KR102196255B1 - Apparatus and method of image processing and deep learning image classification for detecting road surface damage - Google Patents

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Abstract

도로 손상 탐지 장치가 개시된다, 본 장치는 도로를 촬영하는 촬영부, 및 촬영된 영상의 촬영 방향과 지면이 형성한 각도가 수직이 아닌 경우, 촬영 방향이 수직이 되도록 촬영된 영상을 수직으로 사영하며, 사영된 영상을 전처리하고, 전처리된 영상에서 관심 영역을 설정하고, 설정된 관심 영역에 대해 복수의 파라미터에 의한 이진화 연산을 수행하여 후보 손상 영역을 추출하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 제어 모듈은 도로 손상 영역을 종류별로 분류한 기 학습된 도로 손상 영역 정보에 기초하여, 상기 후보 손상 영역의 손상 종류를 예측할 수 있다. 이에 따라, 도로 손상에 따른 파생 사고가 예방될 수 있다.A road damage detection apparatus is disclosed, wherein the apparatus vertically projects a photographed image so that the photographing direction is vertical when the photographing direction of the photographed image and the ground formed by the photographing direction and the ground are not vertical. And a control module for pre-processing the projected image, setting a region of interest from the pre-processed image, and extracting a candidate damaged region by performing a binarization operation based on a plurality of parameters for the set region of interest, the control module The damage type of the candidate damage area may be predicted based on the previously learned road damage area information obtained by classifying the road damage area by type. Accordingly, a derivative accident due to road damage can be prevented.

Description

도로 노면 손상 탐지를 위한 영상 처리 및 딥러닝 이미지 분류 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD OF IMAGE PROCESSING AND DEEP LEARNING IMAGE CLASSIFICATION FOR DETECTING ROAD SURFACE DAMAGE}Image processing and deep learning image classification device and method for detecting road damage {APPARATUS AND METHOD OF IMAGE PROCESSING AND DEEP LEARNING IMAGE CLASSIFICATION FOR DETECTING ROAD SURFACE DAMAGE}

본 발명은 영상처리와 딥러닝 기법을 활용하여 위치 기반의 도로 손상을 탐지하는 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 복수의 차선을 감시하면서 도로의 손상 영역을 탐지하며, 탐지된 손상 영역의 종류 및 크기 등을 결정하는 장치 및 이를 적용한 도로 손상 탐지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for detecting road damage based on a location using image processing and deep learning techniques, and more particularly, to detect a damaged area of the road while monitoring a plurality of lanes, and the type and size of the detected damage area. It relates to a device for determining the like and a road damage detection system using the same.

도로의 손상은 차량 운전자의 안전과 직결될 수 있으므로 정확하고 신속하게 모니터링되어야 할 것이다. 크랙(Crack), 스폴링(Spalling), 포트홀(Pot hole) 등은 도로 손상의 대표적인 예로써, 크랙은 도로의 갈라진 틈을 나타내고, 스폴링은 표면 균열이나 개재물 등이 있는 곳에 하중이 가해져 표면이 서서히 박리되는 것을 나타내며, 포트홀은 아스팔트 포장의 공용시에 포장 표면에 생기는 국부적인 홀을 나타낸다. 포트홀은 아스팔트 바인더 골재의 점착력이 침투한 수분에 의해 약화되어 발생될 수 있다. 포트홀은 도로의 공용 수명을 감소시킬 뿐만 아니라 차량 파손 및 교통사고 유발의 원인이 될 수 있다. 특히, 80 km/h ~ 110 km/h의 속도로 주행이 가능한 고속도로의 경우 포트홀과 같은 도로의 심각한 포장 손상으로 인한 위험은 더욱 증가될 수 밖에 없다.Road damage can be directly related to the safety of the vehicle driver, so it must be monitored accurately and quickly. Crack, spalling, pot hole, etc. are representative examples of road damage, and cracks represent cracks in the road, and spalling is a surface due to a load applied to a place where surface cracks or inclusions are present. It indicates that it is peeled off slowly, and the porthole represents a local hole that occurs on the pavement surface when the asphalt pavement is shared. Potholes may be caused by weakening of the adhesive strength of the asphalt binder aggregate by the penetration moisture. Portholes not only reduce the common life span of the road, but can also cause vehicle damage and traffic accidents. In particular, in the case of a highway capable of driving at a speed of 80 km/h to 110 km/h, the risk of severe pavement damage such as portholes is inevitably increased.

따라서, 도로관리기관 중 하나인 한국도로공사는 일상점검 및 특별점검을 통해 크랙, 스폴링, 포트홀 등과 같이 긴급 보수가 필요한 포장 손상을 찾고, 도로 손상을 발견한 경우 24시간 내에 보수하도록 하고 있다. 하지만, 이와 같은 인적자원의 육안 점검에 의한 관리체계는 고비용을 수반하면서도 도로 손상을 조기에 발견하기에는 역부족이다.Therefore, the Korea Expressway Corporation, one of the road management agencies, finds pavement damage that needs urgent repair such as cracks, spalling, potholes, etc. through daily and special inspections, and if road damage is found, it is repaired within 24 hours. However, such a management system based on the visual inspection of human resources is expensive, but it is insufficient to detect road damage early.

이에 따라, 도로의 손상을 보다 신속하고 정확하게 탐지하는 방법의 대두가 절실히 요청된다. Accordingly, there is an urgent need for a method of detecting road damage more quickly and accurately.

한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.Meanwhile, the above information is only presented as background information to aid understanding of the present invention. No decision has been made and no argument is made as to whether or not any of the above is applicable as the prior art for the present invention.

공개특허공보 10-2016-0009729호(공개일: 2016.1.27)Unexamined Patent Publication No. 10-2016-0009729 (published on January 27, 2016)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시 예는 도로의 손상을 탐지하는 시스템을 제안한다.The present invention has been devised to solve the above-described problem, and an embodiment of the present invention proposes a system for detecting damage to a road.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시 예와 관련된 차량에 탑재된 도로 손상 탐지 장치는 도로를 촬영하는 촬영부; 및 촬영된 영상의 촬영 방향과 지면이 형성한 각도가 수직이 아닌 경우, 촬영 방향이 수직이 되도록 상기 촬영된 영상을 수직으로 사영하며, 사영된 영상을 전처리하고, 전처리된 영상에서 관심 영역을 설정하고, 설정된 관심 영역에 대해 복수의 파라미터에 의한 이진화 연산을 수행하여 후보 손상 영역을 추출하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 제어 모듈은,도로 손상 영역을 종류별로 분류한 기 학습된 도로 손상 영역 정보에 기초하여, 상기 후보 손상 영역의 손상 종류를 예측할 수 있다.A road damage detection apparatus mounted on a vehicle according to an embodiment of the present invention for realizing the above-described problem includes: a photographing unit for photographing a road; And if the angle formed by the photographing direction and the ground of the photographed image is not vertical, the photographed image is projected vertically so that the photographing direction is vertical, the projected image is preprocessed, and the region of interest is set in the preprocessed image. And a control module for extracting a candidate damage region by performing a binarization operation based on a plurality of parameters for the set region of interest, wherein the control module is based on the previously learned road damage region information by classifying the road damage region by type. Based on the damage type, the damage type of the candidate damage region may be predicted.

보다 구체적으로, 상기 장치는 도로 관리 서버와 통신하는 통신부; 및 상기 장치의 위치를 수집하는 위치 정보 수집부을 더 포함하며, 상기 제어 모듈은, 결정된 도로 손상 영역의 위치 정보를 상기 위치 정보 수집부를 통해 수집하고, 도로 손상 영역의 위치 정보를 상기 통신부를 통해 상기 도로 관리 서버로 전송할 수 있다.More specifically, the device includes a communication unit for communicating with a road management server; And a location information collection unit that collects the location of the device, wherein the control module collects location information of the determined road damage area through the location information collection unit, and receives the location information of the road damage area through the communication unit. It can be transmitted to the road management server.

보다 구체적으로, 상기 장치는 저장부를 더 포함하며, 상기 제어 모듈은, 결정된 도로 손상 영역이 위치한 도로의 정지 영상 및 동영상 정보를 상기 저장부에 저장할 수 있다.More specifically, the device further includes a storage unit, and the control module may store still image and moving image information of a road in which the determined road damage area is located in the storage unit.

보다 구체적으로, 상기 제어 모듈은, 복수의 촬영된 영상 각각의 촬영 방향과 지면이 형성한 각도가 수직이 아닌 경우, 촬영 방향이 수직이 되도록 상기 촬영된 영상을 수직으로 사영하며, 사영된 영상을 프레임별로 합성할 수 있다.More specifically, the control module projects the photographed image vertically so that the photographing direction is vertical when the photographing direction of each of the plurality of photographed images and the angle formed by the ground are not vertical, and the projected image is It can be synthesized frame by frame.

본 발명의 일 실시 예와 관련된 차량에 탑재된 도로 손상 탐지 장치의 도로 손상 탐지 방법은,도로를 촬영하는 단계; 촬영 된 영상의 촬영 방향과 지면이 형성한 각도가 수직이 아닌 경우, 촬영 방향이 수직이 되도록 상기 촬영된 영상을 수직으로 사영하며, 사영된 영상을 전처리하는 단계; 전처리된 영상에서 관심 영역을 설정하고, 설정된 관심 영역에 대해 복수의 파라미터에 의한 이진화 연산을 수행하여 후보 손상 영역을 추출하는 단계; 및 도로 손상 영역을 종류별로 분류한 기 학습된 도로 손상 영역 정보에 기초하여, 상기 후보 손상 영역의 손상 종류를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.A road damage detection method of a road damage detection apparatus mounted on a vehicle according to an embodiment of the present invention includes: photographing a road; If the angle formed between the photographing direction and the ground of the photographed image is not vertical, projecting the photographed image vertically so that the photographing direction is vertical, and preprocessing the projected image; Setting a region of interest in the preprocessed image and extracting a candidate damage region by performing a binarization operation using a plurality of parameters on the set region of interest; And predicting the damage type of the candidate damage area based on the previously learned road damage area information obtained by classifying the road damage area by type.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면 아래와 같은 효과가 도출될 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the following effects can be derived.

첫째, 도로 손상 탐지 시스템이 제공됨으로써, 도로 손상 영역이 실시간으로 탐지될 수 있다.First, by providing a road damage detection system, a road damage area can be detected in real time.

둘째, 도로 손상 영역이 탐지됨으로써, 도로를 이용하는 이용객들의 안전이 더욱 보호될 수 있다.Second, by detecting the damaged area of the road, the safety of road users can be further protected.

셋째, 도로 손상 영역이 육안 탐지에 의하지 않고 기기에 의해 자동으로 탐지됨으로써, 탐지 효율성이 향상되고 탐지 편의성이 향상될 수 있다.Third, since the damaged area of the road is automatically detected by the device instead of by visual detection, detection efficiency can be improved and detection convenience can be improved.

넷째, 주행 중 포장 손상이 즉시 탐지 및 이력화됨으로써 도로 관리자의 의사 결정에 적시성이 확보될 수 있다.Fourth, as pavement damage during driving is immediately detected and traced, timeliness in decision-making by road managers can be secured.

다섯째, 도로 손상 영역이 자동으로 실시간 탐지됨으로써, 비용절감의 효과가 발생될 수 있다..Fifth, the road damage area is automatically detected in real time, thereby reducing cost.

여섯째, 도로 손상을 육안으로 확인하던 점검자의 안전사고가 예방될 수 있다.Sixth, safety accidents of inspectors who visually check road damage can be prevented.

일곱째, 다중 차선에 대한 감시가 동시에 가능하여 탐지 효율이 향상될 수 있다.Seventh, multiple lanes can be monitored at the same time, so detection efficiency can be improved.

여덟째, 도로 손상 영역을 판정할 때, 학습된 종류별 도로 손상 영역이 이용됨으로써, 간편하게 도로 손상 영역의 종류가 판정될 수 있다.Eighth, when determining the road damage area, the type of the road damage area can be easily determined by using the learned road damage area for each type.

아홉째, 도로 손상 영역의 크기를 영상처리에 의해 계산하여 보수 물량을 산정하고 즉시 수리 여부에 대한 판단 기준을 제공할 수 있다.Ninth, it is possible to calculate the size of the damaged road area by image processing to calculate the amount of repair and to provide a criterion for determining whether to repair immediately.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시 예가 적용되는 대표적인 상황을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 손상 탐지 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 손상 영역을 탐지하는 프로세스 및 탐지 결과를 전송하는 프로세스를 설명하기 위한 시퀀스도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 손상 영역을 탐지하는 프로세스의 단계들을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 손상 탐지 장치의 표시되는 화면을 나타낸다.
1 is a diagram schematically illustrating a typical situation to which an embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram showing the configuration of a road damage detection system according to an embodiment of the present invention.
3 is a sequence diagram illustrating a process of detecting a road damage area and a process of transmitting a detection result according to an embodiment of the present invention.
4 to 9 are views for explaining in detail steps of a process of detecting a road damage area according to an exemplary embodiment of the present invention.
10 and 11 illustrate screens displayed by a road damage detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시 예가 적용되는 대표적인 상황을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a typical situation to which an embodiment of the present invention is applied.

도 1에 따르면, 2차선의 고속도로(40)에 일 방향을 나타낸다. 중앙선은 중앙 분리대(20)로 구분되며, 2차선의 고속도로 상에 도로 손상을 탐지하는 단말을 탑재한 차량(10)이 특정 차로를 주행하고 있다. According to FIG. 1, one direction is indicated on a two-lane highway 40. The center line is divided into a center divider 20, and a vehicle 10 equipped with a terminal for detecting road damage on a two-lane highway is driving a specific lane.

차량(10)의 진행 방향에 제1 도로 손상 영역(30-1) 및 제2 도로 손상 영역(30-2)이 있다. 제1 도로 손상 영역(30-1) 및 제2 도로 손상 영역(30-2)은 크랙, 스폴링, 포트홀 등일 수 있으나, 도로 손상 영역의 종류는 상술한 내용에 국한되지 않는다.There are a first road damage area 30-1 and a second road damage area 30-2 in the traveling direction of the vehicle 10. The first road damage area 30-1 and the second road damage area 30-2 may be cracks, spalling, portholes, or the like, but the type of the road damage area is not limited to the above description.

차량(10)에 탑재된 도로 손상을 탐지하는 단말은 제1 도로 손상 영역(30-1) 및 제2 도로 손상 영역(30-2)을 탐지할 수 있다. 구체적으로, 도로 손상을 탐지하는 단말은 영상 검지 방식을 이용하여 제1 도로 손상 영역(30-1) 및 제2 도로 손상 영역(30-2)을 탐지할 수 있다.A terminal that detects road damage mounted on the vehicle 10 may detect the first road damage area 30-1 and the second road damage area 30-2. Specifically, the terminal detecting road damage may detect the first road damage area 30-1 and the second road damage area 30-2 using an image detection method.

즉, 차량(10)에 탑재된 도로 손상을 탐지하는 단말은 복수의 차선의 도로 손상 영역을 동시에 탐지할 수 있다.That is, a terminal that detects road damage mounted on the vehicle 10 may simultaneously detect road damage regions of a plurality of lanes.

이하에서는 도 2를 참고하여, 상술한 도로의 손상을 탐지하는 장치(100) 및 도로 관리 서버(200)를 포함하는 도로 손상 탐지 시스템(1000)을 설명하기로 한다. 도로의 손상을 탐지하는 장치(100)는 차량(10)에 탑재되어 도로의 손상을 직접 탐지하는데 사용되고, 도로 관리 서버(200)는 도로 손상 탐지 장치(100)로부터 수신되는 정보를 가공 및 관리할 수 있다.Hereinafter, a road damage detection system 1000 including the apparatus 100 for detecting damage to the road and the road management server 200 described above will be described with reference to FIG. 2. The device 100 for detecting road damage is mounted on the vehicle 10 and used to directly detect the damage on the road, and the road management server 200 processes and manages information received from the road damage detection device 100. I can.

먼저, 도로의 손상을 탐지하는 단말(200)은 통신부(110), 위치정보 수집부(120), 저장부(130), 촬영부(140), 디스플레이(160) 및 제어모듈(170)을 포함할 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 구성요소들은 도로의 손상을 탐지하는 장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 도로의 손상을 탐지하는 장치(100)은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.First, the terminal 200 for detecting damage to the road includes a communication unit 110, a location information collection unit 120, a storage unit 130, a photographing unit 140, a display 160, and a control module 170. can do. However, the components shown in FIG. 2 are not essential in implementing the device 100 for detecting damage to the road, so the device 100 for detecting damage to the road described in this specification is the components listed above. It may have more or fewer components than those.

통신부(110)는 도로 관리 서버(200)와 통신하는 모듈이다. 통신부(110)는 제어모듈(170)의 제어에 따라 도로에 발생된 손상 영역에 관한 정보(손상 영역의 종류, 크기, 형태, 모양, 특성 정보 등) 및 위치 정보를 도로 관리 서버(200)로 전송할 수 있다.The communication unit 110 is a module that communicates with the road management server 200. The communication unit 110 transmits information (type, size, shape, shape, characteristic information, etc. of the damaged area) and location information on the damaged area generated on the road under the control of the control module 170 to the road management server 200. Can be transmitted.

통신부(110)는 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 도로 관리 서버(200) 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 아울러, 통신부(110)는 블루투스, 와이파이 등의 단거리 통신도 지원할 수 있다.The communication unit 110 transmits and receives a wireless signal with at least one of a base station, an external terminal, and a road management server 200 on a mobile communication network established according to technical standards or communication methods for mobile communication. In addition, the communication unit 110 may support short-range communication such as Bluetooth and Wi-Fi.

위치정보 수집부(120)는 제어모듈(170)의 제어에 따라 도로 손상 영역이 발생된 위치 정보를 수집할 수 있다. 위치정보 수집부(120)는 도로 손상 탐지 장치(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 도로 손상 탐지 장치(100)는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 도로 손상 탐지 장치(100)의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 도로 손상 탐지 장치(100)는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 도로 손상 탐지 장치(100)의 위치를 획득할 수 있다The location information collection unit 120 may collect location information where a road damage area is generated under the control of the control module 170. The location information collection unit 120 is a module for acquiring the location (or current location) of the road damage detection device 100, and representative examples thereof include a GPS (Global Positioning System) module or a WiFi (Wireless Fidelity) module. For example, the road damage detection apparatus 100 may acquire the location of the road damage detection apparatus 100 by using a signal transmitted from a GPS satellite by using a GPS module. As another example, the road damage detection apparatus 100 uses a Wi-Fi module, based on information of a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal with the Wi-Fi module, the road damage detection device ( 100) position can be acquired

저장부(130)는 제어모듈(170)의 제어에 따라 다양한 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장부(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The storage unit 130 may store various types of information according to the control of the control module 170. The storage unit 130 includes a flash memory type, a hard disk type, a solid state disk type, an SDD type, and a multimedia card micro type. micro type), card type memory (e.g., SD or XD memory), random access memory (RAM), static random access memory (SRAM), read-only memory (ROM), electrically erasable (EEPROM) programmable read-only memory), programmable read-only memory (PROM), magnetic memory, magnetic disk, and optical disk.

저장부(130)는 도로 손상 영역을 분류할 수 있는 도로 손상 영역 영상 분류기에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 저장부(130)는 다수의 도로 손상 영역의 종류를 판정했던 다수의 기 학습된 정보를 저장할 수 있다. 가령, 저장부(130)는 크랙에 해당되는 도로 손상 영역 영상, 스폴링에 해당되는 도로 손상 영역 영상, 포트홀에 해당되는 도로 손상 영역 영상을 메모리의 용량이 허락하는 한 다량을 저장할 수 있다.The storage unit 130 may store information related to a road damage area image classifier capable of classifying a road damage area. The storage unit 130 may store a plurality of pre-learned information that has determined the types of a plurality of road damage areas. For example, the storage unit 130 may store a large amount of a road damage area image corresponding to a crack, a road damage area image corresponding to spalling, and a road damage area image corresponding to a porthole as long as the memory capacity allows.

아울러, 저장부(130)는 촬영부(140)를 통해 촬영되는 이동 저장소도 포함할 수 있다. 상기 이동 저장소는 USB로 연결되어 내부 데이터가 이동될 수 있다.In addition, the storage unit 130 may include a moving storage that is photographed through the photographing unit 140. The mobile storage is connected by USB so that internal data can be moved.

촬영부(140)는 도로를 촬영할 수 있다. 촬영부(140)는 정지영상 촬영, 동영상 촬영, 음성 녹음 등을 수행할 수 있다. 촬영부(140)는 주행 중인 차선 뿐만 아니라 주행 중이지 않은 차선도 촬영할 수 있다. 아울러, 촬영부(140)는 여러 차선을 동시에 모니터링할 수 있다.The photographing unit 140 may photograph a road. The photographing unit 140 may perform still image photographing, video photographing, and voice recording. The photographing unit 140 may photograph not only a driving lane but also a lane that is not driving. In addition, the photographing unit 140 may simultaneously monitor several lanes.

디스플레이(160)는 촬영부(140)에서 촬영된 영상, 제어모듈(170)을 통해 가공된 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이부(160)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The display 160 may display an image captured by the photographing unit 140 and an image processed through the control module 170. The display unit 160 includes a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display. display), a 3D display, and an e-ink display.

제어모듈(170)은 상술한 구성 요소를 전반적으로 제어하는 모듈에 해당된다.The control module 170 corresponds to a module that generally controls the above-described components.

이하에서는 제어모듈(170)이 도로 손상 영역을 탐지하는 방법을 도 3을 참고하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of detecting a road damage area by the control module 170 will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 손상 영역을 탐지하는 프로세스 및 탐지 결과를 전송하는 프로세스를 설명하기 위한 시퀀스도이다.3 is a sequence diagram illustrating a process of detecting a road damage area and a process of transmitting a detection result according to an embodiment of the present invention.

먼저, 제어모듈(170)은 촬영부(140, 카메라)를 통해 영상을 입력받는다.. 제어모듈(170)은 촬영 영상을 실시간으로 수집하여 분석할 수 있다. 제어 모듈(170)의 촬영부(140)를 통해 촬영된 영상을 이동 저장소를 이용하여 수집할 수 있으며, 구현시에는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 촬영된 영상을 수집할 수 있다.First, the control module 170 receives an image through the photographing unit 140 (a camera). The control module 170 may collect and analyze the photographed image in real time. The image captured through the photographing unit 140 of the control module 170 may be collected using a mobile storage, and in implementation, the image captured through wireless communication or wired communication may be collected.

아울러, 제어모듈(170)은 GPS(Global Positioning System)을 통해 도로 손상 탐지 장치(100)의 위치 정보를 수신 및 수집할 수 있다. In addition, the control module 170 may receive and collect location information of the road damage detection apparatus 100 through a Global Positioning System (GPS).

제어모듈(170)은 촬영된 영상과 GPS 위치 정보를 동기화할 수 있다. The control module 170 may synchronize the captured image and GPS location information.

그 다음으로, 제어모듈(170)은 입력된 영상에 대해 전처리를 수행한다..Then, the control module 170 performs preprocessing on the input image.

제어모듈(170)은 입력된 영상을 회색조로 변환하고 영상 내의 노이즈를 제거할 수 있다. 이를 위해 평균(π)과 표준편차(σ)에 기반 한 가우시안 함수를 이용할 수 있으며, 크기 5의 마스크 연산이 사용될 수 있으나, 실시 예가 이에 국한되는 것은 아니다.The control module 170 may convert the input image into grayscale and remove noise in the image. To this end, a Gaussian function based on the mean (π) and the standard deviation (σ) may be used, and a mask operation having a size of 5 may be used, but embodiments are not limited thereto.

도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 손상 영역을 탐지하는 프로세스의 단계들을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.4 to 9 are diagrams for specifically explaining steps in a process of detecting a road damage area according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬영 영상의 정사영 변환, 전처리 및 관심 영역 설정, 멀티 파라미터 방식의 이진화 기법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for explaining an orthographic transformation of a captured image, a preprocessing and a region of interest setting, and a multi-parameter method of binarization according to an embodiment of the present invention.

도 4에 따르면, 제어 모듈(170)은 입력된 촬영 영상이 비스듬히 촬영된 것인지 지면과 수직 방향으로 촬영된 것인지 판단할 수 있다. 제어 모듈(170)은 영상 촬영 당시에 촬영 방향과 지면이 이루는 각도에 대한 정보를 촬영 영상과 함께 저장할 수 있다. 제어 모듈(170)은 저장된 각도 정보에 기초하여 촬영 영상이 비스듬히 촬영되었는지 아니면 지면과 수직으로 촬영되었는지 판단할 수 있다According to FIG. 4, the control module 170 may determine whether the input photographed image is photographed at an angle or vertically to the ground. The control module 170 may store information about an angle formed between the photographing direction and the ground at the time of image capturing together with the captured image. The control module 170 may determine whether the captured image is taken at an angle or perpendicular to the ground based on the stored angle information.

만약, 비스듬히 촬영된 경우, 제어 모듈(170)은 지면과 수직 방향으로 영상이 나타나도록 변환할 수 있다. 변환 방법은 도 6에서 자세히 설명하고 여기서는 생략한다.If the image is taken at an angle, the control module 170 may convert the image to be displayed in a direction perpendicular to the ground. The conversion method will be described in detail in FIG. 6 and will be omitted here.

그 다음으로, 제어 모듈(170)은 사영된 영상에서 노이즈를 제거할 수 있다. 즉, 제어 모듈(170)은 노이즈를 제거하는 전처리 기법을 변환된 촬영 영상에 적용할 수 있다.Next, the control module 170 may remove noise from the projected image. That is, the control module 170 may apply a preprocessing technique for removing noise to the converted captured image.

제어 모듈(170)은 노이즈 제거시 정사영 변환 영상을 회색조로 변환하고 영상 내의 노이즈를 제거하기 위해 메디안 필터(Median Filter)를 적용하여 영상의 잡음을 제거할 수 있다. 여기서, 메디안 필터는 특정 화소 주변의 영역내의 화소 농도의 중간값을 구하여 원하는 화소의 농도로 처리하는 것이며 이 방식의 장점은 에지(edge)성분이 보존될 수 있다.When removing noise, the control module 170 converts the orthogonal projection image into grayscale and applies a median filter to remove noise in the image to remove noise from the image. Here, the median filter obtains an intermediate value of the pixel density in a region around a specific pixel and processes it as a desired pixel density. An advantage of this method is that edge components can be preserved.

그 후에, 제어 모듈(170)은 관심 영역(Region Of Interest)을 설정하여 도로 손상 영역과 상관없는 부분을 제거할 수 있다. 이에 따라 추후에 수행할 딥러닝 기법에 의해 손상 영역을 분류하는데 있어, 데이터의 량을 크게 감소시킬 수 있다.Thereafter, the control module 170 may set a region of interest to remove a portion irrelevant to the road damage region. Accordingly, the amount of data can be greatly reduced in classifying the damaged area by a deep learning technique to be performed later.

그 다음으로, 제어 모듈(170)은 멀티 파라미터 방식의 이진화를 수행할 수 있다. 도 5를 함께 참고하여 설명하기로 한다.Thereafter, the control module 170 may perform a multi-parameter-based binarization. It will be described with reference to FIG. 5 together.

제어 모듈(170)은 멀티 파라미터 방식의 이진화를 수행하여 도로 손상의 특징점을 추출할 수 있다. 가령, 제어 모듈(170)은 촬영 영상이 Gray Scale Image 인 경우, 화소 수의 임계값을 설정하여 임계값을 초과하는 값은 1로 임계값을 초과하지 않는 값은 0으로 설정하여 영상을 이진화할 수 있다. 제어 모듈(170)은 최적화된 이진화 기법을 하나만 사용하는 것이 아니라 임계값을 다르게 여러 번 영상에 대해 이진화를 수행하여 어두운 도로, 밝은 도로, 아스팔트, 일반 국도, 년수가 오래된 도로 등의 도로 손상 영역을 추출하는데 도움이 될 수 있다. 이에 따라 특징점이 명확하면서 정확하게 추출될 수 있다.The control module 170 may extract feature points of road damage by performing binaryization in a multi-parameter method. For example, when the captured image is a gray scale image, the control module 170 sets a threshold value of the number of pixels and sets a value that exceeds the threshold value to 1 and a value that does not exceed the threshold value to 0 to binarize the image. I can. The control module 170 does not use only one optimized binarization technique, but performs binarization on images several times with different thresholds to detect road damage areas such as dark roads, light roads, asphalt, general national highways, and old roads. It can help extract. Accordingly, feature points can be clearly and accurately extracted.

도 4의 도면의 경우 각각의 이진화된 영상에서 붉은색 표시 영역처럼 다양한 특징점을 찾아낼 수 있다.In the case of the drawing of FIG. 4, various feature points can be found in each binarized image, such as a red display area.

도 6은 촬영 방향이 비스듬한 경우 이를 지면에 수직한 방향으로 정사영 변환을 수행하는 방법을 나타낸다. 6 shows a method of performing orthographic transformation in a direction perpendicular to the ground when the photographing direction is oblique.

제어 모듈(170)은 비스듬히 촬영된 영상에서 노면의 차선을 따라 선형 성분을 찾고, 선형 성분이 지평선과 만나는 소실점(Vanishing Point)을 이루는 직선에서 4개의 기준점을 찾아낸 후, 수직 위에서 촬영한 것처럼 정사영(Orthogonal Projection) 변환을 적용할 수 있다. 이런 경우, 촬영 각도와 높이에 관계없이 표준화된 영상이 추출될 수 있다.The control module 170 finds a linear component along the lane of the road surface in the image taken at an angle, finds four reference points in a straight line forming a vanishing point where the linear component meets the horizon, and then orthogonal projection ( Orthogonal Projection) transformation can be applied. In this case, a standardized image can be extracted regardless of the shooting angle and height.

아울러, 상술한 정사영이 수행되는 경우, 고가의 직하 방식의 촬영기기가 사용되지 않더라도 상대적으로 저렴한 촬영기기를 이용하여 도로 노면의 손상 영역이 촬영될 수 있다.In addition, when the above-described orthogonal projection is performed, a damaged area of a road surface may be photographed using a relatively inexpensive photographing apparatus even if an expensive direct-type photographing apparatus is not used.

도 7은 정사영 기법이 적용된 도로 노면을 나타낸다.7 shows a road surface to which the orthogonal projection technique is applied.

도 8은 멀티 파리미터 방식의 이진화가 수행된 후보 손상 영역의 분류 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a method of classifying a candidate damage region in which the multi-parameter method binarization has been performed.

우선, 딥 러닝(deep learning) 심층학습은 여러 비선형 변환기법의 조합을 통해 높은 수준의 추상화를 시도하는 기계학습의 한 분야이다. 도로 포장파손 탐지 시스템에서는 딥 러닝 방식중에 합성곱 신경망(Convolutional Neural Networks, CNN)으로 알려진 딥 러닝 기법으로 도로 포장파손 이미지를 분류하는데 적용될 수 있다. CNN은 최소한의 전처리를 사용하도록 설계된 다계층 퍼셉트론의 한 종류이며 하나 또는 여러개의 합성곱 계층과 그 위에 올려진 일반적인 인공 신경망 계층들로 구성되어 있다. 이런 구조로 인해 2차원 구조의 입력 데이터를 활용도가 높으며 영상, 음성 분야 모두 높은 성능을 보여준다. First of all, deep learning Deep learning is a field of machine learning that attempts a high level of abstraction through a combination of several nonlinear transformation methods. In the road pavement damage detection system, a deep learning technique known as convolutional neural networks (CNN) among deep learning methods can be applied to classify road pavement damage images. CNN is a type of multilayer perceptron designed to use minimal preprocessing, and consists of one or several convolutional layers and a general artificial neural network layer on top of them. Due to this structure, input data of a two-dimensional structure is highly utilized and shows high performance in both video and audio fields.

제어 모듈(170)은 도로 포장파손 데이터로 기 학습된 딥러닝 모델을 적용하여 영상처리에서 후보군으로 추출된 이미지에 대해 파손유형을 분류하여 최종적으로 파손에 대한 판정을 수행할 수 있다.The control module 170 may apply a deep learning model previously learned from road pavement damage data to classify a damage type for an image extracted as a candidate group in image processing, and finally perform a determination on damage.

이를 위해 GPU(Graphics Processing Unit) 기반의 CNN 알고리즘이 적용될 수 있다.To this end, a Graphics Processing Unit (GPU)-based CNN algorithm may be applied.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 후보 손상 영역 영상의 종류(클래스)를 결정하는 방법을 나타낸다.9 illustrates a method of determining a type (class) of a candidate damaged area image according to an embodiment of the present invention.

먼저, 제어 모듈(170)은 도로 손상 영역 영상 분류기를 통해 다양한 도로 손상 영역 영상의 종류(클래스)를 분류할 수 있다. 제어 모듈(170)은 수천 내지 수십만의 도로 손상 영역 영상이 어떤 종류인지 학습할 수 있다(S210). 제어 모듈(170)은 신경망 알고리즘을 이용한 딥러닝 기법을 통해 도로 손상 영역 영상의 종류를 판정할 수 있다(S220).First, the control module 170 may classify various types (classes) of the road damage area image through the road damage area image classifier. The control module 170 may learn what kind of image of the road damage area in the thousands to hundreds of thousands (S210). The control module 170 may determine the type of the road damage area image through a deep learning technique using a neural network algorithm (S220).

가령, 제어 모듈은 CNN(Convolutional Neural Network) 를 이용하여 합성곱 및 서브 샘플링 기법을 이용하여 수십 내지 수십만의 도로 손상 영역 영상이 어떤 종류인지 판정하는 알고리즘을 업그레이드할 수 있다.For example, the control module may upgrade an algorithm for determining what kind of road damage area images are in the tens to hundreds of thousands by using a convolutional neural network (CNN) and a sub-sampling technique.

이를 기초로 하여, 제어 모듈(170)은 추출된 도로 손상 영역 영상을 후보 손상 영역 영상으로 설정한다(S310).Based on this, the control module 170 sets the extracted road damage area image as a candidate damage area image (S310).

제어 모듈(170)은 후보 손상 영역 영상이 어떤 종류인지, 도로 손상 영역 영상 분류기로 확인할 수 있다. 도로 손상 영역 영상 분류기 역시 제어 모듈(170)의 일부일 수 있다.The control module 170 may determine what kind of candidate damage area image is, using a road damage area image classifier. The road damage area image classifier may also be a part of the control module 170.

제어 모듈(170)은 학습된 데이터에 기초하여 후보 손상 영역 영상의 종류를 예측 및 판정할 수 있다. The control module 170 may predict and determine the type of the candidate damaged area image based on the learned data.

본 발명에 따르면 종류를 판정하는 정확도가 95% 이상 정확한 것이 실험으로 관측될 수 있다.According to the present invention, it can be observed by experiment that the accuracy of determining the type is 95% or more accurate.

또한, 제어 모듈(170)은 도로 손상 영역이 아닌 오브젝트에 대한 정보를 모두 저장할 수 있다. 가령, 제어 모듈(170)은 도로 노면의 차선, 이정표, 안전봉, 가드레일 등이 도로 손상 영역이 아닌 것을 저장할 수 있다.Also, the control module 170 may store all information on an object other than the damaged road area. For example, the control module 170 may store lanes, milestones, safety bars, guard rails, etc. of the road surface that are not road damage areas.

도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 손상 탐지 장치의 표시되는 화면을 나타낸다.10 and 11 illustrate screens displayed by a road damage detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참고하면, 도로 상의 스폴링을 99.9% 및 98.8% 의 확률로 판정할 수 있다. Referring to FIG. 10, spalling on the road can be determined with 99.9% and 98.8% probability.

한편, 도로 면을 포장한 재질의 물리적인 특성에 따라 다양한 노면 파손이 나타나게 된다. 포트홀(Pothole), 거북등 균열(crack)과 같은 현상을 주로 아스콘(Asphalt Concrete) 포장에서 나타나며, 스폴링(Spalling)은 주로  콘크리트 포장에서 나타난다. 또한, 도로의 구멍난 부분을 보수한 후에 다시 깨지면서 나타나는 패칭파손도 발생될 수 있다.On the other hand, various road surface breakages appear according to the physical characteristics of the material paving the road surface. Potholes, turtles, and other crack-like phenomena appear mainly in Asphalt Concrete pavement, and spalling occurs mainly in  concrete pavement. In addition, patching damage may occur when the hole is broken again after repairing the hole in the road.

차량의 안전한 주행에 있어서 특히 포트홀과 스폴링은 큰 위협이 되며, 도로 손상 영역의 사이즈가 15cm 이상의 크기가 될 경우 바퀴가 빠지면서 펑크가 나거나 바퀴 축이 휘는 등의 손상이 생길 수 있다.Portholes and spalling in particular pose a great threat to the safe driving of a vehicle, and if the size of the damaged road area is more than 15cm, damage such as puncture or bending of the wheel shaft may occur when the wheel is removed.

도 11을 참고하면, 도로 손상 탐지 장치(100)는 스폴링, 포트홀, 크랙 등을 판단하여 정보화할 수 있으며, 도로 손상 영역의 등급, 크기, 보수물량 정보, 위치 정보, 시간 정보 등을 저장할 수 있다.Referring to FIG. 11, the road damage detection apparatus 100 may determine spalling, potholes, cracks, etc. and convert them into information, and store the grade, size, repair quantity information, location information, time information, etc. have.

도로 손상 영역을 판정하는 경우, 등급은 긴급 보수군, 위험군 등으로 구분될 수 있으며, 임계크기 이상의 크기를 가진 포트홀, 스폴링과 패칭파손은 즉시 수리가 필요한 긴급보수군으로 분류하고, 그 이하의 경우에는 위험군으로 분류될 수 있다. 여기서 임계크기는 15 cm 로 설정될 수 있으나 실시 예가 이에 국한되는 것은 아니다.When determining the road damage area, the grade can be divided into emergency repair group, risk group, etc., and portholes with a size greater than or equal to the critical size, spalling and patching damage are classified as emergency repair groups that require immediate repair. In some cases, it can be classified as a risk group. Here, the critical size may be set to 15 cm, but the embodiment is not limited thereto.

보수 물량은 가로와 세로의 크기 및 깊이를 계산하여 부피로 측정될 수 있다. 영상처리(vision processing)를 통하여 가로 세로의 크기를 계산할 수 있으며, 깊이는 실제로 측량을 해야 하지만 특정 범위로 입력되어 예상치가 산정될 수 있다. 특정 범위는 5~7cm 정도로 입력될 수 있으나, 실시 예가 이에 국한되는 것은 아니다.The amount of repair can be measured by volume by calculating the size and depth of the width and height. The size of the width and height can be calculated through vision processing, and the depth needs to be actually measured, but it is input in a specific range so that the expected value can be calculated. A specific range may be input to about 5 to 7 cm, but embodiments are not limited thereto.

컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 혹은 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.The computer-readable medium may be a machine-readable storage device, a machine-readable storage substrate, a memory device, a composition of materials that affect a machine-readable radio wave signal, or a combination of one or more of them.

본 명세서에서 "시스템"이나 "장치"라 함은 예컨대 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터 혹은 다중 프로세서나 컴퓨터를 포함하여 데이터를 제어하기 위한 모든 기구, 장치 및 기계를 포괄한다. 제어 시스템은, 하드웨어에 부가하여, 예컨대 프로세서 펌웨어를 구성하는 코드, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제 혹은 이들 중 하나 이상의 조합 등 요청 시 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 형성하는 코드를 포함할 수 있다.In the present specification, the term "system" or "device" encompasses all devices, devices and machines for controlling data, including, for example, a programmable processor, a computer, or multiple processors or computers. The control system may include, in addition to hardware, code that forms an execution environment for a computer program upon request, such as a code constituting a processor firmware, a protocol stack, a database management system, an operating system, or a combination of one or more of them. .

컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.Computer programs (also known as programs, software, software applications, scripts, or code) can be written in any form of a compiled or interpreted language or a programming language, including a priori or procedural language, and can be written as a standalone program or module, It can be deployed in any form, including components, subroutines, or other units suitable for use in a computer environment. Computer programs do not necessarily correspond to files in the file system. A program may be in a single file provided to the requested program, or in multiple interactive files (e.g., files that store one or more modules, subprograms, or portions of code), or part of a file that holds other programs or data. (Eg, one or more scripts stored within a markup language document). The computer program may be deployed to run on one computer or multiple computers located at one site or distributed across a plurality of sites and interconnected by a communication network.

한편, 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 EPROM, EEPROM 및 플래시메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치, 예컨대 내부 하드디스크나 외장형 디스크와 같은 자기 디스크, 자기광학 디스크 및 CD-ROM과 DVD-ROM 디스크를 포함하여 모든 형태의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다.On the other hand, computer-readable media suitable for storing computer program instructions and data include, for example, semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices, such as magnetic disks such as internal hard disks or external disks, magneto-optical disks, and CDs. -May contain all types of nonvolatile memory, media and memory devices, including ROM and DVD-ROM disks. The processor and memory can be supplemented by special purpose logic circuits or incorporated into it.

본 명세서에서 설명한 주제의 구현물은 예컨대 데이터 서버와 같은 백엔드 컴포넌트를 포함하거나, 예컨대 어플리케이션 서버와 같은 미들웨어 컴포넌트를 포함하거나, 예컨대 사용자가 본 명세서에서 설명한 주제의 구현물과 상호 작용할 수 있는 웹 브라우저나 그래픽 유저 인터페이스를 갖는 클라이언트 컴퓨터와 같은 프론트엔드 컴포넌트 혹은 그러한 백엔드, 미들웨어 혹은 프론트엔드 컴포넌트의 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 연산 시스템에서 구현될 수도 있다. 시스템의 컴포넌트는 예컨대 통신 네트워크와 같은 디지털 데이터 통신의 어떠한 형태나 매체에 의해서도 상호 접속 가능하다.Implementations of the subject matter described herein include a backend component, such as a data server, or a middleware component such as an application server, or, for example, a web browser or graphic user that allows a user to interact with an implementation of the subject matter described herein. It may be implemented in a front-end component, such as a client computer having an interface, or a computing system that includes all of one or more combinations of such back-end, middleware, or front-end components. The components of the system can be interconnected by any form or medium of digital data communication, for example a communication network.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 마찬가지로, 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.While this specification includes details of a number of specific implementations, these should not be construed as limiting to the scope of any invention or claim, but rather as a description of features that may be peculiar to a particular embodiment of a particular invention. It must be understood. Likewise, certain features described herein in the context of separate embodiments may be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features described in the context of a single embodiment can also be implemented in multiple embodiments individually or in any suitable sub-combination. Furthermore, although features operate in a particular combination and may be initially described as so claimed, one or more features from a claimed combination may in some cases be excluded from the combination, and the claimed combination may be a subcombination. Or sub-combination variations.

또한, 본 명세서에서는 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다In addition, although the present specification describes the operations in the drawings in a specific order, it is not understood that such operations must be performed in the specific order or sequential order shown in order to obtain a desirable result, or all illustrated operations must be performed. Can not be done. In certain cases, multitasking and parallel processing can be advantageous. In addition, separation of the various system components of the above-described embodiments should not be understood as requiring such separation in all embodiments, and the program components and systems described are generally integrated together into a single software product or packaged in multiple software products. It should be understood that you can

이와 같이, 본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 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.As such, this specification is not intended to limit the invention to the specific terms presented. Accordingly, although the present invention has been described in detail with reference to the above-described examples, those skilled in the art can make modifications, changes, and modifications to these examples without departing from the scope of the present invention. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (5)

도로를 촬영하는 촬영부;
저장부; 및
촬영된 영상의 촬영 방향과 지면이 형성한 각도가 수직이 아닌 경우, 촬영 방향이 수직이 되도록 상기 촬영된 영상을 수직으로 사영하며, 사영된 영상에서 에지 성분이 보존되는 전처리를 수행하고,
전처리된 영상에서 도로 손상 영역과 상관없는 부분에 관한 정보를 제거함으로써 데이터의 량을 줄이기 위한 관심 영역을 설정하고, 설정된 관심 영역에 대해 복수의 파라미터에 의한 임계값에 기초한 이진화 연산을 수행하여, 특징점 기반의 후보 손상 영역을 추출하는 제어 모듈을 포함하며,
상기 제어 모듈은,
도로 손상 영역 영상 분류기를 이용하여, 추출된 상기 후보 손상 영역의 손상 종류를 예측하며,
후보 손상 영역의 예측된 손상 종류 및 손상 임계 크기에 기초하여, 긴급 보수가 필요한지 여부를 결정하며,
상기 도로 손상 영역 영상 분류기는,
다수의 도로 손상 영역 영상을 입력받아, 신경망 알고리즘을 이용하여 도로 손상 영역의 손상 종류를 분류하도록 학습되며,
상기 제어 모듈은,
결정된 도로 손상 영역이 위치한 도로의 정지 영상, 동영상, 도로 손상 영역의 등급, 크기, 보수물량, 위치 및 시간 중 적어도 하나의 정보를 상기 저장부에 저장하는, 차량에 탑재된 도로 손상 탐지 장치.
A photographing unit for photographing the road;
Storage; And
If the angle formed by the photographing direction and the ground of the photographed image is not vertical, the photographed image is vertically projected so that the photographing direction is vertical, and preprocessing in which edge components are preserved in the projected image is performed,
A region of interest to reduce the amount of data is set by removing information on a portion of the preprocessed image that is not related to the damaged area, and a binarization operation based on a threshold value by a plurality of parameters is performed for the set region of interest. It includes a control module for extracting the base candidate damage region,
The control module,
Using a road damage area image classifier, predict the damage type of the extracted candidate damage area,
Based on the predicted damage type and damage threshold size of the candidate damage area, determine whether emergency repair is required,
The road damage area image classifier,
It is learned to classify the damage type of the road damage area using a neural network algorithm by receiving multiple road damage area images
The control module,
A road damage detection device mounted on a vehicle that stores at least one of information of a still image, a moving image, a grade, a size, a repair quantity, a location, and a time of the road where the determined road damage area is located in the storage unit.
제1항에 있어서,
도로 관리 서버와 통신하는 통신부; 및
상기 장치의 위치를 수집하는 위치 정보 수집부을 더 포함하며,
상기 제어 모듈은,
결정된 도로 손상 영역의 위치 정보를 상기 위치 정보 수집부를 통해 수집하고, 도로 손상 영역의 위치 정보를 상기 통신부를 통해 상기 도로 관리 서버로 전송하는, 차량에 탑재된 도로 손상 탐지 장치.
The method of claim 1,
A communication unit that communicates with the road management server; And
Further comprising a location information collection unit for collecting the location of the device,
The control module,
A road damage detection device mounted on a vehicle that collects location information of the determined road damage area through the location information collecting unit and transmits the location information of the road damage area to the road management server through the communication unit.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
복수의 촬영된 영상 각각의 촬영 방향과 지면이 형성한 각도가 수직이 아닌 경우, 촬영 방향이 수직이 되도록 상기 촬영된 영상을 수직으로 사영하며, 사영된 영상을 프레임별로 합성하는, 차량에 탑재된 도로 손상 탐지 장치.
The method of claim 1,
The control module,
When the photographing direction of each of the plurality of photographed images and the angle formed by the ground are not vertical, the photographed image is projected vertically so that the photographing direction is vertical, and the projected images are synthesized for each frame. Road damage detection device.
차량에 탑재된 도로 손상 탐지 방법으로서,
도로를 촬영하는 단계;
촬영된 영상의 촬영 방향과 지면이 형성한 각도가 수직이 아닌 경우, 촬영 방향이 수직이 되도록 상기 촬영된 영상을 수직으로 사영하며, 사영된 영상에서 에지 성분이 보존되는 전처리를 수행하는 단계;
전처리된 영상에서 도로 손상 영역과 상관없는 부분에 관한 정보를 제거함으로써 데이터의 량을 줄이기 위한 관심 영역을 설정하고, 설정된 관심 영역에 대해 복수의 파라미터에 의한 임계값에 기초한 이진화 연산을 수행하여, 특징점 기반의 후보 손상 영역을 추출하는 단계;
도로 손상 영역 영상 분류기를 이용하여, 추출된 상기 후보 손상 영역의 손상 종류를 예측하는 단계; 및
상기 후보 손상 영역의 예측된 손상 종류 및 손상 임계 크기에 기초하여, 긴급 보수가 필요한지 여부를 결정하는 단계를 포함하며,
상기 도로 손상 영역 영상 분류기는,
다수의 도로 손상 영역 영상을 입력받아, 신경망 알고리즘을 이용하여 도로 손상 영역의 손상 종류를 분류하도록 학습되며,
상기 도로 손상 탐지 방법은,
결정된 도로 손상 영역이 위치한 도로의 정지 영상, 동영상, 도로 손상 영역의 등급, 크기, 보수물량, 위치 및 시간 중 적어도 하나의 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는, 차량에 탑재된 도로 손상 탐지 방법.
As a road damage detection method mounted on a vehicle,
Photographing the road;
If the angle formed between the photographing direction and the ground of the photographed image is not vertical, projecting the photographed image vertically so that the photographing direction becomes vertical, and performing preprocessing in which edge components are preserved in the projected image;
A region of interest to reduce the amount of data is set by removing information on a portion of the preprocessed image that is not related to the damaged area, and a binarization operation based on a threshold value by a plurality of parameters is performed for the set region of interest. Extracting a base candidate damage region;
Predicting a damage type of the extracted candidate damage area using a road damage area image classifier; And
Determining whether emergency repair is required based on the predicted damage type and damage threshold size of the candidate damage area,
The road damage area image classifier,
It is learned to classify the damage type of the road damage area using a neural network algorithm by receiving multiple road damage area images,
The road damage detection method,
A method for detecting road damage mounted on a vehicle, further comprising storing at least one of information of a still image, a video, a grade, a size, a repair quantity, a location, and a time of the road damage area on which the determined road damage area is located.
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