KR100997358B1 - 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템 및 이를이용한 검출 방법 - Google Patents

영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템 및 이를이용한 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템 및 이를 이용한 검출 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화물차량 적재물의 동적 상태를 파악함으로써 실제 도로를 주행할 때 적재물의 낙하 여부를 판단함으로써 적재불량차량을 고속도로 진입 전에 미리 차단하여 낙하물로 인한 교통사고를 방지할 수 있는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템 및 이를 이용한 검출 방법에 관한 것이다. 따라서, 고속도로로 진입하려는 적재불량차량을 사전에 차단하여 도로에 낙하한 낙하물로 인한 교통사고의 발생을 미리 방지하여 인명 및 재산피해를 최소화하는 효과가 있다.
고속도로, 적재불량, 단속, 센서, 카메라

Description

영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템 및 이를 이용한 검출 방법{Detection System and Method of Bad Loading Truck using Image Processing}
본 발명은 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템 및 이를 이용한 검출 방법에 관한 것으로서, 특히 화물차량 적재물의 동적 상태를 파악함으로써 실제 도로를 주행할 때 적재물의 낙하 여부를 판단함으로써 적재불량차량을 고속도로 진입 전에 미리 차단하여 낙하물로 인한 교통사고를 방지할 수 있는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템 및 이를 이용한 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로를 통행하는 모든 종류의 자동차에는 도로교통법이 적용된다. 도로교통법은 도로에서 일어나는 교통상의 모든 위험과 장해를 방지 및 제거하여 안전하고 원활한 교통을 확보하기 위해 도로교통에 관하여 필요한 사항을 규정하기 위해 제정한 법률이다.
도로교통법 제39조에 의하면, 운행중 화물이 떨어지지 않도록 덮개를 씌우거나 묶는 등 확실하게 고정하지 아니하고 운행하는 결속상태 불량차량, 화물칸의 덮개를 설치하지 아니하고 모래, 흙 및 자갈 등을 운반하는 덮개 미설치 차량 및 기 타 적재불량으로 인하여 적재물 낙하우려가 있는 차량 등을 단속하여 과태료를 부과할 수 있다.
적재불량차량, 특히 대형화물차의 적재함에 적재된 각종의 적재물들이 도로에 낙하함으로써 발생할 수 있는 교통사고를 방지하고, 이렇게 노면에 낙하한 노면 잡물을 청소하기 위해 투입되는 인력과 이로 인해 발생하는 사회적 비용을 절감하기 위한 목적이 있다.
저속으로 운행하는 일반도로와 달리 고속도로의 경우에는 대부분의 차량이 고속으로 진행하기 때문에 자신의 차량보다 앞서 진행하는 적재불량차량에서 낙하하는 적재물이 차량의 앞유리에 부딪혀 파손되거나, 노면에 낙하는 잡물에 의해 차량의 타이어가 파손되는 사고가 빈번히 발생하고 있는 실정이다.
이와 같은 교통사고로 인한 인명 및 재산피해와 이에 따르는 사회적 비용을 절감하기 위해 다양한 전술한 도로교통법 제39조에 의거하여 적재불량차량에 대한 단속을 하고 있다.
종래의 적재불량차량에 대한 단속은 단속원의 단순 육안관찰에 의해 단속이 이루어져 단속자별로 적재불량차량을 판단하는 기준이 상이하여 단속에 대한 사회적 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
운전자의 사회통념상 단속기준과 단속원의 단속기준이 서로 상이하여 단속에 대한 민원이 증가하는 문제점이 있다.
이와 같은 단순 인력을 동원한 단속방법에 대한 문제점을 해소하고자 CCTV를 활용한 비대면 단속시스템을 도입하였으나, CCTV에 촬영된 차량의 영상자료를 검색 하는 과정에서 검색하는 단속원에 따라 적재불량으로 분류하는 기준이 상이한 문제점이 있다.
고속도로 톨게이트를 통과하여 고속도로로 진입한 적재불량차량의 경우 도로에 적재물이 낙하할 위험성을 내포하고 있음에도 전술한 CCTV를 활용한 비대면 단속시스템의 경우 고속도로로 진입하는 적재불량차량을 미리 차단할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 과제는 다음과 같다.
첫째, 고속도로로 진입하려는 적재불량차량을 사전에 차단하여 적재함에서 낙하한 적재물로 인한 교통사고를 미리 방지하여 인명피해를 최소화하는데 그 목적이 있다.
둘째, 과학적인 영상처리 기술을 이용하여 인력위주 단속의 한계를 극복함으로써 객관적인 단속기준에 의한 사회적 신뢰성을 향상하는데 그 목적이 있다.
이와 같은, 본 발명의 과제를 달성하기 위한 수단은 다음과 같다.
화물차량의 진입을 감지하는 제 1 감지부; 제 1 감지부의 신호에 기초하여 화물차량을 촬영하는 제 1 촬영부; 화물차량에 진동을 가하기 위해 노면에 설치된 요철부; 및 제 1 촬영부로 촬영된 영상변화에 기초하여 화물차량의 적재불량 유무를 판단하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 1 촬영부는 화물차량의 적재함 상단을 촬영하는 제 1 카메라; 및 화물차량의 좌, 우측 하단부를 각각 촬영하는 제 2 및 제 3 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 1 촬영부에서 촬영된 영상은 동영상 또는 연속적인 스틸 영상인 것을 특징으로 한다.
영상처리부는 제 1 카메라에서 촬영한 적재함에 적재된 적재물의 변위를 분석하기 위해 적재함의 외부 이미지를 삭제하여 적재함 영역을 추출하고, 적재함 영역 내의 색상정보를 분석하는 제 1 영상처리부; 및 제 2 및 제 3 카메라에서 촬영한 화물차량의 측면에 낙하할 가능성이 있는 부착물의 변위를 분석하는 제 2 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 2 및 제 3 카메라는 부착물의 상대변위를 분석하기 위해 화물차량의 앞쪽 타이어를 기준으로 촬영하는 것을 특징으로 한다.
제 1 영상처리부는 적재함 영역 내의 색상정보가 동일하면 하나의 적재물 또는 적재함이 비어있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
제 1 영상처리부는 적재함 영역 내의 색상정보가 다르면 적재함 영역 내의 영상 이미지를 복수로 등분하여 각각의 분리된 영역 안에서 적재물의 변위를 분석하는 것을 특징으로 한다.
요철부를 통과한 화물차량을 감지하는 제 2 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
영상처리부에 의해 적재불량으로 판단된 화물차량의 차량번호판을 촬영하는 제 2 촬영부; 및 제 2 촬영부에 의해 촬영된 화물차량의 운전자에게 경고 문안이 표출되는 전광판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
영상처리부에 의해 적재불량으로 판단된 화물차량의 통행권을 회수하는 통행권발권기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 1 감지부가 톨게이트로 진입하는 화물차량을 감지하면 제 1 촬영부가 화 물차량의 촬영을 시작하는 단계; 제 1 촬영부로 촬영되는 화물차량이 요철구간을 통과하는 단계; 요철구간을 통과한 화물차량을 제 2 감지부가 감지하여 화물차량의 촬영을 종료하는 단계; 및 제 1 촬영부로 촬영된 영상변화에 기초하여 영상처리부에서 화물차량의 적재불량 유무를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
촬영시작 단계는 화물차량의 적재함 영역을 기준으로 적재함에 적재된 적재물을 촬영하는 단계; 및 화물차량의 좌, 우측에 위치한 각각의 앞타이어를 기준으로 하는 타이어 영역을 촬영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
요철구간을 통과하는 단계는 요철구간을 통과하며 진동하는 화물차량의 적재함에 적재된 적재물의 움직임 및 타이어 영역에 대한 부착물의 움직임을 촬영하는 것을 특징으로 한다.
요철구간을 통과하는 단계는 화물차량의 적재함 영역 및 각 적재물에 대한 예측경로를 파악하고 추적하는 것을 특징으로 한다.
요철구간을 통과하는 단계는 화물차량의 타이어 영역 및 각 부착물에 대한 예측경로를 파악하고 추적하는 것을 특징으로 한다.
적재불량 유무를 판단하는 단계는 촬영을 시작하는 단계에서 화물차량의 적재함에 적재된 적재물 또는 부착물이 촬영된 영상 및 요철구간을 통과하는 단계에서의 요철구간을 통과하며 진동하는 화물차량의 적재함에 적재된 적재물 또는 부착물의 움직임이 촬영된 영상을 분석하여 적재물 또는 부착물의 변위가 허용범위를 벗어나면 적재불량으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
제 1 촬영부로 촬영된 영상은 동영상 또는 연속적인 스틸 영상인 것을 특징 으로 한다.
적재불량으로 판단된 화물차량의 차량번호를 제 2 촬영부가 촬영하는 단계; 및 제 2 촬영부가 촬영한 화물차량의 운전자에게 전광판으로 경고 문안을 표출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
적재불량을 판단된 화물차량의 통행권을 통행권발권기로 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 고속도로로 진입하려는 적재불량차량을 사전에 차단함으로써 도로에 낙하한 낙하물로 인한 교통사고의 발생을 미리 방지하여 인명 및 재산피해를 최소화하는 효과가 있다.
둘째, 도로에 낙하한 낙하물로 인한 각종의 민원 및 이와 관련된 소송비용이 절감되는 효과가 있다.
셋째, 적재불량차량의 적재함에서 낙하한 낙하물을 처리하기 위해 투입되는 인력과 이에 소요되는 비용을 절감하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
<본 발명의 구성>
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템을 나타낸 전체적 인 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템은 제 1 감지부(200), 제 1 촬영부(300), 요철부(400) 및 영상처리부(700)를 포함하는 구조로 이루어진다.
제 1 감지부(200)는 고속도로 톨게이트로 진입하는 입구의 노면 양측으로 설치되어 화물차량(100)을 감지하는데, 바람직하게는 도로변 양측에 적외선 센서를 설치하여 고속도로 톨게이트로 진입하는 화물차량(100)의 진입을 감지한다.
제 1 촬영부(300)는 제 1 감지부(200)에 화물차량(100)이 감지되는 것과 동시에 화물차량(100)을 동영상 또는 연속적인 스틸 영상으로 촬영한다. 이때 제 1 촬영부(300)는 톨게이트 입구 노면의 일측 또는 양측 상단으로 설치한다. 이때, 제 1 촬영부(300)은 화물차량(100)을 전체를 관찰할 수 있는 위치에 설치한다.
전술한 제 1 촬영부(300)는, 화물차량(100)의 적재함(110) 상단을 촬영하는 제 1 카메라(310)와 톨게이트 입구에 설치되어 화물차량(100)의 좌, 우측 하단부를 각각 촬영하는 제 2 및 제 3 카메라(320, 330)로 이루어진다.
제 1 카메라(310)는 화물차량(100)의 적재함(110) 상단을 촬영할 수 있도록 톨게이트 입구의 일측 또는 양측에 설치가 가능하다. 이때, 제 1 카메라(310)는 화물차량(100)의 적재함(110) 상단을 촬영하기 위해 화물차량(100)의 적재함(110)을 내려다 볼 수 있도록 소정높이를 갖도록 설치한다.
제 2 및 제 3 카메라(320, 330)는 톨게이트 입구에 설치되어 화물차량(100)의 좌, 우측 하단부를 각각 촬영할 수 있도록 톨게이트 입구 양측으로 설치가 가능하다.
이에 따라, 제 2 및 제 3 카메라(320, 330)는 화물차량(100)의 좌, 우측 하단부를 기준으로 촬영하는 것이나 화물차량(100)의 양측면 전체를 촬영하기 위해 화물차량(100)의 양측면 전체를 촬영할 수 있도록 소정높이를 갖도록 설치한다.
전술한 제 1, 제 2 및 제 3 카메라(310, 320, 330)는 화물차량(100)의 전체를 촬영할 수 있는 위치면 어디든 설치가 가능하나, 화물차량(100)의 전체 및 적재함(110)하기 용이하도록 톨게이트 입구를 통과한 화물차량(100)의 후면방향 상부에서 촬영하도록 설치하는 것이 바람직하다.
요철부(400)는 제 1 촬영부(300)에 의해 촬영되는 화물차량(100)에 진동을 가하기 위해 톨게이트로 진입하는 노면에 설치된다. 즉 제 1 감지부(200)에서 일측으로 소정거리 이격되게 설치한다.
영상처리부(700)는 제 1 촬영부(300)로 촬영된 영상변화에 기초하여 화물차량(100)의 적재불량 유무를 판단한다. 제 1 촬영부(300)로 촬영한 영상은 영상처리부(700)로 전송되고, 그 영상을 분석하여 화물차량(100)의 적재불량 유무가 판단된다. 이때, 영상처리부(700)는 톨게이트의 요금소 또는 관리사무실 등에 톨게이트 시설물 어디에나 설치가 가능하다.
<본 발명의 방법>
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 방법을 나타낸 개략적인 순서도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법은, 제 1 감지부에 감지된 화물차량을 제 1 촬영부가 동영 상 또는 연속적인 스틸 영상으로 촬영을 시작하는 단계(S100), 제 1 촬영부로 촬영되는 화물차량이 요철구간을 통과하는 단계(S200) 및 제 1 촬영부로 촬영된 영상변화에 기초하여 영상처리부에서 화물차량의 적재불량 유무를 판단하는 단계(S300)로 이루어진다.
도 8은 도 7의 순서도를 더욱 상세히 설명하기 위한 순서도이다. 도 8에서와 같이 화물차량이 요철구간을 통과하며 촬영된 영상을 처리하는 단계(S210)는, 요철구간을 통과하며 진동하는 화물차량의 적재함에 적재된 적재물의 움직임 및 타이어 영역에 대한 부착물의 움직임을 촬영하여 화물차량의 적재함 영역 및 각 적재물과 화물차량의 타이어 영역 및 각 부착물에 대한 예측경로를 파악하고 추적(단계S220)한다.
화물차량의 적재함에 적재된 적재물 또는 부착물이 촬영된 영상 및 요철구간을 통과하는 단계에서의 요철구간을 통과하며 진동하는 화물차량의 적재함에 적재된 적재물 또는 부착물의 움직임이 촬영된 영상을 분석하여 적재물 또는 부착물의 상대변위를 계산(단계S230)한다.
제 2 감지부에 화물차량의 진출이 감지(단계S300)되면, 제1 촬영부로 촬영된 영상에서 계산된 값들이 오차범위를 벗어났는지를 영상처리부에서 판단(단계S400)하여, 차량번호 촬영(단계S500), 통행권 회수(단계S600) 및 경고 문구의 표출단계(단계S700)를 거쳐 화물차량을 적재불량으로 단속한다.
(본 발명의 실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템을 나타낸 전체적인 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템을 나타낸 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템은 화물차량(100)이 고속도로의 톨게이트로 진입하면 제 1 감지부(200)에 의해 화물차량(100)이 감지되는데, 바람직하게는 도로변 양측에 적외선 센서를 설치하여 고속도로 톨게이트로 진입하는 화물차량(100)을 감지한다.
제 1 감지부(200)가 화물차량(100)을 감지하면 도로변에 위치한 제 1 촬영부(300)는 화물차량(100)을 동영상 또는 연속적인 스틸 영상으로 촬영을 시작한다. 제 1 촬영부(300)는 화물차량(100)의 적재함(110) 상단을 촬영하는 제 1 카메라(310) 및 화물차량(100)의 좌, 우측 하단부를 촬영하는 제 2 및 제 3 카메라(320, 330)로 분류된다.
제 1 카메라(310)는 화물차량(100) 적재함(110)에 적재된 적재물(111)의 유무 및 적재상태를 파악하기 위해 촬영한다.
요철부(400)는 제 1 촬영부(300)에 의해 촬영되는 화물차량(100)에 진동을 가하기 위해 노면에 설치된다. 요철부(400)를 통과하는 화물차량(100)은 일반적으로 상하진동을 하며 진행하게 되는데, 상하진동을 하면서 진행하는 화물차량(100)의 적재함(110)과 좌, 우측 하단을 제 1 촬영부(300)가 촬영하면서 적재물(111) 또는 부착물의 낙하 가능성을 분석한다.
요철부(400)를 통과하는 화물차량(100)을 촬영한 동영상 또는 연속적인 스틸 영상은 영상처리부(700)에서 분석되는데, 화물차량(100)이 요철부(400)를 완전히 통과하여 제 2 감지부(500)에 감지되면 제 1 촬영부(300)는 화물차량(100)의 촬영을 종료한다.
제 1 촬영부(300)에서 촬영된 동영상 또는 연속적인 스틸 영상은 영상처리부(700)로 전송되고, 그 영상을 분석하여 화물차량(100)의 적재불량 유무가 판단된다.
전술한 바와 같이 영상처리부(700)에 의해 적재불량으로 판단된 화물차량(100)은 도로변에 설치된 제 2 촬영부(600)에 의해 차량번호가 촬영된다.
제 2 촬영부(600)가 화물차량(100)의 전면 번호판을 촬영하게 되면 고속도로로 진입하려는 적재불량 화물차량(100)을 단속할 수 있다. 제 2 촬영부(600)에 의해 차량번호가 촬영된 화물차량(100)의 운전자에게 단속사실을 통보하기 위해 경고 문안이 표출되는 전광판(800)을 설치할 수 있다.
이와 동시에 통행권발권기(900)로 통행권을 회수함으로써, 적재불량으로 단속된 화물차량(100)이 고속도로 진입하는 것을 원천적으로 차단한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템에서의 적재함 상단부가 촬영되는 것을 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템에서의 화물차량의 좌, 우측면이 촬영되는 것을 도시한 개략도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제 1 카메라(310)는 화물차량(100)의 적재함(110) 상단을 촬영하여 적재물(111)이 움직이는 영상을 제 1 영상처리부(710)에 전송한다.
제 1 카메라(310)는 화물차량(100)이 제 1 감지부(200)에 감지되면 촬영이 시작되고, 화물차량(100)이 제 2 감지부(500)를 통과하면 촬영이 종료된다.
제 1 영상처리부(710)는 제 1 카메라(310)에서 촬영한 적재함(110)에 적재된 적재물(111)의 변위를 분석하기 위해 적재함(110)의 외부 이미지를 삭제한 후, 적재함(110) 영역을 추출하고, 적재함(110) 영역 내의 색상정보를 분석한다.
a(x, y) = {(x1+x2)/2, (y1+y2)/2}
여기서, a는 적재함 영역의 중심점을 의미하므로, a(x, y)는 적재함 영역의 중심점을 나타낸 좌표를 나타낸다. x1 및 x2는 적재함 영역의 x좌표축 상의 모서리(꼭지점)를 나타내며, y1 및 y2는 적재함 영역 y좌표축 상의 모서리를 나타낸다.
전술한 [수학식 1]을 살펴보면, 제 1 카메라(310)를 통해 촬영된 영상을 전송받은 제 1 영상처리부(710)는 제 1 카메라(310)를 통해 촬영된 영상을 기초로 적재물(111)의 변위를 계산하기 위한 기준으로 먼저 적재함 영역을 추출하는데, 전체 영상에서 배경이미지를 삭제함으로써 적재함 영역을 구하고 영역 내의 색상정보를 분석한다.
상술한 방식으로 구한 적재함 영역에서 적재함 영역의 중심점은 영역의 모서리에서 서로 대각선으로 바라보는 두 좌표의 산출평균 값이다.
마찬가지로 적재물(111)의 중심점 b(x, y), 타이어 영역의 중심점 c(x, y) 및 부착물의 중심점 d(x, y)는 [수학식 1]과 같은 방법으로 계산된 값들이다.
b(x, y) = (x1, y1)
여기서, b는 적재물의 기준점, b(x, y)는 적재물의 기준점을 나타낸 좌표, x1은 적재물의 x좌표축 상의 모서리 및 y1은 적재물의 y좌표축 상의 모서리이다.
전술한 [수학식 2]를 살펴보면, 제 1 영상처리부(710)에서 적재함(110) 영역 내의 색상정보가 동일하면 하나의 적재물(111) 또는 적재함(110)이 비어있는 것으로 판단하고, 하나의 적재물의 적재함 영역에 대한 변위를 파악하기 위하여 [수학식 1]의 방법 대신 [수학식 2]를 사용한다.
제 2 및 제 3 카메라(320, 330)는 화물차량(100)의 앞쪽 타이어를 기준으로 촬영한다. 이때, 화물차량(100)은 요철부(400)를 지나면서 타이어가 상하운동을 하게 됨과 동시에 화물차량(100) 양측면에 부착된 부착물(120)이 상하운동을 하게된다. 제 2 및 제 3 카메라(320, 330)는 타이어에 대한 부착물(120)의 변위 즉 부착물(120)의 움직임을 촬영하여 제 2 영상처리부(720)로 전송된다.
한편, 적재함(110) 영역 내의 색상정보가 다르면 적재함(110) 영역 내의 영상 이미지를 9등분 하여 각각의 분리된 영역 안에서 적재물(111)의 변위를 분석하는데, 이러한 경우 적재함(110) 영역에서 좌측 상단 좌표를 기준점으로 한다.
제 2 및 제 3 카메라는 화물차량(100)의 좌, 우측 하단부를 촬영하여 제 2 영상처리부(720)로 전송한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템에서의 적재물(111)의 상대변위를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 적재물(111) 또는 부착물(120)의 기준점에 대한 상대변위는 아래의 [수학식 3] 및 [수학식 4]와 같이 구할 수 있다.
s1(x, y) = {b(x, y) - a(x, y)}
여기서, s1은 적재물, s1(x, y)는 적재함 영역의 기준점을 기준으로 변위된 좌표를 나타낸다. 즉, 적재물의 중심점 b(x, y)지점에서 적재함 영역의 기준점 a(x, y)지점으로 변위된 값을 나타낸다.
s2(x, y) = {d(x, y) - c(x, y)}
여기서, s2는 부착물, s2(x, y)는 타이어 영역을 기준으로 변위된 좌표를 나타낸다. 즉, 부착물의 중심점 d(x, y)지점에서 타이어 영역의 기준점 c(x, y)지점으로 변위된 값을 나타낸다.
전술한 [수학식 3] 및 [수학식 4]에서 구한 값들은 영상처리부(700)에 저장된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템에서의 적재물(111)의 상대변위에 대한 허용범위를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 영상 처리부(700)는 적재물(111) 또는 부착물(120)에 대해서 처음 구한 상대변위 값에 오차범위를 더한 값을 허용범위로 하고, 그 다음부터 종료될 때까지 구한 상대변위 값이 허용범위를 벗어나면 적재물(111) 또는 부착물(120)이 낙하할 위험이 있는 것으로 판단한다. 이때, 허용범위는 도 6에서와 같이 상대변위 값 s1, s2(x, y)에서 오차범위(±Δx, ±Δy)만큼 확장된 사각영역이 된다.
여기서, 상대변위 값 s1, s2(x, y)는 적재함 영역 또는 타이어 영역의 기준점이 되는 좌표(x, y)에서 적재물 또는 부착물의 변위된 좌표(x, y)를 나타낸다. 오차범위(±Δx, ±Δy)에서 x, y는 각 좌표축 상의 좌표점이며, Δx 및 Δy는 x축 좌표 및 y축 좌표의 임의의 거리이다.
영상처리부(700)는 적재물(111) 또는 부착물(120)이 낙하할 위험이 있는 것으로 판단하면, 제 2 촬영부(600)가 화물차량(100)의 차량번호를 촬영하고, 통행권발권기(900)가 자동으로 통행권을 회수하는 것과 동시에 전광판(800)에 경고 문안이 표출된다. 단속원은 위반사실을 확인하고, 현장에서 적절한 조치를 취한다. 이때, 단속근거로서 필요한 자료를 출력하여 활용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템을 나타낸 전체적인 개략도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템에서의 적재함 상단부가 촬영되는 것을 도시한 개략도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템에서의 화물차량의 좌, 우측면이 촬영되는 것을 도시한 개략도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템에서의 적재물의 상대변위를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 시스템에서의 적재물의 상대변위에 대한 허용범위를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 적재불량차량 검출 방법을 나타낸 개략적인 순서도,
도 8은 상기 도 7의 순서도를 더욱 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 화물차량 110: 적재함
111: 적재물 120: 부착물
200: 제 1 감지부 300: 제 1 촬영부
310: 제 1 카메라 320: 제 2 카메라
330: 제 3 카메라 400: 요철부
500: 제 2 감지부 600: 제 2 촬영부
700: 영상처리부 710: 제 1 영상처리부
720: 제 2 영상처리부 800: 전광판
900: 통행권발권기

Claims (19)

  1. 화물차량(100)이 톨게이트로 진입하는 입구에 설치되어 상기 화물차량(100)의 진입을 감지하는 제 1 감지부(200);
    상기 제 1 감지부(200)의 신호에 기초하여 상기 톨게이트 입구에 설치되어 상기 화물차량(100)을 촬영하는 제 1 촬영부(300);
    상기 화물차량(100)에 진동을 가하기 위해 상기 톨게이트 입구 노면에 설치된 요철부(400); 및
    상기 제 1 촬영부(300)로 촬영된 영상변화에 기초하여 상기 톨게이트에 설치되어 상기 화물차량(100)의 적재불량 유무를 판단하는 영상처리부(700)를 포함하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 촬영부(300)는,
    상기 톨게이트 입구에 설치되어 상기 화물차량(100)의 적재함(110) 상단을 촬영하는 제 1 카메라(310); 및
    상기 톨게이트 입구에 설치되어 상기 화물차량(100)의 좌, 우측 하단부를 각각 촬영하는 제 2 및 제 3 카메라(320, 330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.c
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 촬영부(300)에서 촬영된 영상은 동영상 또는 연속적인 스틸 영상인 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 영상처리부(700)는,
    상기 제 1 카메라(310)에서 촬영한 상기 적재함(110)에 적재된 적재물(111)의 변위를 분석하기 위해 상기 적재함(110)의 외부 이미지를 삭제하여 상기 적재함(110) 영역을 추출하고, 상기 적재함(110) 영역 내의 색상정보를 분석하는 제 1 영상처리부(710); 및
    상기 제 2 및 제 3 카메라(320, 330)에서 촬영한 상기 화물차량(100)의 측면에 낙하할 가능성이 있는 부착물(120)의 변위를 분석하는 제 2 영상처리부(720)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 카메라(320, 330)는 상기 부착물(120)의 상대변위를 분석하기 위해 상기 화물차량(100)의 앞쪽 타이어를 기준으로 촬영하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 영상처리부(710)는,
    상기 적재함(110) 영역 내의 색상정보가 동일하면 하나의 적재물(111) 또는 적재함(110)이 비어있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 영상처리부(710)는,
    상기 적재함(110) 영역 내의 색상정보가 다르면 상기 적재함(110) 영역 내의 영상 이미지를 복수로 등분하여 각각의 분리된 영역 안에서 적재물(111)의 변위를 분석하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 요철부(400) 일측 노면으로 상기 요철부(400)를 통과한 상기 화물차량(100)을 감지하는 제 2 감지부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 톨게이트 출구로 상기 영상처리부(700)에 의해 적재불량으로 판단된 화물차량(100)의 차량번호판을 촬영하는 제 2 촬영부(600); 및
    상기 제 2 촬영부(600) 타측으로 상기 제 2 촬영부(600)에 의해 촬영된 상기 화물차량(100)의 운전자에게 경고 문안이 표출되는 전광판(800)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 톨게이트 출구에 상기 영상처리부(700)에 의해 적재불량으로 판단된 상기 화물차량(100)의 통행권을 회수하는 통행권발권기(900)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 시스템.
  11. 제 1 감지부가 톨게이트로 진입하는 화물차량을 감지하면 제 1 촬영부가 상기 화물차량의 촬영을 시작하는 단계;
    상기 제 1 촬영부로 촬영되는 상기 화물차량이 요철구간을 통과하는 단계;
    상기 요철구간을 통과한 화물차량을 제 2 감지부가 감지하여 상기 화물차량의 촬영을 종료하는 단계; 및
    상기 제 1 촬영부로 촬영된 영상변화에 기초하여 영상처리부에서 상기 촬영이 종료된 화물차량의 적재불량 유무를 판단하는 단계를 포함하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 촬영시작 단계는, 상기 화물차량의 적재함 영역을 기준으로 상기 적재함에 적재된 적재물을 촬영하는 단계; 및
    상기 화물차량의 좌, 우측에 위치한 각각의 앞타이어를 기준으로 하는 타이어 영역을 촬영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 요철구간을 통과하는 단계는, 상기 요철구간을 통과하며 진동하는 상기 화물차량의 적재함에 적재된 적재물의 움직임 및 타이어 영역에 대한 부착물의 움직임을 촬영하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 요철구간을 통과하는 단계는, 상기 화물차량의 적재함 영역 및 각 적재물에 대한 예측경로를 파악하고 추적하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 요철구간을 통과하는 단계는, 상기 화물차량의 타이어 영역 및 각 부착물에 대한 예측경로를 파악하고 추적하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 적재불량 유무를 판단하는 단계는,
    상기 촬영을 시작하는 단계에서 상기 화물차량의 적재함에 적재된 적재물 또는 부착물이 촬영된 영상 및 상기 요철구간을 통과하는 단계에서의 요철구간을 통과하며 진동하는 화물차량의 적재함에 적재된 적재물 또는 부착물의 움직임이 촬영된 영상을 분석하여 상기 적재물 또는 부착물의 변위가 허용범위를 벗어나면 적재불량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 촬영부로 촬영된 영상은 동영상 또는 연속적인 스틸 영상인 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 적재불량으로 판단된 화물차량의 차량번호를 제 2 촬영부가 촬영하는 단계; 및
    상기 제 2 촬영부가 촬영한 상기 화물차량의 운전자에게 전광판으로 경고 문안을 표출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 적재불량을 판단된 상기 화물차량의 통행권을 통행권발권기로 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 기술을 이용한 적재불량차량 검출 방법.
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