KR102116725B1 - 정차 상태 차량의 번호판 인식에 기초한 충전구 위치 도출 장치 및 방법 - Google Patents

정차 상태 차량의 번호판 인식에 기초한 충전구 위치 도출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 충전구 위치 도출 장치는 사용자의 차량 번호에 차종 정보를 매핑하여 저장하고, 차종별 번호판 상의 기준 지점과 충전구 간의 거리 관계 정보를 차종 정보에 매핑하여 저장하는 데이터베이스, 정차된 차량의 제1 번호판을 센싱하여 제1 번호판에 표시된 차량 번호 및 제1 번호판 상의 기준 지점에 대한 위치 정보를 획득하는 번호판 정보 획득부 및 센싱된 차량 번호를 기초로 데이터베이스에서 차량의 차종 정보를 검색하고, 검색된 차종 정보에 매핑된 거리 관계 정보에 위치 정보를 대입 연산하여 정차된 차량의 충전구 위치를 도출하고 차량 충전기를 충전구 위치로 이동시키는 연산부를 포함할 수 있다.

Description

정차 상태 차량의 번호판 인식에 기초한 충전구 위치 도출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISTINGUISHING POSITION OF INLET BASED ON RECOGNITION OF LICENSE PLATE IN STOPPED STATE}
본 발명은 정차된 차량의 충전구 위치 도출 기술에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명은 차량의 번호판 위치 정보 및 각도 정보를 이용하여 정차된 차량의 충전구 위치를 도출하고, 충전구에 충전기를 삽입하여 자동 충전을 수행하는 전기차 충전 인프라를 구축하는 기술에 관한 것이다.
세계는 점점 고갈되는 석유 에너지와 온실가스로 인한 환경오염의 심화를 우려하여 친환경적인 에너지 정책을 펼치기 위해 노력하고 있다. 전기차 는 위와 같은 문제를 해결하기 위한 에너지 기술 중 하나이다. 전기차는 기존의 내연기관 자동차보다 에너지 효율이 높고, 장기적으로 연료비를 절감할 수 있으며, 유지보수가 쉽다는 장점이 있다. 테슬라, 아우디 등 세계적으로 유명한 자동차 제조업체들이 전기차를 보다 합리적인 가격에 생산하고, 기술 개발에 많은 힘을 쏟으면서 전기차 시장은 더욱 커질 것으로 전망된다.
일반적으로 전기차 충전 시간은 급속인 경우 30분, 완속인 경우 4~9시간이 소요된다. 이에 따라, 전기차를 소유하고 있는 차주들은 몇 안 되는 충전소를 직접 찾아가 충전이 완료될 때까지 오랜 시간 기다려야 하는 번거로움을 겪고 있다. 현재 정부에서도 전기차 충전 인프라가 수요보다 턱없이 부족함을 인지하고 인프라를 구축하기 위해 여러 가지 정책과 지원을 펼치고 있다.
한편, 기존의 전기차 충전은 운전자가 직접 충전기를 충전구에 연결하여 충전을 진행하며, 완충까지 오랜 시간을 대기한 후 다른 전기차의 충전을 위해 충전이 완료되거나 정해진 시간이 지나면, 다른 곳으로 이동 주차를 해야 하는 불편함이 있다. 또한, 현재 전기차 충전 인프라가 매우 부족한 실정으로 차주들은 전기차 충전을 위해 정해진 전기차 충전소까지 방문해야 하며, 대기 순서 없이 충전 중인 차량이 자리를 비켜줄 때까지 기다려야만 한다는 문제를 가지고 있다.
이에 따라, 전기차가 주차된 경우 자동으로 전기 충전을 달성하기 위한 방안들이 연구되고 있으나, 이를 달성하기 위해서는 자동 충전을 위한 기계적 과제와 정확한 충전구의 위치를 도출하기 위한 전자적 과제의 해결이 요구된다. 특히, 충전구의 위치를 도출하는 경우, 차종마다 충전구의 위치가 다르고 차주의 주차 상태에 따라 충전구의 위치가 달라질 수 있다는 다양한 변수 때문에 충전구의 정확한 위치를 파악하는 기술이 필요한 실정이다.
한국 공개특허공보 제10-2017-0006896호: 전기차 충전 시스템 및 충전 방법
본 발명은 운전자가 차량 충전을 위해 대기하거나 완료 후 이동 주차하는 등에 대한 불편함을 해소하는 서비스를 제공하고자 한다. 이를 위해, 전기차가 정차된 경우 자동으로 전기 충전을 달성하기 위한 기술을 제시하고자 하며, 자동으로 전기차를 충전하기 위한 기계적 기술 및 정확한 충전구의 위치를 도출하기 위한 전자적 기술을 제공하고자 한다. 특히, 충전구의 위치를 도출하는 경우, 차종마다 충전구의 위치가 다르고 차주의 주차 상태에 따라 충전구의 위치가 달라질 수 있는 변수를 고려하여 충전구의 정확한 위치를 파악하는 기술을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전구 위치 도출 장치는 사용자의 차량 번호에 차종 정보를 매핑하여 저장하고, 차종별 번호판 상의 기준 지점과 충전구 간의 거리 관계 정보를 상기 차종 정보에 매핑하여 저장하는 데이터베이스, 정차된 차량의 제1 번호판을 센싱하여, 상기 제1 번호판에 표시된 차량 번호 및 상기 제1 번호판 상의 기준 지점에 대한 위치 정보를 획득하는 번호판 정보 획득부 및 상기 센싱된 차량 번호를 기초로 상기 데이터베이스에서 상기 차량의 차종 정보를 검색하고, 상기 검색된 차종 정보에 매핑된 거리 관계 정보에 상기 위치 정보를 대입 연산하여 상기 정차된 차량의 충전구 위치를 도출하고 차량 충전기를 상기 충전구 위치로 이동시키는 연산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전구 위치 도출 방법은 사용자의 차량 번호에 차종 정보를 매핑하여 저장하고, 차종별 번호판 상의 기준 지점과 충전구 간의 거리 관계 정보를 상기 차종 정보에 매핑하여 저장하는 단계, 정차된 차량의 제1 번호판을 센싱하여, 상기 제1 번호판에 표시된 차량 번호 및 상기 제1 번호판 상의 기준 지점에 대한 위치 정보를 획득하는 단계 및 상기 센싱된 차량 번호를 기초로 상기 정차된 차량의 차종 정보를 검색하고, 상기 검색된 차종 정보에 매핑된 거리 관계 정보에 상기 위치 정보를 대입 연산하여 상기 정차된 차량의 충전구 위치를 도출하고 차량 충전기를 상기 충전구 위치로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 정차된 차량의 번호판을 조회하여 차종 및 충전 필요 여부를 조회하고, 정차된 차량의 번호판 위치 및 정차된 차량의 각도를 획득하여, 획득된 번호판 위치 및 주차된 차량의 각도를 기 저장된 거리 관계 정보 및 각도 관계 정보와 함께 연산하여 최종적인 충전구의 위치를 도출할 수 있다.
나아가, 도출된 충전구의 위치에서 충전구의 소켓 위치를 파악하는 신경망 모델과 연결구의 위치를 파악하는 패턴 매칭 알고리즘을 통해, 차량 충전기가 충전구에 정확하게 결합할 수 있도록 하여 차량에 대한 손상을 발생시키지 않고 충전을 달성할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전구 위치 도출 장치의 기능 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 번호판 상의 기준 지점을 계산하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 차종별 번호판 상의 기준 지점과 충전구 간의 거리 관계 정보를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 정차된 차량의 번호판 상 기준 지점과 데이터베이스에 저장된 거리 관계 정보를 연산하여 충전구 위치를 도출하는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 정차된 차량의 각도 정보와 데이터베이스에 저장된 각도 관계 정보를 연산하여 충전구에 차량 충전기가 결합되어야 하는 각도를 도출하는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전구의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 차종별 충전구의 소켓 가장자리를 따라 레이블링한 이미지를 활용하여 차종별 충전구의 소켓 위치를 판별하는 신경망 모델을 학습시키는 동작의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 템플릿 매칭 알고리즘을 통해 차종별 충전구에 포함된 복수의 연결구가 배치된 패턴 정보를 활용하는 동작의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전구 위치 도출 방법의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징,　그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.　　그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며,　단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고,　본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며,　본 발명의 범주는 청구항에　의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다.　　그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.　　그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.
또한 어떤 구성 요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성 요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성 요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
나아가 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
전기차 자동 충전 시스템은 전기차가 정차된 경우 자동으로 전기 충전을 달성하기 시스템을 의미한다. 전기차 자동 충전 시스템을 달성하기 위해서는 자동 충전을 위한 기계적 과제와 정확한 충전구의 위치를 도출하기 위한 전자적 과제의 해결이 요구된다. 특히, 충전구의 위치를 도출하는 경우, 차종마다 충전구의 위치가 다르고 차주의 주차 상태에 따라 충전구의 위치가 달라질 수 있다는 다양한 변수 때문에 충전구의 정확한 위치를 파악하는 기술이 필요하다.
본 문서의 실시예들은 전기차 자동 충전 시스템을 달성하기 위해 정확한 충전구의 위치를 도출하기 위한 기술들을 제시하며, 이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전구 위치 도출 장치(100)의 기능 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 충전구 위치 도출 장치(100)는 데이터베이스(110), 번호판 정보 획득부(120), 연산부(130), 결합 위치 보정부(140) 및 패턴 매칭부(150)를 포함할 수 있다.
데이터베이스(110)는 사용자의 차량 번호에 차종 정보를 매핑하여 저장할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 차량이 충전을 위해 정차된 경우 차량 번호가 인식되면 사용자의 차종 정보를 파악할 수 있다. 차종 정보는 사용자의 차량에 대한 종류, 모델, 튜닝 정보, 특이 사항 등을 포함할 수 있다.
데이터베이스(110)는 차종별 번호판 상의 기준 지점과 충전구 간의 거리 관계 정보를 사용자의 차종 정보에 매핑하여 저장할 수 있다. 차종 별로 차량에서 충전구가 위치하는 지점은 상이할 수 있다. 이에 따라, 본 문서의 실시예는 일반적인 차량이 공통적으로 포함하는 번호판 상의 특정 지점에서 충전구가 위치하는 지점까지의 거리 관계를 저장할 수 있다. 이때 차종마다 충전구의 정확한 위치를 파악하기 위해서는 번호판 상의 한 지점을 일률적으로 기준 지점으로 지정하여 거리 관계를 저장하는 것이 중요하다. 본 문서의 일 실시예는 기준 지점을 도 2와 같이 지정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 번호판 상의 기준 지점을 계산하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 차량의 번호판을 구성하는 4개의 꼭지점(a1, a2, a3, a4)을 각각 좌측 하단의 제1 꼭지점(a1), 우측 하단의 제2 꼭지점(a2), 우측 상단의 제3 꼭지점(a3), 좌측 상단의 제4 꼭지점(a4)으로 지칭한다. 이때 제1 꼭지점 및 제3 꼭지점을 연결하는 제1 직선(a1-a3)과 제2 꼭지점 및 제4 꼭지점을 연결하는 제2 직선(a2-a4)이 만나는 지점(A)를 기준 지점으로 지정할 수 있다. 이에 따라, 차종마다 일률적으로 측정될 수 있는 일 지점으로부터 충전구까지의 거리 관계 정보를 저장할 수 있다. 본 문서의 일 실시예는 거리 정보 관계를 도 3과 같이 도출할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 차종별 번호판 상의 기준 지점과 충전구 간의 거리 관계 정보를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, x, y, z 좌표계를 기초로 소정 지점을 원점(0, 0, 0)으로 지정한 경우, 차량의 기준 지점의 위치 좌표가 A(i, j, 0)일 때, 충전구의 위치 좌표가 B(m, n, k)와 같이 지정될 수 있다. 이때 일 실시예에 따른 거리 관계 정보는 차종별 번호판 상의 기준 지점으로부터 충전구까지의 벡터 정보일 수 있다. 도 3의 경우, 거리 관계 정보는 A(i, j, 0)에서 B(m, n, k)를 향하는 벡터이다.
데이터베이스(110)는 차량이 정차되어야 하는 위치를 가이드하며 차량의 번호판과 마주하는 정차선(ex. 도 3의 경우 A(i, j, 0)과 원점(0, 0, 0)을 연결하는 직선이 관통하는 정차선 2개 중 적어도 어느 하나)과 번호판이 평행하도록 정차된 경우(ex. 도 3과 같이 정차된 경우)에, 정차선을 기준으로 차종별 충전구에 차량 충전기가 결합되는 각도 관계 정보를 차종 정보에 매핑하여 저장할 수 있다. 차종마다 충전구에 충전기가 결합되는 각도가 상이하기 때문에, 차량의 충전구에 차량 충전기를 정확하게 결합시키기 위해서는 차량 충전기가 충전구에 결합되어야 하는 각도를 파악하는 것이 중요하고, 이를 위해 데이터베이스(110)는 차종 별로 각도 관계 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 각도 관계 정보는 정차선과 번호판이 평행하도록 정차된 경우, 충전구의 위치에서 충전기가 정차선에 대해 10도로 기울어진 각도로 결합되어야 한다는 정보를 포함할 수 있다.
번호판 정보 획득부(120)는 정차된 차량과 관련된 정보를 획득할 수 있다. 이를 위해, 번호판 정보 획득부(120)는 차량이 정차되는 장소에 설치되거나, 차량이 정차되는 장소에서 정보를 획득하는 장치와 연결되어 유무선 통신을 통해 정보를 수신할 수 있다. 또한, 번호판 정보 획득부(120)는 카메라, 라이다, 센서 등을 포함하거나 이들과 연결될 수 있으나, 번호판 정보 획득부(120)가 센싱을 위해 포함하거나 연결되는 구성이 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다.
이하, '감지의 대상이 되는 정차된 차량의 번호판'을 '데이터베이스(110)에 저장되어 있는 번호판'과 구분하여 설명하기 위해, '정차된 차량의 번호판'을 '제1 번호판'으로 지칭하여 설명한다.
번호판 정보 획득부(120)는 정차된 차량의 제1 번호판을 센싱하여, 제1 번호판에 표시된 차량 번호, 제1 번호판 상의 기준 지점에 대한 위치 정보, 및 차량의 번호판과 마주하는 정차선에 대해 차량(또는 제1 번호판)이 기울어진 각도 정보를 획득할 수 있다.
연산부(130)는 제1 번호판에 표시된 차량 번호를 기초로, 데이터베이스(110)에 저장된 정보를 검색하여 제1 번호판에 해당하는 차량의 사용자 정보, 차종 정보, 거리 관계 정보, 각도 관계 정보를 검색할 수 있다. 연산부(130)는 검색된 거리 관계 정보에 제1 번호판의 위치 정보를 대입 연산하여 정차된 상태에서 차량의 충전구 위치를 도출할 수 있고, 검색된 각도 관계 정보에 제1 번호판의 각도 정보를 대입 연산하여 정차된 상태에서 차량의 충전구에 차량 충전기가 결합될 각도를 도출할 수 있다. 이에 따라, 연산부(130)는 도출된 충전구 위치 및 결합될 각도에 기반하여 차량 충전기를 충전구와 결합시킬 수 있다.
번호판 정보 획득부(120) 및 연산부(130)가 위치 정보 및 각도 정보를 도출하는 동작의 실시예를 도 4 및 도 5와 함께 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 정차된 차량의 번호판 상 기준 지점과 데이터베이스(110)에 저장된 거리 관계 정보를 연산하여 충전구 위치를 도출하는 예시도이다.
도 4를 참조하면, 번호판 정보 획득부(120)는 정차된 차량의 제1 번호판을 센싱하여 차량 번호 '52주 3108'을 획득하고, 정차된 상태에서 제1 번호판을 구성하는 4개의 꼭지점 중 제1 꼭지점 및 제3 꼭지점을 연결하는 제1 직선과 제2 꼭지점 및 제4 꼭지점을 연결하는 제2 직선이 만나는 지점인 좌표A'(a, b, c)를 정차된 차량의 기준 지점에 대한 위치 정보로 도출할 수 있다.
연산부(130)는 차량 번호 '52주 3108'을 데이터베이스(110)에서 검색하여, 차종 정보 '2020년형 소나타'를 획득하고, '2020년형 소나타'의 거리 관계 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 거리 관계 정보는 도 3의 예시와 같이 A(i, j, 0)에서 B(m, n, k)를 향하는 벡터일 수 있다. 이 경우, 연산부(130)는 정차된 차량의 기준 지점인 A'(a, b, c)에서, A(i, j, 0)에서 B(m, n, k)를 향하는 벡터를 반영한 지점인, B'(m - i + a, n - j + b, k - 0 + c)를 정차된 차량의 충전구 위치로 도출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 정차된 차량의 각도 정보와 데이터베이스(110)에 저장된 각도 관계 정보를 연산하여 충전구에 차량 충전기가 결합되어야 하는 각도를 도출하는 예시도이다.
도 5를 참조하면, 번호판 정보 획득부(120)는 소정의 일 지점으로부터 일정한 각도 범위를 센싱하여 차량을 감지할 수 있다. 예를 들면, 번호판 정보 획득부(120)는 라이다 모듈(도면 미도시)을 포함하거나 라이다 모듈(도면 미도시)과 연결되고, 일 지점으로부터 정차선을 마주하는 차량의 방향을 0도 방향으로 지정하는 경우, 일 지점으로부터 -15도 내지 +15도 내의 각도의 거리에 위치하는 차량을 감지할 수 있다. 이때 일 지점으로부터 차량까지의 최단 거리가 a이고, 일 지점으로부터 상기 정차선과 직각 방향(또는 상기 0도 방향)으로 차량까지의 거리가 b인 경우, 정차선에 대해 차량이 기울어져 정차된 각도 정보를 arccos(a/b) = x 도로 도출할 수 있다.
연산부(130)는 차량 번호 '52주 3108'을 데이터베이스(110)에서 검색하여, 차종 정보 '2020년형 소나타'를 획득하고, '2020년형 소나타'의 각도 관계 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 각도 관계 정보는 도 3에서 설명한 예시와 같이 10도에 해당하는 경우, 각도 관계 정보 10도에 arccos(a/b) = x도 만큼의 각도를 더 회전시켜 정차된 차량의 충전구에 차량 충전기가 결합될 각도를 도출할 수 있다.
또한, 연산부(130)는 일 지점으로부터 차량까지의 최단 거리 지점이 일 지점을 기준으로 왼쪽 또는 오른쪽에 위치하는 지에 기초하여 각도 관계 정보에 대해 추가적으로 회전시킬 각도가 반시계 방향인지 시계 방향인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, 일 지점으로부터 차량까지의 최단 거리 지점이 일 지점을 기준으로 왼쪽에 위치하는 경우, 차량이 일 지점을 기준으로 반시계 방향으로 기울어진 상태이므로, 각도 관계 정보 10도에 대해 추가적으로 회전시킬 각도 arccos(a/b) = x도를 반시계 방향으로 결정할 수 있다. 반대로, 일 지점으로부터 차량까지의 최단 거리 지점이 일 지점을 기준으로 오른쪽에 위치하는 경우, 차량이 일 지점을 기준으로 시계 방향으로 기울어진 상태이므로, 각도 관계 정보 10도에 대해 추가적으로 회전시킬 각도 arccos(a/b) = x도를 시계 방향으로 결정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전구(20)의 예시도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 전기차 충전구(20)는 완속 충전구 소켓(21), 완속 충전구 연결구(22), 급속 충전구 소켓(25) 및 급속 충전구 연결구(26)를 포함할 수 있다. 충전구 소켓은 충전구 연결구를 포함하는 가장자리로서 차량 충전기가 흔들리지 않도록 충전구와 결합되는 부분이고, 충전구 소켓과 차량 충전기가 결합되면, 충전구 연결구와 충전기의 연결구가 연결되어 전기적 충전이 이루어질 수 있다.
본 문서의 실시예는 상술한 설명에 따라 도출된 충전구의 위치 및 각도에서, 결합 위치 보정부(140)가 충전구의 소켓 위치를 파악하여 연결 위치를 보정하고, 패턴 매칭부(150)가 패턴 매칭 알고리즘을 통해 연결구의 정확한 위치를 파악하여, 차량 충전기가 충전구에 정확하게 결합할 수 있도록 하여 차량에 대한 손상을 발생시키지 않고 충전을 달성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 차종별 충전구의 소켓(21, 25) 가장자리를 따라 레이블링한 이미지를 활용하여 차종별 충전구의 소켓 위치(21, 25)를 판별하는 신경망 모델을 학습시키는 동작의 예시도이다.
도 7을 참조하면, 결합 위치 보정부(140)는 연산부(130)가 도출한 충전구 위치에서 차량의 충전구를 포함한 이미지를 생성하거나 획득할 수 있다. 이를 위해, 결합 위치 보정부(140)는 차량 충전기의 일부에 구성되거나, 차량이 정차되는 장소에서 이미지를 촬영하는 장치와 연결되어 유무선 통신을 통해 정보를 수신할 수 있다. 또한, 결합 위치 보정부(140)는 카메라, 라이다, 센서 등을 포함하거나 이들과 연결될 수 있으나, 결합 위치 보정부(140)가 이미지를 생성하기 위해 포함하거나 연결되는 구성이 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다.
결합 위치 보정부(140)는 차종별 충전구의 소켓(21, 25) 위치를 판별하도록 학습된 딥러닝 알고리즘 기초로 학습된 신경망 모델에 촬영된 이미지를 입력하고 촬영된 이미지 내의 소켓(21, 25) 위치를 판별하여 차량 충전기가 충전구에 결합될 위치를 보정할 수 있다. 이를 위해, 결합 위치 보정부(140)는 충전구 이미지에 대하여 완속 충전구(21), 급속 충전구(25), 연결구(22, 26)의 개수를 특정하여 레이블링한 학습 데이터를 생성할 수 있다. 결합 위치 보정부(140)는 도 6의 이미지가 학습 데이터의 예시인 경우, 완속 충전구의 위치를 21의 점선과 같이 특정할 수 있고, 급속 충전구의 위치를 25의 점선과 같이 특정할 수 있으며, 완속 충전구의 연결구 개수를 5개, 급속 충전구의 연결구 개수를 2개로 특정하여 레이블링 할 수 있다. 또한, 결합 위치 보정부(140)는 도 7과 같이, 소켓의 정확한 위치를 특정하기 위해 차종별 충전구의 소켓 가장자리를 따라 레이블링된 복수의 이미지를 생성하여, 이미지를 구별하는 다양한 딥러닝 알고리즘(ex. YOLO)을 통해 신경망 모델을 학습시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 템플릿 매칭 알고리즘을 통해 차종별 충전구(20)에 포함된 복수의 연결구(22, 26)가 배치된 패턴 정보를 활용하는 동작의 예시도이다.
도 8을 참조하면, 패턴 매칭부(150)는 차종별 충전구에 포함된 복수의 연결구가 배치된 패턴 정보를 기초로 템플릿 매칭 알고리즘을 통해 충전구를 촬영된 이미지에서 충전구(20)에 포함된 복수의 연결구(22, 26) 위치를 도출하여 충전구의 연결구(22, 26)와 차량 충전기를 결합시킬 수 있다.
패턴 매칭부(150)는 도 8과 같이 템플릿 매칭 알고리즘을 기초로 차종별로 완속 충전구(21)에서 복수의 연결구(22)가 배치된 패턴 정보 또는 급속 충전구(25)에서 복수의 연결구(26)가 배치된 패턴 정보를 입력 받아, 촬영된 이미지 내의 차종에 따른 연결구(22, 26)의 패턴을 도출하고, 패턴에 대응되어 충전구의 연결구(22, 26)와 충전기의 연결구가 결합되도록 할 수 있다. 예를 들어, 패턴 매칭부(150)는 도 8과 같이 edge detection을 이용해 충전구의 위치를 추출(도 8 좌측)하고, 5개의 원과 같이 특징적인 패턴 부분(도 8 우측)의 경계면 값들을 저장할 수 있다. 이에 따라, 촬영된 이미지가 연결구 경계면 값과 같은 데이터를 포함하면 해당 경계면의 위치를 연결구의 위치로 도출할 수 있다. 템플릿 매칭 알고리즘은 opencvsharp, edge based template matching, python template matching 등의 알고리즘을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
연산부(130)는 정차된 차량의 충전 상태에 기초하여 완속 충전구 및 급속 충전구 중 적어도 어느 하나의 충전구와 상기 차량 충전기를 결합시키거나, 또는 사용자의 선택에 기초하여 완속 충전구 및 급속 충전구 중 적어도 어느 하나의 충전구와 차량 충전기를 결합시키도록 할 수 있다.
한편 상술한 실시예가 포함하는 데이터베이스(110), 번호판 정보 획득부(120), 연산부(130), 결합 위치 보정부(140) 및 패턴 매칭부(150)는 이들의 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 포함하는 메모리, 및 이들 명령어를 수행하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전구 위치 도출 방법의 흐름도이다. 도 9에 따른 충전구 위치 도출 방법의 각 단계는 도 1 내지 도 8을 통해 설명된 충전구 위치 도출 장치(100)에 의해 수행될 수 있으며, 각 단계를 설명하면 다음과 같다.
우선, 데이터베이스(110)는 차량 번호에 차종 정보를 매핑하여 저장하고, 차종별 번호판 상의 기준 지점과 충전구 간의 거리 관계 정보 및 차종별 충전구에 차량 충전기가 결합되는 각도 관계 정보를 차종 정보에 매핑하여 저장할 수 있다(S1010).
이후, 번호판 정보 획득부(120)는 정차된 차량의 제1 번호판을 센싱하여, 제1 번호판에 표시된 차량 번호, 제1 번호판 상의 기준 지점에 대한 위치 정보 및 제1 번호판이 기울어져 정차된 각도 정보를 획득할 수 있다(S1020).
다음으로, 연산부(130)는 차량 번보를 기초로 정차된 차량의 차종 정보를 검색하고, 검색된 차종 정보에 매핑된 거리 관계 정보 및 각도 관계 정보에 위치 정보 및 각도 정보를 대입 연산하여 정차된 차량의 충전구 위치를 도출하고 차량 충전기를 충전구 위치로 이동시킬 수 있다(S1030).
또한, 결합 위치 보정부(140)는 충전구 위치에서 차량을 촬영한 이미지를 생성하고, 차종별 충전구의 소켓 위치를 판별하는 신경망 모델에 촬영된 이미지를 입력하고 이미지 내의 소켓 위치를 판별하여 차량 충전기가 충전구에 결합될 위치를 보정할 수 있다(S1040).
더하여, 패턴 매칭부(150)는 템플릿 매칭 알고리즘을 통해 차종별 충전구에서 복수의 연결구가 배치된 패턴 정보를 기초로 상기 촬영된 이미지에서 충전구에 포함된 복수의 연결구 위치를 도출하여 차량 충전기와 결합시킬 수 있다(S1050).
한편, 상술한 각 단계의 주체인 구성 요소들이 해당 단계를 실시하기 위한 과정은 도 1 내지 도 8과 함께 설명하였으므로 중복된 설명은 생략한다.
상술한 실시예에 따르면, 본 발명은 정차된 차량의 번호판을 조회하여 차종 및 충전 필요 여부를 조회하고, 정차된 차량의 번호판 위치 및 정차된 차량의 각도를 획득하여, 획득된 번호판 위치 및 주차된 차량의 각도를 기 저장된 거리 관계 정보 및 각도 관계 정보와 함께 연산하여 최종적인 충전구의 위치를 도출할 수 있다.
나아가, 도출된 충전구의 위치에서 충전구의 소켓 위치를 파악하는 신경망 모델과 연결구의 위치를 파악하는 패턴 매칭 알고리즘을 통해, 차량 충전기가 충전구에 정확하게 결합할 수 있도록 하여 차량에 대한 손상을 발생시키지 않고 충전을 달성할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드 등이 기록된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 또는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
또한 본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
더불어 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 사용자의 차량 번호에 차종 정보를 매핑하여 저장하고, 차종별 번호판 상의 기준 지점과 충전구 간의 거리 관계 정보를 상기 차종 정보에 매핑하여 저장하고, 정차되어야 하는 위치를 가이드하며 차량의 번호판과 마주하는 정차선에 대해 차량이 평행하도록 정차된 경우에, 상기 정차선을 기준으로 차종별 충전구에 차량 충전기가 결합되는 각도 관계 정보를 상기 차종 정보에 매핑하여 저장하는 데이터베이스;
    정차된 차량의 제1 번호판을 센싱하여, 상기 제1 번호판에 표시된 차량 번호 및 상기 제1 번호판 상의 기준 지점에 대한 위치 정보를 획득하고, 상기 정차선에 대해 상기 정차된 차량이 기울어져 정차된 각도 정보를 획득하는 번호판 정보 획득부; 및
    상기 센싱된 차량 번호를 기초로 상기 데이터베이스에서 상기 정차된 차량의 차종 정보를 검색하고, 상기 검색된 차종 정보에 매핑된 거리 관계 정보에 상기 위치 정보를 대입 연산하여 상기 정차된 차량의 충전구 위치를 도출하고, 상기 검색된 차종 정보에 매핑된 각도 관계 정보에 상기 각도 정보를 대입 연산하여 상기 정차된 차량의 충전구에 상기 차량 충전기가 결합될 각도를 도출하여, 차량 충전기를 상기 충전구 위치로 이동시키는 연산부를 포함하는,
    충전구 위치 도출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 번호판 상의 기준 지점은,
    번호판을 구성하는 4개의 꼭지점을 각각 좌측 하단의 제1 꼭지점, 우측 하단의 제2 꼭지점, 우측 상단의 제3 꼭지점, 좌측 상단의 제4 꼭지점으로 지칭하는 경우, 상기 제1 꼭지점 및 상기 제3 꼭지점을 연결하는 제1 직선과 상기 제2 꼭지점 및 상기 제4 꼭지점을 연결하는 제2 직선이 만나는 지점이고,
    상기 번호판 정보 획득부는,
    상기 제1 번호판 상에서 제1 직선과 제2 직선이 만나는 지점의 좌표 정보를 상기 위치 정보로 획득하는,
    충전구 위치 도출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 거리 관계 정보는,
    차종별 번호판 상의 기준 지점으로부터 충전구까지의 벡터 정보를 포함하고,
    상기 연산부는,
    상기 좌표 정보에 상기 벡터 정보를 더하여 상기 충전구 위치를 도출하는,
    충전구 위치 도출 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 번호판 정보 획득부는,
    상기 정차선을 마주하는 상기 정차된 차량 방향으로 소정의 일 지점으로부터 상기 정차된 차량까지의 최단 거리 a 및 상기 정차선과 직각 방향으로 상기 일 지점으로부터 상기 정차된 차량까지의 거리 b를 측정하여 상기 정차선에 대해 상기 정차된 차량이 기울어져 정차된 각도 정보인 arccos(a/b) 을 획득하고,
    상기 연산부는,
    상기 각도 관계 정보에 arccos(a/b) 만큼의 각도를 회전시켜 상기 정차된 차량의 충전구에 상기 차량 충전기가 결합될 각도를 도출하는,
    충전구 위치 도출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 일 지점으로부터 상기 정차된 차량까지의 최단 거리 지점이 상기 일 지점을 기준으로 왼쪽 또는 오른쪽에 위치하는 지에 기초하여 상기 각도를 회전시킬 방향을 결정하는,
    충전구 위치 도출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 충전구 위치에서 상기 정차된 차량을 촬영한 이미지를 생성하고, 차종별 충전구의 소켓 위치를 판별하도록 학습된 딥러닝 알고리즘 기초로 학습된 신경망 모델에 상기 촬영된 이미지를 입력하고 상기 이미지 내의 소켓 위치를 판별하여 상기 차량 충전기가 상기 충전구에 결합될 위치를 보정하는 결합 위치 보정부를 더 포함하는,
    충전구 위치 도출 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 신경망 모델은,
    차종별 충전구의 소켓 가장자리를 따라 레이블링된 복수의 이미지를 통해 학습된,
    충전구 위치 도출 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    차종별 충전구에 포함된 복수의 연결구가 배치된 패턴 정보를 기초로 템플릿 매칭 알고리즘을 통해 상기 촬영된 이미지에서 충전구에 포함된 복수의 연결구 위치를 도출하여 상기 차량 충전기와 결합시키는 패턴 매칭부를 더 포함하는,
    충전구 위치 도출 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 충전구는,
    완속 충전구 및 급속 충전구를 포함하고,
    상기 패턴 매칭부는,
    템플릿 매칭 알고리즘을 기초로 완속 충전구에서 복수의 연결구가 배치된 패턴 정보 및 급속 충전구에서 복수의 연결구가 배치된 패턴 정보를 도출하는,
    충전구 위치 도출 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 정차된 차량의 충전 상태에 기초하여 상기 완속 충전구 및 상기 급속 충전구 중 적어도 어느 하나의 충전구와 상기 차량 충전기를 결합시키는,
    충전구 위치 도출 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 연산부는,
    사용자의 선택에 기초하여 상기 완속 충전구 및 상기 급속 충전구 중 적어도 어느 하나의 충전구와 상기 차량 충전기를 결합시키는,
    충전구 위치 도출 장치.
  13. 충전구 위치 도출 장치에 의해 수행되는 충전구 위치 도출 방법에 있어서,
    사용자의 차량 번호에 차종 정보를 매핑하여 저장하고, 차종별 번호판 상의 기준 지점과 충전구 간의 거리 관계 정보를 상기 차종 정보에 매핑하여 저장하고, 정차되어야 하는 위치를 가이드하며 차량의 번호판과 마주하는 정차선에 대해 차량이 평행하도록 정차된 경우에, 상기 정차선을 기준으로 차종별 충전구에 차량 충전기가 결합되는 각도 관계 정보를 상기 차종 정보에 매핑하여 저장하는 단계;
    정차된 차량의 제1 번호판을 센싱하여, 상기 제1 번호판에 표시된 차량 번호 및 상기 제1 번호판 상의 기준 지점에 대한 위치 정보를 획득하고, 상기 정차선에 대해 상기 정차된 차량이 기울어져 정차된 각도 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 센싱된 차량 번호를 기초로 데이터베이스에서 상기 정차된 차량의 차종 정보를 검색하고, 상기 검색된 차종 정보에 매핑된 거리 관계 정보에 상기 위치 정보를 대입 연산하여 상기 정차된 차량의 충전구 위치를 도출하고, 상기 검색된 차종 정보에 매핑된 각도 관계 정보에 상기 각도 정보를 대입 연산하여 상기 정차된 차량의 충전구에 상기 차량 충전기가 결합될 각도를 도출하여, 차량 충전기를 상기 충전구 위치로 이동시키는 단계를 포함하는,
    충전구 위치 도출 방법.
  14. 제13항의 방법을 프로세서가 수행하게 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
  15. 제13항의 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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