[논문 분석]네트워크 CCTV와 스마트 단말기를 연동한 이동체 추적 시스템

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[논문]네트워크 CCTV와 스마트 단말기를 연동한 이동체 추적 시스템

 

 

서론 

범죄를 예방하기 위해 네트워크 CCTV를 설치하였지만 소수 인원이기에 실시간 감시가 어려워져 CCTV는 범죄 예방보다 범죄 발생 후 대처용으로 사용되고 있다. 최근 스마트 단말기는 GPS 송수신기를 내장하고 LBS( Location Based Services) 기능을 활용하여 단말기의 위치측위 값을 정확히 획득할 수 있다.

본 논문에선 스마트 단말기의 GPS와 네트워크 CCTV를 연동하여 범죄 발생 후 대처용으로 사용되는 CCTV 문제를 개선하고자 한다.

GPS 위치 파악 -> 피사체 추적 촬영 -> 신고 장소 파악 및 출동

 

연구 동향

2.1 IP Camera

Network IP 기반에서 영상을 전송

강점

CCTV 설치의 확장성이나 획득한 영상 정보로 접근하는 방식의 유연성

음향까지 녹취 가능

PTZ(Pan/ Tilt/ Zoom) - 360도, 180도, 45도 등 상하좌우로 회전시키고 초점 조절하여 선명하게 영상 획득 가능

 

CCTV와 IP camera의 장단점

 

2.2 지능형 영상분석

영상의 정보를 분석하여 자동으로 이상 행위를 탐지하는 기술

• 일반적인 수행 단계
• 영상의 배경 영역 분리단계
• 객체 식별 단계
• 객체 추적 단계
• 사전 정의된 규칙을 기반으로 이벤트를 탐지하는 *이벤트 탐지 단계

 

*이벤트 탐지 단계

영상 속 객체가 특정 영역에 무단 침입하거나 잘못된 방향으로 진행하는 것을 방지하기 위해 사용

+ BI 이벤트

영상 정보를 분석하여 객체의 수, 체류 시간 등 비즈니스에 도움될 만한 메타데이터 제공

ex) 자동차 번호판, 군중 속 범죄자 식별, 공항의 폭탄 식별에 사용

 

2.3 GPS(Glocal positioning system)

미국 국방부에서 개발한 24개의 GPS위성과 GPS수신기가 통신하여 자 신의 절대 위치와 시간 정보 등을 수신 하는 시스템

하지만 거리와 기후로 인해 잡음이 생기고 신호 크기 또한 약해져서 정확한 위치 정보를 수신하기 까지 시간이 걸림

-> 이를 극복하기 위해 국내 이동통신사에서는 *A-GPS 지원

 

*A-GPS 측위 방식

SLP 간에 OMA SUPL 규격을 이용하여 위치 계산과정을 수행하며 SUPL POS를 통한 메시지 송수신으로 빠르고 정확하게 파악 가능

SLP(SUPL Location Platform) : GPS 수신기를 내장한 이동단말기와 이동통신망 내에 설치한 위치 측위 서버

OMA SUPL(Secure User Plane Location) : 위치 계산과정 수행

SUPL POS : (RRLP(Radio Resource Locatiojn Protocol))를 내장한 이중 A-GPS 측위를 위한 프로토콜 

 

2.4 GCM

Pull Service : (기존) 클라이언트가 관심 정보를 서버에 요청 -> 서버가 인식하여 요청한 관심 정보를 클라이언트에게 전송

Push Service : 서버가 클라이언트의 관심 정보를 해당 클라이언트에게 제공

장점 

클라이언트가 관심정보를 얻기 위해 서버에게 별도의 정보 요청 필요 X

Google에서 개발한 Push Service

1. 클라이언트와 GCM 서비스가 직접 통신하는 방식

2. 별도의 서버를 통해 3rd Party Server GCM 방식

 

3rd Party Server GCM 방식 과정

1. 단말기는 GCM 서비스에게 자신의 *고유 ID 요청
2. 고유 ID를 요청한 단말기에게 고유 ID 공유
3. 고유ID를 획득한 단말기(좌)는 서버와 자신의 DB에 고유ID 저장
4. 단말기(우)가 서버에게 단말기(좌)의 고유ID와 전달할 데이터를 전송하면 서버는 수신한 단말기(좌)의 고유ID와 데이터를 *GCM 서비스에 전송

*고유 ID : 안드로이드 기반 모든 단말기를 구분할 수 있는 시리얼 번호

*GCM 서비스 : 기지국을 통해 고유ID를 갖는 단말기(좌)를 찾고 데이터를 전송하여 단말기(좌)는 데이터 수신 가능

=> 단말기의 다른 기능과 결합되거나 어플리케이션에 접목되며 본 시스템에선 보호자의 스마트 단말기에 신고자의 영상 정보를 전송하는데 사용

 

 

3. 시스템 설계 및 동작

3.1 시스템 설계

중앙 서버, 스마트 단말기의 애플리케이션, IP Camera(이하 CCTV)

이동체 촬영 시스템 구상도

시스템	역할
중앙서버	영상 저장 및 전송, 위치 정보 저장 및 전송, CCTV 위치관리, 스마트 단말기 ID 관리 담당
영상 저장 및 전송부	CCTV 영상 저장기능과 전송기능을 담당
위치정보저장 및 전송부	신고자의 CCTV호출 위치와 시간을 저장하고 위험지역으로 저장
CCTV 관리부	CCTV가 설치된 위치와 촬영이 가능한 범위를 저장

 

과정

1. 스마트 단말기의 애플리케이션에서 CCTV 호출을 요청
2. CCTV가 호출되고 신고자를 추적촬영
3. 이때 획득한 영상을 유관기관, 보호자, 신고자에게 전송
4. 유관 기관은 사건의 장소, 상태, 시간 등을 정확하게 파악하여 조치

 

애플리케이션 기능

CCTV 호출 : 호출 버튼을 클릭하면 GPS 위성으로부터 위치 정보(위도, 경도, 고도)를 획득하며 위치 정보 저장 서버로 송신하고 CCTV 위치 관리부가 호출한 CCTV의 영상 획득

주변탐색

현재위치 탐색 : GPS위성으로부터 위치 정보를 1회 획득하고 이를 위치 정보 저장 서버로 송신 -> 수신한 위치 정보 주변 위험 지역 정보 전송

목적지 탐색 : 신고자의 목적지를 입력받아 위치 정보 저장 서버로 송신 -> 목적지 주변의 위험 지역 정보 전송

GCM 수신 기능 : 보호자 또는 유관기관에게 신고자의 영상 전송

 

3.2 시스템 동작

위급 상황 발생시

1. 신고자는 위급 상황 발생시 어플리케이션의 CCTV 호출 버튼을 눌러 GPS 위치 값을 중앙 서버로 전송
2. 서버에서 수신한 GPS 위치 값을 위험 지역으로 저장하고 추적 촬영 가능한 CCTV 탐색 후 신고자 위치와 추적 명령 전송
3. CCTV 관리자 화면에 경고음을 내어 유관기관 및 관리자가 빠르게 대응하도록 유도
4. CCTV는 자신의 감시 위치와 신고자 위치 계산하여 추적 촬영
5. 추적 촬영한 영상은 서버로 전송 및 저장
6. 신고자의 보호자로 등록된 단말기로 추적 영상 전송

 

 

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논문 선정 이유

긴급상황 발생 시 신고자의 GPS를 전송하고 중앙 서버는 위치를 확인하고 촬영이 가능한 CCTV를 선택하여 추적 촬영 명령을 한 후 보호자 및 유관 기관에 해당 CCTV 영상을 전송하여 신속한 대처를 할 수 있게 한다.라는 요약 글을 읽고 흥미가 생겨서 정리하게 되었다. 

 

배운점 및 느낀점

흥미로운 논문이었다. CCTV가 지금은 많이 설치되어서 조금 더 디벨롭해서 실제로 구현되면 좋을 것 같다. 우선 보안이 정말 중요할 것 같다 최근에 SNS에서 한 사람이 지하철에서 빈 자리를 찾기 위해 사람들의 핸드폰 뭔가를 파악하면서 핸드폰 기종이랑 여러가지를 확인하는 앱을 혼자 개발해서 그걸 사용하는 걸 올렸었다. 그걸 보고 정말 쉽게 개인 정보를 알 수 있겠다고 생각했다. 이 앱도 사용자의 단말기 ID와 더불어 위치 정보까지 자세하게 나올 수 있기에 해킹당하면 정말 위험할 것 같다. 그리고 신고자와 범죄자?가 서로 반대로 가면 어떻게 할건지 궁금하다 영상이 여러개 저장되는 걸까 보통 CCTV가 한대밖에 없을 것 같은데 그럼 어떻게 추적을 할건지 만약 2개라도 하더라도 하나하나 어떻게 분리해서 추적 명령을 할건지 궁금하다.