중장비 충돌 경보 AI 영상 감시 시스템

설치된 감시 카메라 영상에서 사람과 장비를 찾아 접근 거리에 따라 주의·경보를 내는 시스템을 만들었습니다. 외부망 연결 없이 장치 안에서 실시간으로 판정하는 구성이었습니다.

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문제
사각지대 위험을 알리면서 외부망 없이 기존 감시 카메라와 함께 동작해야 했습니다.
담당
임베디드 소프트웨어, 현장 영상 학습 데이터 구축, 입출력 통신 규약과 사용 설명서를 담당했습니다.
설계 판단
캡처·표시와 추론을 분리하고, 카메라 설치 조건과 접지점으로 거리를 추정했습니다.
검증 기준
정밀도·재현율·IoU·평균 정밀도로 비교 기준을 문서화했습니다. 공개 성능 수치는 제시하지 않습니다.
결과 범위
장치 내 분석과 경보 출력 구성을 구현한 과제입니다. 아래 그림은 더미 데이터 목업입니다.

제조업 중대재해에서 운반·운전 작업 중 사고가 큰 비중을 차지하는데, 운전석에서 사각지대를 직접 볼 수 없다는 것이 원인의 하나였습니다. 감시 카메라를 여러 대 두는 현장이 늘었지만 화면이 많아질수록 주시가 분산되어, 위험한 화면을 골라 알려 주는 보조 장치가 필요했습니다.

이미 설치된 감시 카메라에 소형 연산 장치와 모니터·경보기를 더하는 구성으로 잡았습니다. 배선과 전원을 크게 손대지 않고 설치할 수 있고, 보안 때문에 무선과 인터넷 연결이 막힌 현장이라 분석은 전부 장치 안에서 끝나야 했습니다.

거리는 카메라의 설치 높이와 지향각을 입력받은 뒤, 검출한 물체의 아래쪽 경계가 지면에 닿는 지점으로 추정했습니다. 주의 구역과 경보 구역은 화면에서 늘리고 옮길 수 있게 만들어 현장마다 다시 맞출 수 있도록 했습니다.

모델은 경량 객체 탐지 계열을 감시 카메라 화면에 맞게 파생시켜 엣지 장치용으로 최적화했습니다. 협의 단계에서는 범용 학습 모델을 그대로 써서 사용자 경험과 사양을 먼저 맞췄고, 제품 단계에서는 현장에서 찍힌 영상으로 학습 데이터셋을 직접 만들었습니다. 영상 표시와 추론은 서로 다른 스레드로 나누고 큐로 이어, 추론이 느려도 화면이 끊기지 않게 했습니다.

협의 자리에서 "인식률" 이라는 말이 기준 없이 오가는 문제가 있었습니다. 정밀도와 재현율, 겹침 비율(IoU), 평균 정밀도로 인식률을 정의한 문서를 만들어 방법 사이를 같은 기준으로 비교할 수 있게 했습니다.

현장 장비에서는 캡처 카드·내장 카메라·IP 카메라·영상 파일을 입력으로 고를 수 있게 하고, 경보등과 부저, 장비 속도 입력을 다루는 입출력 모듈의 직렬 통신 규약과 명령 집합을 정의한 뒤 사용 설명서를 작성했습니다.

그림

감시 카메라와 영상 변환기, 단일 보드 컴퓨터, 모니터와 경보등을 잇고 외부망 연결이 없음을 표시한 장치 구성도감시 카메라와 영상 변환기, 단일 보드 컴퓨터, 모니터와 경보등을 잇고 외부망 연결이 없음을 표시한 장치 구성도
장치 구성. 이미 달려 있는 감시 카메라에 분석 장치와 표시·경보 장치를 더하는 형태로, 바깥으로 나가는 선이 없습니다.
2016~2018년 제조업 업무상 사고 기인물 분포를 연도별 막대로 그린 그림과 감시 화면이 여러 개일 때의 문제를 나타낸 그림2016~2018년 제조업 업무상 사고 기인물 분포를 연도별 막대로 그린 그림과 감시 화면이 여러 개일 때의 문제를 나타낸 그림
이 장치가 필요했던 배경. 공개 보고서의 통계와, 화면이 늘수록 주시가 갈라지는 문제를 함께 봅니다.
추론 방식별 표시 프레임레이트 막대와 큐 이미지 크기에 따른 프레임레이트 곡선, 캡처·표시·추론 스레드 구성추론 방식별 표시 프레임레이트 막대와 큐 이미지 크기에 따른 프레임레이트 곡선, 캡처·표시·추론 스레드 구성
데모 장치에서 잰 표시 프레임레이트. 추론을 가속기로 옮기고 표시와 추론을 다른 스레드로 나눠 화면이 끊기지 않게 했습니다.
맞게 찾음·헛짚음·놓침을 나눈 표와 겹침 비율 그림, 정밀도-재현율 곡선맞게 찾음·헛짚음·놓침을 나눈 표와 겹침 비율 그림, 정밀도-재현율 곡선
협의에서 기준 없이 오가던 “인식률” 을 정밀도·재현율·겹침 비율·평균 정밀도로 다시 적은 문서의 요지입니다.

화면

감시 카메라 화면 위에 주의·경보 구역과 검출 상자, 거리 표시가 겹친 감시 화면감시 카메라 화면 위에 주의·경보 구역과 검출 상자, 거리 표시가 겹친 감시 화면
장치 화면. 검출 상자 아래 접지점으로 거리를 추정하고, 구역 안에 들어오면 색이 바뀝니다.

더미 데이터로 채운 그림입니다. 실제 화면과 배치·문구가 다를 수 있습니다.

구조와 흐름

장치 안의 처리 흐름

프레임 큐주의경보설치된 감시 카메라캡처 카드 · IP 카메라캡처 스레드추론 스레드경량 검출 모델 (TensorRT)거리 추정설치 높이 · 지향각 · 접지점주의 · 경보 구역화면 강조경보등 · 부저직렬 입출력 모듈표시 스레드모니터장비 속도 입력
표시와 추론을 다른 스레드로 나누고 큐로 이어, 추론이 느려도 화면이 끊기지 않게 했습니다.

네 단계로 나눈 진행

1단계시장 · 기술 조사모델 · 개발도구 선정2단계데모 개발 · 사양 협의범용 모델로 최종 성능 추정3단계현장 시연 · 사례 조사제품용 학습 데이터셋 제작4단계최종 시연 · 결합체 제작사용 설명서 · 최종 보고
협의 단계에서는 범용 학습 모델로 사용자 경험과 사양을 먼저 맞추고, 제품 단계에서 현장 영상으로 데이터셋을 직접 만들었습니다.
Jetson NXTensorRT객체 검출깊이 추정OpenCV실시간 추론Edge AI