실내 방범 로봇에서 YOLO와 VMD를 활용한 실내 침입자 탐지

최정우,박지태,김명섭 대한설비관리학회 2022 대한설비관리학회지 Vol.27 No.4

Today, security has become an important issue in all areas of life. Recently, the intruder response method is changing to using CCTV or thermal imaging equipment to search for intruders with a small number of people and respond to security companies when they are caught. However, the fixed CCTV has the disadvantage that it can respond to intrusions only in a limited area and there may be blind spots. Therefore, in this paper, we propose an indoor intruder detection system through YOLO and VMD based on an indoor crime prevention robot capable of autonomous driving to solve the shortcomings of the existing fixed CCTV. The autonomous driving of the robot proceeds by sequentially moving the coordinates designated by the manager through the multi-point cruise function. Using the YOLO v3 Tiny model that can be used even in low-spec environments among various YOLO models, if an object corresponding to the Person class is detected, it is determined as the first intruder detection. VMD detects the movement of an object by comparing the three frames, and when a movement is detected, it is finally determined as an intruder. An experiment was conducted to compare the mAP and FPS of YOLO v3 and YOLO v3 Tiny, and it was confirmed that the FPS of YOLO v3 Tiny was 223, far superior to YOLO v3.

광 스페클 패턴 변화를 이용한 침입자 탐지용 디지털 신호처리 시스템 구현 및 성능 분석

김인수,강진석,김기만 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.4

본 논문에서는 감도와 신뢰성이 높은 멀티모드 광섬유에서 스페클 패턴(speckle pattern) 변화를 이용한 침입자 탐지용 디지털 신호처리 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템의 성능은 실측 데이터로부터 분석되었다. 아울러 성능을 향상시키기 위하여 적응 디지털 필터를 도입하였다. 실험 결과 침입자 탐지는 96 % 이상이었으며, 사람과 차량을 구분하는 성능은 평균 90 %로 나타났다. In this paper, we have implemented the digital signal processing system for intruder detection using speckle pattern variation in multi-me optical fiber with hypersensitive and high fidelity. The performance of the implemented system was evaluated by experiments. In order to improve the system performances we applied the adaptive digital filter. In experimental results we could see 96 % intruder detection and 90 % man/car discrimination probability.

환경 요인에 따른 침입 탐지 센서 네트워크의 구성 최적화 방안

정예원(Yewon Jeong),박광일(Kwang Il Park),김경민(Kyungmin Kim),홍준석(June Seok Hong),김학진(Hak-jin Kim),김우주(Wooju Kim) 한국정보과학회 2013 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.19 No.11

본 논문은 감시 정찰 기능의 성격을 보이는 센서 들의 집합체인 ‘센서 네트워크’ 기반으로 연구되었다. 구축 된 센서 네트워크에 HMM(Hidden Markov Model)을 적용함으로써 다수의 센서가 발생시키는 복합 정보를 시/공간적으로 융합하였고, 이를 통해 최상의 침입자 탐지 결과를 도출하였다. 본 연구에서의 센서 네트워크는 침입자 탐지를 목표로 하며, 센서 네트워크의 침입자 탐지 성공 확률을 ‘침입자 탐지 성공률’이라 정의하였다. 또한, 날씨, 지형과 같은 외적 요인이 센서 네트워크의 침입자 탐지 성공률에 미치는 영향과 센서 네트워크를 구성하는 센서들의 센서 조합 변경이 침입자 탐지 성공률에 미치는 영향을 분석하기 위하여 다양한 실험을 수행하였다. 즉, 환경이 다양하게 변화할 때의 센서 네트워크 성능 변화 분석과 센서 네트워크를 구성하는 센서 조합을 변경하였을 때의 센서 네트워크 성능 변화를 관찰하였다. 나아가 위 실험 결과를 토대로 조건에 가장 알맞은 최적의 센서 네트워크 구성 방안을 모색하였다. This research was conducted based on sensor network which has a surveillance and reconnaissance functions. We applied HMM to the sensor network and fused with temporal and spatial information generated from a large number of sensors in order to derive the best results. The goal of this study is a intruder detection on the sensor network. Thus, we defined an intruder detection probability as ‘Intruder Detection Success Rate’. To analyze whether or not the intruder detection success rate has an impact on external factors such as weather, terrain and combination alterations of sensors, various experiments(simulations) were conducted. We evaluated performance of sensor network in various environments and combination alterations of sensors. And then, we sought for the optimal sensor network based on experimental results above.

중요 시설물 감시용 광센서 시스템 구성 및 감시기법 연구

박형준(Hyung-Jun Park),김인수(In-Soo Kim) 한국산업기술융합학회(구. 산업기술교육훈련학회) 2023 산업기술연구논문지 (JITR) Vol.28 No.4

단위길이 당 넓은 면적에 걸쳐 감지 할 수 있는 매설형 광섬유 감지부를 설계 및 제작하고, 외부 침입물체의 하중에 따른 신호특성에 대한 연구를 수행하였다. 사용된 광섬유는 일반 광통신용인 단일모드 광섬유를 길이 4㎞를 사용하여광섬유의 굽힘 손실을 발생시키는 외부 침입 감지용 침입 탐지판을 설계 및 제작하였다. 본 연구에서는 펄스 펌핑 광의폭에 따라 광섬유 센서의 출력에 대한 변화와 외부침입자의 침입에 따른 센서의 출력 신호 변화와 탐지신호 자체도 변화되는 것을 조사하였다. 따라서 펄스 펌핑 광의 폭을 변화시켜 가면서 외부 침입자 탐지에 따른 탐지 가능 최소 조건들을조사하였다. 마지막으로 광섬유 센서의 신호처리 알고리즘을 구성하여 감시기법을 제시하였다. A buried optical fiber sensor that can be detected over a large area per unit length was designed and manufactured, and study was conducted on the signal characteristics according to the load of an external intrusion object. The optical fiber used was designed and manufactured for external intrusion detection that generated bending loss of the optical fiber using a single mode optical fiber for general optical communication with a length of 4 km. This study investigated the change in the output of the optical fiber sensor and the change in the sensor output signal and detection signal owing to the invasion of external intruders according to the width of the pulse pumping light. Therefore, when changing the width of the pulse pumping light, the minimum detectable conditions according to the detection of external intruders were investigated. Finally, a monitoring technique was presented by developing a signal processing algorithm for an optical fiber sensor.

Detecting Sinkhole Attacks In Wireless Sensor Networks

Chanatip Tumrongwittayapak,Ruttikorn Varakulsiripunth 제어로봇시스템학회 2009 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2009 No.8

Presently, the wireless sensor networks (WSNs) are widely used in many areas of communication systemsand its security system becomes very important. However, the security mechanism for WSNs has to be considered differently from traditional network. Firstly, there are severe constraints on WSNs devices such as minimal energy,computational and communicational capabilities. Secondly, there is an additional risk of physical attacks such as node capture and tampering. Moreover, cryptography based techniques alone are insufficient to secure WSNs. Hence,intrusion detection techniques must be designed and developed to detect the any kind of undesirable attacks. Further,these techniques should be lightweight because of resource-constrained nature of WSNs. Therefore, we present a new approach of robust and lightweight solution for detecting the Sinkhole attack based on Received Signal StrengthIndicator (RSSI) readings of messages. The proposed solution needs collaboration of some Extra Monitor (EM) nodesapart from the ordinary nodes. We use values of RSSI from four EM nodes to determine the position of all sensor nodeswhere the Base Station (BS) is located at origin position (0,0). We use this information as weight from the BS in order to detect Sinkhole attack. The simulation results show that the proposed mechanism is lightweight due to the monitornodes were not loaded with any ordinary nodes or BS. Moreover, the proposed mechanism does not cause the communication overhead.

A Fast and Efficient Image Registration Algorithm using Outlier Rejection Technique based on Subimage

양동원,김도종 제어·로봇·시스템학회 2013 International Journal of Control, Automation, and Vol.11 No.4

Image registration is a process of overlaying two or more images of the same scene taken at different times, from different viewpoints, and by different sensors. It geometrically aligns two images, the reference and sensed image. In this paper, a fast and efficient image registration algorithm is proposed for IDS (Intruder Detection System). To reduce a calculation time, outlier rejection method based on uniformity, entropy and subimage is used. An edge tapering method is applied to alleviate a boundary effect of a subimage. And it is shown that the proposed algorithm improves the accuracy and calculation time effectively.

ZigBee의 영상 전송을 이용한 침입자 탐지 시스템 구현

황선기,이상구 보안공학연구지원센터 2009 보안공학연구논문지 Vol.6 No.4

본 논문에서는 최근 보안에 대한 중요성이 빠르게 증가됨에 따라 유비쿼터스 환경을 위한 기술을 구현하기 위해 가장 주목받고 있는 기술 중의 하나인 ZigBee/IEEE 802.15.4 프로토콜을 이용해 영상 전송이 가능한 침입자 탐지 시스템을 구현한다. 구현된 시스템은 침입자 및 상황 탐지를 위해 적외선 센서, 온도, 습도, 조도 센서 등을 사용하고, 방문자를 인식하는 RFID리더기, 적용된 공간의 이미지를 제공하는 카메라 모듈 등을 사용한다. ZigBee 프로토콜을 사용하여 센서 네트워크를 구성하여 윈도우 기반의 프로그램 상에서 제어하는 침입자 탐지 시스템을 구현한다. 이 시스템은 앞으로 저가격, 저전력의 ZigBee 기술의 특징으로 보안성, 편리성, 사용의 용이성 등을 제공할 것으로 기대된다.

간략화된 MFCC를 이용한 PIR 센서 기반 침입감지 시스템

박원경(Won Gyeong Park),Tran Linh Tam,이호경(Ho Kyung Lee),조성원(Seongwon Cho) 한국지능시스템학회 2018 한국지능시스템학회논문지 Vol.28 No.4

PIR 센서를 사용하는 침입감지 시스템이 사람이 아닌 동물들로 인해 발생하는 오작동을 막기 위해 사람과 다른 동물을 구별하는 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 사람과 동물을 구별하기 위해 PIR(Pyroelectric Infrared Sensor)센서로 부터 얻은 신호를 간략화된 MFCC(Mel-Frequency Cepstral Coefficients)를 이용하여 신호처리하여 성능을 개선한 방법을 제안한다. 음성신호처리에 주로 사용되는 MFCC를 사람과 동물신호를 구별하기에 적합하도록 수정하여 신호처리에 사용하였다. 처리된 신호들은 인공 신경회로망의 특징벡터로 사용되었다. 본 논문에서는 기존의 MFCC를 활용한 분류결과와 제안된 간략화 MFCC를 활용한 분류결과에 대해 비교하여 간략화된 MFCC가 정확도 개선에 우수함을 실험 결과로서 제시하였다. The intruder detection system using the PIR sensor has the problem that it can`t recognize human correctly. In this paper, we propose a new intruder detection system based on the PIR sensor to get around the drawbacks of the previous method. The signal captured using the PIR sensor is sampled, and its frequency feature is extracted using the simplified MFCC. The extracted features are used for the input of neural networks. After neural network is trained using various human and pet’s intrusion data, it is used for classifying human and pet in the intrusion situation. The experimental results show the superiority of the proposed method in comparison to the origianl MFCC.

PIR 센서 기반 침입감지 시스템

정연우(Yeon-Woo Jeong),Vo Huynh Noc Bao,조성원(Seongwon Cho),정선태(Sun-Tae Cuhng) 한국지능시스템학회 2016 한국지능시스템학회논문지 Vol.26 No.5

기존 디지털 출력 방식의 PIR 센서를 이용한 침입감지 시스템은 사람이 아닌 다른 물체에 대한 침입 탐지 오류가 많았다. 본 논문은 이를 극복하기 위하여 아날로그 출력 방식의 PIR 센서 기반 침입 감지 시스템을 제안한다. 아날로그 방식 PIR 센서는 임계값을 기준으로 이진 출력값 대신, 일정 범위 내의 다양한 전압 준위로 출력값을 내보낸다. 아날로그 PIR 센서를 이용하여 획득된 신호의 샘플링된 신호값으로부터 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 MFCC(Mel-frequency cepstrum codfficents)을 이용하여 신호의 주파수 성분을 추출하여, 인공 신경회로망(Artificial Neural Network)의 특징벡터로 사옹된다. 다양한 인간의 움직임과 애완동물의 움직임에 대한 신호 패턴들을 학습한 인공 신경회로망을 통해서 침입상황에서 침입한 객체가 사람인지 애완동물인지 판별 하게된다. The intruder detection system using digital PIR sensor has the problem that it can’t recognize human correctly. In this paper, we suggest a new intruder detection system based on analog PIR sensor to get around the drawbacks of the digital PIR sensor. The analog type PIR sensor emits the voltage output at various levels whereas the output of the digitial PIR sensor is binary. The signal captured using analog PIR sensor is sampled, and its frequency feature is extracted using FFT or MFCC. The extracted features are used for the input of neural networks. After neural network is trained using various human and pet’sn tirusion data, it is used for classifying human and pet in thine trusion situation

경비용 로봇을 위한 전방향 카메라 장치 설계

김길수,도용태,Kim, Kilsu,Do, Yongtae 대한임베디드공학회 2008 대한임베디드공학회논문지 Vol.3 No.2

This paper describes a low-cost omnidirectional camera system designed for the intruder detection capability of a security robot. Moving targets on sequential images are detected first by an adaptive background subtraction technique, and the targets are identified as intruders if they fail to enter a password within a preset time. A warning message is then sent to the owner's mobile phone. The owner can check scene pictures posted by the system on the web. The system developed worked well in experiments including a situation when the indoor lighting was suddenly changed.