KR101859402B1 - 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법은 터널 내 차선 변경을 탐지하는 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구에 설치된 입구측 번호 인식 카메라를 이용하여 터널 입구로 진입하는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계와; 상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상속에서 앞서 검출된 상기 터널 입구로 진입하는 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널 안으로 들어간 차량을 연계 추적하고 연계 추적된 차량이 터널 내부에서 차선을 변경하였을 때 차선 변경 이벤트(Event)를 발생하는 단계; 상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 출구에 설치된 출구측 번호 인식 카메라를 이용하여 터널 출구를 빠져나가는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계; 및 상기 차선 변경 탐지 제어부는 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 다른 경우와, 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 같더라도 터널 내부에서 차선 변경 이벤트가 발생 되었을 경우, 터널 내 차선 변경 위반 차량으로 판정하여 차선 변경 차량에 대한 차량 번호와 차선 변경시 이벤트 영상 및 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상을 저장하는 단계로 이루어질 수 있다.
Description
본 발명은 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 터널에 설치된 복수 개의 카메라가 터널 통과 차량을 연계 추적하면서 추적 차량의 터널 내 차선 변경 여부를 단속할 수 있는 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법에 관한 것이다.
고속도로 터널은 폐쇄형 장소로 사소한 법규 위반 행위가 대형 사고로 이어질 수 있다.
따라서, 더 안전 운전해야 함에도 불구하고 어두운 터널 안에서 과속을 하거나 이리 저리 차선을 변경하는 차량 때문에 발생하는 사고가 적지 않다.
터널 안의 교통 사고 80% 이상이 대형 사고로 이어지며, 그 중 가장 많은 원인을 제공하는 사고는 차선 변경이다.
터널은 일반 도로보다 공기 저항이 높기 때문에 차선 변경 시 차량이 평소보다 더 좌우로 움직이게 되어 일반도로보다 사고 가능성이 높을 수 밖에 없다.
또한, 사고 발생 시 터널 안이 좁기 때문에 차량을 대피시키기 어려워 2차 사고로 이어지는 경우가 매우 많다.
실제 지난 5월 창원 1터널에서 차선 변경으로 인한 9중 추돌 사고로 4명이 사망한 사고가 발생했으며, 전남 여수시에 있는 미래 터널에서도 대형 교통사고가 발생한 바 있다.
지난해 12월부터 한국도로공사에서는 대형사고 예방을 위해 터널 내 단속 CCTV를 설치 운영하고 있다.
이 시스템은 터널 양방향에 2대씩 설치된 지능형 CCTV를 통해 달리는 차량의 번호판을 자동으로 인식하는 기능을 갖추고 있으며, 1개 차선 차량 번호만 인식하던 기존 카메라와 달리 2개 차선 모두를 동시에 인식 및 촬영할 수 있게 개발되었다.
위반 사항 적발시 도로교통법상 차선 변경 금지 위반 차량 운전자는 범칙금 3만원과 벌점 10점을 부과 받게 된다.
하지만, 기존의 CCTV 시스템은 도면 7에 도시한 바와 같이, 터널 입구와, 터널 내부, 및 터널 출구에 번호 및 차선을 인식할 수 있는 카메라를 연속적으로 설치하고, 상기 연속적으로 설치된 카메라에 의해 인식된 특정 차량의 번호판 정보와 차선 정보가 일치하지 않았을 때 특정 차량이 차선 변경 금지 사항을 위반하였음을 단속하는 시스템이어서, 특정 차량이 터널 내에서 마음껏 차선 변경하다가 카메라가 장착된 구간에서만 원래 있던 차선으로 돌아가기만 하면 차선 변경 단속을 간단하게 피할 수 있다는 헛점이 있었다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-0444762"호의 "도로 차선 위반 감시 및 추적 시스템"이 출원되어 등록되었는데, 상기 도로 차선 위반 감시 및 추적 시스템은 차선 변경 금지 구역을 포함한 도로를 촬영하는 아날로그 카메라와, 상기 차선 변경 금지를 위반한 차량의 번호판을 식별할 수 있도록 촬영하는 디지털 카메라, 상기 디지털 카메라의 차량 촬영 영역을 설정하고, 상기 아날로그 카메라에서 촬영된 영상의 전·후 화면을 비교하여 상기 차선 변경 금지 구역을 위반한 차량을 추적하고, 상기 차량이 디지털 카메라의 촬영 영역에 진입하면 상기 디지털 카메라에 촬영 신호를 전송하며, 상기 디지털 카메라에서 촬영된 영상에서 차량 번호를 추출하여 차선 위반 고지서를 발급하는 자동차 번호판 인식 시스템으로 이루어진다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 터널 내 차선 변경 차량을 단속함으로써 터널 내 차선 변경으로 인한 교통사고를 줄일 수 있는 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 터널 내 카메라 단속 구간에서만 차선을 지키는 얌체 운전자들을 단속할 수 있는 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법은 터널 내 차선 변경을 탐지하는 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구에 설치된 입구측 번호 인식 카메라를 이용하여 터널 입구로 진입하는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계와; 상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상속에서 앞서 검출된 상기 터널 입구로 진입하는 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널 안으로 들어간 차량을 연계 추적하고 연계 추적된 차량이 터널 내부에서 차선을 변경하였을 때 차선 변경 이벤트(Event)를 발생하는 단계; 상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 출구에 설치된 출구측 번호 인식 카메라를 이용하여 터널 출구를 빠져나가는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계; 및 상기 차선 변경 탐지 제어부는 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 다른 경우와, 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 같더라도 터널 내부에서 차선 변경 이벤트가 발생 되었을 경우, 터널 내 차선 변경 위반 차량으로 판정하여 차선 변경 차량에 대한 차량 번호와 차선 변경시 이벤트 영상 및 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상을 저장하는 단계로 이루어질 수 있다.
이러한 절차로 이루어진 본 발명에 따른 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법은 터널 내 일정 간격마다 고가의 번호 인식 카메라를 설치하지 않아도 되어 설치 비용 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 카메라 설치 환경에 따라 카메라 설정에 많은 시간이 소요되는 번호 인식 카메라의 사용을 최소화함으로써 터널 내부에 카메라를 설치할 때 설치 시간을 줄일 수 있다.
또, 본 발명은 터널 입구로 진입하는 차량을 인식한 다음, 터널 내부에 설치된 카메라로 해당 차량을 연계 추적해 가면서 해당 차량의 터널 내 차선 변경 이벤트 영상을 저장할 수 있기 때문에 터널 내 차선 변경 차량을 단속할 수 있다.
또, 기존의 차선 변경 단속 시스템의 경우 차선 변경 위반 사실에 대한 증빙 자료가 터널 입구나 터널 출구에서 촬영된 이미지밖에 없는 반면에, 본 발명은 차선 변경 당시의 이벤트 영상을 저장할 수 있기 때문에 차선 변경 단속에 보다 유용한 증빙 자료로 활용할 수 있다.
도면 1은 본 발명의 개념도,
도면 2는 본 발명의 제어 흐름도,
도면 3은 S1 단계의 세부 흐름도,
도면 4는 S1-2 단계의 세부 흐름도,
도면 5는 S2 단계의 세부 흐름도,
도면 6은 S4 단계의 세부 흐름도,
도면 7은 기존 CCTV 시스템을 설명하기 위한 도면.
도면 2는 본 발명의 제어 흐름도,
도면 3은 S1 단계의 세부 흐름도,
도면 4는 S1-2 단계의 세부 흐름도,
도면 5는 S2 단계의 세부 흐름도,
도면 6은 S4 단계의 세부 흐름도,
도면 7은 기존 CCTV 시스템을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법은 도면 1 내지 도면 2에 도시한 바와 같이, 터널 내 차선 변경을 탐지하는 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구에 설치된 입구측 번호 인식 카메라(3)를 이용하여 터널 입구로 진입하는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계(S1)와; 상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상 속에서 앞서 검출된 상기 터널 입구 진입 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널 안으로 들어간 차량을 연계 추적하고 연계 추적된 차량이 터널 내부에서 차선을 변경하였을 때 차선 변경 이벤트(Event)를 발생하는 단계(S2); 상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 출구에 설치된 출구측 번호 인식 카메라(7)를 이용하여 터널 출구를 빠져나가는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계(S3); 및 상기 차선 변경 탐지 제어부는 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 다른 경우와, 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 같더라도 터널 내부에서 차선 변경 이벤트가 발생 되었을 경우, 터널 내 차선 변경 위반 차량으로 판정하여 차선 변경 차량에 대한 차량 번호와 차선 변경시 이벤트 영상 및 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상을 저장하는 단계(S4)로 이루어질 수 있다.
상기 차선 변경 탐지 제어부는 딥 러닝(Deep learning) 기술을 이용하여 촬영 영상 내 차량 종류와 차량의 현재 차선 위치를 검출할 수 있다.
상기 터널 내 차선 변경을 탐지하는 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구에 설치된 입구측 번호 인식 카메라(3)를 이용하여 터널 입구로 진입하는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계(S1)는 도면 3에 도시한 바와 같이, 상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구에 설치된 입구측 번호 인식 카메라(3)를 이용하여 터널 입구로 진입하는 차량을 촬영하는 단계(S1-1)와, 상기 차선 변경 탐지 제어부는 촬영 영상에서 차량 유무를 판단하고, 촬영 영상 내 차량의 컬러 벡터와, 차선 변경 탐지 제어부에 의해 차량이 인식된 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 차선 위치를 탐지 및 저장하는 단계(S1-2)로 이루어질 수 있다.
상기 차선 변경 탐지 제어부는 촬영 영상에서 차량 유무를 판단하고, 촬영 영상 내 차량의 컬러 벡터와, 차선 변경 탐지 제어부에 의해 차량이 인식된 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 차선 위치를 탐지 및 저장하는 단계(S1-2)에서 상기 차선 변경 탐지 제어부가 촬영 영상 내 차량의 컬러 벡터를 탐지 및 저장하는 과정은 도면 4에 도시한 바와 같이, 상기 차선 변경 탐지 제어부가 촬영 영상 내 차량이 위치한 픽셀의 좌상단(Left, Top) 좌표를 기준으로 차량이 위치한 픽셀을 스캔하면서 차량이 위치한 모든 픽셀을 대상으로 R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러 성분에 대한 히스토그램(Histogram)을 작성하는 단계(S1-2-1)와; 상기 차선 변경 탐지 제어부가 작성된 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 평활화(Normalization)하는 단계(S1-2-2); 및 상기 차선 변경 탐지 제어부는 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하여 얻어낸 R값과, G값, B값 및 차량이 위치한 픽셀에 대한 그레이(Gray) 성분 값이 포함된 컬러 벡터 
를 생성 및 저장하는 단계(S1-2-3)를 포함한다.
여기서,
상기 
은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하였을 때 도출된 R값,
상기 
은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하였을 때 도출된 G값,
상기 
은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하였을 때 도출된 B값,
상기 Gray는 차량이 위치한 픽셀에 대한 그레이(Gray) 성분 값이다.
상기 차선 변경 탐지 제어부가 작성된 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 평활화(Normalization)하는 단계(S1-2-2)는
식을 이용한다.
여기서,
상기 R은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하였을 때 도출된 R값,
상기 G는 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하였을 때 도출된 G값,
상기 B는 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하였을 때 도출된 B값,
상기 
은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하였을 때 도출된 R값,
상기 
은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하였을 때 도출된 G값,
상기 
은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하였을 때 도출된 B값.
상기 차선 변경 탐지 제어부는 촬영 영상에서 차량 유무를 판단하고, 촬영 영상 내 차량의 컬러 벡터와, 차선 변경 탐지 제어부에 의해 차량이 인식된 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 차선 위치를 탐지 및 저장하는 단계(S1-2)에서 상기 차선 변경 탐지 제어부는 촬영 영상 속 차선 변경 탐지 제어부에 의해 검지된 차량 영역인 차량 블랍(Blob)에 대한 차량 블랍 벡터(Blob Vector)를 Blob Vector = (C, t, type) 형태로 저장한다.
여기서,
C는 차량의 컬러 벡터이고,
t는 차량이 인식된 시간이며,
type는 인식된 차량의 차종이다.
상기 차선 변경 탐지 제어부는 촬영 영상에서 차량 유무를 판단하고, 촬영 영상 내 차량의 컬러 벡터와, 차선 변경 탐지 제어부에 의해 차량이 인식된 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 차선 위치를 탐지 및 저장하는 단계(S1-2)에서 상기 차선 변경 탐지 제어부는 차량 블랍 벡터와, 차량 번호, 및 검지된 차량의 차선 위치가 포함된 차량 블랍 정보(Blob info)를 Blob info = (Blob Vector, Plate_number, Road_line) 형태로 저장한다.
여기서,
Blob Vector는 차량 블랍 벡터이고,
Plate_number는 차량 번호이며,
Road_line은 검지된 차량의 차선 위치이다.
상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상 속에서 앞서 검출된 상기 터널 입구 진입 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널안으로 들어간 차량을 연계 추적하고 연계 추적된 차량이 터널 내부에서 차선을 변경하였을 때 차선 변경 이벤트(Event)를 발생하는 단계(S2)는 도면 5에 도시한 바와 같이, 상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 내부에 설치된 단속 카메라(5)에 의해 획득된 터널 내부 영상을 통해 터널 내부를 통과 중인 차량의 이동 거리가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제1 임계치를 초과하였는지 판단하는 단계(S2-1)와; 만약, 터널 내부를 통과 중인 차량의 이동 거리가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제1 임계치를 초과하였다면 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 벡터의 방향을 계산하는 단계(S2-2); 상기 차선 변경 탐지 제어부는 터널 내부 도로에 그려진 차선의 방향에서 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 벡터의 방향을 뺀 나머지가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제2 임계치보다 작지 않다면 터널 내부를 통과중인 차량이 차선을 변경한 것으로 판단하여 차선 변경 이벤트 플래그(Flag)를 활성화하는 단계(S2-3); 상기 차선 변경 탐지 제어부는 터널 내부 도로에 그려진 차선의 방향에서 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 벡터의 방향을 뺀 나머지가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제2 임계치보다 작다면 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 시작 좌표와 이동 끝 좌표, 터널 내부를 통과중인 차량이 주행중인 차선 번호, 및 터널 내부를 통과중인 차량의 차량 종류 정보가 포함된 이동 히트맵(Heat map)을 업데이트(Update)하는 단계(S2-4); 및 상기 차선 변경 탐지 제어부는 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 거리가 제1 임계치를 초과하였다면, 상기 이동 히트맵을 참조하여 이동 거리 측정시 이동 시작 좌표에서 차량이 위치한 차선 번호와, 현재 차량이 위치한 이동 끝 좌표에서 차량이 위치한 차선 번호를 비교하여 차선 번호가 다를 경우 차선 변경 이벤트 플래그를 활성화하는 단계(S2-5)로 이루어질 수 있다.
상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 내부에 설치된 단속 카메라(5)에 의해 획득된 터널 내부 영상을 통해 터널 내부를 통과 중인 차량의 이동 거리가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제1 임계치를 초과하였는지 판단하는 단계(S2-1)에서 상기 차량의 이동 거리는 큐(Queue) 메모리에 순차적으로 저장된 차량의 어느 한 이동 좌표로부터 차량의 현재 위치 좌표까지의 이동 거리로서 상기 차량의 이동 거리는 
을 이용하여 계산할 수 있다.
상기 제1 임계치는 
를 이용하여 계산할 수 있다.
상기 차선 변경 탐지 제어부는 터널 내부 도로에 그려진 차선의 방향에서 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 벡터의 방향을 뺀 나머지가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제2 임계치보다 작지 않다면 터널 내부를 통과중인 차량이 차선을 변경한 것으로 판단하여 차선 변경 이벤트 플래그(Flag)를 활성화하는 단계(S2-3)에서 상기 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 벡터의 방향은 
을 이용하여 계산한다.
상기 제2 임계치는
상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상속에서 앞서 검출된 상기 터널 입구 진입 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널 안으로 들어간 차량을 연계 추적하고 연계 추적된 차량이 터널 내부에서 차선을 변경하였을 때 차선 변경 이벤트(Event)를 발생하는 단계(S2)에서
상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상속에서 앞서 검출된 터널 입구 진입 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널 안으로 들어간 차량을 연계 추적하는 과정은
상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 내부 단속 카메라(5)에 의해 촬영된 차량에 대해 차량의 컬러 벡터와 시간 정보 및 차량 종류 정보가 포함된 (C',t',type') 형태의 제2 블랍 벡터(Blob Vector)를 생성하는 단계;
상기 차선 변경 탐지 제어부는 터널 입구측 번호 인식 카메라(3)에 의해 촬영된 차량으로부터 검출된 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간, 및 차량 종류 정보가 담긴 (C,t,type) 형태의 제1 블랍 벡터와 상기 제2 블랍 벡터 간에 유사도를 측정하기 위해 벡터 내적(Vector Inner Product)을 구해 터널 내부 단속 카메라(5)에 의해 촬영된 차량 중 벡터 내적 값이 적은 차량을 연계 추적해 나가는 단계를 포함한다.
여기서,
상기 C는 터널 입구측 번호 인식 카메라(3)에 의해 촬영된 차량으로부터 검출된 컬러 벡터이고,
상기 C'는 터널 내부에 설치된 단속 카메라(5)에 의해 촬영된 차량으로부터 검출된 컬러 벡터이며,
상기 t는 차선 변경 탐지 제어부에 의해 차량이 인식된 시간,
상기 t'는 
상기 type는 터널 입구측 번호 인식 카메라(3)에 의해 촬영된 차량의 종류,
상기 type'는 터널 내부에 설치된 단속 카메라(5)에 의해 촬영된 차량의 종류.
상기 과정을 마친 후 제1 블랍 벡터 (C,t,type)는 제2 블랍 벡터 (C',t',type')로 업데이트된다.
상기 차선 변경 탐지 제어부는 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 다른 경우와, 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 같더라도 터널 내부에서 차선 변경 이벤트가 발생 되었을 경우, 터널 내 차선 변경 위반 차량으로 판정하여 차선 변경 차량에 대한 차량 번호와 차선 변경시 이벤트 영상 및 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상을 저장하는 단계(S4)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구로 진입하는 차량의 차량 번호와 터널 출구로 빠져나가는 차량의 차량 번호가 동일한지 판단하는 단계(S4-1)와; 만약, 터널 입구로 진입하는 차량과 터널 출구로 빠져나가는 차량의 차량 번호가 동일하다면, 차량 번호가 동일한 차량이 터널 입구로 진입할 때 차선 위치와 터널 출구로 빠져나갈 때 차선 위치를 비교하는 단계(S4-2); 만약, 상기 차량 번호가 동일한 차량이 터널 입구로 진입할 때 차선 위치와 터널 출구로 빠져나갈 때 차선 위치가 다르다면, 차선 변경 이벤트를 발생하여 터널 내 차선 변경 위반에 대한 증빙자료로서 차량 번호와 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상을 저장하는 단계(S4-3); 만약, 상기 차량 번호가 동일한 차량이 터널 입구로 진입할 때 차선 위치와, 터널 출구로 빠져나갈 때 차선 위치가 같다면, 해당 차량이 터널 내부를 통과할 때 차선을 변경하여 차선 변경 이벤트가 발생 되었는지 확인하고 만약 터널 내부에서 차선 변경 이벤트가 발생 되었다면, 터널 내 차선 변경 위반에 대한 증빙자료로서 차량 번호와 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상과 차선 변경시 이벤트 영상을 저장하는 단계(S4-4)를 포함한다.
이러한 절차로 이루어진 본 발명에 따른 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법은 터널 내 일정 간격마다 고가의 번호 인식 카메라를 설치하지 않아도 되어 설치 비용 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 카메라 설치 환경에 따라 카메라 설정에 많은 시간이 소요되는 번호 인식 카메라의 사용을 최소화함으로써 터널 내부에 카메라를 설치할 때 설치 시간을 줄일 수 있다.
또, 본 발명은 터널 입구로 진입하는 차량을 인식한 다음, 터널 내부에 설치된 카메라로 해당 차량을 연계 추적해 가면서 해당 차량의 터널 내 차선 변경 이벤트 영상을 저장할 수 있기 때문에 터널 내 차선 변경 차량을 단속할 수 있다.
또, 기존의 차선 변경 단속 시스템의 경우 차선 변경 위반 사실에 대한 증빙 자료가 터널 입구나 터널 출구에서 촬영된 이미지밖에 없는 반면에, 본 발명은 차선 변경 당시의 이벤트 영상을 저장할 수 있기 때문에 차선 변경 단속에 보다 유용한 증빙 자료로 활용할 수 있다.
3. 입구측 번호 인식 카메라 5. 단속 카메라
7. 출구측 번호 인식 카메라
7. 출구측 번호 인식 카메라
Claims (5)
- 터널 내 차선 변경을 탐지하는 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구에 설치된 입구측 번호 인식 카메라(3)를 이용하여 터널 입구로 진입하는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계(S1)와;
상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상 속에서 앞서 검출된 상기 터널 입구 진입 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널 안으로 들어간 차량을 연계 추적하고 연계 추적된 차량이 터널 내부에서 차선을 변경하였을 때 차선 변경 이벤트(Event)를 발생하는 단계(S2);
상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 출구에 설치된 출구측 번호 인식 카메라(7)를 이용하여 터널 출구를 빠져나가는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계(S3);
및 상기 차선 변경 탐지 제어부는 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 다른 경우와, 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 같더라도 터널 내부에서 차선 변경 이벤트가 발생 되었을 경우, 터널 내 차선 변경 위반 차량으로 판정하여 차선 변경 차량에 대한 차량 번호와 차선 변경시 이벤트 영상 및 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상을 저장하는 단계(S4)로 이루어지고,
상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상 속에서 앞서 검출된 상기 터널 입구 진입 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널안으로 들어간 차량을 연계 추적하고 연계 추적된 차량이 터널 내부에서 차선을 변경하였을 때 차선 변경 이벤트(Event)를 발생하는 단계(S2)는
상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 내부에 설치된 단속 카메라(5)에 의해 획득된 터널 내부 영상을 통해 터널 내부를 통과 중인 차량의 이동 거리가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제1 임계치를 초과하였는지 판단하는 단계(S2-1)와;
만약, 터널 내부를 통과 중인 차량의 이동 거리가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제1 임계치를 초과하였다면 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 벡터의 방향을 계산하는 단계(S2-2);
상기 차선 변경 탐지 제어부는 터널 내부 도로에 그려진 차선의 방향에서 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 벡터의 방향을 뺀 나머지가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제2 임계치보다 작지 않다면 터널 내부를 통과중인 차량이 차선을 변경한 것으로 판단하여 차선 변경 이벤트 플래그(Flag)를 활성화하는 단계(S2-3);
상기 차선 변경 탐지 제어부는 터널 내부 도로에 그려진 차선의 방향에서 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 벡터의 방향을 뺀 나머지가 차선 변경 탐지 제어부에 설정된 제2 임계치보다 작다면 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 시작 좌표와 이동 끝 좌표, 터널 내부를 통과중인 차량이 주행중인 차선 번호, 및 터널 내부를 통과중인 차량의 차량 종류 정보가 포함된 이동 히트맵(Heat map)을 업데이트(Update)하는 단계(S2-4);
및 상기 차선 변경 탐지 제어부는 터널 내부를 통과중인 차량의 이동 거리가 제1 임계치를 초과하였다면, 상기 이동 히트맵을 참조하여 이동 거리 측정시 이동 시작 좌표에서 차량이 위치한 차선 번호와, 현재 차량이 위치한 이동 끝 좌표에서 차량이 위치한 차선 번호를 비교하여 차선 번호가 다를 경우 차선 변경 이벤트 플래그를 활성화하는 단계(S2-5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 터널 내 차선 변경을 탐지하는 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구에 설치된 입구측 번호 인식 카메라(3)를 이용하여 터널 입구로 진입하는 차량의 컬러 벡터와, 차량 인식 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 진입 차량의 차선 위치를 검출 및 저장하는 단계(S1)는
상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구에 설치된 입구측 번호 인식 카메라(3)를 이용하여 터널 입구로 진입하는 차량을 촬영하는 단계(S1-1)와,
상기 차선 변경 탐지 제어부는 촬영 영상에서 차량 유무를 판단하고, 촬영 영상 내 차량의 컬러 벡터와, 차선 변경 탐지 제어부에 의해 차량이 인식된 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 차선 위치를 탐지 및 저장하는 단계(S1-2)로 이루어지고,
상기 차선 변경 탐지 제어부는 촬영 영상에서 차량 유무를 판단하고, 촬영 영상 내 차량의 컬러 벡터와, 차선 변경 탐지 제어부에 의해 차량이 인식된 시간, 차량 종류, 차량 번호, 및 차선 위치를 탐지 및 저장하는 단계(S1-2)에서
상기 차선 변경 탐지 제어부가 촬영 영상 내 차량의 컬러 벡터를 탐지 및 저장하는 과정은
상기 차선 변경 탐지 제어부가 촬영 영상 내 차량이 위치한 픽셀의 좌상단(Left, Top) 좌표를 기준으로 차량이 위치한 픽셀을 스캔하면서 차량이 위치한 모든 픽셀을 대상으로 R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러 성분에 대한 히스토그램(Histogram)을 작성하는 단계(S1-2-1)와;
상기 차선 변경 탐지 제어부가 작성된 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 평활화(Normalization)하는 단계(S1-2-2);
및 상기 차선 변경 탐지 제어부는 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하여 얻어낸 R값과, G값, B값 및 차량이 위치한 픽셀에 대한 그레이(Gray) 성분 값이 포함된 컬러 벡터를 생성 및 저장하는 단계(S1-2-3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법.
여기서,
상기은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하였을 때 도출된 R값,
상기은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하였을 때 도출된 G값,
상기은 차량이 위치한 픽셀에 대해 R, G, B 컬러 성분에 대한 히스토그램을 작성하고 작성된 히스토그램을 평활화하였을 때 도출된 B값,
상기 Gray는 차량이 위치한 픽셀에 대한 그레이(Gray) 성분 값
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상속에서 앞서 검출된 상기 터널 입구 진입 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널 안으로 들어간 차량을 연계 추적하고 연계 추적된 차량이 터널 내부에서 차선을 변경하였을 때 차선 변경 이벤트(Event)를 발생하는 단계(S2)에서
상기 차선 변경 탐지 제어부가 단속 카메라에 의해 촬영된 터널 내부 영상속에서 앞서 검출된 터널 입구 진입 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간 및 차량 종류를 이용하여 터널 안으로 들어간 차량을 연계 추적하는 과정은
상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 내부 단속 카메라(5)에 의해 촬영된 차량에 대해 차량의 컬러 벡터와 시간 정보 및 차량 종류 정보가 포함된 (C',t',type') 형태의 제2 블랍 벡터(Blob Vector)를 생성하는 단계;
상기 차선 변경 탐지 제어부는 터널 입구측 번호 인식 카메라(3)에 의해 촬영된 차량으로부터 검출된 차량의 컬러 벡터와 차량 인식 시간, 및 차량 종류 정보가 담긴 (C,t,type) 형태의 제1 블랍 벡터와 상기 제2 블랍 벡터 간에 유사도를 측정하기 위해 벡터 내적(Vector Inner Product)을 구해 터널 내부 단속 카메라(5)에 의해 촬영된 차량 중 벡터 내적 값이 적은 차량을 연계 추적해 나가는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법.
여기서,
상기 C는 터널 입구측 번호 인식 카메라(3)에 의해 촬영된 차량으로부터 검출된 컬러 벡터이고,
상기 C'는 터널 내부에 설치된 단속 카메라(5)에 의해 촬영된 차량으로부터 검출된 컬러 벡터이며,
상기 t는 차선 변경 탐지 제어부에 의해 차량이 인식된 시간,
상기 t'는
상기 type는 터널 입구측 번호 인식 카메라(3)에 의해 촬영된 차량의 종류,
상기 type'는 터널 내부에 설치된 단속 카메라(5)에 의해 촬영된 차량의 종류.
- 제1 항에 있어서,
상기 차선 변경 탐지 제어부는 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 다른 경우와, 동일 차량 번호판을 가진 차량이 터널로 진입할 때와 터널로부터 빠져나갈 때 차선 위치가 같더라도 터널 내부에서 차선 변경 이벤트가 발생 되었을 경우, 터널 내 차선 변경 위반 차량으로 판정하여 차선 변경 차량에 대한 차량 번호와 차선 변경시 이벤트 영상 및 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상을 저장하는 단계(S4)는
상기 차선 변경 탐지 제어부가 터널 입구로 진입하는 차량의 차량 번호와 터널 출구로 빠져나가는 차량의 차량 번호가 동일한지 판단하는 단계(S4-1)와;
만약, 터널 입구로 진입하는 차량과 터널 출구로 빠져나가는 차량의 차량 번호가 동일하다면, 차량 번호가 동일한 차량이 터널 입구로 진입할 때 차선 위치와 터널 출구로 빠져나갈 때 차선 위치를 비교하는 단계(S4-2);
만약, 상기 차량 번호가 동일한 차량이 터널 입구로 진입할 때 차선 위치와 터널 출구로 빠져나갈 때 차선 위치가 다르다면, 차선 변경 이벤트를 발생하여 터널 내 차선 변경 위반에 대한 증빙자료로서 차량 번호와 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상을 저장하는 단계(S4-3);
만약, 상기 차량 번호가 동일한 차량이 터널 입구로 진입할 때 차선 위치와, 터널 출구로 빠져나갈 때 차선 위치가 같다면, 해당 차량이 터널 내부를 통과할 때 차선을 변경하여 차선 변경 이벤트가 발생 되었는지 확인하고 만약 터널 내부에서 차선 변경 이벤트가 발생 되었다면, 터널 내 차선 변경 위반에 대한 증빙자료로서 차량 번호와 터널 입·출구 통과시 촬영된 차량 영상과 차선 변경시 이벤트 영상을 저장하는 단계(S4-4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 내 카메라 간 물체 연계 추적 및 차선 변경 차량 탐지 방법.
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