KR101895011B1 - 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템으로서, 자동차 도로 상의 도로 라인 패턴과 차량을 실시간 촬영하고 촬영된 영상에서 도로 라인 패턴을 인식하여 교통 법규를 위반한 차량을 판단하는 교통 법규 위반 단속 시스템을 제시한다.

Description

도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템 {System for checking traffic violation with detecting traffic road line}

본 발명은 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 도로 상의 도로 라인 패턴과 차량을 실시간 촬영하고 촬영된 영상에서 도로 라인 패턴을 인식하여 교통 법규를 위반한 차량을 판단하는 교통 법규 위반 단속 시스템에 관한 것이다.

산업발달과 함께 자동차의 수는 급격하게 증가하여 도심의 경우 교통 체증과 주차난 등이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이와 같은 문제로 인해 도로 주행 중 불법 유턴, 끼워들기, 꼬리물기, 정지선 위반 등의 교통 법규를 위반하는 경우가 빈번히 발생되고 있으며, 주차 공간의 부족으로 인해 불법 주차가 증가되고 있어 교통 법규를 위반하는 차량을 단속하기 위해 다양한 방안들이 제시되고 있다.

일반적으로 자동차 도로 상에 CCTV 등을 설치하여 촬영 영상을 통해 교통 법규를 위반하는 차량 등을 자동 단속하기 위한 기술들이 제시되고 있는데, 촬영 영상을 통해 교통 법규를 위반하는 차량을 보다 명확한 판단을 위해 방안 등이 요구되고 있다.

특허공개번호 제10-2012-0050124호 특허등록공보 제10-1034486호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 자동차 도로 상에 형성된 도로 라인을 이용하여 차량의 교통 법규 위반 여부를 보다 명확하게 판단할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템은, 자동차 도로 상에 설치 또는 그려진 도로 라인 패턴과 차량을 촬영하여 촬영 영상을 생성하는 촬영 수단; 및 상기 촬영 수단에서 촬영한 촬영 영상을 획득하고, 영상 분석을 통해 상기 촬영 영상 상의 도로 라인 패턴을 인식하여 인식된 패턴 정보를 기초로 차량의 교통 법규 위반을 판단하는 법규 위반 판단 장치를 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 법규 위반 판단 장치는, 상기 촬영 수단으로부터 촬영 영상을 획득하는 촬영 영상 획득부; 상기 촬영 영상에 대한 영상 분석을 통해 상기 촬영 영상 상의 도로 라인 패턴을 인식하여 패턴 정보를 생성하는 도로 패턴 인식부; 및 인식된 패턴 정보를 기초로 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단하는 법규 위반 판단부를 포함할 수 있다.

일례로서, 상기 도로 패턴 인식부는, 상기 촬영 영상의 영상 분석을 통해 도로 라인 패턴에 대응되는 패턴 정보를 추출하며, 상기 법규 위반 판단부는, 상기 패턴 정보에서 차량에 의해 가려진 영역을 기초로 상기 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단할 수 있다.

다른 일례로서, 상기 촬영 수단은, 시간 정보를 포함하고 기설정된 도로 구간의 시작부와 종료부에 대한 촬영 영상을 생성하며, 상기 도로 패턴 인식부는, 상기 촬영 영상의 영상 분석을 통해 도로 라인 패턴에 대응되는 패턴 정보를 상기 도로 구간의 시작부와 종료부에 대하여 각각 추출하며, 상기 상기 법규 위반 판단부는, 상기 시작부에 대한 상기 패턴 정보에서 차량에 의해 가려진 영역이 나타나는 시간과 상기 종료부에 대한 상기 패턴 정보에서 상기 차량에 의해 가려진 영역이 나타나는 시간을 기초로 상기 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단할 수 있다.

여기서 상기 법규 위반 판단부는, 교통 신호 시스템으로부터 신호 정보를 획득하고, 상기 신호 정보에 따라 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단할 수도 있다.

나아가서 상기 법규 위반 판단부는, 상기 촬영 영상을 기초로 교통 법규 위반으로 판단된 법규 위반 차량에 대한 식별 정보를 추출하며, 상기 법규 위반 판단 장치는, 상기 법규 위반 차량의 상기 식별 정보에 대응시켜 교통 법규 위반 정보를 생성하는 위반 정보 생성부를 더 포함할 수도 있다.

한걸음 더 나아가서 상기 법규 위반 판단부는, 상기 패턴 정보에서 가려진 영역이 기설정치를 초과하거나 기설정된 시간동안 지속적으로 가려진 영역이 나타나는 경우, 오류 정보를 생성할 수도 있다.

또한 상기 촬영 수단은, 자동차 도로 상에 고정 설치되거나 이동 가능하며, 상기 도로 라인 패턴과 차량을 실시간 촬영하는 복수의 카메라를 포함할 수 있다.

또는 상기 촬영 수단은, 자동차 도로 상의 공중에서 상기 도로 라인 패턴과 차량을 실시간 촬영하는 드론을 포함할 수도 있다.

나아가서 상기 도로 라인 패턴은, 자동차 도로 상에 도로용 페인트로 그려진 도로 라인을 포함할 수 있다.

또는 상기 도로 라인 패턴은, 자동차 도로 상의 도로 라인에 대응되어 형광체 물질로 그려진 패턴 라인을 포함할 수 있다.

또는 상기 도로 라인 패턴은, 자동차 도로 상의 도로 라인에 대응되어 설치된 복수개의 램프를 포함할 수도 있다.

나아가서 상기 도로 라인 패턴의 램프는, 도로 신호별로 상이한 색으로 점등될 수도 있다.

한걸음 더 나아가서 상기 도로 라인 패턴은, 기설정된 구간에서 순차적인 순번 또는 시작과 종료에 대응되어 복수개 형성될 수도 있다.

또한 상기 도로 라인 패턴은, 상기 도로 라인 또는 상기 패턴 라인의 하부에 매립된 열선을 포함할 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 자동차 도로 상에 형성된 도로 라인을 인식하여 차량의 교통 법규 위반 여부를 보다 명확하게 판단할 수 있게 된다.

특히, 횡단 보도나 교차로 등에서의 정지선 위반, 유턴 금지 구간, 추월 금지 구간, 끼어들기 금지 구간 등에서의 중앙선 위반, 주차 금지 구간에서의 주차 위반 등 해당 교통 법규에 대응되는 도로 라인 패턴의 인식으로 다양한 교통 법규 위반을 판단할 수 있게 된다.

나아가서 연이은 순차적인 순번이 부여된 다수의 도로 라인 패턴을 인식함으로써 제한 속도를 위반하는 과속 차량을 판단할 수도 있다.

한걸음 더 나아가서 이동이 자유로운 드론 등을 촬영 수단으로 적용함으로써 교통 법규 단속 영역이 제한되지 않으면서 교통 법규 위반 차량을 추적이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템의 실시예를 도시하며,
도 2는 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템의 법규 위반 판단 장치의 실시예에 대한 구성도를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템에 적용되는 다양한 도로 라인 패턴에 대한 실시예를 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 통한 교통 법규 위반 차량을 판단하는 개념도를 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제1 구현예를 도시하며,
도 6은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제2 구현예를 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제3 구현예를 도시하며,
도 8은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제4 구현예를 도시하며,
도 9는 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제5 구현예를 도시한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 자동차 도로 상의 도로 라인 패턴과 차량을 실시간 촬영하고 촬영된 영상에서 도로 라인 패턴을 인식하여 교통 법규 위반 차량을 분석하는 교통 법규 위반 단속 시스템을 제시한다.

도 1은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템의 실시예를 도시한다.

도로(10) 상에는 차량의 원활한 주행과 교통 법규의 준수를 도모하기 위한 다양한 도로 라인(100)이 그려지거나 설치되어 있다. 가령, 교차로나 횡단보도 등의 구간에는 정지선(110)이 표시되어 있고, 주행 방향을 구분하는 중앙선(120)이 표시되어 있는 등 도로 교통 법규에 대응되는 다양한 도로 라인(100)이 구분되어 도로(10) 상에 표시되어 있다.

본 발명에서는 자동차 도로를 촬영한 촬영 영상에서 도로 라인(100)을 인식하여 차량의 도로 라인(100) 침범에 따라 발생되는 교통 법규의 위반 여부를 자동적으로 판단할 수 있는 방안을 제시하는데, 이를 위해 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템은, 자동차 도로 상에 설치 또는 그려진 도로 라인(100) 패턴과 차량을 촬영하는 촬영 수단(200a, 200b, 250) 및 촬영 수단(200a, 200b, 250)에서 촬영한 촬영 영상을 기초로 차량의 교통 법규 위반을 판단하는 법규 위반 판단 장치(300)를 포함할 수 있다.

촬영 수단(200a, 200b, 250)으로는 자동차 도로 상의 도로 라인(100)과 도로 상의 차량에 대한 영상을 생성할 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있는데, 일례로서 자동차 도로 상에 분산 설치되어 도로 상황을 실시간 촬영하는 카메라(200a, 200b)가 적용될 수 있는데, 여기서 카메라(200a, 200b)는 특정 위치에 고정 설치된 교통 감시용 카메라일 수도 있고, 또는 단속원이 휴대하며 필요한 장소에 간이 설치하는 이동식 카메라가 될 수도 있으며, 단속차량에 설치되는 카메라로서 차량의 이동에 따라 이동하는 이동식 카메라가 될 수도 있다. 나아가서 자동차 도로의 공중을 비행하면서 관리자의 조정이나 기설정된 프로그램에 따른 자동 조정에 의해 도로 상황을 실시간 촬영할 수 있는 드론(250)에 장착된 카메라가 적용될 수도 있다.

또한 어두운 상황에서도 촬영이 가능하도록 적외선 카메라가 촬영 수단(200a, 200b, 250)에 적용될 수도 있다.

이와 같이 여러 장소에서 각각의 촬영 수단(200a, 200b, 250)이 촬영한 촬영 영상은 원격지에 설치된 법규 위반 판단 장치(300)가 중앙 집중적으로 수집할 수 있으며, 법규 위반 판단 장치(300)는 획득된 촬영 영상에 대한 영상 분석을 통해 자동적으로 교통 법규를 위반하는 차량을 판단한다. 이때 법규 위반 판단 장치(300)는 촬영 수단(200a, 200b, 250)에서 촬영한 촬영 영상에 대한 영상 분석을 통해 상기 촬영 영상 상의 도로 라인 패턴을 인식하여 인식된 패턴 정보를 기초로 차량의 교통 법규 위반을 판단한다.

도 2는 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템의 법규 위반 판단 장치의 실시예에 대한 구성도를 도시한다.

본 발명에 따른 법규 위반 판단 장치(300)는 개략적으로 촬영 영상 획득부(310), 도로 패턴 인식부(330), 법규 위반 판단부(350), 위반 정보 생성부(370) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.

촬영 영상 획득부(310)는 촬영 수단으로부터 촬영 영상을 획득하는데, 여러 지역에 분산되어 설치된 다수의 촬영 수단으로부터 실시간 촬영 영상을 획득할 수 있다. 이때 촬영 영상 획득부(310)는 다양한 방식의 유무선 통신을 통해 촬영 수단으로부터 직접 촬영 영상을 수집할 수도 있고 또는 교통 관제 센터가 촬영 수단으로부터 촬영 영상을 수집하고 상기 교통 관제 센터를 통해 촬영 영상 획득부(310)가 촬영 영상을 전달받을 수도 있다.

도로 패턴 인식부(330)는 촬영 영상 획득부(310)가 획득한 촬영 영상에 대한 영상 분석을 통해 상기 촬영 영상 상의 도로 라인 패턴을 인식하여 패턴 정보를 생성한다. 바람직하게는 도로 패턴 인식부(330)는 촬영 영상에서 중앙선, 정지선 등 도로 라인 패턴을 구분하여 인식할 수 있는데, 촬영 영상이 촬영된 위치나 인식된 도로 라인 패턴의 형태 등을 기초로 어떤 도로 라인인지를 구분할 수 있다. 이때 도로 패턴 인식부(330)가 촬영 영상에서 도로 라인 패턴을 인식하기 위한 다양한 영상 분석 방식이 적용될 수 있다.

법규 위반 판단부(350)는 도로 패턴 인식부(330)가 생성한 패턴 정보를 기초로 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단한다. 가령, 차량이 도로 라인을 침범하는 경우 촬영 영상에는 차량으로 인해 도로 라인이 가려지게 되며, 이로 인해 도로 라인 패턴을 인식하여 생성된 패턴 정보에는 도로 라인 패턴이 끊겨지거나 사라지게 되며, 법규 위반 판단부(350)는 상기 패턴 정보 상에서 사라진 영역을 기초로 차량의 교통 법규 위반 여부를 판단하게 된다.

즉, 도로 패턴 인식부(330)는 촬영 영상의 영상 분석을 통해 도로 라인 패턴에 대응되는 패턴 정보를 추출하며, 법규 위반 판단부(350)는 상기 패턴 정보에서 차량에 의해 가려진 영역을 기초로 상기 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단할 수 있다.

나아가서 촬영 수단이 기설정된 도로 구간의 시작부와 종료부에 대한 촬영 영상을 시간 정보를 포함하여 생성하는 경우, 도로 패턴 인식부(330)는 상기 촬영 영상의 영상 분석을 통해 도로 라인 패턴에 대응되는 패턴 정보를 상기 도로 구간의 시작부와 종료부에 대하여 각각 추출하며, 상기 법규 위반 판단부(350)는 상기 시작부에 대한 상기 패턴 정보에서 차량에 의해 가려진 영역이 나타나는 시간과 상기 종료부에 대한 상기 패턴 정보에서 상기 차량에 의해 가려진 영역이 나타나는 시간을 기초로 상기 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단할 수도 있다.

또한 법규 위반 판단부(350)는 교통 신호 시스템으로부터 신호 정보를 획득하고, 상기 신호 정보에 따라 차량이 도로 라인을 침범했는지에 대한 교통 법규 위반을 판단할 수도 있다.

한걸음 더 나아가서 도로 상의 도로 라인이 지워지거나 도로 라인 부분의 도로가 파손된 경우, 이에 대한 촬영 영상을 기초로 도로 패턴 인식부(330)에서 생성된 패턴 정보에는 일부 영역이 계속 나타나지 않게 되며, 이를 법규 위반 판단부(350)는 차량의 침범으로 오인할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 법규 위반 판단부(350)가 도로 패턴 인식부(330)가 생성하는 패턴 정보에서 가려진 영역이 기설정치를 초과하거나 기설정된 시간동안 지속적으로 가려진 영역이 나타나는 경우, 도로 상에 이상이 발생된 것으로 판단하여 오류 정보를 생성하게 된다.

다음으로 위반 정보 생성부(370)는 법규 위반 차량에 대한 교통 법규 위반 정보를 생성하는데, 이를 위해 법규 위반 판단부(350)는 법규 위반 차량으로 판단되는 경우, 촬영 영상에서 해당 차량에 대한 식별 정보를 추출하며, 위반 정보 생성부(370)는 법규 위반 차량의 식별 정보에 대응시켜서 어떤 교통 법규의 위반인지 등의 정보를 포함하는 교통 법규 위반 정보를 생성한다.

상기에서 살펴본 법규 위반 판단 장치(300)의 각 구성은 개별적인 장치로서 상호 연동되도록 구성될 수도 있고 또는 법규 위반 판단 장치(300)가 서버로 구현되어 각 구성들이 프로그램의 구동에 따라 실행되는 형태가 될 수도 있다.

본 발명에서는 일반적인 도로용 페인트로 그려진 도로 라인을 그대로 적용하여 촬영 영상에서 도로 라인 패턴을 인식할 수도 있으나, 바람직하게는 도로 라인 패턴을 보다 정확하게 인식할 수 있도록 다양한 형태와 구성으로 도로 라인 패턴을 구현할 수 있는데, 이와 관련하여 도 3은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템에 적용되는 다양한 도로 라인 패턴에 대한 실시예를 도시한다.

상기 도 3의 (a)에서는 도로(10) 상의 도로 라인(100)에 대응되어 형광체 물질로 그려진 도로 라인 패턴(130)을 적용하는 경우로서, 형광체 물질의 도로 라인 패턴(130)을 통해 법규 위반 판단 장치(300)가 보다 정확하게 도로 라인 패턴을 인식할 수 있을 뿐만 아니라 운전자도 형광체 발광으로 도로 라인을 빠르며 정확하게 확인할 수 있게 된다.

상기 도 3의 (a)에서는 도로 라인(100)과 이격되어 지그재그 형태의 도로 라인 패턴(130)이 그려진 것으로 도시하였으나, 이는 하나의 실시예로서 도로 라인 패턴(130)의 형태와 위치는 다양하게 변형될 수 있다. 가령, 도로 라인(100) 자체에 도로 라인 패턴(130)이 그려질 수도 있으며, 일정 굵기를 갖는 직선, 다각형이나 특정 문양의 배열 등으로 그려질 수도 있다.

상기 도 3의 (b)는 도로(10) 상의 도로 라인에 대응되어 복수개의 램프(145)가 설치된 도로 라인 패턴(140)의 경우로서, 램프(145)의 발광을 통해 도로 라인이 인식될 수 있으며, 도로 라인 패턴(140)이 도로 신호 체계와 연동하여 램프(145)가 도로 신호별로 상이한 색으로 점등되거나 도로 신호와 동일한 색으로 점등되도록 동작될 수도 있다. 이때, 램프는 LED를 비롯하여 발광하는 다양한 조명수단으로 구현될 수 있다.

이와 같이 도로 라인 패턴(140)이 램프(145)를 포함함으로써 법규 위반 판단 장치(300)는 정확한 도로 라인 패턴을 인식하면서 동시에 신호 위반 사항 등을 용이하게 판단할 수 있다. 또한 운전자도 도로 라인 패턴(140)의 램프(145) 발광색을 통해 교통 신호를 확인할 수 있어 일종의 보조 교통 신호로서 역할을 할 수 있게 된다.

상기 도 3의 (c)는 도로 라인 상에 입체적인 돌출 라인 패턴(150)을 적용한 경우로서, 상기 도 3의 (a)와 (b)에 도시된 도로 라인 패턴이 상기 도 3의 (c)에 도시된 바와 같은 돌출 라인 패턴(150)으로 적용될 수도 있으며, 돌출 라인 패턴(150)을 적용함으로써 우천 시에 빗물로 인해 인식률이 저하될 경우나 장기 노출로 패턴 일부가 소실되는 것을 보안할 수 있다.

상기 도 3의 (d)는 도로 라인 패턴(160)의 하부에 열선(165)을 매립한 경우이다. 열선(165)으로 도로 라인 패턴(160)에 일정한 온열을 전달함으로써 겨울철 도로면이 눈이나 빙판으로 인해 인식을 할 수 없는 상태를 해결할 수 있다.

이와 같은 다양한 도로 라인 패턴을 적용함으로써 법규 위반 판단 장치(300)가 보다 용이하면서 정확하게 도로 라인 패턴을 인식할 수 있다. 나아가서 다양한 도로 라인 패턴이 동시에 복합적으로 적용될 수도 있으며, 기설정된 구간에서 순차적인 순번 또는 시작과 종료에 대응되어 복수개가 형성될 수도 있다.

본 발명에서는 상기에서 살펴본 다양한 도로 라인 패턴을 도로 상에 적용하고, 촬영 수단으로 실시간 도로 상황을 촬영한 촬영 영상을 기초로 법규 위반 판단 장치가 교통 법규 위반 차량을 판단할 수 있게 되는데, 본 발명에 따른 법규 위반 판단 장치가 교통 법규 위반 차량을 판단하는 원리를 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다.

상기 도 4의 (a)와 같이 도로 상의 도로 라인 패턴(130)과 차량(50)을 촬영한 촬영 영상에서 도로 라인 패턴(130)을 추출하여 패턴 정보를 생성하는데, 촬영 영상의 분석에는 도로 라인 패턴(130)을 식별할 수 있는 다양한 영상 분석 기법이 적용될 수 있다. 일례로서 촬영 영상에서 도로 라인 패턴은 아스팔트 도로와 색이나 명암이 명확하게 구분될 수 있으므로, 콘트라스트(contrast)의 차이가 일정범위를 넘는 영역을 추출하고 추출된 영역의 엣지 처리를 통해 도로 라인 패턴이 인식될 수 있다.

상기 도 4의 (a)의 경우, 차량(50)이 도로 라인 패턴(130)을 침범하지 않았으므로, 촬영 영상의 도로 라인 패턴(130)을 인식하여 추출한 패턴 정보(410) 상에서 라인 패턴(420)이 사라진 영역이 존재하지 않으며, 이와 같은 패턴 정보(410)를 통해 차량(50)이 교통 법규를 준수하고 있음을 판단할 수 있다.

상기 도 4의 (b)의 경우, 차량(50)이 정지선을 넘어 도로 라인 패턴(130)을 일정부분 가리고 있으므로, 이에 대한 촬영 영상의 도로 라인 패턴(130)을 인식하여 추출한 패턴 정보(430) 상에는 도로 라인 패턴(440)의 일부분이 사라진 것으로 나타나게 된다.

또한 상기 도 4의 (c)의 경우, 차량(50)이 도로 라인 패턴(130)을 완전히 가리고 있으므로, 이에 대한 촬영 영상의 도로 라인 패턴(130)을 인식하여 추출한 패턴 정보(450) 상에는 도로 라인 패턴(460)이 완전히 끊겨 사라진 영역이 존재하는 것으로 나타난다.

본 발명에서는 이와 같은 패턴 정보를 기초로 차량의 도로 라인 침범 여부로 교통 법규 위반을 판단하게 되는데, 사람이나 다른 물체 등에 의해 도로 라인 패턴이 가려진 경우에도 위반으로 판단될 수 있기에 상기 도 4의 (c)와 같이 패턴 정보(450) 상에서 도로 라인 패턴(460)이 기설정된 일정 영역 이상 사라진 경우에 교통 법규 위반 차량이 발생된 것으로 판단한다.

이하에서는 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 여부를 자동적으로 판단하는 다양한 구현예를 통해 본 발명을 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제1 구현예를 도시한다.

상기 도 5의 제1 구현예는 본 발명을 적용하여 횡단 보도 신호 위반을 단속하는 구현예로서, 도로(10) 상의 횡단 보도 구간에는 하나 이상의 카메라(200a, 200b)를 포함하는 촬영 수단이 구비되며, 횡단 보도 이전의 도로(10) 상에는 정지선에 대응되는 도로 라인 패턴(130a)이 형성된다.

횡단 보도 구간에 대하여, 카메라(200a, 200b)가 촬영한 촬영 영상을 법규 위반 판단 장치가 획득하며 영상 분석을 통해 정지선에 대응되는 도로 라인 패턴(130a)을 인식한 패턴 정보를 추출하여 횡단 보도 구간에서의 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단한다.

상기 도 5와 같은 경우, 횡단 보도의 보행 신호시 차량(50)이 정지선을 넘어서 정지함으로써 도로 라인 패턴(130a)이 차량(50)에 의해 가려진 촬영 영상이 획득되며, 법규 위반 판단 장치가 상기 도 4를 참조하여 살펴본 영상 분석을 통한 패턴 정보로 도로 라인 패턴(130a)을 인식하여 정지선을 위반한 법규 위반 차량(50)을 판단할 수 있다.

나아가서 법규 위반 판단 장치는 촬영 영상을 기초로 법규 위반 차량(50)에 대한 차량 번호 등의 식별 정보를 확인하고 횡단 보도의 보행 신호시 정지선 위반에 대응되는 교통 법규 위반 정보를 생성한다.

상기 도 5의 본 발명에 따른 제1 구현예를 통해 횡단 보도 구간에서의 교통 법규 위반을 판단하였는데, 이는 정지선이 존재하는 교차로 등의 다양한 도로 상황에 적용될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제2 구현예를 도시한다.

상기 도 6의 제2 구현예는 본 발명을 적용하여 도로 상의 중앙선 위반을 단속하는 구현예로서, 도로(10) 상에는 중앙선을 촬영하는 하나 이상의 카메라(200a, 200b)를 포함하는 촬영 수단이 구비되며, 중앙선에 대응되는 도로 라인 패턴(130b)이 형성된다.

도로의 중앙선에 대하여, 카메라(200a, 200b)가 촬영한 촬영 영상을 법규 위반 판단 장치가 획득하며 영상 분석을 통해 중앙선에 대응되는 도로 라인 패턴(130a)을 인식한 패턴 정보를 추출하여 유턴 금지 구간에서 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단한다.

상기 도 6과 같은 경우, 차량(50)이 중앙선을 넘어가는 시점에 도로 라인 패턴(130b)이 차량(50)에 의해 가려진 촬영 영상이 획득되며, 법규 위반 판단 장치가 영상 분석을 통한 패턴 정보로 중앙선에 대응되는 도로 라인 패턴(130b)을 인식하여 중앙선을 위반한 법규 위반 차량(50)을 판단할 수 있다.

상기 도 6의 본 발명에 따른 제2 구현예를 통해 유턴 금지 구간에서의 교통 법규 위반을 판단하였는데, 유턴 금지 구간 외의 추월 금지 구간, 끼어들기 금지 구간 등 중앙선이나 실선이 존재하는 다양한 도로 상황에 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제3 구현예를 도시한다.

상기 도 7의 제3 구현예는 본 발명을 적용하여 과속 위반을 단속하는 구현예로서, 도로(10) 상에는 주행 차량을 촬영하는 하나 이상의 카메라(200a, 200b)를 포함하는 촬영 수단이 구비되며, 다수의 도로 라인 패턴(130c, 130d)이 일정간격 이격되어 형성된다.

여기서 다수의 도로 라인 패턴(130c, 130d)은 기설정된 간격만큼 이격되어 두 개 이상이 형성되며, 두 개 이상의 도로 라인 패턴(130c, 130d)이 형성된 도로 구간을 하나의 카메라(200a)로 촬영이 가능한 경우, 법규 위반 판단 장치는 하나의 카메라(200a)로부터의 촬영 영상을 획득할 수도 있고, 또는 두 개 이상의 도로 라인 패턴(130c, 130d) 각각에 대응되는 도로 구간을 두 개의 카메라(200a, 200b)로 촬영해야 되는 경우, 법규 위반 판단 장치는 두 개의 카메라(200a, 200b) 각각로부터 촬영 영상을 획득할 수 있다. 이때, 법규 위반 판단 장치가 획득하는 촬영 영상에는 촬영 시간이 포함된다.

그리고 법규 위반 판단 장치는, 도로 라인 패턴(130c, 130d) 각각에 대응되는 다수의 촬영 영상에 대한 영상 분석을 통해 도로 라인 패턴(130a) 각각을 인식한 다수의 패턴 정보를 추출하고, 다수의 패턴 정보를 기초로 차량(50a, 50b)의 속도를 산출하여 과속 위반 여부를 판단한다.

가령 상기 도 7의 제3 구현예에서, 제1 도로 라인 패턴(130c)을 통과하는 차량(50a)에 대하여 제1 카메라(200b)를 통한 촬영 영상을 획득하고, 제2 도로 라인 패턴(130d)을 통과하는 동일한 차량(50b)에 대하여 제2 카메라(200a)를 통한 촬영 영상을 획득하는데, 이때 차량(50a)의 제1 도로 라인 패턴(130c) 통과를 제1 카메라(200b)의 촬영 영상에 대한 영상 분석으로 생성된 패턴 정보를 기초로 판단하여 제1 통과 시점 T1이 확인되고, 동일한 차량(50b)의 제2 도로 라인 패턴(130d) 통과를 제2 카메라(200a)의 촬영 영상에 대한 영상 분석으로 생성된 패턴 정보를 기초로 판단하여 제2 통과 시점 T2가 확인된다. 이와 같이 획득된 T1과 T2 정보 및 제1 도로 라인 패턴(130c)과 제2 도로 라인 패턴(130d) 간의 이격 거리 정보를 기초로 차량의 속도가 산출될 수 있으며, 산출된 속도가 도로 구간의 허용 속도를 초과하는지 여부로 차량에 대한 과속 위반을 판단할 수 있다.

상기 도 7의 제3 구현예는 설명의 편의를 위해 일정 간격 이격된 두 개의 도로 라인 패턴(130c, 130d)으로 도시하였는데, 일정 구간 내에 순차적인 순번이 부여된 다수의 도로 라인 패턴이 형성될 수 있으며, 다수의 도로 라인 패턴 중 선택적으로 두 개 이상의 도로 라인 패턴에 대한 촬영 영상을 추출하여 차량의 과속 여부를 판단할 수도 있다.

도 8은 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제4 구현예를 도시한다.

상기 도 8의 제4 구현예는 본 발명을 적용하여 주차 위반을 단속하는 구현예로서, 도로(10) 상의 주차 단속 구간에는 하나 이상의 카메라(200c)를 포함하는 촬영 수단이 구비되며, 도로 외각에 길이 방향을 따라 도로 라인 패턴(130e)이 형성된다.

주차 단속 구간에 대하여, 카메라(200c)가 촬영한 촬영 영상을 법규 위반 판단 장치가 획득하며 영상 분석을 통해 주차 단속 구간에 형성된 도로 라인 패턴(130a)을 인식한 패턴 정보를 추출하여 차량의 주차 여부에 따른 교통 법규 위반을 판단한다.

상기 도 8과 같이 주차 단속 구간의 도로(10) 외각에 차량(50)이 주차된 경우, 도로 라인 패턴(130e)이 차량(50)에 의해 가려진 촬영 영상이 획득되며, 법규 위반 판단 장치가 영상 분석을 통한 패턴 정보로 도로 라인 패턴(130e)을 인식하여 불법 주차 차량(50)을 판단할 수 있다.

이때, 단순히 승차나 하차를 위해 도로 외각에 차량이 잠시 정차할 수도 있기에 법규 위반 판단 장치는 기설정된 시간 동안의 패턴 정보를 종합적으로 판단하여 불법 주차 차량을 단속할 수 있다.

나아가서 단속 카메라가 도로상에 고정 설치된 경우, 일정 범위의 주변 영역까지만 제한적으로 교통 법규 위반 단속이 이루어질 수 있고, 단속원이 휴대하여 이동식으로 설치하는 카메라의 경우에도 설치 위치의 변경이 용이하기는 하나 단속을 위해서는 설치된 위치를 벗어날 수 없기에 교통 법규 위반 단속 영역이 제한적일 수 밖에 없다.

따라서 본 발명에서는 실시간 이동함으로써 교통 법규 단속 영역이 제한되지 않으면서 교통 법규 위반 차량을 추적할 수 있도록 촬영 수단에 드론을 적용하는데, 이와 관련하여 도 9는 본 발명에 따른 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템을 적용하여 교통 법규 위반 차량을 단속하는 제5 구현예를 도시한다.

도로 상황을 촬영하는 카메라가 장착된 드론(250)이 도로(10)의 상공을 비행하면서 촬영한 촬영 영상을 법규 위반 판단 장치가 수집하여 앞서 살펴본 바와 같이 도로 라인 패턴(130)의 인식을 통해 차량(50)의 교통 법규 위반을 판단할 수 있으며, 나아가서 이동이 자유로운 드론(250)을 촬영 수단으로 적용함으로써 교통 법규 위반 차량을 추적하면서 그에 따른 실시간 촬영 영상이 법규 위반 판단 장치로 제공될 수 있다.

이상에서 살펴본 본 발명에 의하면, 자동차 도로 상에 형성된 도로 라인을 인식하여 차량의 교통 법규 위반 여부를 보다 명확하게 판단할 수 있게 된다.

특히, 해당 교통 법규에 대응되는 다양한 도로 라인을 인식함으로써 그에 대응되는 다양한 교통 법규 위반을 판단할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 자동차 도로, 50 : 차량,
100 : 도로 라인,
130, 140, 160 : 도로 라인 패턴, 145 : 램프,
150 : 돌출 라인 패턴, 160 : 도로 라인 패턴,
165 : 열선,
200a, 200b, 200c : 카메라,
250 : 드론,
300 : 법규 위반 판단 장치,
310 : 촬영 영상 획득부, 330 : 도로 패턴 인식부,
350 : 법규 위반 판단부, 370 : 위반 정보 생성부.

Claims (15)

1. 자동차 도로 상에 도로 라인과는 별도로 설치 또는 그려지고, 패턴정보를 포함하는 도로 라인 패턴;
   차량 및 도로 라인 패턴을 촬영하여 촬영 영상을 생성하는 촬영 수단; 및
   상기 촬영 수단에서 촬영한 촬영 영상을 획득하고, 영상 분석을 통해 상기 촬영 영상 상의 도로 라인 패턴을 인식하여 인식된 상기 패턴 정보를 기초로 차량의 교통 법규 위반을 판단하는 법규 위반 판단 장치를 포함하고,
   상기 법규 위반 판단 장치는,
   상기 촬영 영상에 대한 영상 분석을 통해 도로 라인 패턴에 대응되는 패턴 정보를 추출하는 도로 패턴 인식부; 및
   추출된 패턴정보에서 도로 라인 패턴상에 차량에 의해 가려진 영역의 발생시, 가려진 영역이 일정 영역 이상인 경우, 상기 촬영 영상에 포함된 차량을 법규 위반 차량으로 판단하여 식별정보를 생성하는 법규 위반 판단부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 법규 위반 판단 장치는,
   상기 촬영 수단으로부터 촬영 영상을 획득하는 촬영 영상 획득부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 촬영 수단은,
   시간 정보를 포함하고 기설정된 도로 구간의 시작부와 종료부에 대한 촬영 영상을 생성하며,
   상기 도로 패턴 인식부는,
   상기 촬영 영상의 영상 분석을 통해 도로 라인 패턴에 대응되는 패턴 정보를 상기 도로 구간의 시작부와 종료부에 대하여 각각 추출하며,
   상기 법규 위반 판단부는,
   상기 시작부에 대한 상기 패턴 정보에서 차량에 의해 가려진 영역이 나타나는 시간과 상기 종료부에 대한 상기 패턴 정보에서 상기 차량에 의해 가려진 영역이 나타나는 시간을 기초로 상기 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 법규 위반 판단부는,
   교통 신호 시스템으로부터 신호 정보를 획득하고, 상기 신호 정보에 따라 차량에 대한 교통 법규 위반을 판단하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 법규 위반 판단부는,
   상기 촬영 영상을 기초로 교통 법규 위반으로 판단된 법규 위반 차량에 대한 식별 정보를 추출하며,
   상기 법규 위반 판단 장치는,
   상기 법규 위반 차량의 상기 식별 정보에 대응시켜 교통 법규 위반 정보를 생성하는 위반 정보 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 법규 위반 판단부는,
   상기 패턴 정보에서 가려진 영역이 기설정치를 초과하거나 기설정된 시간동안 지속적으로 가려진 영역이 나타나는 경우, 오류 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 촬영 수단은,
   자동차 도로 상에 고정 설치되거나 이동 가능하며, 상기 도로 라인 패턴과 차량을 실시간 촬영하는 복수의 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 촬영 수단은,
   자동차 도로 상의 공중에서 상기 도로 라인 패턴과 차량을 실시간 촬영하는 카메라를 장착한 드론 또는 이동하면서 상기 도로 라인 패턴과 차량을 실시간 촬영하는 카메라를 장착한 단속차량의 촬영 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 도로 라인 패턴은,
    자동차 도로 상에 도로용 페인트로 그려진 도로 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 도로 라인 패턴은,
    자동차 도로 상의 도로 라인에 대응되어 형광체 물질로 그려진 패턴 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 도로 라인 패턴은,
    자동차 도로 상의 도로 라인에 대응되어 설치된 복수개의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 도로 라인 패턴의 램프는,
    도로 신호별로 상이한 색으로 점등되거나 도로 신호와 동일한 색으로 점등되는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
14. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도로 라인 패턴은,
    기설정된 구간에서 순차적인 순번 또는 시작과 종료에 대응되어 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
15. 제 10 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 도로 라인 패턴은,
    상기 도로 라인 또는 도로 라인 패턴의 하부에 매립된 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 라인 인식을 통한 교통 법규 위반 단속 시스템.
    

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