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음장센서 기술 동향

음장센서 기술 동향

침입 및 화재 감지 센서 기술 동향

방범용 침입 감지 센서로는 PIR센서, 초음파센서, 마이크로웨이브센서, 음향센서, 진동센서, 영상감지센서 등이 있으나 PIR센서는 인체의 열을 차폐하는 방법으로 감지되지 못하는 약점과 잦은 오알람의 문제가 있으며, 초음파센서는 감지범위가 매우 좁고 사각지대가 있다. 마이크로웨이브 센서와 음향 및 진동센서는 투과하거나 외부의 소음과 진동 때문에 오알람의 문제가 자주 발생할 수 있다. CCTV 등의 영상감지센서는 사람이 계속 모니터링하여야 하며 영상분석 기술 역시 조명과 그림자 및 곤충 등의 영상 오인에 의한 잦은 오알람의 문제가 발생하는 약점이 있어서 사용이 제한적이다.



[그림1] 기존 방범용 침입감지 센서와 음장센서 기술 비교


화재 감지 센서로는 온도센서, 연기센서, 불꽃센서, 열영상센서가 있으나 온도센서나 연기센서는 센서 주변의 온도나 연기 농도가 높아지는 화재가 많이 진행된 상태에서 화재를 감지할 수 있기 때문에 초기 화재를 감지하지 못하는 약점이 있으며 불꽃센서는 화염에서 방출되는 UV 및 IR의 광선을 감지하는 방식으로서 사각지대 및 가려진 곳에 발생하는 화재는 조기에 감지하기 어려운 약점이 있고 열영상센서나 열화상센서 역시 사각지대에서 발생하는 화재는 감지할 수 없다.



[그림2] 기존 화재감지 센서와 음장센서 기술 비교

음장센서 기술 개발 동향

ETRI는 이러한 침입 및 화재감지 센서의 약점을 극복할 수 있는 음장센서 기술을 세계 최초로 개발하였다. 음장센서는 보안 공간에 스피커를 통하여 소리를 발생시켜 음파의 공간분포 패턴인 음장(Sound Field)을 빈틈없이 생성하고 문이나 창문이 열리거나 내부에 사람이 움직일 때 발생되는 음장의 변화를 마이크가 감지하여 기존 침입감지 센서가 감지하지 못하는 사각을 통한 침입도 정확하게 감지할 뿐 아니라, 눈에 잘 보이지 않는 구석진 위치에서 발생한 화재에 의한 온도변화도 민감하게 감지하여 기존 화재감지 센서가 감지하지 못하는 초기화재를 조기에 감지하는 새로운 센서 기술이다. ETRI는 이러한 원리를 사용하는 음장센서를 개발하였고 스피커와 마이크 그리고 음장 신호처리보드로 구성되는 단독형 음장센서 뿐 아니라 CCTV와 차량용 블랙박스에 적용하여 별도의 하드웨어 추가 설치 없이 소프트웨어로 음장센서 기능을 구현할 수 있는 기술도 개발하였고 스마트폰 상에 앱 형태로 작동되는 시제품도 개발하였다.



[그림3] 음장센서 기반 IoT 보안ㆍ안전 서비스


국내외에서 ETRI를 제외하고 음장의 변화를 이용하여 침입이나 화재를 감지하는 센서 원천 기술을 개발한 기관은 아직 없으며 단독형 음장센서와 같은 형태의 하드웨어 제품이나 CCTV 및 차량용 블랙박스 그리고 AI 스피커에 소프트웨어 형태로 탑재하는 제품으로서 기술 개발되고 있다.

음장센서 제품 사업화 동향

㈜에스원은 세콤이지라는 IP 카메라 기반의 자가 방범 제품을 출시하여 경비, 비상통보, 영상모니터링, 양방향 음성 대화 및 펫 모니터링 서비스를 제공하고 있으며 ㈜코콤 및 ㈜코맥스는 홈네트워크, 무인 경비 시스템, 홈오토메이션 등의 지능형 주택 설비, 조명, CCTV, SI 시스템 등을 제공하는 업체로 최근 IoT 기술이 융합된 제품을 개발하여 음성인식으로 난방, 조명, 방범 등 홈네트워크 제어용 월패드를 위례 신도시에 공급 중이다.

SK 텔레콤은 2016년 9월 국내 최초 딥러닝 기반의 NUGU를 출시하여 현재 음성인식 스피커 국내시장 점유율 1위를 유지하고 있으며 음성인식률 향상 및 AI 서비스의 개발을 위하여 오디오 브랜드인 아스테앤컨, 에이브릴 등과 연계하고 있으며 2017년 1월 출시된 KT이 기가지니는 인공지능 음성비서 스피커 겸 셋톱박스 역할을 하여 셋톱박스 수용 영역까지 시장 범위를 넗혀가고 있다. 또는 KT 텔레캅 서비스를 통하여 기업 보안, 매장 보안 및 가정 보안 시장으로 영역을 넓혀가고 있다. 포탈 네이버와 카카오사는 각각 음성인식 기반의 스마트 비서를 2017년에 출시하여 음악 스트리밍 서비스를 주력으로 홍보중임. 향후 자사의 콘텐츠 및 서비스 연계를 위한 허브로써 스마트 비서 시장에 진입 및 경쟁 중에 있다.

홈 CCTV와 IP 카메라의 경우 기존의 PIR 센서 및 영상기반 침입센서 그리고 음향센서와의 연동을 계속적으로 추진하고 있으며 일본의 파나소닉은 주택의 CCTV와 센서를 IBM AI에 접속하는 시스템을 통해 인공지능 주택 서비스를 개발하기로 하고 우선 독일 베를린 남동부에 2017년 착공해 2018년 완공하는 스마트 타운에 적용하는 방안을 추진중이다.

인텔은 지난 “Intel IoT Insignt 2015”에서 스마트 시큐리티를 포함한 스마트 홈 제품들이 실제 집에서 어떻게 활용될 수 있는지를 실험하기 위해 ‘인텔 타이니 스마트 홈’을 공개하고 CES 2917에서도 전시하였음. 아마존 알렉사를 구동할 수 있는 인텔 기반의 스마트 스피커의 디자인을 레퍼런스용으로 개발하고 이를 통해 하드웨어 제조사들이 인텔 플랫폼과 알렉사 보이스 서비스를 연계할 수 있는 플랫폼을 개발 중이다.

구글은 안드로이드를 중심으로 다양한 기기를 연동하기 위한 플랫폼 확장 전략을 전개하고 있으며, 다양한 디바이스의 연계를 통한 IoT 시장의 주도권 확보를 추진하고 있다. 애플은 2014년 홈킷이라는 스마트홈 중심의 스마트 디바이스 플랫폼을 소개한 바 있으며, 현재 30여종의 홈킷 지원 디바이스 리스트를 공개하고 있음. 최근에 AI 스피커에 작용하여 움직임을 감지하거나 센서를 연동하여 스마트홈 보안 모니터링 서비스를 구현하는 제품이 애플, 구글, 아마존을 중심으로 활발하게 추진되고 있다.

ETRI가 세계 최초로 원천기술을 개발하고 시제품을 구현한 지능형 음장센서 기술은 본격적인 사업화를 추진하기 위하여 2018년에 설립된 ETRI 연구소기업 ㈜시큐웍스를 통하여 CCTV 및 AI 스피커 제품과 서비스를 기반으로 국내 IoT 보안∙안전 서비스에 활용하고 장차 글로벌 시장에 진출하는 것을 목표로 하고 있으며 스마트홈 및 IoT 보안경비 시장에서 새로운 보안∙안전 솔루션을 제공함으로써 기존의 보안∙안전센서의 미감지 및 오감지 등으로 인한 오출동 비용과 여러가지 센서의 설치 및 유지비를 획기적으로 절감하여 성능 뿐 아니라 가격경쟁력까지 확보함으로써 IoT 및 AI 보안 경비 시장의 활성화에 크게 기여할 수 있다.


[그림4] 음장센서 제품군 및 사업화 전략