KR101710646B1 - 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템 - Google Patents

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나형석
임도훈
김영모
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Abstract

본 발명에 따르는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템은, 미리 정해진 감시 영역에 포함된 제1인식 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로 진입하는 차량의 전면 번호판을 촬영하여 제1인식영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 감시 영역에 포함되며 상기 제1인식 영역을 포함하는 제1추적 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로 진입하는 차량의 전면을 촬영하여 제1추적영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 제1인식영상정보로부터 차량전면번호판을 인식하고, 그 차량전면번호판에 대한 인식정보와 인식시각 및 인식위치를 차량전면번호판 인식정보로 저장하고, 외부로부터 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보가 제공되면, 상기 제1추적영상정보 중 상기 검지시각 및 검지위치에 대응되는 제1추적영상정보에서 검지된 차량의 차량특징정보를 검출하고, 상기 제1추적영상정보 중 상기 검지시각의 영상정보부터 역방향으로 상기 차량특징정보에 따른 차량 및 그 차량의 이동경로를 추적하고, 그 이동경로에 대응되는 제1인식영상정보로부터 차량전면번호판 인식정보를 검출하고, 그 차량전면번호판 인식정보가 검출되면 이를 차량전면 인식정보로서 외부로 출력하는 차량전면번호 인식장비; 상기 감시 영역에 포함된 제2인식 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로부터 진출하는 차량의 후면 번호판을 촬영하여 제2인식영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 감시 영역에 포함되며 상기 제2인식 영역을 포함하는 제2추적 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로부터 진출하는 차량의 후면을 촬영하여 제2추적영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 제2인식영상정보로부터 차량후면번호판을 인식하고, 그 차량후면번호판에 대한 인식정보와 인식시각 및 인식위치를 차량후면번호판 인식정보를 저장하고, 외부로부터 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보가 제공되면, 상기 제2추적영상정보 중 상기 검지시각 및 검지위치에 대응되는 제2추적영상정보에서 검지된 차량의 차량특징정보를 검출하고, 상기 제2추적영상정보 중 상기 검지시각의 영상정보부터 순방향으로 상기 차량특징정보에 따른 차량 및 그 차량의 이동경로를 추적하고, 그 이동경로에 대응되는 제2인식영상정보로부터 차량후면번호판 인식정보를 검출하고, 그 차량후면번호판 인식정보가 검출되면 이를 차량후면 인식정보로서 외부로 출력하는 차량후면번호 인식장비; 상기 감시 영역의 중앙부분에 설치되어 차량을 검지하고, 그 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보를 상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비로 제공하는 차량검지장비; 및 상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비가 제공하는 차량전면 인식정보와 차량후면 인식정보를 이용하여 차량을 인식하는 차량영상제어기;를 구비하며, 상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비는 상기 차량검지장비를 중심으로 서로 교차되는 방향으로 촬영을 이행함을 특징으로 한다.

Description

영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템{SYSTEM FOR RECOGNIZING FRONT AND BACK FACE OF LICENSE PLATE USING VIDEO TRACKING}
본 발명은 차량 번호판 인식 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상추적을 통해 차량의 전후 번호판을 인식함으로써 다수의 차선에서의 주행차량에 대한 인식효율을 높일 수 있는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 고속도로, 대교 등과 같이 도로주행에 따른 요금이 징수되는 도로에는 요금징수구간으로 진입되는 진입로 부근에 요금정산소 또는 카드 발급장치를 설치하여 차량에 대해 일일이 요금을 징수하는 방법이 사용되고 있다.
이러한 종래의 요금징수방법은 인력이 낭비되거나 일회성 카드제작으로 인해 비용이 증가하게 되며, 정산소 또는 발급장치의 대기지점에서 차량 정차를 유발시키기 때문에 교통 정체가 심하게 발생된다. 이에 따라 인력이나 일회성 카드를 사용하지 않고 차량의 속도 감속을 줄이는 무인요금징수 시스템 및 방법에 대한 다양한 연구가 계속되고 있다.
도 1은 등록특허 제10-0839264호(발명의 명칭 : 개방형 톨게이트의 통행요금 징수 시스템 및 방법)에 개시된 종래의 요금징수 시스템을 나타내는 구성도이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 요금징수 시스템은 차종 정보 및 스마트 카드 정보를 가지고, 독자적으로 그 정보를 송출할 수 있는 차량 탑재 장치(10)와, 차량 탑재 장치(10)와 통행 요금 징수를 위하여 무선으로 통신하는 노변 기지국(14)과, 차량의 폭, 길이, 높이 등을 스캔하여 차종을 분류하기 위한 차종분류기(12)와, 노변기지국(14)및 차종분류기(12)로부터 정보를 전송받아, 통행 요금을 계산 및 처리하는 요금정산용 단말 제어기(16)와, 요금정산용 단말 제어기(16)의 명령에 따라 차량을 촬영하기 위한 차량촬영장치(18)와, 요금정산용 단말 제어기와 연결되어 데이터베이스 업데이트 및 관리 등을 위한 상위 네트워크들로 이루어진다.
이와 같이 구성되는 종래의 요금징수 시스템은 능동형 단거리 무선 전용통신 시스템을 이용하여 톨게이트를 지나는 차량에 장착된 차량탑재장치와 톨게이트에 설치된 노변기지국 간의 무선통신을 통하여 자동으로 요금이 징수되도록 하여, 차량이 요금을 내기 위하여 정지하지 않아도 됨으로써 유류비용 낭비, 차량 운행지체, 인력낭비 등이 절감되는 장점이 있다.
그러나 종래의 요금징수 시스템은 요금징수를 위해 차량에 무선신호수신기와 신호를 송수신할 수 있는 차량탑재장치(10)를 설치하는 비용을 고객이 부담해야 하며, 차량의 번호판을 촬영하는 촬영장치(18)가 단방향으로만 형성되어 주위환경이나 돌발 상황들에 의해 촬영이 제대로 이루어지지 않는 경우 요금징수에 대한 아무런 근거를 제공할 수 없는 문제점이 발생된다.
또한 종래의 요금징수 시스템은 촬영장치(18)의 촬영이 수행되는 동안 차량이 차선을 바꾸거나 위빙을 하는 경우 영상정보를 획득할 수 없으므로 차후에 요금징수에 대한 근거를 제공할 수 없는 문제점이 발생된다.
이러한 단방향의 촬영장치를 적용한 요금징수 시스템의 문제점을 극복하기 위해 주행차량의 전, 후면을 촬영하는 촬영장치를 적용한 요금징수 시스템이 연구되어 사용되고 있다.
도 2는 종래의 양방향 감시시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2의 양방향 감시 시스템은 갠트리(20)를 중심으로 대향되게 설치되되 차량(22)의 전면을 촬영하는 제1카메라(24)와 차량(22)의 후면을 촬영하는 제2카메라(26)로 이루어진다.
상기 양방향 감시 시스템은 제1카메라(24)와 제2카메라(26)의 촬영으로 인해 획득된 전면영상과 후면영상내에서 형성된 차량 영상 크기가 동일하면 제1카메라(24)와 제2카메라(26)가 차량영상크기가 동일한 시점의 정지영상을 출력한 후 출력된 정지영상으로부터 전, 후면 차량번호를 추출함으로써 단방향 요금징수 시스템에 비해 정확한 요금징수 근거를 제공할 수 있게 된다.
그러나 이러한 양방향 감시시스템은 차량 운전자가 제1카메라(24)와 제2카메라(26)를 인지하여 촬영 지점에서 차선을 바꾸는 소위 위빙(weaving)을 하는 경우나, 차선을 지키지 않는 경우에는 카메라들(24,26)들이 차량에 대한 영상정보를 정상적으로 획득할 수 없는 문제가 있었다.
이에 종래에는 다수의 차선에서의 주행차량에 대한 인식효율을 높일 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요망되었다.
대한민국 특허공개 제1020120132812호 대한민국 특허공개 제1020050046849호 대한민국 특허공개 제1020140027661호
본 발명은 영상추적을 통해 차량의 전후 번호판을 인식함으로써 다수의 차선에서의 주행차량에 대한 인식효율을 높일 수 있는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템은, 미리 정해진 감시 영역에 포함된 제1인식 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로 진입하는 차량의 전면 번호판을 촬영하여 제1인식영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 감시 영역에 포함되며 상기 제1인식 영역을 포함하는 제1추적 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로 진입하는 차량의 전면을 촬영하여 제1추적영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 제1인식영상정보로부터 차량전면번호판을 인식하고, 그 차량전면번호판에 대한 인식정보와 인식시각 및 인식위치를 차량전면번호판 인식정보로 저장하고, 외부로부터 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보가 제공되면, 상기 제1추적영상정보 중 상기 검지시각 및 검지위치에 대응되는 제1추적영상정보에서 검지된 차량의 차량특징정보를 검출하고, 상기 제1추적영상정보 중 상기 검지시각의 영상정보부터 역방향으로 상기 차량특징정보에 따른 차량 및 그 차량의 이동경로를 추적하고, 그 이동경로에 대응되는 제1인식영상정보로부터 차량전면번호판 인식정보를 검출하고, 그 차량전면번호판 인식정보가 검출되면 이를 차량전면 인식정보로서 외부로 출력하는 차량전면번호 인식장비; 상기 감시 영역에 포함된 제2인식 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로부터 진출하는 차량의 후면 번호판을 촬영하여 제2인식영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 감시 영역에 포함되며 상기 제2인식 영역을 포함하는 제2추적 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로부터 진출하는 차량의 후면을 촬영하여 제2추적영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 제2인식영상정보로부터 차량후면번호판을 인식하고, 그 차량후면번호판에 대한 인식정보와 인식시각 및 인식위치를 차량후면번호판 인식정보를 저장하고, 외부로부터 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보가 제공되면, 상기 제2추적영상정보 중 상기 검지시각 및 검지위치에 대응되는 제2추적영상정보에서 검지된 차량의 차량특징정보를 검출하고, 상기 제2추적영상정보 중 상기 검지시각의 영상정보부터 순방향으로 상기 차량특징정보에 따른 차량 및 그 차량의 이동경로를 추적하고, 그 이동경로에 대응되는 제2인식영상정보로부터 차량후면번호판 인식정보를 검출하고, 그 차량후면번호판 인식정보가 검출되면 이를 차량후면 인식정보로서 외부로 출력하는 차량후면번호 인식장비; 상기 감시 영역의 중앙부분에 설치되어 차량을 검지하고, 그 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보를 상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비로 제공하는 차량검지장비; 및 상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비가 제공하는 차량전면 인식정보와 차량후면 인식정보를 이용하여 차량을 인식하는 차량영상제어기;를 구비하며, 상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비는 상기 차량검지장비를 중심으로 서로 교차되는 방향으로 촬영을 이행함을 특징으로 한다.
본 발명은 영상추척을 통해 차량의 전후 번호판을 인식함으로써 다수의 차선에서의 주행차량에 대한 인식효율을 높일 수 있는 효과를 야기한다.
또한 본 발명은 고속도로 스마트 톨링 시스템을 위한 차량 전후면 번호인식장비를 인접한 범위내에서 운영할 수 있게 하여, 영상인식장비를 설치하기 위한 부가적인 구조물의 설치 비용을 절감할 수 있으며, 동일한 전후면 번호인식 시스템을 설치 및 운영함으로써 번호인식 정확도를 유지할 수 있는 효과를 야기한다.
또한 본 발명은 다수 개의 겐트리 구조물 설치에 비해 설치 공간을 줄일 수 있으며, 겐트리 설치를 위한 공간이 협소한 경우에도 설치될 수 있어 다수 개의 겐트리 구조물 방식에 비해 공간 활용도를 높일 수 있는 효과를 야기한다.
또한 본 발명은 차량검지센서와 차량이동경로 추적기술을 사용하여 차량번호 인식이 실패한 경우에도 해당 차량의 영상을 획득할 수 있게 하는 효과를 야기한다.
또한 본 발명은 차량 진입과 진출을 검지하기 위한 검지 센서를 차량전면번호 인식장비와 차량후면번호 인식장비 사이에 위치시켜 동일한 지점에서의 차량검지를 수행함으로써 각각 인식장비를 위한 개별 검지 센서를 사용하지 않기 때문에 차량검지의 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 야기한다.
또한 본 발명은 통과 차량의 전면과 후면의 영상 및 번호인식 결과를 동시에 제공함으로써 통과 차량에 대한 인식 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 야기한다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 차량 번호판 인식 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 구성도.
도 4 내지 도 6, 도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 설치 및 동작예를 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 차량추적과정을 예시한 도면.
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 차량 번호판 인식 시스템의 처리 흐름도.
도 14는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 구성도.
도 15 및 도 16은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 설치 및 동작예를 도시한 도면.
본 발명은 영상추적을 통해 차량의 전후 번호판을 인식함으로써 다수의 차선에서의 주행차량에 대한 인식효율을 높일 수 있다.
이러한 본 발명에 따르는 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<제1실시예>
<제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 구성>
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 구성도를 도시한 것이다.
상기 제1영상추적을 이용한 차량전후 번호판 인식 시스템은, 미리 정해진 감시 영역에 포함된 제1인식 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로 진입하는 차량의 전면 번호판을 촬영하여 제1인식영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 감시 영역에 포함되며 상기 제1인식 영역을 포함하는 제1추적 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로 진입하는 차량의 전면을 촬영하여 제1추적영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 제1인식영상정보로부터 차량전면번호판을 인식하고, 그 차량전면번호판에 대한 인식정보와 인식시각 및 인식위치를 차량전면번호판 인식정보로 저장하고, 외부로부터 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보가 제공되면, 상기 제1추적영상정보 중 상기 검지시각 및 검지위치에 대응되는 제1추적영상정보에서 검지된 차량의 차량특징정보를 검출하고, 상기 제1추적영상정보 중 상기 검지시각의 영상정보부터 역방향으로 상기 차량특징정보에 따른 차량 및 그 차량의 이동경로를 추적하고, 그 이동경로에 대응되는 제1인식영상정보로부터 차량전면번호판 인식정보를 검출하고, 그 차량전면번호판 인식정보가 검출되면 이를 차량전면 인식정보로서 외부로 출력하는 차량전면번호 인식장비(100)와, 상기 감시 영역에 포함된 제2인식 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로부터 진출하는 차량의 후면 번호판을 촬영하여 제2인식영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 감시 영역에 포함되며 상기 제2인식 영역을 포함하는 제2추적 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로부터 진출하는 차량의 후면을 촬영하여 제2추적영상정보를 생성하여 저장하고, 상기 제2인식영상정보로부터 차량후면번호판을 인식하고, 그 차량후면번호판에 대한 인식정보와 인식시각 및 인식위치를 차량후면번호판 인식정보를 저장하고, 외부로부터 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보가 제공되면, 상기 제2추적영상정보 중 상기 검지시각 및 검지위치에 대응되는 제2추적영상정보에서 검지된 차량의 차량특징정보를 검출하고, 상기 제2추적영상정보 중 상기 검지시각의 영상정보부터 순방향으로 상기 차량특징정보에 따른 차량 및 그 차량의 이동경로를 추적하고, 그 이동경로에 대응되는 제2인식영상정보로부터 차량후면번호판 인식정보를 검출하고, 그 차량후면번호판 인식정보가 검출되면 이를 차량후면 인식정보로서 외부로 출력하는 차량후면번호 인식장비(200)와, 상기 감시 영역의 중앙부분에 설치되어 차량을 검지하고, 그 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보를 상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비로 제공하는 차량검지장비(300)와, 상기 차량전면번호 인식장비(100)와 상기 차량후면번호 인식장비(200)가 제공하는 차량전면 인식정보와 차량후면 인식정보를 이용하여 차량을 인식하는 차량영상제어기(400)를 구비한다. 특히 상기 차량전면번호 인식장비(100)와 상기 차량후면번호 인식장비(200)는 상기 차량검지장비(300)를 중심으로 서로 교차되는 방향으로 촬영을 이행한다.
상기 감시영역은 다수의 차선을 포함하는 영역이며, 상기 차량검지장비(300)는 다수의 차선을 통과하는 차량을 검지하기 위해 차량의 최소 폭보다 짧은 간격으로 차로를 가로질러 연속적으로 설치된 차량검지센서들로 구성된다.
그리고 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 상기 차량전면 인식정보에 상기 차량의 이동경로가 검출된 제1추적영상정보를 더 부가하고, 상기 차량후면번호 인식장비(200)는 상기 차량후면 인식정보에 상기 차량의 이동경로가 검출된 제2추적영상정보를 더 부가한다.
또한 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 상기 차량전면 인식정보에 상기 차량의 이동경로가 검출된 제1추적영상정보 및 그에 대응되는 제1인식영상정보 중 차량번호판 인식의 신뢰도가 높은 영상정보를 더 부가하고, 상기 차량후면번호 인식장비(200)는 상기 차량후면 인식정보에 상기 차량의 이동경로가 검출된 제2추적영상정보 및 그에 대응되는 제2인식영상정보 중 차량번호판 인식의 신뢰도가 높은 영상정보를 더 부가한다.
또한 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 상기 차량의 이동경로가 검출된 제1추적영상정보에 대응되는 제1인식영상정보로부터의 차량전면번호판이 인식되지 않으면, 상기 차량전면 인식정보를 상기 차량의 이동경로가 검출된 제1추적영상정보로 구성하고, 상기 차량후면번호 인식장비(200)는 상기 차량의 이동경로가 검출된 제2추적영상정보에 대응되는 제2인식영상정보로부터의 차량후면번호판이 인식되지 않으면, 상기 차량후면 인식정보를 상기 차량의 이동경로가 검출된 제2추적영상정보로 구성한다.
또한 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 다수의 겐트리로 형성된 구조물에서 차량의 진출방향에 설치되어 상기 구조물로 진입하는 차량의 전면을 촬영하고, 상기 차량후면번호 인식장비(200)는 상기 구조물에서 차량의 진입방향에 설치되어 상기 구조물로부터 진출하는 상기 차량의 후면을 촬영한다.
이러한 본 발명의 차량전면번호 인식장비(100) 및 차량후면번호 인식장비(200)는 차량번호 인식을 위한 인식영상 촬영장비와 차량의 이동경로를 추적하기 위한 추적영상 촬영장비를 결합하여 하나의 인식장비로 구성하고, 그 인식장비를 각각 진입부와 진출부에 서로 마주보는 형태로 교차 설치하여 운용함으로써 차량 미검지영역을 해소함은 물론이며 부가적인 구조물의 설치를 요구하지 않게 한다. 여기서, 상기 인식영상 촬영장비는 고화질의 차량번호판 영상정보를 확보하기 위해 협각 카메라를 사용하여 통과 차량의 전면 또는 후면을 촬영한다. 그리고 상기 추적영상 촬영장비는 인식영상 촬영장비에 비해 넓은 영역을 촬영하는 광각 카메라를 사용하여 도로상을 통과하는 차량의 이동경로를 촬영한다.
이와 같이 본 발명은 동일한 차량의 전후면 번호판을 인식하기 위한 차량번호 인식장비를 인접한 범위의 구조물상에서 서로 교차로 설치하여 운영함으로써 스마트 톨링 등의 고도화되는 차량번호 인식 시스템 구축에 소요되는 비용 절감 및 장비 운영의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 차량전면번호 인식장비(100)는 진출부에 위치시키고, 차량후면번호 인식장비(200)는 진입부에 위치시켜 두 장비를 서로 마주보는 형태로 교차로 인접한 범위에 배치한 상태에서, 차량전면번호 인식장비(100)와 차량후면번호 인식장비(200)의 사이를 차량검지지점으로 설정하여 영상에서 차량 추적의 시작점으로 이용함으로써 인식영상 촬영영역에서의 차량검지센서 배치를 요구하지 않아 영상인식장비 설치를 위한 구조물 사이의 간격을 축소시킬 수 있다.
또한 상기 차량전면번호 인식장비(100)의 추적영상 촬영장치(111)와 인식영상 촬영장치(121), 차량후면번호 인식장비(200)의 추적영상 촬영장치(211)와 인식영상 촬영장치(221)는 촬영시점이 동기화되어 실시간으로 촬영되며 동일한 시점의 도로 영상을 획득된다.
또한 상기 차량전면번호 인식장비(100)의 차량전면번호 인식부(120)와 차량후면번호 인식장비(200)의 차량후면번호 인식부(220)는 각각 인식영상 촬영장비(121,221)로부터 촬영되는 영상정보에서 실시간으로 차량번호판 인식을 수행한다.
그리고 상기 추적영상 촬영장치(111,211)는 차량검지영역을 포함해서 각 인식영상 촬영장치(121,221)가 촬영하는 영역을 촬영하며, 추적영상정보에서 차량검지신호 발생위치의 차량특징점을 추출하여 이전 또는 이후 시점의 차량 이동경로를 추적함으로써 해당차량과 일치하는 차량번호 인식결과와 영상정보를 확보한다.
그리고 본 발명에서 차량전면번호 인식장비(100)는 겐트리 구조물에서 통과 차량의 진출부에 위치하고, 차량후면번호 인식장비(200)는 겐트리 구조물에서 통과 차량의 진입부에 위치하여 교차로 차량의 전후면 번호판을 각각 실시간으로 인식한다.
그리고 본 발명에서 인식영상 촬영장치(121,221)는 촬영영역의 영상정보는 실시간으로 차량번호 인식부(120,220)로 전달하여 차량의 번호판 인식을 수행하기 때문에 한 대의 차량이 통과할 경우에도 복수 개의 차량 전후면 인식 영상정보와 차량번호 인식결과를 도출할 수 있다.
그리고 본 발명에서 차량검지장비(300)는 고속 통과차량에 대해 검지가 가능한 레이저, 루프, 초음파 센서가 채용될 수 있으며, 차량전면번호 인식장비(100)와 차량후면번호 인식장비(200) 사이에 위치하여 차량의 진입 및 진출에 대한 검지정보를 각 인식장비로 실시간 송신한다.
그리고 상기 차량검지장비(300)는 겐트리 구조물 아래로 통과하는 모든 차량을 검지할 수 있도록 다수의 검지센서(310)가 일정한 간격으로 배치되어 있으며, 각각의 검지센서(310)에서 통과 차량을 검지하면 시각 및 위치정보를 포함하는 검지정보를 생성하여 차량전면번호 인식장비(100)와 차량후면번호 인식장비(200)로 전송한다.
상기 차량전면번호 인식장비(100)는 추적영상 촬영장치(111)와 인식영상 촬영장치(121)가 촬영시점이 동기화되어 탑재되어 있으며, 인식영상 촬영장치(121)는 협각카메라로써 도로상의 일정 영역의 영상을 실시간으로 촬영하여 차량번호 인식부(120)로 전달하고, 차량번호 인식부(120)는 실시간으로 차량의 전면번호판을 인식한다. 그리고 추적영상 촬영장치(111)는 광각카메라로써 인식영상 촬영장치(121)가 촬영하는 영역을 포함해서 차량검지장비(300)의 차량검지지점을 포함하는 영역의 영상을 실시간으로 촬영하여 진입차량 추적부(110)로 전달하고, 진입차량 추적부(110)는 차량검지정보의 검지시각에서의 영상정보에서 차량검지 위치정보를 활용하여 검지차량의 차량특징정보를 추출한 후, 차량검지시점의 추적영상정보부터 이전의 영상정보에서 상기 차량특징정보에 대응되는 차량의 위치를 탐색하여, 상기 검지된 차량의 이동경로를 역방향으로 추적한다. 그리고 차량매칭부(130)에서는 추적영상정보의 이동경로와 일치하는 시점의 인식영상정보를 매칭하여 대상차량의 차량영상정보와 차량번호인식 결과정보를 차량전면 인식정보로 구성하여 차량영상제어기(400)로 전달한다.
상기 차량후면번호 인식장비(200)는 추적영상 촬영장치(211)와 인식영상 촬영장치(221)가 촬영시점이 동기화되어 탑재되어 있으며, 인식영상 촬영장치(221)는 협각카메라로써 도로상의 일정 영역을 실시간으로 촬영하여 차량번호 인식부(220)로 전달하고, 차량번호 인식부(220)는 실시간으로 차량의 전면번호판을 인식한다. 상기 추적영상 촬영장비(211)는 광각카메라로써 인식영상 촬영장치(221)가 촬영하는 영역을 포함해서 차량검지장비(300)의 차량검지시점을 포함하는 영역의 영상정보를 실시간으로 촬영하여 진출차량 추적부(210)로 전달하고, 진출차량 추적부(210)는 차량검지정보의 검지시각에서의 영상정보에서 차량검지 위치정보를 활용하여 검지차량의 차량특징정보를 추출한 후, 차량검지시점의 추적영상정보부터 이후의 영상정보에서 상기 차량특징정보에 대응되는 차량의 위치를 탐색하여, 상기 검지된 차량의 이동경로를 정방향으로 추적한다. 상기 차량매칭부(230)에서는 추적영상정보의 이동경로와 일치하는 시점의 인식영상정보를 매칭하여 대상차량의 차량영상정보와 차량번호인식 결과정보를 차량후면 인식정보로 구성하여 차량영상제어기(400)로 전달한다.
그리고 상기 차량영상제어기(400)는 네트워크를 이용해서 차량전후면번호 인식장비(100,200)로부터 차량전후면 인식정보를 제공받아 차량영상처리부에서 한 대의 차량에 대한 전후면 번호인식결과 및 영상정보를 취합하며, 이는 구조물 상부 또는 하부에 인접한 곳에 설치되어 운영된다.
또한 상기 차량영상제어기(400)는 네트워크를 이용해서 차량전후면번호 인식장비(100,200)의 동작상태를 모니터링함과 아울러 상기 차량전후면번호 인식장비(100,200)를 제어한다.
상기한 본 발명에 따르는 차량전후면 인식정보에는 차량번호인식정보와 그 인식된 결과의 신뢰도 수치가 포함된다. 특히 차량전후면번호 인식장비(100,200)의 차량매칭부(130,230)는 추적영상정보와 일치하는 시점의 인식영상정보 중에 차량번호인식결과의 신뢰도가 높은 인식영상정보를 선택적으로 매칭시킨다.
<제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 설치예>
이제 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 설치예들을 도면을 참조하여 설명한다.
도 4 및 도 5는 2개의 겐트리를 이어 사용하는 경우에 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템을 설치한 예를 도시한 것으로, 겐트리의 중앙에는 차량검지장비(300)가 설치되고, 겐트리의 진입부에는 차량후면번호 인식장비(200)가 설치되고 겐트리의 진출부에는 차량전면번호 인식장비(100)가 설치된다.
<제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 차량검지장비의 설치예>
상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 차량검지장비의 설치예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 6 및 도 7은 2차로를 가지는 도로에 적용된 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 차량검지장비(300)의 설치예를 도시한 것이다. 상기 차량검지장비(300)는 다수의 검지센서(310)로 구성되며, 차로의 진행방향에 대해 수직방향으로 다수가 일렬로 배치된다. 이러한 차량검지장비(300)는 도 6에 도시한 바와 같이 차로를 정상적으로 주행하는 차량을 검지할 수 있을뿐더러, 도 7에 도시한 바와 같이 차로를 비정상적으로 주행하는 차량도 검지할 수 있다.
<제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 진입차량 이동경로 추적영상정보 및 인식영상정보의 예>
상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 진입차량 이동경로 추적영상정보 및 인식영상정보의 예를 도 8을 참조하여 설명한다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 차량검지장비(300)로부터 차량검지가 통지되면(S101), 그 검지시점에서의 추적영상정보로부터 차량특징정보를 추출한다(S102). 상기 차량특징정보가 추출되면, 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 검지시점이전의 추적영상정보 및 인식영상정보에서 해당 차량의 위치 및 차량 번호판 인식정보를 추적하고(S103), 차량 번호판이 정상적으로 인식될 때의 차량 번호판 인식정보와 인식영상정보, 추적영상정보를 결합하여 차량영상제어기(400)로 제공한다.
<제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 진출차량 이동경로 추적영상정보 및 인식영상정보의 예>
상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 진출차량 이동경로 추적영상정보 및 인식영상정보의 예를 도 9를 참조하여 설명한다.
상기 도 9를 참조하면, 상기 차량후면번호 인식장비(200)는 차량검지장비(300)로부터 차량검지가 통지되면(S201), 그 검지시점에서의 추적영상정보로부터 차량특징정보를 추출한다(S102). 상기 차량특징정보가 추출되면, 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 검지시점이후의 추적영상정보 및 인식영상정보에서 해당 차량의 위치 및 차량 번호판 인식정보를 추적하고(S103), 차량 번호판이 정상적으로 인식될 때의 차량 번호판 인식정보와 인식영상정보, 추적영상정보를 결합하여 차량영상제어기(400)로 제공한다.
<제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 진입차량 인식과정>
상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 진입차량 인식과정을 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 차량전면번호 인식장비(100)는 실시간으로 서로 동기화된 인식영상 촬영장비(121)와 추적영상 촬영장비(111)로부터 영상정보를 수신받는다(500단계). 이 영상정보는 차량 진입부를 촬영한 영상정보이다.
상기 차량전면번호 인식장비(100)는 상기 인식영상 촬영장비(121)로부터의 영상정보를 제공받아 실시간으로 차량전면번호판을 인식한다(502단계).
이후 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 차량검지장비(300)가 통과차량의 진입을 검지하면(504단계), 추적영상 촬영장비(111)로부터의 영상정보 중 상기 통과차량의 검지시점에서의 영상정보에서 통과위치의 검지위치를 판독하여 차량특징정보를 추출한다(506단계). 이를 위해 상기 차량검지장비(300)는 차량의 검지시점과 차량을 검지한 검지위치에 대한 정보를 상기 차량전면번호 인식장비(100)에 제공한다.
이후 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 상기 차량특징정보를 이용하여 이전 추적영상에서 진입차량에 대한 역방향 추적을 이행한다(508단계). 여기서 역방향 추적은 해당 차량의 차량특징정보를 토대로 차량 및 그 차량의 이동경로를 추적하는 것이다.
상기 차량전면번호 인식장비(100)는 추적영상정보에서 역추적되는 차량에 대한 차량번호판이 차량번호 인식영역내에 존재하여 해당 차량전면번호를 인식할 수 있는지 여부를 판별한다(510단계).
상기 진입차량 역방향 추적에 따라 이동경로가 추적된 차량의 번호판이 인식되면, 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 진입차량 역방향 추적을 위한 추적영상정보와 그에 대응되는 인식영상정보와, 그 인식영상정보로부터 인식해낸 차량후면번호 인식결과를 매칭하여 차량영상제어기(400)로 전송한다(512단계).
이와 달리 상기 진입차량 역방향 추적에 따라 이동경로가 추적된 차량의 번호판이 인식되지 않으면, 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 진입차량 역방향 추적을 위한 추적영상정보를 차량영상제어기(400)로 전송한다(514단계).
상기 차량영상제어기(400)는 상기 추적영상정보와 차량전면번호 인식결과, 인식영상정보, 또는 상기 추적영상정보를 제공받아 차량전면번호 인식결과정보로서 취합하여 저장한다(516단계).
<제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 진출차량 인식과정>
상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 진출차량 인식과정을 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 차량후면번호 인식장비(200)는 실시간으로 서로 동기화된 인식영상 촬영장비(221)와 추적영상 촬영장비(211)로부터 영상정보를 수신받는다(600단계). 이 영상정보는 차량 진출부를 촬영한 영상정보이다.
상기 차량후면번호 인식장비(200)는 상기 인식영상 촬영장비(221)로부터의 영상정보를 제공받아 실시간으로 차량후면번호판을 인식한다(602단계).
이후 상기 차량후면번호 인식장비(200)는 차량검지장비(300)가 통과차량을 검지하면(604단계), 추적영상 촬영장비(211)로부터의 영상정보 중 상기 통과차량의 검지시점에서의 영상정보에서 상기 차량의 검지위치의 영상정보를 판독하여 차량특징정보를 추출한다(606단계). 이를 위해 상기 차량검지장비(300)는 차량의 검지시점과 차량을 검지한 검지위치에 대한 정보를 상기 차량후면번호 인식장비(200)에 제공한다.
이후 상기 차량후면번호 인식장비(200)는 상기 차량특징정보를 이용하여 이후 추적영상을 통해 진출차량을 순방향 추적한다(608단계). 여기서 순방향 추적은 해당 차량의 차량특징정보를 토대로 차량을 검출하고, 그 차량의 이동경로를 추적하는 것이다.
상기 차량후면번호 인식장비(200)는 상기 진출차량 순방향 추적에 따라 이동경로가 추적된 차량의 번호판이 인식되면(610단계), 진출차량 순방향 추적을 위한 추적영상정보와 그에 대응되는 인식영상정보와, 그 인식영상정보로부터 인식해낸 차량후면번호 인식결과를 매칭하여 차량영상제어기(400)로 전송한다(612단계).
이와 달리 상기 진출차량 순방향 추적에 따라 이동경로가 추적된 차량의 후면 번호판이 인식되지 않으면(610단계), 상기 차량후면번호 인식장비(200)는 상기 진출차량 순방향 추적을 위한 추적영상정보와 그 추적영상정보에 대응되는 인식영상정보를 매칭하여 차량영상제어기(400)로 전송한다(614단계).
상기 차량영상제어기(400)는 상기 추적영상정보와 차량후면번호 인식결과, 인식영상정보, 또는 상기 추적영상정보와 인식영상정보를 제공받아 차량후면번호 인식결과정보로서 취합하여 저장한다(616단계).
도 12 및 도 13은 상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 예시한 것으로, 도 12는 겐트리로 진입하는 차량을 촬영하는 경우를 나타내고, 도 13은 겐트리로부터 진출하는 차량을 촬영하는 경우를 나타낸 것이다.
<제2실시예>
<제2영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 구성>
도 14 내지 도 16은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 제2영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 구성도를 도시한 것이다.
상기 제2영상추적을 이용한 차량전후 번호판 인식 시스템은, 차량전면번호 인식장비(100)와, 상기 차량전면번호 인식장비(100)에 대해 교차 설치되는 차량후면번호 인식장비(200)와, 미리 정의된 감시영역 중 미리 정해진 위치에서의 차량을 검지하는 차량검지장비(300)와, 상기 차량검지장비(300)가 차량을 검지하면, 상기 차량전면번호 인식장비(100)와 상기 차량후면번호 인식장비(200)가 제공하는 차량의 전면 번호판 인식정보와 진입영상정보와 후면 번호판 인식정보와 진출영상정보를 취합하여 통과 차량에 대해 영상추적하여 차량을 인식하는 차량 영상 제어기(400)로 구성된다.
상기한 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 제2영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템의 차량검지장비(300)는 하나의 겐트리의 중심부에 설치되고, 상기 차량전면번호 인식장비(100)는 상기 겐트리로부터 차량 진출방향으로 길게 돌출된 거치대에 설치되고, 상기 차량후면번호 인식장비(300)는 상기 겐트리로부터 차량의 진입방향으로 길게 돌출된 거치에 설치된다.
이러한 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 제2실시예에 따른 제2영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템은 하나의 겐트리에 설치됨으로써, 설치를 위한 필요 기구를 최소화할 수 있는 효과를 야기한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 고속도로 스마트 톨링 시스템을 위한 차량 전후면 번호인식장비를 인접한 범위내에서 운영할 수 있게 하여, 영상인식장비를 설치하기 위한 부가적인 구조물의 설치 비용을 절감할 수 있으며, 동일한 전후면 번호인식 시스템을 설치 및 운영함으로써 번호인식 정확도를 유지할 수 있다.
또한 본 발명은 다수 개의 겐트리 구조물 설치에 비해 설치 공간을 줄일 수 있으며, 겐트리 설치를 위한 공간이 협소한 경우에도 설치될 수 있어 다수 개의 겐트리 구조물 방식에 비해 공간 활용도를 높일 수 있다.
또한 본 발명은 차량검지센서와 차량이동경로 추적기술을 사용하여 차량번호 인식이 실패한 경우에도 해당 차량의 영상을 획득할 수 있게 한다.
또한 본 발명은 차량 진입과 진출을 검지하기 위한 검지 센서를 차량전면번호 인식장비와 차량후면번호 인식장비 사이에 위치시켜 동일한 지점에서의 차량검지를 수행함으로써 각각 인식장비를 위한 개별 검지센서를 사용하지 않기 때문에 차량검지의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 통과 차량의 전면과 후면의 영상 및 번호인식 결과를 동시에 제공함으로써 통과 차량에 대한 인식 정확도를 향상시킬 수 있다.
100 : 차량전면번호 인식장비
200 : 차량후면번호 인식장비
300 : 차량검지장비
400 : 차량영상제어기

Claims (7)

  1. 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템에 있어서,
    미리 정해진 감시 영역에 포함된 제1인식 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로 진입하는 차량의 전면 번호판을 촬영하여 제1인식영상정보를 생성하여 저장하고,
    상기 감시 영역에 포함되며 상기 제1인식 영역을 포함하는 제1추적 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로 진입하는 차량의 전면을 촬영하여 제1추적영상정보를 생성하여 저장하고,
    상기 제1인식영상정보로부터 차량전면번호판을 인식하고, 그 차량전면번호판에 대한 인식정보와 인식시각 및 인식위치를 차량전면번호판 인식정보로 저장하고,
    외부로부터 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보가 제공되면, 상기 제1추적영상정보 중 상기 검지시각 및 검지위치에 대응되는 제1추적영상정보에서 검지된 차량의 차량특징정보를 검출하고, 상기 제1추적영상정보 중 상기 검지시각의 영상정보부터 역방향으로 상기 차량특징정보에 따른 차량 및 그 차량의 이동경로를 추적하고, 그 이동경로에 대응되는 제1인식영상정보로부터 차량전면번호판 인식정보를 검출하고, 그 차량전면번호판 인식정보가 검출되면 이를 차량전면 인식정보로서 외부로 출력하는 차량전면번호 인식장비;
    상기 감시 영역에 포함된 제2인식 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로부터 진출하는 차량의 후면 번호판을 촬영하여 제2인식영상정보를 생성하여 저장하고,
    상기 감시 영역에 포함되며 상기 제2인식 영역을 포함하는 제2추적 영역을 촬영하여 상기 감시 영역으로부터 진출하는 차량의 후면을 촬영하여 제2추적영상정보를 생성하여 저장하고,
    상기 제2인식영상정보로부터 차량후면번호판을 인식하고, 그 차량후면번호판에 대한 인식정보와 인식시각 및 인식위치를 차량후면번호판 인식정보를 저장하고,
    외부로부터 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보가 제공되면, 상기 제2추적영상정보 중 상기 검지시각 및 검지위치에 대응되는 제2추적영상정보에서 검지된 차량의 차량특징정보를 검출하고, 상기 제2추적영상정보 중 상기 검지시각의 영상정보부터 순방향으로 상기 차량특징정보에 따른 차량 및 그 차량의 이동경로를 추적하고, 그 이동경로에 대응되는 제2인식영상정보로부터 차량후면번호판 인식정보를 검출하고, 그 차량후면번호판 인식정보가 검출되면 이를 차량후면 인식정보로서 외부로 출력하는 차량후면번호 인식장비;
    상기 감시 영역의 중앙부분에 설치되어 차량을 검지하고, 그 검지시각 및 검지위치를 포함하는 차량검지정보를 상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비로 제공하는 차량검지장비; 및
    상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비가 제공하는 차량전면 인식정보와 차량후면 인식정보를 이용하여 차량을 인식하는 차량영상제어기;를 구비하며
    상기 차량전면번호 인식장비와 상기 차량후면번호 인식장비는 상기 차량검지장비를 중심으로 서로 교차되는 방향으로 촬영을 이행함을 특징으로 하는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감시 영역은 다수의 차선을 포함하는 영역이며,
    상기 차량검지장비는 상기 다수의 차선을 통과하는 차량을 검지하기 위해 차량의 최소 폭보다 짧은 간격으로 차로를 가로질러 연속적으로 설치된 차량검지센서들로 구성됨을 특징으로 하는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차량전면번호 인식장비는 상기 차량전면 인식정보에 상기 차량의 이동경로가 검출된 제1추적영상정보를 더 부가하고,
    상기 차량후면번호 인식장비는 상기 차량후면 인식정보에 상기 차량의 이동경로가 검출된 제2추적영상정보를 더 부가함을 특징으로 하는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차량전면번호 인식장비는 상기 차량의 이동경로가 검출된 제1추적영상정보 및 그에 대응되는 제1인식영상정보 중 하나를 상기 차량전면 인식정보에 더 부가하고,
    상기 차량후면번호 인식장비는 상기 차량의 이동경로가 검출된 제2추적영상정보 및 그에 대응되는 제2인식영상정보 중 하나를 상기 차량후면 인식정보에 더 부가함을 특징으로 하는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차량전면번호 인식장비는 다수의 겐트리로 형성된 구조물에서 차량의 진출방향에 설치되어 상기 구조물로 진입하는 차량의 전면을 촬영하고,
    상기 차량후면번호 인식장비는 상기 구조물에서 차량의 진입방향에 설치되어 상기 구조물로부터 진출하는 상기 차량의 후면을 촬영함을 특징으로 하는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차량검지장비는 하나의 겐트리로 형성된 구조물에 설치되고,
    상기 차량전면번호 인식장비는 상기 겐트리에서 차량의 진출방향으로 돌출된 지지대의 종단에 설치되어 상기 구조물로 진입하는 차량의 전면을 촬영하고,
    상기 차량후면번호 인식장비는 상기 겐트리에서 차량의 진입방향으로 돌출된 지지대의 종단에 설치되어 상기 구조물로 진출하는 차량의 후면을 촬영함을 특징으로 하는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차량전면번호 인식장비는 상기 차량의 이동경로가 검출된 제1추적영상정보에 대응되는 제1인식영상정보로부터의 차량전면번호판이 인식되지 않으면, 상기 차량전면 인식정보를 상기 차량의 이동경로가 검출된 제1추적영상정보로 구성하고,
    상기 차량후면번호 인식장비는 상기 차량의 이동경로가 검출된 제2추적영상정보에 대응되는 제2인식영상정보로부터의 차량후면번호판이 인식되지 않으면, 상기 차량후면 인식정보를 상기 차량의 이동경로가 검출된 제2추적영상정보로 구성함을 특징으로 하는 영상추적을 이용한 차량 전후 번호판 인식 시스템.
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