KR100995888B1 - 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 방법 - Google Patents

레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템에 있어서, 통행량을 측정하고자 하는 감시영역에 레이저 빛을 조사하기 위해 설치된 레이저 장치; 상기 감시영역에 조사되는 상기 레이저 빛을 검출하기 위해 설치된 카메라 장치; 및 상기 카메라 장치로부터 영상을 입력받아 누적 영상을 생성하고, 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 레이저 빛의 위치변화에 기초하여 이동체의 통행량을 추정하는 통행량추정부를 포함한다.
이에 따라, 레이저 빛의 특정 파장에 해당하는 영상 신호만을 취득함으로써 관심 영상의 획득이 용이하고, 정확하고 고속 실시간 처리가 가능하다.
레이저, 통행량, 이동량, 추정, 측정

Description

레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 방법{System and method for estimating traffic using the laser}
본 발명은 영상 감시 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 통행량 추정방법에 관한 것이다.
보행자의 수 또는 통행자의 수는 건물의 출입의 제어, 보행자 소통 관리, 지역 내 유동량 측정 등에 있어서 매우 중요하게 활용될 수 있는 정보이다. 하지만, 보행자의 수 또는 통행자의 수의 측정이 사람에 의해 이루어질 경우 정확도와 효율성의 문제가 발생한다.
따라서, 영상을 분석하여 자동으로 보행자를 측정하는 방법들이 다수 제안되고 있으며, 대표적으로 열 감지 센서를 이용하는 방법, Blob에 기반한 측정방법, 및 인식에 기반한 측정방법 등으로 나눌 수 있다.
열 감지 센서를 이용하는 방법은 천장에 열 감지 센서를 장착하고 보행자가 지나갔을 때의 열 변화를 이미지화하여 보행자의 수를 측정하는 방법으로, 정확도 가 떨어지고 제한된 공간에 설치해야 하는 문제점이 있다.
Blob에 기반한 측정방법은 입력된 카메라 영상에서 움직이는 물체의 영역만을 추출하고, 이를 개개의 객체로 분할하여 보행자의 수를 측정하는 방법이다. 이 방법은 Blob을 추출하기 위해 배경 모델링을 하는데, 배경 모델링은 조명의 변화와 같은 환경 변화에 민감하기 때문에 주변 환경이 자주 변하는 경우, 통행량 추정에 어려움이 발생한다.
인식에 기반한 방법은 일반적인 CCTV 영상을 이용하여 사람의 어깨와 머리를 인식하고 이를 추적하여 보행자의 수를 측정하는 방법이다. 이러한 인식에 기반한 방법은 환경의 변화에 강인한 성능을 보여주는 반면 복잡한 계산 과정으로 인해 실시간 처리가 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 레이저 빛의 특정 파장에 해당하는 영상 신호만을 취득함으로써 관심 영상의 획득이 용이하고, 정확하고 고속 실시간 처리가 가능한 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 통행량 추정방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 이동체가 겹치는 경우 이를 검출하여 분리할 수 있는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 통행량 추정방법을 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 목적은 이동체의 이동방향을 추정할 수 있는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 통행량 추정방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 감시공간의 크기에 따라 또는 영상에서 이동체의 겹침 현상을 방지할 수 있는 적절한 레이저의 설치 위치 및 설치 각도를 갖는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템에 있어서, 통행량을 측정하고자 하는 감시영역에 레이저 빛을 조사하기 위해 설치된 레이저 장치; 상기 감시영역에 조사되는 상기 레이저 빛을 검출하기 위해 설치된 카메라 장치; 및 상기 카메라 장치로부터 영상을 입력받아 누적 영상을 생성하고, 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 레이저 빛의 위치변화에 기초하여 이동체의 통행량을 추정하는 통행량추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 통행량추정부는 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 이동체의 너비가 일정 크기 이상인 경우, 밝기 구배를 이용하여 이동체를 분리할 수 있다.
또한, 상기 통행량추정부는 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 이동체의 밝기 값을 분석하여 상기 이동체의 이동방향을 추정할 수 있다.
아울러, 상기 레이저 장치는 적외선 라인 레이저 또는 적외선 레이저 포인터를 포함하며, 상기 카메라는 적외선 필터를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 레이저 장치는 상기 감시영역의 너비와 관련하여 다음 식을 만족하도록 설치될 수 있다.
Figure 112008044060444-pat00001
(여기서, w는 감시영역의 너비, φ는 레이저 장치의 팬 각도의 1/2이고, hp는 통행자의 높이(크기), hl은 레이저 장치의 설치 높이, θ는 레이저가 밑면의 수직선과 이루는 각도 의미한다.)
또한, 상기 레이저 장치의 설치 각도는 다음 식을 만족할 수 있다.
Figure 112008044060444-pat00002
(여기서, θ는 레이저가 밑면의 수직선과 이루는 각도, hd는 레이저에 의해 빛이 조사되는 관심영역의 높이, dp는 앞뒤 사람 간의 거리를 의미한다.)
한편, 상기 목적은 본 발명에 따라, 레이저를 이용한 통행량 추정 방법에 있어서, 통행량을 측정하고자 하는 감시영역에 조사되는 레이저 빛을 검출하는 카메라 장치로부터 영상을 입력받는 단계; 상기 입력된 영상을 누적시켜 누적 영상을 생성하는 단계; 및 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 레이저 빛의 위치변화에 기초하여 이동체의 통행량을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 방법에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 누적 영상을 생성하는 단계는 상기 입력된 영상에서 레이저 빛이 위치한 높이정보를 시간 축으로 누적시켜 상기 누적 영상을 생성할 수 있다.
그리고, 상기 이동체의 통행량을 추정하는 단계는 상기 누적 영상 내에 존재 하는 이동체들을 카운팅하여 상기 이동체의 통행량을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동체의 통행량을 추정하는 단계는 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 이동체의 너비가 일정 크기 이상인 경우, 상기 이동체의 세로 방향의 밝기 구배의 피크 포인트를 이용하여 상기 이동체를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이동체의 통행량을 추정하는 단계는 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 이동체의 밝기 값의 기울기를 산출하여 상기 이동체의 이동 방향을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 레이저 빛의 특정 파장에 해당하는 영상 신호만을 취득함으로써 관심 영상의 획득이 용이하고, 정확하고 고속 실시간 처리가 가능한 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 통행량 추정방법이 제공된다.
또한, 이동체가 겹치는 경우 이를 검출하여 분리할 수 있는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 통행량 추정방법이 제공된다.
그리고, 이동체의 이동방향을 추정할 수 있는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템 및 통행량 추정방법이 제공된다.
또한, 감시공간의 크기에 따라 또는 영상에서 이동체의 겹침 현상을 방지할 수 있는 적절한 레이저의 설치 위치 및 설치 각도를 갖는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템이 제공된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템의 개략도이며, 도 2는 레이저 장치의 레이저 빛 조사 예를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통행량 추정 시스템은 레이저 장치(10), 카메라 장치(20), 및 통행량 추정장치(30)를 포함한다.
레이저 장치(10)는 통행량을 측정하고자 하는 감시영역에 레이저 빛을 조사하기 위해 설치되는 것으로, 적외선 라인 레이저 장치 또는 적외선 레이저 포인터로 구현될 수 있다. 적외선 라인 레이저 장치의 경우, 한꺼번에 감시영역에 적외선 라인을 조사하게 되지만, 적외선 레이저 포인터로 구현되는 경우에는 감시 영역을 횡 방향으로 주기적으로 왕복운동 하며 레이저 빛을 조사하게 된다. 본 실시예에서는 적외선 라인 레이저 장치로 구현된 경우를 예로 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 라인 레이저 장치(10)는 주로 천장에 설치되어 레이저 빛을 조사하게 되며, 팬 각도에 커지면 감시영역을 더 넓게 커버할 수 있다. 다만, 팬 각도가 한계가 있으므로, 감시영역의 너비에 따라 가까이 또는 멀리 설치하여 감시 대상이 되는 영역을 제대로 감시할 수 있도록 설치할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 감시 영역에 통행자(A)가 있는 경우, 레 이저 빛이 맺히는 위치가 달라진다. 즉, 감시 영역에 통행자(A)가 없는 경우 레이저는 바닥에 맺히게 되지만, 감시 영역에 통행자(A)가 지나갈 경우 통행자(A)가 있는 부분에서 레이저 빛이 맺히는 위치가 달라지며, 이 위치는 통행자(A)가 지나감에 따라 지속적으로 변하게 된다.
카메라 장치(20)는 감시영역에 조사된 레이저 빛을 검출하기 위한 것으로, 적외선 필터가 장착된 적외선 카메라로 구현될 수 있다.
도 3a는 감시 영역의 실제영상이고, 도 3b는 적외선 카메라 장치(20)로 촬영한 화면이다. 도 3a와 도 3b에서 알 수 있듯이, 본 발명은 적외선 필터가 장착된 카메라 장치(20)를 사용함으로써, 적외선 레이저 빛의 파장에 해당하는 영상신호만을 취득한다. 또한, 통행자의 위치에 따라 레이저 빛이 맺히는 위치가 달라짐을 확인할 수 있다.
대안적으로, 적외선 레이저 장치 이외의 레이저가 사용된 경우, 사용된 레이저 장치가 조사하는 빛을 검출하기 위한 적절한 종류의 다른 카메라로 구현될 수 있다. 한편, 카메라 장치(20)는 레이저 장치(10)와 마찬가지로 천장에 설치될 수 있으며, 맺힌 레이저 영상을 촬영하여 통행량 추정장치(30)로 전송한다.
통행량 추정장치(30)는 카메라 장치(20)로부터 입력되는 영상에 기초하여 감시영역을 통행하는 이동체의 수 및 이동방향 등을 추정하는 연산을 수행한다. 전술한 바와 같이, 적외선 레이저 빛의 파장에 해당하는 영상신호만을 취득하여 연산을 수행함으로써 고속 실시간 처리가 가능하다는 장점을 갖는다.
통행량 추정장치(30)는 통행량 추정 등을 위한 독립된 장치로 구현될 수도 있으나, 상술한 연산 및/또는 처리를 수행하기 위한 소프트웨어가 설치된 컴퓨터 시스템으로 구현될 수도 있다. 여기서, 카메라 장치(20)와 통행량 추정장치(30)는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 네트워크 또는 인터넷 망을 통해 연결될 수도 있다.
통행량 추정장치(30)의 구체적인 내용은 도 4 내지 도 8b를 참조하여 후술하기로 한다.
도 4는 통행량 추정장치(30)의 동작을 설명하기 위한 제어흐름도이다. 도 4를 참조하면, 통행량 추정장치(30)는 카메라 장치(20)로부터 영상을 입력받아(S10), 누적 영상을 생성한다(S20).
누적 영상을 생성하는 방법에 대해서는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다. 도 5a는 카메라 장치(20)로부터 입력된 영상, 도 5b는 입력 영상을 누적하여 생성한 누적 영상의 일 예를 도시한다.
도 5a를 참조하면, 통행량 추정장치(30)는 카메라 입력 영상에서 바닥부터 레이저 빛이 맺힌 선까지의 수직 거리(distance)를 측정하여 이를 해당 너비 좌표의 픽셀 값으로 지정한다. 그리고, 각각의 입력영상에서 얻은 계산된 높이정보를 시간 축으로 누적해서 도 5b와 같은 누적 이미지를 생성한다.
이후, 통행량 추정장치(30)는 누적 영상에 포함된 레이저 빛의 위치변화에 기초하여 누적 영상을 분석하여 통행량을 추정한다. 예를 들어, 도 5b의 누적 영상에는 이동체가 3개 포함되어 있는 것으로 추정할 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 통행량 추정장치(30)는 누적 영상 내에 존재 하는 이동체의 너비가 한 사람 정도의 너비인지 여부를 판단하여(S30), 그 너비가 소정 값 이상인 경우 이동체를 분리하는 프로세스를 거치게 된다(S40).
실제에서, 통행자들이 나란히 지나간 경우, 큰 너비를 가진 하나의 이동체를 형성한다. 따라서, 이를 하나의 이동체로 카운팅을 할 경우 오류가 발생하게 되므로, 이동체를 적절히 분리하는 프로세스가 필요하다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 이동체를 분리하는 과정을 설명하기 위한 예시도들이다.
도 6a는 보행자가 양옆으로 동시에 지나갈 경우에 얻어진 누적 영상을 나타낸다. 6a에 도시된 바와 같이, 서로 다른 객체가 병합되어 하나의 이동체로 나타남을 확인할 수 있다. 이러한 객체들을 분리하기 위해 본 발명에서는 밝기 구배(gradient)를 이용한다.
도 6b는 6a의 세로방향(수직방향)의 밝기 구배를 측정한 영상을 도시한 것이고, 도 6c는 도 6b의 밝기 구배를 그래프로 표현한 것이다. 도 6b 및 6c에 도시된 바와 같이, 보행자가 겹쳐져 나타난 객체는 일반적인 단일 보행자에 비해 너비가 넓고, 세로 방향의 밝기 구 배는 보행자의 경계 부근에서 큰 값을 가짐을 볼 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 평균 보행자의 너비보다 일정 비율 이상 넓은 객체에 대해 지역 마스크(local mask)를 적용하여 지역적 구배의 평균을 계산하여, 이 값이 큰 지점(peak point)에서 객체를 분리한다. 예를 들어, 도 6c에서 피크 포인트가 하나임을 확인할 수 있으며, 이 피크 포인트에서 이동체를 분리한다.
이러한 이동체의 분리 과정에서, 분리 여부의 판단에 기초가 되는 너비의 크기는 레이저 장치(10)의 설치 위치 및 감시영역의 조건 등에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 본 실시예의 실험에서는 폭이 2.2 m, 높이가 2.5 m 인 통로를 감시영역으로 설정하고, 2.4 m의 높이에 라인 레이저 장치(10)와 카메라 장치(20)를 설치하였다. 위 조건에서, 320×240(가로×세로) 크기의 이미지가 취득되었는데, 이를 이용해 생성된 누적 영상에서 가운데 부분을 지나는 보행자 1명은 평균 120 픽셀 크기로 나타났고, 가장자리 부분을 지나는 보행자 1명은 평균 100 픽셀 크기로 나타났다. 본 실험에서는 평균 픽셀 크기의 1.25를 곱한 값(즉, 중간 부분은 150 픽셀, 가장자리 부분은 125 픽셀 크기) 이상의 픽셀 너비를 가진 객체들을 분리 기준으로 사용하였다.
여기서, 이동체가 검출되는 위치에 따라 분리 기준이 되는 크기가 달라짐을 유의해야 한다. 다시 말해, 중간 부분은 분리 기준이 되는 너비의 크기가 크고, 가장자리 부분은 분리 기준이 되는 너비의 크기가 작아진다.
도 7은 세 보행자가 나란히 한꺼번에 감시영역을 지나는 경우의 분리 프로세스를 설명하기 위한 예시도이다. 도 7a는 누적 영상, 7b는 세로 방향의 밝기 구배의 측정 영상, 7c는 밝기 구배의 측정 값을 그래프화 한 것이다.
도 7b 및 7c를 통해 알 수 있는 바와 같이, 세로 방향의 밝기 구배가 두 부분에서 피크 포인트를 가진다. 이 경우, 본 발명의 통행량 추정장치(30)는 두 피크 포인트에서 이동체를 분리하여 3개의 이동체로 판단한다.
이와 같이, 본 발명은 이동체가 겹쳐서 지나갈 경우에도 이를 분리하는 알고 리즘을 이용하여 이동체의 수에 따라 다수로 분리함으로써 성능을 개선할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 이후 통행량 측정장치는 이동체의 이동방향을 추정한다(S50). 도 8a는 누적 영상의 예이고, 도 8b는 도 8a의 누적 영상 내에 존재하는 이동체의 밝기 값을 3차원 공간으로 표현한 예이다.
도 8b를 통해 알 수 있듯이, 이동체의 밝기 값들은 한쪽 방향으로 기울어진 평면 모양을 가지며 이동체의 이동 방향에 따라 평면의 기울기가 다르게 나타난다. 본 발명의 일 실시예에서는 통행자의 이동방향을 결정하기 위해 LMS(least mean squre) 방법을 이용하여 밝기 값들을 평면으로 피팅(fitting)한다. 평면의 기울기가 화면 안쪽으로 들어오는 통행자들에 대해서는 음의 값을 가지고, 나가는 통행자들에 대해서는 양의 값을 가지므로, 이를 통행자의 방향 결정에 이용한다. 이와 같이, 본 발명의 평면의 방정식을 이용하여 통행자의 이동 방향을 결정한다.
본 발명의 통행량 추정장치(30)는 위와 같은 과정을 거쳐 추정한 통행량의 결과 값을 출력한다(60). 통행량은 통행자의 수와 이동 방향 정보를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 종래의 영상 감시 시스템에 비해 적은 계산량으로 정확한 통행량 추정이 가능하며, 시스템이 간단하기 때문에 이동 통로나 시설물 안에 설치가 용이하다.
도 9a 및 도 9b는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 통행량 추정 시스템을 적용한 실험 환경을 나타낸다. 본 실험은 한양대학교 내 학생 복지관(도 9a 참조) 1층의 건물 입구의 통로(도 9b 참조)에 시스템을 설치하였고, 유동인구가 많은 오후 2시부터 3시까지 1시간 동안 영상을 취득하여 실험하였다. 또한, 레이저의 파장 은 855 nm, 레이저의 팬 각도는 120도인 것을 사용하였고, 통행량 추정장치(30)는 펜티엄4 2.53 GHz PC 환경에서 동작했으며, 대략 9 ms/frame의 처리 속도를 유지했다.
위 실험 결과는 <표 1> 및 도 10에 도시되어 있다.
Figure 112008044060444-pat00003
위 <표 1>은 성능 측정 결과에 관한 표이며, 도 10a 및 도 10b는 건물 안쪽으로 들어오는 통행자와 건물 바깥쪽으로 나가는 통행자의 성능 측정 결과를 그래프로 표현한 것이다.
위 표, 도 10a 및 10b에서 알 수 있듯이, 실제 통행자의 수 중에서 건물 안으로 들어온 실제 사람의 수가 278명이었고, 건물 밖으로 나간 실제 사람의 수가 277명이었다. 그 중에서 본 시스템에 의해 측정된 사람의 수는 각각 271명, 285명이었다. 정확도를 측정한 결과 정확도가 대략 98%에 다다를 정도로 좋은 성능을 보여주고 있다.
정확도는 다음과 같은 식으로 구했다.
Figure 112008044060444-pat00004
위 실험에서, 오차가 발생한 예는 다수의 보행자가 레이저 빛이 비추는 경계에 걸쳐서 지나간 경우에 발생하였다.
위와 같은 오차는 레이저의 설치 위치 및 각도를 적절히 조절하면 최소화할 수도 있다.
도 11a 및 도 11b는 오차를 최소화하기 위한 레이저의 설치 위치 및 각도를 설명하기 위한 예시도이다. 도 11a는 본 발명의 통행량 추정 시스템을 탑-뷰에서 바라본 개략적인 그림이며, 타원으로 표시되어 있는 것이 보행자이다. 여기서, φ는 레이저 장치(10)의 팬 각도의 1/2이고, w는 측정 가능한 공간 즉, 감시 영역의 최대 너비이다.
도 11b는 본 발명의 통행량 추정 시스템을 옆에서 바라본 개략적인 그림이다. hp는 통행자 즉 사람의 높이를 나타내며, hp에서 hc는 누적 영상에서 관심 밖의 영역이고, hd가 레이저에 의해 스캔되는 관심영역에 해당한다. hl은 레이저 장치(10)의 설치 높이, dp는 앞뒤 사람 간의 거리를 의미하며, dl은 레이저와 사람과의 거리를 나타낸다. 그리고, θ는 레이저가 밑면의 수직선과 이루는 각도를 의미한다.
위에서, w를 기하학적으로 계산하면 다음 식과 같다.
Figure 112008044060444-pat00005
위 식에 따라, 원하는 감시영역을 커버할 수 있도록 레이저의 높이, 각도 등을 조절하여 설치할 수 있다. 즉, 수학식 2에서 w값이 우변의 값 이하이기만 하면 감시영역을 제대로 감시할 수 있게 된다.
한편, 앞뒤로 통행자가 겹쳐서 지나갈 때 누적 영상에서 앞뒤 통행자가 붙지 않도록 하는 최적의 레이저 각도는 다음과 같다.
Figure 112008044060444-pat00006
즉, 레이저의 설치 각도 θ가 위 조건을 만족한다면, 오차의 확률을 더욱 줄여나갈 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명은 레이저의 설치 위치 및 각도를 조절하여, 성능을 더욱 개선할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템의 개략도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저가 조사되는 예;
도 3a 및 도 3b는 각각 정상영상과 적외선 카메라 장치로 검출된 영상을 도시한 예;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 통행량 추정 방법을 설명하기 위한 제어흐름도;
도 5a 및 도 5b는 각각 카메라 장치로부터 입력된 영상과, 이 영상들로부터 생성된 누적 영상을 도시한 예;
도 6a 내지 도 6c는 각각 두 사람이 겹쳐서 지나갈 때의 누적 영상, 밝기 구배, 및 그래프를 도시한 예;
도 7a 내지 도 7c는 각각 세 사람이 겹쳐서 지나갈 때의 누적 영상, 밝기 구배, 및 그래프를 도시한 예;
도 8a 및 도 8b는 각각 누적 영상과 이를 평면으로 피팅한 3차원 그래프를 도시한 예;
도 9a 및 도 9b는 실험 환경을 도시한 것이며;
도 10a 및 도 10b는 각각 실험 결과에 대한 그래프;
도 11a 및 도 11b는 추정 오차를 최소화하기 위한 레이저의 설치 위치 및 각도를 설명하기 위한 예시도들이다.

Claims (11)

  1. 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템에 있어서,
    통행량을 측정하고자 하는 감시영역에 레이저 빛을 조사하기 위해 설치된 레이저 장치;
    상기 감시영역에 조사되는 상기 레이저 빛을 검출하기 위해 설치된 카메라 장치; 및
    상기 카메라 장치로부터 영상을 입력받아 누적 영상을 생성하고, 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 레이저 빛의 위치변화에 기초하여 이동체의 통행량을 추정하는 통행량추정부를 포함하며,
    상기 통행량추정부는 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 이동체의 너비가 일정 크기 이상인 경우, 밝기 구배를 이용하여 이동체를 분리하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템.
  2. 삭제
  3. 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템에 있어서,
    통행량을 측정하고자 하는 감시영역에 레이저 빛을 조사하기 위해 설치된 레이저 장치;
    상기 감시영역에 조사되는 상기 레이저 빛을 검출하기 위해 설치된 카메라 장치; 및
    상기 카메라 장치로부터 영상을 입력받아 누적 영상을 생성하고, 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 레이저 빛의 위치변화에 기초하여 이동체의 통행량을 추정하는 통행량추정부를 포함하며,
    상기 통행량추정부는 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 이동체의 밝기 값을 분석하여 상기 이동체의 이동방향을 추정하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 레이저 장치는 적외선 라인 레이저 또는 적외선 레이저 포인터를 포함하며,
    상기 카메라는 적외선 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레이저 장치는 상기 감시영역의 너비와 관련하여 다음 식을 만족하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템.
    Figure 112008044060444-pat00007
    (여기서, w는 감시영역의 너비, φ는 레이저 장치의 팬 각도의 1/2이고, hp는 통행자의 높이(크기), hl은 레이저 장치의 설치 높이, θ는 레이저가 밑면의 수 직선과 이루는 각도 의미한다.)
  6. 제5항에 있어서,
    상기 레이저 장치의 설치 각도는 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 시스템.
    Figure 112008044060444-pat00008
    (여기서, θ는 레이저가 밑면의 수직선과 이루는 각도, hd는 레이저에 의해 빛이 조사되는 관심영역의 높이, dp는 앞뒤 사람 간의 거리를 의미한다.)
  7. 레이저를 이용한 통행량 추정 방법에 있어서,
    통행량을 측정하고자 하는 감시영역에 조사되는 레이저 빛을 검출하는 카메라 장치로부터 영상을 입력받는 단계;
    상기 입력된 영상을 누적시켜 누적 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 레이저 빛의 위치변화에 기초하여 이동체의 통행량을 추정하는 단계를 포함하며;
    상기 누적 영상을 생성하는 단계는 상기 입력된 영상에서 레이저 빛이 위치한 높이정보를 시간 축으로 누적시켜 상기 누적 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 이동체의 통행량을 추정하는 단계는 상기 누적 영상 내에 존재하는 이동체들을 카운팅하여 상기 이동체의 통행량을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이동체의 통행량을 추정하는 단계는 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 이동체의 너비가 일정 크기 이상인 경우, 상기 이동체의 세로 방향의 밝기 구배의 피크 포인트를 이용하여 상기 이동체를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 이동체의 통행량을 추정하는 단계는 상기 누적 영상 내에 존재하는 상기 이동체의 밝기 값의 기울기를 산출하여 상기 이동체의 이동 방향을 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 통행량 추정 방법.
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