
이러한 단계 S160은, 복수의 캡쳐링된 이미지를 이용하여 이루어지고, 예를 들어 단계 S120에서의 획득된 이미지들과 단계 S150에서 획득된 이미지들을 이용하여 판단한다.
여기서 오브젝트의 이동을 판단하기 위한 간단한 예시적인 방법을 도 8과 도 9를 통해서 살펴보도록 한다.
도 8의 (a)는, 이동을 판단하기 위해서 캡쳐링된 이미지에 포함되는 패턴 어레이를 복수의 서브-어레이로 분할한 예시적인 구조를 도시하고, 도 8의 (b)는 각 서브-어레이에서 수평 방향에서 가질 수 있는 광 반응 물질(110)의 자외선에 반응한 반응 패턴 유형을 도시한 도면이다.
이를 구체적으로 살펴보면, 신호 처리 모듈(230)은, 카메라 모듈(210)을 통해 이미지를 캡쳐링하고 이 캡쳐링된 이미지에서 자외선에 반응한 패턴 어레이를 인지하고, 이를 이용하여 오브젝트의 외곽선을 식별할 수 있다.
오브젝트에 의해서 패턴 어레이의 일부 광 반응 물질(230)들이 가려질 때, 오브젝트의 외곽선에 대응하는 곳에서는 광 반응 물질(230)의 인지에 있어서 변화를 보이게 된다.
도 8의 (b)는 동일한 라인에서 수평 방향으로 3개의 광 반응 물질(110)만을 보았을 때 가질 수 있는 반응 패턴 유형을 도시한 것으로서, 수평 방향으로 연속하는 3개의 광 반응 물질(110)은 도시된 8가지 반응 패턴 유형 중 하나를 가질 수 있다.
그리고 이 중 (2)번 패턴과 (3)번 패턴은 오브젝트의 오른쪽 외곽선에 대응하는 곳에서 나타나는 패턴으로 간주할 수 있으며, (5)번 패턴과 (6)번 패턴은 오브젝트의 왼쪽 외곽선에 대응하는 곳에서 나타나는 패턴으로 간주할 수 있다.
위와 같이, 수평방향으로 연속하는 3개의 광 반응 물질(110)을 포함하도록 하고 수직방향으로는 전체를 포함하도록 구획하여 서브-어레이를 구성할 수 있으며, 이는 도 8(a)에 나타낸 바와 같다.
그리고 신호 처리 모듈(230)은 각 서브 어레이가 (2)번 패턴 및 (3)번 패턴을 몇 개 가지고 있는지, 및/또는 (5)번 패턴 및 (6)번 패턴을 몇 개 가지고 있는지 계산할 수 있으며, 계산될 값의 이용에 대해서는 도 9를 이용하여 설명한다.
여기서 각 서브-어레이가 수평 방향으로 3개씩의 광 반응 물질(110)을 포함하는 것으로 설명하였으나 이에 국한될 필요는 없고 서브-어레이가 3개이상의 광 반응 물질(110)을 수평 방향으로 포함하도록 구성할 수도 있다.
그리고 신호 처리 모듈(230)은, 광 반응 물질(110) 간의 간격을 미리 알 수 있고, 광 반응 물질(110)에 의해서 인식될 색상 등을 미리 결정할 수 있으므로, 용이하게 각각의 광 반응 물질(110)의 인지 여부를 결정할 수 있을 것이다.
이러한 패턴 유형에 따라, 이동 방향을 판단하는 예시적인 방법을 도 9를 통해서 살펴보면(도 9는 외부에서 내부로의 진입시를 가정하나, 내부에서 외부로의 진출 역시 유사하게 판단될 수 있음), 카메라 모듈(210)은 일정한 주기에 따라 시간 T0, T1, T2에서 패턴 어레이의 이미지를 캡쳐링하고, 신호 처리 모듈(230)은, 각각의 캡쳐링된 이미지로부터 각각의 서브-어레이에 대하여 예를 들면 도 8(b)의 (2)번 패턴과 (3)번 패턴을 가진 개수를 합산하여 수치화한다.
예를 들어 시간 T0에서, 수평 방향으로 3개의 광 반응 물질(110)을 가지고 수직 방향으로 8개의 라인을 가진 서브-어레이 1에 대해서, 패턴 (2)와 패턴 (3)을 가진 패턴 유형을 수직 방향으로 합산하면 4개가 산출되고, 서브-어레이 2에 대해서도 합산된 수치가 4가 되며, 나머지 서브-어레이에 대해서는 0으로 산출된다. 이에 따라 각 서브-어레이의 수치화된 값은 {0,4,4,0,0,0,0}으로 계산된다.
이후 시간 T1의 이미지에서, 패턴 (2)와 패턴 (3)을 가진 패턴 유형의 각 서브-어레이의 수치화된 값은(서브-어레이 3과 4에 의해) {0,0,0,4,4,0,0}으로 산출되며, 이후 시간 T2에서의 이미지에서 패턴 (2)와 패턴 (3)을 가진 패턴 유형의 각 서브-어레이의 수치화된 값은 {0,0,0,0,0,4,4}로 산출될 수 있다. 그리고 위 예에서 보면 {4,4}의 값들이 오른쪽 방향으로 이동하는 것을 알 수 있다.
이와 같이 각 서브-어레이의 수치화된 값의 변화 추이를 연속적으로 캡쳐링된 각 이미지에서 추적함으로써 인식된 특정 오브젝트의 이동 방향을 용이하게 판단할 수 있다.
여기서 최대값은 시간 대별로의 각 이미지에서 상이할 수 있고 예를 들어 시간 T0에서는 3으로 나타나지만, 시간 T1에서는 4로서 상이할 수 있으나 오브젝트가 인식되는 것으로 간주되는 임계값 이상이 존재하는 경우에는 단지 그 최대값에 오차가 있다 하더라도 인식된 오브젝트의 이동으로 간주할 수도 있을 것이다.
이후 단계 S170에서는 단계 S160에서 판단한 이동 방향에 따라 외부 침입 여부를 판단하고, 만일 외부 침입으로 판단된 경우에는 단계 S180으로 전이하여 신호 처리 모듈(230)은 출력 모듈(240) 등을 통해 경고 등을 출력하고 종료(S200)하거나 혹은 단계 S120으로 전이(미도시)하여 지속적으로 감지할 수 있다. 만일 외부 침입으로 판단되지 않은 경우에는 단계 S120으로 전이할 수 있다.
이와 같은 제어 흐름을 통해서, 외부의 침입자나 오브젝트를 간단한 방식으로 인식할 수 있고, 나아가 이동을 판단하여 그 이동 방향에 따라 침입 여부를 용이하게 식별할 수 있다.
도 10은 종래의 방법과는 달리 본 발명의 일 양상에 따라 외부인의 침입으로 인식하지 않는 예시적인 사례를 도시한 도면이다.
도 10에 따르면, 외부인이 본 발명에 따른 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템의 광 반응체(100)에 먼저 접근을 하였으나(도 10의 (a)), 외부인이 더 이상 진행하지 않고 정지한 상태에서 내부인이 접근한 상황(도10의 (b))과, 이후 내부인도 더 이상 진행하지 않은 상황(도 10의 (c))을 도시하고 있다.
종래의 방법에 따르면 이러한 예시적인 상황에서 외부인의 침입이 있는 것으로 판단하고 경보하였으나(도 2 참조), 본 발명의 일 양상에 따르면 주기적으로 캡쳐링된 이미지에 따라 외부인이나 내부인의 오브젝트를 신호 처리 모듈(230)에 의해서 인식하고 이에 따라 신호 처리 모듈(230)이 이동을 감시 판단한다. 이 예에서는 외부인에 의해서 생성된 반응 패턴은 외부에서 내부 방향으로 이동하다가 정지되었으므로, 아직 신호 처리 모듈(230)은 침입으로 판단하지 않게 되어 종래의 방법에서 야기되는 오동작을 없앨 수 있도록 한다.
도 11은 종래의 방법과는 달리 본 발명의 일 양상에 따라 외부인의 침입으로 인식하지 않는 예시적인 또 다른 사례를 도시한 도면이다.
외부인이 본 발명에 따른 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템의 광 반응체(100)에 접근을 하고(도 11의 (a)) 이후 외부인이 더 이상 진입은 하지 않고 정지한 상태에서, 손 동작을 크게 한 경우(도 11의 (b))이다.
종래의 방법에 따르면, 센서 A 및 센서 B의 순서로 감지되어 외부인의 침입이 있는 것으로 판단되었으나(도 3 참조), 본 발명의 일 양상에 따르면 신호 처리 모듈(230)은 주기적으로 캡쳐링된 이미지에 따라 외부인을 나타내는 오브젝트를 인식하고 이에 따라 신호 처리 모듈(230)이 이동을 감시하거나 판단하게 될 것이다. 그리고 오브젝트의 외곽선에 대응하는 최대값 또는 이러한 최대값으로 간주될 수 있는 값이 외부에서 내부로 완전히 이동하지는 않게 될 것이므로, 침입으로 판단하게 되지는 않을 것이어서 종래의 방법에서 야기되는 오동작을 없앨 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100 : 광 반응체 110 : 광 반응 물질
200 : 감지 장치 210 : 카메라 모듈
220 : 자외선 광원 230 : 신호 처리 모듈
240 : 출력 모듈

Claims (18)

  1. 오브젝트를 감지할 수 있는 감지 시스템으로서,
    배열된 복수의 광 반응 물질을 포함하는 광 반응체; 및
    자외선 광원을 포함하며, 상기 복수의 광 반응 물질을 포함하는 이미지를 캡쳐링하여 캡쳐링된 이미지에서의 상기 복수의 광 반응 물질의 인지 결과를 이용하여 오브젝트를 인식하는 감지 장치;를 포함하며,
    상기 복수의 광 반응 물질은, 상기 자외선 광원의 자외선 광에 반응하여 가시광을 발광하며,
    상기 광 반응체의 상기 복수의 광 반응 물질은, 제 1 방향으로 지정된 간격으로 배치되고, 상기 제 1 방향과는 상이한 제 2 방향으로 지정된 간격으로 배치되는 패턴 어레이를 형성하며,
    상기 감지 장치는, 상기 패턴 어레이의 이미지를 캡쳐링하고, 캡쳐링된 이미지에서 패턴 어레이의 모양의 변화를 이용하여 오브젝트의 이동을 판단하며,
    상기 감지 장치는, 상기 패턴 어레이의 이미지로부터 오브젝트의 외곽선에 대응하는 곳에서 나타나는 반응 패턴을 식별하며, 상기 식별된 반응 패턴을 이용하여 오브젝트의 이동 방향을 판단하는,
    감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광 반응 물질은, 자외선 광에 반응하여 가시광을 발광하는 도료를 포함하는,
    감지 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광 반응체는, 벽체(wall)의 표면에 또는 벽체의 부착되는 벽지에 구성되는,
    감지 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감지 장치는, 상기 패턴 어레이에서 수직 방향으로 상기 외곽선에 대응하는 곳에서 나타나는 반응 패턴의 개수를 모두 더한 값을 구하고, 상기 값들의 이동을 추적하여 상기 오브젝트의 이동 방향을 판단하는,
    감지 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광반응체는,
    벽면, 천장면 또는 바닥면에 설치되는,
    감지 시스템.
  9. 오브젝트를 감지하기 위한 감지 장치로서,
    배열된 복수의 광 반응 물질을 포함하는 이미지를 캡쳐링하기 위한 카메라 모듈;
    상기 캡쳐링된 이미지에서의 상기 복수의 광 반응 물질의 인지 결과를 이용하여 오브젝트를 인식하는 신호 처리 모듈; 및
    자외선 광을 발광하는 자외선 광원;을 포함하며,
    상기 캡쳐링된 이미지는, 상기 자외선 광에 반응하는 상기 복수의 광 반응 물질에 의해 생성된 이미지를 포함하며,
    상기 복수의 광 반응 물질은, 제 1 방향으로 지정된 간격으로 배치되고, 상기 제 1 방향과는 상이한 제 2 방향으로 지정된 간격으로 배치되는 패턴 어레이를 형성하며,
    상기 신호 처리 모듈은, 상기 패턴 어레이의 이미지를 캡쳐링하고, 캡쳐링된 이미지에서의 패턴 어레이의 모양의 변화로 오브젝트의 이동을 판단하며,
    상기 신호 처리 모듈은, 상기 캡쳐링된 상기 패턴 어레이의 이미지로부터 오브젝트의 외곽선에 대응하는 곳에서 나타나는 반응 패턴을 식별하며, 상기 식별된 반응 패턴을 이용하여 오브젝트의 이동 방향을 판단하는,
    감지 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 신호 처리 모듈은, 상기 패턴 어레이에서 수직 방향으로 상기 외곽선에 대응하는 곳에서 나타나는 반응 패턴의 개수를 모두 더한 값을 구하고, 상기 값들의 이동을 추적하여 상기 오브젝트의 이동 방향을 판단하는,
    감지 장치.
  14. 오브젝트를 감지하기 위한 감지 방법으로서,
    자외선 광을 발광하는 단계;
    상기 자외선 광으로부터 반응한 이미지를 캡쳐링하는 단계; 및
    상기 캡쳐링된 이미지에서의 복수의 광 반응 물질의 인지 결과를 이용하여 오브젝트를 인식하는 단계;를 포함하며,
    상기 캡쳐링된 이미지는 자외선 광에 반응하여 가시광을 발광하는 상기 복수의 광 반응 물질에 대한 이미지를 포함하며,
    상기 복수의 광 반응 물질은, 제 1 방향으로 지정된 간격으로 배치되고, 상기 제 1 방향과는 상이한 제 2 방향으로 지정된 간격으로 배치되는 패턴 어레이를 형성하며,
    상기 캡쳐링하는 단계에서는, 상기 패턴 어레이의 이미지를 캡쳐링하고,
    상기 감지 방법은,
    상기 캡쳐링된 상기 패턴 어레이의 이미지로부터 오브젝트의 외곽선에 대응하는 곳에서 나타나는 반응 패턴을 식별하며, 상기 식별된 반응 패턴을 이용하여 오브젝트의 이동 방향을 판단하는 단계;를 더 포함하는,
    감지 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제14항에 있어서,
    상기 오브젝트의 이동 방향을 판단하는 단계는,
    상기 패턴 어레이에서 수직 방향으로 상기 외곽선에 대응하는 곳에서 나타나는 반응 패턴의 개수를 모두 더한 값을 구하고, 상기 값들의 이동을 추적하여 상기 오브젝트의 이동 방향을 판단하는,
    감지 방법.
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