KR101057837B1 - 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 이동이 많은 주요 도로에 구성하여 주행 중인 차량의 속도를 레이저 및 촬영부(카메라)를 통해 각각 측정하여 두 속도 간의 비교치를 바탕으로 최종속도를 산출하여 주행 중인 차량의 차량속도에 따라 필요한 영상의 다수의 프레임 영상을 정확하게 취득할 수 있으며, 해당 차량애 대한 다수의 프레임 영상과 산출된 최종속도 및 차량정보를 관제센터수단으로 송출하여 저장하여 도로 방범에 활용할 수 있도록 하는 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템에 관한 것이다.
본 발명인 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템은,
차량이 일정거리에 진입하면 레이저의 트리거 신호를 발생시켜 해당 차량의 속도를 측정하는 레이저차량속도측정수단과;
상기 레이저차량속도측정수단의 레이저 트리거 신호 발생시 이를 획득하여 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생시켜 차량의 첫번째 영상을 획득하고, 일정시간 경과 후에 트리거 신호를 다시 발생시켜 차량의 두번째 영상을 획득하여 상기 획득된 두 영상을 비교하여 차량의 속도를 계산하며, 해당 차량의 차량번호를 획득하는 촬영영상속도측정및번호획득수단과;
상기 계산된 영상 속도와 측정된 레이저 속도를 획득하여 영상 속도 및 레이저 속도를 비교하여 최종 속도를 산출하며, 해당 차량의 차량번호와 최종 속도를 원격지에 구성된 관제센터수단으로 송출하는 최종속도산출및번호송출수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템{vehicle auto inspection system using laser beam.}

본 발명은 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 이동이 많은 주요 도로에 구성하여 주행 중인 차량의 속도를 레이저 및 촬영부(카메라)를 통해 각각 측정하여 두 속도 간의 비교치를 바탕으로 최종속도를 산출하여 주행 중인 차량의 차량속도에 따라 필요한 영상의 다수의 프레임 영상을 정확하게 취득할 수 있으며, 해당 차량애 대한 다수의 프레임 영상과 산출된 최종속도 및 차량정보를 관제센터수단으로 송출하여 저장하여 도로 방범에 활용할 수 있도록 하는 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 범죄에 사용된 차량이나 범죄차량에 탑승한 범죄자의 검거를 위하여 실시하는 검문이나 검색은 통상 경찰관이 통과하는 차량을 정지시킨 후에 육안으로 차량번호를 확인하고 무전기를 이용하여 범죄차량 여부를 식별하는 방법이 사용되었다.

그러나 이와 같은 방법은 최근 차량 대수 및 통행량의 증가로 인하여 일일이 차량을 검문이나 검색하기에는 인력과 시간 측면에서 비효율적이고, 검문이나 검색에 따른 교통체증 유발문제가 대두되었다.

따라서 최근에는 주요 도로에 방범용 차량번호 인식시스템을 설치하여 수배차량, 범죄차량, 도난차량, 체납차량 또는 교통법규위반차량 등의 범법차량을 검거 및 단속할 수 있도록 함으로써 차량을 이용한 각종 범죄의 증가에 대처하고 있다.

종래의 방범용 차량번호 인식시스템 혹은 차량속도 측정시스템은 차량의 검지를 위하여 다양한 장치나 방식 등을 적용하고 있다.

예를 들어, 루프코일, 차량검지기, Auto IRIS렌즈, 100만화소급 이상의 디지털 CCD카메라, 스트로보 조명장치, 영상프레임 Grab Board, 차량번호인식 주제어기 등이 적용되었다.

이와 같이 종래의 차량번호 인식시스템 중 하나인 루프코일검지방식은 도로를 주행하는 차량을 검지하기 위하여 도로에 루프코일을 매설하고, 루프코일에 연결된 차량검지기의 신호를 차량번호인식 주제어기가 입력받아 디지털 CCD카메라로 차량영상을 촬영하여 번호인식을 수행한다.

상기 디지털 CCD카메라는 적외선 스트로브에 연동되도록 설치되어 적외선 스트로보의 구동과 동시에 촬영이 이루어진다.

그러나 상기 차량을 검지하기 위한 매설식 또는 접촉식 루프코일 검지방식은 루프

코일을 도로의 노면에 설치하기 위하여 도로를 파헤쳐야 하므로 설치 작업의 위험성과 번거로움이 있으며 루프코일의 수명이 제한적이므로 루프코일의 설치에 따른 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 루프코일은 대략 6개월 주기로 센서 감도의 재설정이 필요하고, 루프코일의 고장이나 망실이 발생하면 교체나 수리가 용이하지 않아 유지보수를 위한 비용이 증가하는 문제점이 있다.

루프코일의 문제점을 보완하기 위해 비매설식 및 비접촉식의 레이저센서를 이용하여 차량을 검지하는 레이저검지방식이 도입되었다.

이 방식은 주간에 한하여 검지지점을 가변으로 운영할 수 있고, 장시간 사용이 가능하며, 노면 공사 등에 의한 단선의 가능성이 없는 장점이 있다.

기존의 레이저 장비가 20미터 거리에서 300mm~500mm 미만의 광폭을 갖기 때문에 차선을 걸쳐서 지나가는 차량의 단속이 불가능하고, 다차선 검지를 위해 차선의 수만큼, 혹은 그 이상의 갯수를 설치하여야 하는 문제점이 있었다.

최근에 상기 레이저센서의 문제점을 보완하기 위한 것으로 영상 검지방식이 적용되고 있다. 이 방식은 감시영역을 촬영하는 감시카메라와, 감시카메라의 감시영상에서 검지된 차량을 촬영하는 번호인식 카메라와, 감시카메라와 번호인식 카메라에 동기 되어 발광 구동되는 적외선 LED조명장치가 설치된다.

이와 같이 카메라를 이용한 영상감지장치는 감시카메라의 감시영상을 판독하여 차량의 출현여부를 확인하고 차량을 감시영상 내에서 추적하면서 번호인식 카메라에서 촬영할 수 있도록 번호인식 카메라 및 적외선 LED조명의 구동을 제어하고, 촬영된 영상프레임에서 차량번호를 인식하는 차량번호인식 주제어기를 포함하며, 차량번호인식 주제어기는 감시영상을 판독 영역과 비판독영역으로 구분하여 판독영역에서만 감시하여 차량의 출현여부를 판독한다.

이 방식은 검지영역에 대한 지속적인 재설정이 필요하지 않고, 유지보수가 용이하며, 반영구적이다.

또한 노면공사로 인한 단선의 가능성이 배제되고, 유지보수 비용이 거의 발생하지 않는 장점이 있다.

또한 동영상 스트림에서 일정시간 간격으로 정지 영상을 취하여 차량번호판을 인식하는 차량번호인식기반 차량 검지 방식이 있다.

그러나 이 방식은 차량번호의 인식을 계속 수행하기 위한 시스템의 부하와, 차량번호의 인식 도중에 놓치는 차량이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 바람이나 기타 외부요인에 의하여 영상카메라 설치 구성된 폴이 흔들리게 되면 측정되는 속도가 달라져 정확한 속도를 측정할 수가 없었다.

일반적으로 차량의 속도를 검출하였으면, 빨리 달리는 차량을 차량번호를 포함한 차량 정보를 획득하기 위하여 영상을 촬영하게 되는데, 현재 도로 방범을 위하여 3컷을 촬영하게 되며, 1컷은 전면, 1컷은 중간 적재, 1컷은 마지막 뒷부분을 일정시간을 두고 촬영하게 된다.

그런데, 만약 차량이 천천히 접근하게 되면 정면만 촬영하는 문제점이 있으며 중간에 적재 여부 및 차량의 후미를 촬영할 수가 없었다.

예를 들어, 소를 훔쳐간 배경을 찍어야 하는데, 천천히 주행중이라면 전혀 촬영이 안되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 과속일 경우에는 전면과 바닥만 촬영이 되므로 도로 방범에 사용이 어려웠다.

따라서, 본 발명의 시스템을 제안하게 되었고, 본 발명을 통해 차량 속도를 정확하게 검출하므로 차량 속도에 대하여 해당 차량에 대해서 다수 프레임 영상과 최종속도를 센터에 송출이 가능하다.

즉, 차량의 정확한 최종 속도를 알고 있으므로 일정한 차량 속도에 따라 세컷 혹은 다수 프레임을 촬영할 수가 있다.

결론적으로 말하자면, 종래의 영상 촬영 방식은 차량의 속도를 정확하게 인식할 수 없어 촬영하는 영상의 전면, 중간, 후면을 일정시간으로 찍게 되어 차량의 속도가 느리거나 빠르면 촬영하고자 하는 정확한 위치를 촬영할 수가 없다.

그러나, 본 발명은 정확한 속도를 알고 있으므로 어느 정도의 시간에 촬영하면 정확하게 차량이 전면인지 중간 부위인지 후면인지를 알 수 있는 효과를 제공하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 차량 이동이 많은 주요 도로에 구성하여 주행 중인 차량의 속도를 레이저 및 촬영부를 통해 각각 측정하여 두 속도 간의 비교치를 바탕으로 최종속도를 산출하여 주행 중인 차량의 차량속도에 따라 필요한 영상의 다수의 프레임 영상을 정확하게 취득할 수 있으며, 해당 차량애 대한 다수의 프레임 영상과 산출된 최종속도 및 차량정보를 관제센터수단으로 송출하여 저장하여 도로 방범에 활용할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 촬영영상속도측정및번호획득수단에 의해 임의의 영상을 그레이값으로 설정하여 그레이 값의 변화가 오차범위를 초과하면 기준 그레이값으로 보정하여 속도 측정 에러율을 제거하도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 영상 이미지를 이용하여 기본적인 속도를 측정하고, 외부요인에 의한 오차 발생을 제거하기 위하여 레이저를 이용하여 속도를 측정한 후 두 속도를 비교 판단하여 최종 속도를 산출함으로써, 정확한 측정 속도를 제공하도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부 환경적인 요인에 의하여 번호판 인식이 안될 경우를 대비하여 차량에 탑재된 차량탑재단말기의 코드값을 수신받기 위한 차량정보추출수단을 구성하여 차량 정보를 획득하도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전형 거울을 이용한 면레이저(plane laser) 발생장치를 이용한 2차선이상의 도로폭을 검지할 수 있는 다차선 검지기와 고해상도 디지털 카메라를 하나의 장비를 설치하여 차선 중앙으로 걸쳐 주행하는 차량 또는 갓길로 주행하는 차량영상과 정보를 취득하여 도로 방범 및 갓길, 과속 등을 위반한 차량을 단속하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템은,

차량이 일정거리에 진입하면 레이저의 트리거 신호를 발생시켜 해당 차량의 속도를 측정하는 레이저차량속도측정수단과;

상기 레이저차량속도측정수단의 레이저 트리거 신호 발생시 이를 획득하여 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생시켜 차량의 첫번째 영상을 획득하고, 일정시간 경과 후에 트리거 신호를 다시 발생시켜 차량의 두번째 영상을 획득하여 상기 획득된 두 영상을 비교하여 차량의 속도를 계산하며, 해당 차량의 차량번호를 획득하는 촬영영상속도측정및번호획득수단과;

상기 계산된 영상 속도와 측정된 레이저 속도를 획득하여 영상 속도 및 레이저 속도를 비교하여 최종 속도를 산출하며, 해당 차량의 차량번호와 최종 속도를 원격지에 구성된 관제센터수단으로 송출하는 최종속도산출및번호송출수단;을 포함하여 구성되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명인 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템은,

주행 중인 차량의 속도를 레이저 및 촬영부(카메라)를 통해 각각 측정하여 두 속도 간의 비교치를 바탕으로 최종속도를 산출하도록 함으로써, 측정 속도의 정확성을 제공하게 된다.

특히, 영상 이미지를 이용하여 기본적인 속도를 측정하고, 외부요인에 의한 오차 발생을 제거하기 위하여 레이저를 이용하여 속도를 측정한 후 두 속도를 비교 판단하여 최종 속도를 산출함으로써, 정확한 측정 속도를 제공하게 된다.

또한, 촬영영상속도측정및번호획득수단에 의해 임의의 영상을 그레이값으로 설정하여 그레이 값의 변화가 오차범위를 초과하면 기준 그레이값으로 보정하여 속도 측정 에러율을 제거하는 효과를 제공하게 된다.

또한, 외부 환경적인 요인에 의하여 번호판 인식이 안 될 경우를 대비하여 차량에 탑재된 차량탑재단말기의 코드값을 수신받기 위한 차량정보추출수단을 구성하여 차량 정보를 획득하도록 함으로써, 번호판 인식을 못하는 상황을 대비할 수 있는 더 나은 효과를 제공하게 된다.

또한, 본 발명을 통해 차량 속도를 정확하게 검출하므로 차량 속도에 대하여 해당 차량에 대해서 다수 프레임 영상과 최종속도를 센터에 송출이 가능하다.

즉, 차량의 정확한 최종 속도를 알고 있으므로 일정한 차량 속도에 따라 세컷 혹은 다수 프레임을 촬영할 수가 있으며, 정확한 속도를 알고 있으므로 어느 정도의 시간에 촬영하면 정확하게 차량이 전면인지 중간 부위인지 후면인지를 알 수 있는 효과를 제공하게 된다.(차량의 속도에 따라 다수의 영상 프레임을 획득할 수 있는 것이다.)

또한, 산출된 최종속도 및 차량정보를 관제센터수단으로 송출하여 저장하여 도로 방범에 활용할 수 있도록 함으로써, 도로를 이용하고 있는 모든 차량의 속도 및 차량번호를 획득하여 수배 차량 및 도난 차량의 검거와 과속한 차량에 대하여 과태료 부과 등에 활용할 수 있는 더 나은 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 레이저차량속도측정수단 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 촬영영상속도측정및번호획득수단 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 최종속도산출및번호송출수단 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 속도 측정 예를 나타낸 예시도이다.
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 두 개의 레이저 빔의 셋팅 거리를 나타낸 예시도이다.
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 두 개의 레이저 빔의 검지 폭을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 레이저 빔의 검지 예를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 영상 이미지를 이용한 속도 측정 화면을 나타낸 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템은,

레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템에 있어서,

차량이 일정거리에 진입하면 레이저의 트리거 신호를 발생시켜 해당 차량의 속도를 측정하는 레이저차량속도측정수단과;

상기 레이저차량속도측정수단의 레이저 트리거 신호 발생시 이를 획득하여 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생시켜 차량의 첫번째 영상을 획득하고, 일정시간 경과 후에 트리거 신호를 다시 발생시켜 차량의 두번째 영상을 획득하여 상기 획득된 두 영상을 비교하여 차량의 속도를 계산하며, 해당 차량의 차량번호를 획득하는 촬영영상속도측정및번호획득수단과;

상기 계산된 영상 속도와 측정된 레이저 속도를 획득하여 영상 속도 및 레이저 속도를 비교하여 최종 속도를 산출하며, 해당 차량의 차량번호와 최종 속도를 원격지에 구성된 관제센터수단으로 송출하는 최종속도산출및번호송출수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 촬영영상속도측정및번호획득수단은,

임의의 영상을 그레이값으로 설정하여 그레이 값의 변화가 오차범위를 초과하면 기준 그레이값으로 보정하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 레이저차량속도측정수단은,

두 개의 레이저를 발생시키며, 두 개의 레이저가 차량에 반사되는 레이저 빔을 수신하기 위한 레이저부와,

레이저차량속도측정제어부로부터 동기화 펄스를 수신하여 트리거 펄스를 발생시키는 트리거펄스발생부와,

상기 트리거펄스발생부로부터 트리거 펄스를 발생할 수 있도록 차량까지의 거리를 계산하기 위한 거리계산부와,

상기 레이저부에 의해 두 개의 레이저가 발생되는 시간값과 어느 한 개의 레이저와 다른 한 개의 레이저 사이의 셋팅 거리를 참조하여 차량의 속도를 계산하는 레이저차량속도계산부와,

차량이 일정 거리에 위치하면 동기화 펄스를 발생시키며, 상기 레이저부와, 트리거펄스발생부와, 거리계산부와, 레이저차량속도계산부 간의 신호 흐름을 제어하는 레이저차량속도측정제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 촬영영상속도측정및번호획득수단은,

주행 중인 차량을 촬영하기 위한 촬영부와,

레이저차량속도측정수단의 레이저 트리거 신호 발생시 이를 획득하는 레이저트리거신호획득부와,

영상이미지차량속도측정제어부로부터 동기화 펄스를 수신하여 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생시켜 촬영부에 송출하여 차량의 첫번째 영상을 획득하도록 하며, 일정시간 경과 후에 트리거 신호를 다시 발생시켜 촬영부에 다시 송출하여 차량의 두번째 영상을 획득하도록 하는 영상트리거펄스발생부와,

상기 촬영부에 의해 촬영된 첫번째 영상 및 두번째 영상을 획득하는 촬영영상획득부와,

상기 촬영영상획득부에 의해 획득된 두 영상의 번호판 위치의 이동 픽셀수를 산정하는 이동픽셀수산정부와,

상기 이동픽셀수산정부에 의해 산정된 이동 픽셀수를 참조하여 차량의 속도를 계산하는 영상이미지차량속도계산부와,

상기 촬영된 영상으로부터 차량의 차량번호를 추출하는 차량번호추출부와,

차량이 일정 거리에 위치하면 동기화 펄스를 발생시키며, 상기 촬영부와, 레이저트리거신호획득부와, 영상트리거펄스발생부와, 촬영영상획득부와, 이동픽셀수산정부와, 영상이미지차량속도계산부와, 차량번호추출부 간의 신호 흐름을 제어하는 영상이미지차량속도측정제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 레이저차량속도측정수단에 의해,

차량 속도를 측정한 후, 촬영영상속도측정및번호획득수단에 의해 차량 속도를 계산하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 최종속도산출및번호송출수단은,

계산된 영상 속도와 측정된 레이저 속도를 획득하는 속도정보획득부와,

상기 속도정보획득부에 의해 획득된 영상 속도 및 레이저 속도 간의 속도 차이를 계산하는 속도차이계산부와,

상기 속도차이계산부에 의해 계산된 속도 차이에 따른 최종속도 산출 정보를 저장하고 있는 최종속도산출정보저장부와,

상기 속도차이계산부에 의해 계산된 속도 차이값이 최종속도산출정보저장부에 저장된 최종속도 산출 정보 중 어느 범위에 속하는지를 판단하는 적용범위판단부와,

상기 적용범위판단부에 의해 판단된 최종 속도를 획득하는 최종속도획득부와,

해당 차량의 차량번호를 획득하는 차량번호정보획득부와,

상기 속도정보획득부와, 속도차이계산부와, 최종속도산출정보저장부와, 적용범위판단부와, 최종속도획득부와, 차량번호정보획득부 간의 신호 흐름을 제어하는 최종속도산출제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템은,

차량에 탑재된 차량탑재단말기의 코드값을 수신받기 위한 차량정보추출수단;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 부가적인 양상에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템은,

최종속도산출및번호송출수단으로부터 송출된 차량의 차량번호와 최종 속도를 저장하고 관리하기 위한 관제센터수단;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명인 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템은,

주행 중인 차량의 차량속도에 따라 필요한 영상의 다수 프레임 영상을 획득할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 레이저부는,

회전형 거울을 이용한 면레이저(plane laser) 발생장치인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 전체 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템은,

차량이 일정거리에 진입하면 레이저의 트리거 신호를 발생시켜 해당 차량의 속도를 측정하는 레이저차량속도측정수단(100)과;

상기 레이저차량속도측정수단의 레이저 트리거 신호 발생시 이를 획득하여 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생시켜 차량의 첫번째 영상을 획득하고, 일정시간 경과 후에 트리거 신호를 다시 발생시켜 차량의 두번째 영상을 획득하여 상기 획득된 두 영상을 비교하여 차량의 속도를 계산하며, 해당 차량의 차량번호를 획득하는 촬영영상속도측정및번호획득수단(200)과;

상기 계산된 영상 속도와 측정된 레이저 속도를 획득하여 영상 속도 및 레이저 속도를 비교하여 최종 속도를 산출하며, 해당 차량의 차량번호와 최종 속도를 원격지에 구성된 관제센터수단으로 송출하는 최종속도산출및번호송출수단(300);을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 레이저차량속도측정수단에 의해 차량 속도를 측정한 후, 촬영영상속도측정및번호획득수단에 의해 차량 속도를 계산하는 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 지상 6미터 정도에 레이저차량속도측정수단 및 촬영영상속도측정및번호획득수단(200)을 구성하고 레이저 빔을 이용하여 차량 속도를 측정하고, 영상이미지의 변화를 이용하여 차량 속도를 계산하여 두 속도의 비교치를 바탕으로 최종속도를 산출하는 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 레이저차량속도측정수단 블록도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 레이저차량속도측정수단(100)은 차량이 일정거리에 진입하면 레이저의 트리거 신호를 발생시켜 해당 차량의 속도를 측정하기 위하여,

두 개의 레이저를 발생시키며, 두 개의 레이저가 차량에 반사되는 레이저 빔을 수신하기 위한 레이저부(110)와,

레이저차량속도측정제어부로부터 동기화 펄스를 수신하여 트리거 펄스를 발생시키는 트리거펄스발생부(120)와,

상기 트리거펄스발생부로부터 트리거 펄스를 발생할 수 있도록 차량까지의 거리를 계산하기 위한 거리계산부(130)와,

상기 레이저부에 의해 두 개의 레이저가 발생되는 시간값과 어느 한 개의 레이저와 다른 한 개의 레이저 사이의 셋팅 거리를 참조하여 차량의 속도를 계산하는 레이저차량속도계산부(140)와,

차량이 일정 거리에 위치하면 동기화 펄스를 발생시키며, 상기 레이저부와, 트리거펄스발생부와, 거리계산부와, 레이저차량속도계산부 간의 신호 흐름을 제어하는 레이저차량속도측정제어부(150)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 레이저부(110)는 도 6a 내지 도 6b에 도시한 바와 같이, L1 거리와 L2 거리의 차이가 약 4.5 내지 6.5 미터 정도가 되게 설정하여야 하며, 바람직하게는 5.5미터에 가까울수록 속도 측정이 정확함을 확인할 수 있었다.

또한, 레이저 포인터는 일직선으로 연결되어 있어야 하며, 레이저의 오른쪽에서 나가는 빔 L1은 25미터, 레이저의 왼쪽에서 나가는 빔 L2는 20미터 정도가 되도록 한다.

그리고, 도 6b에 도시한 바와 같이, L1의 검지폭을 90cm로, L2의 검지폭을 60cm로 설정하여야 한다.

상기 레이저차량속도계산부(140)는 레이저부에 의해 두 개의 레이저가 발생되는 시간값과 어느 한 개의 레이저와 다른 한 개의 레이저 사이의 셋팅 거리를 참조하여 차량의 속도를 계산하게 되는 것이다.(도 7참조)

한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따라 상기 레이저부는 회전형 거울을 이용한 면레이저(plane laser) 발생장치를 적용할 수도 있다.

즉, 2차선 이상의 도로폭을 검지할 수 있는 다차선 검지기인 면레이저 발생장치와 촬영부로는 고해상도 디지털 카메라를 적용하여 상기 면레이저 발생장치와 고해상도 디지털 카메라를 하나의 장비로 설치하여 차선 중앙으로 걸쳐 주행하는 차량 또는 갓길로 주행하는 차량영상과 차량 정보를 취득하여 도로 방범에 이용하는 것이다.

상기 면레이저 발생장치는 가로 3.5미터, 2차선은 7미터이므로 모터가 돌아가서 측정하므로 7미터까지 검지영역이 되어 2차선 이상의 도로폭을 감지할 수 있게 되며, 상기 면레이저 발생장치의 동작원리 및 구성은 이미 당업자들에게 널리 알려진 기술이므로 구체적인 설명은 생략하겠다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 촬영영상속도측정및번호획득수단 블록도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 촬영영상속도측정및번호획득수단(200)은,

주행 중인 차량을 촬영하기 위한 촬영부(210)와,

레이저차량속도측정수단의 레이저 트리거 신호 발생시 이를 획득하는 레이저트리거신호획득부(220)와,

영상이미지차량속도측정제어부로부터 동기화 펄스를 수신하여 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생시켜 촬영부에 송출하여 차량의 첫번째 영상을 획득하도록 하며, 일정시간 경과 후에 트리거 신호를 다시 발생시켜 촬영부에 다시 송출하여 차량의 두번째 영상을 획득하도록 하는 영상트리거펄스발생부(230)와,

상기 촬영부에 의해 촬영된 첫번째 영상 및 두번째 영상을 획득하는 촬영영상획득부(240)와,

상기 촬영영상획득부에 의해 획득된 두 영상의 번호판 위치의 이동 픽셀수를 산정하는 이동픽셀수산정부(250)와,

상기 이동픽셀수산정부에 의해 산정된 이동 픽셀수를 참조하여 차량의 속도를 계산하는 영상이미지차량속도계산부(260)와,

상기 촬영된 영상으로부터 차량의 차량번호를 추출하는 차량번호추출부(265)와,

차량이 일정 거리에 위치하면 동기화 펄스를 발생시키며, 상기 촬영부와, 레이저트리거신호획득부와, 영상트리거펄스발생부와, 촬영영상획득부와, 이동픽셀수산정부와, 영상이미지차량속도계산부와, 차량번호추출부 간의 신호 흐름을 제어하는 영상이미지차량속도측정제어부(270)를 포함하여 구성된다.

상기 레이저트리거신호획득부(220)는 레이저차량속도측정수단의 레이저 트리거 신호 발생시 시리얼 통신을 통해 이를 획득하게 된다.

왜냐하면, 바로 차량의 영상을 촬영하기 위한 것이다.

이때, 상기 레이저 트리거 신호 발생시 해당 신호를 영상이미지차량속도측정제어부에서 수신받아 동기화 펄스를 발생시키게 된다.

이후, 영상트리거펄스발생부(230)는 영상이미지차량속도측정제어부로부터 동기화 펄스를 수신하여 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생시켜 촬영부에 송출하여 차량의 첫번째 영상을 획득하게 되며, 일정시간 경과 후 예를 들어, 100msec에 트리거 신호를 다시 발생시켜 촬영부에 다시 송출하여 차량의 두번째 영상을 획득하는 것이다.

도 8과 같이, 1번이 첫번째 영상 이미지이고, 2번이 두번째 영상 이미지인다.

3번의 경우에는 J-SPEED Tunning 으로서, 영상 속도에 대한 옵셋값을 적용시키기 위한 제어 항목이며, 4번의 경우에는 트리거 듀레이션 캘큘레이터로서 영상의 트리거 간격을 조절하기 위한 제어항목이며, 현재 도로상의 속도에 따라 이 간격을 조절하여 차량 영상의 위치를 조절하는 것이다.

5번의 경우에는 J-SPEED config 로서, 영상 속도 계산에 필요한 각각의 항목들의 값을 넣어 저장하는 것이다.(예를 들어, 영상크기, 폴높이, 차량검지구간 까지의 거리, focal length 등등)

이후에, 상기 촬영영상획득부(240)에서는 촬영부에 의해 촬영된 첫번째 영상 및 두번째 영상을 획득하게 된다.

이때, 상기 이동픽셀수산정부(250)에서는 촬영영상획득부에 의해 획득된 두 영상의 번호판 위치의 이동 픽셀수를 산정하게 되는 것이다.

이후에 상기 영상이미지차량속도계산부(260)를 통해 이동픽셀수산정부에 의해 산정된 이동 픽셀수를 참조하여 차량의 속도를 계산하게 되는 것이며, 이동 픽셀수를 참조하여 차량의 속도를 계산하는 기술은 이미 당업자들에게는 널리 알려진 기술이므로 상기한 정도의 설명만으로도 충분히 이해할 수 있을 것이다.

한편, 영상의 번호판 영역 및 위치를 판단하는 기술과 번호판을 인지하는 기술은 이미 당업자들에게 널리 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하겠다.

또한, 상기 촬영영상속도측정및번호획득수단은 임의의 영상을 그레이값으로 설정하여 그레이 값의 변화가 오차범위를 초과하면 기준 그레이값으로 보정하는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 촬영부가 설치 구성된 폴이 흔들리게 되면 기준점이 틀어져 속도가 달라질 수밖에 없었다.

따라서, 임의의 영상을 그레이값으로 설정하는데, 예를 들어, 임의의 영상의 그레이값을 100으로 설정하였는데, 만약 이 임의의 영상의 그레이값이 80으로 떨어지면 외부요인이 발생한 것으로 인지하여 100으로 다시 보정하는 것을 의미하는 것이다.

예를 들어 촬영부가 촬영하는 위치를 전봇대로 설정하게 되면 전봇대의 그레이값을 100으로 설정하는 것이다.

그레이 값의 변화가 오차 범위 내에 있으면, 변하지 않는 것으로 인식하게 하며, 그레이 값의 변화가 오차 범위를 초과하게 되면, 변한 것으로 인식하여 기준 그레이값으로 보정하는 것이다.

이렇게 영상 이미지를 보정한 후 속도를 측정하여야 정확한 속도가 계산되어질 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템의 최종속도산출및번호송출수단 블록도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 최종속도산출및번호송출수단(300)은,

계산된 영상 속도와 측정된 레이저 속도를 획득하는 속도정보획득부(310)와,

상기 속도정보획득부에 의해 획득된 영상 속도 및 레이저 속도 간의 속도 차이를 계산하는 속도차이계산부(320)와,

상기 속도차이계산부에 의해 계산된 속도 차이에 따른 최종속도 산출 정보를 저장하고 있는 최종속도산출정보저장부(330)와,

상기 속도차이계산부에 의해 계산된 속도 차이값이 최종속도산출정보저장부에 저장된 최종속도 산출 정보 중 어느 범위에 속하는지를 판단하는 적용범위판단부(340)와,

상기 적용범위판단부에 의해 판단된 최종 속도를 획득하는 최종속도획득부(350)와,

해당 차량의 차량번호를 획득하는 차량번호정보획득부(365)와,

상기 속도정보획득부와, 속도차이계산부와, 최종속도산출정보저장부와, 적용범위판단부와, 최종속도획득부와, 차량번호정보획득부 간의 신호 흐름을 제어하는 최종속도산출제어부(360)을 포함하여 구성된다.

상기 속도정보획득부(310)는 계산된 영상 속도와 측정된 레이저 속도를 획득하는 것이며, 상기 속도차이계산부(320)에 의해 속도정보획득부에 의해 획득된 영상 속도 및 레이저 속도 간의 속도 차이를 계산하게 된다.

예를 들어, 영상 속도가 105km이고, 레이저 속도가 100km로 획득하게 되면, 속도 차이를 계산하게 된다.

즉, 5km의 속도 차이가 발생하였음을 알 수 있다.

상기 최종속도산출정보저장부(330)는 상기 속도차이계산부에 의해 계산된 속도 차이에 따른 최종속도 산출 정보를 저장하고 있다.

예를 들어, ((영상속도-레이저속도)/레이저속도) x 100(%) < 3% 이면, 레이저 속도를 최종속도로 산출한다는 정보와, 3% < ((영상속도-레이저속도)/레이저속도) x 100(%) < 7% 이면, (영상속도+레이저속도)/2로 계산하여 최종속도를 산출한다는 정보와, 7% < ((영상속도-레이저속도)/레이저속도) x 100(%) 이면, 측정된 속도 정보를 버린다는 정보를 저장하고 있는 것이다.

상기 적용범위판단부(340)는 속도차이계산부에 의해 계산된 속도 차이값이 최종속도산출정보저장부에 저장된 최종속도 산출 정보 중 어느 범위에 속하는지를 판단하는 것이다.

예를 들어, ((105-100)/100) x 100(%) = 5% 이므로 3% 내지 7% 범위에 속하는 것을 판단하게 되는 것이다.

상기 최종속도획득부(350)는 3% 내지 7% 범위에 속하는 것으로 판단되었으므로 (105+100)/2로 계산하여 최종속도를 102.5km로 산출하는 것이다.

이후에 상기 최종속도와 촬영된 차량 번호판 정보를 경찰청 관제센터로 송출하거나, 별도의 메모리부에 저장할 수도 있다.

상기 차량번호정보획득부(365)는 해당 차량의 차량번호를 획득하게 된다.

즉, 촬영영상속도측정및번호획득수단으로부터 송출되는 차량번호를 획득하는 것이다.

한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따라 본 발명의 시스템은 차량에 탑재된 차량탑재단말기의 코드값을 수신받기 위한 차량정보추출수단(미도시);을 더 포함하여 구성할 수 있다.

이는 외부 환경적인 요인에 의하여 번호판 인식이 안 될 경우를 대비하여 차량에 탑재된 차량탑재단말기의 코드값을 수신받기 위한 차량정보추출수단을 구성하여 차량 정보를 획득하는 것이다.

즉, 눈이나 안개 등이 발생하면 촬영부에서 영상 이미지를 촬영한 들 무용지물이 될 수 밖에 없으므로 차량에 탑재된 차량탑재단말기 예를 들어, 하이패스단말기 혹은 네비게이션단말기 등으로부터 코드값을 수신받기 위한 차량정보추출수단을 폴에 구성하게 된다.

상기와 같은 구성은 도난 차량이나 혐의 차량 등과 같이 범죄에 악용될 수 있는 차량을 추출할 수도 있다.

즉, 산출된 최종속도 및 차량정보를 관제센터수단으로 송출하여 저장하여 도로 방범에 활용할 수 있도록 함으로써, 도로를 이용하고 있는 모든 차량의 속도 및 차량번호를 획득하여 수배 차량 및 도난 차량의 검거와 과속한 차량에 대하여 과태료 부과 등에 활용할 수 있는 더 나은 효과를 제공하게 된다.

상기와 같은 구성 및 동작을 통해 주행 중인 차량의 속도를 레이저 및 촬영부를 통해 각각 측정하여 두 속도 간의 비교치를 바탕으로 최종속도를 산출하도록 함으로써, 측정 속도의 정확성을 제공하게 된다.

특히, 영상 이미지를 이용하여 기본적인 속도를 측정하고, 외부요인에 의한 오차 발생을 제거하기 위하여 레이저를 이용하여 속도를 측정한 후 두 속도를 비교 판단하여 최종 속도를 산출함으로써, 정확한 측정 속도를 제공하게 된다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 레이저차량속도측정수단
200 : 촬영영상속도측정및번호획득수단
300 : 최종속도산출및번호송출수단

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템에 있어서,
   차량이 일정거리에 진입하면 레이저의 트리거 신호를 발생시켜 해당 차량의 속도를 측정하는 레이저차량속도측정수단과;
   상기 레이저차량속도측정수단의 레이저 트리거 신호 발생시 이를 획득하여 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생시켜 차량의 첫번째 영상을 획득하고, 일정시간 경과 후에 트리거 신호를 다시 발생시켜 차량의 두번째 영상을 획득하여 상기 획득된 두 영상을 비교하여 차량의 속도를 계산하며, 해당 차량의 차량번호를 획득하는 촬영영상속도측정및번호획득수단과;
   계산된 영상 속도와 측정된 레이저 속도를 획득하는 속도정보획득부와,
   상기 속도정보획득부에 의해 획득된 영상 속도 및 레이저 속도 간의 속도 차이를 계산하는 속도차이계산부와,
   상기 속도차이계산부에 의해 계산된 속도 차이에 따른 최종속도 산출 정보를 저장하고 있는 최종속도산출정보저장부와,
   상기 속도차이계산부에 의해 계산된 속도 차이값이 최종속도산출정보저장부에 저장된 최종속도 산출 정보 중 어느 범위에 속하는지를 판단하는 적용범위판단부와,
   상기 적용범위판단부에 의해 판단된 최종 속도를 획득하는 최종속도획득부와,
   해당 차량의 차량번호를 획득하는 차량번호정보획득부와,
   상기 속도정보획득부와, 속도차이계산부와, 최종속도산출정보저장부와, 적용범위판단부와, 최종속도획득부와, 차량번호정보획득부 간의 신호 흐름을 제어하는 최종속도산출제어부를 포함하여 구성되는 최종속도산출및번호송출수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템.
   
7. 제 6항에 있어서,
   차량에 탑재된 차량탑재단말기의 코드값을 수신받기 위한 차량정보추출수단;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템.
   
8. 삭제
9. 제 6항에 있어서,
   상기 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템은,
   주행 중인 차량의 차량속도에 따라 필요한 영상의 다수 프레임 영상을 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 도로 방범 및 교통단속 시스템.
   
   
10. 삭제

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