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스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치 및 방법

  • 기술번호 : KST2015206353
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법으로서, (1) 화재 불꽃 후보영역 검출 처리부가 스테레오 카메라로부터 입력받은 영상에서 화재 불꽃 후보 영역을 검출하는 단계; (2) 멤버십 함수 처리부가 상기 검출된 화재 불꽃 후보 영역에 대해서 3가지의 시공간적 특징의 멤버십 함수를 생성하는 단계; (3) 최종 화재 불꽃 영역 검출 처리부가 상기 생성된 멤버십 함수를 이용한 확률 값을 추정하고, 최종적인 화재 불꽃 영역을 검출하는 단계; 및 (4) 3차원 모델링 생성 처리부가 상기 검출된 최종적인 화재 불꽃 영역에 대한 특징점을 추출하고, 추출된 특징점에 대한 변위 값 측정을 통해 최종적인 화재 불꽃에 대한 3차원 모델링을 생성하여 구현하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.본 발명에서 제안하고 있는 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치 및 방법에 따르면, 스테레오 카메라로부터 촬영된 영상에서 화재 불꽃 후보영역을 검출하고, 화재 불꽃 후보 영역의 모양 시그네쳐, 크기 변화량, 모션 방향의 3가지 특징에 대한 멤버십 함수를 퍼지 로직에 적용한 후 역퍼지화 과정을 통해 최종 화재 불꽃을 검출하고, 변위 값 측정을 통해 3차원 모델링 및 카메라와 화재 간의 거리를 예측할 수 있도록 할 수 있다.또한, 본 발명에 따르면, 스테레오 카메라와 화재 간의 거리 및 3차원 모델링으로 화재의 크기를 예측하고, 화재 경고 수준을 판단할 수 있도록 함으로써, 예측된 화재 크기의 결과를 이용한 감시 지역에 대한 화재 경고 수준을 정확히 판단하고, 신속한 화재 진압의 대응으로 화재 예방은 물론, 화재로 인한 인명과 재산의 피해를 최소화할 수 있도록 할 수 있다.
Int. CL G06T 17/00 (2006.01) G06T 7/00 (2006.01)
CPC G08B 17/125(2013.01) G08B 17/125(2013.01) G08B 17/125(2013.01) G08B 17/125(2013.01)
출원번호/일자 1020140002511 (2014.01.08)
출원인 계명대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1512658-0000 (2015.04.10)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20150416) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.01.08)
심사청구항수 19

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 계명대학교 산학협력단 대한민국 대구광역시 달서구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 고병철 대한민국 대구광역시 수성구
2 정지훈 대한민국 경상북도 포항시 북구
3 남재열 대한민국 대구광역시 수성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김건우 대한민국 서울특별시 금천구 가산디지털*로 ***, 에이동 ***호 특허그룹덕원 (가산동, 우림 라이온스밸리)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 계명대학교 산학협력단 대한민국 대구광역시 달서구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2014.01.08 수리 (Accepted) 1-1-2014-0020820-67
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2014.12.30 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2015.02.10 수리 (Accepted) 9-1-2015-0011031-37
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2015.02.13 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0107213-17
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2015.03.03 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2015-0211951-09
6 등록결정서
Decision to grant
2015.03.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0215302-27
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2018.03.21 수리 (Accepted) 4-1-2018-5049338-19
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번호 청구항
1 1
스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치로서,스테레오 카메라(101)로부터 입력받은 영상에서 화재 불꽃 후보 영역을 검출하는 화재 불꽃 후보영역 검출 처리부(110);상기 화재 불꽃 후보영역 검출 처리부(110)에서 검출한 화재 불꽃 후보 영역에 대해서 3가지의 시공간적 특징의 멤버십 함수를 생성하는 멤버십 함수 처리부(120);상기 멤버십 함수 처리부(120)에서 생성한 멤버십 함수를 이용하여 확률 값을 추정하고, 최종적인 화재 불꽃 영역을 검출하는 최종 화재 불꽃 영역 검출 처리부(130); 및상기 최종 화재 불꽃 영역 검출 처리부(130)에서 검출한 최종적인 화재 불꽃 영역에 대한 특징점을 추출하고, 추출된 특징점에 대한 변위 값 측정을 통해 최종적인 화재 불꽃에 대한 3차원 모델링을 생성하여 구현하는 3차원 모델링 생성 처리부(140)를 포함하며,상기 최종 화재 불꽃 영역 검출 처리부(130)는,상기 멤버십 함수 처리부(120)에서 생성한 멤버십 함수를 퍼지 로직(Fuzzy Logic)에 적용한 후 역퍼지화(defuzzification)하는 과정을 통해 확률 값을 추정하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치
2 2
제1항에 있어서, 상기 화재 불꽃 후보영역 검출 처리부(110)는,상기 스테레오 카메라(101)로부터 촬영되는 실시간의 동영상을 입력받고, YCbCr 컬러 모델의 특성을 사용하여 상기 동영상에 포함된 영상에서 화재 불꽃 영상을 획득하며, 상기 획득된 화재 불꽃 영상에서 화재 불꽃 후보 영역을 검출하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치
3 3
제1항에 있어서, 상기 멤버십 함수 처리부(120)는,상기 화재 불꽃 후보영역 검출 처리부(110)에서 검출한 화재 불꽃 후보 영역에 대한 3가지의 시공간적 특징의 멤버십 함수로서, 모양 시그네쳐(Shape Signature), 크기 변화량(Size), 및 모션 방향(Motion)을 생성하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치
4 4
제3항에 있어서, 상기 3가지의 시공간적 특징의 멤버십 함수는,상기 멤버십 함수 처리부(120)에서 비모수(non-parametric) 확률 추정의 적용을 통해 생성하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치
5 5
제3항에 있어서, 상기 모양 시그네쳐(Shape Signature)는,발화 물질의 성질과 바람의 영향으로 모양이 불규칙하다는 가정에 따른 화재 불꽃의 특성인 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치
6 6
제3항에 있어서, 상기 크기 변화량(Size)은,불꽃의 움직임 변화에 따라 크기가 변화하는 화재 불꽃의 특성인 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치
7 7
제3항에 있어서, 상기 모션 방향(Motion)은,화재 불꽃의 물리적 특성상 상승 방향으로 움직이는 화재 불꽃 특성인 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치
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삭제
9 9
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3차원 모델링 생성 처리부(140)는,상기 최종 화재 불꽃 영역 검출 처리부(130)에서 측정한 변위 값을 사용하여 상기 스테레오 카메라(101)와 화재 간의 거리를 더 예측하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치
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제9항에 있어서, 상기 3차원 모델링 생성 처리부(140)는,상기 변위 값을 사용하여 측정된 상기 스테레오 카메라(101)와 화재 간의 거리와, 3차원 모델링으로 화재의 크기를 예측하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 장치
11 11
스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법으로서,(1) 화재 불꽃 후보영역 검출 처리부(110)가 스테레오 카메라(101)로부터 입력받은 영상에서 화재 불꽃 후보 영역을 검출하는 단계;(2) 멤버십 함수 처리부(120)가 상기 검출된 화재 불꽃 후보 영역에 대해서 3가지의 시공간적 특징의 멤버십 함수를 생성하는 단계;(3) 최종 화재 불꽃 영역 검출 처리부(130)가 상기 생성된 멤버십 함수를 이용한 확률 값을 추정하고, 최종적인 화재 불꽃 영역을 검출하는 단계; 및(4) 3차원 모델링 생성 처리부(140)가 상기 검출된 최종적인 화재 불꽃 영역에 대한 특징점을 추출하고, 추출된 특징점에 대한 변위 값 측정을 통해 최종적인 화재 불꽃에 대한 3차원 모델링을 생성하여 구현하는 단계를 포함하며,상기 단계 (3)에서는,상기 최종 화재 불꽃 영역 검출 처리부(130)가 상기 멤버십 함수를 퍼지 로직(Fuzzy Logic)에 적용한 후 역퍼지화(defuzzification)하는 과정을 통해 확률 값을 추정하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
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제11항에 있어서, 상기 단계 (1)에서는,상기 화재 불꽃 후보 영역을 YCbCr 컬러 모델의 특성을 사용하여 검출하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
13 13
제11항에 있어서, 상기 단계 (1)에서는,(1-1) 상기 화재 불꽃 후보영역 검출 처리부(110)가 상기 스테레오 카메라(101)로부터 촬영되는 실시간의 동영상을 입력받는 단계;(1-2) 상기 화재 불꽃 후보영역 검출 처리부(110)가 상기 동영상에 포함된 영상에서 화재 불꽃 영상을 획득하는 단계; 및(1-3) 상기 화재 불꽃 후보영역 검출 처리부(110)가 상기 획득된 화재 불꽃 영상으로부터 YCbCr 컬러 모델 특성을 적용하여 화재 불꽃 후보 영역을 검출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
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제11항에 있어서, 상기 단계 (2)에서는,상기 멤버십 함수 처리부(120)가 상기 화재 불꽃 후보 영역에 대한 3가지의 시공간적 특징의 멤버십 함수로서, 모양 시그네쳐(Shape Signature), 크기 변화량(Size), 및 모션 방향(Motion)을 생성하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
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제14항에 있어서, 상기 3가지의 시공간적 특징의 멤버십 함수는,비모수(non-parametric) 확률 추정의 적용을 통해 생성하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
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제14항에 있어서, 상기 모양 시그네쳐(Shape Signature)는,발화 물질의 성질과 바람의 영향으로 모양이 불규칙하다는 가정에 따른 화재 불꽃의 특성인 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
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제14항에 있어서, 상기 크기 변화량(Size)은,불꽃의 움직임 변화에 따라 크기가 변화하는 화재 불꽃의 특성인 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
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제14항에 있어서, 상기 모션 방향(Motion)은,화재 불꽃의 물리적 특성상 상승 방향으로 움직이는 화재 불꽃 특성인 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
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삭제
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제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 (4)에서는,(4-1) 상기 3차원 모델링 생성 처리부(140)가 측정된 변위 값을 사용하여 상기 스테레오 카메라(101)와 화재 간의 거리를 예측하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
21 21
제20항에 있어서, 상기 3차원 모델링 생성 처리부(140)는,상기 변위 값을 사용하여 측정된 상기 스테레오 카메라(101)와 화재 간의 거리와, 3차원 모델링으로 화재의 크기를 예측하는 것을 특징으로 하는, 스테레오 카메라와 퍼지 로직을 이용한 화재 불꽃 감지 방법
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1 교육과학기술부 계명대학교 LINC 사업단 산학공동과제 스테레오 카메라를 이용한 화재 감지 및 3차원 볼륨 생성