KR101178772B1

KR101178772B1 - 도로관리 시스템 및 도로관리 방법

Info

Publication number: KR101178772B1
Application number: KR1020090089377A
Authority: KR
Inventors: 김광섭
Original assignee: 휴앤에스(주)
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2012-09-07
Also published as: KR20110032065A

Abstract

본 발명은 도로를 촬영하여 도로상태 및 사고를 감지하도록 하는 도로관리 시스템 및 방법으로, 본 발명의 구체적인 특징은 도로를 포함하는 영역을 복수개 분할된 영역별로 촬영하도록 팬-틸트 기능과 줌 기능을 구비하는 카메라; 상기 복수개 분할된 영역에 대한 기준영상이 저장되는 기준영상 저장모듈; 상기 카메라에 의하여 촬영된 도로의 영상을 저장하는 영상저장모듈; 상기 카메라에 의하여 촬영된 도로의 영상과 촬영영상과 상기 기준영상을 비교하는 영상처리기법에 의하여 이상을 판정하는 이상판정모듈; 상기 영상저장모듈에 저장된 영상을 표시부에 표시하도록 하며, 제어대상을 제어하는 제어모듈을 포함하는 것이다.

처량판정모듈, 이상판정모듈, 도로상태, 줌, 영상처리

Description

도로관리 시스템 및 도로관리 방법{system and methode for road managing}

본 발명은 도로를 카메라로 촬영하도록 하여 이상이 발생한 부분을 검출하도록 하여 도로를 실시간으로 관리하고, 유지 보수할 수 있도록 하는 도로관리 시스템 및 도로관리 방법에 관한 것이다.

도로를 카메라의 영상에 의하여 관리하도록 하는 방법이 특허 제10-0443667호 (발명의 명칭: 포장도로의 균열검출방법)에 개시되어 있다. 특허 제10-04443667호는 차량이 포장된 도로를 따라 이동하면서 도로의 노면을 촬영하고 촬영된 영상을 화상 처리함으로써 포장의 균열부분을 검출하도록 하는 것이다.

그러나 이러한 균열검출방법은 차량으로 도로를 따라 이동함으로써 실시간으로 도로에 발생되는 손상을 검출할 수 없다.

또한 도로의 손상은 포장에서 발생되는 균열 뿐만 아니라 일정 부분에 발생되는 흠집이나 토사붕괴 등 다양한 상태로 차량 주행에 방해를 미치는 형태가 존재하나 단순히 도로의 균열만을 검출한다고 해서 도로의 정상적인 관리가 이루어지지 못하고, 도로 관리가 실시간으로 이루어지지 못하기 때문에 토사붕괴 등에 따른 교통장애 등에 대하여 적절히 대처할 수 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 실시간으로 도로의 영상을 카메라로 입력받고 이를 기준영상과 비교함으로써 실시간으로 도로의 이상상태에 대하여 대비하고, 처리할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 해결과제는 포장에 발생되는 균열 뿐만 아니라 다양한 도로 손상원인을 규명하도록 함으로써 도로의 유지관리가 용이하도록 하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 해결수단은 도로를 촬영하여 도로상태 및 사고를 감지하도록 하는 도로관리 시스템에 있어서: 도로를 포함하는 영역을 복수개 분할된 영역별로 촬영하도록 팬-틸트 장치와 줌 장치를 구비하는 카메라; 상기 카메라에 의하여 촬영된 영상에서 특정 영역만을 추출하여 영상처리하는 영상처리부; 상기 복수개 분할된 영역에 대한 기준영상이 저장되는 기준영상 저장모듈; 상기 영상처리부에서 처리된 카메라에 의하여 영역별로 추출된 도로의 영상을 저장하는 영상저장모듈; 상기 영역별로 추출된 도로의 영상과 상기 영역별로 추출된 도로의 영상의 영역과 일치하는 기준영상을 비교하여 이상을 판정하는 이상판정모듈; 상기 복수개 분할된 영역들 중 특정 영역을 주기적으로 촬영하도록 상기 팬-틸트 장치를 제어하며, 상기 특정 영역을 동일한 해상도 및 크기로 촬영되도록 줌 장치를 제어하는 카메라 제어모듈; 상기 영역별로 추출된 도로의 영상 중 차량의 존재 여부를 검출하고, 임의의 영역에 기설정된 횟수만큼 연속적으로 차량이 존재하는 것으로 검출되면 상기 임의의 영역에 고장차량이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 임의의 영역에 상기 기설정된 횟수에 도달하기 전에 차량이 존재하지 않게 되면 차량이 존재하지 않는 영상을 상기 영상저장모듈에 갱신 저장하는 차량판정모듈을 포함하는 것이다.

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또한, 본 발명의 다른 해결수단은 카메라에 의하여 도로를 각 영역별로 촬영하고, 영역별로 촬영된 영상을 기준영상과 비교하여 도로의 파손 및 도로의 사고를 감지하도록 하는 도로관리방법에 있어서: 각 영역별로 상기 카메라가 구동하여야 팬-틸트, 줌 지시값 데이터와 각 영역에 대한 기준영상을 준비하는 단계; 상기 카메라에 의하여 촬영된 영상에서 특정 영역만을 추출하여 영상처리하는 영상처리단계; 상기 영상처리단계에서 영상처리된 각 영역의 영상을 상기 각 영역의 기준영상과 비교하여 차영상을 산출하는 단계; 상기 차영상이 차량에 의한 영상인지를 판정하는 차량판정단계; 특정 영역의 차영상이 특정 차량에 의한 것으로 판정되면, 상기 특정 영역에 대하여 기설정된 횟수만큼 촬영하고, 상기 기설정된 횟수의 촬영된 영상들 내에 상기 특정 차량이 연속적으로 검출되면 상기 특정차량을 정지차량으로 판정하는 단계를 포함하는 것이다.

삭제

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 관리자가 도로현장에 가지 않고도 도로 상태 및 사고를 즉시 파악할 수 있으며, 관리자는 차량이 배제된 도로상태를 항상 표시부를 통하여 관측할 수 있기 때문에 도로상태 파악이 매우 용이하다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에서 도로의 카메라의 촬영영역을 도시한 예이다.

도로에는 팬틸트 및 줌기능이 구비된 카메라가 설치된다. 이때 카메라의 설치위치는 터널 입구 등 토사붕괴 및 빙결이 자주 발생하여 교통사고 빈도가 높은 곳이 바람직하다.

카메라는 도로 및 노변을 정해진 영역(A11, A12, … . A83, A84) 별로 분할하여 촬영하고, 실선은 A42의 영역을 표시한 것으로, 노변영역(A41)과 중앙선 사이의 영역을 표시하고 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예의 회로도이다.

제어부(1)는 전체 시스템을 제어하는 제어모듈(111)과, 카메라(5)를 구동시키는 카메라 구동부(3)에 동작신호를 공급하며 영상처리부(7)에 특정 영역만의 영상을 처리하도록 지시하는 카메라 제어모듈(105), 도로의 정해진 영역(A11, A12, … . A83, A84)에 대한 기준영상을 저장하는 기준영상 저장모듈(107), 입력되는 각 영역의 영상에 차량이 존재하는지를 검출하는 차량판정모듈(101), 입력되는 영상을 기준영상과 비교하여 차영상의 크기가 일정 값 이상일 때 이상으로 판정하는 이상판정모듈(103), 영상처리부(7)에서 영상처리된 각 영역의 영상을 저장하는 영상저장모듈(109)을 구비한다.

또한, 제어부(1)에는 카메라 제어모듈(105)의 제어신호에 따라서 카메라(5)를 구동시키는 카메라 구동부(3)가 연결되고, 카메라(5)에 의하여 촬영된 영상에서 카메라 제어모듈(105)로부터 지정되는 영역 이외의 나머지 영역을 제거하고, 지정된 영역의 영상을 2진화시키는 영상처리부(7)와, 이상판정모듈(103)에 의하여 특정영역에 이상이 있는 것으로 판정되면 경고를 발생시키는 경고발생부(9), 각 영역의 촬영된 영상을 표시하는 표시부(11), 관리자가 카메라 이동속도 등의 설정값을 입력하거나, 특정영역을 줌인하기 위한 데이터 값을 입력하기 위한 입력부(13)가 연결된다.

또한, 카메라 제어모듈(105)에는 각 영역을 촬영하기 위한 팬-틸트값과 각 영역의 균일하도록 하기 위한 카메라의 줌 량을 지시하는 각 영역에 대한 줌 지시값과 촬영된 영상으로부터 중심 영역과 이웃영역을 구분하는 경계 좌표값들이 저장되고, 카메라 제어모듈(105)는 카메라 구동부(3)에 카메라(5)가 각 영역을 순차적으로 촬영할 수 있도록 주기적으로 팬-틸트 값과 줌 지시값을 전송하는 한 편, 영상처리부(7)에 각 주기에서 경계 좌표값들을 전송한다.

카메라 구동부(3)는 카메라 제어모듈(105)로부터 입력되는 팬-틸트 값과, 줌 지시값에 따라서 카메라(5)를 구동시켜 각 영역을 동일한 해상도, 동일한 크기로 촬영하도록 한다. 또한, 영상처리부(7)는 카메라(5)로부터 촬영된 영상에 대하여 카메라 제어모듈(105)로부터 입력된 경계 좌표값들에 의하여 해당 영역 이외의 영역을 소거한 후 해당 영역의 영상을 이진화시킨다.

영상처리부(7)에서 영상 처리된 영상은 제어부(1)의 이상판정모듈(103)에 입력된다.

이상판정모듈(103)은 영상처리부(7)에서 입력되는 영상과 입력되는 영상과 동일 영역에 대한 기준영상을 기준영상저장모듈(107)로부터 독출하여 비교하여 차영상이 존재하는지를 검출한다.

이상판정모듈(103)은 차영상이 존재하는 경우 차영상을 차량판정모듈(101)에 전송하고, 차량판정모듈(101)은 차영상이 차량에 의한 영상인지를 검출한다.

차량판정모듈(101)에는 각 차종들에 대한 기준영상이 저장되어 있으며, 이상판정모듈(103)로부터 입력된 차영상과 각 차종들에 대한 기준영상을 비교하여 차영상이 기준영상들 중 하나와 일치하면 차영상이 차량으로 판정하고, 차영상이 차량으로 판정되는 경우에 영역정보와 영역내에 차량이 존재한다는 차량존재정보를 카메라 제어모듈(105)에 전송한다.

카메라 제어모듈(105)은 카메라(5)가 정해진 순서대로 영역별로 촬영하도록 하고, 차량판정모듈(101)로부터 입력되는 차량존재정보에 따라 영상중에 차량이 존재한 영역이 도로 영역들에 해당하면 차량이 존재한 영역들에 대하여 재차 촬영하도록 하여 차량이 존재하지 않을 때의 영상을 획득하도록 한다.

제어모듈(111)은 영상저장모듈(109)에 저장된 차량이 존재하는 영역에 대하여 저장된 영상을 새롭게 촬영된 차량이 존재하지 않는 영상으로 대체하여 저장하고, 차량이 존재하는 영역에 대하여 반복적으로 촬영하는 경우에 차량이 연속적으로 검출되게 되면 이러한 차량은 이동이 없는 차량에 해당되므로, 정지차량으로 판정한다.

또한, 이 과정에서 차량판정모듈(101)은 차량존재정보를 이상판정모듈(103)에도 전송하고, 이상판정모듈(103)은 차영상이 차량에 의해 발생되었다는 차량존재정보가 입력되면, 도로 영역에서 발생된 것인지 노변영역에서 발생된 것인지를 검출하고, 노변영역에서 발생된 경우에는 이상판정신호를 발생시킨다.

또한, 이 과정에서 이상판정모듈(103)은 차영상에 대하여 차량판정모듈(101)이 차량이 아닌 것에 의하여 발생되는 것으로 판정하면 차영상의 크기가 기설정된 크기를 초과하게 되는 경우에 이상판정신호를 발생시킨다.

또한, 이상판정모듈(103)은 차영상의 종류를 판별하여 이상판정종류도 판정하도록 한다.

이상판정모듈(103)은 차영상이 일정 길이 이상의 선 유형인 경우에는 도로의 균열로 판정하고, 일정영역을 차지하는 유형인 경우에는 도로침하, 토사붕괴 등으로 판정한다.

또한, 카메라 제어모듈(105)은 차량판정모듈(101)로부터 입력되는 차량존재정보에 의하여 시간차를 두고 동일 영역에 대하여 반복적으로 촬영하도록 카메라 구동부(3)에 신호를 전송할 때, 기설정된 횟수만큼 연속해서 동일 영역에서 동일한 종류의 차량이 존재하는 것이 입력되면 이는 촬영된 차량이 해당영역에서 고장등의 원인으로 정지한 상태이기 때문에 이상판정모듈(103)에 해당영역에 차량정지임을 고지하는 이상신호를 전송한다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 도로관리시스템의 동작순서를 설명하는 순서도이다.

각 영역(Aij)에 대하여 팬-틸트 값 및 줌 지시값을 설정하고, 각 영역(Aij)에 대한 기준영상(Qij)를 촬영하여 저장하는 초기화단계를 수행한다 (1≤i ≤ m. 1≤j ≤ n)(S1). 각 영역(Aij)에 대한 실 영상을 획득하고, 영상처리한 각 영역의 영상Pij를 획득하여 영상저장모듈(109)에 저장하는 한편(S2), (S11), 기준영상(Qij)와 실 영상 Pij의 차영상인 Oij= Pij - Qij 를 산출하고, 차영상 Oij의 크기가 기 설정된 값 K 이상인지를 검출하고(S3), 차영상 Oij의 크기가 K보다 작은 경우에는 각 영역에 대한 영상획득을 계속 수행하며(S2), (S4), 차영상 Oij의 크기가 K 보다 큰 경우에는 차영상Oij가 차량에 의한 차영상인지를 판단하고(S5), 차량에 의한 차영상이 아닌 경우에는 도로파손 등의 도로에 발생된 이상징후에 의한 차영상인 것으로 판단하여 해당영역을 이상판정한다.

또한, 차영상Oij가 차량에 의하여 발생된 경우라면(S5), 차량이 통과하는 영역Xij의 위치정보를 저장하고, Xij에 대한 촬영횟수를 검출하여 설정된 값 Y를 초과하는지를 검출한다(S6), (S8). Xij에 대한 촬영횟수가 Y를 초과하게 되면 영역Xij에 차량이 정지된 상태이므로 정지차량으로 판정하게 되고, Xij에 대한 촬영횟수를 검출하여 설정된 값 Y를 초과하지 않는 경우에는 Xij 영역에 대하여 재촬영한 후 영상저장모듈(109)에 저장된 기존의 영상을 새롭게 촬영된 영상으로 대체하여 저장한다(S10), (S11). 이와 같이 영상저장모듈(109)에 저장된 각 영역에 대한 영상에 차량이 존재하는 경우에는 차량이 통과하지 않은 영상으로 대체되기 때문에 제어모듈(111)에 의하여 표시부(11)에 표시되는 도로의 영상은 차량이 통과하지 않는 도로상태가 완전히 표시되는 영상으로 표시된다. 이때 노변이나 도로에 정지차량이 존재하게 되면 정지차량이 표시되게 되고, 특정 크기 이상의 도로의 흠결이 발생되는 경우에 흠결 상태가 표시되게 되고, 이에 따른 경고가 발생되기 때문에 관리자가 도로를 용이하게 관리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에서 도로의 카메라의 촬영영역을 도시한 예이다

도 2는 본 발명의 일실시예의 회로도이다.

Claims

도로를 촬영하여 도로상태 및 사고를 감지하도록 하는 도로관리 시스템에 있어서:

도로를 포함하는 영역을 복수개 분할된 영역별로 촬영하도록 팬-틸트 장치와 줌 장치를 구비하는 카메라;

상기 카메라에 의하여 촬영된 영상에서 특정 영역만을 추출하여 영상처리하는 영상처리부;

상기 복수개 분할된 영역에 대한 기준영상이 저장되는 기준영상 저장모듈;

상기 영상처리부에서 처리된 카메라에 의하여 영역별로 추출된 도로의 영상을 저장하는 영상저장모듈;

상기 영역별로 추출된 도로의 영상과 상기 영역별로 추출된 도로의 영상의 영역과 일치하는 기준영상을 비교하여 이상을 판정하는 이상판정모듈;

상기 복수개 분할된 영역들 중 특정 영역을 주기적으로 촬영하도록 상기 팬-틸트 장치를 제어하며, 상기 특정 영역을 동일한 해상도 및 크기로 촬영되도록 줌 장치를 제어하는 카메라 제어모듈;

상기 영역별로 추출된 도로의 영상 중 차량의 존재 여부를 검출하고, 임의의 영역에 기설정된 횟수만큼 연속적으로 차량이 존재하는 것으로 검출되면 상기 임의의 영역에 고장차량이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 임의의 영역에 상기 기설정된 횟수에 도달하기 전에 차량이 존재하지 않게 되면 차량이 존재하지 않는 영상을 상기 영상저장모듈에 갱신 저장하는 차량판정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 관리 시스템.
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카메라에 의하여 도로를 각 영역별로 촬영하고, 영역별로 촬영된 영상을 기준영상과 비교하여 도로의 파손 및 도로의 사고를 감지하도록 하는 도로관리방법에 있어서:

각 영역별로 상기 카메라가 구동하여야 팬-틸트, 줌 지시값 데이터와 각 영역에 대한 기준영상을 준비하는 단계;

상기 카메라에 의하여 촬영된 영상에서 특정 영역만을 추출하여 영상처리하는 영상처리단계;

상기 영상처리단계에서 영상처리된 각 영역의 영상을 상기 각 영역의 기준영상과 비교하여 차영상을 산출하는 단계;

상기 차영상이 차량에 의한 영상인지를 판정하는 차량판정단계;

특정 영역의 차영상이 특정 차량에 의한 것으로 판정되면, 상기 특정 영역에 대하여 기설정된 횟수만큼 촬영하고, 상기 기설정된 횟수의 촬영된 영상들 내에 상기 특정 차량이 연속적으로 검출되면 상기 특정차량을 정지차량으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로관리방법.
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