KR100862398B1 - 다중 카메라를 이용한 방범용 씨씨티브이 기능을 갖는 불법주정차 무인 자동 단속방법 및 그 시스템 - Google Patents

다중 카메라를 이용한 방범용 씨씨티브이 기능을 갖는 불법주정차 무인 자동 단속방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법주정차 무인 자동 단속방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 불법주정차 차량 및 방범용 무인 단속시스템에 있어서, 검지용 고정카메라들 시계의 검지 사각지대 없이 도로에 설정된 복수의 감시영역의 영상을 복수의 각 검지용 고정카메라로 입력받아 1개의 디지털 검지 영상으로 출력하는 단속 및 방범 현장영상획득 장치; 단속 및 방범 현장영상획득 장치로부터 디지털 검지 영상을 입력받아 영상분석을 수행하여 차량 혹은 사람 등의 관심객체를 검지하고 추적하며 관심객체의 2D 이동좌표를 출력하는 관심객체 검지모듈; 관심객체의 2D좌표를 입력받아 단속현장 실세계의 3D좌표를 출력하는 좌표매핑모듈; 좌표매핑모듈의 3D좌표를 입력받아 단속 또는 방법용 PTZ카메라를 제어하여 관심객체를 근접 추적, 촬영, 녹화할 수 있도록 지원하는 단속 또는 방범용 PTZ카메라 제어모듈; 단속 및 방범 현장영상획득 장치, 관심객체검지모듈, 좌표매핑모듈, 단속 또는 방범용 PTZ카메라 제어모듈, 이들을 제어하는 현장제어모듈로 구성된 영상객체검지장치; 보조 단속용 카메라의 영상을 디지털화하고 외부장치와의 오디오/비디오/제어 신호를 입출력시키는 영상전송장치, 및 상기 영상객체검지장치와 영상전송장치 및 원격의 센터운영모듈 간에 유무선 데이터신호로 송수신하는 허브를 포함하는 시스템과, 상기 시스템을 이용하여 불법주정차 및 방범현장의 무인 자동 단속방법을 제공함으로써, 복수의 검지용 고정카메라 영상에 대한 영상분석을 위한 계산량을 최소화하여 실시간 관심객체 검지 및 추적을 통한 단속 및 방범이 가능하고, 시스템의 효과대비 구성비용을 절감하여 유지보수가 용이하며, 보조 단속용 카메라로 불법주정차 단속 사각지대를 제거하여 기존 시스템의 단속 불가능에 기인한 인적 시간적인 비용을 줄이고 도로교통의 병목현상을 유발하는 요인을 제거하여 원활한 교통소통을 도모하며, 인명 안전사고를 예방하는 효과가 있다.
Figure R1020080069838
카메라, 근거리, 원거리, 불법, 주정차, 방범, 무인, 단속

Description

다중 카메라를 이용한 방범용 씨씨티브이 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속방법 및 그 시스템{Automatic Police Enforcement Method of Illegal-stopping and Parking Vehicle having CCTV for Preventing Crime using Multiple Camera and System Thereof}
본 발명은 불법 주정차 단속과 방범용 CCTV(폐쇄회로 텔레비전) 기능을 갖는 무인 자동 단속방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원격지 주차감시 및 방범 지역 내에서 차량 혹은 사람의 움직임을 영상분석 방법으로 파악하여 무인 자동으로 단속 및 방범을 실시하는 불법주정차 단속과 방범용 CCTV 기능을 갖는 무인 자동 단속 및 방범을 위한 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
불법 주정차 차량은 교통량이 많은 도로상에서 차량의 정상적인 교통의 흐름을 방해하고, 도로의 폭을 좁게 할 뿐만 아니라, 대인 및 대물 교통사고의 원인이 될 수 있다. 따라서 주정차 금지구역에서의 불법 주정차 차량에 대한 단속이 필요하다. 불법 주정차 차량에 대한 단속은 크게 두 가지 유형으로 분류될 수 있다. 제1유형은 불법 주정차 단속요원에 의한 인위적인 단속 방식이고, 제2유형은 감시 카메라를 이용한 원격단속방식이다. 또한, 감시 카메라를 이용한 원격 단속방식은 다시 크게 두 가지 유형으로 분류될 수 있다. 제1유형은 단속 주체가 사람인 수동 방식이고, 제2유형은 단속주체가 시스템인 완전 자동방식이다.
인위적인 단속방식의 경우, 단속현장에서 단속요원에 의해 이루어진다. 그러나 현재 국내 차량 대수에 비해 주차 면적이 절대적으로 부족하고, 단속요원을 모든 주정차 단속지역마다 배치할 수 없는 것이 현재의 문제이다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 단속현장에 카메라를 설치하여 감시카메라를 이용한 원격 단속 방식을 실시하고 있지만, 이 역시 중앙 상황실에서 단속 주체가 사람인 수동 혹은 반자동 방식으로 이루어지는 사례가 대부분이다.
본 발명은 감시 카메라를 이용한 원격단속 방식에서 단속 주체가 시스템인 완전자동 방식의 단속 유형과 관련된다.
본 발명과 관련된 기존 시스템의 문제점은 다음과 같다.
첫째, 기존의 시스템은 단속 및 방범 현장의 사람이나 차량 등의 관심객체를 단속 현장의 검지용 고정카메라의 입력영상 분석을 통하여 검지하는데 있어 검지 용 고정카메라의 수와 시계의 제한으로 인하여 관심객체 검지의 사각지대가 발생하는 심각한 문제점이 있다. 이러한 검지용 고정카메라 시계의 사각지대 내에서는 완전자동 방식의 불법 주정차 단속이 불가능하여 이런 사실을 경험에 의하여 알게 된 운전자등에 의한 검지 사각지대 내의 불법 주정차하는 범법 행위로 인하여 교통흐름의 병목현상이 발생하여 교통정체가 발생한다. 이를 해결하기 위하여 기존 시스템은 인위적 단속방식을 병행해야 하는 문제가 있다. 특히, 방범용 CCTV의 방범활동에 있어서도 카메라 시계의 사각지대는 범죄자의 도주 경로나 피신처가 될 수 있는 심각한 시스템 문제를 포함하고 있다.
둘째, 기존의 시스템 구성은 단속 및 방범 현장의 아날로그 카메라로부터 아날로그 영상을 입력받아 영상전송장치에서 디지털영상으로 변환 출력하여 디지털처리가 가능한 영상신호로 바꾸어 영상분석을 가능하게 한다. 그러나 MPEG4 혹은 H.264와 같은 최신 압축기술을 제공하는 영상전송장치는 계산량 때문에 대부분 하나의 카메라 입력을 받고 하나의 디지털 영상 출력을 내기 때문에 카메라 1대당 영상전송장치 1대가 필요하고, 단속 및 방범 현장에 2대 이상의 다중 검지용 카메라를 구성하기 위해서는 많은 비용이 소요된다.
셋째, 기존의 3대의 카메라 시스템은 전방과 후방의 검지카메라와 한 대의 단속 및 추적 PTZ카메라로 구성된다. M대의 검지카메라 사용 시 M대의 영상전송장치와 M/2개의 영상분석서버가 필요하기 때문에 H/W 및 S/W 구성이 복잡해진다. 구성이 복잡해짐에 따라 시스템에 문제가 발생했을 시 문제의 원인을 신속히 찾기 어렵다. 따라서 전체 시스템 유지보수가 어렵다.
넷째, 단속 및 방범 현장에 설치된 각각의 검지용 고정카메라로부터 획득되는 각 영상에 대해 각각의 영상분석을 수행하기 위해서는 방대한 계산을 수반하다. 방대한 계산량은 단속 및 방범 현장의 상황을 인지하는데 지연을 의미하고, 실시간 단속 및 방범이 어려워 전체시스템의 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 시스템 설치의 의미를 희석시키는 문제점을 발생시킨다.
다섯째, 기존 불법주정차 무인단속 시스템이 설치된 폴대 하단 전후방 각 10미터 구간 내에 주정차한 차량에 대하여 차량만 보이고, 차량의 번호판이 카메라 시계에 보이지 않거나 사각으로 인하여 번호판인식 S/W의 번호판 자동 인식이 불가능하여 자동단속을 수행할 수 없는 문제점이 있다. 기존의 PTZ(Pan/Tilt/Zoom) 일체형 단일 카메라의 경우에 검지 사각지대는 없다 하더라도 실제 자동단속에 있어서 차량의 번호판 영역을 찾지 못하고, PTZ 분리형 카메라의 경우에 PT장비의 하중으로 인하여 카메라의 상하이동과 관련된 상하이동의 틸팅각도 범위가 제한되기 때문에 검지 및 단속 사각지대를 발생시킨다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 제1목적은 기존 시스템의 첫 번째 문제점인 단속 및 방범 현장에서 검지용 고정카메라의 검지 사각지대 발생을 해결하기 위한 것과, 두 번째 문제점인 카메라 1대당 영상정송장치 1대가 필요하게 되고, 단속 및 방범의 현장에 검지용 고정카메라 시계의 검지 사각지대를 제거하기 위하여 2대 이상의 다중 검지용 카메라를 구성하는 것과, 다중 검지용 고정카메라를 구성하기 위해서는 영상전송장치, 영상분석서버 등 많은 장비비용이 요구되는 문제를 해결하기 위한 것과, 세 번째 문제점인 H/W 및 S/W 구성이 복잡하여 시스템에 문제가 발생했을 시 문제의 원인을 신속히 찾기 어려운 기존의 시스템 유지보수 문제를 발생시키지 않는, 다중 검지용 고정카메라를 이용한 카메라 시계의 검지 사각지대 없이 단속 및 방범 현장 영상을 획득하는 수단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제2목적은, 제1목적을 실현하고 기존 시스템의 네 번째 문제점인 단속 및 방범 현장에 설치된 각각의 검지용 고정카메라로부터 획득되는 각 영상에 대해 각각의 영상분석을 수행하기 위해서는 방대한 계산을 수반하고, 복수의 영상분석을 수행하는 서버가 요청된다는 문제를 해결하기 위하여, 제1목적을 통한 수단으로부터 획득되는 현장 검지용 고정카메라의 다중 영상을 대상으로 차량 혹은 사람을 실시간으로 검지 및 추적하기 위한 영상분석의 계산량을 최소화하는 수단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제3목적은, 제1목적을 통한 수단과, 제2목적을 통한 수단을 포함하는 영상객체검지수단을 제공하고 영상객체검지수단에 의한 단속 또는 방범용 PTZ카메라를 제어하여 차량이나 사람 등의 관심객체를 추적하는 수단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제4목적은, 기존 시스템의 다섯 번째 문제점 즉, 불법주정차 무인자동 단속시스템의 폴대 하단 전후방 10미터 구간 내에 주정차한 차량에 대하여 차량만 보이고 차량의 번호판이 카메라 시계에 보이지 않거나 사각으로 인하여 번호판 인식 S/W의 번호판 자동인식이 불가능할 경우 발생하는 단속 사각지대의 제거를 위한 보조 단속용 카메라수단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제5목적은 제1목적 내지 제4목적을 통한 각 수단이 통합된 다중카메라를 이용한 불법주정차 단속과 방범용 폐쇄회로 텔레비전 기능을 갖는 무인 자동 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규 특징들이 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 분명해질 것이 다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 불법 주정차 단속과 방범용 CCTV기능을 갖는 무인 자동 단속방법에 있어서, (a) 도로에 미리 설정한 감시영역의 영상을 복수의 검지용 고정카메라로 복수의 아날로그 영상을 획득하는 단계; (b) 상기 획득된 복수의 아날로그 영상을 이미지 믹서에서 하나의 아날로그 영상으로 변환하는 단계; (c) 상기 이미지 믹서의 아날로그 영상을 영상전송장치에서 영상분석이 가능한 디지털영상으로 변환한 후에 허브를 거쳐 현장제어모듈로 전송하는 단계; (d) 상기 현장제어모듈에서 전송된 2D 디지털 영상을 관심객체검지모듈에서 분석하여 검지된 객체의 2D 위치좌표, MER(최소인접사각형)를 생성하는 단계; (e) 상기 2D 위치좌표, MER을 위치매핑모듈에서 단속 및 방범 현장의 3D 위치좌표로 변환된 후에 현장제어모듈에 의해 단속 또는 방범용 PTZ 카메라를 제어하여 차량이나 사람 등의 관심객체를 추적하는 단계를 포함하여 이루어진 다중카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속방법을 제공한 것이 특징이다.
또한, 본 발명은, 불법 주정차 단속과 방범용 CCTV기능을 갖는 무인 자동 단속방법에 있어서, 도로에 미리 설정한 감시영역의 영상을 복수의 검지용 고정카메라로 획득하여 차량이나 사람 등의 관심객체를 실시간으로 검지 및 추적하기 위한 영상분석의 계산량을 최소화하는 영상객체검지장치; 폴대 바로 아래의 단속 사각지대를 제거하기 위한 보조 단속용 카메라; 상기 영상객체검지장치와 보조 단속 카메라의 영상신호를 입출력시키는 영상전송장치 및 원격의 센터운영모듈 간에 유무선 데이터신호를 송수신하는 허브를 포함하여 이루어진 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템을 제공한 것이 특징이다.
본 발명은 상기 해결수단에 의하여, 복수의 검지용 고정카메라를 사용하여 검지 사각지대를 제거하고 이미지믹서를 사용하여 영상전송장치와 영상분석서버의 구성수량을 줄여 시스템구성 비용을 저렴하게, 시스템구성 복잡도를 낮추어 유지보수를 용이하게, 복수의 검지용 고정카메라의 아날로그 영상을 하나의 아날로그 영상으로 변환하여 영상분석의 계산량을 최소화하여 실시간 관심객체 검지 및 추적을 통한 단속 및 방범이 가능하고, 보조 단속용 카메라를 채용하여 폴대 바로 아래 차량 주정차 시에도 단속 사각지대 제거 시스템에 의한 자동 단속이 가능하여 기존 시스템의 인력단속 방식에 의한 인적 시간적 비용을 줄이고, 폴대 바로 아래에 불법주정차행위 근절로 도로 교통소통의 병목현상 요인을 제거하여 원활한 도로 소통을 도모하며, 안전사고를 예방하는 효과가 있다. 또한, 영상객체검지수단에 의한 단속 또는 방범용 PTZ카메라를 제어하여 차량이나 사람 등의 관심객체를 추적 가능하여 지능적 불법 주정차 단속이나 방범용 CCTV 기능을 실현하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예로서, 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속 방법 및 그 시스템에 관하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템을 나타낸 전체 블록도이고, 도 2는 영상객체검지장치를 나타낸 블록도이며, 도 3은 단속 및 방범 현장의 영상획득장치를 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 현장시스템이 설치된 것으로, 단속과 방범을 위한 감시영역을 나타낸 사시도이다.
먼저, 본 발명의 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속방법 및 그 시스템은 도로나 골목 또는 이면도로 등 설정된 감시영역에 대하여 무인 자동으로 불법주정차 단속과 더불어 방범을 위한 것으로, 검지용 고정카메라 시계의 검지 사각지대가 없는 복수의 검지용 고정카메라를 설치하여 현장의 시스템에서 영상객체검지장치로 획득된 영상의 분석을 위한 계산량을 최소화함으로써, 실시간 관심객체 검지 및 추적을 통한 단속과 방범이 가능하도록 하며, 특히 단속이나 방범 사각지대 없이 감시할 수 있도록 한 것이다.
영상객체검지장치(30)는 도로(20)에 설정된 감시영역(22)의 영상을 복수의 검지용 고정카메라(40, 42)로 획득하여 차량이나 사람을 실시간으로 검지 및 추적하기 위한 영상분석의 계산량을 최소화한다. 도 2의 영상객체검지장치(30)는 도로(20)에 설치된 감시영역(22)의 복수의 검지용 고정카메라(40, 42)로 획득한 복수의 아날로그 영상을 하나의 디지털 영상으로 변환시키는 단속 및 방범 현장의 영상획득장치(32)가 구성되고, 영상획득장치(32)의 출력인 디지털 영상을 허브(63)를 통해 입력받고 현장 장비를 제어하는 현장제어모듈(70)이 구성되며, 현장제어모듈(70)을 거쳐 허브(63)로부터 입력되는 영상을 분석하여 차량이나 사람 등의 관심객체를 검지한 후 관심객체의 좌표를 2D(또는 MER:최소인접사각형) 위치좌표를 생 성시킨 후에 위치매핑모듈(74)로 보내는 관심객체검지모듈(72)이 구성되고, 관심객체의 2D 위치좌표를 단속 혹은 방범 현장의 3D 실세계 좌표로 매핑하는 위치매핑모듈(74)로 구성되며, 위치매핑모듈(74)의 출력인 3D 좌표를 입력받아 단속 또는 방범용 PTZ카메라를 이동시키는 제어모듈(81)로 구성되어 있다.
더욱이 상기 단속 및 방범 현장 영상획득장치(32)는 도로(20)에 설정된 근거리의 감시영역(22)을 나누어 촬영하는 복수(M개)의 근거리 검지용 고정카메라(40)와, 도로(20)에 설정된 원거리의 감시영역(22)을 분할하여 촬영하는 복수(N개)의 원거리 검지용 고정카메라(42)가 단속 및 방범 현장에 설치된 폴대(50)에 장착된다. 폴대(50)에는 제어박스(60)가 함체의 형태로 장착된다.
상기 복수의 근거리 검지용 고정카메라(40)와 복수의 원거리 검지용 고정카메라(42)에서 입력된 복수의 아날로그 영상을 하나의 아날로그 영상으로 변환시키는 이미지믹서(61)가 구비되고, 이미지믹서(61)의 출력인 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환하여 전송하는 영상전송장치(62)가 구비된다.
영상객체검지장치(30)에서 위치매핑모듈(74)은 차량이나 사람 등의 검지된 관심객체의 2D 위치좌표를 입력받아 단속 및 방범 현장의 실세계 3D(PTZ카메라 좌표) 위치좌표로 매핑(mapping)한다.
영상객체검지장치(30)에서 단속 또는 방범용 PTZ카메라 제어모듈(61)은 위치매핑모듈의 출력인 3D위치좌표를 입력받아 단속 또는 방범용 PTZ카메라를 관심객체 좌표로 이동시킨다.
영상전송장치(65)는 단속 또는 방범용 PTZ카메라(44)의 아날로그 영상을 디 지털 변환하여 외부장치와의 영상신호를 입출력시키고, 허브(63)는 영상객체검지장치(30)와 보조 단속용 카메라(46)의 아날로그 영상을 디지털 변환하여 외부장치와의 영상신호를 입출력시키는 영상전송장치(65) 및 원격의 센터운용모듈을 네트워크로 연결하여 유무선 데이터신호를 송수신할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 폴대(50)에 설치된 단속 또는 방범용 PTZ카메라(44)를 운영센터의 센터운영모듈(80)로부터 발생되는 영상획득 제어신호에 의하여 단속 및 방범 현장 영상을 촬영한다. 영상획득 제어신호는 로컬시스템의 허브(63)를 경유하여 영상전송장치(65)에 전송되며 영상전송장치(65)는 PTZ카메라에 촬영 명령을 내린다. 그리고 운영센터의 센터운영모듈로부터 전달되는 음성정보를 영상전송장치(65)가 입력 받아 앰프(64)로 증폭시켜 스피커(52)로 송출하고, 또한 문자정보를 전광판(54)으로 출력하여 시청각적인 계도가 이루어지도록 한다.
또한, 본 발명은 단속 또는 방범용 PTZ카메라(44)에서 획득할 수 없는 단속 사각지대의 영상을 획득하는 보조 단속용 카메라(46)가 감시영역(22) 일측에 설치되어 영상전송장치(66)와 허브(63)를 거쳐 센터운영모듈로 전송된다.
본 발명은 현장에 설치되어 단속 및 방범기능을 수행하는 로컬시스템과, 복수의 로컬시스템과 유무선으로 연결되어 현장의 각종 정보의 수집과 로컬시스템의 제어를 위한 상황실의 운영센터로 나누어질 수 있다.
운영센터는 로컬시스템의 데이터를 유무선으로 송수신하고 운영센터의 각종장치를 제어하는 센터운영모듈(80)이 구성된다. 그리고 센터운영모듈(80)에서 발생된 이벤트신호에 의하여 이벤트 상황을 가시적으로 표출하는 이벤트표출모듈(82) 과, 센터운영모듈(80)에서 발생된 이벤트신호에 의하여 이벤트 상황을 데이터베이스(84)에 실시간으로 녹화하는 이벤트녹화모듈(83)이 구성된다.
또한, 센터운영모듈(80)에서 로컬시스템의 각종장치를 초기화시키거나 입력영상을 설정하는 설정모듈(90)이 연결되어 있고, 센터운영모듈(80)을 통해 단속 또는 방범용 PTZ카메라(44), 영상객체검지장치(30)를 제어하는 제어모듈(81)이 구성되어 있다. 상기 설정모듈(90)은 입력된 검지화면상의 관심영역을 설정하는 관심영역설정모듈(92)과, 카메라 화면상의 마우스 포인터가 클릭한 2차원 평면 좌표와 실제 3차원 공간의 카메라PTZ좌표를 일치시켜 주는 센터라이징설정모듈(94), 및 감시지역(22)을 설정하거나 조절하는 감시섹터설정모듈(96)과 연결되고, 각 모듈(92, 94, 96)은 각각 설정된 데이터를 저장하는 데이터베이스(93, 95, 97)와 연결되어 있다.
본 발명은 종래의 시스템이 검지하지 못하는 사각지대를 해소하기 위하여 불법주정차 무인자동단속 및 방범 현장에 설치되어 도로(20)상의 2차원 이미지 공간과 3차원 실세계 좌표간의 정확한 매핑(mapping)을 위한 감시지역(22)에 진입하는 관심객체(10)를 촬영하기 위한 M대의 근거리 검지용 고정 카메라(40)와 N대의 원거리 검지용 고정 카메라(42)가 설치된다. 상기 M대의 근거리 검지용 고정 카메라(40)와 N대의 원거리 검지용 고정 카메라(42)에서 검지되는 M+N개의 아날로그 검지영상은 이미지믹서(61)에서 하나의 아날로그 영상으로 변환된다.
단속 및 방범 현장의 카메라 검지 사각지대의 제거는 차량이나 사람 등의 관심객체를 검지하기 위해서 매우 중요한 과제이다. 따라서 본 발명에서 제안하는 시스템의 구성비용과 규모를 최대한 줄이면서 카메라 시계의 검지 사각지대 없이 단속 및 방범 현장의 영상을 획득할 수 있도록 하는 것이다.
도 3의 블록도에서, 복수(M+N개)의 검지 카메라(40, 42)의 아날로그 영상이 (M+N)×1 이미지믹서(61)를 거치면서 하나의 아날로그 영상으로 변환되기 때문에 한대의 영상처리서버(관심객체검지모듈(72))이면 충분하다. 종래 시스템의 경우에는 단속 및 방범 현장의 아날로그 카메라로부터 영상을 입력받아 영상전송장치에서 디지털처리가 가능한 디지털 영상신호로 바꾸어 영상분석을 가능하게 한다. 그러나 MPEG4 또는 H.264 등의 압축기술을 제공하는 영상전송장치(62)는 대부분 하나의 카메라 영상을 입력 받기 때문에 카메라 1대당 영상전송장치 1대가 필요하게 되고, 단속 및 방범 현장에 2대 이상의 다중 검지용 카메라를 구성하기 위해서는 많은 비용이 소요된다. 또, 영상분석서버도 2대의 영상전송장치의 영상, 즉 2대의 카메라 영상을 처리하기 때문에 카메라 2대당 1대의 영상분석서버가 필요하지만, 본 발명에서는 한대의 영상분석서버만을 필요로 하기 때문에 시스템 구성비용과 규모면에서 많은 이득을 가져오게 된다. 예를 들어, 한 대의 아날로그 카메라 영상을 디지털 영상으로 변환하기 위해서는 한 대의 영상전송장치가 필요하고, M대의 근거리 검지용 고정 카메라(40)와 N대의 원거리 검지용 고정 카메라(42)로부터 입력받는 M+N개의 입력영상이 (M+N)*1이미지믹서(61)를 통해 하나의 입력영상으로 변환되기 때문에 카메라의 대수와 상관없이 한대의 영상처리서버(관심객체검지모듈(72))로 처리가 가능해져 시스템 구성비용이 크게 줄어드는 것이다.
본 발명은 M개의 근거리 검지용 고정 카메라(40)와 N개의 원거리 검지용 고 정 카메라(42)에 의해 입력된 영상으로부터 실시간 관심객체검지를 위한 영상분석의 계산량을 최소화한다. 이를 위한 접근방법은 M개의 근거리 검지용 고정카메라(40)와 N개의 원거리 검지용 고정카메라(42)로부터 입력받은 M+N개의 검지영상을 (M+N)×1이미지믹서(61)를 통해 하나의 검지영상으로 변환하여 차량이나 사람 등의 관심객체를 검지하는 것이다. 따라서 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 불법주정차 무인 자동 단속 및 방범용CCTV 방범 지역에 설치되어 검지용 고정카메라 시계의 검지 사각지대를 제거하기 위한 M개의 근거리 검지용 고정카메라(40)와 N개의 원거리 검지용 고정카메라(42)가 설치되고, 영상분석 계산량을 줄이기 위해 M+N개의 검지영상을 입력받아 하나의 검지영상으로 변환하는 (M+N)*1이미지믹서(61)와, 이미지믹서(61)를 통해 입력받은 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환하고, 도 2의 현장제어모듈(70)로 전송해주는 영상전송장치(62)로 구성된다.
영상분석에 의한 관심객체 검지방법을 활용하는 불법주정차 단속 및 방범 시스템이 현장에 실용화되기 위해서는 영상분석과정에 동반하는 방대한 계산량 최소화가 중요한 문제이다. 따라서 종래 시스템에서는 각 카메라에 연결되어 있는 영상전송장치에 의해 설정된 영상을 그대로 입력받기 때문에(640*480해상도로 설정된 경우) 검지 카메라의 모든 640*480해상도의 영상 하나하나에 대해 영상분석을 수행해야 한다. 그 결과 2대 이상의 다중카메라의 경우 방대하고 복잡한 영상분석을 검지용 고정카메라의 대수만큼 수행하게 되어 시스템의 성능을 저하시키고 나아가 실시간 단속 및 방범이 이루어 지지 않게 된다. 그러므로 도 3과 같이, 이미지 믹서(61)가 M개의 근거리 검지용 고정카메라(40)와 N개의 원거리 검지용 고정카메 라(42)로부터M+N개의 검지영상을 입력받아 하나의 검지영상으로 변환한다. 이후 하나로 합쳐진 검지영상은 영상전송장치(62)로 보내지고 영상전송장치(62)는 (M+N)×1이미지믹서(61)로부터 입력받은 아날로그 영상을 디지털 영상으로 바꾸어 영상분석을 가능하게 한다. 도 5에서 이미지 믹서는 4*1의 경우를, 해상도는 640*480을 예로 든 것이다. 이 경우 4개의 640*480해상도의 검지영상은 이미지 믹서(61)를 통해 하나의 640*480해상도의 검지영상(48)으로 변환되기 때문에 종래 시스템에 비하여 영상처리의 횟수나 계산량에 있어 1/4로 줄어들게 되어 시스템의 성능이 크게 향상된다. 그리고 (481)는 관심영역(ROI)이 설정된 근거리영역 검지용 고정카메라 영상이고, (482)는 관심영역(ROI)이 설정된 원거리영역 검지용 고정카메라 영상1이며, (483)는 관심영역(ROI)이 설정된 원거리영역 검지용 고정카메라 영상2이다. 도 6은 다중 카메라를 이용하여 카메라 시계의 사각지대 없이 단속과 방범 현장의 영상을 획득하는 것을 나타낸 도면이다.
또한, 본 발명은, 종래 단속 시스템의 폴대(50) 하단 전후방 각 10미터 구간 내에 주정차한 차량에 대하여 차량만 보이고 차량의 번호판이 카메라 시계에 보이지 않거나 사각으로 인하여 번호판인식 S/W에 의한 번호판 자동인식의 불가로 발생하는 단속 혹은 방범 사각지대 제거를 위한 보조 단속용 카메라(46)를 제공한 것이다. 즉 감시영역(22)내 단속 혹은 방범의 사각지대(#8~#13)에 진입하는 관심객체(10)를 촬영하는 보조 단속용 카메라(46)에 의해 이루어진다. 이는 단속 및 방범 현장에서 단속 혹은 방범 사각지대가 발생한다는 것은 시스템의 사용성과 유용성을 떨어뜨리는 중요한 문제가 된다. 그러므로 단속 혹은 방범 사각지대가 발생 하는 부분을 보조 단속용 카메라(46)를 통해 제거하는 것이다. 비록 보조 단속용 카메라로 인한 추가 비용이 발생하겠지만 현재의 시스템 체계로는 보조 단속용 카메라 없이 폴대 하단의 단속 혹은 방범 사각지대를 제거하는 것은 불가능하고, 사각지대의 단속 및 방범에 필요한 인적 비용이나 시간적 비용이 보조 단속용 카메라 설치비용 보다 크다는 것이 보조 단속용 카메라 설치를 가능하게 한다.
더욱이 도 7에서, 시스템이 불법주정차 무인 자동 단속 및 방범 지역에 설치되어 도로(20)상의 감시영역(22) 내에 단속 혹은 방범 사각지대에 진입하는 관심객체(10)를 촬영하는 보조 단속용 카메라(46)로 차량의 번호판이 PTZ카메라(44) 시계에 보이지 않거나 사각으로 인하여 번호판인식 S/W의 번호판 자동 인식이 불가하여 PTZ카메라(44)로 단속할 수 없는 차량이나 사람 등의 관심객체를 단속하는 것이다.
한편, 본 발명은 다중카메라를 이용한 검지용 고정카메라 시계의 검지 사각지대 없이 단속 및 방범 현장의 영상을 획득하는 장치와, 이를 통해 획득되는 복수의 검지영상을 대상으로 차량이나 사람을 실시간으로 검지 및 추적하기 위한 영상분석의 계산량을 최소화하는 장치를 포함하는 영상객체검지장치를 제공한다.
이는 불법주정차 무인 자동 단속 및 방범 지역에 설치된 M개의 근거리 검지용 고정카메라(40)와 N개의 원거리 검지용 고정카메라(42)의 아날로그 영상을 디지털 영상으로 만들어주는 단속 및 방범 현장 영상획득장치(32)와, 디지털화된 영상이 허브(63)와 현장 제어 모듈(70)을 경유하여 관심객체검지모듈(72)로 제공된다.
도 2에서, 단속 및 방범 현장 영상획득장치(32)를 통해 입력받은 디지털 영상은 허브(63)를 통해 현장제어모듈(70)로 전송된다. 현장제어모듈(70)은 입력받은 영상을 관심객체검지모듈(72)로 보내고, 관심객체검지모듈(72)은 이 영상을 분석하여 사람이나 차량 등의 관심객체를 검지하여 2D위치좌표를 생성하게 된다. 생성된 2D의 위치좌표는 현장제어모듈(70)을 통해 위치매핑모듈(74)로 보내지게 되고, 위치매핑모듈(74)을 통해 2D에서 3D(카메라 PTZ좌표)로 바뀐 위치좌표는 현장제어모듈(70)에 의해 단속 또는 방범용 PTZ카메라 제어모듈을 제어하여 관심객체의 좌표로 단속용 PTZ카메라(44)를 이동시킨다.
이와 동시에 현장제어모듈(70)은 센터운영모듈(80)로 이벤트 발생 신호를 보내게 되고, 신호를 입력받은 센터운영모듈(80)은 이벤트 표출 모듈(82)과 이벤트 녹화 모듈(83)에 이벤트 발생신호를 보내 운영센터 사용자 인터페이스 상에 이벤트를 표출하고 현장영상을 데이터베이스(84)에 저장한다.
도 8은 본 발명의 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템인 복수의 로컬시스템(S1, S2, S3)이 네트워크(100)를 통해 운영센터의 서버장치(110)와 연결된 것을 나타낸 것이다. 서버장치(110)는 프린트서버장치(112) 및 프린터(114)와 연결되어 단속된 차량에 대한 위반사실을 알리는 통지서 등을 발부할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 불법주정차 차량 및 방범용 무인 자동 단속방법은 우선, 도 9의 흐름도에서, 도로(20)상의 단속 및 방범 현장 영상을 복수의 검지용 고정카메라(40, 42)로 복수의 아날로그 영상을 획득하고(S1), 상기 획득된 복수의 아날로그 영상을 이미지 믹서(61)에서 하나의 아날로그 영상으로 변환시킨다(S2). 그리고 상기 이미지 믹서(61)의 아날로그 영상을 영상전송장치(62)에서 영상분석이 가능한 디지털영상으로 변환한 후에 허브(63)를 거쳐 현장제어모듈(70)로 전송한다(S3). 상기 현장제어모듈(70)에서 전송된 영상을 관심객체검지모듈(72)에서 영상을 분석하여 2D 위치좌표를 생성하고(S4), 2D 위치좌표는 위치매핑모듈(74)에서 3D 위치좌표로 변환된 후(S5)에 현장제어모듈(70)에 의해 단속 또는 방범용 PTZ카메라 제어모듈을 제어하여 PTZ카메라(44)를 관심객체의 검지좌표로 이동시킨다(S6).
또한, 상기 단계(S6)에서 현장제어모듈(70)은 센터운영모듈(80)로 이벤트 발생신호를 송신하고(S7), 센터운영모듈(80)은 이벤트 표출모듈(82)과 이벤트 녹화모듈(83)에 이벤트 발생신호를 송출함과 동시에 현장의 영상을 가시적으로 나타내고, 데이터베이스(84)에 저장하게 된다(S8).
또한, 단속 및 방범용 PTZ카메라의 단속 혹은 방범 사각지대에 대해서는 보조 단속용 카메라(46)를 이용하여 단속 사각지대의 영상을 획득하여 자동 단속에 이용한다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템을 나타낸 전체 블록도이다.
도 2는 본 발명의 영상객체검지장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 단속 및 방범 현장 영상획득장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템이 설치된 것으로, 단속과 방범을 위한 감시영역을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 단속 및 방범 현장 영상획득장치의 영상에 대한 다중 영상의 처리과정을 나타낸 사진이다.
도 6은 다중 카메라를 이용하여 검지용 고정카메라 시계의 사각지대 없이 단속과 방범 현장의 영상을 획득하는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 단속 또는 방범 사각지대의 제거를 위한 보조 단속용 카메라의 설치상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 로컬의 무인 자동 단속시스템과 운영센터의 서버장치 사이의 네트워크 구성을 나타낸 구성도이다.
도 9는 본 발명의 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속방법을 나타낸 흐름도이다.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 관심객체 20: 도로
22: 감시영역 40: 근거리영역 검지용 고정카메라
42: 원거리영역 검지용 고정카메라 44: 단속 또는 방범용 PTZ카메라
46: 보조 단속용 카메라 48, 481-483: 검지영상
50: 폴대 52: 스피커
54: 전광판 60: 제어박스
61: 이미지 믹서 62, 65, 66: 영상전송장치
63: 허브 64: 앰프
70: 현장제어모듈 72: 관심객체검지모듈
74: 위치매핑모듈 80: 센터운용모듈
81: 제어모듈 82: 이벤트표출모듈
83: 이벤트녹화모듈 84, 93, 95, 97: 데이터베이스
92: 관심영역설정모듈 94: 센터라이징설정모듈
96: 감시섹터설정모듈 100: 네트워크
110: 서버장치 112: 프린트서버장치
114: 프린터 S1, S2, S3: 현장 로컬시스템

Claims (9)

  1. 불법주정차 차량 및 방범용 무인 단속방법에 있어서,
    (a) 도로에 설정된 감시영역의 영상을 복수의 검지용 고정카메라로 복수의 아날로그 영상으로 획득하는 단계;
    (b) 상기 획득된 복수의 아날로그 검지영상을 이미지믹서에서 하나의 아날로그 영상으로 변환하는 단계;
    (c) 상기 이미지믹서의 아날로그 영상을 영상전송장치에서 영상분석이 가능한 디지털영상으로 변환한 후에 허브를 거쳐 현장제어모듈로 전송하는 단계;
    (d) 상기 현장제어모듈에서 전송된 영상을 관심객체검지모듈에서 영상을 분석하여 차량이나 사람 등의 관심객체를 검지하고 검지된 관심객체 영역을 2D의 위치좌표를 생성하는 단계;
    (e) 상기 2D 위치좌표는 위치매핑모듈에서 3D 위치좌표로 변환된 후에 현장제어모듈에 의해 단속 또는 방범용 PTZ카메라 제어모듈을 제어하여 PTZ카메라를 검지좌표로 이동시켜 관심객체를 추적하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 현장제어모듈은 센터운영모듈로 이벤트 발생신호를 송신 하고, 센터운영모듈은 이벤트 표출모듈과 이벤트 녹화모듈에 이벤트 발생신호를 송출함과 동시에 현장의 영상을 가시적으로 나타내고, 데이터베이스에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 도로에 설정된 감시영역 중에서 단속 혹은 방범 사각지대에 대해서 보조 단속용 카메라를 이용하여 단속 혹은 방범 사각지대의 영상을 획득한 후에 영상전송장치를 거쳐 허브를 경유하여 센터운영모듈로 보내져 번호인식으로 자동 단속되는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속방법.
  4. 불법주정차 차량 및 방범용 무인 단속시스템에 있어서,
    도로에 설정된 감시영역의 영상을 복수의 카메라로 획득하여 차량이나 사람을 실시간으로 검지 및 추적하기 위한 영상분석의 계산량을 최소화하는 영상객체검지장치;
    상기 영상객체검지장치에서 2D 위치좌표로 입력된 영상을 3D 위치좌표로 매핑하는 위치매핑모듈;
    상기 영상객체검지장치와 외부장치와의 영상신호를 입출력시키는 영상전송장치;
    상기 영상객체검지장치와 영상전송장치 및 원격의 운영센터와 유무선 데이터신호로 송수신하는 허브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 영상객체검지장치는,
    도로에 설치된 감시영역의 복수의 검지용 고정카메라로 획득한 복수의 아날로그 영상을 하나의 디지털 영상으로 변환시키는 단속 및 방범 현장의 영상획득장치와,
    상기 디지털영상을 허브를 통해 입출력시키는 현장제어모듈과,
    상기 현장제어모듈을 거쳐 허브로부터 입력되는 영상을 분석하여 2D 위치좌표를 생성시킨 후에 위치매핑모듈로 보내는 관심객체검지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단속 및 방범현장 영상획득장치는,
    도로에 설정된 근거리의 감시영역을 분할하여 촬영하는 복수의 근거리 검지용 고정카메라와,
    도로에 설정된 원거리의 감시영역을 분할하여 촬영하는 복수의 원거리 검지용 고정카메라와,
    상기 복수의 근거리 검지용 고정카메라와 복수의 원거리 검지용 고정카메라 에서 검지된 복수의 아날로그 영상을 하나의 검지영상으로 변환시키는 이미지믹서와,
    상기 이미지믹서에서 변환된 아날로그 검지영상 데이터를 디지털화하고 전송하는 영상전송장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 영상전송장치로부터 전송된 제어신호로 구동되고 획득된 영상을 영상전송장치로 전송하는 단속 또는 방범용 PTZ카메라와,
    상기 영상전송장치로부터 전송된 음성정보를 앰프를 거쳐 송출하는 스피커와,
    상기 영상전송장치로부터 전송된 문자정보를 전광판과,
    상기 단속 또는 방범용 PTZ카메라에서 획득할 수 없는 단속 혹은 방범 사각지대의 영상을 획득하는 보조 단속용 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템.
  8. 제4항에 있어서, 상기 운영센터는,
    로컬시스템의 데이터를 유무선으로 송수신하고 운영센터의 각종장치를 제어하는 센터운영모듈과,
    상기 센터운영모듈에서 발생된 이벤트신호에 의하여 이벤트 상황을 가시적으 로 표출하는 이벤트표출모듈과,
    상기 센터운영모듈에서 발생된 이벤트신호에 의하여 이벤트 상황을 데이터베이스에 실시간으로 녹화하는 이벤트녹화모듈과,
    상기 센터운영모듈에서 로컬시스템의 각종장치를 초기화시키거나 입력영상을 설정하는 설정모듈과,
    상기 센터운영모듈을 통해 단속 또는 방범용 PTZ카메라와 영상객체검지장치 그리고 보조 단속용 카메라를 제어하는 제어모듈를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 설정모듈은 감시영역의 관심영역을 설정하는 관심영역설정모듈과,
    상기 카메라 화면상의 마우스 포인터가 클릭한 2차원 평면 좌표와 실제 3차원 공간의 카메라 PTZ좌표를 일치시켜 주는 센터라이징설정모듈과,
    상기 감시영역을 설정하거나 조절하는 감시섹터설정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 방범용 CCTV 기능을 갖는 불법 주정차 무인 자동 단속시스템.
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