인체 감지 성능 향상을 위한 PIR센서와 IP네트워크 카메라의 정보융합 :Information fusion of PIR sensor and IPNC for enhancement of human detection performance

최기봉

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최기봉 (홍익대학교, 弘益大學校大學院)

지도교수: 趙成元, 李基聖

발행연도: 2014

저작권: 홍익대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수7

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2014

인체 감지 성능 향상을 위한 PIR센서와 IP네트워크 카메라의 정보융합

최기봉 전기정보제어공학과 2014.01 학위논문

2013

인체 감지 성능 향상을 위한 PIR센서와 IP네트워크 카메라의 정보융합

최기봉 , 조성원 , 이기성 외 2명 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 2013.10 학술대회자료

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현재 우리나라에서 어딜 가나 쉽게 눈에 띄는 것이 있는데 그것은 바로 동작 감지기이다. 이것은 복잡하거나 비싸지 않으면서도, 다방면으로 일상생활에 적용할 수 있다. 동작 감지는 사람들에게 안도감을 주는 동시에 비용을 절감시켜 주는 유용한 방법으로 많이 활용되고 있으나 아직까지는 감지하는 데 있어서 많이 보완해야 할 점이 있는 것이 사실이며 본 논문에서는 PIR(인체 감지 센서)를 활용하여 기존의 IP 네트워크 카메라의 동작 성능 및 기능을 정보 융합하여 영상 감지의 보완활용방안 및 시스템 성능 향상을 다루고자 한다. 이러한 시스템의 설계 과정에서 흔히 중요한 요소로 꼽히는 저 비용 설계와 정보 융합의 두 가지 목표를 고려할 것이다.
먼저, 하드웨어를 살펴보자. 본 설계에서 선정한 센서는 LHI878 센서이며, 이 외에도 다양한 센서가 있지만 손쉽게 구입이 가능하고 가격대비 성능 면에 있어서 활용도가 좋은 편이다.
이 센서는 Pyroelectric Detector Sensor로써 입사한 적외선을 전압의 형태로 변환시켜 광 검출이 가능하도록 하는 Pyroelectric effect를 이용한 Sensor이다.
Pyroelectric Sensor는 결정의 금속으로 만들어져 있고, 적외선으로 노출된 부위에 열이 가해지면 표면에 전하가 발생된다. 이런 민감한 특성으로 제작된 센서를 활용하여 동작 감지에 기능을 보완하였다.
또한 감지율을 높이기 위해 프레즈넬 렌즈를 사용하여 기존의 성능을 보완 하였고, 민감도를 높이기 위해 가변저항을 활용함으로써 민감도 향상을 높였다.
최근 적외선 감지를 이용한 다양한 제품이 나오고 있으나 IP네트워크 카메라의 정보를 융합하여 기존의 영상감시에 활용도를 높인 제품이 나와 있지 않은 상황이다.
본 논문에서는 PIR센서 인터페이스와 IP네트워크 카메라 인터페이스의 정보융합을 통해 실시간 감지를 확인 할 수 있는 토대 즉, 감지가 되었을 경우 알람 시간 및 데이터 기록 남겨 언제든지 확인할 수 있는 상황 틀을 완성시켰고, 감지가 되었을 때 실시간으로 검출 하여 상황을 즉각적으로 판단할 수 있는 UI도 확보하였다.
또한 다양한 센서와의 결합을 통한 정보구별 기능 및 성능향상 테스트도 실행하였다. 다양한 결합을 통한 정보융합으로 좀 더 쉽게 상황판단이 용이해지는 장점을 얻게 되었다.

In Korea, it is easily noticeable everywhere but it is just a motion detector.
This is not complicated or expensive, many aspects can be applied to everyday life.
At the same time, Motion detection is to give people a sense of relief and reduce costs and take advantage of the many useful ways, but it still needs to make up for a lot of problems. It is true in this paper. I use PIR (motion sensors) to take advantage of the existing IP network camera''s operating performance and ability to take advantage of the complementary detect of the video information fusion and system performance. In these systems, I commonly consider an important factor of the design process of the low-cost design and information fusion counted two goals.
First, let''s look at the hardware. In this design, the selection of
sensors is LHI878 sensor. In addition to there is a variety of sensors but it can be purchased easily and good price performance, the utilization side. This sensor is Pyroelectric Detector Sensor, it convert incident infrared light into the form of sensor voltage so that it can detection to use Pyroelectric effect.
Pyroelectric Sensor is made of metal crystals, and infrared heat is applied to the exposed portion of the surface electric charge generated. These take advantage of the sensitive nature of the motion detection sensor designed to complement the function Also, I use Fresnel lens to increase complementary performance and the sensitivity by utilizing the variable resistance, the sensitivity improvement.
Recently a variety of products using infrared IP network camera comes out, but the product of converging information and increasing utilization of existing video surveillance situation is not listed.
In this paper, if you want to wish in this situation ubiquitously, any time you can see. For example, an IP network camera with PIR sensor interface and the interface in real-time detection, information fusion can be confirmed through the foundation that is detected, the alarm time, and the data record. Thus when it is detected real-time detection of the situation can be readily determined UI is secured.
In addition, through a variety of sensors, combination of features and performance enhancements to distinguish information tests were performed. Convergence of information through various combinations make it easier to get the benefits of becoming that an situation was easily determined.

제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 및 필요성 1
1.2 연구목적 및 구성 3
제 2 장 동작 감지에 미치는 요소 및 설명 6
2.1 센서의 종류 6
2.2 Operational Amplifier IC 8제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 및 필요성 1
1.2 연구목적 및 구성 3
제 2 장 동작 감지에 미치는 요소 및 설명 6
2.1 센서의 종류 6
2.2 Operational Amplifier IC 8
2.2.1 OP AMP의 원리 및 특징 8
2.2.2 OP AMP IC 특성 및 종류 13
2.2.3 논문에 사용된 IC 14
2.3 Fresnel Lens 15
2.3.1 프레즈넬 렌즈의 원리 및 특징 15
2.3.2 프레즈넬 렌즈의 종류 및 사용 용도 16
제 3 장 관련 이론 19
3.1 PIR 센서 19
3.1.1 적외선 관련 19
3.1.2 PIR 센서의 감지원리 21
3.1.3 PIR 센서의 문제점 및 보완 방향 21
3.1.4 최근 시장 동향 및 본과제의 개발 연구제품 비교 25
3.2 커패시터 26
3.2.1 커페시터 종류 27
3.2.2 커페시터 읽는법 29
3.3 시리얼 통신 31
3.3.1 RS-232C 33
3.3.2 RS-422 37
3.3.3 RS-485 37
3.3.4 그 외 38
제 4 장 IP 네트워크 카메라 관련 사항 41
4.1 하드웨어 구조 및 설명 42
4.1.1 DM368 Main Board CPU 42
4.1.2 IP 네트워크 카메라 하드웨어 사양 44
4.2 IP 네트워크 카메라 하드웨어 구성 45
4.3 IP네트워크 카메라 소프트웨어 구성 46
4.3.1 메인 프로세싱 모듈 응용 S/W 46
4.3.2 정보융합 47
제 5 장 실험 및 결과 48
5.1 PIR센서 자체 실험 및 결과 48
5.1.1 전압 3.3V를 사용한 경우의 전압 회로도 48
5.1.2 변경 수정된 회로도 50
5.1.3 실험에 사용된 부품 54
5.2 IPNC 객체 인식 테스트 55
5.3 IPNC와 각종센서의 정보 융합 구현 및 테스트 56
5.3.1 IPNC와 PIR센서의 융합 56
5.3.2 IPNC와 PIR, 가스센서의 융합 57
5.4 IPNC의 이미지센서와 PIR센서의 객체 인식 동시 상황 발생 처리방식 59
5.4.1 공통감지구역에서 IPNC를 통한 이미지센서만 감지 되었을 경우 59
5.4.2 공통감지구역에서 PIR센서만 감지되었을 경우 59
5.4.3 공통감지구역에서 IPNC를 통한 PIR센서와 이미지 센서가 동시에 감지되었을 경우 59
제 6 장 결론 61
참 고 문 헌 63
Abstract 64
2.2.1 OP AMP의 원리 및 특징 8
2.2.2 OP AMP IC 특성 및 종류 13
2.2.3 논문에 사용된 IC 14
2.3 Fresnel Lens 15
2.3.1 프레즈넬 렌즈의 원리 및 특징 15
2.3.2 프레즈넬 렌즈의 종류 및 사용 용도 16
제 3 장 관련 이론 19
3.1 PIR 센서 19
3.1.1 적외선 관련 19
3.1.2 PIR 센서의 감지원리 21
3.1.3 PIR 센서의 문제점 및 보완 방향 21
3.1.4 최근 시장 동향 및 본과제의 개발 연구제품 비교 25
3.2 커패시터 26
3.2.1 커페시터 종류 27
3.2.2 커페시터 읽는법 29
3.3 시리얼 통신 31
3.3.1 RS-232C 32
3.3.2 RS-422 37
3.3.3 RS-485 37
3.3.4 그 외 38
제 4 장 IP 네트워크 카메라 관련 사항 41
4.1 하드웨어 구조 및 설명 42
4.1.1 DM368 Main Board CPU 42
4.1.2 IP 네트워크 카메라 하드웨어 사양 44
4.2 IP 네트워크 카메라 하드웨어 구성 45
4.3 IP네트워크 카메라 소프트웨어 구성 46
4.3.1 메인 프로세싱 모듈 응용 S/W 46
4.3.2 정보융합 47
제 5 장 실험 및 결과 48
5.1 PIR센서 자체 실험 및 결과 48
5.1.1 전압 3.3V를 사용한 경우의 전압 회로도 48
5.1.2 변경 수정된 회로도 50
5.1.3 실험에 사용된 부품 54
5.2 IPNC 객체 인식 테스트 55
5.3 IPNC와 각종센서의 정보 융합 구현 및 테스트 56
5.3.1 IPNC와 PIR센서의 융합 56
5.3.2 IPNC와 PIR, 가스센서의 융합 57
5.4 IPNC의 이미지센서와 PIR센서의 객체 인식 동시 상황 발생 처리방식 59
5.4.1 공통감지구역에서 IPNC를 통한 이미지센서만 감지 되었을 경우 59
5.4.2 공통감지구역에서 PIR센서만 감지되었을 경우 59
5.4.3 공통감지구역에서 IPNC를 통한 PIR센서와 이미지 센서가 동시에 감지되었을 경우 59
제 6 장 결론 61
참 고 문 헌 63
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