KR102155052B1 - 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법 - Google Patents

Abstract

영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시하며, 영상 검지 장치는, 교차로의 영상을 촬영하여 교차로 이미지를 획득하는 촬영부; 상기 촬영부가 획득한 교차로 이미지를 분석하여, 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는 제어부; 그리고 상기 제어부가 산출한 혼잡도 정보를 교통신호제어기 또는 중앙센터로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.

Description

영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법{VIDEO IMAGE DETECTOR AND SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING TRAFFIC SIGNAL USING THE SAME}

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방법 및 장치에 관한 것이다.

신호등은 도로에서의 질서를 유지하는데 필수적이지만, 신호등에 의해 교통 체증이 발생하는 경우가 많다. 특히 정체가 심한 차로의 이동방향에 대한 신호의 유지시간이 짧은 경우, 나머지 방향으로 이동하는 도로들도 함께 정체되는 경향이 있다.

그에 따라 최근에는 정체가 심한 이동 방향에 대한 신호 유지시간을 늘리고, 나머지 방향에 대한 신호 유지시간을 줄이는 등과 같이 실시간 교통량을 고려하여 제어되는 감응형 신호등이 설치되는 교차로가 늘고 있다.

이와 같이 신호등을 감응 제어하기 위해서는 교차로로 진입하는 각 도로나 차선 상의 교통량을 감지해야만 한다. 이를 위해 종래에는 바닥에 매설되는 루프 검지기(Loop Detector)를 이용하는 것이 일반적이었다. 루프 검지기는 도로 면에 설치되는 균일한 인덕턴스를 가진 교번 자장이 형성되는 루프 코일을 포함하여 구성되며, 차량이 코일 위로 진입할 때 차량에 포함된 도체에 의한 유도 자장으로 인해 발생하는 인덕턴스의 변화를 감지함으로써 차량의 유무나 속도 등을 파악한다.

그러나 이러한 루프 검지기는 도로 내에 매입 설치되기 때문에 차량의 이동으로 인하여 빈번하게 파손되고 내구성이 높지 않다는 문제점이 있다.

또한 교차로에 루프 검지기를 설치하여 교통량에 따라 신호등을 제어하기 위해서는, 다수의 루프 검지기가 필요하다는 문제가 있다. 루프 검지기는 차선마다 설치되어야 하고, 검지 방식의 특성 상 넓은 영역을 커버하지 못하기 때문에 하나의 교차로에 다수의 루프 검지기가 설치되어야 하는데, 예를 들어 4지 교차로 기준으로 64개의 루프 검지기가 필요하다.

나아가 루프 검지기는 도로 내에 매설되기 때문에, 새로운 루프 검지기를 설치하거나 고장이 난 루프 검지기를 수리하거나 교체하기 위해서는 도로 상의 차량 주행을 차단하고 공사를 진행해야 한다. 이 경우 도로 폐쇄에 의한 부가적인 정체가 유발되고, 도로 포장 공사를 다시 진행해야 하는 시간적, 비용적 손실이 있다.

또한 루프 검지기는 검지기가 설치된 국부적인 부분의 상황만을 인식할 수 있을 뿐, 도로의 전반적인 상황을 감지하기 어렵기 때문에, 전체적인 교차로 상황을 고려한 신호 제어에 활용되기 어렵다는 문제가 있었다.

그에 따라 영상 검지장치를 이용하여 교통량을 감지하고 이를 이용하여 신호를 제어하고자 하는 시도가 있다. 한국 등록실용신안 제20-0316081호에는 촬영한 영상을 처리하여 교통량을 감지하는 CCTV 카메라에 대해 개시되어 있다. 그러나 이러한 종래 기술에 의하더라도 영상 검지장치가 실제 도로 상에서 이용되고 있는 교통신호제어기와 호환되지 않아, 신호등의 감응 제어나 앞막힘 제어 등에 영상 검지장치를 이용하기 어렵다는 문제점이 있다.

또한 종래에는 영상 검지장치를 이용하여 촬영된 영상을 실시간으로 분석하여 도로나 교차로의 전반적인 상황을 이해하는데 활용하기에 충분한 분석 기술이 뒷받침되지 않아 교통신호 제어에 이용할 수 없었다.

따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.

한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 내구성이 높고 파손 가능성이 적은 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시하는데 목적이 있다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 구성이 간소하여 설치 비용과 시간을 절약할 수 있는 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시하는데 목적이 있다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 공사 없이 설치 가능한 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시하는데 목적이 있다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 교차로 진출입 차로의 전반적인 상황을 감지하여 신호 제어에 반영할 수 있는 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시하는데 목적이 있다.

나아가 본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 종래의 경찰청 교통신호제어기의 표준 규격에 맞는 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시하는데 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 따르면, 교통신호제어기 또는 중앙센터로 검지정보를 제공하는 영상 검지 장치는, 교차로의 영상을 촬영하여 교차로 이미지를 획득하는 촬영부; 상기 촬영부가 획득한 교차로 이미지를 분석하여, 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는 제어부; 그리고 상기 제어부가 산출한 혼잡도 정보를 상기 교통신호제어기 또는 중앙센터로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 영상 검지 장치를 포함하는 신호 제어 시스템은 교차로에 설치되어 교차로 이미지를 획득하는 영상 검지 장치와, 신호등으로 구동신호를 인가하여 신호등을 제어하는 교통신호제어기, 그리고 복수의 교통신호제어기를 중앙에서 관제하는 중앙센터를 포함하고, 상기 영상 검지 장치, 교통신호제어기, 그리고 중앙센터 중 적어도 하나는, 상기 영상 검지 장치가 획득한 상기 교차로 이미지를 분석하여 상기 교차로의 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하며, 상기 교통신호제어기와 중앙센터 중 적어도 하나는, 상기 혼잡도 정보에 기초하여, 혼잡도가 높은 주행방향에 대응하는 제어신호를 발생시킬 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 교차로에 설치되어 교차로 이미지를 획득하는 영상 검지 장치와, 신호등으로 구동신호를 인가하여 신호등을 제어하는 교통신호제어기, 그리고 복수의 교통신호제어기를 중앙에서 관제하는 중앙센터를 포함하는 신호 제어 시스템에 의해 수행되는 신호 제어 방법은, 신호 제어 시스템에 의해 수행되고, 교차로 이미지를 획득하는 단계; 상기 교차로의 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는 단계; 그리고 상기 혼잡도 정보에 기초하여, 혼잡도가 높은 주행방향에 대응하는 제어신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 신호 제어 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에서 신호 제어 방법은, 교차로 이미지를 획득하는 단계; 상기 교차로의 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는 단계; 그리고 상기 혼잡도 정보에 기초하여, 혼잡도가 높은 주행방향에 대응하는 제어신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.

나아가 또 다른 실시예에 따르면, 신호 제어 시스템에 의해 수행되며, 신호 제어 방법을 수행하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에서 신호 제어 방법은, 교차로 이미지를 획득하는 단계; 상기 교차로의 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는 단계; 그리고 상기 혼잡도 정보에 기초하여, 혼잡도가 높은 주행방향에 대응하는 제어신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.

전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시할 수 있다.

전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 내구성이 높고 파손 가능성이 적은 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시할 수 있다.

전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 구성이 간소하여 설치 비용과 시간을 절약할 수 있는 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시할 수 있다.

전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 공사 없이 설치 가능한 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시할 수 있다.

전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 교차로 진출입 차로의 전반적인 상황을 감지하여 신호 제어에 반영할 수 있는 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제할 수 있다.

전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 종래의 경찰청 교통신호제어기의 표준 규격에 맞는 영상 검지 장치 및 이를 포함하는 신호 제어 시스템 및 신호 제어 방법을 제시할 수 있다.

개시되는 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 개시되는 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 영상 검지 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상 검지 장치를 포함하는 신호 제어 시스템의 개략적인 구성을 도시한 개념도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 신호 제어 시스템의 구성을 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 4및 도 5는 일 실시예와 다른 실시예에 따른 영상 검지 장치의 검지채널 구성을 예시한 예시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 신호 제어 시스템의 검지데이터 형식을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 일 실시예와 다른 실시예에 따른 영상 검지 장치의 검지 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 영상 검지 장치를 포함하는 신호 제어 시스템에 의해 산출되는 혼잡도 정보를 제공하는 화면 예시도이다.
도 10및 도 11은 신호 제어 시스템이 혼잡도에 따라 신호를 제어하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12 내지 도 14는 일 실시예에 따른 신호 제어 방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.
도 15 내지 도 19는 다른 실시예에 따른 신호 제어 방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하였다. 그리고, 도면에서 실시예들의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐 아니라, ‘그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 영상 검지 장치(100)의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 영상 검지 장치(100)를 포함하는 신호 제어 시스템의 개략적인 구성을 도시한 개념도이며, 도 3은 일 실시예에 따른 신호 제어 시스템의 구성을 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.

영상 검지 장치(100)는 교차로에 설치되어 교차로로의 진입차로 또는 교차로로부터의 진출차로 등의 이미지를 촬영하고 분석하는 장치이다. 이하에서는 교차로에 설치된 영상 검지 장치(100)가 촬영하는 이미지를 ‘교차로 이미지’라고 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 영상 검지 장치(100)는 교차로 이미지를 촬영하는 촬영부(110)와, 교차로 이미지를 분석하는 제어부(120)를 포함한다.

촬영부(110)는 교차로 이미지를 촬영하기 위한 카메라를 포함할 수 있는데, 가시광선이나 적외선 등 일정범위의 파장의 영상을 촬영할 수 있는 카메라를 포함할 수 있다. 그에 따라 촬영부(110)는 주간이나 야간, 또는 현재의 상황에 따라 서로 다른 파장 영역,의 영상을 촬영하여 교차로 이미지를 획득할 수도 있다. 이때 촬영부(110)는 미리 설정한 주기로 교차로 이미지를 획득할 수 있다.

그리고 제어부(120)는 촬영부(110)에 의해 획득된 교차로 이미지를 분석하여 후술할 ‘검지정보’를 생성한다. 이때 제어부(120)는 교차로 이미지를 분석 가능하게 가공하고, 가공된 교차로 이미지에서 차량에 대응하는 객체나 픽셀을 식별할 수 있다. 그리고 이를 위하여 제어부(120)는 인공신경망을 이용하여 교차로 이미지에서 차량에 대응하는 객체를 식별하거나 각 픽셀이 차량에 대응하는 위치인지를 식별할 수 있다.

이때 영상 검지 장치(100)는 물리적으로 분리되지 않은 하나의 하드웨어 장치로 구성될 수도 있다. 그러나 반드시 그러한 것은 아니고 교차로 이미지의 촬영을 위한 촬영부(110)와 촬영부(110)가 촬영한 교차로 이미지를 분석하는 제어부(120)가 서로 통신하되 물리적으로 이격 형성되도록, 둘 이상의 하드웨어 장치를 포함하여 구성될 수도 있다. 즉 교차로 이미지의 촬영과 분석을 서로 이격된 하드웨어 장치가 구분하여 수행하도록 영상 검지 장치(100)가 구성될 수 있다. 이때 제어부(120)의 구성을 포함하는 하드웨어 장치는 서로 다른 복수의 촬영부(110)로부터 각각 교차로 이미지를 전달받아, 복수의 촬영부(110)에서 각각 획득된 교차로 이미지를 분석할 수도 있다.

또한 영상 검지 장치(100)는 저장부(130)를 포함할 수 있다. 저장부(130)는 교차로 이미지의 촬영이나 분석을 위해 필요한 프로그램이나 데이터, 파일, 운영체제 등을 저장하고, 교차로 이미지나 교차로 이미지의 분석 결과를 적어도 일시적으로 저장할 수 있다. 제어부(120)는 저장부(130)에 저장된 데이터에 접근하여 이를 이용하거나, 또는 새로운 데이터를 저장부(130)에 저장할 수도 있다. 또한, 제어부(120)는 저장부(130)에 설치된 프로그램을 실행할 수도 있다.

나아가 영상 검지 장치(100)는 통신부(140)를 포함할 수 있다. 통신부(140)는 상술한 영상 검지 장치(100)가 다른 디바이스 또는 네트워크와 유무선 통신을 수행하도록 한다. 이를 위해, 통신부(140)는 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 칩셋(chipset)의 형태로 구현될 수 있다.

통신부(120)가 지원하는 무선 통신은, 예를 들어 Wi-Fi(Wireless Fidelity), Wi-Fi Direct, 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 또는 NFC(Near Field Communication) 등일 수 있다. 또한, 통신부(120)가 지원하는 유선 통신은, 예를 들어 USB 또는 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 등일 수 있다.

구체적으로 통신부(140)는 영상 검지 장치(100)가 생성한 검지정보나 교차로 이미지를 후술할 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300) 등으로 전송하는 역할을 수행할 수 있다. 물론 통신부(140)는 역으로 교통신호제어기(200)나 중앙센터(300)로부터 영상 검지 장치(100)에 대한 제어 신호를 수신하는 역할을 수행할 수도 있다.

이러한 영상 검지 장치(100)는 상술한 바와 같이 교차로에 설치되되, 설치 높이나 위치에 따라 하나의 교차로에 하나의 촬영부(110)만이 구비되거나, 또는 교차로의 진출입로 수에 대응하는 수만큼의 촬영부(110)가 구비될 수 있다. 예를 들어 4지 교차로의 경우, 영상 검지 장치(100)는 4개의 진출입로 각각을 구분하여 촬영하여 교차로 이미지를 획득하는 4개의 촬영부(110)를 포함할 수 있다. 종래 루프 검지기와 비교할 때, 현저히 적은 수의 하드웨어 구성만이 요구됨을 확인할 수 있다.

한편 영상 검지 장치(100)는 교통신호제어기(200), 그리고 중앙센터(300)와 함께 신호 제어 시스템을 형성할 수 있다. 이때 교통신호제어기(200)는 교차로에 설치된 신호등(S)의 구동상태를 제어하는 장치이고, 중앙센터(300)는 복수의 교통신호제어기(200)를 통합적으로 관리하거나 관제하는 장치이다.

구체적으로 교통신호제어기(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 주제어부, 신호구동부, 그리고 기타장치부를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 주제어부에는 전원장치, 메인보드, 운영자입력장치, 모뎀, 검지기보드, 옵션보드 등이 하나의 버스에 연결되도록 구성될 수 있다. 신호구동부는 컨트롤러보드, 점멸기, 동기구동장치, 확장보드 등을 포함하여 구성될 수 있다. 그 외에 신호 위반 여부를 검출하기 위한 영상 촬영 장치 등의 기타 장치를 제어하기 위한 기타장치부가 구비될 수 있다.

특히 교통신호제어기(200)의 주제어부는 영상 검지 장치로부터 검지정보를 수신하여 각각의 검지채널에 대한 4비트의 채널정보를 포함하는 검지데이터로 변환하는 적어도 하나의 옵션보드와, 옵션보드로부터 검지데이터를 수신하여 교차로의 감응 제어 또는 앞막힘 제어를 위한 제어신호를 생성하는 메인보드를 포함할 수 있다.

한편 교통신호제어기(200)의 신호구동부는 메인보드로부터 제어신호를 수신하여, 상기 제어신호에 따라 신호등의 구동신호를 생성하고, 생성된 구동신호를 신호등으로 인가할 수 있다.

그리고 중앙센터(300)는 복수의 교차로의 교통신호제어기(200)가 서로 연관하여 제어될 수 있도록 중앙 제어하거나, 각각의 교통신호제어기(200)가 각 교차로 상황에 따라 로컬 제어되도록 할 수 있다. 중앙센터(300)는 적절한 제어 방식을 선택하거나, 구체적인 제어신호를 생성하는데 참조하기 위하여 각 교차로의 상황을 관제할 수 있으며, 영상 검지 장치(100)에 의해 촬영된 교차로 이미지를 직접 수신하거나 영상 검지 장치(100)가 생성한 검지정보나 혼잡도 정보를 수신할 수 있다. 혼잡도 정보에 대해서는 후술한다.

나아가 신호 제어 시스템에는 허브(400)가 추가적으로 구성될 수 있다.

허브(400)는 영상 검지 장치(100)가 점유 또는 비점유 상태를 감지하는 검지채널의 수에 비하여, 상술한 교통신호제어기(200)에 포함된 옵션보드의 수가 부족한 경우 선택적으로 신호 제어 시스템에 포함될 수 있다. 하나의 옵션보드에서 8개의 검지채널에 대응하는 채널정보를 포함하는 검지데이터를 생성할 수 있기 때문에, 8개의 검지채널 당 1개의 옵션보드가 요구되는데, 64개의 검지채널이 설정된 교차로의 교통신호제어기에 총 4개의 옵션보드만이 구비된 경우, 신호 제어 시스템에는 4개의 옵션보드에 대응하는 허브(400)가 추가 구성될 수 있다.

허브(400)는 옵션보드와 마찬가지로 영상 검지 장치(100)의 검지정보를 검지데이터로 변환하여 교통신호제어기(200)의 메인보드로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.

상기한 검지채널, 검지정보, 채널정보와 검지데이터 등에 대해서는 후술한다.

이하에서는, 영상 검지 장치(100)의 제어부(120)의 동작을 보다 구체적으로 살펴보면, 제어부(120)는 촬영부(110)가 획득한 교차로 이미지를 분석하여, 교차로 평면 상에 설정된 하나 이상의 검지채널 각각에 대한 차량의 점유 또는 비점유 상태에 대한 정보를 포함하는 검지정보를 생성할 수 있다.

여기서 검지채널은, 교차로 평면 상에 기 설정된 영역으로서 제어부(120)는 미리 설정된 하나 이상의 검지채널에 대한 차량의 점유 여부를 확인한다.

구체적으로 살펴보면, 검지채널은 도 4나 도 5에 도시된 바와 같이 교차로 평면 상의 특정 영역으로 설정될 수 있다. 이때 도 4및 도 5는 일 실시예와 다른 실시예에 따른 영상 검지 장치의 검지채널 구성을 예시한 예시도이다. 여기서 교차로 평면은 가상의 면으로서, 실제 교차로와 교차로 진출입로들에 의해 형성되는 입체면과 근접하게 설정된 평면이거나, 평면들의 조합으로 구성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 검지채널은 교차로 평면 상의 특정 영역으로 설정되되, 예를 들어 8차선의 4지 교차로에서, 각 차선별로 정지선 검지채널, 대기선 검지채널, 스필백(Spillback) 검지채널을 포함할 수 있다. 이때 정지선 검지채널은 진입차로의 실제 정지선에 대응하는 위치에 인접하게 차선별로 총 16개가 설정될 수 있다. 또한 대기선 검지채널은 진입차로의 실제 정지선의 위치로부터 후방으로 일정 거리 이격된 위치에 차선별로 총 16개가 설정될 수 있다. 그리고 스필백 검지채널은 진출차로에 차선별로 각각 2개씩 총 32개로 설정될 수 있다.

이러한 검지채널의 교차로 평면 상의 위치는 상술한 저장부(130)에 미리 저장될 수 있다. 그리고 이러한 검지채널의 정보는 각 교차로에 설치되는 영상 검지 장치(100)마다 각각의 교차로의 특성을 반영하여 달리 설정될 수 있다.

다른 실시예로서 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 진입차로의 정지선에 대응하는 위치에 인접하게 차선별로 총 16개의 정지선 검지채널과, 정지선으로부터 후방으로 일정 거리 이격된 위치에 차로 별로 통합된 4개의 대기선 검지채널, 또한 진출차로에 차선 별, 그리고 차로 별로 통합된 4개의 스필백 검지채널이 설정될 수 있다. 나아가 부가적으로 정지선 검지채널과 대기선 검지채널 사이에 차로 별로 4개의 딜레마존 검지채널이 설정될 수도 있다.

이때 영상 검지 장치(100)는 촬영부(110)를 통해 획득되는 교차로 이미지를 분석하여 교차로의 상태를 파악하므로, 종래의 루프 검지기를 이용하여 교차로의 상태를 판별할 때와는 달리 차선이나 차로 별로 통합된 하나의 채널을 이용하여 교차로의 현재 상태를 파악할 수 있다. 이 때문에 검지채널의 수를 줄일 수 있고, 검지채널의 수에 따라 추가적으로 요구될 수 있는 하드웨어 리소스를 절약할 수 있다.

다만 제어부(120)가 도 4와 5를 참조하여 설명한 검지채널의 실시예만을 이용하여 점유나 비점유 상태를 분석하는 것은 아니고, 검지채널의 위치나 크기는 적절하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 도면에 예시된 외에도, 정지선 검지채널을 직진과 좌회전 2개의 검지채널로 구분하여 운영하거나, 대기선이나 스필백 검지 채널을 1 내지 4채널로 선택적으로 운영하는 방안을 추가적으로 고려할 수 있다.

나아가 제어부(120)는 도 6에 도시된 바와 같은 데이터 형식의 검지데이터를 생성할 수 있도록 검지정보를 구성한다. 도 6은 일 실시예에 따른 신호 제어 시스템의 검지데이터 형식을 도시한 도면이다. 여기서 검지정보는 상술한 바와 같이 각 검지채널에 대한 차량의 점유 또는 비점유 상태를 나타내는 정보를 포함한다.

도 6을 참조하면, 후술할 교통신호제어기(200)에서 이용되는 검지데이터는 4개의 검지채널 또는 8개의 검지채널에 대한 채널정보를 포함하고, 각각의 검지채널의 채널정보는 각 검지채널에 대한 차량의 점유 또는 비점유 상태를 나타내는 1비트를 포함하는 총 4비트의 데이터량을 갖는다. 이때 나머지 3비트는 검지장치의 상태를 나타내는 정보들, 예를 들어 단선 여부, 쇼트 여부, 발진불량 여부 등에 대한 정보로 구성될 수 있으며, 그에 따라 제어부(120)는 영상 검지 장치(100)의 상태를 나타내는 정보를 검지정보에 포함시킬 수 있다. 그러나 반드시 그러한 것은 아니고, 루프 검지기에 비해 불량률이 낮고 내구성이 좋은 영상 검지 장치(100)의 제어부(120)는 검지데이터에 포함되는 채널정보의 나머지 3비트에 대응하는 정보를 검지정보에 포함시키지 않을 수 있다. 특히 종래 루프 검지기를 이용하던 경우에는 각각의 검지채널의 검지정보가 서로 다른 루프 검지기에 의해 생성되기 때문에, 루프 검지기의 상태에 대한 정보가 각각의 채널 정보에 구분하여 포함될 필요성이 있었으나, 영상 검지 장치(100)를 이용하는 경우 서로 다른 검지채널의 검지정보가 동일한 하나의 영상 검지 장치(100)나 촬영부(110)에 의해 획득되기 때문에, 모든 채널정보의 나머지 3비트가 기입될 필요성이 낮다. 따라서 제어부(120)가 각각의 검지채널에 대해 구분하여, 영상 검지 장치(100)의 상태에 대한 정보를 검지정보에 포함시키지 않아도 무방하다.

나아가 영상 검지 장치(100)가 상술한 바와 같이 검지채널을 구분하여 점유 상태를 판별하고, 그에 대응하는 검지정보를 생성함으로써, 종래 루프 검지기로부터 검지정보를 수신하여 동작하던 교통신호제어기(200)를 특별한 변형이나 변경없이 그대로 이용할 수 있다.

이때 영상 검지 장치(100)의 제어부(120)가 검지채널 각각에 대한 검지정보를 생성하는 과정을 도 7과 8을 참조하여 설명한다. 도 7 및 도 8은 일 실시예와 다른 실시예에 따른 영상 검지 장치의 검지 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 일 실시예에서 제어부(120)는 교차로 이미지를 입력으로 하여 교차로 이미지 내에 포함된 차량으로 추정되는 객체를 인식하고 인식된 객체의 위치에 대한 정보를 출력하는 인공신경망을 이용하여 각 객체의 상기 교차로 이미지 내의 위치 좌표를 획득할 수 있다. 그리고 제어부(120)는 획득된 각 객체의 교차로 이미지 내의 위치 좌표를 교차로 평면 상의 위치 좌표로 변환한 후, 변환된 위치 좌표가 검지채널 내에 포함된 경우 해당 검지채널을 점유 상태로 판단할 수 있다.

구체적으로 도 7을 참조하여 설명하면, 제어부(120)가 이용하는 인공신경망의 입력 값은 교차로 이미지(I)이고, 출력 값은 자동차로 추정되는 객체(O)의 위치 정보와 객체의 크기 정보로 구성되도록 설정될 수 있다. 여기서 객체의 위치 정보는 객체의 중심점(P)의 좌표(x, y)이고, 크기 정보는 객체의 폭과 높이(w, h)에 대한 정보로서, 인공신경망의 출력 값은 각각의 객체(O)에 대해 (x, y, w, h)의 형식으로 산출될 수 있다. 제어부(120)는 출력 값으로부터 검지채널에 대한 차량의 점유 또는 비점유에 대한 정보를 포함하는 검지정보를 추출될 수 있다. 즉, 인공신경망의 출력값으로부터 각 차량의 이미지의 중심점(P)의 좌표(x, y)를 2차원 좌표로 획득한 후, 교차로 이미지가 이루는 평면(PI) 상의 2차원 좌표를 교차로 평면(PR)에 매핑하여 보정할 수 있다. 그에 따라 기 설정된 검지채널의 영역 내에 객체(O)의 보정된 중심점이 위치하는 경우 ‘점유’에 해당하는 비트 정보를 송신할 수 있다. 반대로 기 설정된 검지 채널에 대응하는 영역 내에 객체(O)의 보정된 중심점(P)이 위치하지 않는 경우 ‘비점유’에 해당하는 비트 정보를 송신할 수 있다.

이때 사용 가능한 인공신경망은 예를 들어 YOLO, SSD, Faster R-CNN, Pelee 등이 될 수 있고, 이러한 인공신경망은 교차로 이미지 내에서 차량에 대응하는 객체를 인식할 수 있도록 트레이닝될 수 있다.

또한 다른 예로서 제어부(120)는 세그멘테이션(Segmentation) 분석을 수행하는 인공신경망을 이용하여 차량의 점유/비점유에 대한 검지정보를 취득할 수 있다. 제어부(120)는 교차로 이미지를 입력으로 하여 교차로 이미지에 포함된 각 픽셀이 차량에 대응할 확률을 나타내는 확률맵을 출력하는 인공신경망을 이용하여, 차량에 대응하는 픽셀을 추출하고, 추출된 각 픽셀을 교차로 평면 상의 픽셀로 변환한 후, 검지채널 내에 포함된 변환된 픽셀의 수에 따라 검지채널에 대한 차량의 점유 또는 비점유 상태를 판별할 수 있다.

도 8을 참조하여 구체적으로 설명하면 제어부(120)가 이용하는 인공신경망의 입력 값은 교차로 이미지(I)이고, 출력 값은 각 픽셀 별 자동차일 확률에 대한 맵이 될 수 있다. 그리고 제어부(120)는 인공신경망의 출력 값인 각 픽셀 별 자동차일 확률 맵에 기초하여 차량에 대응하는 객체(O)를 구성하는 픽셀들을 추출할 수 있다. 그에 따라 도면에 도시된 바와 같이 교차로 이미지(I) 내에서 객체(O)에 대응하는 부분의 픽셀들만이 다른 픽셀들과 구분하여 추출되고, 제어부(120)는 각각의 픽셀들을 교차로 평면(PR)에 매핑할 수 있다. 이어서 제어부(120)는 기 설정된 검지채널의 영역 내에 매핑된 픽셀의 수가 소정 개수 이상이면 ‘점유’를 나타내는 비트 정보를 송신하고, 기 설정된 검지채널의 영역 내에 차량에 해당하는 것으로 인식된 픽셀의 수가 소정 개수 이하이면 ‘비점유’ 상태를 나타내는 비트 정보를 송신할 수 있다.

이때 사용할 수 있는 인공신경망은 예를 들어, FCN, Deconvolutional Network, Dilated Convolution, DeepLab 등이 될 수 있으며, 이러한 인공신경망은 교차로 이미지에 포함된 각각의 픽셀이 특정 객체, 특히 차량에 대응할 확률을 산출하여 확률맵을 작성하도록 트레이닝될 수 있다.

한편 상술한 바와 같이 영상 검지 장치(100)가 각각의 검지채널에 대한 점유 또는 비점유 상태에 대한 정보를 포함하는 검지정보를 생성하면, 교통신호제어기(200)의 옵션보드 또는 허브(400)는 검지정보를 이용하여 교통신호제어기(200)의 메인보드로 전달될 검지데이터를 생성할 수 있다. 이때 검지데이터는 상술한 바와 같이 도 6에 도시된 데이터 포맷을 가질 수 있다.

그에 따라 검지데이터는 4개 또는 8개에 대응하는 검지채널의 채널정보를 포함하되, 각 채널정보마다 4비트의 데이터를 갖는다. 이때 옵션보드 또는 허브(400)는 각 채널정보의 첫 번째 비트에 검지정보에 포함된 점유 또는 비점유 상태를 ‘0’ 또는 ‘1’로 나타내는 비트 정보를 기입할 수 있다. 나머지 3비트에는 모두 정상임을 나타내는 ‘0’ 값을 기입할 수 있으나 실시예에 따라 영상 검지 장치(100)의 상태를 나타내는 정보를 기입할 수도 있다.

또한 옵션보드 또는 허브(400)는 영상 검지 장치(100)로부터 검지정보가 수신되는 주기가, 메인보드로 검지데이터를 전달하는 주기의 정수배에 해당하는 경우, 검지정보를 정수배에 대응하는 횟수로 복제하여 검지데이터를 생성하거나, 검지정보에 의해 생성된 검지데이터를 정수배에 대응하는 횟수로 복제하여 생성할 수 있다. 예를 들어, 영상 검지 장치(100)가 100msec 주기로 검지정보를 전송하고, 메인보드는 20msec 주기로 검지데이터를 수신하는 경우, 옵션보드는 영상 검지 장치(100)에서 수신된 검지정보를 이용하여 생성된 검지데이터를, 4회 추가 생성하여 총 5회의 동일한 검지데이터를 20msec 주기로 메인보드에 전달할 수 있다.

이때 교통신호제어기(200)의 메인보드는 독립 교차로의 로컬 제어로서, 감응 제어와 앞막힘 제어를 수행할 수 있는데, 여기서 감응 제어는 한계 비점유 감응제어, 누적손실시간 감응제어, 최대유출율 감응제어 등이 될 수 있다.

한계 비점유 감응제어는, 하나의 검지채널을 차량이 연속하여 진행할 때, 두 차량 사이에 나타나게 되는 비점유시간이 설정된 한계 비점유시간보다 크거나 같은 경우 현시를 조기에 종결하고 다음 현시에 대응하는 신호 패턴이 출력되도록 함으로써 소모시간을 줄이는 제어방법이다.

누적손실시간 감응제어는, 하나의 검지채널에 대한 각 통과 차량의 비점유시간을 누적하여 그 시간이 설정된 한계손실시간보다 크거나 같은 경우 현시를 조기에 종결하여 다음 현시로 진행함으로써 소모시간을 줄이는 제어방법이다.

또한 최대유출률 감응제어는, 과포화시 녹색시간 후반부의 유출교통량이 최대가 되는 점에서 녹색시간을 조기 종결하여 교차로의 효율을 최대화하는 제어방법이다.

그리고 앞막힘 제어는, 앞막힘 조기종결 제어와 앞막힘 균등 옵셋 제어 등을 포함할 수 있다.

앞막힘 조기종결 제어는, 스필백 검지채널의 점유 지속적으로 감지되면, 녹색 현시를 미리 종료하여 스필백이 발생한 방향으로의 차량 진출을 차단하는 제어방법이다.

그리고 앞막힘 균등 옵셋 제어는, 스필백이 발생할 우려가 있을 때 균등한 옵셋을 적용하여 스필백이 발생한 방향으로의 차량 진출시점에 신호를 종결하고 교차방향의 신호가 시작되도록 하는 제어방법이다.

여기서 현시는, 신호등(S)에 의해 나타나는 신호 패턴으로서, 예를 들어 동서남북 방향의 각 신호등에 각각 동시에 나타나는 신호들의 조합을 의미하며, 일반적으로는 서로 다른 현시가 순차적으로 나타나도록 설정된다.

이어서, 교통신호제어기(200)의 메인보드는 옵션보드나 허브(400)에서 수신되는 검지데이터를 이용하여 상술한 감응 제어 또는 앞막힘 제어 방식에 대응하는 연산을 수행함으로써, 신호등(S)을 제어할 제어신호를 생성한다.

그리고 교통신호제어기(200)의 신호구동부가 제어신호에 따라 발생되는 구동신호를 신호등(S)으로 인가하여 신호의 제어가 이루어진다.

한편 다른 하나의 실시예로서, 신호 제어 시스템의 영상 검지 장치(100), 교통신호제어기(200), 또는 중앙센터(300)는 영상 검지 장치(100)가 촬영하여 획득한 교차로 이미지를 분석하여 혼잡도 정보를 산출하고 이를 신호 제어에 이용할 수 있다.

이때 교통신호제어기(200)나 중앙센터(300)가 혼잡도 정보를 산출하는 경우, 각각 영상 검지 장치(100)로부터 획득된 교차로 이미지를 전송받아 분석함으로써 혼잡도 정보를 산출할 수 있다.

이하에서는 영상 검지 장치(100)의 제어부(120)가 혼잡도 정보를 산출하는 것을 예시하여 설명하겠으나, 상술한 바와 같이 교통신호제어기(200)나 중앙센터(300)가 혼잡도 정보를 산출할 수 있으며, 교통신호제어기(200)가 혼잡도를 산출하는 경우에는, 교통신호제어기(200)의 주제어부에 포함된 메인보드나 옵션보드, 기타장치부, 신호구동부 등 연산수단을 포함하는 어떠한 구성이라도 혼잡도의 산출에 이용될 수 있다.

여기서 ‘혼잡도 정보’는 주행방향 별 혼잡도를 수치화하여 나타낸 정보로서 각 주행방향 별로 산출될 수 있다. 예를 들어, 혼잡도는 특정 주행방향의 도로가 점유되지 않은 상태인 경우를 0으로하고, 특정 주행방향의 도로가 포화된 상태인 경우를 100으로하여 0 내지 100의 값을 갖는 수치로 나타낼 수 있다.

제어부(120)는 교차로 이미지를 분석하여, 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출할 수 있다. 그리고 제어부(120)에 의해 산출된 혼잡도는 통신부(140)를 통해 교통신호제어기(200)나 중앙센터(300)로 전달될 수 있다.

여기서 제어부(120)는 교차로 이미지를 입력으로 하여, 교차로 이미지 내에 포함된 차량으로 추정되는 객체를 인식하고 인식된 객체의 위치에 대한 정보를 출력하는 인공신경망을 이용하여 각 객체의 위치 좌표를 획득하고, 획득된 각 객체의 위치 좌표의 분포에 따라 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출할 수 있다.

이때 제어부(120)는 미리 설정된 차선영역에 대한 정보를 이용할 수 있으며, 이러한 차선영역은 교차로 이미지 내에서 인식되거나, 촬영부(110)의 촬영 각도가 변동되지 않는 경우에는 교차로 이미지 내의 특정영역으로 기 설정될 수 있다.

제어부(120)는 상술한 바와 같이 인공신경망을 이용하여 차량으로 추정되는 각 객체의 위치 좌표를 획득할 수 있고, 차선영역 별로 객체의 분포를 파악할 수 있다. 이때 제어부(120)는 도 7을 참조하여 설명한 실시예에서 이용하는 인공신경망과 동일한 네트워크를 이용할 수 있다.

그리고 제어부(120)는 차선영역 별 객체의 분포에 따라, 주행방향 별 혼잡도 정보를 연산할 수 있다. 예를 들어, 1차선은 좌회전 차선이고, 2 내지 3차선은 직진 차선인 교차로에서는 2차선과 3차선에 대응하는 차선영역의 객체 분포에 기초하여 직진방향 혼잡도 정보를 연산할 수 있다.

예를 들어, 제어부(120)는 특정방향의 차선영역에 존재하는 객체의 수의 범위를 단계적으로 설정하고, 그에 따라 혼잡도 레벨을 산정할 수 있다. 예로써, 좌회전 차선의 차선영역 내에 3개 이하의 객체가 분포하는 경우 혼잡도 0, 4-6개는 혼잡도 20, 7-9개는 혼잡도 40 등, 분포하는 객체의 수가 기 설정된 범위 중 어디에 속하는지에 따라 혼잡도가 결정될 수 있다.

또한 제어부(120)는 혼잡도를 산출함에 있어서, 현시를 고려하거나 이전에 획득된 프레임의 교차로 이미지의 분석 결과나 이전에 산출된 혼잡도를 참조할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 일정 시간 이상 혼잡도가 일정 수준 이상이었던 경우, 특정 방향의 차선영역 내에서 인식된 객체의 수가 동일하더라도 그렇지 않았던 경우보다 혼잡도를 높게 산출할 수 있다.

이때 제어부(120)는 연속으로 획득되는 각각의 교차로 이미지를 분석하여, 동일하다고 인식되는 객체의 위치 좌표의 이동을 추적할 수 있다. 그리고 일정 시간 동안 추적된 이동 거리가 소정 거리 내이면 해당 객체의 위치 좌표가 분포된 차선영역의 혼잡도를 증가시킬 수 있다. 이때 제어부(120)는 물론 해당 차선영역의 진출방향이 녹색 현시인지 적색 현시인지를 참조하여 객체의 위치 좌표의 이동 속도를 혼잡도 산출에 참조하거나 참조하지 않을 수 있다.

또한 다른 방법으로 제어부(120)는 교차로 이미지를 입력으로 하여 교차로 이미지에 포함된 각 픽셀이 차량에 대응할 확률을 나타내는 확률맵을 출력하는 인공신경망을 이용하여 차량에 대응하는 픽셀을 추출하고, 추출된 각 픽셀의 분포에 따라 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출할 수도 있다.

여기서 이용되는 인공신경망은 도 8을 참조하여 설명한 실시예에서 이용된 인공신경망과 동일한 것일 수 있다. 다만 혼잡도를 산출할 때에는 검지채널이 아닌 기 설정된 차선영역별로 픽셀의 분포를 분석하는 점과, 교차로 평면 상에 픽셀을 매칭하지 않고 교차로 이미지 내에서 분석을 완결하는 점에서 차이가 있다.

한편 픽셀의 분포를 분석하여 혼잡도 정보를 산출하는 실시예에서 제어부(120)는 교차로 이미지를 세로 방향으로 구획하여 복수의 행으로 구분하고, 차선영역 내에 분포하는 픽셀 중 서로 인접하는 픽셀들이 이루는 하나의 픽셀그룹이 미리 설정된 수 이상의 행에 걸쳐 분포하지 않는 경우, 해당 픽셀그룹에 포함되는 픽셀들은 과검으로 판단하여 분석에서 제외할 수 있다.

한편 제어부(120)는 하나 이상의 진입방향 차선영역의 차량 점유 상태를 검출하고, 각 진입방향 차선영역에 대해 기 분류된 주행방향에 따라, 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출할 수 있다. 즉 혼잡도 정보는 교차로로 진입하는 진입방향 차선영역을 분석하여 산출될 수 있다.

또한 제어부(120)는 진출방향 차선영역의 차량 점유 상태를 검출하여 스필백 여부를 판별할 수 있다.

위와 같이 산출된 혼잡도 정보는 도 9와 같이 나타날 수 있다. 도 9는 영상 검지 장치를 포함하는 신호 제어 시스템에 의해 산출되는 혼잡도 정보를 제공하는 화면 예시도이다.

이때 분석된 혼잡도 정보는 중앙센터(300)의 관리자 단말(미도시)로 송출될 수 있으며, 예를 들어, 도 9의 중앙에 나타낸 바와 같은 사용자 인터페이스를 갖는 화면으로 제공될 수 있다. 이에 따르면, 영상 검지 장치(100)에서 촬영된 교차로 이미지가 화면 일측에 표시되고, 교차로 이미지 상에 각각의 구분되는 차선영역과 차량에 의해 점유된 영역이 서로 다른 색상의 레이어로 표시될 수 있다.

그리고 각각의 차선영역에서 차량에 의해 점유된 영역의 분포에 따라 진입도로의 직진방향 및 좌회전방향과 진출도로의 혼잡도가 화면 일측에 수치화되어 표시될 수 있다. 이때 혼잡도가 높은 경우 붉은 계열, 낮은 경우 녹색 계열의 색상으로 시각적 구분을 하여 혼잡도 정보를 제공함으로써 혼잡도를 직관적으로 파악하도록 할 수 있다. 또한 현시에 대한 정보를 제공함으로써, 교차로의 상황을 현시와 연관하여 이해할 수 있도록 할 수 있다.

이와 같이 영상 검지 장치(100), 교통신호제어기(200), 또는 중앙센터(300)에 의해 연산되는 혼잡도 정보를 중앙센터(300)에서 관제하도록 할 수 있다.

한편 상술한 바와 같이 영상 검지 장치(100), 교통신호제어기(200), 또는 중앙센터(300) 중 저어도 하나가 혼잡도 정보를 산출한 경우, 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300)는 산출된 혼잡도 정보를 참조하여 혼잡도가 높은 주행방향에 우선적인 신호를 부여하는 제어신호를 생성할 수 있다.

즉, 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300)는 혼잡도가 높은 주행방향으로의 주행을 허여하는 교통신호의 순서를 앞당기거나, 혼잡도가 높은 주행방향으로의 주행을 허여하는 교통신호에 할당된 시간을 늘리는 방법으로 현시의 순서나 시간을 조정할 수 있다.

이때 교통신호제어기(200)는 로컬 제어 중인 경우, 중앙센터(300)는 중앙 제어 중인 경우에 각각 혼잡도를 고려한 현시 제어를 할 수 있다.

또한 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300)는 스필백이 발생한 것으로 판별된 진출방향 차선영역에 대응하는 진입방향 차선의 교통신호를 진입 금지 신호로 전환되도록 하는 제어신호를 발생시킬 수도 있다. 즉 혼잡한 진입방향 차선에는 신호를 우선적으로 부여하되, 스필백이 발생한 진출방향 차선에 대응하는 녹색 현시의 진입방향 신호는 진입 금지 신호, 즉 적색 현시로 전환할 수 있다.

한편 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300)는 현재 출력되는 신호 패턴, 즉 현시의 시작시간으로부터 기 설정된 유지시간 동안 신호 패턴이 유지되도록 하되, 현시에 의해 주행이 허여 되는 주행방향에 대응하는 진입차로의 혼잡도가 일정 수준 이하로 변화되지 않으면, 유지시간에 일정시간을 부가하여 혼잡도가 개선되도록 할 수 있다. 물론 이때 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300)는 유지시간에 일정시간을 부가하는 제어를 반복하여, 현시의 실제 유지시간이 기 설정된 최대시간으로 설정된 경우 더 이상의 부가시간을 허여하지 않을 수 있다.

한편 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300)는 현시의 시작시간으로부터 기 설정된 유지시간 동안 신호 패턴이 유지되도록 하되, 현시에 의해 주행이 허여 되는 주행방향에 대응하는 진입차로의 혼잡도가 일정 수준 이하로 변화되면, 유지시간에서 일정시간을 차감하여 현시가 신속히 다음 신호 패턴으로 전환되도록 할 수도 있다. 이때에도 현시의 지속시간이 최초 설정된 최소시간 이하로 차감되지 않도록 최소시간을 설정할 수 있다.

나아가 현시의 개시시점으로부터 혼잡도에 따른 제어를 수행할 때까지 미리 설정된 대기시간을 유지한 이후에, 혼잡도에 따른 일정시간의 추가 또는 차감이 수행되도록 할 수 있다. 이때 물론 추가 또는 차감되는 일정시간은 각각 추가 또는 차감의 경우에 다른 단위시간으로 설정될 수 있고, 대기시간이나, 최대시간, 최소시간도 현시마다 달리 설정될 수 있다.

도 10및 도 11은 신호 제어 시스템이 혼잡도에 따라 신호를 제어하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 도 10에 도시된 바와 같이 대기시간이 경과한 현재 시점에 진입도로가 혼잡한 상태, 즉 혼잡도가 일정수준 이상인 상태이면, 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300)는 최초 설정된 현시의 유지시간에 일정시간(a)을 추가하는 제어신호를 발생시킬 수 있다. 이어서 시간이 경과한 이후에도 혼잡도가 개선되지 않는 경우 추가적으로 일정시간(a)을 부여할 수 있다.

그러나 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300)는 혼잡도가 개선되지 않더라도, 현시 유지시간이 미리 설정된 최대시간에 도달하면 추가 시간을 부여하지 않고 현시를 다음 신호 패턴으로 전환할 수 있다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같이 교통신호제어기(200) 또는 중앙센터(300)는 녹색 현시인 진입도로의 혼잡도가 일정수준 미만으로 판단되는 경우 현시의 유지시간을 최초 설정된 유지시간보다 짧게 조정할 수 있다. 다만 이 경우에도 최초 설정된 대기시간이 경과한 이후에 혼잡도를 감시하여 유지시간을 삭감할지 여부를 결정할 수 있다.

이하에서는 상술한 신호 제어 시스템에 포함되는 구성요소 중 일부에 의해 또는 전부가 협력하여 수행되는 신호 제어 방법을 설명한다. 이하에서 설명되는 신호 제어 방법은 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 영상 검지 장치(100)와 교통신호제어기(200), 중앙센터(300), 허브(400)를 포함하는 신호 제어 시스템에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 11을 참조하여 기술한 내용은 이하 도 12 내지 도 19에 도시된 실시예에 따른 신호 제어 방법에도 적용될 수 있다.

도 12 내지 도 14는 일 실시예에 따른 신호 제어 방법을 단계적으로 도시한 흐름도이고, 도 15 내지 도 19는 다른 실시예에 따른 신호 제어 방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.

우선 신호 제어 시스템은 영상 검지 장치(100)에서 촬영된 교차로 이미지를 획득한다(S1210).

그리고 신호 제어 시스템은 교차로 이미지를 분석하여 검지정보를 생성한다(S1220). 이때 검지정보는 교차로 평면 상에 미리 설정되는 검지채널에 대한 차량의 점유 또는 비점유 여부를 나타내는 정보를 포함한다. 이때 검지정보가 교차로 평면 상의 점유 또는 비점유 여부를 나타내는 정보로 산출되도록 하는 것은, 종래에 실제 도로 내에 매설 설치되던 루프 검지기로부터 신호를 받아 동작하던 교통신호제어기(200)의 연산 방식을 수정하지 않고 활용하기 위함이다.

S1220단계는 구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같이 신호 제어 시스템이 교차로 이미지 내의 객체의 위치 좌표를 획득하는 단계(S1310)로부터 수행될 수 있다. 이때 신호 제어 시스템은 교차로 이미지를 입력 값으로 하여 차량에 대응하는 것으로 판단되는 객체의 위치, 그리고 부가적으로 크기에 대한 정보를 출력하는 인공신경망을 이용하여 교차로 이미지 내에 포함되는 각 객체의 위치 좌표를 획득할 수 있다.

그리고 신호 제어 시스템은 객체의 위치 좌표를 교차로 평면 상의 위치 좌표로 변환한다(S1320).

신호 제어 시스템은 변환된 위치 좌표가 검지채널 내에 포함되는지 판별하여(S1330), 검지채널 내에 포함되면 해당 검지채널을 점유 상태로 판단하고(S1340), 검지채널 내에 포함되지 않으면 즉 검지채널 내에 객체의 위치 좌표가 포함되지 않으면 해당 검지채널을 비점유 상태로 판단할 수 있다(S1350).

신호 제어 시스템은 각 검지채널에 대해 판단된 점유 상태에 따라 검지신호를 생성할 수 있다(S1360).

또한 S1220단계의 다른 실시예로서, 도 14를 참조하면, 신호 제어 시스템은 교차로 이미지 내에서 차량에 대응하는 픽셀을 추출할 수 있다(S1410). 여기서 신호 제어 시스템은 교차로 이미지를 입력 값으로 하고, 교차로 이미지의 각 픽셀이 차량에 대응하는 위치의 픽셀인지에 대한 확률분포를 나타내는 확률맵을 출력하는 인공신경망을 이용하여, 차량에 대응하는 픽셀을 추출할 수 있다. 즉 신호 제어 시스템은 확률맵에서, 차량에 대응할 확률이 일정값 이상인 픽셀들만을 추출할 수 있다.

그리고 신호 제어 시스템은 추출된 픽셀을 교차로 평면 상의 픽셀로 변환할 수 있다(S1420). 즉 픽셀의 좌표를 교차로 평면에 매핑할 수 있다.

신호 제어 시스템은 검지채널 내에 포함되는 변환된 픽셀의 수가 기 설정된 수 이상인지 판별하여(S1430), 검지채널 내에 포함된 변환된 픽셀 수가 기 설정된 수 이상이면 해당 검지채널을 점유 상태로 판단하고(S1440), 검지채널 내에 포함된 변환된 픽셀의 수가 기 설정된 수 미만이면 해당 검지채널을 비점유 상태로 판단할 수 있다(S1450).

이어서 신호 제어 시스템은 각 검지채널에 대해 판단된 점유 상태에 따라 검지신호를 생성할 수 있다(S1460).

이어서 다시 도 12에서, 신호 제어 시스템은 검지정보를 규격화된 검지데이터로 전환한다(S1230). 여기서 규격화된 검지데이터는, 종래 루프 검지기의 검지데이터 형식에 대응하는 규격의 데이터를 의미하며, 그에 따라 각각의 검지채널당 4비트의 채널정보 영역이 할당될 수 있다. 또한 검지데이터는 교통신호제어기(100)의 메인보드가 데이터를 수신하는 주기에 맞게 생성될 수 있다.

그리고 신호 제어 시스템은 검지데이터에 기초하여 신호등(S)의 제어신호를 생성한다(S1240). 이때 제어신호를 생성함에 있어서 신호 제어 시스템은 검지데이터를 참조하여 감응 제어나 앞막힘 제어를 수행할 수 있고, 각각의 제어 방식에 대응하여 미리 설정된 연산 프로그램을 이용할 수 있다.

이어서 신호 제어 시스템은 제어신호에 따라 신호등(S)에 구동신호를 전달한다(S1250)하고, 상술한 과정을 반복하여 수행할 수 있다.

한편, 신호 제어 시스템의 적어도 일부 구성이 교차로의 혼잡도를 산출하여 신호를 제어 하는 실시예를 설명하면, 도 15에 도시된 바와 같이 신호 제어 시스템은 교차로 이미지를 획득한다(S1510). 교차로 이미지는 영상 검지 장치(100)가 교차로 이미지를 촬영함으로써 획득될 수 있다.

그리고 신호 제어 시스템은 교차로 이미지를 분석하여 혼잡도 정보를 생성한다(S1520). 여기서 혼잡도 정보를 생성하는 과정을 보다 상세하게 설명하면, 도 16에 도시된 바와 같이, 신호 제어 시스템은 교차로 이미지 내의 객체의 위치 좌표를 획득하는 단계(S1610)를 수행한다.

여기서 신호 제어 시스템은 교차로 이미지를 입력 값으로 하고, 교차로 이미지 내에 포함된 차량으로 추정되는 객체의 위치, 그리고 선택적으로 크기에 대한 정보를 좌표값으로 출력하는 인공신경망을 이용하여 교차로 이미지 내에 포함된 각 객체의 위치 좌표를 획득할 수 있다.

그리고 신호 제어 시스템은 획득된 객체의 위치 좌표들의 차선영역별 분포에 따라, 각 차선영역이 차량 점유 상태를 검출할 수 있다(S1620). 이 실시예에서 점유 상태는 단순히 점유 또는 비점유로 구분되지 않고, 각 차선영역 내에 분포하는 객체의 수, 또는 각 차선영역의 면적 대비 객체가 차지하는 면적의 비율 등 차선영역 내에 분포하는 객체로 인한 차선영역의 포화도를 나타내는 지표로서 산출될 수 있다.

그리고 신호 제어 시스템은 검출된 차선영역 별 점유상태에 따라, 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출할 수 있다(S1630). 신호 제어 시스템은 각 차선영역에 대응하는 주행방향 별로 하나 이상의 차선영역을 동일한 주행방향에 속하는 그룹으로 식별하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출할 수 있다.

한편 또한 S1520단계를 수행하는 다른 실시예를 설명하면 도 17에 도시된 바와 같이, 신호 제어 시스템은 교차로 이미지에서 차량에 대응하는 픽셀을 추출할 수 있다(S1710). 여기서 신호 제어 시스템은 교차로 이미지를 입력 값으로 하여, 교차로 이미지 내의 각 픽셀이 차량에 대응할 확률을 나타내는 확률맵을 출력하는 인공신경망을 이용하여 S1710단계를 수행할 수 있다.

그에 따라 신호 제어 시스템은 차량에 대응할 확률이 일정값 이상인 픽셀들만을 추출할 수 있다.

그리고 신호 제어 시스템은 획득된 객체의 위치 좌표들의 차선영역별 분포에 따라, 각 차선영역이 차량 점유 상태를 검출할 수 있다(S1720). 이 실시예에서도 점유 상태는 단순히 점유/비점유로 구분되지 않고, 차선영역 내에 추출된 픽셀의 점유율 등을 참조하여 산출될 수 있다.

그리고 신호 제어 시스템은 차선영역 별 차량 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출할 수 있다(S1730).

다만 위에 설명한 실시예에서는 모두 차선영역 별로 차량 점유 상태를 검출하는 것으로 설명하였으나, 다른 실시예에서는 주행방향 별로 둘 이상의 차선영역을 그루핑하여 해당 영역에 대한 점유 상태를 검출하고 혼잡도 정보를 산출할 수 있음은 물론이다.

다시 도 15에서, 도 16이나 17에 도시된 실시예에 따라 산출된 혼잡도 정보를 이용하여 신호 제어 시스템은 제어신호를 발생시킨다(S1530).

S1530에서 신호 제어 시스템은, 혼잡도가 큰 주행방향에 대해 녹색 현시를 우선 부여하는 제어신호를 생성하거나, 진출차로의 혼잡도가 큰 경우에는 해당 진출차로로의 주행방향에 대해 즉각적으로 적색 현시로 전환하는 제어신호를 생성할 수 있다.

또한 S1530단계에서 신호 제어 시스템은, 도 18에 도시된 바와 같이 현시 전환 후 대기시간이 경과하면(S1810), 녹색 현시의 주행방향 진입차로의 혼잡도를 기준값과 비교하여 감시할 수 있다(S1820). 그에 따라 기준값 이상인 경우, 신호 제어 시스템은 설정된 현시의 유지시간이 최대시간에 도달하였는지 확인하고(S1830), 최대시간에 도달하지 않은 경우, 일정시간(a)을 부가하여 유지시간을 증가시킬 수 있다(S1840).

이어서 신호 제어 시스템은 설정된 유지시간에 따라 제어신호를 발생시킬 수 있다(S1850).

한편 S1810단계에서 대기시간이 경과하지 않은 것으로 판단되거나, S1820단계에서 혼잡도가 기준값 미만으로 판단되면, 현재의 설정된 유지시간을 유지하도록 하고 처음 S1510단계로 회귀할 수 있다.

다른 실시예에서 S1530단계에서 신호 제어 시스템은, 도 19에 도시된 바와 같이 현시 전환 후 대기시간이 경과하면(S1910), 녹색 현시의 주행방향 진입차로의 혼잡도를 기준값과 비교하여 감시할 수 있다(S1920). 그에 따라 기준값 미만인 경우, 신호 제어 시스템은 설정된 현시의 유지시간이 최소시간에 도달하였는지 확인하고(S1930), 최소시간에 도달하지 않은 경우, 일정시간(a)을 차감하여 유지시간을 감소시킬 수 있다(S1940).

이어서 신호 제어 시스템은 설정된 유지시간에 따라 제어신호를 발생시킬 수 있다(S1950).

한편 S1910단계에서 대기시간이 경과하지 않은 것으로 판단되거나, S1920단계에서 혼잡도가 기준값 이상으로 판단되면, 현재의 설정된 유지시간을 유지하도록 하고 처음 S1510단계로 회귀할 수 있다.

이때 도 18과 19에 도시된 예에서 두 기준값은 서로 다른 값으로 설정될 수 있다.

이에 따르면 신호 제어 시스템은 주행방향 별 혼잡도 정보에 기초하여 신호를 제어할 수 있으므로 혼잡도를 신속하게 개선할 수 있다.

이상의 실시예들에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC 와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램특허 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다.

구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로부터 분리될 수 있다.

뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU 들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

도 12 내지 도 19를 통해 설명된 실시예에 따른 신호 제어 방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이때, 명령어 및 데이터는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터 기록 매체일 수 있는데, 컴퓨터 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함할 수 있다.예를 들어, 컴퓨터 기록 매체는 HDD 및 SSD 등과 같은 마그네틱 저장 매체, CD, DVD 및 블루레이 디스크 등과 같은 광학적 기록 매체, 또는 네트워크를 통해 접근 가능한 서버에 포함되는 메모리일 수 있다.

또한 도 12 내지 도 19를 통해 설명된 실시예에 따른 신호 제어 방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램(또는 컴퓨터 프로그램 제품)으로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 유형의 컴퓨터 판독가능 기록매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)에 기록될 수 있다.

따라서 도 12 내지 도 19를 통해 설명된 실시예에 따른 신호 제어 방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.

여기서 프로세서는 컴퓨팅 장치 내에서 명령어를 처리할 수 있는데, 이런 명령어로는, 예컨대 고속 인터페이스에 접속된 디스플레이처럼 외부 입력, 출력 장치상에 GUI(Graphic User Interface)를 제공하기 위한 그래픽 정보를 표시하기 위해 메모리나 저장 장치에 저장된 명령어를 들 수 있다. 다른 실시예로서, 다수의 프로세서 및(또는) 다수의 버스가 적절히 다수의 메모리 및 메모리 형태와 함께 이용될 수 있다. 또한 프로세서는 독립적인 다수의 아날로그 및(또는) 디지털 프로세서를 포함하는 칩들이 이루는 칩셋으로 구현될 수 있다.

또한 메모리는 컴퓨팅 장치 내에서 정보를 저장한다. 일례로, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 또한 메모리는 예컨대, 자기 혹은 광 디스크와 같이 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능한 매체일 수도 있다.

그리고 저장장치는 컴퓨팅 장치에게 대용량의 저장공간을 제공할 수 있다. 저장 장치는 컴퓨터 판독 가능한 매체이거나 이런 매체를 포함하는 구성일 수 있으며, 예를 들어 SAN(Storage Area Network) 내의 장치들이나 다른 구성도 포함할 수 있고, 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 혹은 테이프 장치, 플래시 메모리, 그와 유사한 다른 반도체 메모리 장치 혹은 장치 어레이일 수 있다.

상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 명세서를 통해 보호 받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100: 영상 검지 장치
110: 촬영부
120: 제어부
130: 저장부
140: 통신부
200: 교통신호제어기
300: 중앙센터
400: 허브

Claims (24)

1. 교통신호제어기 또는 중앙센터로 혼잡도 정보를 제공하는 영상 검지 장치에 있어서,
   교차로의 영상을 촬영하여 교차로 이미지를 획득하는 촬영부;
   상기 촬영부가 획득한 교차로 이미지를 분석하여, 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하되 하나 이상의 검지채널 각각에 대한 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는 제어부; 그리고
   상기 제어부가 산출한 혼잡도 정보를 상기 교통신호제어기 또는 중앙센터로 전송하는 통신부를 포함하고,
   상기 검지채널은 진입방향 정지선에 대응되는 위치에 인접하게 설정된 정지선 검지채널, 진입방향 정지선의 위치로부터 후방으로 일정 거리 이격된 위치에 설정된 대기선 검지채널 및 진출방향에 설정된 스필백 검지채널을 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 교차로 이미지를 입력으로 하여 상기 교차로 이미지에 포함된 각 픽셀이 차량에 대응할 확률을 나타내는 확률맵을 출력하는 인공신경망을 이용하여, 차량에 대응하는 픽셀을 추출하고, 추출된 각 픽셀의 분포에 따라 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하고,
   상기 스필백 검지채널에 대한 차량 점유 상태를 검출하여 스필백 여부를 판별하는, 영상 검지 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   하나 이상의 진입방향 차선영역의 차량 점유 상태를 검출하고, 각 진입방향 차선영역에 대해 기 분류된 주행방향에 따라, 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는, 영상 검지 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 교차로에 설치되어 교차로 이미지를 획득하는 영상 검지 장치와, 신호등으로 구동신호를 인가하여 신호등을 제어하는 교통신호제어기, 그리고 복수의 교통신호제어기를 중앙에서 관제하는 중앙센터를 포함하는 신호 제어 시스템에 있어서,
   상기 영상 검지 장치, 교통신호제어기, 그리고 중앙센터 중 적어도 하나는,
   상기 영상 검지 장치가 획득한 상기 교차로 이미지를 분석하여 상기 교차로의 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하되 하나 이상의 검지채널 각각에 대한 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하며,
   상기 검지채널은 진입방향 정지선에 대응되는 위치에 인접하게 설정된 정지선 검지채널, 진입방향 정지선의 위치로부터 후방으로 일정 거리 이격된 위치에 설정된 대기선 검지채널 및 진출방향에 설정된 스필백 검지채널을 포함하고,
   상기 교통신호제어기와 중앙센터 중 적어도 하나는,
   상기 혼잡도 정보에 기초하여, 혼잡도가 높은 주행방향에 대응하는 제어신호를 발생시키고,
   상기 영상 검지 장치, 교통신호제어기, 그리고 중앙센터 중 적어도 하나는,
   상기 교차로 이미지를 입력으로 하여 상기 교차로 이미지에 포함된 각 픽셀이 차량에 대응할 확률을 나타내는 확률맵을 출력하는 인공신경망을 이용하여, 차량에 대응하는 픽셀을 추출하고, 추출된 각 픽셀의 분포에 따라 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하고
   상기 스필백 검지채널에 대한 차량 점유 상태를 검출하여 스필백 여부를 판별하는, 신호 제어 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 교통신호제어기와 중앙센터 중 적어도 하나는,
   혼잡도가 높은 주행방향으로의 주행을 허여하는 교통신호의 순서를 앞당기거나, 혼잡도가 높은 주행방향으로의 주행을 허여하는 교통신호에 할당된 시간을 늘리는, 신호 제어 시스템.
10. 제8항에 있어서,
    상기 교통신호제어기와 중앙센터 중 적어도 하나는,
    스필백이 발생한 것으로 판별된 진출방향 차선영역에 대응하는 진입방향 차선의 교통신호를 진입 금지 신호로 전환되도록 하는 제어신호를 발생시키는, 신호 제어 시스템.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 제8항에 있어서,
    상기 영상 검지 장치, 교통신호제어기, 그리고 중앙센터 중 적어도 하나는,
    하나 이상의 진입방향 차선영역의 차량 점유 상태를 검출하고, 각 진입방향 차선영역에 대해 기 분류된 주행방향에 따라, 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는, 신호 제어 시스템.
16. 제8항에 있어서,
    상기 교통신호제어기와 중앙센터 중 적어도 하나는,
    현재 출력되는 신호 패턴의 시작시간으로부터 기 설정된 유지시간 동안 신호 패턴이 유지되도록 하되, 현재 출력되는 신호 패턴에 의해 주행이 허여되는 주행방향에 대응하는 진입차로의 혼잡도가 일정 수준 이하로 변화되지 않으면, 상기 유지시간에 일정시간을 부가하는, 신호 제어 시스템.
17. 제8항에 있어서,
    상기 교통신호제어기와 중앙센터 중 적어도 하나는,
    현재 출력되는 신호 패턴의 시작시간으로부터 기 설정된 유지시간 동안 신호 패턴이 유지되도록 하되, 현재 출력되는 신호 패턴에 의해 주행이 허여되는 주행방향에 대응하는 진입차로의 혼잡도가 일정 수준 이하로 변화되면, 상기 유지시간에서 일정시간을 차감하는, 신호 제어 시스템.
    
18. 교차로에 설치되어 교차로 이미지를 획득하는 영상 검지 장치와, 신호등으로 구동신호를 인가하여 신호등을 제어하는 교통신호제어기, 그리고 복수의 교통신호제어기를 중앙에서 관제하는 중앙센터를 포함하는 신호 제어 시스템에 있어서,
    신호 제어 시스템에 의해 수행되고,
    교차로 이미지를 획득하는 단계;
    상기 교차로의 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하되 하나 이상의 검지채널 각각에 대한 차량 점유 상태를 검출하고, 검출된 점유 상태에 기초하여 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는 단계; 그리고
    상기 혼잡도 정보에 기초하여, 혼잡도가 높은 주행방향에 대응하는 제어신호를 발생시키는 단계를 포함하고,
    상기 검지채널은 진입방향 정지선에 대응되는 위치에 인접하게 설정된 정지선 검지채널, 진입방향 정지선의 위치로부터 후방으로 일정 거리 이격된 위치에 설정된 대기선 검지채널 및 진출방향에 설정된 스필백 검지채널을 포함하며,
    상기 혼잡도 정보를 산출하는 단계는,
    상기 교차로 이미지를 입력으로 하여 상기 교차로 이미지에 포함된 각 픽셀이 차량에 대응할 확률을 나타내는 확률맵을 출력하는 인공신경망을 이용하여, 차량에 대응하는 픽셀을 추출하는 단계;
    추출된 각 픽셀의 분포에 따라 각 차선영역 별 차량 점유 상태를 검출하는 단계; 그리고
    검출된 차선 영역 별 차량 점유 상태에 따라 주행방향 별 혼잡도 정보를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 제어신호를 발생하는 단계는,
    상기 스필백 검지채널에 대한 차량 점유 상태를 검출하여 스필백 여부를 판별함으로써 앞막힘 제어를 위한 제어신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는, 신호 제어 방법.
19. 삭제
20. 삭제
21. 제18항에 있어서,
    상기 제어신호를 발생시키는 단계는,
    현재 출력되는 신호 패턴에 의해 주행이 허여되는 주행방향에 대응하는 진입차로의 혼잡도를 감시하는 단계;
    현재 출력되는 신호 패턴의 시작시간으로부터 기 설정된 유지시간에 도달하기 이전에, 현재 출력되는 신호 패턴에 의해 주행이 허여되는 주행방향에 대응하는 진입차로의 혼잡도가 일정 수준 이하로 변화되지 않으면, 상기 유지시간과 부가시간의 합이 기 설정된 최대시간에 도달할 때까지 상기 유지시간에 일정시간이 부가되도록 하는 제어신호를 발생시키는 단계를 포함하는, 신호 제어 방법.
22. 제18항에 있어서,
    상기 제어신호를 발생시키는 단계는,
    현재 출력되는 신호 패턴에 의해 주행이 허여되는 주행방향에 대응하는 진입차로의 혼잡도를 감시하는 단계; 그리고
    현재 출력되는 신호 패턴의 시작시간으로부터 기 설정된 유지시간 동안 신호 패턴이 유지되도록 하되, 현재 출력되는 신호 패턴에 의해 주행이 허여되는 주행방향에 대응하는 진입차로의 혼잡도가 일정 수준 이하로 변화하면, 상기 유지시간에서 일정시간을 차감하는 제어신호를 발생시키는 단계를 포함하는, 신호 제어 방법.
23. 제 18 항에 기재된 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
24. 신호 제어 시스템에 의해 수행되며, 제 18 항에 기재된 방법을 수행하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.

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