KR101117071B1 - Energy saving apparatus for crosswalk safty lighting adaptively according to various conditions - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보행자 신호등의 녹색 점등시에 횡단보도 상의 국부조명 위치를 잔여 시간에 맞추어 이동시켜 보행자의 횡단을 안전하게 유도하고 절전효과를 거두며, 보행자를 신속하게 감지하여 보행자 주변을 밝게 함으로써 보행자 및 차량 운전자 모두에게 경각심을 주어 추돌사고를 미연에 방지하게 하는 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치에 관한 것이다.According to the present invention, when the green light of a pedestrian traffic light is turned on, the local lighting position on the crosswalk is adjusted according to the remaining time to induce the pedestrian crossing safely and achieve a power saving effect. The present invention relates to a situational lighting-type energy-saving crosswalk safety lighting device that gives everyone an alarm to prevent collision accidents.
최근에는 횡단보도를 집중 조명하는 조명등을 설치하여서, 횡단보도의 위치를 확인시켜주고 횡단보도를 지나가는 보행자 또는 횡단보도 근처의 보행자를 운전자가 정확하게 인지하도록 하고 있다. 이와 같이 설치되는 조명등에 의해서 횡단보도에서의 사고율을 낮출 수 있었다. 또한, 보행자가 횡단보도를 걸어갈 때에 보행자의 주변을 밝게 하여 보행자를 더욱 정확하게 인식하게도 하였고, 보행자가 있을 시에만 밝게 하여 조명등의 점등에 따른 전력소비도 줄였다.In recent years, by installing lighting lights that focus on pedestrian crossings, the location of pedestrian crossings can be confirmed, and the driver can correctly recognize pedestrians passing through the pedestrian crossing or near pedestrian crossings. In this way, the accident rate at the crosswalk could be lowered. In addition, when the pedestrians walked the crosswalk, the surroundings of the pedestrians were brightened to recognize the pedestrians more accurately, and only when there were pedestrians, the power was reduced by the lighting of the lamps.
하지만, 종래 횡단보도용 조명등은 보행자 신호등과 연동되도록 할 수 있었지만, 그래도 조명등으로서의 역할만 할 뿐이고 보행자 신호등의 보행 잔여시간을 운전자가 인식하도록 구성되지 아니하였다. 즉, 최근 설치되는 보행자 신호등을 보면 잔여시간을 알려주는 장치도 구비하지만, 이러한 잔여시간 알림 장치가 보행자를 위한 것이어서 운전자가 인식하기엔 어렵고, 운전자가 보는 신호등에 잔여시간 알림 장치를 설치한다 해도 야간의 낮은 시인성과 부주의에 의해 인지하기도 어려웠다. 이를 보행자 입장에서 보면, 잔여시간을 보고 어느 정도 속도로 횡단하여야 하는 지는 가늠할 수 있지만 정확하게 맞추기 어려우며, 이럴 경우에, 운전자가 늦게 걸어가는 보행자를 보지 못하고 신호등만을 보고 주행하여 사고로 이어질 수 있었다.However, the conventional pedestrian crossing lighting was able to be interlocked with the pedestrian traffic light, but still serves only as a light and was not configured to allow the driver to recognize the remaining time of the pedestrian traffic light. In other words, when the pedestrian traffic light is recently installed, a device for informing the remaining time is also provided. However, since the remaining time notification device is for pedestrians, it is difficult for the driver to recognize it. It was also difficult to recognize due to low visibility and carelessness. From the perspective of the pedestrian, it is difficult to accurately determine the speed at which the crossing time is to be seen, but in this case, the driver could not see the pedestrians walking late, but only the traffic lights, leading to an accident.
또한, 횡단보도용 조명등의 점등을 보행자의 유무에 따라 달리하기 위해 보행자를 누락 없이 감지하여야 하는 데, 이를 위해서는 카메라로 촬영한 영상에서 배경영상을 정확하게 획득하고, 아울러, 영상의 매 프레임별로 변화되는 배경의 변화에 적응하며 배경영상을 획득하여야 한다. In addition, in order to change the lighting of the crosswalk lighting according to the presence or absence of pedestrians, pedestrians must be detected without omission. To this end, a background image is accurately acquired from an image taken by a camera, and the image is changed every frame of the image. Acquire the background image by adapting to the change of background.
배경영상의 획득방법으로서 그림자나 하이라이트와 같이 밝기 변화에도 적절히 대처할 수 있는 적응적 가우시안 혼합 모델(Adaptive Gaussian Mixture model) 방법이 있다. 적응적 가우시안 혼합 모델은, 연속적으로 입력받는 영상 프레임에 의해서 각 화소별로 나타나는 화소값을 가우시안 분포로 모델링하고, 모델링된 가우시안 분포의 평균 및 공분산에 따라 물체의 출현 여부를 판단하며, 여기서, 현재 프레임의 화소값이 가우시안 분포의 평균값으로부터 벗어난 정도를 공분산값을 기준으로 확인하여 물체에 의한 화소인지 아니면 배경의 변화에 따른 화소인지를 감지한다. 그리고, 적응적 가우시안 혼합 모델은 매 프레임이 입력될 때마다 가우시안 분포의 평균 및 공분산을 업데이트한다. 이에 따라, 적응적 가우시안 혼합 모델방법은 배경의 밝기 변화에 적절히 대처하며 물체의 출현을 확률적으로 정확하게 감지할 수 있다.As a method of acquiring a background image, there is an adaptive Gaussian Mixture model method that can cope with a change in brightness such as shadows and highlights. The adaptive Gaussian mixture model models a pixel value of each pixel by successively input image frames as a Gaussian distribution, and determines whether an object appears according to the mean and covariance of the modeled Gaussian distribution, wherein the current frame The degree of deviation from the mean value of the Gaussian distribution is determined based on the covariance value to detect whether the pixel is caused by an object or a pixel due to a change in the background. The adaptive Gaussian mixture model then updates the mean and covariance of the Gaussian distribution with each frame input. Accordingly, the adaptive Gaussian mixture model method appropriately copes with the change in the brightness of the background and can detect the appearance of an object probabilisticly and accurately.
하지만, 이러한 적응적 가우시안 혼합 모델은, 이동 물체가 지정된 지역을 통과할 경우에 이동 물체에 의한 화소값의 영향이 적고 이동 물체가 사라진 후에 그 영향도 없어지므로 이동 물체의 통과에 대해 유효하게 적응하지만, 이동 물체가 지정된 지역에 오랫동안 멈출 경우에는 이동 물체에 의한 화소값이 가우시안 분포에 크게 작용하여 배경 영상으로서 정확하게 모델링되지 아니하는 문제점을 갖는다. 더욱이, 멈춘 물체가 다시 이동할 경우에는 멈춤 위치에 대응되는 화소의 가우시안 분포에 물체의 화소값에 의한 영향이 크게 작용한 상태여서 물체가 이동 후에 장시간 업데이트해야만 원래의 배경으로 모델링할 수 있는 단점을 갖는다. 따라서, 적응적 가우시안 혼합 모델로 배경 영상을 모델링하려면 감시 지역에서 물체가 오랫동안 멈추었다가 이동하더라도 신속하게 실제 배경으로 업데이트하는 방식이 요구된다. However, this adaptive Gaussian mixture model effectively adapts to the passage of a moving object because the moving object passes through the specified area because the influence of the pixel value by the moving object is small and its effect disappears after the moving object disappears. For example, when a moving object stops in a designated area for a long time, the pixel value caused by the moving object greatly affects the Gaussian distribution, and thus it is not accurately modeled as a background image. In addition, when the object is moved again, the Gaussian distribution of the pixel corresponding to the stop position is greatly influenced by the pixel value of the object, so that the object can be modeled as an original background only after the object is updated for a long time. . Therefore, modeling a background image with an adaptive Gaussian mixture model requires a method of rapidly updating the real background even if the object is stopped and moved for a long time in the surveillance area.
특히, 횡단보도를 횡단하기 위해 인도상에 대기하는 보행자는 보행신호로 바뀌기 전까지 대기하므로, 대기하는 보행자의 영상이 잔상으로서 적응적 가우시안 혼합 모델에 남게 되고, 그 잔상도 서서히 사라져서, 적응적 가우시안 혼합 모델로 모델링된 배경영상으로 보행자를 정확하게 감지하지 못할 우려가 발생하였다.In particular, the pedestrian waiting on the sidewalk to cross the crosswalk waits until it turns into a walking signal, so the image of the waiting pedestrian remains in the adaptive Gaussian mixture model as an afterimage, and the afterimage gradually disappears, so that the adaptive Gaussian mixing There is a concern that the pedestrian may not be detected accurately with the background image modeled as a model.
따라서 본 발명의 목적은, 조명등으로의 역할을 하고, 아울러, 보행자 신호등의 횡단 허용 잔여 시간을 보행자 및 운전자에게 시각적으로 동시에 알려주는 역할도 하여서, 보행자를 안전하게 횡단하도록 유도하면서 운전자에게도 잔여 시간을 정확하게 알려주며, 이에 따라, 절전 점등도 가능한 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to serve as a lighting lamp, and also to visually inform the pedestrian and the driver of the remaining time allowed for the crossing of the pedestrian traffic light, so that the driver can safely cross the pedestrian while accurately indicating the remaining time. In this regard, according to the present invention, it is to provide a situation-adaptive lighting energy-saving pedestrian crossing safety lighting device that can also save power.
본 발명의 다른 목적은, 적응적 가우시안 혼합 모델로 배경영상을 모델링하여 보행자를 감지함에 있어서, 횡단 대기중에 보행자에 의한 영향을 신속하게 제거하여 정확한 배경영상으로 모델링하고, 이를 바탕으로 보행자를 누락 없이 감지할 수 있는 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to detect a pedestrian by modeling a background image with an adaptive Gaussian mixture model, to quickly remove the effect of the pedestrian in the crossover atmosphere and to model it as an accurate background image. It is to provide a situational adaptive lighting energy-saving crosswalk safety lighting device.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 횡단보도에 설치되는 조명장치에 있어서, 보행자의 횡단 허용 여부를 감지하는 횡단상황센싱기(10); 복수의 램프(31)들의 조사방향을 달리하여 횡단보도 영역(A)을 균일하게 조명하도록 하며, 각 램프(31)들을 개별적으로 점등제어하게 한 조명등(30); 상기 횡단상황센싱기(10)로부터 횡단 허용 신호를 전달받으면, 횡단보도 영역(A) 상의 조명 위치를 보행자의 횡단 방향을 향하여 이동시키되 미리 설정된 횡단 허용 시간에 따라 사전에 설정되는 속도로 이동시켜 가며 조명하도록 상기 조명등(30)를 제어하는 제어장치(40);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the lighting device is installed on the crosswalk, the cross-scenario sensing device for sensing whether or not the pedestrian crossing allowed;
상기 횡단상황센싱기(10)는, 보행자 신호등(5)에 설치되어 녹색 점등을 감지하는 포토센서임을 특징으로 한다.The crossing
상기 횡단상황센싱기(10)는, 보행자가 누름 조작할 수 있는 조작스위치임을 특징으로 한다.The crossing situation sensing
상기 제어장치(40)는, 야간임을 감지하는 주야센싱기(200)를 구비하고, 상기 주야센싱기(200)로 야간임을 감지할 경우에 상기 조명등(30)의 램프들을 미등 점등 상태로 점등시키고, 보행자 신호등(5)의 녹색점등 시에 이동시키는 조명 위치에 대응되는 램프들을 완전 점등 상태로 점등시킴을 특징으로 한다.The
상기 조명등(30)은, 횡단보도와 연접한 인도 상의 횡단대기 영역(B)도 포함하여 조명하도록 구성되며, 상기 제어장치(40)는, 야간에 상기 횡단대기 영역(B)을 완전 점등 상태로 유지되도록 상기 조명등(30)을 제어함을 특징으로 한다.The
상기 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치는, 횡단보도 영역(A) 및 횡단대기 영역(B)을 촬영하는 카메라(20)를 더욱 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The situational lighting energy saving pedestrian crossing safety lighting device, characterized in that further comprises a
상기 제어장치(40)는, 상기 카메라(20)로 촬영되는 영상으로 횡단보도 영역(A) 및 횡단대기 영역(B)에서 보행자를 감지하는 상황인지 모델링부(300)를 구비하되, 상기 제어장치(40)의 상황인지 모델링부(300)는,상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치를 설치할 시에 촬영하여 얻는 영상의 초기 연속 프레임에서 각 화소별 가우시안 분포에 따른 평균 및 공분산을 산출하여 배경영상에 대한 화소별 적응적 가우시안 혼합모델을 초기화하는 초기화모듈(310); 화소별 적응적 가우시안 혼합 모델에 근거하여 초기화 이후의 영상 프레임에서 보행자에 의한 전경영역을 추출하는 전경영역 추출모듈(320); 추출한 전경영역의 위치 및 시간 이력을 관리하는 이력관리모듈(340); 전경영역이 추출되지 않을 경우 및 추출된 전경영역이 이동 중인 경우에 배경의 전역에 대한 화소별 가우시안 모델을 업데이트하고, 추출된 전경영역이 미리 설정된 시간 이상으로 정지하였다가 이동하면, 정지하였던 영역에 대한 적응적 가우시안 혼합모델의 평균값을 현재 화소값으로 초기화하는 배경 업데이트모듈(350);을 포함하여 구성되며, 상기 제어장치(40)는 이력관리모듈(140)에서 관리되는 전경영역에 대한 이력에 근거하여 보행자의 위치 및 이동을 감지하여, 보행자의 주변을 완전 점등으로 조명하도록 상기 조명등(30)를 제어함을 특징으로 한다.The
상기 제어장치(40)의 상황인지 모델링부(300)는, 횡단보도 영역(A)에 대한 영상을 적응적 가우시안 혼합모델로 모델링할 시에, 완전 점등으로 조명된 영역만 완전 점등된 시간에 맞추어 업데이트함을 특징으로 한다.The
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명은, 횡단보도 상에서 밝게 비춰진 영역에 맞추어 횡단하도록 보행자를 유도하고, 운전자에게도 횡단 허용 잔여 시간을 시각적으로 정확하게 인지시켜서, 보행자의 안전 횡단 및 차량의 원활한 소통을 보장하며, 아울러, 필요한 부분만 국부조명으로 밝게 하므로 절전효과도 얻을 수 있다.Therefore, the present invention constituted as described above, the pedestrians to cross to match the brightly lit area on the crosswalk, and also visually and accurately recognize the remaining allowable time for the pedestrians, to ensure the safe crossing of pedestrians and smooth communication of the vehicle In addition, since only necessary parts are brightened by local lighting, power saving effects can be obtained.
또한, 본 발명은, 횡단대기 영역을 밝게 조명한 상태로 보행자를 정확하게 감지하고, 적응적 가우시안 혼합모델로 배경영상을 모델링할 시에 횡단대기 영역에 대기중인 보행자에 의한 잔상을 신속하게 제거하여서 정확히 모델링되는 배경영상에 근거하여 보행자를 누락 없이 감지하고, 감지한 보행자의 주변을 밝게 하므로, 보행자 감지의 누락에 의한 사고도 없다.In addition, the present invention accurately detects pedestrians in a state where the cross-waiting area is brightly illuminated, and accurately removes afterimages caused by pedestrians waiting in the cross-waiting area when modeling a background image with an adaptive Gaussian mixture model. Pedestrians are detected without omission based on the modeled background image, and the surroundings of the detected pedestrians are brightened, so there is no accident due to omission of pedestrian detection.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치의 블록구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치를 횡단보도에 설치한 상태 예시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치에 있어서, 조명등(40)의 점등 방식을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치에 있어서, 조명등(40)의 다른 형태를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치에 있어서, 포토센서(11)로 이루어진 횡단상황센싱기(10)의 설치 형태를 보여주는 보행자 신호등의 사시도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치에 의해서 이루어지는 횡단보도 조명방법의 순서도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치에 있어서, 상황인지 모델링부(300)의 블록구성도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치에 있어서, 상황인지 모델링부(300)에 의해서 이루어지는 적응적 배경영상 모델링 단계의 순서도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치의 블록구성도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치를 횡단보도에 설치한 상태 예시도.1 is a block diagram of a situation-adaptive lighting energy-saving crosswalk safety lighting device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exemplary view showing a situation-adaptive lighting energy-saving crosswalk safety lighting device according to the first embodiment of the present invention installed on the crosswalk.
3 is a view for explaining the lighting method of the
4 is a view showing another form of the
Figure 5 is a perspective view of a pedestrian traffic light showing the installation form of the
Figure 6 is a flow diagram of a crosswalk illumination method made by a situation-adaptive lighting energy-saving crosswalk safety lighting device according to a first embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a situational
8 is a flow chart of the adaptive background image modeling step performed by the situational
Figure 9 is a block diagram of a situation-adaptive lighting energy-saving crosswalk safety lighting device according to a second embodiment of the present invention.
10 is an exemplary view showing a situation-adaptive lighting energy-saving pedestrian crossing safety lighting device installed in a pedestrian crossing according to a second embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 첨부된 도면들에서 구성 또는 작용에 표기된 참조번호는, 다른 도면에서도 동일한 구성 또는 작용을 표기할 때에 가능한 한 동일한 참조번호를 사용하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that, in the drawings, the same reference numerals are used to denote the same or similar components in other drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치의 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예를 횡단보도에 설치한 상태 예시도이며, 도 3 및 도 4는 조명등(40)의 점등 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 포토센서(11)로 이루어진 횡단상황센싱기(10)의 설치 형태를 보여주는 보행자 신호등의 사시도이다.1 is a block diagram of a situation-adaptive lighting energy-saving crosswalk safety lighting apparatus according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is an exemplary view showing a state in which the first embodiment of the present invention is installed in a crosswalk, 3 and 4 are views for explaining the lighting method of the
상기 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치는, 도로(1)와 인도(2) 사이의 도로 경계석(3) 근처에 세운 지주에 설치되어서, 도로(1) 상에 표시된 횡단보도(4)을 구획하여 지정한 횡단보도 영역(A) 및 횡단보도(4)에 연접한 인도(2) 상의 횡단대기 영역(B)을 보행자 신호등(5)의 점등상태 또는 보행자의 유무에 따라 밝게 조명한 위치를 조절하며 야간 조명하는 장치로서, 이를 위해서, 횡단상황센싱기(10), 카메라(20), 조명등(30) 및 제어장치(40)를 포함하여 구성된다. 1 to 5, the situation-adaptive lighting energy-saving pedestrian crossing safety lighting device according to an embodiment of the present invention, the prop erected near the road boundary stone (3) between the road (1) and the sidewalk (2) Installed in the pedestrian traffic light (A) and the cross-waiting area (B) on the sidewalk (2) connected to the crosswalk (4) designated by partitioning the pedestrian crossing (4) displayed on the road (1). 5) A device for lighting at night by adjusting the position of the brightly illuminated according to the lighting state or the presence of pedestrians, for this purpose, the
본 발명의 실시예에서는, 도로(1)의 폭이 커서 횡단보도(4)의 양측에 각각 지주를 설치하고 각 지주에 조명등(30, 30a) 및 카메라(20, 20a)를 설치하였으며, 횡단보도(4)의 양측에 설치된 보행자 신호등(5, 5a) 중에 어느 하나에 횡단상황센싱기(10)를 설치하였다. 그리고, 양측 지주 중에 어느 하나의 지주에 상기 제어장치(40)를 설치하여, 상기 제어장치(40)가 횡단상황센싱기(10)에서 감지되는 보행자 신호등의 점등 상태 및 양측 카메라(20, 20a)에서 촬영한 영상에 근거하여 양측 조명등(30, 30a)의 점등을 제어하게 한다. 한편, 도로(1)의 폭이 좁을 경우에는 횡단보도(4)의 양측 중에 어느 하나에만 지주를 설치하여 카메라(20), 조명등(30) 및 제어장치(40)를 설치할 수도 있다.
In the embodiment of the present invention, because the width of the road (1) is large, the posts are installed on both sides of the
상기 횡단상황센싱기(10)는, 보행자가 횡단보도를 횡단하여도 된다는 횡단허용 신호를 감지하여 제어장치(40)에 전달하는 구성으로서, 본 발명의 제1 실시예에서는 보행자 신호등(5)의 횡단 허용 신호인 녹색 점등상태를 감지하는 포토센서(11)로 구성된다. 즉, 포토센서(11)로 구성된 상기 횡단상황센싱기(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 적색 발광부(5-1), 녹색 발광부(5-2) 및 상측을 가리는 빛 가림 갓을 구비한 보행자 신호등(5)에 있어서, 녹색 발광부(5-2)에 구비된 빛 가림 갓(5-3)의 하부에 부착되어 녹색 발광부(5-2)에서 발광하는 빛을 감지하게 하였다. 그리고, 상기 포토센서(11)는 감지 신호를 후술하는 제어장치(40)에게 전송하도록 전기적으로 연결되거나 아니면 근거리 무선통신으로 연결된다. 보행자 신호등(5)의 점등 상태를 감지하는 방식으로서 상기 포토센서(11)를 적색 발광부(5-1)에 구비된 빛 가림 갓의 하부에 부착하여 적색 발광부(5-1)의 소등 시점을 감지함으로써 녹색 점등상태를 감지할 수도 있다. 그리고, 상기 횡단상황센싱기(10)에서 감지된 보행자 신호등의 점등상태 정보는 제어장치(40)에 전달되며, 정보 전달 방식은 신호선으로 연결하는 방식이나 아니면 무선 통신 방식으로 가능하다.The
한편, 상기 횡단상황센싱기(10)는 포토센서(11) 대신에 보행자 신호등(5)을 촬영하는 카메라(미도시)와 카메라(미도시)에서 촬영한 영상에서 녹색 점등상태를 영상처리로 감지하는 영상처리부(미도시)의 결합으로 구성할 수도 있다. 상기 횡단상황센싱기(10)를 카메라(미도시)를 이용하여 구성할 경우에는, 상술한 카메라(미도시)를 별도로 설치하지 아니하고, 대신에 보행자를 감지하기 위해 설치되는 후술하는 카메라(30)의 촬상범위에 보행자 신호등(5)이 포함되게 함으로써, 후술하는 카메라(30)에서 촬영된 영상을 제어장치(40)의 상황인지모델링부(300)에서 처리할 때에 보행자 신호등(5)에 해당되는 부분 영상에서 점등상태를 감지하도록 구성할 수도 있다.
Meanwhile, the
상기 카메라(20)는, 횡단보도(4)에 구획되는 횡단보도 영역(A, Aa)과 횡단보도(4)와 연접하는 인도(2) 상에 구획되는 횡단대기 영역(B, Ba)을 촬영하도록 설치된다. 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에서는, 양측 지주에 각각 2대의 카메라를 설치하고, 도로(1) 상의 중앙 분리선을 기준으로 구획하여 구획된 영역에 근접한 2대의 카메라 중에 하나는 횡단보도 영역을 촬영하고 다른 하나는 횡단대기 영역을 촬영하게 하였으며, 이는 카메라의 촬상각을 고려하여 2대의 카메라를 사용한 것이지만, 광각 카메라로 횡단보도 영역과 횡단대기 영역을 촬영할 수 있다면 각 지주에 하나의 카메라만 설치하여도 된다. 그리고, 상기 카메라(20, 20a)에서 촬영된 영상은 제어장치(40)로 전달된다.
The
상기 조명등(30)는, 횡단보도 영역(A, Aa)과 횡단대기 영역(B, Ba)을 밝히도록 마련되며, 제어장치(40)로부터 전송되는 제어신호에 따라 점등을 제어하도록 구성된다. 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에서는, 도로(1) 상의 중앙분리선을 기준으로 양측으로 구획하여 구획된 방향의 횡단보도 영역과 횡단대기 영역을 조명하도록 각 지주 별로 조명등(30, 30a)을 설치하였다. 상기 조명등(30)에 대해서 도 3을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 횡단보도 영역(A)과 횡단대기 영역(B)을 조사각의 범위 내에 있도록 구성된다. 즉, 조명등(30)에는 복수 개의 램프(31)들을 하부방향으로 만곡된 램프부착면(32)에 고르게 부착하여서 각 램프(31)들의 조사방향을 달리하게 한 구조를 갖추어서, 각 램프(31)들의 조사각에 의해 횡단보도 영역(A)과 횡단대기 영역(B)을 서로 다른 램프(31)로 밝히게 한다. 이때, 상기 조명등(30)에 구비된 램프(31)들을 모두 완전 점등시킬 경우에 횡단보도 영역(A, Aa)과 횡단대기 영역(B, Ba)을 균일한 조도로 조명하게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 도 3을 참조하여 설명하면, 횡단보도 영역(A)를 조명하는 램프와 횡단대기 영역(B)을 조명하는 램프가 분리되어 있고, 아울러, 횡단보도 영역(A)을 횡단대기 영역(B)과의 거리에 따라 4개의 소구역(A1, A2, A3, A4)으로 구획할 경우에, 각 소구역(A1, A2, A3, A4)을 집중 조명하는 램프들도 분리되어 있는 것이다.The
또한, 상기 조명등(30)에 구비되는 램프(31)들은 개별적으로 점등할 수 있게 하고, 아울러, 횡단보도 영역(A, Aa)을 조명하는 램프들은 밝기를 변경 가능하게 한다. 즉, 상기 조명등(30)은 횡단보도 영역(A, Aa)를 밝히기 위한 램프들 중에서 제어장치(40)로부터 지시받는 램프들만 완전 점등하고 나머지 램프들을 소등 또는 미등 상태로 점등할 수 있게 한다. 예를 들면, 상기 도 3에서 소구역(A1, A2, A3, A4) 중에 제어장치(40)로부터 지시받는 소구역만 완전 조명으로 집중조명할 수 있고, 나머지 소구역들은 미등 점등으로 조명할 수 있는 것이다. 여기서, 램프의 완전 점등은 램프를 정격으로 점등하는 것이고, 미등 점등은 완전 점등보다는 낮은 밝기로 점등하는 것이며 미등 점등의 밝기는 미리 설정된다. In addition, the
한편, 상기 조명등(30)에 구비되는 램프(31)는 예를 들면 저전력 및 장수명을 보장하는 엘이디 램프로 구성될 수 있다. 그리고, 램프(31)의 밝기를 조절하는 기술은 예를 들면 램프에 공급되는 전력을 제어하는 방식을 채용할 수 있으며, 이러한 기술은 공지된 기술이므로, 상세한 설명을 생략한다.On the other hand, the
아울러, 상기한 설명에서는 각 램프의 밝기를 조절하여 완전 점등 또는 미등 점등으로 조명한다고 하였으나, 다른 방식으로서, 완전 점등하는 램프의 개수를 줄이는 방식으로 조명등(30)을 미등 상태로 점등하게 구성할 수도 있다. In addition, in the above description, the brightness of each lamp is controlled by lighting the lamp in full lighting or taillight lighting, but as another method, the
또한, 상기 도 3에서는, 램프들이 장착되는 면을 하부로 만곡된 형태로 도시하였으나, 이러한 조명등(30)의 형태는 상기 도 3의 예시도에 한정되는 것이 아니며, 횡단보도 영역과 횡단대기 영역을 고르게 조명할 수 있는 구조이면 만족한다.In addition, in FIG. 3, the surface on which the lamps are mounted is shown in a curved shape, but the shape of the
상기 도 4는 상기 조명등(30)을 다른 형태로 구성할 수 있음을 보여준다. 상기 도 4에 따른 조명등(30)은 하부 방향으로 만곡된 형상을 갖추고 지주의 암에 설치되는 지지체(34)와, 지지체(34)의 만곡된 저면을 따라가며 순차적으로 고정되는 복수 개의 부분조명등(33)으로 구성된다. 이때, 복수 개의 부분 조명등(33)은 횡단보도 영역(A)과 횡단대기 영역(B)을 조명하되 집중 조명되는 영역을 서로 달리하며 조명한다. 상기 도 4에 도시된 실시예에서는, 횡단대기 영역(B)을 집중 조명하는 부분 조명등, 횡단대기 영역(B)으로부터의 거리에 따라 횡단보도 영역(A)에 구획된 4개의 소구역(A1, A2, A3, A4)을 각각 집중 조명하는 4개의 부분 조명등으로 이루어진다. 따라서, 상기 도 4에 도시된 형태의 조명등을 사용하면, 부분 조명등(33)들을 개별적으로 제어하여 집중 조명할 위치를 선택할 수 있고, 아울러, 각 부분 조명등(33)의 밝기를 제어할 때에는 부분 조명등(33)에 설치된 램프(31)들 중에 일부만을 점등시키는 방식으로 제어하면 된다. 즉, 후술하는 제어장치(40)에 의해 제어되어 점등하는 방식은 횡단대기 영역(B)을 집중 조명하는 부분 조명등을 완전 점등으로 점등하게 하고, 횡단보도 영역(A)을 집중 조명하는 부분 조명등들을 미등 점등으로 점등한 상태에서, 횡단보도 영역(A)을 집중 조명하는 부분 조명등을 순차적으로 완전 점등시키면 소구역 A1에서 시작하여 소구역 A4까지 순차적으로 밝게 조명된다. 한편, 상기 도 4을 참조하여 설명한 조명등은 상기 도 3을 참조하여 설명한 조명등의 변형된 형태이지만, 국부적으로 집중 조명하고 조명 밝기를 조절하는 점에서 실질적으로 동일한 작용을 하게 구성된다.4 shows that the
또한, 상기 도 2에서는, 횡단보도의 양측에 각각 조명등(30, 30a)을 설치하였으나, 도로의 폭이 좁을 경우에는 하나의 조명등만 설치할 수도 있다.
In addition, in FIG. 2, the
상기 제어장치(40)는, 상기 횡단상황센싱기(10)에서 감지되는 보행자 신호등(5)의 점등 상태를 확인하여 횡단 허용을 나타내는 녹색점등인지를 판단하는 횡단상황판단부(100), 야간임을 감지하는 주야센싱기(200), 상기 카메라(20)에서 촬영한 영상으로부터 보행자의 유무 및 위치를 판단하는 상황인지모델링부(300), 보행자가 있을 경우에 촬영한 영상을 저장 관리하는 데이터저장부(500), 및 보행자 신호등(5)의 점등 상태와 보행자 유무와 야간인지의 여부에 따라 상기 조명등(30)을 제어하는 조명제어부(400)를 포함하여 구성된다.The
여기서, 상기 주야센싱기(200)는, 조명등(40)을 야간에만 점등하도록 제어하기 위해서, 야간임을 감지하는 일반적인 주야감지센서로 구성하면 만족한다. 여기서, 상기 주야센싱기(20)는 계절별로 주야 시간대를 설정한 타이머로 구성할 수도 있으나, 조명등(40)으로 횡단보도를 밝히는 때를 주야 시간대로 한정하지 아니하고 짙은 구름을 낄 때에서 횡단보도를 밝히는 것이 바람직하므로, 주변의 밝기를 감지하는 광센서로 구성하는 것이 좋다.Here, the day and
상기 데이터저장부(500)에는 영상을 저장함에 있어서, 촬영시간, 보행자 신호등의 점등 상태 정보 등도 저장하는 것이 좋다.In storing the image, the
상기 상황인지모델링부(300)는, 카메라(20)에서 촬영된 영상을 판독하여 보행자를 감지하는 구성으로서, 하기에서 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 설명한다. The situation-
먼저, 다음의 도 3을 참조하여, 상기 조명제어부(400)를 구비한 제어장치(40)에 의해서 이루어지는 조명등(40)의 조명방법에 대해서 상세히 설명한다.
First, with reference to FIG. 3, the lighting method of the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치에 의해서 이루어지는 횡단보도 조명방법의 순서도이다.Figure 6 is a flow chart of a crosswalk illumination method made by a situation-adaptive lighting energy-saving crosswalk safety lighting device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 상기 제어장치(40)는 주야센싱기(200)로 감지되는 신호로 주야를 판단하여(S10) 주간이면 상기 주야센싱기(200)로 감지되는 신호를 지속적으로 확인하며, 야간이 도래하여 주변이 어두워지면(S11) 조명등(30)의 점등 제어동작을 시작한다(S20).First, the
상기 제어장치(40)는 점등 제어동작을 시작할 때에 보행자 신호등(5)이 녹색점등 상태인 지를 상기 횡단상황판단부(100)로 확인하기 시작하고(S30, S31), 동시에, 카메라(20)로 촬영한 영상에서 보행자가 감지되는 지와 감지된 보행자의 위치를 상기 상황인지모델링부(300)로 확인하기 시작한다(S70, S80, S90). The
또한, 상기 제어장치(40)는 점등 제어동작을 시작할 때에 조명등(30)의 램프들 중에서 횡단대기 영역(B)을 밝히기 위한 램프들을 완전 점등 상태로 점등되게 하고, 횡단보도 영역(A)을 밝히기 위한 램프들을 미등 점등 상태로 점등되게 한다. 이에 따라, 가로등(30)은 보행자가 횡단보도 영역(A)에 없는 상황에서 횡단보도 영역(A)을 미등 점등으로 조명하므로 불필요하게 밝게 할 때보다 전력소모를 줄일 수 있고, 자동차 운전자에게도 밝은 빛에 의해 유발되는 피로감을 주지 않으면서 낮은 조도에 의해서도 횡단보도 영역(A)을 인지할 수 있다. 또한, 가로등(30)은, 인도(2) 상의 영역인 횡단대기 영역(B)를 완전 점등으로 밝게 조명하여 가로등 역할을 하고, 이에 따라 밝은 상태의 횡단대기 영역(B)에서 보행자를 정확하게 감지할 수 있게 한다.In addition, the
여기서, 보행자를 감시하는 단계(S70, S80, S90)는, 카메라(20)로 촬영되는 횡단보도 영역(A)과 횡단대기 영역(B)에 대한 배경영상을 적응적 가우시안 혼합 모델(AGMM:Adaptive Gaussian Mixture Model)로 모델링하고, 모델링하는 과정에서 보행자에 의해 영상 상에 나타나는 전경영역의 위치 및 시간 이력에 근거하여 보행자의 유무, 위치 및 이동 여부를 확인하는 적응적 배경영상 모델링 단계(S70)와, 상기 적응적 배경영상 모델링 단계(S70)에 의해서 보행자가 감지되면(S80) 횡단보도 영역(A)과 횡단대기 영역(B) 상에서의 보행자 위치를 판단하는 보행자 위치 판단 단계(S90)를 포함하여 이루어진다. 상기 상황인지 모델링 단계(S70)에 대해서는 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.Here, the monitoring of the pedestrians (S70, S80, S90), the background image of the crosswalk area (A) and the cross-waiting area (B) taken by the
그리고, 상기 제어장치(40)는 보행자 신호등(5)의 녹색점등 또는 보행자의 감지 및 위치에 따라 조명등(30)의 점등 형태를 결정하여 결정한 점등 형태에 맞게 조명등(30)이 점등하도록 제어한다.In addition, the
구체적인 점등 제어 방식을 설명하면, 상기 제어장치(40)는 보행자 신호등(5)의 점등 상태가 횡단 허용을 나타내는 녹색점등일 경우에, 완전 점등으로 밝게 조명할 횡단보도 영역(A) 상의 조명 위치를 미리 설정되는 속도로 횡단보도를 횡단하는 방향으로 이동시켜가도록 상기 조명등(30)을 제어한다. 즉, 횡단보도 영역(A)을 비추는 램프들을 미등 점등으로 조명하게 한 상태에서, 횡단대기 영역(B)에 근접한 영역을 비추는 램프부터 시작하여 반대측 영역을 비추는 램프까지 시간간격을 두고 순차적으로 완전 점등하고 완전 점등하였던 램프를 미리 정한 시간 후에 미등 점등 상태로 돌려놓는 것이다. When explaining a specific lighting control method, when the lighting state of the
상기 도 3을 참조하여 예를 들면, 횡단보도 영역(A)을 비추는 모든 램프들을 미등 상태로 점등되게 한 상태에서 A1 소구역에서 시작하여 A2, A3, A4 소구역의 순서로 완전 점등으로 밝게 비춰주는 것이다. 이에 따라, 횡단보도 영역(A)은 전체적으로 미등 상태에서 밝게 비춰주는 소구역이 A1 소구역에서 시작하여 A4 소구역으로 이동하므로, 밝게 비춰주는 소구역의 위치를 횡단하는 보행자가 보고 횡단 허용의 잔여 시간을 알 수 있고, 이에 따라, 밝게 비춰지는 소구역의 위치에 맞게 횡단하도록 보행자를 유도할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치는, 조명등(30)의 모든 램프를 완전 점등하지 아니하고 국부조명으로 조명하므로 절전효과를 거둘 뿐만 아니라, 잔여 시간을 횡단보다 영역(A)에 밝게 조명된 위치를 이용하여 시각적으로 알려주며 횡단을 유도하므로 잔여 시간에 대한 인지 부족으로 인한 사고도 예방할 수 있는 사고예방효과도 거둘 수 있다. 여기서, 완전 점등으로 조명할 위치의 이동 속도는, 보행자 신호등(5)에서 녹색 점등으로 점등되는 시간 간격으로 횡단보도(4)의 횡단거리를 나누어 정할 수 있다.Referring to FIG. 3, for example, all lamps illuminating the crosswalk area A are lit in the tail light state, starting from the subregion A1 and then fully illuminated in the order of subregions A2, A3, and A4. . As a result, the crosswalk area (A) moves from the A1 subregion to the A4 subregion as a whole, in the taillights, so that the pedestrian crossing the location of the bright subregion can see the remaining time of the crossing allowance. In this way, the pedestrian can be guided to traverse according to the position of the brightly lit subregion. That is, the situation-adaptive lighting energy-saving pedestrian crossing safety lighting device according to the present invention not only completely illuminates all the lamps of the
아울러, 상기 제어장치(40)는 보행자 신호등(5)에 따라 밝게 비춰주는 영역을 정하기도 하지만, 상황인지모델링부(300)로 이루어지는 적응적 배경영상 모델링 단계(S70) 및 보행자 위치 판단 단계(S90)에 의해서 보행자의 위치도 감지하여서 보행자 신호등(5)에 따라 밝게 비춰지는 영역을 쫓아가지 못하는 보행자의 주변도 밝게 비춰서 보행자의 횡단을 편하게 하고 자동차에 의한 사고도 방지한다. 다시 말해서, 보행자 신호등(5)의 점등 상태에 무관하게 횡단대기 영역(B)을 완전 점등으로 밝게 조명한 상태에서 카메라(20)로 촬영하여 영상처리하므로, 횡단보도로 횡단하려는 보행자의 출현을 횡단대기 영역(B)에서 누락 없이 감지할 수 있고, 보행자의 위치 및 이동에 맞추어 보행자의 주변을 밝게 비춰주는 것이다. 아울러, 보행자의 이동에 맞추어 보행자의 주변을 밝게 비춰주므로 영상처리로 보행자를 감지할 때에 미등일 경우보다 보행자를 더욱 정확하게 감지할 수 있다. 이때, 밝게 비춰지는 영역은 보행자의 이동 방향에 치우치게 하여, 보행자의 뒤보다는 앞부분을 넓게 하는 것이 좋다.In addition, the
상술한 바와 같이 보행자 신호등 및 보행자의 유무에 따라 조명등(30)를 점등시키는 과정은 야간인 경우에만 지속적으로 하고(S50), 주간이 되면 다음 야간 시간이 도래할 때까지 종료한다(S60).
As described above, the process of lighting the
한편, 보행자는 횡단보도의 양측에서 진입하여 서로 반대방향으로 횡단할 수 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이 횡단보도의 양측에 각각 조명등을 설치한 경우에 횡단보도 영역(A)에서 완전 점등으로 조명되는 위치는 도로의 중앙분리선으로 이동하였다고 다시 인도 방향으로 돌아오게 된다. 그리고, 횡단보도의 일측에만 조명등을 설치하여 하나의 조명등으로 횡단보도 전체를 조명하게 하였다면 완전 점등으로 조명되는 위치는 횡단보보의 양측에 각각 지정되고 서로 마주하며 가까워지고 중앙분리선에서 교차한 후에 서로 반대측으로 이동하는 형태를 갖게 된다.
On the other hand, since pedestrians can enter from both sides of the crosswalk and cross in opposite directions, as shown in FIG. 2, when the lights are respectively installed on both sides of the crosswalk, the pedestrian is illuminated with full lighting. The location will return to the sidewalk after moving to the center line of the road. And, if the lighting is installed only on one side of the crosswalk to illuminate the entire crosswalk with a single lamp, the positions of the lights are fully lit, respectively, on each side of the crosswalk, facing each other, close to each other, and after crossing on the center dividing line, the opposite sides. It will take the form of moving to.
다음으로, 상기 상황인지모델링부(300)와, 상기 상황인지모델링부(300)로 이루어지는 적응적 배경영상 모델링 단계(S70)에 대해서 상세히 설명한다.
Next, the adaptive background image modeling step S70 including the situation
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치에 있어서, 상황인지모델링부(300)의 블록구성도이고, 도 7은 상황인지 모델링부(300)에 의해서 이루어지는 적응적 배경영상 모델링 단계(S70)의 순서도이다.6 is a block diagram of a situation
상황인지모델링부(300)에 의해서 이루어지는 적응적 배경영상 모델링 방법을 설명하기에 앞서서, 적응적 가우시안 혼합 모델(Adaptive Gaussian Mixture Model)에 대해 설명한다.Prior to explaining the adaptive background image modeling method performed by the context
적응적 가우시안 혼합 모델은, 연속적으로 촬영되는 영상의 프레임에서 각각의 화소에 대해 화소값의 분포를 가우시안(Gaussian) 확률 분포로 모델링하며, 이때, 화소별 가우시안 모델의 파라미터인 평균 및 공분산을 매 프레임마다 업데이트한다. 여기서, 화소별로 하나의 가우시안 분포를 사용할 수도 있지만, 통상 3~5로 지정되는 K개의 가우시안 분포를 사용하는 데, 이는 최근 관찰한 분포를 나타내는 각각의 화소값을 근사화하기 위함이다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The adaptive Gaussian mixture model models the distribution of pixel values as Gaussian probability distributions for each pixel in a frame of a continuously captured image, wherein the average and covariance parameters of the Gaussian model for each pixel are calculated every frame. Update every time. Here, although one Gaussian distribution may be used for each pixel, K Gaussian distributions, which are usually designated as 3 to 5, are used to approximate each pixel value representing a recently observed distribution. This will be described in detail.
먼저, 어떤 시간 t에서 화소 {x,y}의 화소값에 대한 통계적 정보를 아래의 [수학식 1]로 가정한다.First, the statistical information on the pixel value of the pixel {x, y} at a certain time t is assumed to be [Equation 1] below.
[수학식 1][Equation 1]
여기서, I는 입력되는 영상이고, 는 K 가우시안 모델이며, 시간 t에서 의 값을 갖는 입력영상의 화소에 대한 확률은 아래의 [수학식 2]로 추정된다.Here, I is an input image, Is the K Gaussian model and at time t The probability of the pixel of the input image having the value of is estimated by
[수학식 2][Equation 2]
여기서, K는 각 화소별 가우시안 모델의 개수이고, 시간 t에서 i번째 가우시안 혼합 모델의 평균과 공분산(covariance) 행렬을 와 로 표시하였으며, 는 가우시안 확률밀도함수(Gaussian probability density function)로서 아래의 [수학식 3]으로 구한다.Where K is the number of Gaussian models for each pixel, and the mean and covariance matrix of the i th Gaussian mixture model at time t Wow , Is a Gaussian probability density function obtained from
[수학식 3]&Quot; (3) "
여기서, 는 시간 t에서 i번째 가우시안 모델의 가중치(weight)로서, 아래의 [수학식 4]로 구한다.here, Is the weight of the i th Gaussian model at time t, and is obtained from
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, 는 학습율로서 이 값이 크면 기존에 구축된 모델이 새로 입력되는 영상에 의해서 빠르게 변경되고 이 값이 작으면 천천히 변경되므로, 사용자가 적절한 값으로 지정한다. 또한, 는 화소값이 가우시안 모델에 정합되면 1, 그렇지 아니한 다른 가우시안 모델들은 0의 값을 갖는다.here, Is a learning rate. If this value is large, the existing model is quickly changed by the newly input image. If this value is small, it is changed slowly. Also, Is 1 if the pixel value matches the Gaussian model, and other Gaussian models otherwise have a value of zero.
그리고, 평균()과 공분산()은 아래의 [수학식 4]로 구한다. And mean ( ) And covariance ( ) Is obtained from
[수학식 5][Equation 5]
한편, 상기 [수학식 5]의 계산식은, RGB화소(red, green 및 blue 화소) 값들이 서로 독립적인 분산을 갖는다는 전제하에 이루어지며, 이에 따라 공분산 행렬 는 단위 행렬 I를 이용하여 와 같은 형태를 갖는다. 그리고, K개의 가우시안 분포들은 의 값들을 통하여 정렬되며, 첫 번째 분포 B가 배경 모델로 사용된다. 이때의 B는 아래의 [수학식 5]로 결정된다.On the other hand, the equation of [Equation 5] is made under the premise that the RGB pixel values (red, green and blue pixels) have independent variances from each other. Using the identity matrix I Has the same form as And the K Gaussian distributions Sorted by values, the first distribution B is used as the background model. B at this time is determined by
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기서, 임계값 T(threshold)는 배경 모델로부터 구해진 모든 가중치중의 최소값이다.
Here, the threshold T (threshold) is the minimum of all weights obtained from the background model.
상기에서 설명한 적응적 가우시안 혼합 모델은, 통계적 방법에 의하여 현재 화소와 대응되는 배경 화소가 얼마나 유사한가에 따라 현재 화소를 배경으로 할 것인지 아니면 이동 물체의 출현으로 인한 전경영역의 화소로 할 것인지를 판단할 수 있게 한다. 이에 따라, 적응적 가우시안 혼합 모델을 배경 영상으로 활용하면 노이즈의 영향을 덜 받으면서 밝기변화에 잘 적응하여 물체를 감지할 수 있으며, 이동 물체가 감시대상 영역을 지나갈 경우에도 이동 물체에 의한 영향이 일시적으로 배경 영상에 잔존하지만 그 영향이 적고, 더욱이, 이동 물체가 지나간 후에는 실제 배경 영상에 의해서 잔존하던 영향도 서서히 사라지게 된다. 또한, K개의 가우시안 분포에 대한 가중치()도 학습시키면서, 각 가우시안 분포의 평균 및 공분산을 학습하므로, 단일 가우시안 분포로 모델링할 때보다 감시대상 영역의 실제 배경 영상 변화에 유연하게 대처한다.The adaptive Gaussian mixture model described above may determine whether the current pixel is the background or the foreground area pixel due to the appearance of the moving object according to how similar the background pixel corresponding to the current pixel is by a statistical method. To be able. Accordingly, if the adaptive Gaussian mixture model is used as the background image, the object can be detected by adapting to the brightness change well while being less affected by noise, and the influence of the moving object is temporary even when the moving object passes the monitoring area. As a result, the effect remains on the background image but the effect is less. Moreover, after the moving object passes, the effect remaining by the actual background image gradually disappears. In addition, the weights for the K Gaussian distributions ( ), While learning the mean and covariance of each Gaussian distribution, it responds more flexibly to changes in the actual background image of the monitored region than when modeling with a single Gaussian distribution.
하지만, 적응적 가우시안 혼합 모델은 이동하던 물체가 감시대상 영역에 일정한 시간 이상으로 멈춰서면 그 영향이 커지고, 더욱이, 멈추었던 물체가 다시 이동하여 감시대상 영역에서 벗어나더라도 물체가 멈춰 선 위치의 화소에 잔존한 영향이 서서히 줄어들게 되므로 물체가 사라진 실제 배경 영상으로 업데이트되는 데 소요되는 시간이 길어지는 문제점을 갖는다. 이러한 현상은 이후에 출현하는 물체를 감지하기 어렵게 한다. 특히, 본 발명이 적용되는 횡단보도에 있어서, 보행자가 보행자 신호등(5)이 녹색 점등으로 바뀔 때까지 횡단대기 영역(B)에서 대기하므로, 대기하는 보행자에 대응하는 화소의 잔존 영향이 커지는 문제점을 갖게 된다.
However, the adaptive Gaussian mixture model increases the effect when the moving object stops in the monitored area for more than a certain time. Moreover, even if the stopped object is moved again and moves out of the monitored area, the adaptive Gaussian mixture model is applied to the pixel where the object stops. Since the remaining influence is gradually reduced, there is a problem in that it takes a long time to update the real background image disappeared. This phenomenon makes it difficult to detect later appearing objects. In particular, in the pedestrian crossing to which the present invention is applied, since the pedestrian waits in the cross-waiting area B until the
본 발명에 적용되는 적응적 배경영상 모델링 단계는, 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안되었으며, 카메라로 촬영되는 영역인 관심영역 내에서 보행자가 출현하여 통과하거나 아니면 정지하였다가 사라지더라도 모델링한 배경 영상을 실제 배경에 신속하게 적응한다. 이에 대해, 도 6 및 도 7을 참조하면서 상세히 설명한다.The adaptive background image modeling step, which is applied to the present invention, is designed to solve the above-mentioned problems, and the background image modeled even when a pedestrian appears and passes through or stops and disappears in a region of interest that is a region photographed by a camera. Adapt quickly to the actual background. This will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7.
상기 도 6을 참조하면, 상황인지 모델링부(300)는, 카메라에서 촬영된 연속된 영상 프레임을 입력받아 가우시안 모델로 배경 영상을 획득하며, 이를 위해서, 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치를 설치할 시에 촬영하여 얻는 영상에서 지정된 개수의 초기 프레임으로 각 화소별 가우시안 분포에 따른 평균 및 공분산을 산출하여 가우시안 모델을 초기화하는 초기화모듈(310); 가우시안 모델을 초기화한 이후에 입력받는 영상 프레임에서 가우시안 모델을 배경 영상으로 하여 보행자에 의해 발생되는 전경영역을 추출하는 전경영역 추출모듈(320); 전경영역이 추출되면 전경영역이 이동하는지 아니면 정지하는지의 상황을 인지하는 상황인지모듈(330); 가우시안 모델의 초기화 과정 및 인지된 상황에 따른 가우시안 모델의 업데이트 과정을 수행하며, 가우시안 모델을 배경 영상으로 하여 상기 전경영역 추출모듈(320)에서 전경영역을 추출하게 하는 배경 업데이트모듈(350); 및 추출된 전경영역의 추출위치, 전경영역의 시간적 이동 및 정지에 대한 이력을 관리하여 상기 상황인지모듈(330)에서 상황 인지 시에 활용되게 하는 이력관리모듈(340); 을 포함하여 구성된다. 여기서, 전경영역이란, 영상 프레임 상에서 보행자가 감지되는 국소영역을 의미한다.Referring to FIG. 6, the situational
그리고, 상기 배경 업데이트모듈(350)은, 배경 영상 전체의 화소에 대해 가우시안 모델을 업데이트 하는 전역배경 업데이트모듈(351); 추출된 전경영역에 대응되는 화소의 가우시안 모델만 업데이트하는 국소배경 업데이트모듈(352);을 포함하여 구성된다. 즉, 본 발명에 따르면 인지된 상황에 따라 배경 영상 전체를 업데이트하고 아니면 추출된 전경영역만을 업데이트한다.
The
다음으로, 상기 도 8을 참조하여, 상기 상황인지 모델링부(100)에 의해서 이루어지는 적응적 배경영상 모델링 단계(S70)에 대해 설명한다.Next, the adaptive background image modeling step S70 performed by the situational
먼저, 카메라에서 촬영되는 영상을 연속 프레임으로 입력받는 상태에서(S110), 가우시안 혼합 모델을 초기화할 것인지 판단한다(S120). 통상 적응적 가우시안 모델로 배경 영상을 모델할 경우에 실제 배경 영상에 맞게 학습시키기 위해서, 초기 입력받는 영상 중에 15~30 프레임을 사용하여 각 픽셀별 가우시안 혼합 모델을 학습시킨다. 즉, 상기 도 7과 같이 구성되는 상황인지 모델링부(300)를 영상처리장치에 장착할 경우에, 초기에 가우시안 모델로 모델링할 배경 영상을 학습하고 초기 학습 이후에는 학습된 가우시안 모델을 입력받는 영상으로 업그레이드하는 것이다.First, in a state in which an image captured by the camera is input as a continuous frame (S110), it is determined whether to initialize the Gaussian mixed model (S120). In general, when a background image is modeled using an adaptive Gaussian model, a Gaussian mixture model for each pixel is trained using 15 to 30 frames in the initial input image. That is, when the
여기서 초기화하기로 결정되면, 초기화모듈(310)은 초기 입력받는 영상 프레임 중에서 미리 지정된 개수의 프레임을 입력받을 때까지 배경 업데이트모델(350)로 가우시안 혼합 모델을 학습시키게 한다(S130). 이와 같이 초기화되면 가우시안 혼합 모델의 각 화소별 가중치, 평균 및 공분산이 실제 배경영상에 맞게 산출하여서, 화소별 가우시안 혼합 모델을 초기화한다.In this case, when it is determined to initialize, the
초기 영상 프레임으로 가우시안 혼합 모델을 학습한 이후에, 전경영역 추출모듈(320)은 입력받는 영상 프레임에서 물체에 의한 전경영역을 배경 영상으로 학습된 가우시안 혼합 모델에 근거하여 추출한다(S140). 본 발명의 실시예에 적용된 전경영역 추출과정은 다음과 같다. 카메라로 촬상되는 지역에 출현한 물체에 의해서 영상 내에 나타나는 전경영역을 가우시안 혼합 모델에 근거하여 추출하고, 이때 추출되는 전경영역에는 그림자가 포함되므로 그림자를 제거한다. 그리고, 그림자를 제거한 전경영역의 각 화소를 연관성에 따라 블록화한 후에 잡음(노이즈)이라고 판단되는 부분을 제거하고, 인접하는 블럽 간의 병합 및 모션에 의한 블럽(Blob) 제거를 수행하고, 다음으로 물체의 경계선을 포함한 최소포함사각형(MER:minimum enclosing rectangle)을 추출하여 전경영역(OOI:Object of Interest)을 얻는다. 이와 같이 배경영상에 근거한 전경영역의 획득과정은 본 발명의 실시예에 기술된 방식에 한정하지 않음은 본 발명의 속한 기술분야의 종사자라면 알 수 있으므로, 다른 방식에 대한 설명을 생략한다.After learning the Gaussian mixture model with the initial image frame, the foreground
상기와 같이 전경영역의 영상을 추출하는 과정(S140)을 수행한 이후에 상황인지모듈(330)은 전경 영역이 추출되는지, 그리고, 추출된 전경영역이 이동하거나 정지하는지의 상황을 인지하여서(S150), 인지한 상황에 따라 배경 업데이트모듈(350)의 전역배경 업데이트모듈(351) 및 국소배경 업데이트모듈(352)을 선택적으로 가동시킨다(S160).After performing the process of extracting the image of the foreground area as described above (S140), the
여기서, 상황인지모듈(330)은 추출되는 전경영역의 시간적 및 공간적 이력을 이력관리모듈(340)에 전달하여 관리하여서, 이력관리모듈(340)에서 관리되는 전경영역의 이력에 근거하여 연속 입력되는 프레임에서 전경영역의 시간적 및 공간적 변화를 인지할 수 있다. 즉, 상기 상황인지모듈(130)은, 전경영역(OOI)이 추출되는지를 확인하여서(S151) 전경영역(OOI)이 추출되지 않을 경우에 모든 픽셀에 대한 가우시안 혼합 모델을 현재 입력된 영상 프레임으로 업데이트하고(S161), 전경영역(OOI)이 추출되면 전경영역(OOI)의 시간적 및 공간적 변화에 따른 이력을 관리한다(S152). 한편, 전경영역이 추출되는지를 확인하는 단계(S151)는, 비록 전경영역이 추출되어도 그 추출한 전경영역이 관심대상인지도 판별하여 관심대상인 경우에만 전경영역으로 채택하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 따르면 카메라를 이용해 보행자를 감지하므로, 추출한 전경영역의 크기가 미리 정한 범위 내에 있으면 보행자에 대한 전경영역으로 판별하는 것이다.Here, the
다음으로, 상황인지모듈(330)은 이력 관리에 근거하여 전경영역(OOI)이 정지하는지를 확인한다(S153). 여기서, 전경영역(OOI)이 복수 개로 검지된 상황이면 각각 전경영역(OOI)에 대해서 정지 여부를 확인하여 후술하는 단계를 실행할 때에 분리하여 개별적으로 처리한다. 전경영역의 이력관리를 통해서 보행자의 위치 및 이동을 판단하여 이에 따른 판단결과에 따라 조명등(30)에서 완전 점등으로 점등할 램프를 선택할 수 있다.Next, the
이때, 상황인지모듈(330)은 전경영역의 정지 여부를 확인하는 단계(S153)에서 정지한 것으로 확인된 전경영역(OOI)에 대해 정지한 시간을 카운트하기 시작하여서, 정지한 시간이 미리 설정된 시간 이상으로 정지하는 지를 확인한다(S154). At this time, the
그리고, 상황인지모듈(330)은 전경영역(OOI)이 촬영 지역 내로 진입하여 미리 설정된 시간 이상으로 정지한 경우에 정지한 전경영역(OOI)의 화소들에 대한 가우시안 모델을 현재 추출한 전경영역의 화소값으로 초기화한다(S163). 여기서 초기화는 전체 화소들 중에서 정지한 전경영역이 속한 화소들만 선별하여 국소적으로 배경을 업데이트하는 것으로서, 현재 추출한 전경영역의 화소값을 가우시안 모델의 파라미터인 평균()으로 하는 것을 의미한다. 아울러, 초기화할 경우에 가우시안 모델의 공분산은 초기화 전에 사용하였던 공분산()을 그대로 사용할 수 있으며, 공분산()을 그대로 사용하는 것은 과거 이력에 의해서 공분산()이 결정되는 것인데 현재 화소값으로 평균값()을 중심으로 공분산을 다시 학습 또는 업데이트하기엔 시간이 경과하기 때문이다. 여기서, 정지한 전경영역의 화소만 현재 촬영된 전경영역의 화소값으로 초기화하므로, 초기화한 전경영역 위치의 화소에 대해 이전에 업데이트하였던 가우시안 분포에 대한 정보는 삭제되므로, 이후에, 정지한 전경영역이 가우시안 모델의 배경영상으로 된다. 이에 따라, 초기화 후에는 정지한 전경영역을 제외하고 새로 진입하는 물체(보행자)만 전경영역으로 추출되며, 그만큼 물체에 따른 전경영역의 추출 시간을 단축할 수 있다. 한편, 정지한 전경영역이 가우시안 모델의 배경영상으로 된 상태이므로 상기한 전경영역 추출단계(S140)에서 추출되지 않지만, 정지한 전경영역에 대한 이력이 이력관리모듈(340)에 의해서 관리되므로 정지한 전경영역에 대해서는 상기한 전경영역 추출단계(S140)에서 감지되는 것이 아니라 전경영역(OOI)의 이력관리 단계(S152)에서 감지된다.In addition, the
또한, 상황인지모듈(330)은 전경영역(OOI)이 정지하기는 하였으나 미리 설정된 시간에 도달하지 않았으면 다음 프레임의 입력을 받는 단계(S110)로 가며, 정지한 전경영역(OOI)이 다음 프레임에서도 계속 정지하면 시간 카운터를 늘린다. 이에 따라, 전역영역(OOI)이 미리 설정된 시간 이내로 정지할 경우에 가우시안 모델을 업데이트하지 아니하고 다음 프레임을 처리하므로 전경영역(OOI)에 의한 잔상 영향을 없앨 수 있다.
In addition, if the
상황인지모듈(330)은 전경영역(OOI)의 정지 여부를 확인하는 단계(S153)에서 정지하지 아니하고 이동중인 것으로 확인된 전경영역(OOI)에 대해서, 그 전경영역(OOI)이 카메라의 촬영지역에서 미리 설정된 시간 이상으로 정지하였다가 이동하는 것인지 확인한다(S155).The
그리고, 상황인지모듈(130)은 전경영역(OOI)이 미리 설정된 시간 이상으로 정지하였던 것이 아니면, 모든 픽셀에 대한 가우시안 혼합 모델을 현재 입력된 영상 프레임으로 전역적 업데이트하며(S161), 이에 따라, 추출된 전경영역(OOI)의 화소에 대한 가우시안 혼합 모델도 업데이트되지만, 이동하는 전경영역(OOI)의 현재값이 가우시안 혼합 모델에 미치는 영향은 적다. 여기서, 미리 설정된 시간 이내로 정지하였다가 이동하는 전경영역도 이동하는 것으로 판단되므로 전역적으로 가우시안 혼합 모델을 업데이트한다. 또한, 촬영지역 내로 진입하여 영상 프레임에 전경영역(OOI)으로 출현한 것이면 새로운 전경영역(OOI)이므로 출현 시점에선 정지한 것도 아니고 미리 설정된 시간 동안 정지한 것도 아니므로 전역적으로 가우시안 혼합 모델을 업데이트하며, 상기 도 7에는 도시되지 아니하였지만 전경영역의 이력관리 시에 새로운 전경영역으로 등록되면 전역배경 업데이트 단계(S161)로 넘어가는 형태로 할 수도 있다.Then, the situation awareness module 130 globally updates the Gaussian mixture model for all pixels with the currently input image frame, if the foreground area OI has not stopped for more than a preset time (S161). The Gaussian mixture model for the extracted foreground region OOI pixel is also updated, but the influence of the current value of the moving foreground region OOI on the Gaussian mixture model is small. In this case, since it is determined that the foreground area moving after stopping within a preset time also moves, the Gaussian mixture model is updated globally. In addition, if the user enters the shooting area and appears as the foreground area (OOI) in the image frame, it is a new foreground area (OOI), so it is not stopped at the time of appearance and does not stop for a preset time, so the Gaussian mixture model is updated globally. Although not shown in FIG. 7, if a new foreground area is registered in the history management of the foreground area, the process may be performed to move to the global background update step (S161).
한편, 상황인지모델(330)은 전경영역(OOI)이 이전에 미리 설정된 시간 이상으로 정지하였다가 이동하기 시작한 것으로 확인하면, 현재 전경영역(OOI)이 떠나가고 이전에 전경영역(OOI)이 정지하였던 위치의 화소들이 배경 영상으로 되므로, 이전에 전경영역(OOI)이 정지하였던 위치의 화소들에 대해서 현재 프레임 화소값으로 초기화한다(S162). 여기서, 초기화는 정지하였던 전경영역(OOI)이 떠나간 위치에 대해서 국소적으로 가우시안 모델을 현재 프레임으로 초기화하는 것으로서, 현재 프레임의 화소값을 가우시안 모델의 평균값으로 하는 것을 의미한다. 여기서도, 이전 사용하였던 공분산값을 사용할 수 있다.On the other hand, when the
또한, 상황인지모듈(330)은, 횡단보도 영역(A)에 대응되는 가우시안 혼합 모델을 업데이트할 시에, 완전 점등으로 조명된 영역만 완전 점등된 시간 동안 업데이트한다. 이는, 미등 점등으로 조명되는 영역은 보행자를 감지하기엔 낮은 조도이면서 보행자가 없는 영역이고, 배경영상으로서 사용할 시에는 보행자가 있을 때이므로 완전 점등으로 밝게 조명될 때에만 그 조명된 영역의 영상을 배경영상으로 업데이트하는 것이다. 더욱이, 실제 배경영상으로 사용되는 시점은 완전 점등으로 밝게 조명되는 시점이기 때문이다. 그리고, 이러한 업데이트 형태로 동작하기 위해서는 카메라를 촬영된 횡단보도 영역(A)의 부분영상 중에서 미리 설정된 밝기 이상을 갖는 화소에 대해서만 가우시안 혼합 모델을 업데이트하는 방식이나, 아니면 램프와 그 램프에 의해 조명되는 위치정보를 미리 메모리(미도시)에 저장시켜서 완전 점등되는 램프에 대응되는 위치정보에 기반하여 가우시안 혼합 모델로 모델링할 화소를 선택하는 방식을 채용할 수 있다.
In addition, when updating the Gaussian mixture model corresponding to the pedestrian crossing area A, the
본 발명은 카메라에 의해 촬영되는 지역에서 관심대상 지역인 횡단보도 영역(A) 및 횡단대기 영역(B)을 한정하고, 한정된 영역 내의 보행자만 감지하도록 하기 위해서, 한정된 영역을 영상 프레임 상에서 미리 지정하고, 영상 프레임의 전 영역 중에서 지정한 영역에 대해서만 화소별 가우시안 모델로 배경 영상을 모델링할 수 있다. 이는 관심밖의 영역에 대해서 굳이 배경 영상을 생성할 필요가 없는 경우가 있기 때문이며, 이에 따라 처리속도를 향상시킬 수 있다. 이 경우에, 초기화 배경 업데이트(S130) 및 전역적 배경 업데이트(S161)는 상기 지정된 영역에 대해서만 이루어지고, 전경영역 추출(S140) 과정에서는 상기 지정된 영역 내에서만 보행자에 대응되는 전경영역만 추출한다.
The present invention defines a crosswalk area (A) and a cross-waiting area (B) which are areas of interest in the area photographed by the camera, and in order to detect only pedestrians within the limited area, the limited area is previously designated on the image frame. In addition, the background image may be modeled using a Gaussian model for each pixel only in a specified region among all regions of the image frame. This is because there is a case where it is not necessary to generate a background image for an area outside of the interest, thereby improving the processing speed. In this case, the initialization background update (S130) and the global background update (S161) are performed only for the designated area, and in the foreground area extraction process (S140), only the foreground area corresponding to the pedestrian is extracted only within the designated area.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 적응적 배경영상 모델링 단계는 적응적 가우시안 혼합 모델(Adaptive Gaussian Mixture Model)를 이용하여 배경영상을 모델링하되, 보행자의 이동 형태에 따른 상황변화를 감지하여서, 상황변화에 적응하여 가우시안 모델을 신속하게 업데이트하며, 보행자를 감지하지 않을 경우 및 이동 중인 보행자를 감지하면 배경 영상을 전역적으로 업데이트하고, 이동 중인 보행자가 미리 설정된 시간 이상으로 정지하거나 아니면 미리 설정된 시간 이상으로 정지하였다가 이동하는 경우에 정지한 위치의 영역만 국소적으로 배경 영상을 업데이트한다. 이에 따라, 본 발명은 보행자의 정지에 따른 잔상으로서 가우시안 모델에 잔존하는 물체의 픽셀값 영향을 신속하게 제거하여 실제 배경에 대응되는 화소값으로 배경영상을 정확하게 모델링할 수 있으며, 보행자의 잔상에 의해 발생할 수 있었던 보행자 검지 오차도 줄일 수 있다. 아울러, 국소적으로 배경 영상을 업데이트하므로 배경 영상을 얻는 과정에서 소요되는 시간도 단축할 수 있다.
As described above, in the adaptive background image modeling step according to an embodiment of the present invention, the background image is modeled by using an adaptive Gaussian Mixture Model, by detecting a change in the situation according to the pedestrian movement type. In response to changes in the situation, the Gaussian model is updated quickly.If no pedestrians are detected and pedestrians are detected, the background image is updated globally. In the case of stopping after moving for more than a time, only the region of the stopped position updates the background image locally. Accordingly, the present invention can quickly remove the influence of the pixel value of the object remaining in the Gaussian model as the afterimage of the pedestrian, thereby accurately modeling the background image with the pixel value corresponding to the actual background. Pedestrian detection errors that can occur can be reduced. In addition, since the background image is updated locally, the time required for obtaining the background image may be shortened.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 9는 블록구성도이고, 도 10은 횡단보도에 설치한 상태 예시도이다.9 and 10 are diagrams for explaining a situation-adaptive lighting energy-saving crosswalk safety lighting device according to a second embodiment of the present invention, Figure 9 is a block diagram, Figure 10 is installed in a crosswalk It is an illustration.
상기 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에서는 횡단상황센싱기(10)를 조작스위치(12)로 구성한다. 상기 조작스위치(12)는 지주에 설치되어서 횡단보도를 횡단하여는 보행자가 손으로 누르도록 마련되는 스위치이며, 카메라(20), 조명등(30) 및 제어장치(40)의 구성은 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하게 구성되므로, 이에 대한 설명을 간략하게 한다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 횡단보도 안전조명장치는 조작스위치(12)의 눌림 신호를 횡단 허용 신호로 감지하고, 조작스위치(12)의 눌림 조작이 이루어지면 미리 설정된 횡단 허용 시간에 맞추어서 보행자의 횡단을 유도하기 위해 집중 조명되는 위치를 인도에 근접한 구역에서 시작하여 횡단보도를 횡단하는 방향으로 이동시키는 것이다.9 and 10, in the second embodiment of the present invention, the
이와 같은 본 발명의 제2 실시예는, 보행자 신호등(5)이 설치되지 아니한 횡단보도에도 설치할 수 있게 구성되는 것이다. The second embodiment of the present invention is configured to be installed in a crosswalk where no
종래 횡단보도에 설치되는 조작스위치는 보행자가 횡단을 원할 경우에만 조작스위치를 조작한 후에 횡단하도록 설치되는 구성이며, 보행자 신호등에 연동되어 있어서 조작스위치를 조작한 순간에 미리 설정된 횡단 허용시간 동안 보행자 신호등을 녹색 점등시킨다. 이에 반해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 횡단보도 안전조명장치는 집중 조명되는 영역으로 횡단 허용 잔여 시간을 알려줄 수 있으므로, 별도의 보행자 신호등을 설치하지 아니하더라도 횡단 허용 잔여 시간을 알려줄 수 있다.
The control switch installed in the conventional pedestrian crossing is configured to traverse after operating the operation switch only when the pedestrian wants to cross, and is linked to the pedestrian traffic light so that the pedestrian traffic light for the preset crossing allowance time at the moment the operation switch is operated. Lights green. On the contrary, since the crosswalk safety lighting apparatus according to the second embodiment of the present invention can inform the crossing allowable remaining time to the focused area, the crossing allowable remaining time can be notified even if a separate pedestrian traffic light is not installed.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.Although illustrated and described in the specific embodiments to illustrate the technical spirit of the present invention, the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiment as described above, within the limits that various modifications do not depart from the scope of the invention It can be carried out in. Therefore, such modifications should also be regarded as belonging to the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the claims below.
1 : 도로 2 : 인도 3 : 도로 경계석
4 : 횡단보도 5 : 보행자 신호등
A : 횡단보도 영역 B : 횡단대기 영역
10 : 횡단상황센싱기 20 : 카메라 30 : 조명등
40 : 제어장치
100 : 횡단상황판단부 200 : 주야센싱기
300 : 상황인지모델링부 310 : 초기화모듈
320 : 전경영역 추출모듈 330 : 상황인지모듈
340 : 이력관리모듈 350 : 배경 업데이트모듈
351 : 전역배경 업데이트모듈 352 : 국소배경 업데이트모듈
400 : 조명제어부 500 : 데이터저장부1: Road 2: India 3: Road boundary stone
4: pedestrian crossing 5: pedestrian traffic light
A: crosswalk area B: crosswalk area
10: crossing situation sensor 20: camera 30: lighting
40: controller
100: crossing situation judgment 200: day and night sensing machine
300: situational modeling unit 310: initialization module
320: foreground area extraction module 330: context awareness module
340: history management module 350: background update module
351: global background update module 352: local background update module
400: lighting control unit 500: data storage unit
Claims (7)
보행자의 횡단 허용 여부를 감지하는 횡단상황센싱기(10);
복수의 램프(31)들의 조사방향을 달리하여 횡단보도 영역(A)을 균일하게 조명하도록 하며, 각 램프(31)들을 개별적으로 점등제어하게 한 조명등(30);
상기 횡단상황센싱기(10)로부터 횡단 허용 신호를 전달받으면, 횡단보도 영역(A) 상의 국부조명 위치를 보행자의 횡단 방향을 향하여 이동시키되 미리 설정된 횡단 허용 시간에 따라 사전에 설정되는 속도로 이동시켜 가며 조명하도록 상기 조명등(30)를 제어하는 제어장치(40);
를 포함하여 구성되되,
상기 제어장치(40)는,
야간임을 감지하는 주야센싱기(200)를 구비하고,
상기 주야센싱기(200)로 야간임을 감지할 경우에 상기 조명등(30)의 램프들을 미등 점등 상태로 점등시키고, 보행자 신호등(5)의 녹색점등 시에 이동시키는 조명 위치에 대응되는 램프들을 완전 점등 상태로 점등시키고,
상기 횡단상황센싱기(10)는,
보행자 신호등(5)에 설치되어 녹색 점등을 감지하는 포토센서, 또는 보행자가 누름 조작할 수 있는 조작스위치로 이루어지고,
상기 조명등(30)은,
횡단보도와 연접한 인도 상의 횡단대기 영역(B)도 포함하여 조명하도록 구성되며,
상기 제어장치(40)는,
야간에 상기 횡단대기 영역(B)을 완전 점등 상태로 유지되도록 상기 조명등(30)을 제어하고,
횡단보도 영역(A) 및 횡단대기 영역(B)을 촬영하는 카메라(20)를 더욱 포함하며,
상기 제어장치(40)는,
상기 카메라(20)로 촬영되는 영상으로 횡단보도 영역(A) 및 횡단대기 영역(B)에서 보행자를 감지하는 상황인지 모델링부(300)를 구비하되,
상기 제어장치(40)의 상황인지 모델링부(300)는,
상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치를 설치할 시에 촬영하여 얻는 영상의 초기 연속 프레임에서 각 화소별 가우시안 분포에 따른 평균 및 공분산을 산출하여 배경영상에 대한 화소별 적응적 가우시안 혼합모델을 초기화하는 초기화모듈(310);
화소별 적응적 가우시안 혼합 모델에 근거하여 초기화 이후의 영상 프레임에서 보행자에 의한 전경영역을 추출하는 전경영역 추출모듈(320);
추출한 전경영역의 위치 및 시간 이력을 관리하는 이력관리모듈(340);
전경영역이 추출되지 않을 경우 및 추출된 전경영역이 이동 중인 경우에 배경의 전역에 대한 화소별 가우시안 모델을 업데이트하고, 추출된 전경영역이 미리 설정된 시간 이상으로 정지하였다가 이동하면, 정지하였던 영역에 대한 적응적 가우시안 혼합모델의 평균값을 현재 화소값으로 초기화하는 배경 업데이트모듈(350);
을 포함하여 구성되며,
상기 제어장치(40)는 이력관리모듈(140)에서 관리되는 전경영역에 대한 이력에 근거하여 보행자의 위치 및 이동을 감지하여, 보행자의 주변을 완전 점등으로 조명하도록 상기 조명등(30)를 제어함을 특징으로 하는 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치.In the lighting device installed on the crosswalk,
Crossing situation sensing device 10 for detecting whether or not to allow the pedestrian crossing;
Illumination 30 to uniformly illuminate the crosswalk area (A) by varying the irradiation direction of the plurality of lamps 31, and to control the lighting of each of the lamps 31 individually;
When the crossing permit signal is received from the crossing situation sensor 10, the local lighting position on the crosswalk area A is moved toward the crossing direction of the pedestrian, but at a predetermined speed according to a preset crossing allowance time. A control device (40) for controlling the lamp (30) to go and illuminate;
Consists of including
The control device 40,
Equipped with a day and night sensing device 200 for detecting that the night,
When the day and night sensing device 200 detects the night, the lamps of the lamp 30 are turned on in the tail light lighting state, and the lamps corresponding to the lighting positions to move at the green light of the pedestrian traffic light 5 are completely turned on. Lights up in a state,
The cross situation sensing device 10,
Installed in the pedestrian traffic light (5) consists of a photo sensor for detecting the green lighting, or the operation switch that the pedestrian can press,
The lamp 30,
It is also configured to illuminate a crosswalk zone (B) on sidewalks in conjunction with the crosswalk,
The control device 40,
The lamp 30 is controlled to keep the cross-waiting area B in a fully lit state at night,
Further comprising a camera 20 for photographing the crosswalk area (A) and the cross-waiting area (B),
The control device 40,
It is provided with a modeling unit 300 for detecting a pedestrian in the crosswalk area (A) and the cross-waiting area (B) as the image taken by the camera 20,
The situation recognition modeling unit 300 of the control device 40,
Initialized adaptive Gaussian mixture model for each background image is calculated by calculating the average and covariance according to the Gaussian distribution of each pixel in the initial continuous frame of the image obtained when the situational lighting energy saving pedestrian crossing safety lighting device is installed. An initialization module 310;
A foreground region extraction module 320 for extracting a foreground region by a pedestrian from an image frame after initialization based on the pixel-specific adaptive Gaussian mixture model;
A history management module 340 for managing the location and time history of the extracted foreground area;
If the foreground area is not extracted and the extracted foreground area is moving, the Gaussian model for each pixel of the background is updated, and if the extracted foreground area stops for more than a preset time and then moves, A background update module 350 for initializing the mean value of the adaptive Gaussian mixture model to the current pixel value;
And,
The control device 40 detects the position and movement of the pedestrian based on the history of the foreground area managed by the history management module 140, and controls the lamp 30 to illuminate the pedestrian's surroundings with full lighting. Situational adaptive lighting energy-saving crosswalk safety lighting device characterized in that.
상기 제어장치(40)의 상황인지 모델링부(300)는,
횡단보도 영역(A)에 대한 영상을 적응적 가우시안 혼합모델로 모델링할 시에, 완전 점등으로 조명된 영역만 완전 점등된 시간에 맞추어 업데이트함을 특징으로 하는 상황적응적 점등식 에너지절약형 횡단보도 안전조명장치.The method of claim 6,
The situation recognition modeling unit 300 of the control device 40,
When modeling the image of the crosswalk area (A) as an adaptive Gaussian mixture model, only the area illuminated by full lighting is updated according to the time of full lighting. Device.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014007452A1 (en) * | 2012-07-02 | 2014-01-09 | 순천대학교 산학협력단 | Illumination device and illumination method |
KR101389006B1 (en) * | 2012-07-02 | 2014-04-25 | 순천대학교 산학협력단 | Lighting apparatus and method for pedestrian crossing zone |
KR101412035B1 (en) | 2012-09-28 | 2014-07-01 | 순천대학교 산학협력단 | Lighting apparatus |
KR101456967B1 (en) | 2013-04-24 | 2014-11-12 | 김다솜 | Apparatus for controlling signal of crosswalk and operating method thereof |
KR200480205Y1 (en) | 2014-04-16 | 2016-04-25 | 주식회사 시티컴 | Lighting apparatus for crosswalk |
KR101628906B1 (en) * | 2015-07-30 | 2016-06-09 | (주)미주 | Apparatus and method controlling crosswalk light |
KR20180133624A (en) * | 2017-06-07 | 2018-12-17 | 안세찬 | Pedestrian safety system |
KR102373777B1 (en) | 2020-10-08 | 2022-03-11 | 이종용 | System for safely Lighting a Crosswalk |
KR20220049213A (en) * | 2020-10-14 | 2022-04-21 | 조선대학교산학협력단 | System for controlling smart street light and method there of |
US11790770B2 (en) * | 2020-07-02 | 2023-10-17 | On It Solutions, LLC | Illumination system for crossing zone |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1060831A (en) * | 1996-08-13 | 1998-03-03 | Sekisui Jushi Co Ltd | Lighting device for pedestrian crossing |
KR20090118653A (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-18 | 조복희 | Traffic signal lamp assembly for pedestrians crossings |
-
2011
- 2011-05-26 KR KR1020110050075A patent/KR101117071B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1060831A (en) * | 1996-08-13 | 1998-03-03 | Sekisui Jushi Co Ltd | Lighting device for pedestrian crossing |
KR20090118653A (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-18 | 조복희 | Traffic signal lamp assembly for pedestrians crossings |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014007452A1 (en) * | 2012-07-02 | 2014-01-09 | 순천대학교 산학협력단 | Illumination device and illumination method |
KR101389006B1 (en) * | 2012-07-02 | 2014-04-25 | 순천대학교 산학협력단 | Lighting apparatus and method for pedestrian crossing zone |
KR101412035B1 (en) | 2012-09-28 | 2014-07-01 | 순천대학교 산학협력단 | Lighting apparatus |
KR101456967B1 (en) | 2013-04-24 | 2014-11-12 | 김다솜 | Apparatus for controlling signal of crosswalk and operating method thereof |
KR200480205Y1 (en) | 2014-04-16 | 2016-04-25 | 주식회사 시티컴 | Lighting apparatus for crosswalk |
KR101628906B1 (en) * | 2015-07-30 | 2016-06-09 | (주)미주 | Apparatus and method controlling crosswalk light |
KR20180133624A (en) * | 2017-06-07 | 2018-12-17 | 안세찬 | Pedestrian safety system |
KR101988002B1 (en) * | 2017-06-07 | 2019-06-11 | 안세찬 | Pedestrian safety system |
US11790770B2 (en) * | 2020-07-02 | 2023-10-17 | On It Solutions, LLC | Illumination system for crossing zone |
KR102373777B1 (en) | 2020-10-08 | 2022-03-11 | 이종용 | System for safely Lighting a Crosswalk |
KR20220049213A (en) * | 2020-10-14 | 2022-04-21 | 조선대학교산학협력단 | System for controlling smart street light and method there of |
KR102517792B1 (en) * | 2020-10-14 | 2023-04-03 | 조선대학교산학협력단 | System for controlling smart street light and method there of |
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