KR101630154B1 - 차량 하부 영상 검색 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량 하부 영상 검색 시스템 및 방법에 관한 것으로, 그 목적은 재방문하는 검색 대상 차량의 하부 영상을 라인 스캔 영상으로 촬영 후 일정 크기의 영상 크기로 정형화하여 표준화하고, 표준화된 영상의 차량 진입 각도를 직진상태 영상으로 자동축 보정하여 기등록 영상 DB과 동일한 형태로 보정한 후 매칭 대조하여 이상유무를 신속하고 신뢰성 있게 검색할 수 있는 차량 하부 영상 검색 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 차량번호 인식기(1)와; 차량의 진입을 감지하는 제 1 루프코일(2)와; 제 1 루프코일 후방에 설치되어 차량의 출차를 감지하는 제 2 루프코일(3)과; 차량 하부에 조명을 비추는 조명수단(4)과; 차량 하부 영상을 촬영하는 라인스캔 카메라(5)와; 라인스캔 카메라에서 촬영된 차량의 하부 영상을 정형화하는 라인 영상 표준화부, 표준화된 차량영상을 축보정하는 축보정부, 축보정된 현재 영상과 기등록된 영상 DB를 비교하여 이상 유무를 판단하는 영상비교부;를 포함하는 차량 하부영상 검색모듈(6)과; 차량번호 DB, 현재 영상 DB, 기등록 영상 DB, 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB를 저장하는 DB 장치(7);를 포함하여 구성된 차량 하부 영상 검색 시스템 및 이를 이용한 검색 방법을 발명의 특징으로 한다.
본 발명의 구성은 차량번호 인식기(1)와; 차량의 진입을 감지하는 제 1 루프코일(2)와; 제 1 루프코일 후방에 설치되어 차량의 출차를 감지하는 제 2 루프코일(3)과; 차량 하부에 조명을 비추는 조명수단(4)과; 차량 하부 영상을 촬영하는 라인스캔 카메라(5)와; 라인스캔 카메라에서 촬영된 차량의 하부 영상을 정형화하는 라인 영상 표준화부, 표준화된 차량영상을 축보정하는 축보정부, 축보정된 현재 영상과 기등록된 영상 DB를 비교하여 이상 유무를 판단하는 영상비교부;를 포함하는 차량 하부영상 검색모듈(6)과; 차량번호 DB, 현재 영상 DB, 기등록 영상 DB, 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB를 저장하는 DB 장치(7);를 포함하여 구성된 차량 하부 영상 검색 시스템 및 이를 이용한 검색 방법을 발명의 특징으로 한다.
Description
본 발명은 차량 하부 영상 검색 시스템 및 방법에 관한 것으로, 자세하게는 재방문 검색 대상 차량의 하부를 촬영한 영상을 정형화하고 진입각도에 대한 보정을 가해 신속하고 신뢰성 있는 비교 검색결과를 도출하도록 한 차량 하부 영상 검색 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 급증하고 있는 테러에 대비하기 위해 공공 건물 또는 국가 기관의 건물에 대한 보안 검색이 강화되고 있다.
특히 차량에 의한 폭발물 테러를 방지하기 위해 주요 건물 마다 여러 형태의 바리케이드를 이용하여 입출차를 차단하고 검색하고 있다.
종래의 입출차 검색 방법은 탑승자의 신원을 조회하고 검색용 거울 등을 이용하여 차량 하부 바닥에 대고 직접 눈으로 이상 유무를 검색하고, 탐지견 등을 이용하여 폭발물 유무를 검색하는 수작업 방식이 대부분이다. 하지만 이와 같은 종래의 검색 방법은 고도로 훈련되고 해당 업무에 숙련된 사람과 탐지견이 아니면 차량 하부 구조의 이상 유무를 확인하기 어렵고, 설사 고도로 훈련되고 숙련된 보안 검사자나 탐지견이 있다고 하더라도 피로 누적등으로 지속적인 검색이 어렵다는 현실적인 문제점이 있었다.
더욱이 상기한 종래의 차량하부 검색방법은 차량 통행이 많을 경우 일일이 탑승자의 신원을 조회하고 검색용 거울 및 탐지견을 이용하여 정밀하게 차량 하부를 검색하기 어렵다는 문제점이 있다.
최근에는 상기와 같은 종래 보안 검색의 문제점을 해결하고자 차량의 진입 및 출차 여부를 판단하는 루프 감지기와 차량번호판을 인식하는 광학 인식장치, 그리고 차량의 하부를 촬영하는 카메라 또는 센서, 그리고 획득된 영상정보를 이용하여 이상유무를 판단하는 하부 검색 모듈(하부 검색 프로그램이 실행되는 컴퓨터)등을 구비하여 차량 하부 영상을 촬영하고, 촬영된 영상정보를 분석하여 폭발물과 같은 위험물질이 있는지 여부를 판독하는 자동화된 차량 하부 검색 방법이 증가하고 있는 추세이다.
대한민국 특허등록 제 10-0964025호는 차량 하부영상을 이용한 입출차 제어 시스템 및 그 제어를 위한 장치에 관한 것으로, 차량의 무단 출입을 방지하기 위한 차단기를 구동하는 입출제어장치; 차량이 진입하는 경로상에 위치하는 반사경을 통해 구비된 촬영장치를 이용하여 진입하는 차량의 차량번호판을 촬영 또는 스캔하고, 상기 촬영장치를 이용하여 통과하는 상기 차량의 하부를 촬영 또는 스캔하는 차량검색장치; 및 상기 차량하부 및 상기 차량번호판이 촬영 또는 스캔된 각 영상을 이용하여 판단된 상기 차량이 출입이 허용된 차량인지 여부에 따라 상기 입출제어장치가 상기 차단기를 구동하도록 제어하는 중앙관리 장치를 포함하는 기술 구성을 개시하고 있다.
또한 대한민국 특허 공개번호 10-2011-0043048호는 차량 하부 촬영 장치에 관한 것으로, 차량 진입을 감지하는 진입 루프 감지기와, 진입 루프 감지기 후방에 일정 거리 이격되어 설치되어 차량 진출을 감지하는 진출 루프 감지기와, 진입 루프 감지기와 상기 지출 루프 감지기 사이에 설치되며, 차량 하부를 촬영하는 카메라와, 상기 카메라 전방 혹은 후방에 설치되어 차량의 정지 여부를 감지하는 스캔 감지 센서부를 구비하는 하부 검사부 및 카메라로부터 입력되는 영상을 입력받은 후 이를 이미지로 합성하는 스캔 영상 처리부가 개시되어 있다.
하지만 상기와 같은 선행 기술을 포함한 대부분의 차량하부 영상 검색시스템은 촬영된 차량 하부 영상을 처리하여 이상유무를 판단하는 알고리즘이 너무 단순하거나 계산량이 많아 실시간 검출에 취약하다는 문제점이 있다.
또한 차량하부 영상을 촬영을 위해 정지상태의 차량 또는 10 km/h 이하의 저속 주행상태의 차량일 경우에만 비교적 신뢰성 있는 영상처리가 가능하다는 단점이 있어서 이보다 상대적으로 고속 주행 상태 예를 들어 하이패스 통과할 때처럼 40 km/h 내외의 속도로 주행하는 조건에서는 신뢰성 있는 영상처리가 힘들어 많은 차량을 검색해야 하는 경우에 적합하지 않다는 구조적인 문제점이 있다.
또한 종래 차량하부 영상 검색시스템은 차량 하부 영상 촬영시 스캔 카메라의 영상 사이즈를 정형화하지 않아 촬영시간과 차량의 속도에 따른 영상의 왜곡이 발생하고 이로 인한 비교 오류 검출 가능성이 크다는 문제점이 있다.
또한 종래 차량하부 영상 검색시스템은 차량 하부 영상 촬영시 주간에는 비교적 영상이 잘 검출되나 야간에는 노이즈가 많아 영상 검출이 잘되지 않는다는 단점이 있다.
또한 종래 차량하부 영상 검색시스템의 가장 큰 문제점은 대부분의 알고리즘이 차량이 직진 형태로 정상적인 진입을 할때를 가정하고 있기 때문에 진입하는 차량이 정상적인 직진 상태 진입이 아닌 비스듬한 상태로 사선 경사각으로 진입하는 경우 촬영된 영상과 참조 영상과의 대조 작업에 많은 어려움이 있어서 신뢰성 있는 검색이 어렵다는 구조적인 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 재방문하는 검색 대상 차량의 하부 영상을 라인 스캔 영상으로 촬영 후 일정 크기의 영상 크기로 정형화하여 표준화하고, 표준화된 영상의 차량 진입 각도를 직진상태 영상으로 자동축 보정하여 기등록 영상 DB과 동일한 형태로 보정한 후 매칭 대조하여 이상유무를 신속하고 신뢰성 있게 검색할 수 있는 차량 하부 영상 검색 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 차량번호 인식기와; 차량의 진입을 감지하는 제 1 루프코일와; 제 1 루프코일 후방에 설치되어 차량 출차를 감지하는 제 2 루프코일과; 차량 하부에 조명을 비추는 조명수단과; 차량 하부 영상을 촬영하는 라인스캔 카메라와; 라인스캔 카메라에서 촬영된 차량의 하부 영상을 설정된 규격 크기로 정형화하는 라인 영상 표준화부, 표준화된 차량영상을 진입각도에 따라 축보정하여 최종 영상 정보를 생성하는 축보정부, 축보정된 현재 영상과 기등록된 영상 DB를 비교하여 이상 유무를 판단하는 영상비교부;를 포함하는 차량 하부영상 검색모듈과; 차량번호 DB, 현재 영상 DB, 기등록 영상 DB, 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB를 저장하는 DB 장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 하부 영상 검색 시스템을 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 라인스캔 카메라는 진입 차량의 속도가 저속일 경우 또는 전장이 긴 경우 제 1 루프 코일 신호가 on됨과 동시에 라인스캔 영상 데이터를 획득시 정해진 시간안에 제 2 루프 코일로부터 off 신호가 없으면 계속 off신호가 올때까지 최대 버퍼 크기를 넘지 않는 선에서 계속 라인스캔 영상 데이터를 획득하도록 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 차량 하부영상 검색모듈은, 라인 스캔 카메라로부터 실시간 라인 영상 프레임들을 입력받는 라인영상 입력부와; 차량의 속도와 크기에 따라 라인스캔 카메라에서 촬영된 영상 프레임들을 DB장치에 저장된 동일 차종의 차량 영상DB와 동일한 길이로 표준화하는 라인영상 표준화부와; 표준화된 영상에서 차량 앞/뒤 범퍼를 검출하여 불필요한 영상 부분을 잘라내는 차량 앞뒤 범퍼 인식부와; 잘라낸 영상을 실시간 처리가 가능한 표준화 영상 크기로 리사이징 해주는 영상 리사이징부와; 이후 영상 리사이징부를 거친 영상 정보를 가지고 차량번호 인식기에서 인식된 번호판 번호를 DB장치에서 검색하여 차량 방문 여부를 판단하여 분류하는 차량 방문 검출부와; 촬영된 진입차량의 각도를 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB 또는 기 등록 영상 DB와 주축과 일치되도록 보정하는 축보정부;와 축보정된 현재 영상을 일정 영역의 블록으로 분할 후 각 분할된 블록을 기등록된 영상 DB와 대비하여 동일 유사한 밝기 정보에 해당하는 부분은 정상으로 인식하여 제외하고 밝기 정보 차이가 나는 블록 부분만을 추출함으로써 신속하게 이상 유무를 비교하는 영상비교부;로 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 라인영상 표준화부는, 진입 차량의 속도가 정속 또는 차량의 전장이 일반적인 차량일 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터를 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이로 표준화하고,
진입 차량의 속도가 과속일 경우 또는 차량의 전장이 짧은 소형 차량일 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터 길이가 줄어들어 이웃하는 라인스캔 영상 데이터와 라인스캔 영상 데이터 사이에 단층현상이 심할 경우 해당 위치에서 보간법을 실행하여 길이를 표준화 하고,
진입 차량의 속도가 저속일 경우 또는 차량의 전장이 긴 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터 길이가 늘어난 경우는 일정한 영역별로 변화가 많지 않은 동일한 패턴이 반복되는 영역 위주로 길이를 줄여 표준화하도록 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 축보정부는 촬영된 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 기등록된 영상 DB 또는 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 알아내 보정하도록 구성할 수 있다.
또한 본 발명은 다른 실시 양태로,
차량번호 인식기가 접근하는 차량의 번호판을 인식하는 단계와;
제 1 루프 코일이 차량의 진입을 인식하는 단계와;
제 1 루프 코일의 차량 인식에 따라 조명수단이 활성화되어 작동하는 단계 및 라인 스캔 카메라가 활성화되어 작동되는 단계와;
라인 스캔 카메라로 진입 차량의 하부 영상 촬영시 정의된 시간안에 촬영이 완료되면 다음 단계로 가고, 미완료시 상기 제 1 루프 코일이 차량의 진입을 인식한 단계로 되돌아가는 단계와;
촬영이 정의된 시간안에 종료되면 제 1, 2 루프 코일, 조명수단 및 라인 스캔 카메라의 작동을 중지시키는 단계와;
촬영된 차량 하부 영상을 설정된 크기로 정형화하여 표준화된 영상을 만들고, 표준화된 영상을 진입각도에 따라 축보정하여 최종 영상 정보를 생성후 현재 영상과 기등록된 영상 DB를 비교하여 이상 유무를 판단하는 차량하부영상검색모듈 수행 단계와;
이상 상황이 검색되면 경고를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 하부 영상 검색 방법을 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 차량하부영상검색모듈 수행 단계는, 라인 스캔 카메라로부터 실시간 라인 영상 프레임들을 입력받는 라인영상입력단계와; 차량의 속도와 크기에 따라 라인스캔 카메라에서 촬영된 영상 프레임들을 DB장치에 저장된 동일 차종의 차량 영상DB와 동일한 길이로 표준화하는 라인 영상 표준 DB화 단계와; 표준화된 영상에서 차량 앞/뒤 범퍼를 검출하여 불필요한 영상 부분을 잘라내는 차량 앞/뒤 범퍼 검출 단계와; 잘라낸 영상을 실시간 처리가 가능한 표준화 영상 크기로 리사이징 해주는 영상 리사이징 단계와; 인식된 번호판 번호로 방문여부를 판단하는 단계와; 처음 방문 차량의 리사이징된 영상을 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB와 주축이 일치되도록 직진 각도로 보정하는 영상 DB용 자동축 보정 단계와; 축보정된 처음 방문 차량 영상을 DB장치에 저장하는 단계와; 재방문 차량일 경우 리사이징된 영상과 기 등록 영상 DB와 주축이 일치되도록 직진 각도로 보정하는 현재 영상 DB용 자동축 보정 단계와; 축보정된 재방문 차량의 현재 영상을 DB장치에 저장하는 단계와; 현재 영상과 기 등록 영상 DB간을 비교하는 영상 비교 단계와; 영상비교단계에 따라 경고 출력단계 또는 차량의 번호판 인식 단계로 갈지를 판단하는 이상 상황 여부 판단 단계;로 구성될 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 라인 영상 표준 DB화 단계는, 진입 차량의 속도가 정속 또는 차량의 전장이 일반적인 차량일 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터를 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이로 표준화하고,
진입 차량의 속도가 과속일 경우 또는 차량의 전장이 짧은 소형 차량일 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터 길이가 줄어들어 이웃하는 라인스캔 영상 데이터와 라인스캔 영상 데이터 사이에 단층현상이 심할 경우 해당 위치에서 보간법을 실행하여 길이를 표준화 하고,
진입 차량의 속도가 저속일 경우 또는 차량의 전장이 긴 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터 길이가 늘어난 경우는 일정한 영역별로 변화가 많지 않은 동일한 패턴이 반복되는 영역 위주로 길이를 줄여 표준화하는 단계일 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 영상 DB용 자동축 보정 단계는 촬영된 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 알아내 보정하는 단계일 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 현재 영상 DB용 자동축 보정 단계는 촬영된 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 DB장치에 저장된 기등록된 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 알아내 보정하는 단계일 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 영상 비교 단계는 축보정된 현재 영상을 일정 영역의 블록으로 분할 후 각 분할된 블록을 기등록된 영상 DB와 대비하여 동일 유사한 밝기 정보에 해당하는 부분은 정상으로 인식하여 제외하고 밝기 정보 차이가 나는 블록 부분만을 추출함으로써 신속하게 이상 유무를 비교하는 단계일 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 최고 40 km/h 내외의 속도로 주행하는 조건에서도 라인스캔 카메라를 이용하여 차량 속도에 독립적인 라인 영상을 획득하여 검색 대상 차량들의 하부 영상을 동일한 조건으로 정형화함으로써 촬영시간과 차량 속도에 따른 왜곡된 영상 발생을 최소화하여 표준 영상 DB를 얻을 수 있다는 장점과,
또한 표준 영상에 나타난 차량의 진입 각도를 촬영된 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 기등록된 영상 DB 또는 차량 제조회사에서 제공한 표준 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 자동 보정함으로써 영상의 왜곡을 방지하면서 비교 오류 검출 가능성을 저감시켰다는 장점과,
또한 자동축 축보정된 현재 영상을 일정 영역 크기의 단위 블록으로 분할 후 각 분할된 단위 블록의 밝기 정보를 이용하여 기등록된 영상 DB의 블록된 영상 픽셀과 매칭 후 대비하여 동일 또는 유사한 밝기 정보에 해당하는 부분의 블록일 경우는 제외하고, 재차 상기와 같은 방법으로 미 검색된 현재 영상의 블록들을 기등록된 영상 DB의 블록과 계속 매칭 검색하여 많은 밝기 정보 차이가 나는 부분의 블록만을 추출하여 이상 유무를 신속하게 검색할 수 있다는 장점과,
또한 야간 하부 촬영시의 차량하부 영상 검색시스템 신뢰성을 높이기 위해 노이즈가 많이 발생하는 영상 검출 조건에 따른 야간전용 기준 DB영상을 구비하여 주간 뿐만 아니라 야간 차량 하부 검색의 신뢰성을 높였다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량 하부 영상 검색 시스템을 보인 구성도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 차량의 속도와 크기에 따른 촬영과정을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 개별 라인 스캔 영상으로 이루어진 영상 형성을 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 범퍼 인식에 따른 영상편집을 보인 예시도이고,
도 5 내지 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 축보정 과정을 보인 예시도이고,
도 9 및 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상비교 과정을 보인 예시도이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량 하부 영상 검색 방법을 보인 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 차량의 속도와 크기에 따른 촬영과정을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 개별 라인 스캔 영상으로 이루어진 영상 형성을 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 범퍼 인식에 따른 영상편집을 보인 예시도이고,
도 5 내지 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 축보정 과정을 보인 예시도이고,
도 9 및 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상비교 과정을 보인 예시도이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량 하부 영상 검색 방법을 보인 흐름도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량 하부 영상 검색 시스템을 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 차량의 속도와 크기에 따른 촬영과정을 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 개별 라인 스캔 영상으로 이루어진 영상 형성을 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 범퍼 인식에 따른 영상편집을 보인 예시도이고, 도 5 내지 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 축보정 과정을 보인 예시도이고, 도 9 및 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상비교 과정을 보인 예시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은 진입하는 차량의 번호판을 인식하는 차량번호 인식기(1)와; 도로 또는 지정된 검색 지면상에 매립 설치되어 차량의 진입을 감지하는 제 1 루프코일(2)과; 제 1 루프코일과 일정 거리 이격되게 후방 도로상 또는지정된 검색 지면상에 매립 설치되어 차량의 출차를 감지하는 제 2 루프코일(3)과; 상기 제 1 루프코일과 제 2 루프코일 사이에 매립되어 차량 하부에 조명을 비추는 조명수단(4)과; 상기 제 1 루프코일과 제 2 루프코일 사이 지중에 매립되어 차량 하부 영상을 촬영하는 라인스캔 카메라(5)와; 라인스캔 카메라에서 촬영된 차량의 하부 영상을 설정된 규격 크기로 정형화하여 표준화된 영상을 만드는 라인영상 표준화부, 표준화된 차량영상을 진입각도에 따라 축보정하여 최종 영상 정보를 생성하는 축보정부, 축보정된 현재 영상과 기등록된 영상 DB를 비교하여 이상 유무를 판단하는 영상비교부;를 포함하는 차량하부영상검색모듈(6)과; 차량번호 인식기(1)에서 인식한 차량번호 정보와 차량하부영상검색모듈에서 생성된 영상정보를 차량번호 DB, 현재 영상 DB, 기등록 영상 DB로 저장하고, 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB를 저장한 DB 장치(7);를 포함하여 구성된다.
상기 차량번호 인식기(1)는 상용 또는 공지의 카메라 방식 차량번호 인식기를 사용하여 차량 번호를 인식하게 되는데 이 차량번호 인식기(1)에서 차량번호를 인식하게 되면 최초로 진입되는 차량인지 기등록된 차량인지를 확인하여 최초로 진입하는 차량이면 차량하부영상검색모듈(6)에서 촬영된 차량하부 영상을 영상 DB로 해당 차량번호와 함께 등록하게 되고, 기 등록된 차량이면 기 저장된 영상DB를 가져와 진입시 촬영된 현재 영상과 비교하게 된다.
한 실시예로 사용될 수 있는 차량 인식 카메라기를 설명하면 최근 가장 인식률이 높아 보급률이 증대되고 있는 LPR(License Plate Recognition) 방식 번호판 인식 장치를 사용할 수 있다. LPR 방식 번호판 인식 장치는 일종의 OCR(광학문자인식)기술로 설치된 CCD 카메라의 이미지 센서를 통하여 입력된 디지털 영상정보로부터 사각의 차량번호판 모양 객체를 1차 추출하고, 해당 사각 객체 내의 이미지로부터 문자와 숫자로 된 텍스트를 2차로 추출하여 인식하는 방식이다. 더 이상의 구체적인 구성은 상용의 장치이므로 이하 생략한다.
상기 제 1 루프코일(2)과 제 2 루프코일(3)은 필요로 하는 거리를 가지게 도로 또는 지정된 검색 지면의 전방과 후방에 매립 설치하는데 차량 앞쪽이 진입하면서 하중을 발생하게 되면 제 1 루프코일이 차량이 지나감을 감지하여 제 1 루프코일이 ON 되게 된다.
제 1 루프 코일이 활성화되면 LED, 형광등, 백열등과 같은 조명수단(4), 라인스캔 카메라(5)가 작동하게 된다.
상기 조명수단은 차량 하부가 어둡기 때문에 조도를 높여줄 수 있는 LED 같은 것이 바람직하고 복수개로 구성할 수도 있다.
상기 조명수단과 차량 하부 영상을 라인 단위로 스캐닝하는 라인 스캔 카메라는 사전에 설정한 초단위로 조명이 작동되면서 촬영하게 구성하되 경우에 따라 제 2 루프코일(3)이 감지할 때 까지 작동하면서 조명을 비추고 촬영이 지속되도록 구성한다. 이와 같이 복합적으로 구성하는 이유는 차량의 크기가 다양하고 진입하여 퇴차하는 속도가 다양하기 때문이다.
일정 시간의 자 초(sec.)로 기본 설정하면 제 1 루프코일이 ON이 되면 조명수단과 라인스캔 카메라가 구동하게 된다. 구동 시간은 일반적으로 사용자가 초기에 설정해주는데 예를 들어, 3초, 5초, 7초 등으로 설정하여 영상 DB를 만드는 데 필요한 라인영상을 충분이 스캐닝할 수 있도록 설정하게 된다.
사전 설정된 시간안에 조명수단과 라인스캔카메라의 구동 시간안에 차량이 제 2 루프코일을 지나게 되면 제 1, 2 루프코일, 조명수단, 라인스캔 카메라가 OFF되어 대기 상태에 들어가게 되고 차량하부영상검색모듈(6)이 작동하게 된다.
만약, 사전 설정된 시간 안에 차량이 제 2 루프코일을 지나가지 않으면 계속 라인스캔 카메라를 작동하여 촬영하게 된다.
이와 같이 설정된 시간안에 촬영이 되거나 정해진 시간이 지난 다음에 제 2 루프 코일을 통해 차량 통과를 인식하게 되는 이유는 차량의 속도와 크기 때문이다.
즉, 도시된 바와 같이 정속(본 발명의 한 실시예에서는 20km/h 부근으로 가정) 또는 차량의 전장이 일반적인 승용차 또는 SUV 차량일 경우 제 1 루프 코일의 신호가 on됨과 동시에 라인스캔 영상 데이터를 획득하고 정해진 시간 내에 제 2 루프 코일의 신호가 off될 때까지 라인스캔 영상 데이터를 다 받을 수 있다.
또한 진입하는 차량의 속도가 과속(본 발명의 한 실시예에서는 20 ~ 40km/h로 가정)일 경우 또는 차량의 전장이 짧은 소형 차량일 경우 제 1 루프 코일 신호가 on됨과 동시에 라인스캔 영상 데이터를 획득하는데 제 2 루프 코일의 신호가 off될 때까지 정해진 시간 전에 라인스캔 영상 데이터를 다 받을 수 있다.
하지만 진입하는 차량의 속도가 저속(본 발명의 한 실시예에서는 10km/h 이하로 가정)일 경우 또는 버스와 같은 대형차량처럼 차량의 전장이 긴 경우 제 1 루프 코일 신호가 on됨과 동시에 라인스캔 영상 데이터를 획득하는데 정해진 시간이 지나도 제 2 루프 코일을 못 벗어나 off될신호가 없으면 루프 값이 여전히 1로 남아있을 수 있다. 이때는 제 2 루프 코일 신호가 0이 될 때까지(최대 버퍼 크기를 넘지 않는 선에서) 우선 라인스캔 영상 데이터를 획득한다.
상기 차량 하부영상 검색모듈(6)은 제 1, 2 루프코일, 조명수단, 라인스캔 카메라가 OFF되면 작동되는 것으로 촬영된 영상을 이용하여 진입된 차량의 이상유무를 판단하여 테러 등의 위험이 있는 차량인지를 실시간 분석하게 된다.
이를 위해 차량 하부영상 검색모듈(6)은, 라인 스캔 카메라로부터 실시간 라인 영상 프레임들을 입력받는 라인영상 입력부(61)를 구비한다. 라인스캔 카메라는 본 발명에서 설정된 시간(예: 3초, 5초, 7초 등) 또는 제 1, 2 루프코일의 On/ OFF 시간동안 수십장 이상의 라인 스캔 영상을 생성하면 이를 라인영상 입력부(61)에서 순차적으로 입력받게 된다.
이후 라인스캔 카메라로 촬영된 영상을 등록된 영상DB와 동일한 길이가 되도록 길이를 표준화하는 라인영상 표준화부(62)가 구비된다.
라인 영상 표준화부가 필요한 이유는 전술한 바와 같이 차량 하부 영상을 촬영할 때 차량의 속도가 일정하지 않아 촬영된 영상의 영역내에서 차량 전장 길이 차이가 발생하거나, 또는 차량의 종류에 따라 전장 길이가 길고 짧음에 따라 라인 스캔 데이터의 길이가 짧거나 길어지는 경우가 있기 때문에 나중에 영상 비교를 통해 차량의 이상유무를 판단하기 위해서는 촬영된 영상과 DB장치에 기 저장된 동일 차량의 영상과 동일한 길이가 되도록 길이를 표준하는 것이 필요하기 때문이다.
따라서 라인영상 표준화부(62)는 도시된 바와 같이 정속(본 발명의 한 실시예에서는 20km/h 부근으로 가정) 또는 차량의 전장이 일반적인 승용차 또는 SUV 차량일 경우 제 1 루프 코일의 신호가 on됨과 동시에 라인스캔 영상 데이터를 획득하고 정해진 시간 내에 제 2 루프 코일의 신호가 off될 때까지 라인스캔 영상 데이터를 다 받아 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이가 되도록 길이를 설정된 크기로 표준화한다.
또한 진입하는 차량의 속도가 과속(본 발명의 한 실시예에서는 20 ~ 40km/h로 가정)일 경우 또는 차량의 전장이 짧은 소형 차량일 경우 제 1 루프 코일 신호가 on됨과 동시에 라인스캔 영상 데이터를 획득하는데 제 2 루프 코일의 신호가 off될 때까지 정해진 시간 전에 라인스캔 영상 데이터가 다 받아지는데, 받아진 라인스캔 영상 데이터를 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이가 되도록 길이를 설정된 크기로 표준화한다. 다만 길이가 줄어든 경우 이웃하는 라인스캔 영상 데이터와 라인스캔 영상 데이터 사이에 단층현상이 심하게 발생할 수 있는데 이 경우 해당 위치에서 보간법(interpolation)을 실행하여 맞추면 된다.
또한 진입하는 차량의 속도가 저속(본 발명의 한 실시예에서는 10km/h 이하로 가정)일 경우 또는 버스와 같은 대형차량처럼 차량의 전장이 긴 경우 제 2 루프 코일 신호가 0이 될 때까지(최대 버퍼 크기를 넘지 않는 선에서) 우선 라인스캔 영상 데이터를 획득하고 길이가 늘어난 경우는 일정한 영역별로 동일한 패턴이 반복되는 영역 위주로 길이를 줄여 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이가 되도록 길이를 설정된 크기로 표준화한다. 이때 라인스캔 영상 데이터 별로 변화가 많은 부분은 검색시 필요한 정보일 수 있으므로 상대적으로 줄이지 않는다.
이후 도시된 바와 같이 라인영상 표준화부(62)를 거친 표준화된 영상에서 차량 앞/뒤 범퍼를 검출하여 불필요한 영상 부분을 잘라내어 단일 영상의 전후에 범퍼 부분이 위치하도록 하는 차량 앞뒤 범퍼 인식부(63)를 구비한다.
이후 차량 앞뒤 범퍼 인식부(63)를 거치면서 불필요한 영상이 삭제되어 작아진 영상을 실시간 처리가 가능한 크기로 다시 리사이징 해주는 영상 리사이징부(64)를 구비한다. 리사이징된 크기는 상기 라인영상 표준화부(62)를 거친 표준화된 영상에 해당하는 규격화된 영상 크기를 말한다. 물론 이와 같은 영상의 크기는 사용자 정의에 따라 달라질 수 있다. 영상 사이즈가 줄어도 검색 대비 성능에는 큰 영향을 미치지 않는다. 다만 검색시 사용되는 서치 윈도우(템플릿) 크기 조절이 더 중요한 영향을 미친다.
이후 영상 리사이징부(64)를 거친 영상 정보를 가지고 차량번호 인식기(1)에서 인식된 번호판 번호를 DB장치에서 검색하여 처음 방문 차량인지 재방문 차량인지 여부를 판단하여 분류하는 차량 방문 검출부(65)를 구비한다.
이러한 분류를 통해 만약 첫 방문일 경우 후술될 축보정부(66)를 통해 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB를 참조하여 차량의 진입 각도를 보정후 새로운 DB장치에 새로운 영상 DB로 저장하고 라인영상 입력부(61)를 통해 새로 진입하는 차량 영상을 처리케 하는 과정을 수행토록 분류한다.
재차 진입된 차량일 경우는 후술될 축보정부(66)를 통해 등록된 영상 DB를 참조하여 차량의 진입 각도를 기존 동일차량의 영상 DB의 주축이 일치되도록 보정 후 등록된 기존 동일차량의 영상 DB와 대비할 수 있게 분류 한다.
이후 영상 리사이징부(64)를 거친 영상의 각도를 보정하는 축보정부(66)를 구비한다.
축보정부(66)는 차량이 진입시 방향이 직진방향과 일치되지 않는 각도로 들어왔을 때 방향을 수정하여 촬영된 현재 영상을 현재 영상 DB화하거나 기 등록 영상 DB와 주축이 일치되도록 하는 수단이다. 이를 위해 첫방문일 경우는 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB를 참조하고 재방문 차량일 경우는 기 등록 영상 DB와 주축이 일치되도록 한다.
구체적으로, DB장치에 저장된 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB 또는 기등록 차량 영상 DB를 기준으로 차량의 전장을 x축 전폭을 y축으로 기준 잡았을 때 진입하는 차량의 촬영된 현재 영상의 동일한 x값과 y값이 아닌 변화된 x'값 y'값을 가질 경우가 많다. 이러한 차이는 동일한 차량이라도 운전자의 조향에 따라 항상 똑같이 진입한다는 보장이 없기 때문에 현실상 기준 영상 DB와 현재 영상간 위치가 틀려질 수밖에 없기 때문이다. 이런 이유로 리사이징된 영상을 그대로 차량의 이상 유무 대비를 위한 데이터로 활용시 오류가 발생하여 검색의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
이처럼 기준 x축과 y축 방향으로 정확하게 진입하지 못하기 때문에 이러한 영상 사이즈만으로 정확한 비교가 힘들기 때문에 수식처럼 델타 만큼 픽셀 차를 보상하여 해결하는 자동축 보정을 통해 왜곡률을 보상하게 된다.
이를 위해 도시된 바와 같이 촬영된 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 기등록된 영상 DB 또는 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 알아내 보정하게 된다.
즉, 기준 영상 DB의 중간 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 버퍼로 추출하여 현재 영상을 기준 영상의 중간 관심 영역(ROI)으로 전체 스캐닝하여 정합률(correlation ratio)이 가장 높은 위치의 좌표를 획득하여 x, y로부터 이동한 만큼 보상한다.
이후 축보정된 현재 영상을 기등록된 영상 DB와 대비하여 재방문 차량을 신속하게 이상 유무를 비교하는 영상비교부(67);를 구비한다
즉, 도시된 바와 같이 영상비교부에서는 영상을 일정한 크기의 블록으로 분할하고 블록 내의 모든 픽셀을 하나의 움직임 벡터로 표현하는 것으로 움직임 벡터를 찾기 위해 이전 프레임의 블록들을 한 픽셀씩 이동하면서 현재의 블록과 가장 유사한 블록을 찾는 방법이다. 이를 위해 축보정된 현재 영상을 일정 영역 크기의 단위 블록으로 분할 후 각 분할된 단위 블록의 밝기 정보를 이용하여 기등록된 영상 DB의 블록된 영상 픽셀과 매칭 후 대비하여 동일 또는 유사한 밝기 정보에 해당하는 부분의 블록일 경우는 정상 상태로 판단하여 제외하고, 재차 상기와 같은 방법으로 미 검색된 현재 영상의 블록들을 기등록된 영상 DB의 블록과 계속 매칭 검색하여 많은 밝기 정보 차이가 나는 부분의 블록만을 추출하여 이상 유무를 신속하게 검색한다.
상기 본 발명의 한 실시예에 따른 영상비교시 사용되는 정합 기준으로는 평균 절대 오차와 평균 제곱 오차 등이 많이 쓰인다. 물체의 움직임은 한 블록 내에서 모두 동일하다고 가정하는데, 블록의 크기가 작을수록 이러한 가정의 신뢰도는 높아지나 움직임 벡터의 계산량과 전송량이 증가하게 된다.
이러한 검색 방법은 많은 블록 정합 알고리즘의 판단 척도로 탐색 영역 내에서 후보 블록들 중에 가장 정합이 잘 되는 블록을 찾는 과정으로 MSE(평균제곱오차), MAD(평균절대오차), SAD(차의 절대값 합)가 있다. MSE는 통계적 추정의 정확성에 대한 질적인 척도로 많이 이용한다.
한 실시예에서는 참조가 되는 기등록된 영상 DB와 현재 영상을 블록(block)으로 쪼개 서치윈도우 상에서 픽셀단위로 이동시키며 차이를 계산하여 서치윈도우상 최소 차이 값이 어느 일정 임계값(threshold) 값 이상인 경우 이물질이 추가되었다고 판단하여 검출하게 된다. 정합 함수로는 왜곡에 종류에 따라 적절한 파라미터들을 적용하여 MAD(평균절대오차)를 분석한다.
또한 본 발명은 영상비교부(67)를 이용하여 주간과 야간에 발생하는 성능의 차이를 개선하고자 야간일 때는 야간전용 기준 DB영상을 따로 두어 픽셀의 값을 주간과 유사한 조직으로 변경하여 인식률 개선토록 구성하였다. 이와 같은 별도의 야간 영상 DB를 두는 이유는 조명수단 밑에 설치되어 촬영하여도 주변 조도의 영향을 받을 수 있기 때문이다. 하지만 이는 보완적인 것으로 기본 영상은 조명수단에 의한 촬영이므로 주간 영상 분석과 유사한 결과를 가진다.
상기와 같은 구성을 순차적으로 수행하면 현재 촬영된 차량하부 영상과 DB 장치(7)에 저장된 기등록된 차량 하부 영상 DB를 비교하여 차량 하부 구조의 이상 유무를 실시간 판단하게 된다.
한편, 상기 차량 하부영상 검색모듈(6)은 상기한 본 발명의 영상관련 처리 뿐만 아니라 상기 각 장치 수단들과 회로 연결되어 일반적인 제어 감시하는 제어장치 역할을 함은 물론이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량 하부 영상 검색 방법을 보인 흐름도이다. 이를 참조하여 이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 차량 하부 영상 검색 시스템을 이용한 차량 하부 영상 검색 방법을 설명한다.
본 발명에 따른 차량 하부 영상 검색 방법은 먼저 차량번호 인식기가 접근하는 차량의 번호판을 인식하는 단계(S10)를 가진다.
이후 제 1 루프 코일이 차량의 진입을 인식하는 단계(S20)를 가진다. 이와 같은 단계는 진입된 차량이 제 1 루프 코일에 차량의 앞 바퀴 타이어가 접촉하는 순간 실행되게 된다.
이후 제 1 루프 코일의 차량 인식에 따라 조명수단이 활성화되어 작동하는 단계(S30)와 라인 스캔 카메라가 활성화되어 작동되는 단계(S40)를 가진다. 조명수단은 지중에 시설물이 장치될 공간을 시공하고 상부에 투명 유리창을 설치하여 하부 지중 공간에 조명수단을 1개 이상 설치하여 상부방향으로 조사한다. 사용되는 조명수단은 LED 조명이 라인형식으로 구성할 수 있어서 조사하는데 바람직하다. 물론 이와 같은 조명수단 말고 일반적인 조명 수단을 사용해도 된다. 라인 스캔 카메라는 이와 같은 조명이 제공된 상태에서 차량의 하부를 라인방식으로 촬영하게 적어도 수십개의 라인 프레임별 영상을 생성하게 된다.
이후 라인 스캔 카메라를 이용하여 진입된 차량의 하부 영상 촬영시 기 정의된 설정 시간 동안에 촬영이 끝났는지를 감지하여 정의된 시간안에 촬영이 완료되면 다음 단계로 가고, 완료되지 않았으면 상기 제 1 루프 코일이 차량의 진입을 인식하는 단계로 되돌아가는 단계(S50)를 가진다.
정의된 시간안에 촬영이 완료되지 않아 제 1 루프 코일이 차량의 진입을 인식하는 단계로 되돌아가는 단계(S50)가면 재차 정해진 시간이 주어지게 됨으로써 제 2 루프 코일 신호가 0이 될 때까지(최대 버퍼 크기를 넘지 않는 선에서) 영상을 촬영하게 된다.
이후 촬영이 정의된 시간안에 종료되면 제 1, 2 루프 코일, 조명수단 및 라인 스캔 카메라의 작동을 중지시키는 단계(S60)를 가진다.
이후 라인스캔 카메라에서 촬영된 차량의 하부 영상을 설정된 규격 크기로 정형화하여 표준화된 영상을 만들고, 표준화된 차량영상을 진입각도에 따라 축보정하여 최종 영상 정보를 생성후 현재 영상과 기등록된 영상 DB를 비교하여 이상 유무를 판단하는 차량하부영상검색모듈 수행 단계(S70)를 가진다.
차량하부영상검색모듈 수행 단계(S70)는 크게 라인 스캔 카메라로부터 실시간 라인 영상 프레임들을 입력받는 라인영상입력단계(S701), 차량의 속도와 크기에 따라 라인스캔 카메라에서 촬영된 영상 프레임들을 DB장치에 저장된 동일 차종의 차량 영상DB와 동일한 길이로 표준화하는 라인 영상 표준 DB화 단계(S702), 표준화된 영상에서 차량 앞/뒤 범퍼를 검출하여 불필요한 영상 부분을 잘라내는 차량 앞/뒤 범퍼 검출 단계(S703), 잘라낸 영상을 실시간 처리가 가능한 표준화 영상 크기로 리사이징 해주는 영상 리사이징 단계(S704), 인식된 번호판 번호로 방문여부를 판단하는 단계(S705), 처음 방문 차량의 리사이징된 영상을 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB와 주축이 일치되도록 직진 각도로 보정하는 영상 DB용 자동축 보정 단계(S706), 축보정된 처음 방문 차량 영상을 DB장치에 저장하는 단계(S707), 재방문 차량일 경우 리사이징된 영상과 기 등록 영상 DB와 주축이 일치되도록 직진 각도로 보정하는 현재 영상 DB용 자동축 보정 단계(S708), 축보정된 재방문 차량의 현재 영상을 DB장치에 저장하는 단계(S709)와, 현재 영상과 기 등록 영상 DB간을 비교하는 영상 비교 단계(S710), 영상비교단계에 따라 경고 출력단계(S80) 또는 차량의 번호판 인식 단계(S10)로 갈지를 판단하는 이상 상황 여부 판단 단계(S711)를 거치게 된다.
상기 라인영상입력단계(S701)는 라인영상 입력부(61)에서 라인스캔 카메라에서 설정된 시간(예: 3초, 5초, 7초 등) 또는 제 1, 2 루프코일의 On/ OFF 시간동안 수십장 이상 생성된 실시간 라인 영상 프레임들을 입력받는 단계이다.
상기 라인 영상 표준 DB화 단계(S702)는 라인영상 표준화부(62)에서 라인스캔 카메라로 촬영된 영상을 등록된 영상DB와 동일한 길이가 되도록 길이를 표준화하는 단계로, 전술한 바와 같이 차량 하부 영상을 촬영할 때 차량의 속도가 일정하지 않아 촬영된 영상의 영역내에서 차량 전장 길이 차이가 발생하거나, 또는 차량의 종류에 따라 전장 길이가 길고 짧음에 따라 라인 스캔 데이터의 길이가 짧거나 길어지는 경우가 있기 때문에 나중에 영상 비교를 통해 차량의 이상유무를 판단하기 위해서 촬영된 영상과 DB장치에 기 저장된 동일 차량의 영상과 동일한 길이가 되도록 길이를 표준하는 단계이다.
이를 위해 정속(본 발명의 한 실시예에서는 20km/h 부근으로 가정) 또는 차량의 전장이 일반적인 승용차 또는 SUV 차량일 경우 제 1 루프 코일의 신호가 on됨과 동시에 라인스캔 영상 데이터를 획득하고 정해진 시간 내에 제 2 루프 코일의 신호가 off될 때까지 라인스캔 영상 데이터를 다 받아 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이가 되도록 길이를 설정된 크기로 표준화한다.
또한 진입하는 차량의 속도가 과속(본 발명의 한 실시예에서는 20 ~ 40km/h로 가정)일 경우 또는 차량의 전장이 짧은 소형 차량일 경우 제 1 루프 코일 신호가 on됨과 동시에 라인스캔 영상 데이터를 획득하는데 제 2 루프 코일의 신호가 off될 때까지 정해진 시간 전에 라인스캔 영상 데이터가 다 받아지는데, 받은 라인스캔 영상 데이터를 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이가 되도록 길이를 설정된 크기로 표준화한다. 다만 길이가 줄어든 경우 이웃하는 라인스캔 영상 데이터와 라인스캔 영상 데이터 사이에 단층현상이 심하게 발생할 수 있는데 이 경우 해당 위치에서 보간법(interpolation)을 실행하여 맞추면 된다.
또한 진입하는 차량의 속도가 저속(본 발명의 한 실시예에서는 10km/h 이하로 가정)일 경우 또는 버스와 같은 대형차량처럼 차량의 전장이 긴 경우 제 2 루프 코일 신호가 0이 될 때까지(최대 버퍼 크기를 넘지 않는 선에서) 우선 라인스캔 영상 데이터를 획득하고 길이가 늘어난 경우는 일정한 영역별로 동일한 패턴이 반복되는 영역 위주로 길이를 줄여 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이가 되도록 길이를 설정된 크기로 표준화한다. 이때 라인스캔 영상 데이터 별로 변화가 많은 부분은 검색시 필요한 정보일 수 있으므로 상대적으로 줄이지 않는다.
상기 차량 앞/뒤 범퍼 검출 단계(S703)는 차량 앞뒤 범퍼 인식부(63)에서 라인영상 표준화부(62)를 거친 표준화된 영상에서 차량 앞/뒤 범퍼를 검출하여 불필요한 영상 부분을 잘라내어 단일 영상의 전후에 범퍼 부분이 위치하도록 하는 검출하여 보정하는 단계이다.
상기 영상 리사이징 단계(S704)는 영상 리사이징부(64)에서 차량 앞뒤 범퍼 인식부(63)를 거치면서 불필요한 영상이 삭제되어 작아진 영상을 실시간 처리가 가능한 크기로 다시 리사이징 해주는 단계이다.
상기 처음 방문 차 여부 판단 단계(S705)는 차량 방문 검출부(65)에서 영상 리사이징부(64)를 거친 영상 정보를 가지고 차량번호 인식기(1)에서 인식된 번호판 번호를 이용하여 처음 방문 차인지 여부를 판단하여 처음 방문차이면 영상을 DB 장치를 통해 저장케 하고 재 방문 차량이면 DB장치에 저장된 영상을 불러올 수 있게 하는 분류하는 단계이다.
상기 영상 DB용 자동축 보정 단계(S706)는 축보정부(66)에서 처음 방문 차량의 리사이징된 영상을 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB와 주축이 일치되도록 직진 각도로 보정하는 단계로, 전술한 바와 같이 촬영된 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 알아내 보정하게 된다. 즉, 기준 영상 DB의 중간 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 버퍼로 추출하여 현재 영상을 기준 영상의 중간 관심 영역(ROI)으로 전체 스캐닝하여 정합률(correlation ratio)이 가장 높은 위치의 좌표를 획득하여 x, y로부터 이동한 만큼 보상하는 단계이다.
상기 현재 영상 DB용 자동축 보정 단계(S708)는 축보정부(66)에서 재 방문 차량의 리사이징된 영상을 DB장치에 저장된 기등록된 영상 DB와 주축이 일치되도록 직진 각도로 보정하는 단계로, 전술한 바와 같이 촬영된 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 DB장치에 저장된 기등록된 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 알아내 보정하게 된다. 즉, 기준 영상 DB의 중간 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 버퍼로 추출하여 현재 영상을 기준 영상의 중간 관심 영역(ROI)으로 전체 스캐닝하여 정합률(correlation ratio)이 가장 높은 위치의 좌표를 획득하여 x, y로부터 이동한 만큼 보상하는 단계이다.
상기 영상 비교 단계(S710)는 영상비교부(67)에서 축보정된 현재 영상을 기등록된 영상 DB와 대비하여 재방문 차량을 신속하게 이상 유무를 비교하는 단계이다. 이를 위해 전술한바와 같이 영상비교부에서 영상을 일정한 크기의 블록으로 분할하고 블록 내의 모든 픽셀을 하나의 움직임 벡터로 표현하는 것으로 움직임 벡터를 찾기 위해 이전 프레임의 블록들을 한 픽셀씩 이동하면서 현재의 블록과 가장 유사한 블록을 찾는 방법이다. 이를 위해 축보정된 현재 영상을 일정 영역 크기의 단위 블록으로 분할 후 각 분할된 단위 블록의 밝기 정보를 이용하여 기등록된 영상 DB의 블록된 영상 픽셀과 매칭 후 대비하여 동일 또는 유사한 밝기 정보에 해당하는 부분의 블록일 경우는 제외하고, 재차 상기와 같은 방법으로 미 검색된 현재 영상의 블록들을 기등록된 영상 DB의 블록과 계속 매칭 검색하여 많은 밝기 정보 차이가 나는 부분의 블록만을 추출하여 이상 유무를 신속하게 검색하는 단계이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
(1) : 차량번호 인식기 (2) : 제 1 루프코일
(3) : 제 2 루프코일 (4) : 조명수단
(5) : 라인스캔 카메라 (6) : 차량하부영상검색모듈
(7) : DB 장치 (61) : 라인영상 입력부
(62) : 라인영상 표준화부 (63) : 차량 앞뒤 범퍼 인식부
(64) : 영상 리사이징부 (65) : 차량 방문 검출부
(66) : 축보정부 (67) : 영상비교부
(3) : 제 2 루프코일 (4) : 조명수단
(5) : 라인스캔 카메라 (6) : 차량하부영상검색모듈
(7) : DB 장치 (61) : 라인영상 입력부
(62) : 라인영상 표준화부 (63) : 차량 앞뒤 범퍼 인식부
(64) : 영상 리사이징부 (65) : 차량 방문 검출부
(66) : 축보정부 (67) : 영상비교부
Claims (11)
- 차량번호 인식기(1)와; 차량의 진입을 감지하는 제 1 루프코일(2)와; 제 1 루프코일 후방에 설치되어 차량 출차를 감지하는 제 2 루프코일(3)과; 차량 하부에 조명을 비추는 조명수단(4)과; 차량 하부 영상을 촬영하는 라인스캔 카메라(5);를 포함하는 차량 하부 영상 검색 시스템에 있어서,
상기 라인 스캔 카메라로부터 실시간 라인 영상 프레임들을 입력받는 라인영상 입력부(61)와, 차량의 속도와 크기에 따라 라인스캔 카메라에서 촬영된 영상 프레임들을 DB장치에 저장된 동일 차종의 차량 영상DB와 동일한 길이로 표준화하는 라인영상 표준화부(62)와, 표준화된 영상에서 차량 앞/뒤 범퍼를 검출하여 불필요한 영상 부분을 잘라내는 차량 앞뒤 범퍼 인식부(63)와, 잘라낸 영상을 실시간 처리가 가능한 표준화 영상 크기로 리사이징 해주는 영상 리사이징부(64)와, 이후 영상 리사이징부(64)를 거친 영상 정보를 가지고 차량번호 인식기(1)에서 인식된 번호판 번호를 DB장치에서 검색하여 차량 방문 여부를 판단하여 분류하는 차량 방문 검출부(65)와, 촬영된 진입차량의 각도를 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB 또는 기 등록 영상 DB와 주축과 일치되도록 보정하는 축보정부(66)와; 축보정된 현재 영상을 일정 영역의 블록으로 분할 후 각 분할된 블록을 기등록된 영상 DB와 대비하여 동일 유사한 밝기 정보에 해당하는 부분은 정상으로 인식하여 제외하고 밝기 정보 차이가 나는 블록 부분만을 추출함으로써 신속하게 이상 유무를 비교하는 영상비교부(67)를 포함하는 차량 하부영상 검색모듈(6)과;
차량번호 DB, 현재 영상 DB, 기등록 영상 DB, 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB를 저장하는 DB 장치(7);를 포함하여 구성되되,
상기 라인영상 표준화부(62)는, 진입 차량의 속도가 정속 또는 차량의 전장이 일반적인 차량일 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터를 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이로 표준화하고, 진입 차량의 속도가 과속일 경우 또는 차량의 전장이 짧은 소형 차량일 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터 길이가 줄어들어 이웃하는 라인스캔 영상 데이터와 라인스캔 영상 데이터 사이에 단층현상이 심할 경우 해당 위치에서 보간법을 실행하여 길이를 표준화 하고, 진입 차량의 속도가 저속일 경우 또는 차량의 전장이 긴 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터 길이가 늘어난 경우는 일정한 영역별로 변화가 많지 않은 동일한 패턴이 반복되는 영역 위주로 길이를 줄여 표준화하도록 구성하고,
상기 축보정부(66)는 촬영된 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 기등록된 영상 DB 또는 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 알아내 보정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량 하부 영상 검색 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 라인스캔 카메라(5)는 진입 차량의 속도가 저속일 경우 또는 전장이 긴 경우 제 1 루프 코일 신호가 on됨과 동시에 라인스캔 영상 데이터를 획득시 정해진 시간안에 제 2 루프 코일로부터 off 신호가 없으면 계속 off신호가 올때까지 최대 버퍼 크기를 넘지 않는 선에서 계속 라인스캔 영상 데이터를 획득하도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량 하부 영상 검색 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 차량번호 인식기가 접근하는 차량의 번호판을 인식하는 단계(S10)와; 제 1 루프 코일이 차량의 진입을 인식하는 단계(S20)와; 제 1 루프 코일의 차량 인식에 따라 조명수단이 활성화되어 작동하는 단계(S30) 및 라인 스캔 카메라가 활성화되어 작동되는 단계(S40)와; 라인 스캔 카메라로 진입 차량의 하부 영상 촬영시 정의된 시간안에 촬영이 완료되면 다음 단계로 가고, 미완료시 상기 제 1 루프 코일이 차량의 진입을 인식한 단계로 되돌아가는 단계(S50)와; 촬영이 정의된 시간안에 종료되면 제 1, 2 루프 코일, 조명수단 및 라인 스캔 카메라의 작동을 중지시키는 단계(S60)와; 촬영된 차량 하부 영상을 설정된 크기로 정형화하여 표준화된 영상을 만들고, 표준화된 영상을 진입각도에 따라 축보정하여 최종 영상 정보를 생성후 현재 영상과 기등록된 영상 DB를 비교하여 이상 유무를 판단하는 차량하부영상검색모듈 수행 단계(S70)와; 이상 상황이 검색되면 경고를 출력하는 단계(S80);를 포함하되,
상기 차량하부영상검색모듈 수행 단계(S70)는, 라인 스캔 카메라로부터 실시간 라인 영상 프레임들을 입력받는 라인영상입력단계(S701)와; 차량의 속도와 크기에 따라 라인스캔 카메라에서 촬영된 영상 프레임들을 DB장치에 저장된 동일 차종의 차량 영상DB와 동일한 길이로 표준화하는 라인 영상 표준 DB화 단계(S702)와; 표준화된 영상에서 차량 앞/뒤 범퍼를 검출하여 불필요한 영상 부분을 잘라내는 차량 앞/뒤 범퍼 검출 단계(S703)와; 잘라낸 영상을 실시간 처리가 가능한 표준화 영상 크기로 리사이징 해주는 영상 리사이징 단계(S704)와; 인식된 번호판 번호로 방문여부를 판단하는 단계(S705)와; 처음 방문 차량의 리사이징된 영상을 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB와 주축이 일치되도록 직진 각도로 보정하는 영상 DB용 자동축 보정 단계(S706)와; 축보정된 처음 방문 차량 영상을 DB장치에 저장하는 단계(S707)와; 재방문 차량일 경우 리사이징된 영상과 기 등록 영상 DB와 주축이 일치되도록 직진 각도로 보정하는 현재 영상 DB용 자동축 보정 단계(S708)와; 축보정된 재방문 차량의 현재 영상을 DB장치에 저장하는 단계(S709)와; 현재 영상과 기 등록 영상 DB간을 비교하는 영상 비교 단계(S710)와; 영상비교단계에 따라 경고 출력단계(S80) 또는 차량의 번호판 인식 단계(S10)로 갈지를 판단하는 이상 상황 여부 판단 단계(S711);로 구성되고,
상기 라인 영상 표준 DB화 단계(S702)는, 진입 차량의 속도가 정속 또는 차량의 전장이 일반적인 차량일 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터를 등록된 동일 차종의 차량 하부 영상DB와 동일한 길이로 표준화하고, 진입 차량의 속도가 과속일 경우 또는 차량의 전장이 짧은 소형 차량일 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터 길이가 줄어들어 이웃하는 라인스캔 영상 데이터와 라인스캔 영상 데이터 사이에 단층현상이 심할 경우 해당 위치에서 보간법을 실행하여 길이를 표준화 하고, 진입 차량의 속도가 저속일 경우 또는 차량의 전장이 긴 경우 획득된 라인스캔 영상 데이터 길이가 늘어난 경우는 일정한 영역별로 변화가 많지 않은 동일한 패턴이 반복되는 영역 위주로 길이를 줄여 표준화하는 단계로 구성되고,
상기 영상 DB용 자동축 보정 단계(S706)는 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 제조사 제공 표준 차량하부 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 알아내 보정하는 단계로 구성되고,
상기 현재 영상 DB용 자동축 보정 단계(S708)는 현재 영상의 특징부 영상 영역인 중간 관심 영역을 블록화하여 블록내 픽셀들의 색상값 정보와 블록의 중심 좌표를 추출하고 이에 대응하는 DB장치에 저장된 DB장치에 저장된 기등록된 영상 DB의 영상에서 해당 특징부에 해당하는 동일 또는 유사 색상값 정보를 찾아 중심 좌표를 추출하여 서로간의 변화된 각도를 알아내 보정하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 하부 영상 검색 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 6에 있어서,
상기 영상 비교 단계(S710)는 축보정된 현재 영상을 일정 영역의 블록으로 분할 후 각 분할된 블록을 기등록된 영상 DB와 대비하여 동일 유사한 밝기 정보에 해당하는 부분은 정상으로 인식하여 제외하고 밝기 정보 차이가 나는 블록 부분만을 추출함으로써 신속하게 이상 유무를 비교하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량 하부 영상 검색 방법.
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| KR1020150191099A KR101630154B1 (ko) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | 차량 하부 영상 검색 시스템 및 방법 |
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ID=56135330
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