KR102160511B1 - Pedestrian recognition method for pedestrian waiting area and pedestrian recognition apparatus using the same - Google Patents

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KR102160511B1 KR1020200028380A KR20200028380A KR102160511B1 KR 102160511 B1 KR102160511 B1 KR 102160511B1 KR 1020200028380 A KR1020200028380 A KR 1020200028380A KR 20200028380 A KR20200028380 A KR 20200028380A KR 102160511 B1 KR102160511 B1 KR 102160511B1
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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for visually detecting a pedestrian through a camera and determining the pedestrian′s situation. According to the present invention, the method for recognizing a pedestrian in a crosswalk waiting area comprises: a detection area setting area (S10) of setting an immediate area (IA) along a border between a sidewalk and a road where there is a crosswalk based on an image obtained from a camera (10), and setting a rectangular waiting area (WA) adjacent to the immediate area (WA); a pedestrian position determination step (S20) of determining a position of a pedestrian in the immediate area (IA) or the waiting area (WA); and a pedestrian pattern recognition step (S30) of identifying a probability that the pedestrian waits in the waiting area (WA) to cross at the crosswalk.

Description

횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법 및 장치 {PEDESTRIAN RECOGNITION METHOD FOR PEDESTRIAN WAITING AREA AND PEDESTRIAN RECOGNITION APPARATUS USING THE SAME}Pedestrian Recognition Method and Device in Pedestrian Crossing Waiting Area {PEDESTRIAN RECOGNITION METHOD FOR PEDESTRIAN WAITING AREA AND PEDESTRIAN RECOGNITION APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 보행자 안내 신호나 경고를 전달하기 위하여 횡단보도 대기 영역의 보행자 상황을 인식하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라를 이용하여 보행자를 비전 검출하고 보행자의 상황을 판단하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for recognizing a pedestrian situation in a pedestrian crossing waiting area in order to transmit a pedestrian guide signal or warning, and more particularly, a method for detecting a pedestrian by using a camera and determining the situation of a pedestrian, and It relates to the device.

카메라 및 센서의 성능이 향상되고, 딥러닝 등 인공지능 기술이 발전하면서 도로에서 보행자의 안전을 위한 장치의 개발이 활발해지고 있다. 간단히는 횡단보도에 보행자 유무를 판단하여 보행 안내 신호를 표시하는 장치에서부터 보행자의 숫자나 보행 의사를 예측하여 적절한 안내 신호나 경보를 발하는 장치까지 다양한 보행자 안전 장치가 나타나고 있다.As the performance of cameras and sensors is improved, and artificial intelligence technologies such as deep learning are developed, the development of devices for the safety of pedestrians on the road is becoming active. Briefly, a variety of pedestrian safety devices have appeared, ranging from a device that displays a walking guide signal by determining the presence or absence of a pedestrian on a crosswalk, to a device that predicts the number of pedestrians or the intention to walk and issues an appropriate guidance signal or alarm.

‘특허문헌 1’에 이러한 보행자 안내 장치의 일례가 나타나 있다. ‘특허문헌 1’에 개시된 종래의 보행자 안내 장치는 보행자 감지장치, 제어장치, 카메라 및 차량감지장치로 구성되어, 보행자 감시장치의 제1, 제2 감지센서로 횡단대기영역에 광을 송신하여 보행자에게서 반사되는 광이 수신되는지 여부로 보행자를 감지하여, 보행자 신호등이 적색인 상태에서 횡단대기영역을 통해 횡단보도로 진입하는 보행자와 횡단대기영역의 외각에서 진입하는 보행자가 있는 경우 무단횡단을 금지하는 안내를 제공한다.An example of such a pedestrian guide device is shown in'Patent Document 1'. The conventional pedestrian guidance device disclosed in'Patent Document 1'consists of a pedestrian detection device, a control device, a camera, and a vehicle detection device, and transmits light to the waiting area for pedestrians by using the first and second detection sensors of the pedestrian monitoring device. Pedestrians are detected by whether or not the reflected light is received from the pedestrian crossing, and when there are pedestrians entering the crosswalk through the crosswalk waiting area and pedestrians entering from the outside of the crosswalk waiting area while the pedestrian traffic light is red, unauthorized crossing is prohibited. Provide guidance.

그런데 이러한 종래의 보행자 안내 장치는 광이나 초음파, 적외선 등의 센서로 보행자를 감지하기 때문에 보행자의 유무는 쉽게 알 수 있지만, 보행자의 정확한 이동 패턴은 알기 어렵다. 또 횡단대기영역에 보행자가 있는지 여부만 판단하여 경보를 발령하기 때문에 실제 무단횡단 의사가 없는 보행자들만 있는 경우에도 보행자 신호등이 적색인 상태라면 횡단금지 안내가 발생되어 소음에 따른 행인들의 불편함이 있고 주변 상가 등에서 민원 발생의 소지가 있다. However, since such a conventional pedestrian guidance device detects a pedestrian with a sensor such as light, ultrasonic waves, or infrared rays, it is easy to know whether a pedestrian is present, but it is difficult to know the exact movement pattern of the pedestrian. In addition, since the warning is issued by determining whether there are pedestrians in the waiting area for crossing, even if there are only pedestrians who do not intend to cross the street, if the pedestrian traffic light is red, a crossing prohibition guide is issued, causing inconvenience to pedestrians due to noise. There is a possibility of complaints occurring in nearby shopping malls.

KR 10-1904929 B1 (2018. 9. 28.)KR 10-1904929 B1 (September 28, 2018)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보행자의 정확한 이동 패턴을 추출할 수 있고, 보행자의 보행 의도를 파악하여 횡단보도 부근에서 불필요한 경고 안내 방송의 발생을 최소화할 수 있는 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법 및 장치를 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is that it is possible to extract an accurate movement pattern of a pedestrian, and by grasping the walking intention of a pedestrian, unnecessary warning announcements are generated near the pedestrian crossing. It is to provide a method and apparatus for recognizing pedestrians in a waiting area for a pedestrian crossing that can minimize

본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법은 카메라에서 획득되는 영상에 의하여 횡단보도가 있는 차도와 인도의 경계를 따라 길게 즉시성 영역을 설정하고, 상기 즉시성 영역에 접하는 직사각형 대기성 영역을 설정하는 검지 영역 설정 단계; 상기 즉시성 영역 또는 대기성 영역에 있는 보행자의 위치를 결정하는 보행자 위치 결정 단계 및 상기 대기성 영역에서 보행자가 횡단보도를 건너기 위해서 대기하는 가능성을 파악하는 보행자 패턴 인식 단계 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.In the method for recognizing pedestrians in a pedestrian crossing waiting area according to the present invention, an instantaneous area is set long along the boundary of a roadway and a sidewalk with a crosswalk based on an image acquired from a camera, and a rectangular waiting area in contact with the immediate area is set. A detecting area setting step of setting; It is characterized in that it comprises a pedestrian position determination step of determining the position of a pedestrian in the immediate area or the waiting area, and a pedestrian pattern recognition step of grasping the possibility of a pedestrian waiting to cross the pedestrian crossing in the waiting area. .

본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 장치는 카메라 및 본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법을 수행하는 연산장치를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.The apparatus for recognizing pedestrians in the waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention is a technical feature that includes a camera and a computing device for performing the method for recognizing pedestrians in the waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention.

본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법은 즉시성 영역과 대기성 영역에서 보행자가 인식되는 것에 따라 즉시성 경보와 대기성 안내 방송을 구분함으로써 불필요한 경보 또는 안내 방송이 발령되는 것을 방지할 수 있다.The pedestrian recognition method of the pedestrian crossing waiting area according to the present invention can prevent unnecessary warnings or announcements from being issued by distinguishing the immediate warning and the waiting announcement according to the pedestrian being recognized in the immediate area and the waiting area. have.

도 1은 본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법의 순서도
도 2는 본 발명에서 설정되는 비전 인식 영역
도 3은 교통관제 카메라를 이용하여 τ를 변화시키면서 보행 대기자의 NW를 측정한 결과
도 4에 곡선 구간 즉시성 영역 및 부채꼴 영역을 포함하는 대기성 영역과 이를 정의하기 위한 카메라의 배치
도 5는 본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 장치의 구성도
1 is a flowchart of a method for recognizing a pedestrian in a waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention
2 is a vision recognition area set in the present invention
3 is a result of measuring the NW of a person waiting to walk while changing τ using a traffic control camera
In FIG. 4, a waiting area including a curved section instantaneous area and a sector area, and an arrangement of a camera for defining the same
5 is a configuration diagram of a pedestrian recognition apparatus in a waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention

이하에서는 본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법 및 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method and apparatus for recognizing a pedestrian in a waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에서 설정되는 비전 인식 영역으로서, 본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법은 검지 영역 설정 단계(S10), 보행자 위치 결정 단계(S20) 및 보행자 패턴 인식 단계(S30)로 구성된다.1 is a flowchart of a method for recognizing a pedestrian in a waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention, and FIG. 2 is a vision recognition area set in the present invention. The method for recognizing a pedestrian in a waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention includes the step of setting a detection area ( S10), a pedestrian position determining step (S20) and a pedestrian pattern recognition step (S30).

검지 영역 설정 단계(S10)는 횡단보도 주변에 카메라(10)로 영상을 획득할 영역을 설정하는 단계로서, 본 발명에서는 2개의 검지 영역을 설정한다. 첫 번째 검지 영역은 보행자 진입 시 바로 경보나 안내를 발령해야 하는 영역{이하 ‘즉시성 영역(IA)’이라 한다}으로서 횡단보도가 있는 차도와 인도의 경계를 따라 길게 설정된다. 예를 들면, 도로 경계석을 그대로 즉시성 영역(IA)으로 설정하거니 도로 경계석의 양쪽으로 10㎝ 내지 1m 소정 폭 확장된 영역을 즉시성 영역(IA)으로 설정할 수 있다. 즉시성 영역(IA)의 길이는 횡단보도가 그려져 있는 영역의 길이로 할 수 있다. 즉시성 영역(IA)의 결정은 카메라(10)에서 획득된 영상을 도로 경계석 이미지로 학습시켜 얻을 수 있고, 이러한 방법은 이하에서 설명할 두번째 검지 영역에서도 적용 가능하다.The detection area setting step (S10) is a step of setting an area to acquire an image with the camera 10 around the crosswalk. In the present invention, two detection areas are set. The first detection area is an area in which an alert or guidance should be issued immediately upon entering a pedestrian (hereinafter referred to as an “immediate area (IA)”), and is set long along the border of a roadway and sidewalk with a crosswalk. For example, a road boundary stone may be set as the immediate area IA as it is, and an area extending a predetermined width of 10 cm to 1 m to both sides of the road boundary may be set as the immediate area IA. The length of the immediate area IA may be the length of the area in which the crosswalk is drawn. The determination of the immediate area IA can be obtained by learning the image acquired by the camera 10 as a road edge image, and this method is applicable to the second detection area to be described below.

즉시성 영역(IA)은 용어 그대로 보행자가 즉시 차도로 침범할 수 있는 영역이기 때문에 즉각적인 경고나 안내가 필요하다. 다만, 즉시성 영역(IA)에 있더라도 차도에서 인도측으로 건너오는 보행자에게는 경고할 필요가 없으므로, 보행자의 위치 변화를 계산하여 경고 발령 여부를 결정하는 것이 필요하다.Immediately, an immediate warning or guidance is required because the immediate area (IA) is an area where pedestrians can immediately invade the roadway. However, even in the immediate area IA, since there is no need to warn pedestrians crossing from the roadway to the sidewalk, it is necessary to determine whether to issue the warning by calculating the position change of the pedestrian.

두 번째 검지 영역은 정상적으로 횡단 대기하고 있는 보행자가 있는 영역{이하 ‘대기성 영역(WA)’이라 한다}으로서, 대기성 영역(WA)은 즉시성 영역(IA)에 접하는 직사각형 영역으로 정의될 수 있다. 가령, 대기성 영역(WA)의 가로 길이는 즉시성 영역(IA)의 길이와 동일하고 세로의 길이는 인도의 폭일 수 있다. 그리고 대기성 영역(WA)에 일정 시간 이상 머무른다는 것은 보행자가 횡단보도를 건널 의사가 있는 것으로 볼 수 있고, 따라서 대기 안내 방송이나 신호 전환 시 횡단할 것을 알려주는 안내 방송을 할 수 있다.The second detection area is an area in which pedestrians are normally waiting for crossing (hereinafter referred to as'waiting area WA'), and the waiting area WA can be defined as a rectangular area in contact with the immediate area IA. have. For example, the horizontal length of the waiting area WA may be the same as the length of the immediate area IA, and the vertical length may be the width of the sidewalk. And staying in the waiting area WA for more than a certain period of time means that the pedestrian is willing to cross the crosswalk, and thus, a waiting announcement or an announcement indicating that the crossing should be crossed when the signal is switched can be performed.

보행자 위치 결정 단계(S20)는 즉시성 영역(IA) 또는 대기성 영역(WA)에 있는 보행자의 위치를 결정하는 단계이다. 보행자의 위치는 카메라(10)에 포착된 영상으로부터 얻을 수 있는데, 본 발명에서는 보행자의 신발을 인식하여 위치를 결정한다. 신발의 경우 보행자나 행인이 벗고 있는 경우가 거의 없고 형태도 어느 정도 일정하여 학습에 의해 판단이 용이한 편이다. 신발을 인식한 경우 신발의 어느 지점을 보행자의 위치로 결정할 것인지가 문제가 되는데, 이상적이라면 신발의 무게 중심을 이용할 수 있다. 그러나 본 발명에서는 보행자의 위치를 정확히 결정하는 것보다 위치의 변화가 중요하기 때문에 카메라(10)에서 가장 가까운 지점을 보행자 위치로 결정하더라도 큰 문제가 없다. 카메라(10)가 대각 방향으로 지면을 바라보기 때문에 보행자의 위치는 카메라(10)에서 획득된 영상에서 신발의 특정 지점의 좌표를 X-Y 평면 좌표계로 대응시켜 구할 수 있다. 이는 카메라(10)의 시선, 즉 방위각과 고도각이 정해지면 해당 영상의 좌표가 X-Y 평면 좌표계와 일대일 대응시킬 수 있기 때문에 가능한 것이다.The pedestrian positioning step S20 is a step of determining the position of a pedestrian in the immediate area IA or the waiting area WA. The position of the pedestrian can be obtained from the image captured by the camera 10. In the present invention, the position of the pedestrian is determined by recognizing the pedestrian's shoe. In the case of shoes, pedestrians or pedestrians rarely take off, and the shape is somewhat constant, so it is easy to judge by learning. In the case of recognizing a shoe, it becomes a question which point of the shoe is to be determined as the pedestrian's position, but ideally, the center of gravity of the shoe can be used. However, in the present invention, since the position change is more important than accurately determining the position of the pedestrian, even if the nearest point from the camera 10 is determined as the pedestrian position, there is no big problem. Since the camera 10 looks at the ground in a diagonal direction, the position of the pedestrian can be obtained by matching the coordinates of a specific point of the shoe in the image acquired by the camera 10 in the X-Y plane coordinate system. This is possible because when the line of sight of the camera 10, that is, an azimuth and an elevation angle, is determined, the coordinates of the corresponding image can be made one-to-one correspondence with the X-Y plane coordinate system.

그런데 대기성 영역(WA)에서 보행자가 포착되더라도 대기성 영역(WA)을 그냥 지나가는 사람이거나 전화 통화 등의 이유로 잠시 머무르는 사람이어서 횡단보도를 건널 의사를 가지지 않은 것으로 판단해야 하는 경우가 있다. 따라서 본 발명에서는 대기성 영역(WA)에서 보행자가 횡단보도를 건너기 위해서 대기하는 가능성을 파악하는 보행자 패턴 인식 단계(S30)를 수행하여, 그 값에 따라 대기 안내 방송 등을 해야 하는지를 판단한다.However, even if a pedestrian is detected in the waiting area WA, there are cases in which it is necessary to determine that the person is simply passing by the waiting area WA or is a person who stays for a while due to a phone call or the like, and therefore does not intend to cross the crosswalk. Accordingly, in the present invention, a pedestrian pattern recognition step (S30) is performed to determine the possibility of a pedestrian waiting to cross a pedestrian crossing in the waiting area WA, and it is determined whether or not a waiting announcement or the like should be performed according to the value.

직관적 이해를 위해 몇 가지 상황을 가정하기로 한다. 먼저 보행자가 단순히 대기성 영역(WA)을 지나는 경우 보행자의 속도 벡터가 별로 변하지 않을 것이고, 보행자가 대기성 영역(WA)에 대기하려는 움직임일 때에는 속도 벡터의 크기가 감소하거나 방향이 보다 더 자주, 많이 변할 것이다. 그리고 완전 대기 상태라면 속도 벡터가 0이 된다. 따라서 보행자의 움직임으로 나타내는 지표로 X-Y 좌표계로 표시한 보행자의 속도 벡터 V를 이용할 수 있다. 카메라 영상이 프레임 단위로 얻어지기 때문에 특정 시각 t에서 속도 벡터 V(t)는 아래 [수학식 1]과 같이 정의할 수 있다. 단, tf는 프레임 간 시간이고, S(t)는 시각 t에서 보행자의 위치 벡터, 즉 보행자 위치 결정 단계(S20)에서 결정된 보행자 위치이다.For intuitive understanding, we will assume several situations. First, if a pedestrian simply passes through the waiting area WA, the pedestrian's speed vector will not change much, and when the pedestrian is moving to wait in the waiting area WA, the size of the speed vector decreases or the direction is more frequent, It will change a lot. And if it is in full standby state, the velocity vector is zero. Therefore, a pedestrian's velocity vector V expressed in the XY coordinate system can be used as an index representing the pedestrian's movement. Since the camera image is obtained in units of frames, the velocity vector V(t) at a specific time t can be defined as shown in [Equation 1] below. However, t f is the inter-frame time, and S(t) is the position vector of the pedestrian at the time t, that is, the pedestrian position determined in the pedestrian position determining step S20.

Figure 112020024147969-pat00001
Figure 112020024147969-pat00001

보행자의 속도 벡터 V가 유지되는 정도를 판단하기 위하여 V의 자기 상관함수를 이용한다. 시간 간격 τ에 대하여 시간 0에서 T까지 관찰하는 경우 V는 벡터량이므로 아래 [수학식 2]가 클수록 보행자는 대기하는 정도(이하 ‘대기 지수 W’라 한다)가 낮고, 0에 가까울수록 대기하는 정도가 높다. 단, t = 0부터 t = T - τ 구간에서 더한다는 것은 t = 0, tf, 2tf, 3tf,…, T - τ와 같이 시간 tf 간격으로 획득되는 프레임에 대해 이산적으로 더한다는 의미이다.The autocorrelation function of V is used to determine the degree to which the pedestrian's velocity vector V is maintained. When observing from time 0 to T with respect to the time interval τ, V is a vector amount, so the greater the [Equation 2] below, the lower the pedestrian's waiting degree (hereinafter referred to as'atmospheric index W'), and the closer to 0, the longer the waiting degree. Is high. However, from t = 0 to t = T -Adding in the τ interval means t = 0, t f , 2t f , 3t f ,... , T-τ, which means that the frames obtained at intervals of time t f are added discretely.

Figure 112020024147969-pat00002
Figure 112020024147969-pat00002

그런데 어른과 같이 속도 벡터의 크기가 큰 보행자는 대기하는 정도가 낮게 산출되고, 어린이나 노인과 같이 속도 벡터의 크기가 작은 보행자는 대기하는 정도가 높게 산출되므로 대기 지수 W가 보행자 일반의 보행 의도를 나타내는 것으로 보기 어렵다. 따라서 속도 벡터의 크기에 따른 영향을 없애기 위하여 일종의 정규화 작업을 거치는 것이 필요하고, 위 [수학식 2]의 우변을 속도 벡터의 제곱의 합으로 나눈 값을 정규화된 대기 지수 NW로 정의하고 이를 근거로 보행자가 대기하는 정도를 판단하는 것이 더 바람직하다.However, the waiting degree is calculated for pedestrians with a large speed vector such as adults, and the waiting degree is calculated for pedestrians with a small speed vector such as children and the elderly. It is difficult to see as representing. Therefore, in order to eliminate the effect of the velocity vector, it is necessary to go through some kind of normalization, and the value obtained by dividing the right side of [Equation 2] by the sum of squares of the velocity vector is defined as the normalized atmospheric index NW, and based on this It is more desirable to judge the degree to which pedestrians are waiting.

Figure 112020024147969-pat00003
Figure 112020024147969-pat00003

위 [수학식 2] 및 [수학식 3]에서 τ는 자기 상관도를 관찰함에 있어 시간 간격을 의미하는 것으로, τ가 크면 속도 벡터 V의 변화가 크고 τ가 작으면 속도 벡터 V의 변화가 작아 τ에 따라 대기 지수 W 또는 정규화된 대기 지수 NW가 영향을 받는다. In the above [Equation 2] and [Equation 3], τ refers to the time interval in observing the autocorrelation. If τ is large, the change in the velocity vector V is large, and when τ is small, the change in the velocity vector V is small. Depending on τ, the atmospheric index W or the normalized atmospheric index NW is affected.

도 3은 교통관제 카메라를 이용하여 τ를 1tf 내지 30tf 구간에서 변화시키면서 보행 대기자의 5초간 NW를 측정한 결과를 도시한 것이다. 현재 일반적인 교통관제 카메라가 대부분 30fps(tf = 0.033sec)인데, 이 환경에서 본 발명자가 실험적으로 도출한 최적 τ의 범위는 8tf 내지 18tf이다. 이렇게 판단한 이유는 τ가 0에 가까울 경우 보행 대기자와 행인이 구별되지 아니하고, τ가 큰 경우 보행 대기자가 정지해 있다가 갑자기 이동하면서 위 [수학식 3]의 분모는 매우 작은 상태에서 분자인 내적값이 커지면서 전체 NW에 큰 영향을 주어 편차가 매우 커져 NW 값만으로 판단할 때에는 보행 대기자를 행인으로 오판할 가능성이 커지기 때문이다(본 발명자의 실험례에서는 오판할 정도의 사례는 나오지 않았으나 실제 환경에서는 충분히 가능성이 있다고 예상된다). 경험적으로는 τ값 변화에 대한 편차가 어느 정도 적으면서 보행 대기자와 행인 간 편차도 어느 정도 발생되는 NW = 0.5±0.1 구간을 만족하는 τ값이 적당하다고 도출된다. 그리고 위 범위에서 보행자 속도의 크기가 크고 변화가 많을수록 τ값을 작게(예를 들면 8tf) 하고 보행자 속도의 크기가 작고 변화가 없을수록 크게(예를 들면 18tf) 하는 것, 즉 관찰하는 시간 동안 보행자의 속도 벡터 V의 평균 크기(매 프레임 또는 정해진 몇 개의 프레임 간 V의 크기의 평균) 또는 평균 변화율(매 프레임 간 또는 정해진 몇 개의 프레임 간 V의 변화율의 절대치의 평균)과 τ가 반비례하도록 설정되는 것이 좋다고 판단된다.3 shows a result of measuring NW for 5 seconds of a person waiting for a walk while changing τ in a section from 1t f to 30t f using a traffic control camera. Currently, most common traffic control cameras are 30fps (t f = 0.033sec), and the optimal range of τ experimentally derived by the present inventors in this environment is 8t f to 18t f . The reason for this judgment is that when τ is close to 0, the walking waiter and the passerby cannot be distinguished, and if τ is large, the walking waiter stops and suddenly moves, and the denominator of [Equation 3] is very small, and the inner product value is a numerator. This is because, as this increases, it has a great influence on the entire NW, so the deviation becomes very large, and when judging by the NW value alone, the possibility of misjudgement as a passerby increases. It is expected to be possible). Empirically, it is deduced that a τ value that satisfies the NW = 0.5±0.1 section, in which the deviation for the change in the τ value is somewhat small and the deviation between the walking waiter and the passerby occurs, is appropriate. In the above range, the larger the size of the pedestrian speed and the greater the change, the smaller the τ value (for example, 8t f ), and the smaller the size of the pedestrian speed, the greater the size (for example, 18t f ), that is, the observation time. Inversely proportional to the average size of the pedestrian's velocity vector V (the average of the magnitude of V between each frame or a set number of frames) or the average rate of change (the average of the absolute value of the rate of change of V between each frame or between a set number of frames) It is judged that it is good to be set.

본 발명에서 즉시성 영역(IA) 및 대기성 영역(WA)은 곡선 구간에서도 정의될 수 있다. 대체로 도로 경계석은 직선 구간이 많지만 교차로 등에 인접한 인도의 경우 곡선 또는 직선형 도로 경계선이 조금씩 각도를 변경하여 구간-구간이 직선으로 이루어져 전체적으로 곡률을 형성하는 경우(본 발명에서는 이러한 것도 ‘곡선 구간’이라 정의한다)가 있다. 특히 곡선 구간 즉시성 영역(IA)의 경우 보행 대기자 등에 의해 카메라의 시야가 종종 가리기 때문에 보행자 진입 시 즉시 경고하려는 목적을 달성하지 못할 수 있다. In the present invention, the immediate area IA and the standby area WA may also be defined in a curved section. In general, road boundaries have many straight sections, but in the case of sidewalks adjacent to intersections, curves or straight road boundaries change the angle little by little, so that the section-sections are made of straight lines to form a curvature as a whole (this is also defined as a'curved section' There is). In particular, in the case of the curved section instantaneous area (IA), since the field of view of the camera is often obscured by a person waiting to walk, etc., the purpose of immediately warning when entering a pedestrian may not be achieved.

그런데 교차로 등에는 곡선 구간의 양쪽에 신호등이 있는 경우가 대부분이고 따라서 카메라(10)도 곡선 구간의 양쪽에 있는 경우가 많다. 본 발명에서 정의하고자 하는 곡선 구간 즉시성 영역(IA) 및 부채꼴 영역을 포함하는 대기성 영역(WA)은 이러한 환경을 전제로 하는 것으로, 도 4에 곡선 구간 즉시성 영역 및 부채꼴 영역을 포함하는 대기성 영역과 이를 정의하기 위한 카메라의 배치가 도시되어 있다. 즉, 곡선 구간 즉시성 영역(IA)은 곡선 구간의 일측에서 곡선 구간을 바라보는 제1 카메라(11) 및 곡선 구간의 타측에서 곡선 구간을 바라보는 제2 카메라(13)에 의해 정의되고, 제1, 제2 카메라(13)에서 각각 즉시성 영역(IA)을 생성한 후, 특정 카메라에서 보행자나 행인에 의해 시야가 제한되는 경우 나머지 카메라에서 획득되는 영상으로 즉시성 영역(IA)을 정의한다. However, in most cases there are traffic lights on both sides of a curved section at an intersection, and therefore, the camera 10 is often located on both sides of a curved section. The atmospheric region WA including the curved section immediate region IA and the sector region to be defined in the present invention is based on such an environment, and the atmosphere including the curved section instantaneous region and the sector region in FIG. 4 The sex area and the arrangement of the cameras to define it are shown. That is, the curved section immediate area IA is defined by the first camera 11 looking at the curved section from one side of the curved section and the second camera 13 looking at the curved section from the other side of the curved section. 1, After each instantaneous region IA is created by the second camera 13, the instantaneous region IA is defined as an image acquired from the remaining cameras when the field of view is restricted by a pedestrian or a pedestrian in a specific camera. .

만약 각각 생성된 즉시성 영역(IA) 모두에서 시야의 제한이 없는 경우 X-Y 좌표계에 즉시성 영역(IA)을 생성하는 방법은 제1 카메라(11)에서 생성된 즉시성 영역(IA)에서 얻은 X-Y 좌표와 제2 카메라(13)에서 생성된 즉시성 영역(IA)에서 얻은 X-Y 좌표를 보간하는 것이다. 간단하게는, 두 X-Y 좌표를 평균하여 곡선 구간 즉시성 영역(IA)을 정의할 수 있다. 또는 각각 도출된 X-Y 좌표와 카메라 간의 거리에 가중치를 두어 곡선 구간을 즉시성 영역(IA)을 정의할 수 있다. 가령, 제1 카메라(11)와 제1 카메라(11)에서 도출된 즉시성 영역(IA)의 X-Y 좌표 간 거리가 a이고, 제2 카메라(13)와 제2 카메라(13)에서 도출된 즉시성 영역(IA)의 X-Y 좌표 간 거리가 b라면, 곡선 구간 즉시성 영역(IA)의 좌표는 아래 [수학식 4]와 같이 제1 카메라(11)에서 도출된 즉시성 영역(IA)의 X-Y 좌표에 a를 곱하고 제2 카메라(13)에서 도출된 즉시성 영역(IA)의 X-Y 좌표에 b를 곱한 후 a+b로 나눈 값일 수 있다.If there is no limit on the field of view in all of the instantaneous regions IA, respectively, the method of creating the instantaneous region IA in the XY coordinate system is to use the XY obtained from the instantaneous region IA generated by the first camera 11. It interpolates the coordinates and the XY coordinates obtained from the instantaneous region IA generated by the second camera 13. For simplicity, two X-Y coordinates can be averaged to define the curve segment immediacy region (IA). Alternatively, an instantaneous area (IA) may be defined as the curve section by putting a weight on the distance between the X-Y coordinate and the camera respectively derived. For example, the distance between the XY coordinates of the immediate area IA derived from the first camera 11 and the first camera 11 is a, and the immediate derived from the second camera 13 and the second camera 13 If the distance between the XY coordinates of the sex area (IA) is b, the coordinates of the curve section immediacy area (IA) are XY of the immediacy area (IA) derived from the first camera 11 as shown in [Equation 4] below. It may be a value obtained by multiplying the coordinates by a and multiplying the XY coordinates of the immediate area IA derived from the second camera 13 by b and dividing by a+b.

Figure 112020024147969-pat00004
Figure 112020024147969-pat00004

곡선 구간 즉시성 영역(IA)이 있는 경우 일반적으로 대기성 영역(WA)도 곡선 구간에 대응되게 부채꼴 모양으로 형성된다. 이 경우도 즉시성 영역(IA)에서의 좌표 처리와 같이 부채꼴 모양 대기성 영역(WA)은 일측에서 부채꼴 영역을 바라보는 제1 카메라(11) 및 곡선 구간의 타측에서 부채꼴 영역을 바라보는 제2 카메라(13)에 의해 정의되고, 제1, 제2 카메라(13)에서 각각 부채꼴 모양을 포함하는 대기성 영역(WA)을 생성한 후, 특정 카메라에서 보행자나 행인에 의해 시야가 제한되는 경우 나머지 카메라에서 획득되는 영상으로 대기성 영역(WA)을 정의한다. 또 시야의 제한이 없는 경우 제1 카메라(11)에서 생성된 대기성 영역(WA)에서 얻은 X-Y 좌표와 제2 카메라(13)에서 생성된 대기성 영역(WA)에서 얻은 X-Y 좌표를 평균 또는 가중 평균하여 최종 X-Y 좌표로 대기성 영역(WA)을 정의할 수 있다.When there is a curved section immediate area IA, the waiting area WA is generally formed in a sector shape corresponding to the curved section. Also in this case, as in the coordinate processing in the immediate area IA, the fan-shaped waiting area WA has a first camera 11 looking at the sector area from one side and a second camera 11 looking at the sector area from the other side of the curved section. After creating a waiting area WA defined by the camera 13 and including a sector shape in the first and second cameras 13, respectively, when the field of view is restricted by a pedestrian or a pedestrian in a specific camera, the rest The waiting area WA is defined as an image acquired from the camera. In addition, if there is no restriction on the field of view, the XY coordinates obtained from the atmospheric area WA generated by the first camera 11 and the XY coordinates obtained from the atmospheric area WA generated by the second camera 13 are averaged or weighted. By averaging, the waiting area WA can be defined with the final XY coordinates.

도 5는 본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 장치의 구성도이다. 본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 장치는 카메라(10) 및 본 발명에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법을 수행하는 연산장치(20)를 포함하여 구성된다. 카메라(10)는 2개의 횡단보도가 만나는 인도에 설치되고 인도의 곡선 영역을 수직 방향에서 바라보는 제1, 제2 카메라(11, 13)로 구성될 수 있고, 이 경우 보행 대기자나 행인에 의해 일부 시야가 가리더라도 곡선 구간 즉시성 영역(IA) 및 부채꼴 구간을 포함하는 대기성 영역(WA)의 X-Y 좌표를 도출할 수 있고, 시야가 가리지 않는 경우 제1, 제2 카메라(11, 13)에서 획득되는 영상을 보간하여 1개의 카메라를 이용하는 것보다 더 정확한 X-Y 좌표를 도출할 수 있다.5 is a block diagram of an apparatus for recognizing a pedestrian in a waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention. The apparatus for recognizing a pedestrian in the waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention includes a camera 10 and a computing device 20 for performing a method for recognizing a pedestrian in the waiting area for a pedestrian crossing according to the present invention. The camera 10 is installed on the sidewalk where two crosswalks meet and may be composed of first and second cameras 11 and 13 looking at the curved area of the sidewalk in a vertical direction. In this case, by a person waiting for a walk or a pedestrian Even if some fields of view are obstructed, the XY coordinates of the curved section immediate area (IA) and the waiting area (WA) including the sector section can be derived, and when the field of view is not obstructed, the first and second cameras (11, 13) It is possible to derive more accurate XY coordinates than using a single camera by interpolating the image acquired in.

S10 검지 영역 설정 단계 S20 보행자 위치 결정 단계
S30 보행자 패턴 인식 단계
10 카메라 11 제1 카메라
13 제2 카메라 20 연산장치
S10 detection area setting step S20 pedestrian positioning step
Step S30 Pedestrian Pattern Recognition
10 camera 11 first camera
13 Second camera 20 Operation unit

Claims (4)

카메라(10)에서 획득되는 영상에 의하여 횡단보도가 있는 차도와 인도의 경계를 따라 길게 즉시성 영역(IA)을 설정하고, 상기 즉시성 영역(IA)에 접하는 직사각형 대기성 영역(WA)을 설정하는 검지 영역 설정 단계(S10);
상기 즉시성 영역(IA) 또는 대기성 영역(WA)에 있는 보행자의 위치를 결정하는 보행자 위치 결정 단계(S20) 및
상기 대기성 영역(WA)에서 보행자가 횡단보도를 건너기 위해서 대기하는 가능성을 파악하는 보행자 패턴 인식 단계(S30)로 구성되고,
상기 보행자 패턴 인식 단계(S30)가 상기 대기성 영역(WA)에서 보행자가 횡단보도를 건너기 위해서 대기하는 가능성을 아래 [수학식 2]의 값이 작을수록 큰 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법{단, tf는 상기 카메라(10)에서 획득되는 영상의 프레임 간 시간이고, V(t)는 시각 t에서 보행자의 속도 벡터이며, τ는 자기 상관도의 시간 간격이고, t = 0부터 t = T·tf 구간에서 더하는 것은 t = 0부터 t = T - τ까지 시간 tf 간격으로 획득되는 프레임에 대해 이산적으로 더하는 것임}.
[수학식 2]
Figure 112020502460621-pat00011

According to the image acquired from the camera 10, an instantaneous area (IA) is set along the border of a roadway and a sidewalk with a crosswalk, and a rectangular waiting area (WA) in contact with the instantaneous area (IA) is set. A detection area setting step (S10);
A pedestrian position determining step (S20) of determining the position of the pedestrian in the immediate area IA or the waiting area WA, and
Consisting of a pedestrian pattern recognition step (S30) of grasping the possibility of a pedestrian waiting to cross the pedestrian crossing in the waiting area WA,
Pedestrian pattern recognition step (S30) is a pedestrian crossing waiting, characterized in that it is determined that the probability of waiting for the pedestrian to cross the crosswalk in the waiting area WA as the smaller the value of [Equation 2] is larger. Area pedestrian recognition method (however, t f is the interframe time of the image acquired by the camera 10, V(t) is the pedestrian's velocity vector at time t, and τ is the time interval of the autocorrelation, Addition in the interval from t = 0 to t = T·t f is discretely added to the frames obtained at intervals of time t f from t = 0 to t = T-τ}.
[Equation 2]
Figure 112020502460621-pat00011

청구항 1에 있어서,
상기 보행자의 위치가 상기 카메라(10)에서 촬영된 보행자 신발의 특정 지점의 좌표를 상기 카메라(10)가 지면을 바라보는 방위각 및 고도각에 따라 X-Y 평면 좌표계로 대응시킴으로써 도출되는 것을 특징으로 하는 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법.
The method according to claim 1,
Crossing, characterized in that the pedestrian's position is derived by mapping the coordinates of a specific point of the pedestrian shoe photographed by the camera 10 to an XY plane coordinate system according to an azimuth and elevation angle at which the camera 10 looks at the ground. How to recognize pedestrians in sidewalk waiting areas.
삭제delete 카메라(10) 및
청구항 1 또는 청구항 2에 따른 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 방법을 수행하는 연산장치(20)를 포함하여 구성되는 횡단보도 대기 영역의 보행자 인식 장치.
Camera 10 and
A pedestrian recognition device in a pedestrian crossing waiting area, comprising a computing device (20) for performing the pedestrian recognition method in the pedestrian crossing waiting area according to claim 1 or 2.
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