KR0156610B1 - 이동차량 자동계수시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 이동속도에 따른 차량 계수범위를 정한 다음, 차량 계수범위를 통과하는 차량의 이동점을 추적하여 자동적으로 이동차량을 계수하는 이동차량 자동 계수시스템 및 방법에 관한 것으로서, 도로의 차량 영상을 촬영 및 입력하는 수단과; 상기 차량 영상을 일정한 시간 간격으로 샘플링한 다음, 상기 샘플링된 차량 영상의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환시켜 영상을 생성하는 A/D 변환수단과; 상기 A/D 변환수단에서 출력되는 하나의 영상으로 도로정보를 추출하는 수단과; 적어도 2개 이상의 연속된 영상으로 차량의 평균 이동속도를 측정하는 수단과; 상기 평균 이동속도를 기준으로 차량 계수범위를 정한 후 상기 차량 계수범위를 통과하는 이동차량을 계수하는 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 이동차량 자동 계수시스템 및 방법은 교통량 조사 및 교통상황 파악의 자동화를 이룰 수 있으므로, 조사경비가 절감되고 조사결과에 대한 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.

Description

이동차량 자동 계수시스템 및 방법
본 발명은 이동차량의 자동 계수시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 차량의 이동속도에 따른 차량 계수범위를 정한 다음, 차량 계수범위를 통과하는 차량의 이동점을 추적하여 자동적으로 이동차량을 계수하는 방법에 관한 것이다.
종래에는 특정도로의 교통량을 조사할 경우, 사람이 특정시간을 정하여 그 시간에 일정지점을 통과하는 차량의 수를 일일이 계수하여야 하므로 순수 인력에 의지하기 때문에 조사경비가 막대하고, 조사결과에 대한 신뢰도가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 특정지역을 통과하는 이동차량을 자동으로 계수하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또다른 목적은 특정지역의 교통상황 파악 및 교통량 조사의 자동화를 이루는 방법을 제공할 수 있도록 함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동차량 자동 계수시스템은 도로의 아날로그 영상신호를 촬영 및 입력하는 수단과; 상기 아날로그 영상신호를 일정한 시간간격으로 샘플링한 다음, 디지털신호로 변환시켜 영상(Image)을 생성하는 A/D 변환수단과; 상기 A/D 변환수단에서 출력되는 하나의 영상으로 도로정보를 추출하는 수단과; 적어도 2개 이상의 연속된 영상으로 차량의 평균 이동속도를 측정하는 수단과; 상기 평균 이동속도를 기준으로 차량 계수범위를 정한 후 상기 차량 계수범위를 통과하는 이동차량을 계수하는 수단으로 구성되어 연속적인 아날로그 영상신호를 촬영하는 제1과정과, 상기 연속적인 아날로그 영상신호를 일정한 시간간격으로 샘플링한 다음 디지털신호로 변환시켜 영상을 생성하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 생성되는 영상으로 도로정보를 추출하는 제3과정과, 차량 계수범위를 정하는 제4과정과, 상기 차량 계수범위를 통과하는 이동차량을 계수하는 제5과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
제1도는 본 발명에 의한 이동차량 자동 계수시스템의 구성도.
제2도는 본 발명에 의한 이동차량 자동 계수방법의 전체적인 흐름도.
제3도는 본 발명에 의한 영상(Image)의 흐름도.
제4도는 본 발명에 의한 도로정보 추출방법의 흐름도.
제5도는 본 발명에 의한 차량의 이동속도 계산방법의 흐름도.
제6도는 본 발명에 의한 차량영역 추출방법의 흐름도.
제7도는 본 발명에 의한 이동점 추적방법의 흐름도.
제8도는 본 발명에 의한 이동차량 자동 계수방법의 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 촬영 및 입력수단 12 : A/D변환수단
13 : 도로정보 추출수단 14 : 이동속도 측정수단
15 : 차량의 계수수단
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 이동차량 자동 계수시스템은 제1도에 도시된 바와같이 아날로그 영상신호를 촬영 및 입력하는 수단(11)과; 상기 아날로그 영상신호를 일정한 시간간격으로 샘플링한 다음, 디지털신호로 변환시켜 영상을 생성하는 A/D 변환수단(12)과; 상기 A/D 변환수단(12)에서 출력되는 하나의 영상으로 도로정보를 추출하는 수단(13)과; 적어도 2개 이상의 연속된 영상으로 차량의 평균 이동속도를 측정하는 수단(14)과; 상기 평균 이동속도를 기준으로 차량 계수범위를 정한 후 상기 차량 계수범위를 통과하는 이동차량을 계수하는 수단(15)으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 이동차량 자동 계수시스템은 다음과 같이 동작한다.
본 발명에 의한 이동차량 자동 계수방법은 제2도에 도시된 바와 같이 연속적인 아날로그 영상신호를 촬영하는 제1과정(A)과, 상기 연속적인 아날로그 영상신호를 일정한 시간간격으로 샘플링한 다음 디지털신호로 변환시켜 영상을 생성하는 제2과정(B)과, 상기 제2과정에서 생성되는 영상으로 도로정보를 추출하는 제3과정(C)과, 차량 계수범위를 정하는 제4과정(D)과, 상기 차량 계수범위를 통과하는 이동차량을 계수하는 제5과정(E)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제2과정(B)를 통해 생성된 영상은 제3도에 도시되어 있다.
첫 번째 영상은 배경영상(Fb)으로 도로정보를 추출하는데 사용된다.
상기 도로정보를 이용하여 적어도 2장 이상의 속도측정 영상(Fv)으로 차량의 이동속도를 계산한다.
그 다음, 상기 도로정와 차량의 이동속도를 이용하여 차량계수 영상(Fc)으로 이동 차량을 자동으로 계수한다.
시간이 지남에 따라 차량의 이동속도가 변화하기 때문에, 이동차량을 계수하는 중간에 일정간격으로 차량의 이동속도를 계산한다.
상기 도로정보를 추출하는 제3과정(C)은 제4도에 도시된 바와 같이 경계선을 검출하여 이치화하는 제1단계(C1)와; 차선후보영역을 추출하는 제2단계(C2)와, 차선후보영역을 검증하는 제3단계(C3)와, 차선을 연결하는 제4단계(C4)와, 완전한 도로정보를 추출하는 제5단계(C5)로 이루어진다.
상기 제1단계(C1)는 현 영상의 모든 경계선을 검출하여 이치화하는 단계이다. 이때 차선(흰색의 띠)들은 사각형 형태로 추출된다. 상기 제2단계(C2)는 검출된 모든 경계선들의 외곽선을 검출하여 차선후보영역들을 추출하는 단계이다.
이때, 각각의 차선후보영역들은 직사각형 형태로 추출된다.
상기 제3단계(C3)는 차선후보영역들의 가로 세로의 비, 면적, 명암차등을 구하여 차선의 조건에 맞는 차선후보영역들을 검증하는 단계이다. 즉, 상기 제2단계(C2)에서 출된 차선후보영역은 차선이 아닌 부분(즉, 도로 노면의 불규칙한 부분, 길가의 가로수, 인도의 보도블럭 등)까지 포함한다. 따라서, 차선후보영역 중에서 가로 세로의 비가 2보다 크고, 그 크기가 적당하며, 도로의 명암값과 현저히 차이가 나는 명암값을 가진 차선후보 영역만을 검증하여 추출한다.
상기 제4단계(C4)는 제3단계(C3)에서 검증된 차선후보영역들간을 연결하여 차선이 형성되는 단계이다. 즉, 하나의 차선후보영역과 다른 영역들과의 거리를 계산하여 오름차순으로 정렬하고, 근거리에 위치하면서 방향성 각이 일정한 범위 내에 존재하는 두 차선후보영역을 연결한다.
상기 제4단계(C4)에서 구해진 결과는 차선영역만을 추출한 상태이므로 보도 및 중앙선과 인접한 도로는 추출되지 않는다. 상기 제5단계(C5)는 완전한 도로정보를 추출하는 단계이다. 제4단계(C4)에서 추출된 차선을 이용하여 도로폭을 측정하고, 측정된 도로폭을 좌측과 우측으로 연장하여 추출되지 않은 도로정보를 구한다.
상기의 도로정보 중에서 상단부와 하단부를 일부 제거하여 완전한 도로정보는 추출한다.
상기 차량 계수범위를 정하는 제4과정(D)은 제5도에 도시된 바와 같이 현 영상의 차량영역을 추출하는 제1단계(D1)와; 전 영상과 비교하여 차량영역의 이동점을 추적하는 제2단계(D2)와, 상기 제2단계(D2)에서 추적된 이동점을 이용하여 이동시작 위치와 이동거리를 좌표계에 표현하는 제3단계(D3)와; 일정량의 영상으로 상기 제1단계(D1)에서 제3단계(D3)를 반복함으로 데이터를 수집한 후, 이동시작 위치별로 이동거리의 평균을 구해 이동점 그래프를 생성하는 제4단계(D4)와; 상기 이동점 그래프를 이용하여 차량의 이동속도에 비례하는 차량 계수범위를 정하는 제5단계(D5)로 이루어진다.
상기 차량영역을 추출하는 제1단계(D1)는 제6도에 도시된 바와 같다.
영상 전처리 스텝은 현 영상의 국소영역에서 각 화소간의 명암도 차가 크게 발생되는 부분을 제거하기 위하여 평활화를 행하고 이치화한(D11)후, 현 영상에 나타나는 모든 수평방향의 경계선들을 검출(D12)하는 스텝이다.
상기 영상 전처리 스텝에서 구해진 수평방향의 경계선들은 차량정보와 함께 차선 및 잡영(예를 들면, 도로 노면으 불규칙한 부분)을 포함하고 있으므로 도로 정보를 이용하여 차선 표시선을 제거하고, 필터링을 하여 잡영을 제거하는(D13) 스텝이 수행된다.
차량후보영역 추출스텝은 상기 스텝(D13)에서 제거되지 않은 경계선들을 수직방향으로 연결하고(D14), 연결된 성분들을 추출하여 차량후보영역을 생성하는(D15) 스텝이다.
차량후보영역 검증 및 차량영역 추출스텝은 상기 차량후보영역 중에서 차선의 폭보다 폭이 큰 영역은 2대의 차량으로 분리하고, 상하로 거리가 너무 가깝고 좌우의 위치가 많이 겹치는 두 개의 차량후보영역은 1대의 차량으로 결합하며(D16), 차량후보영역의 폭이 도로폭보다 휠씬 작으면 차량후보 영역에서 제거하여(D17) 최종적으로 차량영역을 추출하는 스텝이다.
상기 이동점을 추적하는 제2단계(D2)는 제7도에 도시된 바와같이 이동점을 저장하는 제1스텝(D21)과, 이동점을 추적하는 제2스텝(D22)과, 이동점을 변화하는 제3스텝(D23)으로 이루어진다.
상기 제1스텝(D21)은 상기 차량영역을 추출하는 제1단계(D1)에서 추출된 차량영역을 점좌표로 변환하여 NEW[] 좌표로 저장하는 스텝이다.
상기 제2스텝(D22)은 전 영상에서 구해진 OLD[] 좌표를 읽어 들이고, 각각의 NEW[] 좌표에 대하여 모든 이웃 OLD[] 좌표와의 거리 및 각도를 구한다. 가장 근거리에 존재하고, 일정한 범위의 각도를 벗어나지 않으며, NEW[] 좌표의 영역이 OLD[] 좌표의 영역보다 크면 상기 NEW[] 좌표와 OLD[] 좌표를 연결하는 스텝이다.
상기 제3스텝(D23)은 현재의 NEW[] 좌표를 OLD[] 좌표로 변환하여 저장하는 스텝이다.상기 이동차량을 계수하는 제5과정(E)은 제8도에 도시된 바와 같이 현 영상의 차량영역을 추출하는 제1단계(E1)와, 전 영상과 비교하여 차량영역의 이동점을 추적하는 제2단계(E2)와, 계수시간(교통량 조사시간) 차량 계수번위를 새로이 진입하는 차량이나 상기 차량 계수범위를 빠져나가는 이동차량을 계수하는 제3단계(E3)로 이루어진다.
상기 차량영역을 추출하는 제1단계(E1)는 제4과정(D)의 제1단계(D1)와 동일하고, 상기 이동점을 추적하는 제2단계(E2)는 제4과정(D)의 제2단계(D2)와 동일하다.
상기와 같은 본 발명에 의하면 교통량 조사 및 교통상황 파악의 자동화를 이룰 수 있으므로, 인력의 낭비를 줄일 수 있으며, 조사경비가 절감되고 조사결과에 대한 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 연속적인 도로의 아날로그 영상신호를 촬영하는 제1과정과, 상기 연속적인 도로의 아날로그 영상신호를 일정한 시간간격으로 샘플링한 다음 디지털신호로 변환시켜 영상을 생성하는 제2과정과, 생성된 영상의 경계선을 검출하여 차선후보영역들을 추출한 후 보도 및 중앙선과 인접한 도로정보를 구하며, 구해진 도로정보의 상단부와 하단부를 일부 제거하여 도로정보를 추출하는 제3과정과, 차량영역을 추출하여 이동점을 추적하고 이동거리의 평균을 구해 이동점 그래프를 생성하여 차량의 이동속도에 비례하는 차량 계수번위를 정하는 제4과정과, 상기 차량 계수범위로 새로이 진입하는 차량이나 상기 차량 계수범위를 빠져나가는 이동차량을 계수하는 제5과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동차량 자동 계수방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차량 계수범위를 정하는 제4과정은 현 영상의 차량영역을 추출하는 제1단계와; 전 영상과 비교하여 차량영역의 이동점을 추적하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 추적된 이동점을 이용하여 이동시작 위치와 이동 거리를 좌표계에 표현하는 제3단계와; 상기 이동시작 위치별로 이동거리의 평균을 구해 이동점 그래프를 생성하는 제4단계와; 상기 이동점 그래프를 이용하여 차량의 이동속도에 비례하는 차량 게수범위를 정하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동차량 자동 계수방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이동차량 계수하는 제5과정은 현 영상의 차량영역을 추출하는 제1단계와; 전 영상과 비교하여 차량영역의 이동점을 추적하는 제2단계와; 차량 계수범위로 새로이 진입하는 차량이나 상기 차량 계수범위를 빠져나가는 이동차량을 게수하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동차량 자동 계수방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 차량영역을 추출하는 제1단계는 현 영상의 국소영역에서 각 화소간의 명암도 차가 크게 발생되는 부분을 제거하기 위한 평활화를 행한 후 이치화하고, 현 영상에 나타나는 모든 수평방향의 경계선을 검출하는 전처리 스텝과; 상기 전처리 스텝에서 구해진 경계선들 중에서 차선 표시선 및 잡영을 제거하는 스텝과; 남아 있는 경계선들을 수직방향으로 연결하고, 연결된 성분을 추출하여 차량 후보영역을 생성하는 스텝과; 상기 차량후보영역 중에서 차선의 폭보다 폭이 큰 영역은 2대의 차량으로 분리하고, 상하로 거리가 너무 가깝고 좌우의 위치가 많이 겹치는 두 개의 차량후보영역은 1대의 차량으로 결합하며, 차량후보영역의 폭이 차선쪽보다 휠씬 작으면 차량후보영역에서 제거하여 차량후보영역을 검증하는 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동차량 자동 계수방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 이동점을 추적하는 제2단계는 차량영역을 추출하는 제1단계에서 추출된 차량영역을 점좌표로 변환하여 NEW[] 좌표로 저장하는 스텝과; 전 영상에서 구해진 OLD[] 좌표를 읽어 들이는 스텝과; 각각의 NEW[] 좌표에 대하여 모든 이웃 OLD[] 좌표와의 거리 및 각도를 구하는 스텝과; 가장 근거리에 존재하고, 일정한 범위의 각도를 벗어나지 않으며, NEW[] 좌표의 영역이 OLD[] 좌표의 영역보다 크면 상기 NEW[] 좌표와 OLD[] 좌표를 연결하는 스텝과; 현재의 NEW[] 좌표를 OLD[] 좌표로 변환하여 저장하는 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동차량 자동 계수방법.
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