KR101655839B1 - 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템 및 방법 - Google Patents

어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101655839B1 KR1020150034755A KR20150034755A KR101655839B1 KR 101655839 B1 KR101655839 B1 KR 101655839B1 KR 1020150034755 A KR1020150034755 A KR 1020150034755A KR 20150034755 A KR20150034755 A KR 20150034755A KR 101655839 B1 KR101655839 B1 KR 101655839B1
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Abstract

본 발명은 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템 및 방법에 관한 것으로, 어안렌즈가 장착된 카메라 모듈, 미리 등록된 사용자의 스마트 단말기와 통신하는 통신부, 주차장에 진입하는 차량이나 사람에 관련된 적어도 하나 이상의 영상, 진입시간, 진출시간, 차량번호, 운전자 전화번호, 및 주차관련 상태정보 중 적어도 하나 이상을 저장하는 데이터베이스, 및 상기 카메라 모듈을 통해 촬영된 어안렌즈 영상을 보정하고, 상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여 주차장 및 주차장에서 발생하는 상황이나 상태 변화를 감시하고, 상기 감시를 통해 검출된 주차장 내의 상황이나 상태 변화에 따른 정보나 알람 신호를 상기 만공차 등을 통해 출력하거나, 주차장 관리자 및 상기 스마트 단말기에 전송하는 제어부를 포함한다.

Description

어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템 및 방법{PARKING MANAGEMENT SYSTEM USING FISHEYE LENS CAMERA AND METHOD THEREOF}
본 발명은 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 어안렌즈가 장착된 카메라를 이용하여 주차면과 입출차로를 한 번에 촬영하고, 그 촬영 정보를 처리하여 불법/불량주차 감지, 차량번호 인식, 만공차 감지, 주차 시간 알람, 주차 위치 안내, 및 차량 주변의 거동 수상자를 감지하여 경보를 출력할 수 있도록 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 다수의 카메라를 이용해 주차장을 관리하는 주차관리 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 주차관리 시스템은 입출차로 양측을 따라 주차장 천장에 레이스웨이(race way : 전선, 케이블 그리고 버스 덕트를 넣기 위해 설계되어 이 목적에 사용되는 채널)가 설치되어 있으며, 용도별로 각기 다수의 카메라가 구비된 카메라모듈이 상기 레이스웨이에 설치되어 입출차로를 가로질러 건너편의 주차면을 촬영하는 방식으로 구축되고 있다.
도 1과 같은 종래의 방식은 단방향의 시야각을 가진 카메라를 사용하고 주차구역의 양쪽 면에서 건너편의 차량을 촬영하는 방법인데, 이 외에도 입출차로 중앙에서 좌우 양방향 각각의 카메라로 주차차량을 촬영하여 차량의 입출차 유무를 검지하거나 차량번호를 인식하는 방식의 주차면 관리 시스템이 있다.
상기와 같은 방법은 설치에 소요되는 카메라 수량이 많고(예 : 2~3개 주차면마다 번호인식 카메라 설치 등), 양측에 레이스웨이를 설치하여야 하는 필요성 때문에 비용의 증가(예 : 카메라 설치, 유지보수 증가, 영상 통신 대역폭 증가)가 필연적이고 시스템의 간소화에도 어려움이 있었다.
따라서 이러한 문제점을 개선하기 위해서 주차장에 설치되는 카메라 수량을 대폭 줄일 수 있고, 카메라 장착에 수반되는 설비 및 비용을 간소화할 수 있도록 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차관리 시스템이 개발되고 있다.
일반적으로 상기 어안렌즈(Fisheye Lens)는 사각이 180도를 넘는 초광각 렌즈이며, 보이는 범위가 180도로 넓기 때문에 사진이 둥글게 변하는 렌즈이다.
그러나 상기 어안렌즈를 이용해 촬영된 영상은, 도 2에 도시된 바와 같이, 촬영 영상이 둥글게 보이기 때문에 영상의 분석이 어렵고 따라서 주차 관리의 편의성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 기존의 주차 관리 시스템은 주차 관련 정보를 사용자에게 제공하지 않았기 때문에 주차장 사용자의 편의성이 떨어지는 문제점이 있었으며, 주차 관련 영상을 사용자에게 제공한다고 하더라도 둥글게 촬영된 영상을 보내어 줄 수밖에 없기 때문에 사용자는 그러한 정보를 수신하더라도 가치가 없는 정보가 되므로 역시 주차장 사용자의 편의성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0976441호(2010.08.11.등록, 전방위 카메라를 이용한 주차면 관리시스템 및 그 관리방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 어안렌즈가 장착된 카메라를 이용하여 주차면과 입출차로를 한 번에 촬영하고, 그 촬영 정보를 처리하여 불법/불량주차 감지, 차량번호 인식, 만공차 감지, 주차 시간 알람, 주차 위치 안내, 및 차량 주변의 거동 수상자를 감지하여 경보를 출력할 수 있도록 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템은, 어안렌즈가 장착된 카메라 모듈; 미리 등록된 사용자의 스마트 단말기와 통신하는 통신부; 주차장에 진입하는 차량이나 사람에 관련된 적어도 하나 이상의 영상, 진입시간, 진출시간, 차량번호, 운전자 전화번호, 및 주차관련 상태정보 중 적어도 하나 이상을 저장하는 데이터베이스; 및 상기 카메라 모듈을 통해 촬영된 어안렌즈 영상을 보정하고, 상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여 주차장 및 주차장에서 발생하는 상황이나 상태 변화를 감시하고, 상기 감시를 통해 검출된 주차장 내의 상황이나 상태 변화에 따른 정보나 알람 신호를 상기 만공차 등을 통해 출력하거나, 주차장 관리자 및 상기 스마트 단말기에 전송하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여, 불법/불량주차 감지, 차량번호 인식, 만공차 감지, 주차 시간 알람, 주차 위치 안내, 및 차량 주변의 거동 수상자 감지 중 적어도 하나 이상을 감시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 카메라 모듈을 통해 촬영된 어안렌즈 영상을 흑백 영상으로 변환하여 주차선을 검출하고, 상기 주차선이 직선이 되도록 상기 어안렌즈 영상을 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 어안렌즈 영상에서 원의 중심(C(cx, cy))과 반경(R)을 산출하고, 보정의 특성을 결정하는 변수값(k=strength=2.45, z=zoom=1.6)을 설정하고, 상기 보정될 영상의 좌표 P(x, y)의 화소값을 아래의 수학식 1을 이용하여 입력 영상의 좌표 sP(sx, sy)의 화소값으로 대체하여 보정하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 1)
Figure 112015024565293-pat00001
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 어안렌즈 영상이 보정되면, 상기 보정된 영상에 기초하여 현재 각 주차면의 바닥과 주차선의 특징을 추출하고, 미리 추출되어 저장되어 있던 초기 주차면의 바닥과 주차선의 특징을 비교하여 각 주차면의 변화를 검출하고, 상기 검출된 주차면의 변화가 주차선 및 주차면적에 대하여 미리 설정된 기준 비율 이상인 경우, 해당 주차면에 차량이 주차되어 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 카메라 모듈은 만공차 등과 상기 어안렌즈가 일체로 형성되고, 상기 만공차 등은, 상기 카메라 모듈의 좌우 양측으로 막대나 봉 형태로 부착되며, 빨간색, 파란색, 및 노란색 중 적어도 어느 한 가지 색상으로 각기 발광되고, 상기 발광되는 색상을 이용해 만차 상태, 공차 상태, 비상 상태를 나타내되, 상기 비상 상태는, 좌우 양측의 만공차 등의 색상을 미리 지정된 색으로 번갈아 발광시키거나 특수 효과를 적용하여 발광시키고, 혹은 상기 카메라 모듈을 중심으로 상기 만공차 등이 특정 속도로 회전되게 구현된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 카메라 모듈은, 암흑 상태에서 촬영이 가능한 FIR(Far Infra Red) 카메라, 가시광 영역에서 촬영이 가능한 씨모스 카메라 또는 씨씨디(CCD) 카메라 중 적어도 하나; 비상 스위치 대신에 특정 레벨 이상의 사운드나 미리 설정된 동일한 사운드의 입력을 이용하여 비상 상태를 감지하기 위한 마이크; 및 상기 비상 상태에서 주차장 관리자와 직접 통화할 수 있도록 하는 스피커;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템의 주차 관제 방법은, 제어부가 어안렌즈가 장착된 카메라 모듈을 통해 주차장 내부를 촬영하는 단계; 상기 제어부가 상기 카메라 모듈을 통해 촬영된 어안렌즈 영상을 보정하는 단계; 상기 제어부가 상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여 주차장 및 주차장에서 발생하는 상황이나 상태 변화를 감시하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 감시를 통해 검출된 주차장 내의 상황이나 상태 변화에 따른 정보나 알람 신호를 상기 만공차 등을 통해 출력하거나, 주차장 관리자 및 미리 등록된 사용자의 스마트 단말기에 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 주차장 및 주차장에서 발생하는 상황이나 상태 변화를 감시하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여, 불법/불량주차 감지, 차량번호 인식, 만공차 감지, 주차 시간 알람, 주차 위치 안내, 및 차량 주변의 거동 수상자 감지 중 적어도 하나 이상을 감시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 어안렌즈 영상을 보정하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 카메라 모듈을 통해 촬영된 어안렌즈 영상을 흑백 영상으로 변환하여 주차선을 검출하고, 상기 주차선이 직선이 되도록 상기 어안렌즈 영상을 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 어안렌즈 영상에서 원의 중심(C(cx, cy))과 반경(R)을 산출하고, 보정의 특성을 결정하는 변수값(k=strength=2.45, z=zoom=1.6)을 설정하고, 상기 보정될 영상의 좌표 P(x, y)의 화소값을 아래의 수학식 1을 이용하여 입력 영상의 좌표 sP(sx, sy)의 화소값으로 대체하여 보정하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 1)
Figure 112015024565293-pat00002
본 발명에 있어서, 상기 주차장 및 주차장에서 발생하는 상황이나 상태 변화를 감시하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 어안렌즈 영상이 보정되면, 상기 보정된 영상에 기초하여 현재 각 주차면의 바닥과 주차선의 특징을 추출하고, 미리 추출되어 저장되어 있던 초기 주차면의 바닥과 주차선의 특징을 비교하여 각 주차면의 변화를 검출하고, 상기 검출된 주차면의 변화가 주차선 및 주차면적에 대하여 미리 설정된 기준 비율 이상인 경우, 해당 주차면에 차량이 주차되어 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 카메라 모듈은 만공차 등과 상기 어안렌즈가 일체로 형성되고, 상기 만공차 등은, 상기 카메라 모듈의 좌우 양측으로 막대나 봉 형태로 부착되며, 빨간색, 파란색, 및 노란색 중 적어도 어느 한 가지 색상으로 각기 발광되고, 상기 발광되는 색상을 이용해 만차 상태, 공차 상태, 비상 상태를 나타내되, 상기 비상 상태는, 좌우 양측의 만공차 등의 색상을 미리 지정된 색으로 번갈아 발광시키거나 특수 효과를 적용하여 발광시키고, 혹은 상기 카메라 모듈을 중심으로 상기 만공차 등이 특정 속도로 회전되게 구현된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 카메라 모듈은, 암흑 상태에서 촬영이 가능한 FIR(Far Infra Red) 카메라, 가시광 영역에서 촬영이 가능한 씨모스 카메라 또는 씨씨디(CCD) 카메라 중 적어도 하나; 비상 스위치 대신에 특정 레벨 이상의 사운드나 미리 설정된 동일한 사운드의 입력을 이용하여 비상 상태를 감지하기 위한 마이크; 및 상기 비상 상태에서 주차장 관리자와 직접 통화할 수 있도록 하는 스피커;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 어안렌즈가 장착된 카메라를 이용하여 주차면과 입출차로를 한 번에 촬영하고, 그 촬영 정보를 처리하여 불법/불량주차 감지, 차량번호 인식, 만공차 감지, 주차 시간 알람, 주차 위치 안내, 및 차량 주변의 거동 수상자를 감지하여 경보를 출력할 수 있도록 함으로써 주차장 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 종래의 다수의 카메라를 이용해 주차장을 관리하는 주차관리 시스템을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 천장에 설치된 어안렌즈 카메라를 이용하여 주차장 내부를 촬영한 영상을 보인 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 만공차 등이 부착된 카메라 모듈이 주차장의 천장에 설치된 모습을 촬영한 사진.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어안렌즈 카메라를 이용해 촬영한 영상을 보정하고 그 보정된 영상으로부터 만공차 상태를 판단하는 과정을 단계별로 설명하기 위하여 보인 사진과 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 관제 시스템에서 카메라 모듈의 촬영 범위에 따른 카메라 모듈의 설치 방법 및 주차구역의 구획 상태를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 관제 시스템에서 주차영상 및 주차위치 정보를 사용자의 스마트 단말기에 제공하는 영상을 보인 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 관제 시스템의 주차 관제 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템은, 카메라 모듈(110), 제어부(120), 만공차 등(130), 통신부(140), 및 데이터베이스(150)를 포함한다.
상기 카메라 모듈(110)은 어안렌즈가 장착되어 입출차로 양측에 있는 다수의 주차면을 한꺼번에 촬영하기 위한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 주차장의 천장에 설치되어 입출차로의 양측 주차면 및 입출차로를 포함하는 천장 하부를 360도 전방향으로 촬영한다. 통상적으로 상기 카메라 모듈(110)을 중심으로 양측의 주차 구역에 구획된 주차면(한 주차 구역에 보통 4~5대의 차량을 주차할 수 있도록 주차면이 구획되어 있음)에 주차된 차량을 가장 명확하게 감지할 수 있기 때문에 상기 카메라 모듈(110)의 촬영 범위를 고려하여 각 카메라 영상의 촬영 범위의 끝 부분이 겹칠 수 있도록 어안렌즈가 장착된 카메라 모듈(110)을 설치함으로써 감시 사각지역이 발생하지 않도록 할 수 있다(도 6 참조).
다만 상기 카메라 모듈(110)이 설치되는 주차장의 천장 높이에 따라 상기 카메라 모듈(110)의 촬영 범위는 달라질 수 있다. 따라서 상기 카메라 모듈(110)이 반드시 정하방을 촬영하도록 설치되어야 하는 것은 아니며, 촬영 가능 범위를 확장시킬 수 있도록 하기 위하여 특정 각도로 경사지게 설치될 수도 있다.
상기 카메라 모듈(110)에는 양측으로 암(arm) 형상의 만공차 등(130)을 설치할 수 있다(도 4 참조).
도 4는 상기 도 3에 있어서, 만공차 등(130)이 부착된 카메라 모듈(110)이 주차장의 천장에 설치된 모습을 촬영한 사진이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 만공차 등(130)은 발광소자(LED) 등을 이용해 빨간색, 노란색, 및 파란색 등으로 발광할 수 있다.
상기 만공차 등(130)은 암(arm) 형상으로 상기 카메라 모듈(110)의 좌우 양측으로 길게 막대(또는 봉) 형태로 부착됨으로써, 시인성을 좋게 하여 입출차로를 통해 진입하는 차량의 운전자가 주차면의 만차/공차 상황을 멀리서도 쉽게 알아볼 수 있도록 한다.
또한 상기 만공차 등(130)은 평상시에는 해당 주차면의 만차 상태(빨간색 표시), 및 공차 상태(파란색 표시)를 표시하고, 비상시(예 : 위험상황이나 주의상황 발생시)에는 양측 모두 노란색으로 표시하여 운전자에게 주의 상태(또는 비상 상태)를 알려 줄 수도 있다. 이때 상기 주의 상태(또는 비상 상태)는, 상기 만공차 등(130)의 좌우 양측의 색상을 번갈아 변화시키며(예 : 빨강→파랑→빨강→파랑), 운전자에게 주의를 주거나, 특수 효과(예 : 깜박임, 엘이디 스크롤)를 통해 운전자에게 주의 상태나 주의할 방향을 알려 줄 수도 있다.
또한 상기 만공차 등(130)이 상기 카메라 모듈(110)을 중심으로 특정 속도로 회전되게 하여 운전자에게 주의 상태(또는 비상 상태)를 알려 줄 수도 있다. 이를 위해 상기 카메라 모듈(110)은 상기 만공차 등(130)을 회전시키기 위한 구동 모터(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 카메라 모듈(110)은 FIR(Far Infra Red) 카메라 및 CMOS 카메라(또는 CCD 카메라) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
참고로 상기 CMOS 카메라(또는 CCD 카메라)는 가시광 영역의 빛을 감지하여 투영하는 역할을 하기 때문에 사람의 눈으로 보는 것과 비슷한 영상을 획득한다. 그리고 상기 FIR 카메라는 사람이 보지 못하는 적외선 대역의 빛을 투영하여 영상을 획득한다. 특히 FIR 대역은 온도에 따라 파장이 변하기 때문에 온도를 구별할 수 있는 장점이 있다. 따라서 상기 FIR 카메라는 비상시 암흑 상태에서도 촬영이 가능하도록 하여 보안성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 카메라 모듈(110)은 스피커(미도시)와 마이크(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 물론, 상기 스피커, 마이크, 및 비상 시 호출을 위한 비상버튼은 주차장 내의 임의의 위치(예 : 각 주차면 근처의 기둥)에 설치될 수 있으나, 이를 위해서는 별도의 레이스웨이를 추가로 설치해야 하기 때문에 비용이 증가하고 미관이 복잡해지는 문제점이 있다.
따라서 본 실시예에서는 상기 카메라 모듈(110)에 포함된 마이크(미도시)를 이용해 비상 스위치 기능을 수행하게 할 수 있다. 예컨대 상기 마이크를 통해 특정 레벨 이상의 사운드(예 : 비상벨, 사이렌, 경적, 호각소리, 차량경보장치 소리, 비명소리 등)나 미리 설정된 동일한 사운드(예 : 도와주세요, 살려주세요 등)가 입력될 경우 주차장 관리자와 상기 스피커(미도시)를 통해 통화할 수 있도록 할 수 있다. 또한 주차장 관리실의 모니터에 비상 카메라 영상 및 주변 영상을 팝업시켜 다수의 카메라 모듈(110)을 통해 상기 비상 스위치(또는 비상 상태가 발생한 카메라 모듈)가 입력된 부근을 다중으로 감시할 수 있다.
상기 제어부(120)는 상기 카메라 모듈(110)을 통해 촬영된 영상을 처리하여 불법/불량주차 감지, 차량번호 인식, 만공차 감지, 주차 시간 알람, 주차 위치 안내, 및 차량 주변의 거동 수상자를 감지하여 경보를 출력할 수 있도록 한다.
상기 제어부(120)는 영상 보정부(121), 주차시간 연산부(122), 만공차 인식부(123), 및 불량주차 감지부(124)를 포함한다.
이하 본 실시예에서는 편의상 상기 각 기능 수단(121~124)이 별도로 동작하는 것으로 설명하지만, 상기 제어부(120)가 상기 각 기능 수단(121~124)의 동작을 통합적으로 수행할 수 있음은 자명하다.
상기 영상 보정부(121)는, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 어안렌즈를 통해 촬영된 왜곡된 영상(즉, 볼록하고 둥글게 왜곡된 영상)을 사각형의 평면 영상으로 보정한다(도 5의 (a)~(d) 참조).
상기 영상 보정부(121)는 상기 카메라 모듈(110)을 통해 촬영된 어안렌즈 영상(도 5의 (a))을 입력받고, 상기 어안렌즈 영상의 중심 및 반경을 산출한다(도 5의 (b)).
참고로 상기 어안렌즈 영상(도 5의 (a))의 중심 및 반경을 산출하기 위하여 영상의 화소 밝기가 문턱치 이상이면 255(흰색)로 변경하고 그렇지 않으면 0(검정색)으로 변경한다(도 5의 (b)).
그리고 상기 변경된 어안렌즈 영상을 모폴로지 연산한다.
여기서 상기 모폴로지 연산은 영상 내에 존재하는 특정 객체의 형태를 변형시키는 용도로 사용되는 영상 처리 기법이며, 객체의 모양을 표현하거나 기술하기 위한 용도로도 사용된다. 본 실시예에서는 원형의 어안렌즈 영상의 내부의 객체(예 : 주차장 내부 및 차량 등)를 제거하고 완전한 원형을 만들기 위해 사용한다. 상기 모폴로지 연산은 이진 영상 처리에 주로 사용되며, 그레이스케일 영상에도 확장되어 적용될 수 있다.
상기와 같은 방법으로 처리된 어안렌즈 영상(도 5의 (a))의 중심 및 반경이 산출되면, 영상 처리가 용이한 흑백 영상(또는 그레이스케일 영상)으로 변환한 다음(도 5의 (c)), 그 흑백 영상에서 백색으로 표시되는 주차선을 검출한다. 그리고 상기 검출된 주차선이 직선이 되도록 영상을 보정한다(도 5의 (d)).
보다 구체적으로, 상기 어안렌즈 영상에서 원(circle)의 중심(C(cx, cy))과 반경(R)이 산출되면, 보정의 특성을 결정하는 변수값(예 : k=strength=2.45, z=zoom=1.6)을 설정한다. 그리고 보정될 영상의 좌표 P(x, y)의 화소값을 아래의 수학식 1을 이용하여 입력 영상의 좌표 sP(sx, sy)의 화소값으로 대체한다.
여기서 r은 k, d, R 변수들을 이용하여 θ를 구하기 위해 사용하는 변수.
Figure 112015024565293-pat00003
상기와 같은 방법에 기초하여 어안렌즈 영상이 사각형의 평면 영상으로 보정되면(도 5의 (d)), 상기 만공차 인식부(123)는 현재 각 주차면의 특징(예 : 바닥, 주차선 등)(도 5의 (e))을 추출하고, 미리 추출되어 저장되어 있던 초기 주차면의 특징(즉, 공차 시 주차면의 바닥 및 주차선 특징)(도 5의 (f))과 비교하여, 각 주차면의 변화를 검출한다.
그리고 상기 검출된 변화가 미리 설정된 기준(예 : 주차선 및 주차면적의 비율) 이상인 경우, 상기 만공차 인식부(123)는 해당 주차면에 차량이 주차되어 있는 것으로 판단한다(도 5의 (g)). 이때 주차면이 만차인 경우와 공차인 경우에 각기 다른 색상(예 : 빨강, 연두)으로 구분할 수 있다.
상기 주차시간 연산부(122)는 주차장에 진입한 차량의 차량번호를 검출하여 각 차량이 임의의 주차면에 주차한 후부터(또는 주차장에 진입한 시간부터) 주차시간을 산출한다. 즉, 임의의 주차구역에 차량이 주차할 경우 그 주차된 차량의 차량번호를 인식하고, 상기 차량이 주차된 시간부터 주차시간을 산출한다.
만약 상기 주차장에 진입한 차량에 번호판이 부착되어 있지 않거나 차량에 탑승하지 않은 사람이 걸어서 주차장에 진입한 경우, 상기 제어부(120)는 상기 번호판이 없는 차량 및 사람에게 임의의 관리번호를 생성하여 부여한다. 그리고 상기 제어부(120)는 상기 임의의 관리번호가 부여된 차량이나 사람이 주차장에 진입하는 상황이 발생할 경우 주차장 관리자에게 알람한다. 그리고 주차장 관리실의 모니터(미도시)에 비상 카메라 영상 및 주변 영상을 팝업시켜 다수의 카메라 모듈(110)을 통해 상기 임의의 관리번호가 부여된 차량이나 사람에 대한 그물망 감시가 가능하게 한다.
상기와 같이 주차시간이 산출되면, 제어부(120)는 데이터베이스(150)에 미리 등록된 차량정보(예 : 차량번호, 차량 운전자의 전화번호 등)를 이용하여 일정시간 간격으로 주차 경과 시간을 알람한다. 왜냐하면 유료 주차장의 경우 일정시간이 경과하면 주차요금이 급격히 증가하는 경향이 있기 때문에 상기 주차시간 정보를 사용자에게 제공함으로써 사용자의 편의성을 향상시킨다.
아울러 상기 제어부(120)는 상기 데이터베이스(150)에 미리 등록된 차량정보(예 : 차량번호, 차량 운전자의 전화번호 등)를 이용하여 주차위치 정보를 문자(예 : 지하2층 주차장 A2구역에 "12가1234" 차량이 주차한지 2시간이 되었습니다)나 영상(도 7의 (a),(b))으로 제공할 수도 있다. 이때 상기 사용자에게 제공되는 정보는 주차시간과 주차위치 정보가 조합된 정보일 수 있다. 한편 상기 사용자는 자신의 스마트 단말기에 미리 설치된 주차장 관리 앱(프로그램)을 통해 자신의 차량이 주차된 주차구역의 카메라 영상 및 주차위치 정보를 요청하여 다운로드 받을 수도 있다(도 7의 (a),(b) 참조).
상기 불량주차 감지부(124)는 현재 각 주차면의 특징(예 : 바닥, 주차선 등)(도 5의 (e))과 미리 추출되어 저장되어 있던 초기 주차면의 특징(즉, 공차 시 주차면의 특징)(도 5의 (f))을 비교하여 각 주차면의 변화를 검출하고, 상기 검출된 변화로부터 차량이 각 주차면의 공동 주차선을 미리 설정된 기준(예 : 주차선 및 주차면적의 비율) 이상 차지하고 있거나, 각 주차면의 전면을 가로막고 이중으로 주차되어 있는지를 판단한다.
또한 상기 불량주차 감지부(124)는 차량의 램프(예 : 전조등, 미등, 비상등 등) 점등 상태를 검출하고, 상기 차량의 램프가 차량 주차 후에도 미리 설정된 시간 이상 계속 점등되어 있는 경우에 주차장 관리자 및 상기 데이터베이스(150)에 미리 등록된 차량정보(예 : 차량번호, 차량 운전자의 전화번호 등)를 이용하여 해당 차량의 운전자에게 차량의 점등 상태를 알람한다. 예컨대 상기 불량주차 감지부(124)는 'RGB(Red, Green, Blue) → HSV(Hue, Saturation, Value(Brightness))'색상 변환을 통해 차량램프의 밝기와 색상 정보를 검출하여 불량주차(예 : 차량 램프가 계속 점등된 상태로 주차)를 감지할 수 있다.
상기 통신부(140)는 주차에 관련된 정보(예 : 주차시간, 주차위치, 불법/부량주차 경고, 주차된 차량 주변 영상, 주차시간에 따른 주차요금 등)를 미리 등록된 사용자의 스마트 단말기(200)(예 : 스마트폰, 스마트패드, 스마트시계, 스마트키 등)에 전송하고, 상기 스마트 단말기(200)로부터 본 실시예에 따른 주차 관제 시스템에 접속하여 허가된 특정 정보를 요청하는 제어신호(또는 제어명령)를 수신한다. 이에 따라 상기 통신부(140)는 상기 스마트 단말기(200)로부터 요청된 정보에 대응하는 제어신호(또는 제어명령)를 상기 제어부(120)에 출력함으로써, 상기 제어부(120)가 상기 요청된 정보를 처리하여 상기 스마트 단말기(200)에 전송할 수 있도록 한다.
상기 데이터베이스(150)는 주차장에 진입하는 차량이나 사람에 관련된 적어도 하나 이상의 영상, 진입시간, 진출시간, 차량번호, 운전자 전화번호, 및 주차관련 상태정보(예 : 정상, 주의, 불법주차, 불량주차 등)를 저장한다. 상기 데이터베이스(150)에 저장된 정보는 본 실시예에 따른 주차 관제 시스템에서 사용자의 편의성을 향상시키는 기능에 이용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 관제 시스템의 주차 관제 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 만공차 등(130) 및 어안렌즈(미도시)가 장착된 카메라 모듈(110)이 설치된 주차장의 천장에서 주차장 내부를 촬영한다(S101).
이때 상기 어안렌즈가 장착된 카메라 모듈(110)을 통해 촬영된 영상은, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 볼록하고 둥글게 왜곡된 영상이다. 따라서 상기 제어부(120)는 상기 볼록하고 둥글게 왜곡된 영상을 사각형의 평면 영상으로 보정한다(도 5의 (a)~(d) 참조)(S102).
예컨대 상기 제어부(120)는 상기 카메라 모듈(110)을 통해 촬영된 어안렌즈 영상(도 5의 (a))의 중심 및 반경을 산출하고(도 5의 (b)), 아울러 상기 어안렌즈 영상을 모폴로지 연산한다. 상기와 같은 방법으로 어안렌즈 영상(도 5의 (a))의 중심 및 반경이 산출되면, 상기 어안렌즈 영상을 처리가 용이한 흑백 영상(또는 그레이스케일 영상)으로 변환하고(도 5의 (c)), 상기 흑백 영상(또는 그레이스케일 영상)에서 백색으로 표시되는 주차선을 검출하여 상기 주차선이 직선이 되도록 영상을 보정한다(도 5의 (d)).
상기 영상을 보정하는 보다 구체적인 방법은 상기 수학식 1을 참조하여 설명하였으므로 이하 생략한다.
이후 상기와 같이 어안렌즈 영상이 사각형의 평면 영상으로 보정되면(도 5의 (d)), 상기 제어부(120)는 상기 보정된 영상에 기초하여 현재 각 주차면의 특징(예 : 바닥, 주차선 등)(도 5의 (e))을 추출하고, 미리 추출되어 저장되어 있던 초기 주차면의 특징(즉, 공차 시 주차면의 바닥 및 주차선 특징)(도 5의 (f))과 비교하여 각 주차면의 변화를 검출한다.
상기 검출된 주차면의 변화가 미리 설정된 기준(예 : 주차선 및 주차면적의 비율) 이상인 경우, 상기 제어부(120)는 해당 주차면(주차면의 변화가 미리 설정된 기준 이상인 주차면)에 차량이 주차되어 있는 것으로 판단하고, 만차인 주차면과 공차인 주차면을 각기 다른 색상으로 구분하여 표시할 수 있다(도 5의 (g)).
그리고 상기 제어부(120)는 상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여 불법/불량주차 감지, 차량번호 인식, 만공차 감지, 주차 시간 알람, 주차 위치 안내, 및 차량 주변의 거동 수상자 등을 감시한다(S103). 아울러 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 제어부(120)는 상기 카메라 모듈(110)에 포함된 마이크(미도시)를 이용해서 주차장 및 주차장에서 발생하는 비상상태를 감시할 수도 있다.
이후 상기 제어부(120)는 상기 감시를 통해 검출된 주차장 및 차량의 상태에 따른 정보(예 : 문자나 영상 데이터)나 알람 신호(예 : 경보 신호)를 상기 만공차 등(130)을 통해 출력하거나, 미리 등록된 사용자의 스마트 단말기(200)에 전송한다(S104).
예컨대 상기 제어부(120)는 주차장에 진입한 차량의 차량번호를 검출하여 각 차량의 주차시간을 산출하고, 만약 상기 주차장에 진입한 차량에 번호판이 부착되어 있지 않거나 차량에 탑승하지 않은 사람이 걸어서 주차장에 진입한 경우에는 임시 관리번호를 생성하여 부여하고, 그 위치를 상기 만공차 등(130)을 통해 출력하거나, 주차장 관리자에게 알람하여 상기 차량이나 사람에 대한 감시가 이루어질 수 있도록 한다.
또한 상기 제어부(120)는 상기와 같이 주차시간을 상기 데이터베이스(150)에 미리 등록된 차량정보(예 : 차량번호, 차량 운전자의 전화번호 등)를 이용하여 일정시간 간격으로 주차 경과 시간 및 주차 위치 정보를 알람해 줄 수 있다.
또한 상기 제어부(120)는 등록되지 않은 차량이 불법주차 되어 있거나 불량주차(예 : 주차 후 차량 램프의 계속 점등, 이중 주차, 다른 주차면 점유 주차 등) 되어 있을 경우 이를 감지하여 그 위치를 상기 만공차 등(130)을 통해 출력하거나, 그(불법/불량 주차)에 관련된 정보를 주차장 관리자에게 알람하거나 미리 등록된 사용자의 스마트 단말기(200)에 전송한다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 카메라 모듈 120 : 제어부
121 : 영상 보정부 122 : 주차시간 연산부
123 : 만공차 인식부 124 : 불량주차 감지부
130 : 만공차 등 140 : 통신부
150 : 데이터베이스 200 : 스마트 단말기

Claims (14)

  1. 어안렌즈가 장착된 카메라 모듈;
    미리 등록된 사용자의 스마트 단말기와 통신하는 통신부;
    주차장에 진입하는 차량이나 사람에 관련된 적어도 하나 이상의 영상, 진입시간, 진출시간, 차량번호, 운전자 전화번호, 및 주차관련 상태정보 중 적어도 하나 이상을 저장하는 데이터베이스; 및
    상기 카메라 모듈을 통해 촬영된 어안렌즈 영상을 보정하고, 상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여 주차장 및 주차장에서 발생하는 상황이나 상태 변화를 감시하고, 상기 감시를 통해 검출된 주차장 내의 상황이나 상태 변화에 따른 정보나 알람 신호를 만공차 등을 통해 출력하거나, 주차장 관리실의 스피커와 모니터 및 상기 스마트 단말기 중 적어도 하나에 전송하는 제어부;를 포함하되,
    상기 만공차 등은 암(arm) 형상으로 상기 카메라 모듈의 좌우 양측으로 막대나 봉 형태로 부착되며,
    상기 제어부는,
    구동 모터를 통해 상기 만공차 등이 카메라 모듈을 중심으로 특정 속도로 회전되게 하여 운전자에게 주의 상태나 비상 상태를 알려 주고, 또한
    상기 주의 상태나 비상 상태는, 상기 만공차 등의 좌우 양측의 색상을 번갈아 변화시키며 운전자에게 주의를 주고, 깜박임이나 스크롤의 특수 효과를 통해 운전자에게 주의 상태나 주의할 방향을 알려주며, 또한
    만차 상태에서는 상기 만공차 등을 빨간색으로 표시하고, 공차 상태에서는 상기 만공차 등을 파란색으로 표시하며, 주의 상태나 비상 상태에서는 양측 모두 노란색으로 표시하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여, 불법/불량주차 감지, 차량번호 인식, 만공차 감지, 주차 시간 알람, 주차 위치 안내, 및 차량 주변의 거동 수상자 감지 중 적어도 하나 이상을 감시하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 카메라 모듈을 통해 촬영된 어안렌즈 영상을 흑백 영상으로 변환하여 주차선을 검출하고, 상기 주차선이 직선이 되도록 상기 어안렌즈 영상을 보정하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    어안렌즈 영상이 보정되면, 상기 보정된 영상에 기초하여 현재 각 주차면의 바닥과 주차선의 특징을 추출하고, 미리 추출되어 저장되어 있던 초기 주차면의 바닥과 주차선의 특징을 비교하여 각 주차면의 변화를 검출하고,
    상기 검출된 주차면의 변화가 주차선 및 주차면적에 대하여 미리 설정된 기준 비율 이상인 경우, 해당 주차면에 차량이 주차되어 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은 만공차 등과 상기 어안렌즈가 일체로 형성되고,
    상기 만공차 등은,
    상기 카메라 모듈의 좌우 양측으로 막대나 봉 형태로 부착되며, 빨간색, 파란색, 및 노란색 중 적어도 어느 한 가지 색상으로 각기 발광되고,
    상기 발광되는 색상을 이용해 만차 상태, 공차 상태, 비상 상태를 나타내되,
    상기 비상 상태는, 좌우 양측의 만공차 등의 색상을 미리 지정된 색으로 번갈아 발광시키거나 특수 효과를 적용하여 발광시키고, 혹은 상기 카메라 모듈을 중심으로 상기 만공차 등이 특정 속도로 회전되게 구현된 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 카메라 모듈은,
    암흑 상태에서 촬영이 가능한 FIR(Far Infra Red) 카메라, 가시광 영역에서 촬영이 가능한 씨모스 카메라 또는 씨씨디(CCD) 카메라 중 적어도 하나;
    비상 스위치 대신에 특정 레벨 이상의 사운드나 미리 설정된 동일한 사운드의 입력을 이용하여 비상 상태를 감지하기 위한 마이크; 및
    상기 비상 상태에서 주차장 관리실의 스피커를 통해 직접 통화할 수 있도록 하는 스피커;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템.
  8. 제어부가 어안렌즈가 장착된 카메라 모듈을 통해 주차장 내부를 촬영하는 단계;
    상기 제어부가 상기 카메라 모듈을 통해 촬영된 어안렌즈 영상을 보정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여 주차장 및 주차장에서 발생하는 상황이나 상태 변화를 감시하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 감시를 통해 검출된 주차장 내의 상황이나 상태 변화에 따른 정보나 알람 신호를 만공차 등을 통해 출력하거나, 주차장 관리실의 스피커와 모니터 및 미리 등록된 사용자의 스마트 단말기 중 적어도 하나에 전송하는 단계;를 포함하되,
    상기 만공차 등은 암(arm) 형상으로 상기 카메라 모듈의 좌우 양측으로 막대나 봉 형태로 부착되며,
    상기 제어부는,
    구동 모터를 통해 상기 만공차 등이 카메라 모듈을 중심으로 특정 속도로 회전되게 하여 운전자에게 주의 상태나 비상 상태를 알려 주고, 또한
    상기 주의 상태나 비상 상태는, 상기 만공차 등의 좌우 양측의 색상을 번갈아 변화시키며 운전자에게 주의를 주고, 깜박임이나 스크롤의 특수 효과를 통해 운전자에게 주의 상태나 주의할 방향을 알려주며, 또한
    만차 상태에서는 상기 만공차 등을 빨간색으로 표시하고, 공차 상태에서는 상기 만공차 등을 파란색으로 표시하며, 주의 상태나 비상 상태에서는 양측 모두 노란색으로 표시하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템의 주차 관제 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 주차장 및 주차장에서 발생하는 상황이나 상태 변화를 감시하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 보정된 어안렌즈 영상을 처리하여, 불법/불량주차 감지, 차량번호 인식, 만공차 감지, 주차 시간 알람, 주차 위치 안내, 및 차량 주변의 거동 수상자 감지 중 적어도 하나 이상을 감시하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템의 주차 관제 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 어안렌즈 영상을 보정하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 카메라 모듈을 통해 촬영된 어안렌즈 영상을 흑백 영상으로 변환하여 주차선을 검출하고, 상기 주차선이 직선이 되도록 상기 어안렌즈 영상을 보정하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템의 주차 관제 방법.
  11. 삭제
  12. 제 8항에 있어서, 상기 주차장 및 주차장에서 발생하는 상황이나 상태 변화를 감시하는 단계에서,
    상기 제어부는, 어안렌즈 영상이 보정되면, 상기 보정된 영상에 기초하여 현재 각 주차면의 바닥과 주차선의 특징을 추출하고, 미리 추출되어 저장되어 있던 초기 주차면의 바닥과 주차선의 특징을 비교하여 각 주차면의 변화를 검출하고,
    상기 검출된 주차면의 변화가 주차선 및 주차면적에 대하여 미리 설정된 기준 비율 이상인 경우, 해당 주차면에 차량이 주차되어 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템의 주차 관제 방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은 만공차 등과 상기 어안렌즈가 일체로 형성되고,
    상기 만공차 등은,
    상기 카메라 모듈의 좌우 양측으로 막대나 봉 형태로 부착되며, 빨간색, 파란색, 및 노란색 중 적어도 어느 한 가지 색상으로 각기 발광되고,
    상기 발광되는 색상을 이용해 만차 상태, 공차 상태, 비상 상태를 나타내되,
    상기 비상 상태는, 좌우 양측의 만공차 등의 색상을 미리 지정된 색으로 번갈아 발광시키거나 특수 효과를 적용하여 발광시키고, 혹은 상기 카메라 모듈을 중심으로 상기 만공차 등이 특정 속도로 회전되게 구현된 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템의 주차 관제 방법.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 카메라 모듈은,
    암흑 상태에서 촬영이 가능한 FIR(Far Infra Red) 카메라, 가시광 영역에서 촬영이 가능한 씨모스 카메라 또는 씨씨디(CCD) 카메라 중 적어도 하나;
    비상 스위치 대신에 특정 레벨 이상의 사운드나 미리 설정된 동일한 사운드의 입력을 이용하여 비상 상태를 감지하기 위한 마이크; 및
    상기 비상 상태에서 주차장 관리실의 스피커를 통해 직접 통화할 수 있도록 하는 스피커;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어안렌즈 카메라를 이용한 주차 관제 시스템의 주차 관제 방법.
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