KR102290548B1 - Device and method for preventing traffic accident through judging road condition based on deep learning model - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 딥러닝 모델 기반의 도로 상태 판단을 통한 교통 사고 예방 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for preventing traffic accidents through road condition determination based on a deep learning model.
매년 교통 사고로 인해 많은 교통사고 사망자 또는 부상자가 발생하고 있으며, 그로 인해 많은 사회적 비용이 지출되고 있다. 교통 사고는 크게 도로 환경, 날씨, 운전자, 차량 등의 복합적 문제에 의해 발생한다. 특히, 교통 사고 위험이 높은 도로 구간에는 추가 안전 시설물을 설치하거나 해당 구간의 도로를 개선해야 할 필요가 있다.Every year, a lot of traffic accident deaths or injuries occur due to traffic accidents, which incurs a lot of social cost. Traffic accidents are largely caused by complex problems such as road environment, weather, drivers, and vehicles. In particular, it is necessary to install additional safety facilities or improve the road in the section of the road with a high risk of traffic accidents.
종래에 교통사고 방지를 위하여 기존에 많은 방안들이 존재하였다. 예를 들어, 사용자 단말로부터 제공받은 교통사고가 발생된 현장에 대한 교통사고 데이터를 기반으로 교통사고를 효과적으로 예방할 수 있는 교통사고 데이터를 생성하거나 또는 차량 운행 시의 운전자 상태와 차량 운행 상태에 대한 다양한 정보를 수집 및 분석하여 교통사고를 예방하기 위한 데이터를 생성하는 방안들이 제안되었다. In the prior art, there have been many methods for preventing traffic accidents. For example, based on the traffic accident data on the site where the traffic accident occurred, provided from the user terminal, traffic accident data that can effectively prevent traffic accidents is generated, or various information about the driver's condition and the vehicle's operating status while driving the vehicle. Methods for generating data to prevent traffic accidents by collecting and analyzing information have been proposed.
그러나 상기 특허들은 운전자, 보행자 및 안전관련 관계부처를 위해 교통 사고 자료, 기상 관측 자료 및 사용자 정보 등을 복합적으로 이용하여 위험지역을 감지하고 사고발생 가능성 예측하는 방안에 대해서는 전혀 개시하지 못하고 있다.However, the above patents do not disclose a method for detecting a dangerous area and predicting the possibility of an accident by using traffic accident data, weather observation data, and user information for drivers, pedestrians, and safety-related ministries in combination.
특히 사고 발생 이후 데이터가 아닌 사전에 도로 상태를 판단하여 교통사고가 발생할 우려가 높은 위험 지역임을 판단함으로써 교통 사고 발생을 사전에 방지하는 방안이 제시되지 못하고 있다. 또한 교통사고의 원인이 될 수 있는 날씨 정보와 연계하여 교통사고를 예방하는 방안 역시 제시되지 못하고 있는 실정이다. In particular, there is no way to prevent traffic accidents in advance by judging the road conditions in advance rather than data after the accident and determining that the area is a high risk area for traffic accidents. Also, there is no way to prevent traffic accidents in connection with weather information that can cause traffic accidents.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 딥러닝 모델 기반의 도로 상태 판단을 통한 교통 사고 예방 장치 및 방법을 제공하는 것이다. The present invention for solving the above-described problems is to provide an apparatus and method for preventing traffic accidents through road condition determination based on a deep learning model.
다만 본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 딥러닝 모델 기반의 도로 상태 판단을 통한 교통 사고 예방 장치는, 공공 데이터 및 영상 데이터를 수집하는 통신부, 공공 데이터를 기초로 기 설정된 각각의 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보를 각각 생성하는 사고 위험 판단부, 영상 데이터에 포함된 도로 영역을 추출하고, 제1 딥러닝 모델을 이용하여 상기 추출된 도로 영역 내 도로 상태를 분석하고, 상기 분석된 도로 상태를 기반으로 위험 지역 리스트를 생성하는 위험 지역 감지부 및 사용자 장치의 위치 정보를 기반으로 상기 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨를 판단하고, 상기 판단된 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보 및 상기 위험 지역 리스트에 포함된 위험 지역으로부터 기 설정된 범위 내 사용자가 위치한 경우, 위험 지역 감지 정보를 상기 통신부를 통해 상기 사용자 장치에 송신하는 프로세서를 포함하되, 상기 공공 데이터는, 기 설정된 기간 동안의 교통사고 정보 및 기후 통계 정보를 포함하고, 상기 도로 상태는, 정상, 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 위험 지역 감지부는, 상기 도로 상태가 상기 균열, 상기 러팅 및 상기 포트홀 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 도로를 위험 지역으로 판단하고, 상기 위험 지역으로 판단된 상기 도로를 포함한 상기 위험 지역 리스트를 생성한다. The apparatus for preventing traffic accidents through road condition determination based on a deep learning model of the present invention for solving the above-described problems includes a communication unit that collects public data and image data, and an accident for each weather type preset based on public data An accident risk determination unit that generates risk information, extracts a road area included in the image data, analyzes the road condition in the extracted road area using a first deep learning model, and based on the analyzed road condition Determines real-time weather of the area where the user is located based on the location information of the hazardous area detection unit and the user device that generates the hazardous area list, and accident risk information on the type of weather corresponding to the determined real-time weather and the risk area When the user is located within a preset range from the danger area included in the list, including a processor for transmitting the danger area detection information to the user device through the communication unit, the public data, traffic accident information for a preset period and It includes climate statistical information, and the road condition includes at least one of normal, crack, rutting and porthole, and the dangerous area detection unit, wherein the road condition corresponds to at least one of the crack, the rutting and the porthole. In this case, it is determined that the road is a dangerous area, and the dangerous area list including the road determined as the dangerous area is generated.
또한 상기 날씨 유형은, 맑음을 나타내는 제1 날씨 유형, 흐림 또는 안개를 나타내는 제2 날씨 유형 및 비 또는 눈을 나타내는 제3 날씨 유형을 포함하고, 상기 사고 위험 판단부는, 상기 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 기반으로, 상기 제1 내지 제3 날씨 유형 각각의 일일 사고 건수, 일일 사망자 수 및 일일 부상자 수를 산출하는 것이다. In addition, the weather type includes a first weather type indicating sunny, a second weather type indicating cloudy or foggy, and a third weather type indicating rain or snow, and the accident risk determination unit includes the traffic accident information and climate statistics Based on the information, the number of daily accidents, the number of daily deaths, and the number of daily injuries are calculated for each of the first to third weather types.
또한 상기 프로세서는, 상기 제1 내지 제3 날씨 유형에 대한 각각의 도로 상태 별 사고 발생 가능성 정보를 산출하고, 상기 사용자 장치의 위치 정보 및 실시간 날씨를 기반으로, 상기 사고 발생 가능성 정보를 송신한다. In addition, the processor calculates accident probability information for each road condition for the first to third weather types, and transmits the accident probability information based on the location information of the user device and real-time weather.
또한 상기 위험 지역 감지부는, 상기 도로의 위험 요소를 더 판단하고, 상기 위험 요소는 상기 도로 내 블랙아이스를 포함하되, 상기 위험 지역 감지부는 오토인코더를 이용하여 상기 도로 내 블랙아이스를 판단하고, 상기 오토인코더는 제2 딥러닝 모델을 이용하여 상기 영상 데이터의 R, G, B 값 각각에 가중치를 부여하여 상기 가중치가 부여된 R, G, B 값을 1차원 벡터 표현(1D Vector Representation)을 통해 IR 값으로 변환하여 상기 도로의 블랙아이스를 판단하고, 상기 블랙아이스가 포함된 도로를 상기 위험 지역 리스트에 더 포함한다.In addition, the dangerous area detecting unit further determines a risk factor of the road, the risk factor including black ice in the road, wherein the dangerous area detecting unit determines the black ice in the road by using an autoencoder, The autoencoder uses a second deep learning model to give weights to each of the R, G, and B values of the image data, and then converts the weighted R, G, and B values through a one-dimensional vector representation (1D Vector Representation). The black ice of the road is determined by converting it into an IR value, and the road including the black ice is further included in the dangerous area list.
또한 상기 프로세서는, 상기 위험 지역 리스트에 상기 블랙아이스를 포함한 도로의 실시간 날씨가 상기 날씨 유형 중 제3 날씨 유형에 해당하고, 기온이 제1 기준 값 미만인 경우, 상기 도로에 관한 관리 정보 또는 통제 정보를 관리자 장치로 송신한다.In addition, the processor is further configured to be configured to be further configured to be further configured to: when the real-time weather of the road including the black ice in the dangerous area list corresponds to a third weather type among the weather types and the temperature is less than the first reference value, management information or control information about the road to the manager device.
또한 상기 프로세서는, 상기 사용자 장치가 차량에 포함된 경우, 상기 차량의 운전자가 상기 차량의 제동 장치를 구동시키도록 하는 가이드 정보를 포함하고, 상기 가이드 정보는 수학식 1을 이용하여 산출된다.In addition, when the user device is included in the vehicle, the processor includes guide information that allows a driver of the vehicle to drive the brake device of the vehicle, and the guide information is calculated using Equation (1).
또한 상기 통신부는, 상기 사용자 장치로부터 사용자의 이동 경로 정보를 수신하고, 상기 프로세서는, 상기 이동 경로 정보 및 상기 위험 지역 리스트를 기반으로, 상기 이동 경로에 포함되는 위험 지역을 판단하고, 상기 판단된 위험지역을 기반으로 신규 이동 경로 정보를 생성하여 상기 사용자 장치로 송신한다.In addition, the communication unit receives the movement path information of the user from the user device, and the processor determines, based on the movement path information and the dangerous area list, a dangerous area included in the movement path, and the determined New movement route information is generated based on the dangerous area and transmitted to the user device.
또한 상기 프로세서는, 상기 위험 지역 리스트에 포함된 복수의 위험 지역 간의 거리가 기 설정된 거리 이하이고, 상기 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 따른 일일 사고 건수가 기 설정된 건수 이상인 경우에는, 상기 복수의 위험 지역에 관한 사고 발생 가능성 정보를 더 생성하여 상기 사용자 장치로 송신한다.In addition, the processor, when a distance between a plurality of dangerous regions included in the dangerous region list is less than or equal to a preset distance, and the number of daily accidents according to a weather type corresponding to the real-time weather is greater than or equal to a preset number, the plurality of dangerous regions Further, accident possibility information about an area is generated and transmitted to the user device.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 딥러닝 기반의 교통 사고 예방 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램은, 저장 매체에 저장될 수 있다.A computer program for performing a method for preventing traffic accidents based on deep learning according to another aspect of the present invention for solving the above-described problems may be stored in a storage medium.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.In addition to this, another method for implementing the present invention, another system, and a computer-readable recording medium for recording a computer program for executing the method may be further provided.
상기와 같은 본 발명에 따르면 공공 데이터를 기반으로 날씨 유형에 따른 사고 위험 정보를 생성한다. 이를 통해 사용자 단말기를 기초로 판단된 사용자가 위치한 지역의 날씨 유형에 따른 사고 위험 정보를 사용자에게 제공함으로써, 특히 교통 사고를 예방하는 효과를 발휘한다.According to the present invention as described above, accident risk information according to weather types is generated based on public data. Through this, by providing the user with accident risk information according to the type of weather in the area where the user is located, determined based on the user terminal, it is particularly effective in preventing traffic accidents.
또한 딥러닝 모델을 기반으로 도로의 상태를 식별하고, 도로의 위치 정보에 기반하여 위험 지역 리스트를 생성함으로써, 사용자가 위험 지역 리스트에 포함되는 위험 지역 내 위치한 경우 위험 지역 감지 정보를 제공하여 교통 사고를 예방하는 효과를 발휘한다.In addition, by identifying the state of the road based on the deep learning model and generating a risk area list based on the location information of the road, if the user is located within the danger area included in the danger area list, the danger area detection information is provided to provide traffic accident have a preventive effect.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 교통 사고 예방 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 교통 사고 예방 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙아이스를 파악하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙아이스를 판단하기 위한 소스코드를 나타낸 도면이다.
도 5은 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 교통 사고 예방 방법의 개략적인 순서도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a deep learning-based traffic accident prevention system according to the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a deep learning-based traffic accident prevention system according to the present invention.
3 is a diagram for identifying black ice according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a source code for determining black ice according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic flowchart of a method for preventing traffic accidents based on deep learning according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully understand the scope of the present invention to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein will have the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless specifically defined explicitly.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
설명에 앞서 본 명세서에서 사용하는 용어의 의미를 간략히 설명한다. 그렇지만 용어의 설명은 본 명세서의 이해를 돕기 위한 것이므로, 명시적으로 본 발명을 한정하는 사항으로 기재하지 않은 경우에 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 의미로 사용하는 것이 아님을 주의해야 한다.Before the description, the meaning of the terms used herein will be briefly described. However, it should be noted that the description of terms is for the purpose of helping the understanding of the present specification, and is not used in the meaning of limiting the technical idea of the present invention unless explicitly described as limiting the present invention.
또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 엘리먼트를 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 엘리먼트들, 객체지향 소프트웨어 엘리먼트들, 클래스 엘리먼트들 및 태스크 엘리먼트들과 같은 엘리먼트들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 엘리먼트들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 엘리먼트들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 엘리먼트들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.Also, as used herein, the term “unit” refers to a hardware element such as software, FPGA, or ASIC, and “unit” performs certain roles. However, "part" is not meant to be limited to software or hardware. A “unit” may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to refresh one or more processors. Thus, by way of example, “part” refers to elements such as software elements, object-oriented software elements, class elements, and task elements, and processes, functions, properties, procedures, subroutines, and programs. It includes segments of code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functionality provided within elements and “parts” may be combined into a smaller number of elements and “parts” or further separated into additional elements and “parts”.
또한, 본 명세서에서 모든 “부”는 적어도 하나의 프로세서에 의해 제어될 수 있으며 본 개시의 “부”가 수행하는 동작을 적어도 하나의 프로세서가 수행할 수도 있다.In addition, in this specification, all “units” may be controlled by at least one processor, and at least one processor may perform operations performed by the “units” of the present disclosure.
본 명세서의 실시예들은 기능 또는 기능을 수행하는 블록의 관점에서 설명될 수 있다. 본 개시의 ‘부’ 또는 ‘모듈’ 등으로 지칭될 수 있는 블록은 논리 게이트, 집적 회로, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러, 메모리, 수동 전자 부품, 능동 전자 부품, 광학 컴포넌트, 하드와이어드 회로(hardwired circuits) 등과 같은 아날로그 또는 디지털 회로에 의해 물리적으로 구현되고, 선택적으로 펌웨어 및 소프트웨어에 의해 구동될 수 있다. Embodiments of the present specification may be described in terms of a function or a block performing a function. Blocks, which may be referred to as 'parts' or 'modules', etc. in the present disclosure include logic gates, integrated circuits, microprocessors, microcontrollers, memories, passive electronic components, active electronic components, optical components, hardwired circuits, and the like. It may be physically implemented by analog or digital circuitry, such as, and optionally driven by firmware and software.
본 명세서의 실시예는 적어도 하나의 하드웨어 디바이스 상에서 실행되는 적어도 하나의 소프트웨어 프로그램을 사용하여 구현될 수 있고 엘리먼트를 제어하기 위해 네트워크 관리 기능을 수행할 수 있다.Embodiments of the present specification may be implemented using at least one software program running on at least one hardware device and may perform a network management function to control an element.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein will have the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless specifically defined explicitly.
본 발명에서, '공공 데이터'는 정부 관계 부처에서 제공하는 서비스를 통해 획득(또는 수신) 가능한 기후 통계 정보 및 교통 사고 정보를 포함한다. 예를 들어, 공공 데이터는 공공 데이터 포털(data.go.kr), 교통 사고 정보 개방 시스템(taas.koroad.or.kr)을 통해 획득 가능한 교통 사고 정보와 기상청 사이트 등을 통해 획득 가능한 기후 통계 정보, 도로 영상 및 현재 교통 상황 정보 등을 포함한다. In the present invention, 'public data' includes climate statistical information and traffic accident information that can be obtained (or received) through services provided by government related ministries. For example, public data includes traffic accident information obtainable through the public data portal (data.go.kr) and traffic accident information open system (taas.koroad.or.kr), and climate statistical information obtainable through the Meteorological Administration website, etc. , including road images and current traffic situation information.
한편, '영상 데이터'는 사용자 단말기, 공공 시설에 부착된 카메라 모듈 등을 통해 회득 가능한 동영상 또는 이미지에 관한 데이터로 보다 바람직하게는 특정 도로 상태를 식별할 수 있는 영상 데이터를 의미한다. On the other hand, 'image data' is data related to a moving picture or image that can be acquired through a user terminal or a camera module attached to a public facility, and more preferably, refers to image data that can identify a specific road condition.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 딥러닝 모델 기반의 교통 사고 예방 시스템의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a traffic accident prevention system based on a deep learning model according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 1을 참조하면 딥러닝 모델 기반의 교통 사고 예방 시스템(10)은 딥러닝 모델 기반의 교통 사고 예방 장치(100), 사용자 장치(200), 공공 시설 장치(300) 및 관리자 장치(400)를 포함한다. First, referring to FIG. 1 , the deep learning model-based traffic
본 발명의 교통 사고 예방 장치(100)는 서버, 컴퓨터, UMPC(Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA(Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), PMP(portable multimedia player) 같은 전자 장치 중 하나일 수 있다. 또한, 교통 사고 예방 장치(100)는 특정 사이트 또는 플랫폼을 운영하는 서버(미도시)에 포함된 전자 장치일 수도 있다.Traffic
한편, 사용자 장치(200)는 보행자 또는 운전자가 소지하는 PDA(Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), PMP(portable multimedia player)와 같은 전자 장치 중 하나일 수 있다. 사용자 장치(200)는 실시간으로 도로 영상을 촬영하고, 사고발생 예측 장치(100)는 사용자Meanwhile, the user device 200 is a personal digital assistant (PDA), a portable computer, a web tablet, a wireless phone, a mobile phone, and a smart phone carried by a pedestrian or a driver. It may be one of electronic devices such as a smart phone or a portable multimedia player (PMP). The user device 200 shoots a road image in real time, and the accident
장치(200)로부터 영상 데이터를 수신하고 개인 데이터에 포함된 도로 영상을 분석하여 도로 상태를 파악할 수 있다. A road condition may be determined by receiving image data from the device 200 and analyzing a road image included in the personal data.
뿐만 아니라 사용자 장치(200)는 교통 사고 예방 장치(100)에 영상 데이터를 제공할 뿐만 아니라, 영상 데이터를 기초로 생성된 위험 지역 리스트 정보를 제공받을 수도 있을 것이다. 보다 구체적으로는, 사용자 장치(200)의 사용자가 위험 지역 리스트에 포함된 위험 지역으로부터 기 설정된 범위 내 위치한 경우 교통 사고 예방 장치(100)로부터 위험 지역 감지 정보를 제공 받는다. 즉, 교통 사고 예방 장치(100)는, 해당 장치에 등록된 사용자 장치(200)로부터 영상 데이터를 제공받음과 동시에 사용자 장치(200)에 위험 지역 감지 정보를 제공한다. In addition, the user device 200 may not only provide image data to the
또한, 사용자 장치(200)는 촬영 기능 및 데이터 통신 기능을 구비한 단말기로서 차량에 내장 또는 부착 가능한 전자 장치일 수 있다. 이때, 사용 자 장치(200)는 량에 내정 또는 부착 가능한 복수의 전자 장치로 구성될 수 있는데, 예를 들어 실시간으로 도로 영상을 획득할 수 있는 블랙박스와 실시간으로 교통 정보를 수신할 수 있는 교통 안내 장치인 네비게이션이 이에 해당할 수 있다. 이 경우, 도로 영상은 차량의 촬영 장치(예를 들어, 블랙박스)를 통해 촬영되어 차량의 통신 장치를 통해 교통 사고 예방 장치(100)로 송신될 수 있다. In addition, the user device 200 is a terminal having a photographing function and a data communication function, and may be an electronic device that can be built in or attached to a vehicle. In this case, the user device 200 may be composed of a plurality of electronic devices that can be fixed or attached to a vehicle, for example, a black box that can acquire a road image in real time and a traffic that can receive traffic information in real time. A navigation device, which is a guide device, may correspond to this. In this case, the road image may be captured through a vehicle photographing device (eg, a black box) and transmitted to the traffic
한편, 공공 시설 장치(300)는 도로를 촬영하여 영상 데이터를 생성하고, 동시에 데이터 통신이 가능한 스마트 전봇대일 수 있다. 또는 촬영 기능 및 데이터 통신 기능을 구비한 단말기로서 전봇대 등과 같이 공공 시설에 내장 또는 부착 가능한 전자 장치일 수 있다. Meanwhile, the
한편 공공 시설 장치(300) 또한 상술한 사용자 장치(200)와 마찬가지로 교통 사고 예방 장치(100)로부터 교통 사고 예방을 위한 사고 위험 정보 및 위험 지역 감지 정보를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 따른 사고 위험 정보를 제공받은 후 공공 시설 장치(300)가 포함하는 음성 출력 모듈(미도시) 또는 영상 출력 모듈(미도시)를 통해 상기 사고 위험 정보를 출력할 수 있다. 이를 통해, 상기 공공 시설 장치(300)와 근접한 시민들에게 사고 위험 정보를 제공할 수도 있을 것이다. 또한 해당 공공 시설 장치(300)로부터 제공된 영상 데이터를 기반으로 공공 시설 장치(300)의 주변 도로 상태를 분석하고, 해당 도로 상태를 기반으로 위험 지역으로 감지된 경우, 위험 지역 감지 정보를 사고 예방 장치(100)로부터 제공 받은 후, 해당 공공 시설 장치(300)에 사람, 자동차 등이 접근할 때마다 상기 위험 지역 감지 정보를 출력하여 사고 위험을 예방할 수도 있을 것이다. Meanwhile, the
한편 사용자 장치(200)와 공공 시설 장치(300)가 촬영 기능 및 데이터 통신 기능을 구비한 전자 장치 또는 단말기인 경우, 각각 센서(예를 들어, 열화상센서 및 RGB 센서)를 구비한 촬영 장치(예를 들어, 카메라)를 통해 도로 영상을 촬영하고 무선 통신 기능을 갖는 통신모듈을 통해 사고 예방 장치(100)로 영상 데이터를 송신할 수 있다. On the other hand, when the user device 200 and the
한편 관리자 장치(400)는, 각각의 위험 지역을 통제, 관리하는 관리자가 사용하는 장치를 의미하며, PDA(Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), PMP(portable multimedia player)와 같은 전자 장치 중 하나일 수 있다. 한편, 교통 사고 예방 장치(100)는 관리자 장치(400)로부터 영상 데이터를 수신할 수도 있다. On the other hand, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 딥러닝 기반의 교통 사고 예방 장치의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of an apparatus for preventing traffic accidents based on deep learning according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 교통 사고 예방 장치(100)는 통신부(110), 사고 위험 판단부(120), 위험 지역 감지부(130), 메모리(140) 및 제어부(150)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , the
본 발명의 일 실시예에 따라, 통신부(120)는 공공 데이터 및 영상 데이터를 수집한다. 구체적으로, 통신부(120)는 관계 부처 사이트로부터 공공 데이터를 수신한다. 그리고 사용자 장치(200), 공공 시설 장치(300) 또는 관리자 장치(400)로부터 영상 데이터를 수신한다. 한편, 통신부(120)는 제어부(150)에 의해 각각의 사용자 단말기로 각각의 사용자에 상응하는 사고 위험 정보와 위험 지역 감지 정보를 송신한다. According to an embodiment of the present invention, the communication unit 120 collects public data and image data. Specifically, the communication unit 120 receives public data from a related department site. And the image data is received from the user device 200 , the
이때, 통신부(110)는 다양한 유형의 통신방식에 따라 다양한 유형의 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 통신부(110)는 와이파이칩, 블루투스 칩, 무선 통신 칩, NFC 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In this case, the
와이파이 칩, 블루투스 칩은 각각 WiFi 방식, 블루투스 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 와이파이 칩 또는 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신 칩은 IEEE, 지그비, 3G(3rdThe Wi-Fi chip and the Bluetooth chip may perform communication using a WiFi method and a Bluetooth method, respectively. In the case of using a Wi-Fi chip or a Bluetooth chip, various types of connection information, such as an SSID and a session key, are first transmitted and received, and various types of information can be transmitted/received after communication connection using the same. The wireless communication chip is IEEE, Zigbee, 3G (3rd
Generation), 3 GPP(3rd Generation PartnershIP Project), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다. NFC 칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication)방식으로 동작하는 칩을 의미한다.Generation) refers to a chip that performs communication according to various communication standards such as 3rd Generation PartnershIP Project (GPP), Long Term Evolution (LTE), and the like. The NFC chip refers to a chip operating in an NFC (Near Field Communication) method using a 13.56 MHz band among various RF-ID frequency bands such as 135 kHz, 13.56 MHz, 433 MHz, 860 to 960 MHz, and 2.45 GHz.
사고 위험 판단부(120)는 통신부(110)를 통해 획득한 공공 데이터를 기초로 기 설정된 각각의 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보를 각각 생성한다. The accident risk determination unit 120 generates accident risk information for each preset weather type based on the public data acquired through the
구체적으로, 공공 데이터가 상술한 바와 같이 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 포함하는 경우 사고 위험 판단부(120)는 각각의 기 설정된 날씨 유형에 따른 교통 사고 정보를 생성한다. 즉, 교통 사고 정보가 예를 들어 일일 사고 건수, 사망자 수, 부상자 수라고 가정한다면, 각각의 사고가 발생한 날의 날씨 유형을 식별한 후 날씨 유형에 따른 사고 건수, 사망자 수, 부상자 수를 산출하여 사고 위험 정보를 생성한다. Specifically, when the public data includes traffic accident information and climate statistical information as described above, the accident risk determination unit 120 generates traffic accident information according to each preset weather type. That is, assuming that traffic accident information is, for example, the number of daily accidents, the number of fatalities, and the number of injured Generate accident risk information.
한편 부상자 수는 부상 정도에 따라서 더 세분화 되어 분류될 수 있다. 예를 들어, 중상자, 경상자 및 부상 신고자로 분류된 후 각각의 부상이 발생된 날의 날씨 유형을 식별한 후 날씨 유형에 따른 각각의 중상자 수 경상자 수 및 부상 신고자 수를 산출할 수 있다. On the other hand, the number of injured can be further subdivided and classified according to the degree of injury. For example, after classifying serious injuries, minor injuries, and reported injuries, it is possible to identify the weather type on the day each injury occurred, and then calculate the number of serious injuries, the number of minor injuries, and the number of reported injuries according to the weather type.
이를 통해, 사고 예방 장치(100)는 날씨에 따른 교통 사고 발생의 상관 관계를 산출하고, 실시간 날씨가 기 설정된 날씨 유형 중 어떠한 날씨 유형에 해당하는지를 판단하여, 해당 날씨 유형에 따른 사고 위험 정보를 사용자 단말기(200)에 송신한다. Through this, the
이때 본 발명의 일 실시예로 날씨 유형은, 맑음을 나타내는 제1 날씨 유형, 흐림 또는 안개를 나타내는 제2 날씨 유형 및 비 또는 눈을 나타내는 제3 날씨 유형을 포함할 수 있다. 사고 위험 판단부(120)는 기온, 습도 및 풍속을 기초로 교통 사고 발생 당시의 날씨 유형을 결정하고, 각각의 교통 사고 발생에 따른 사망자 수 및 부상자 수를 해당 날씨 유형과 연관하여 산출한다. In this case, as an embodiment of the present invention, the weather type may include a first weather type indicating sunny weather, a second weather type indicating cloudy or foggy, and a third weather type indicating rain or snow. The accident risk determination unit 120 determines the type of weather at the time of the occurrence of a traffic accident based on the temperature, humidity, and wind speed, and calculates the number of deaths and injuries according to the occurrence of each traffic accident in association with the corresponding weather type.
한편 본 발명의 일 실시예로 사고 위험 정보는, 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 기반으로 산출되는 상기 제1 내지 제3 날씨 유형 각각의 일일 사고 건수, 일일 사망자 수 및 일일 부상자 수를 의미한다. 예를 들어, 제1 날씨 유형이 맑음을 나타내는 것이라고 가정한다면, 사고 위험 판단부(120)는 기 설정된 기간 동안의 일수 대비 기 설정된 기간에 발생한 교통 사고 정보 산출한다. 즉 맑은 날씨에 발생되는 일일 교통 사고 건수, 일일 사망자 수와 일일 부상자 수를 산출하는 것이다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the accident risk information means the number of daily accidents, the number of daily deaths, and the number of daily injuries for each of the first to third weather types calculated based on traffic accident information and climate statistical information. For example, if it is assumed that the first weather type is sunny, the accident risk determination unit 120 calculates information on traffic accidents occurring in a preset period compared to the number of days in the preset period. In other words, it calculates the number of daily traffic accidents, the number of daily fatalities, and the number of daily injuries that occur in clear weather.
한편, 위험 지역 감지부(130)는 영상 데이터에 포함된 도로 영역을 추출하고, 제1 딥러닝 모델을 이용하여 상기 추출된 도로 영역 내 도로 상태를 분석하고, 상기 분석된 도로 상태를 기반으로 위험 지역 리스트를 생성한다. On the other hand, the danger area detection unit 130 extracts a road area included in the image data, analyzes the road condition in the extracted road area using the first deep learning model, and a risk based on the analyzed road condition Create a local list.
구체적으로, 위험 지역 감지부(130)는 각각의 영상 데이터에서 도로 영역을 추출한다. 이를 위해, 각각의 영상 데이터의 도로 영역을 제외한 배경 영역을 제거하는 과정을 수행할 수 있다. 그리고, 추출된 도로 영역을 제1 딥러닝 모델에 입력하여, 해당 도로 영역의 도로 상태를 분석한다. Specifically, the dangerous area detection unit 130 extracts a road area from each image data. To this end, a process of removing a background area excluding a road area of each image data may be performed. Then, the extracted road area is input to the first deep learning model, and the road condition of the corresponding road area is analyzed.
이때, 제1 딥러닝 모델을 구성하는 심층신경망(Deep Neural Network; DNN)은, 하나 이상의 컴퓨터 내에 하나 이상의 레이어(Layer)를 구축하여 복수의 데이터를 바탕으로 판단을 수행하는 시스템 또는 네트워크를 포함할 수 있다. 심층신경망은 컨볼루션 풀링 층(Convolutional Pooling Layer), 로컬 접속 층(a locally-connected layer) 및 완전 연결 층(fullyconnected layer)을 포함하는 층들의 세트로 구현될 수 있다.At this time, the deep neural network (DNN) constituting the first deep learning model may include a system or network that builds one or more layers in one or more computers and performs a judgment based on a plurality of data. can A deep neural network may be implemented as a set of layers including a convolutional pooling layer, a locally-connected layer, and a fully connected layer.
상기 컨볼루션 풀링 층 또는 로컬 접속 층은 영상 내 특징들을 추출하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 완전 연결 층은 영상의 특징 간의 상관 관계를 결정할 수 있다.The convolutional pooling layer or local connection layer may be configured to extract features in an image. In addition, the fully connected layer may determine a correlation between features of an image.
다른 예로, 본 발명의 심층신경망의 전체적인 구조는 컨볼루션 풀링 층에 로컬 접속 층이 이어지고, 로컬 접속 층에 완전 연결 층이 이러지는 형태로 이루어질 수 있다. 심층신경망은 다양한 판단기준(즉, 파라미터(Parameter))를 포함할 수 있고, 입력되는 영상 분석을 통해 새로운 판단기준(즉, 파라미터)를 추가할 수 있다.As another example, the overall structure of the deep neural network of the present invention may be formed in a form in which a local access layer is connected to a convolutional pooling layer, and a fully connected layer is formed in the local access layer. The deep neural network may include various judgment criteria (ie, parameters), and may add new judgment criteria (ie, parameters) through input image analysis.
본 발명의 실시예들에 따른 심층신경망은, 영상분석에 적합한 콘볼루셔널 신경망이라고 부르는 구조로서, 주어진 영상 데이터들로부터 가장 분별력(Discriminative Power)이 큰 특징을 스스로 학습하는 특징 추출층(FeatureExtraction Layer)과 추출된 특징을 기반으로 가장 높은 예측 성능을 내도록 예측 모델을 학습하는 예측층(Prediction Layer)이 통합된 구조로 구성될 수도 있다. A deep neural network according to embodiments of the present invention is a structure called a convolutional neural network suitable for image analysis, and a feature extraction layer that learns by itself a feature with the greatest discriminative power from given image data. A prediction layer that learns a predictive model to obtain the highest predictive performance based on and extracted features may be configured in an integrated structure.
상기 특징 추출층은 영상의 각 영역에 대해 복수의 필터를 적용하여 특징 지도(Feature Map)를 만들어 내는 콘볼루션 층(Convolution Layer)과 특징 지도를 공간적으로 통합함으로써 위치나 회전의 변화에 불변하는 특징을 추출할 수 있도록 하는 통합층(Pooling Layer)을 번갈아 수 차례 반복하는 구조로 형성될 수 있다. 이를 통해, 점, 선, 면 등의 낮은 수준의 특징에서부터 복잡하고 의미 있는 높은 수준의 특징까지 다양한 수준의 특징을 추출해낼 수 있다.The feature extraction layer spatially integrates a convolution layer that creates a feature map by applying a plurality of filters to each region of the image and a feature map that is invariant to changes in position or rotation. It can be formed in a structure that alternately repeats the pooling layer for extracting the . Through this, various level features can be extracted from low-level features such as points, lines, and planes to complex and meaningful high-level features.
상기 콘볼루션 층은 입력 영상의 각 패치에 대하여 필터와 국지 수용장(Local Receptive Field)의 내적에 비선형 활성 함수(Activation Function)을 취함으로 서 특징지도(Feature Map)을 구하게 되는데, 다른 네트워크 구조와 비교하여, CNN은 희소한 연결성 (Sparse Connectivity)과 공유된 가중치(Shared Weights)를 가진 필터를 사용하는 특징이 있다. 이러한 연결구조는 학습할 모수의 개수를 줄여주고, 역전파 알고리즘을 통한 학습을 효율적으로 만들어 결과적으로 예측 성능을 향상시킨다.The convolutional layer obtains a feature map by taking a nonlinear activation function on the dot product of the filter and the local receptive field for each patch of the input image. In comparison, CNNs are characterized by using filters with sparse connectivity and shared weights. Such a connection structure reduces the number of parameters to be learned, makes learning through the backpropagation algorithm efficient, and consequently improves prediction performance.
상기 통합 층(Pooling Layer 또는 Sub-sampling Layer)은 이전 콘볼루션 층에서 구해진 특징 지도의 지역 정보를 활용하여 새로운 특징 지도를 생성한다. 일반적으로 통합 층에 의해 새로 생성된 특징지도는 원래의 특징 지도보다 작은 크기로 줄어드는데, 대표적인 통합 방법으로는 특징 지도 내 해당 영역의 최대값을 선택하는 최대 통합(Max Pooling)과 특징 지도 내 해당 영역의 평균값을 구하는 평균 통합(Average Pooling) 등이 있다. 상기 통합 층의 특징지도는 일반적으로 이전 층의 특징 지도보다 입력 영상에 존재하는 임의의 구조나 패턴의 위치에 영향을 적게 받을 수 있다. 즉, 상기 통합층은 입력 영상 혹은 이전 특징 지도에서의 노이즈나 왜곡과 같은 지역적 변화에 보다 강인한 특징을 추출할 수 있게 되고, 이러한 특징은 분류 성능에 중요한 역할을 할 수 있다. 또 다른 통합 층의 역할은 깊은 구조상에서 상위의 학습 층으로 올라갈수록 더 넓은 영역의 특징을 반영할 수 있게 하는 것으로서, 특징 추출 층이 쌓이면서, 하위 층에서는 지역적인 특징을 반영하고 상위 층으로 올라 갈수록 보다 추상적인 전체 영상의 특징을 반영하는 특징을 생성할 수 있다.The integration layer (Pooling Layer or Sub-sampling Layer) generates a new feature map by using local information of the feature map obtained from the previous convolutional layer. In general, the newly created feature map by the integration layer is reduced to a smaller size than the original feature map. Representative integration methods include Max Pooling, which selects the maximum value of the corresponding region in the feature map, and the corresponding feature map in the feature map. There is an average pooling method that calculates the average value of a region. In general, the feature map of the integrated layer may be less affected by the position of an arbitrary structure or pattern existing in the input image than the feature map of the previous layer. That is, the integration layer can extract features more robust to regional changes such as noise or distortion in the input image or the previous feature map, and these features can play an important role in classification performance. Another role of the integration layer is to reflect the features of a wider area as you go up to the upper learning layer in the deep structure. It is possible to generate features that reflect the more abstract features of the entire image.
이와 같이, 콘볼루션 층과 통합 층의 반복을 통해 최종적으로 추출된 특징은 다중 신경망(MLP: Multi-layer Perception)이나 서포트 벡터 머신(SVM: Support Vector Machine)과 같은 분류 모델이 완전 연결 층(Fully-connected Layer)의 형태로 결합되어 분류 모델 학습 및 예측에 사용될 수 있다.As such, the features finally extracted through iteration of the convolutional layer and the integration layer are fully connected to the classification model such as multi-layer perception (MLP) or support vector machine (SVM). -connected layer) and can be used for classification model training and prediction.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기계학습을 위한 학습 데이터는 U-Net-dhSgement 모델에 기초하여 생성될 수 있다. 여기서, U-Net-dhSgement 모델은 종단 간(end-to-end)의 완전 연결 컨벌루션 네트워크 (Fully Convolutional Networks. FCN)를 기초로, 확장(expansive) 경로를 수축(contracting) 경로와 대칭(symmetric)으로 설정하여 각 레벨에 대한 스킵(skip) 연결이 있는 U 자형 아키텍처를 생성한 모델일 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, training data for machine learning may be generated based on the U-Net-dhSgement model. Here, the U-Net-dhSgement model is based on an end-to-end fully connected convolutional network (FCN), and contracts an expansive path and a symmetric path. It could be a model that created a U-shaped architecture with skip connections for each level by setting it to .
한편, 본 발명의 일 실시예로 상기 제1 딥러닝 모델을 통해 분석되는 도로 상태는, 정상, 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나를 포함한다. 이때, 위험 지역 감지부(130)는 해당 도로의 상태가 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나를 포함하는 경우, 해당 도로가 위치한 지역을 위험 지역 리스트에 포함시킨다. 이를 통해, 사고 예방 장치(100)는 수집된 영상 데이터를 기초로, 지역적 범위에 제한되지 않고 도로 상태를 분석할 수 있으며, 해당 도로 상태에 따라서 위험 지역 리스트를 생성하여 관리할 수 있다. Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the road condition analyzed through the first deep learning model includes at least one of normal, crack, rutting, and porthole. At this time, when the state of the corresponding road includes at least one of cracks, rutting, and portholes, the dangerous area detecting unit 130 includes the area in which the corresponding road is located in the list of dangerous areas. Through this, the
한편, 도면에 명확히 도시되지는 않았으나 위험 지역 감지부(130)는 주기적으로 위험 지역 리스트를 갱신할 수도 있을 것이다. 구체적으로 위험 지역 리스트에 포함되는 위험 지역에 대해서는 관리자 장치(400)를 통해 해당 위험 지역을 관리하고 주기적으로 영상 데이터 수집을 요청할 수 있을 것이다. 이를 통해 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나에 해당하는 도로가 이후 수리, 포장 등을 통해 도로 상태가 정상적으로 회복된 경우에는 상기 위험 지역 리스트에서 제외한다. On the other hand, although not clearly shown in the drawing, the danger area detection unit 130 may periodically update the danger area list. Specifically, with respect to a dangerous region included in the dangerous region list, the corresponding dangerous region may be managed through the
한편, 메모리(130)는 데이터베이스를 구비할 수 있는 로컬 저장매체이다. 상기 데이터베이스는 통신부(110)가 수신한 공공 데이터, 영상데이터 및 누적된 사고 위험 리스트 정보를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 메모리(220)는 프로세서(150)가 동작하기 위한 인스트럭션 등을 저장할 수 있다.Meanwhile, the memory 130 is a local storage medium that may include a database. The database may include public data, image data, and accumulated accident risk list information received by the
메모리(130)는 사고 예방 장치(100)에 공급되는 전원이 차단되더라도 데이터들이 남아있어야 하며, 변동사항을 반영할 수 있도록 쓰기 가능한 비휘발성 메모리(Writable Rom)로 구비될 수 있다. 즉, 메모리(130)는 플래쉬메모리(Flash Memory) 또는 EPROM 또는 EEPROM 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 본 발명에서 설명의 편의를 위해 하나의 메모리(130)에 모든 인스트럭션 정보가 저장되는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사고 예방 장치 (100)는 복수의 메모리를 구비할 수 있다.The memory 130 should retain data even when the power supplied to the
한편, 교통 사고 예방 장치(100)의 프로세서(150)는 사용자 장치의 위치 정보를 기반으로 상기 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨를 판단하고, 상기 판단된 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보 및 상기 위험 지역 리스트에 포함된 위험 지역으로부터 기 설정된 범위 내 사용자가 위치한 경우, 위험 지역 감지 정보를 상기 통신부를 통해 상기 사용자 장치에 송신한다. On the other hand, the
구체적으로, 프로세서(150)는 교통 사고 예방 장치(100)에 등록된 각각의 사용자 단말기로부터 사용자의 위치 정보를 수신한다. 이를 통해, 각각의 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨 정보를 탐색할 수 있다. 이는, 상술한 공공 데이터의 기후 통계 정보와 사용자의 위치 정보를 매칭하여 탐색할 수 있을 것이다. 그리고 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보를 추출하여 통신부(110)를 통해 사용자 단말기로 송신한다. 예를 들어, 제1 사용자 단말기를 통해 제1 사용자가 위치한 지역의 날씨가 맑음을 나타내는 제1 날씨 유형에 해당하는 경우에는 제1 날씨 유형에 대하 사고 위험 정보를 제공한다. 즉 맑은 날씨에 발생되는 일일 교통 사고 건수, 일일 사망자 수 및 일일 부상자 수를 산출하여 제1 사용자 단말기로 송신한다. Specifically, the
뿐만 아니라, 프로세서(150)는 위험 지역 리스트에 포함된 위험 지역으로부터 기 설정된 범위 내 사용자가 위치한 경우, 사용자가 위험 지역에 근접, 인접하였음을 알리는 위험 지역 감지 정보를 송신한다. 이때, 상술한 바와 같이 사용자 단말기(200)가 챠량 내 부착된 내비게이션을 포함하는 경우에는, 해당 네비게이션의 디스플레이부(미도시) 상에 위험 지역 감지 정보를 표시하도록 송신할 수 있을 것이다. 위험 지역 감지 정보는, 해당 도로의 상태 정보(예를 들어, 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나), 해당 도로의 차선 정보(예를 들어, 도로가 복수의 차선을 포함하는 경우, 균열된 도로의 차선 정보)도로까지와 사용자 단말기와의 거리 정보 및 해당 도로를 포함하는 영상 데이터(즉, 도로 상태를 분석하기 위해 제공받은 영상 데이터)를 함께 송신할 수 있다. In addition, when the user is located within a preset range from the danger area included in the danger area list, the
이를 통해, 사용자는 실시간 날씨 유형에 따른 사고 위험 정보와 사용자의 실시간 위치를 기반한 위험 지역 감지 정보를 제공받음으로써, 교통 사고를 사전에 예방할 수 있을 것이다. Through this, the user may be provided with accident risk information according to the real-time weather type and danger area detection information based on the user's real-time location, thereby preventing traffic accidents in advance.
한편, 본 발명의 일 실시예로, 프로세서(150)는, 제1 내지 제3 날씨 유형에 대한 각각의 도로 상태 별 사고 발생 가능성 정보를 산출하고, 상기 사용자 장치의 위치 정보 및 실시간 날씨를 기반으로, 상기 사고 발생 가능성 정보를 송신한다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the
사고 발생 가능성 정보는, 각각의 날씨 유형 및 도로 상태와 교통 사고의 상관 관계를 산출한 정보를 의미한다. 예를 들어, 사용자가 위험 지역 리스트에 포함된 리스트로부터 기 설정된 범위 내 위치한 경우 프로세서(150)는 해당 지역의 도로 상태 및 실시간 날씨 정보를 기반으로 교통 사고 건수, 사망자 수 및 부상자 수의 상관 관계를 산출하여 사고 발생 가능성 정보를 생성한다. The accident probability information refers to information obtained by calculating a correlation between each weather type and road condition and a traffic accident. For example, if the user is located within a preset range from the list included in the hazardous area list, the
상술한 본 발명의 일 실시예를 들어 다시 설명하면, 도로 상태가 정상, 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나일 때, 각각의 도로 상태의 날씨 유형 별 교통 사고 건수를 산출한다. 예를 들어, 균열된 도로 상태에서의 제1 날씨 유형일 때의 교통 사고 발생 건수, 제2 날씨 유형일 때의 교통사고 발생 건수 및 제3 날씨 유형일 때의 교통사고 발생 건수를 산출한다. 동일한 도로의 경우라 하더라도, 날씨에 따른 교통사고의 발생 빈도 수가 상이할 수 있기 때문이다. 따라서 사용자에게 보다 정확한 교통 사고 발생 가능성 정보를 제공하기 위하여, 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨 정보와 실시간 위치 정보를 기반으로, 해당 날씨 유형에 해당 위험 지역에서 발생할 수 있는 사고 발생 가능성 정보를 산출하여 제공한다. Referring again to the above-described embodiment of the present invention, when the road condition is at least one of normal, crack, rutting, and pothole, the number of traffic accidents for each weather type of each road condition is calculated. For example, the number of traffic accidents occurring in the first weather type, the number of traffic accidents occurring in the second weather type, and the number of traffic accidents occurring in the third weather type in the cracked road condition are calculated. This is because, even in the case of the same road, the frequency of occurrence of traffic accidents according to weather may be different. Therefore, in order to provide users with more accurate traffic accident probability information, based on real-time weather information and real-time location information of the area where the user is located, information on the possibility of an accident that may occur in the hazardous area is calculated and provided for the type of weather. do.
상술한 예는 제1 날씨 유형과 교통 사고 발생 건수만을 기초로 설명하였다. 그러나 제2 날씨 유형 및 제3 날씨 유형과 더불어 사망자 수 및 부상자 수에 기초하여 다양한 사고 발생 가능성 정보를 생성할 수 있음은 통상의 기술자도 자명하게 이해할 수 있을 것이다.The above-described example has been described based on only the first weather type and the number of traffic accidents. However, it will be apparent to those skilled in the art that various accident probability information may be generated based on the number of dead and injured in addition to the second and third weather types.
한편, 사고 예방 장치(100)는, 사고 위험 정보, 위험 지역 감지 정보 및 사고 발생 가능성 정보와 함께 사고 다발 위치 정보를 더 생성하여 사용자 장치로 송신할 수도 있다. Meanwhile, the
여기서 사고 다발 위치 정보는 관계 부처 사이트에서 제공하는 다수의 사고가 발생하는 위치 관련 정보와 해당 사고 다발 위치에서의 기 설정된 기간 동안 발생한 사고건수 및 사상자수 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 프로세서(150)는 현재 사용자의 실시간 위치가 사고 다발 위치로부터 기 설정된 범위에 포함된 경우라면, 기 설정된 기간 동안의 사상자수를 사고건수로 나누어 예측 피해량을 계산한다. 이때, 사용자의 위치가 사고 다발 위치에 포함되지 않은 경우라도 프로세서(150)는 동일한 도로 상태에서 발생한 사고건수 및 사상자수 정보에 기초하여 예측 피해량을 판단할 수 있다.Here, the accident location information may include location-related information on which a plurality of accidents occur, provided by the site of the relevant department, and information on the number of accidents and casualties that occurred during a preset period at the location of multiple accidents. Accordingly, if the real-time location of the current user is included in a preset range from the location of multiple accidents, the
한편 본 발명의 일 실시예로, 위험 지역 감지부(130)는, 상기 도로의 위험 요소를 더 판단할 수 있다. 즉, 도로 상태에 따라 판단되는 균열, 러팅 및 포트홀 뿐만 아니라, 날씨에 따라 발생될 수 있는 도로의 위험 요소를 더 판단할 수 있다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the danger area detection unit 130 may further determine the risk factor of the road. That is, in addition to cracks, rutting, and potholes determined according to road conditions, it is possible to further determine risk factors of the road that may occur depending on weather.
예를 들어, 도로 상에 형성되는 블랙아이스가 이에 해당한다. 블랙아이스는 도로 상에 녹았던 눈 또는 비가 급격히 내려간 기온 때문에 다시 얇은 빙판으로 얼어붙는 현상을 말한다. 주로 그늘진 도로나 터널 등 표면 온도가 낮은 곳에서 많이 발생되는데, 이러한 위험 요소는 도로의 형태만으로는 판단하기 어렵다.For example, black ice formed on the road corresponds to this. Black ice refers to a phenomenon in which snow or rain that has melted on the road freezes back into thin ice due to a sudden drop in temperature. It mainly occurs in places with low surface temperature such as shady roads or tunnels.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따라 위험 지역 감지부(130)는 오토인코더를 이용하여 상기 도로 내 블랙아이스를 판단하고, 오토인코더는 제2 딥러닝 모델을 이용하여 상기 영상 데이터의 R, G, B 값 각각에 가중치를 부여하여 상기 가중치가 부여된 R, G, B 값을 1차원 벡터 표현(1D Vector Representation)을 통해 IR 값으로 변환하여 상기 도로의 블랙아이스를 판단하고, 상기 블랙아이스가 포함된 도로를 상기 위험 지역 리스트에 더 포함할 수 있을 것이다. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the danger area detection unit 130 determines the black ice in the road using an autoencoder, and the autoencoder uses a second deep learning model to determine the R, G, By assigning a weight to each B value, the weighted R, G, and B values are converted into IR values through 1D Vector Representation to determine the black ice of the road, and the black ice is included Roads may be further included in the list of dangerous areas.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 교통 사고 예방 장치(100)는 공공데이터를 통해, 블랙아이스로 인한 교통 사고 발생 지역에 관한 정보를 획득하고, 해당 지역에 설치된 공공 시설 장치(300)를 통해 실시간 영상 데이터를 수집할 수 있다. 또는 사전에 설정된 날씨 유형 및 기온이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우, 해당 지역에 관한 영상 데이터의 수집을 시작할 수도 있을 것이다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the traffic
이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙아이스를 식별하는 방법에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, a method of identifying black ice according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 .
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙아이스를 파악하기 위한 도면이다.3 is a diagram for identifying black ice according to an embodiment of the present invention.
오토인코더는 학습 데이터를 통해 입력을 출력으로 복사하는 비지도 학습 신경망을 지칭한다. 본 발명의 블랙아이스를 파악하기 위해 사용되는 오토인코더는 Uncompleted 오토인코더, Stacked 오토인코더, Denoising 오토인코더, Sparse 오토인코더 및 Variational 오토인코더 등을 포함할 수 있다.Autoencoder refers to an unsupervised learning neural network that copies input to output through training data. The autoencoder used to identify black ice of the present invention may include an uncompleted autoencoder, a stacked autoencoder, a denoising autoencoder, a sparse autoencoder, and a variational autoencoder.
공공 데이터 또는 개인 데이터에 포함된 도로 영상 데이터는 각 픽셀마다 R, G, B값을 가질 수 있다. 프로세서(150)는 오토인코더를 이용하여 영상 데이터의 각각의 픽셀의 R, G, B값을 IR 값으로 변환할 수 있다. 구체적으로, 프로세서는 R, G, B 값을 1차원 벡터 표현(1D Vector Representation)을 통해 IR 값으로 변환하여 변환된 IR 값을 출력할 수 있다.Road image data included in public data or personal data may have R, G, and B values for each pixel. The
또한, 본 발명의 오토인코더는 R, G, B 값 각각에 가중치를 부여하여 상기 가중치가 부여된 R, G, B 값을 1차원 벡터 표현(1D Vector Representation)을 통해 IR 값으로 변환할 수 있다. 이 경우, R, G, B 값 각각에 부여되는 가중치는 오토인코더가 학습하며 발생된 가중치일 수 있다. 오토인코더 역시 딥러닝(또는 기계학습, 머신러닝)을 통해 수많은 영상 데이터를 학습하게 되며, 오토인코더는 하나의 영상을 1차원 벡터 표현을 통해 IR 값으로 변환할 때 마다, α, β 및 γ 가 생성된다. 이 경우, 하나의 영상에서 생성되는 α, β 및 γ는 모든 픽셀에 대하여 동일하다.In addition, the autoencoder of the present invention can convert each of the R, G, and B values by weighting the weighted R, G, and B values into an IR value through 1D Vector Representation. . In this case, the weights assigned to each of the R, G, and B values may be weights generated by learning the autoencoder. The autoencoder also learns a lot of image data through deep learning (or machine learning, machine learning), and whenever the autoencoder converts an image into an IR value through a one-dimensional vector representation, α, β and γ are is created In this case, α, β, and γ generated in one image are the same for all pixels.
따라서, 오토인코더는 실제로 도로 영상을 분석하는 경우, 입력된 R, G, B 값 각각에 α, β 및 γ 가중치를 부여하여 α* R, β* G 및 γ* B 값을 IR 값으로 변환할 수 있다. 이 경우, 부여되는 α, β 및 γ는 학습 데이터로 입력된 도로 영상 중 현재 파악해야 하는 도로 영상과 가장 유사한 영상을 IR 변환하며 생성된 값일 수 있다.Therefore, when analyzing a road image, the autoencoder actually converts α* R, β* G, and γ* B values into IR values by giving α, β, and γ weights to each of the input R, G, and B values. can In this case, the given α, β, and γ may be values generated by IR-converting an image most similar to a road image to be recognized currently among road images input as learning data.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 오토인코더(320)를 학습시키기 위한 소스코드는 구글 colab 프로그램의 python 언어로 작성된 코드일 수 있으며, 학습을 위한 라이브러리로는 openCV, numpy를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the source code for learning the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙아이스를 파악하기 위한 소스코드를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a source code for detecting black ice according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_RGB2GRAY) 함수를 이용하여 입력된 도로 영상을 openCV 라이브러리를 통해 휘도값(그레이 스케일)로 변환이 가능하다.Referring to FIG. 4 , it is possible to convert an input road image into a luminance value (gray scale) through the openCV library using the gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_RGB2GRAY) function.
또한, red = gray.copy(), green = gray.copy(), blue =gray.copy() 함수를 이용하여 각 픽셀의 R, G, B 값의 배열을 새로운 주소에 할당하여 배열을 복사할 수 있다.Also, by using the red = gray.copy(), green = gray.copy(), blue = gray.copy() functions, the array of R, G, and B values of each pixel is assigned to a new address to copy the array. can
또한, R=.642, G=.532, B=.44, sum=R+G+B, R=R/sum, G=G/sum, B=B/sum 함수를 이용하여 R, G, B 값에 부여할 가중치 α, β 및 γ가 결정될 수 있다. 여기서, 0.642, 0.532, 0.44라는 값은 입력된 도로 영상과 가장 유사한 영상을 IR 변환하면서 생성된 값일 수 있다.In addition, using the R=.642, G=.532, B=.44, sum=R+G+B, R=R/sum, G=G/sum, B=B/sum functions, R, G, Weights α, β, and γ to be assigned to the B value may be determined. Here, the values of 0.642, 0.532, and 0.44 may be values generated while IR-converting an image most similar to the input road image.
또한, red=(R*red), green=(G*green), blue=(B*blue), result=cv2.merge([red, green, blue]) 함수를 이용해 입력된 도로 영상의 R, G, B 값을 IR 값으로 변환이 가능하다.In addition, R of the road image input using the red=(R*red), green=(G*green), blue=(B*blue), result=cv2.merge([red, green, blue]) function, It is possible to convert G and B values into IR values.
또한, max=np.amax(result), result = ((255/max)*result).clip(0,255). astype(np.uint8), return result 함수를 이용해 영상을 비율로 스케일링한 후 fully dynamic range까지 증가시킨 값을 result 값으로 반환함으로써 도로에 블랙아이스의 존재 여부를 파악할 수 있다.Also, max=np.amax(result), result = ((255/max)*result).clip(0,255). By using the astype(np.uint8), return result function, the image is scaled to a ratio, and the value increased to the fully dynamic range is returned as the result value to determine whether there is black ice on the road.
한편, 본 발명의 일 실시예로 프로세서(150)는 상기 위험 지역 리스트에 포함된 상기 블랙아이스를 포함한 도로의 실시간 날씨가 상기 날씨 유형 중 제3 날씨 유형에 해당하고, 기온이 제1 기준 값 미만인 경우, 상기 도로에 관한 관리 정보 또는 통제 정보를 관리자 장치로 송신할 수 있다. Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the
상술한 바와 같이, 위험 지역 리스트에 포함된 블랙아이스가 발생하는 도로의 실시간 날씨를 기초로, 상기 날씨 유형이 제3 날씨 유형, 즉 비 또는 눈에 해당하고, 도로가 위치한 지역의 실시간 기온이 제1 기준 값 미만인 경우에는, 블랙아이스 발생을 예측하여 관리자 장치로 해당 도로에 관한 관리 정보와 통제 정보를 송신함으로써, 사전에 사고 발생을 예방한다. As described above, based on the real-time weather of the road where black ice occurs included in the list of dangerous areas, the weather type corresponds to the third weather type, that is, rain or snow, and the real-time temperature of the area where the road is located is If it is less than 1 reference value, the occurrence of black ice is predicted and the management information and control information on the road are transmitted to the manager device to prevent accidents in advance.
한편, 상기 프로세서는 상기 사용자 장치가 차량에 포함된 경우, 상기 차량의 운전자가 상기 차량의 제동 장치를 구동시키도록 하는 가이드 정보를 포함하고, 상기 가이드 정보는 다음의 수식을 이용하여 산출될 수 있다. Meanwhile, when the user device is included in the vehicle, the processor includes guide information that allows the driver of the vehicle to drive the brake device of the vehicle, and the guide information may be calculated using the following equation .
[수학식 1][Equation 1]
이때, cvn은 상기 차량의 현재속도(km)이다.In this case, cv n is the current speed (km) of the vehicle.
구체적으로 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨 정보 및 위치 정보를 기반으로, 특정 도로 지점에서 사고가 발생할 가능성이 있는 것으로 예측하면, 프로세서(150)는 위험 지역으로부터 일정 범위 내에서 운행중인 차량의 위치와 속도를 위성신호 및 GPS 신호 등을 통해 파악하고 상기 사고 발생 지점으로부터 상기 [수학식 1]에 따라 계산된 정지거리 내에 위치한 차량으로 즉시 제동 장치를 구동시키도록 가이드 정보를 송신할 수 있다. 또한, 상기 가이드 정보는 알람 정보(소리 또는 영상)를 포함하여 운전자로 하여금 즉시 제동 장치를 구동시키도록 할 수 있다.Specifically, if it is predicted that an accident is likely to occur at a specific road point based on real-time weather information and location information of the area where the user is located, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 사고 발생 지역에서 미리 정해진 영역 내에 위치한 복수의 사용자 장치로 사고발생 가능성 관련 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)가 특정 사용자로부터 수집된 영상데이터에 기초하여 사고 발생 가능성 정보를 생성한 경우, 상기 사용자가 촬영한 도로 지점 주변의 300m 원 지름 내에 위치한 보행자들의 사용자 장치(130)로 상기 사고 발생 가능성 정보를 송신할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
한편, 본 발명의 일 실시예로, 통신부(110)는 상기 사용자 장치로부터 사용자의 이동 경로 정보를 수신하고, 상기 프로세서(150)는, 상기 이동 경로 정보 및 상기 위험 지역 리스트를 기반으로, 상기 이동 경로에 포함되는 위험 지역을 판단하고, 상기 판단된 위험지역을 기반으로 신규 이동 경로 정보를 생성하여 상기 사용자 장치로 송신할 수 있다. On the other hand, in an embodiment of the present invention, the
즉, 사용자 장치(200)로부터 사용자의 이동 경로 정보를 수신하면, 프로세서(150)는 사용자의 위치 정보 및 날씨 정보를 기반으로 사용자의 이동 경로가 위험 지역 리스트에 포함된 위험 지역에 속하는지 여부를 판단하고, 해당 사용자에게 신규 이동 경로 정보를 생성하여 송신한다. 지금까지 통신사 또는 이동 수단으로부터 제공되는 이동 경로 정보는 대부분 실시간의 교통 상황을 기반으로 제공된다. 그러나 본 발명은 사고 발생 가능성 정보, 사고 위험 정보 및 위험 지역 감지 정보를 기반으로 사용자가 안전한 운행을 할 수 있는 신규 이동 경로 정보를 제공한다. 이를 통해 교통 사고 발생을 사전에 예방할 수 있을 것이다. That is, upon receiving the movement route information of the user from the user device 200 , the
한편, 신규 이동 경로 정보는, 사용자에게 이동 경로 내 도로 중 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나를 포함하는 차선 정보를 함께 제공하여, 사용자가 정상 도로에 해당하는 차선을 통해 운행하도록 하는 정보를 포함한다. On the other hand, the new movement route information includes information that provides the user with lane information including at least one of cracks, rutting, and portholes among the roads in the movement route to allow the user to drive through a lane corresponding to a normal road. .
한편, 본 발명의 일 실시예로, 프로세서(150)는 위험 지역 리스트에 포함된 복수의 위험 지역 간의 거리가 기 설정된 거리 이하이고, 상기 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 따른 일일 사고 건수가 기 설정된 건수 이상인 경우에는, 복수의 위험 지역에 관한 사고 발생 가능성 정보를 더 생성하여 상기 사용자 장치로 송신할 수 있다. Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the
예를 들어, 균열된 상태의 각각의 도로가 50m 미만이고, 실시간 날씨에 따른 날씨 유형의 일일 사고 건수가 10건 이상인 경우에는, 해당 도로로부터 기 설정된 범위 내 사용자 또는 해당 도로를 포함하는 이동 경로 정보를 송신한 사용자에게 해당 도로에 관한 사고 발생 가능성 정보를 더 제공한다. For example, when each road in a cracked state is less than 50 m, and the number of daily accidents of a weather type according to real-time weather is 10 or more, information on a user within a preset range from the road or movement route including the road Further information on the possibility of an accident on the road is provided to the user who transmitted the message.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 딥러닝 모델 기반의 도로 상태 판단을 통한 교통 사고 예방 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 5 is a flowchart schematically illustrating a method for preventing a traffic accident through road condition determination based on a deep learning model, according to an embodiment of the present invention.
딥러닝 기반의 교통 사고 예방 방법은, 상술한 교통 사고 예방 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 이때, 교통 사고 예방 장치(100)는 상술한 바와 같이 교통 사고를 관리하는 기관, 기업이 운영하는 서버 컴퓨터일 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다. The deep learning-based traffic accident prevention method may be performed by the aforementioned traffic
먼저 도 5를 참조하면, 서버는 공공 데이터 및 영상 데이터를 수집한다(S610).First, referring to FIG. 5 , the server collects public data and image data ( S610 ).
그리고 상기 공공 데이터를 기초로 기 설정된 각각의 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보를 각각 생성하고(S620), 상기 영상 데이터에 포함된 도로 영역을 추출하고, 제1 딥러닝 모델을 이용하여 상기 추출된 도로 영역 내 도로 상태를 분석하고, 상기 분석된 도로 상태를 기반으로 위험 지역 리스트를 생성한다(S630). And based on the public data, each of the accident risk information for each preset weather type is generated (S620), the road area included in the image data is extracted, and the extracted road is used using a first deep learning model. A road condition in the area is analyzed, and a dangerous area list is generated based on the analyzed road condition (S630).
한편, S620 및 S630은 기 설정된 시간을 주기로 수집되는 공공 데이터 및 영상 데이터를 기반으로 주기적으로 생성되고, 갱신될 수 있다. Meanwhile, S620 and S630 may be periodically generated and updated based on public data and image data collected periodically at a preset time period.
S630 이후, 사용자 장치의 위치 정보를 기반으로 상기 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨를 판단한다(S640). After S630, the real-time weather of the area where the user is located is determined based on the location information of the user device (S640).
이때, 사용자 장치(200)는 서버에 등록된 복수의 사용자 장치(200)로 서버는 각각의 사용자 장치의 실시간 위치 정보를 기반으로 각각의 사용자가 위치한 지역, 위치의 실시간 날씨를 판단한다. In this case, the user device 200 is a plurality of user devices 200 registered with the server, and the server determines a region where each user is located and real-time weather of the location based on real-time location information of each user device.
한편, 판단된 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보 및 상기 위험 지역 리스트에 포함된 위험 지역으로부터 기 설정된 범위 내 사용자가 위치한 경우, 위험 지역 감지 정보를 송신한다(S650).On the other hand, when the user is located within a preset range from the risk area included in the risk area list and accident risk information on the weather type corresponding to the determined real-time weather, the danger area detection information is transmitted ( S650 ).
이때, 상술한 바와 같이 도로 상태는, 정상, 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나를 포함하고, 위험 지역 리스트 생성 단계는, 상기 도로 상태가 상기 균열, 상기 러팅 및 상기 포트홀 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 도로를 위험 지역으로 판단하고, 상기 위험 지역으로 판단된 상기 도로를 포함한 상기 위험 지역 리스트를 생성한다. At this time, as described above, the road condition includes at least one of normal, crack, rutting, and porthole, and in the step of generating the hazardous area list, the road condition corresponds to at least one of the crack, the rutting and the porthole. , it is determined that the road is a dangerous area, and the dangerous area list including the road determined as the dangerous area is generated.
한편, 도면에 명확히 도시되지는 않았으나 본 발명의 일 실시예로 상기 날씨 유형은, 맑음을 나타내는 제1 날씨 유형, 흐림 또는 안개를 나타내는 제2 날씨 유형 및 비 또는 눈을 나타내는 제3 날씨 유형을 포함하고, 상기 사고 위험 정보를 생성하는 S620 단계는, 상기 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 기반으로, 상기 제1 내지 제3 날씨 유형 각각의 일일 사고 건수, 일일 사망자 수 및 일일 부상자 수를 산출하는 것일 수 있다. Meanwhile, although not clearly shown in the drawings, in an embodiment of the present invention, the weather type includes a first weather type indicating sunny, a second weather type indicating cloudy or fog, and a third weather type indicating rain or snow and, the step S620 of generating the accident risk information is to calculate the number of daily accidents, the number of daily deaths and the number of daily injuries for each of the first to third weather types, based on the traffic accident information and climate statistical information. can
한편, 도면에 명확히 도시되지는 않았으나 본 발명의 일 실시예로, 상술한 딥러닝 모델 기반의 도로 상태 판단을 통한 교통 사고 예방 방법은, 상기 제1 내지 제3 날씨 유형에 대한 각각의 도로 상태 별 사고 발생 가능성 정보를 산출하고, 상기 사용자 장치의 위치 정보 및 실시간 날씨를 기반으로 상기 사고 발생 가능성 정보를 송신하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. On the other hand, although not clearly shown in the drawings, as an embodiment of the present invention, the method for preventing traffic accidents through the above-described deep learning model-based road condition determination is provided for each road condition for the first to third weather types. The method may further include calculating the accident probability information and transmitting the accident probability information based on the location information of the user device and real-time weather (not shown).
또한 도면에 명확히 도시되지는 않았으나 본 발명의 일 실시예로, S630 단계는, 상기 도로의 위험 요소를 더 판단하여 상기 위험 지역 리스트를 생성하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 위험 요소를 더 판단하는 단계는 오토인코더를 이용하여 상기 도로 내 블랙아이스를 판단하되, 상기 오토인코더는 제2 딥러닝 모델을 이용하여 상기 영상 데이터의 R, G, B 값 각각에 가중치를 부여하여 상기 가중치가 부여된 R, G, B 값을 1차원 벡터 표현(1D Vector Representation)을 통해 IR 값으로 변환하여 상기 도로의 블랙아이스를 판단하는 것일 수 있다. In addition, although not clearly shown in the drawings, in an embodiment of the present invention, step S630 may further include a step (not shown) of generating the risk area list by further determining the risk factors of the road, and the risk In the step of further determining the factor, the black ice in the road is determined using an autoencoder, wherein the autoencoder uses a second deep learning model to give weights to each of the R, G, and B values of the image data. The black ice of the road may be determined by converting the weighted R, G, and B values into IR values through 1D Vector Representation.
또한 상술한 딥러닝 모델 기반의 도로 상태 판단을 통한 교통 사고 예방 방법은, 상기 위험 지역 리스트에 포함된 상기 블랙아이스를 포함한 도로의 실시간 날씨가 상기 날씨 유형 중 제3 날씨 유형에 해당하고, 기온이 제1 기준 값 미만인 경우 상기 도로에 관한 관리 정보 또는 통제 정보를 관리자 장치로 송신하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. In addition, in the method of preventing traffic accidents by determining the road condition based on the deep learning model described above, the real-time weather of the road including the black ice included in the dangerous area list corresponds to a third weather type among the weather types, and the temperature is The method may further include (not shown) transmitting management information or control information on the road to a manager device when it is less than the first reference value.
이때 상기 사용자 장치가 차량에 포함된 경우 상기 차량의 운전자가 상기 차량의 제동 장치를 구동시키도록 하는 가이드 정보를 생성하여 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한편 상기 가이드 정보는 다음의 수식을 이용하여 산출된다.In this case, when the user device is included in the vehicle, the method may further include generating and transmitting guide information for allowing a driver of the vehicle to drive a braking device of the vehicle. Meanwhile, the guide information is calculated using the following equation.
[수학식 2][Equation 2]
(상기, cvn은 상기 차량의 현재속도(km)이다.)(Wherein, cv n is the current speed (km) of the vehicle.)
한편, S610 단계는 상기 사용자 장치로부터 사용자의 이동 경로 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 가이드 정보 송신 단계는, 상기 이동 경로 정보 및 상기 위험 지역 리스트를 기반으로, 상기 이동 경로에 포함되는 위험 지역을 판단하고, 상기 판단된 위험지역을 기반으로 신규 이동 경로 정보를 생성하여 상기 사용자 장치로 송신하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. On the other hand, step S610 further includes the step of receiving the movement route information of the user from the user device, the step of transmitting the guide information, based on the movement route information and the dangerous area list, the risk included in the movement route The method may further include determining an area, generating new movement route information based on the determined dangerous area, and transmitting the information to the user device (not shown).
이때 본 발명의 일 실시예로 상기 사고 발생 가능성 정보 송신 단계는, 상기 리스트에 포함된 복수의 위험 지역 간의 거리가 기 설정된 거리 이하이고, 상기 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 따른 일일 사고 건수가 기 설정된 건수 이상인 경우에는 상기 복수의 위험 지역에 관한 사고 발생 가능성 정보를 더 생성하여 상기 사용자 장치로 송신할 수 있다. In this case, in the step of transmitting the accident probability information according to an embodiment of the present invention, the distance between the plurality of dangerous areas included in the list is less than or equal to a preset distance, and the number of daily accidents according to the weather type corresponding to the real-time weather is set. When the number of cases is greater than or equal to the set number, accident possibility information regarding the plurality of dangerous areas may be further generated and transmitted to the user device.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 딥러닝 기반의 교통 사고 예방 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.The deep learning-based traffic accident prevention method according to an embodiment of the present invention described above may be implemented as a program (or application) and stored in a medium to be executed in combination with a server that is hardware.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.The above-described program is C, C++, JAVA, machine language, etc. that a processor (CPU) of the computer can read through a device interface of the computer in order for the computer to read the program and execute the methods implemented as a program It may include code (Code) coded in the computer language of Such code may include functional code related to functions defining functions necessary for executing the methods, etc. can do. In addition, the code may further include additional information necessary for the processor of the computer to execute the functions or code related to memory reference for which location (address address) in the internal or external memory of the computer to be referenced. there is. In addition, when the processor of the computer needs to communicate with any other computer or server located remotely in order to execute the above functions, the code uses the communication module of the computer to determine how to communicate with any other computer or server remotely. It may further include a communication-related code for whether to communicate and what information or media to transmit and receive during communication.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.The storage medium is not a medium that stores data for a short moment, such as a register, a cache, a memory, etc., but a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device. Specifically, examples of the storage medium include, but are not limited to, ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage device. That is, the program may be stored in various recording media on various servers that the computer can access or in various recording media on the computer of the user. In addition, the medium may be distributed in a computer system connected by a network, and a computer readable code may be stored in a distributed manner.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in relation to an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, as a software module executed by hardware, or by a combination thereof. A software module may contain random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
10 : 딥러닝 모델 기반의 교통 사고 예방 시스템
100 : 딥러닝 모델 기반의 교통 사고 예방 장치
200 : 사용자 장치
300 : 공공 시설 장치
400 : 관리자 장치10 : Traffic accident prevention system based on deep learning model
100: Traffic accident prevention device based on deep learning model
200: user device
300: public facility equipment
400 : manager device
Claims (17)
공공 데이터를 기초로 기 설정된 각각의 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보를 각각 생성하는 사고 위험 판단부;
영상 데이터에 포함된 도로 영역을 추출하고, 제1 딥러닝 모델을 이용하여 상기 추출된 도로 영역 내 도로 상태를 분석하고, 상기 분석된 도로 상태를 기반으로 위험 지역 리스트를 생성하는 위험 지역 감지부; 및
사용자 장치의 위치 정보를 기반으로 상기 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨를 판단하고, 상기 판단된 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보 및 상기 위험 지역 리스트에 포함된 위험 지역으로부터 기 설정된 범위 내 사용자가 위치한 경우, 위험 지역 감지 정보를 상기 통신부를 통해 상기 사용자 장치에 송신하는 프로세서;를 포함하되,
상기 공공 데이터는, 기 설정된 기간 동안의 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 포함하고,
상기 도로 상태는, 정상, 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 위험 지역 감지부는, 상기 도로 상태가 상기 균열, 상기 러팅 및 상기 포트홀 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 도로를 위험 지역으로 판단하고, 상기 위험 지역으로 판단된 상기 도로를 포함한 상기 위험 지역 리스트를 생성하고,
상기 날씨 유형은, 맑음을 나타내는 제1 날씨 유형, 흐림 또는 안개를 나타내는 제2 날씨 유형 및 비 또는 눈을 나타내는 제3 날씨 유형을 포함하고,
상기 사고 위험 판단부는,
상기 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 기반으로, 상기 제1 내지 제3 날씨 유형 각각의 일일 사고 건수, 일일 사망자 수 및 일일 부상자 수를 산출하며,
상기 프로세서는,
상기 제1 내지 제3 날씨 유형에 대한 각각의 도로 상태 별 사고 발생 가능성 정보를 산출하고, 상기 사용자 장치의 위치 정보 및 실시간 날씨를 기반으로, 상기 사고 발생 가능성 정보를 송신하고,
상기 리스트에 포함된 복수의 위험 지역 간의 거리가 기 설정된 거리 이하이고, 상기 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 따른 일일 사고 건수가 기 설정된 건수 이상인 경우에는,
상기 복수의 위험 지역에 관한 사고 발생 가능성 정보를 더 생성하여 상기 사용자 장치로 송신하는,
교통 사고 예방 장치a communication unit that collects public data and image data;
an accident risk determination unit generating accident risk information for each preset weather type based on public data, respectively;
a danger area detection unit that extracts a road area included in the image data, analyzes a road condition within the extracted road area using a first deep learning model, and generates a dangerous area list based on the analyzed road condition; and
Determine the real-time weather of the area where the user is located based on the location information of the user device, and within a preset range from the accident risk information on the weather type corresponding to the determined real-time weather and the dangerous area included in the risk area list A processor that transmits danger area detection information to the user device through the communication unit when the user is located; including,
The public data includes traffic accident information and climate statistical information for a preset period,
The road condition includes at least one of normal, crack, rutting and pothole,
The dangerous area detection unit, when the road condition corresponds to at least one of the crack, the rutting, and the porthole, determines the road as a dangerous area, and the dangerous area list including the road determined as the dangerous area create,
the weather type includes a first weather type indicating sunny, a second weather type indicating cloudy or fog, and a third weather type indicating rain or snow,
The accident risk determination unit,
Calculate the number of daily accidents, the number of daily deaths and the number of daily injuries for each of the first to third weather types based on the traffic accident information and climate statistical information,
The processor is
calculating the accident probability information for each road condition for the first to third weather types, and transmitting the accident probability information based on the location information of the user device and real-time weather,
If the distance between the plurality of dangerous areas included in the list is less than or equal to a preset distance, and the number of daily accidents according to the weather type corresponding to the real-time weather is greater than or equal to the preset number,
Further generating and transmitting accident probability information about the plurality of dangerous areas to the user device,
traffic accident prevention device
상기 위험 지역 감지부는,
상기 도로의 위험 요소를 더 판단하고,
상기 위험 요소는 상기 도로 내 블랙아이스를 포함하되,
상기 위험 지역 감지부는 오토인코더를 이용하여 상기 도로 내 블랙아이스를 판단하고,
상기 오토인코더는 제2 딥러닝 모델을 이용하여 상기 영상 데이터의 R, G, B 값 각각에 가중치를 부여하여 상기 가중치가 부여된 R, G, B 값을 1차원 벡터 표현(1D Vector Representation)을 통해 IR 값으로 변환하여 상기 도로의 블랙아이스를 판단하고,
상기 블랙아이스가 포함된 도로를 상기 위험 지역 리스트에 더 포함하는,
교통 사고 예방 장치.According to claim 1,
The danger area detection unit,
Further determining the risk factors of the road,
The risk factor includes black ice in the road,
The dangerous area detection unit determines the black ice in the road using an autoencoder,
The autoencoder uses a second deep learning model to give weights to each of the R, G, and B values of the image data, so that the weighted R, G, and B values are expressed as a one-dimensional vector representation (1D Vector Representation). to determine the black ice of the road by converting it into an IR value through
Further comprising a road containing the black ice in the dangerous area list,
Traffic accident prevention device.
상기 프로세서는,
상기 위험 지역 리스트에 포함된 상기 블랙아이스를 포함한 도로의 실시간 날씨가 상기 날씨 유형 중 제3 날씨 유형에 해당하고, 기온이 제1 기준 값 미만인 경우,
상기 도로에 관한 관리 정보 또는 통제 정보를 관리자 장치로 송신하는,
교통 사고 예방 장치.5. The method of claim 4,
The processor is
When the real-time weather of the road including the black ice included in the dangerous area list corresponds to a third weather type among the weather types and the temperature is less than the first reference value,
transmitting management information or control information about the road to a manager device,
Traffic accident prevention device.
상기 프로세서는,
상기 사용자 장치가 차량에 포함된 경우, 상기 차량의 운전자가 상기 차량의 제동 장치를 구동시키도록 하는 가이드 정보를 더 생성하여 상기 사용자 장치로 송신하되,
상기 가이드 정보는 다음의 수식을 이용하여 산출되는,
[수학식 1]
(상기, cvn은 상기 차량의 현재속도(km)이다.)
교통 사고 예방 장치. 5. The method of claim 4,
The processor is
When the user device is included in the vehicle, further generating guide information for allowing the driver of the vehicle to drive the brake device of the vehicle and transmitting it to the user device,
The guide information is calculated using the following equation,
[Equation 1]
(Wherein, cv n is the current speed (km) of the vehicle.)
Traffic accident prevention device.
상기 통신부는,
상기 사용자 장치로부터 사용자의 이동 경로 정보를 수신하고,
상기 프로세서는,
상기 이동 경로 정보 및 상기 위험 지역 리스트를 기반으로, 상기 이동 경로에 포함되는 위험 지역을 판단하고, 상기 판단된 위험지역을 기반으로 신규 이동 경로 정보를 생성하여 상기 사용자 장치로 송신하는,
교통 사고 예방 장치.According to claim 1,
The communication unit,
Receive the user's moving path information from the user device,
The processor is
Based on the moving path information and the dangerous area list, determining a dangerous area included in the moving path, generating new moving path information based on the determined dangerous area and transmitting it to the user device,
Traffic accident prevention device.
공공 데이터 및 영상 데이터를 수집하는 단계;
상기 공공 데이터를 기초로 기 설정된 각각의 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보를 각각 생성하는 단계;
상기 영상 데이터에 포함된 도로 영역을 추출하고, 제1 딥러닝 모델을 이용하여 상기 추출된 도로 영역 내 도로 상태를 분석하고, 상기 분석된 도로 상태를 기반으로 위험 지역 리스트를 생성하는 단계;
사용자 장치의 위치 정보를 기반으로 상기 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨를 판단하는 단계; 및
상기 판단된 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보 및 상기 위험 지역 리스트에 포함된 위험 지역으로부터 기 설정된 범위 내 사용자가 위치한 경우, 위험 지역 감지 정보를 송신하는 단계를 포함하고,
상기 공공 데이터는, 기 설정된 기간 동안의 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 포함하고,
상기 도로 상태는, 정상, 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 위험 지역 리스트 생성 단계는,
상기 도로 상태가 상기 균열, 상기 러팅 및 상기 포트홀 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 도로를 위험 지역으로 판단하고, 상기 위험 지역으로 판단된 상기 도로를 포함한 상기 위험 지역 리스트를 생성하는 것이고,
상기 날씨 유형은, 맑음을 나타내는 제1 날씨 유형, 흐림 또는 안개를 나타내는 제2 날씨 유형 및 비 또는 눈을 나타내는 제3 날씨 유형을 포함하고,
상기 사고 위험 정보 생성 단계는,
상기 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 기반으로, 상기 제1 내지 제3 날씨 유형 각각의 일일 사고 건수, 일일 사망자 수 및 일일 부상자 수를 산출하는 것이고,
상기 방법은,
상기 제1 내지 제3 날씨 유형에 대한 각각의 도로 상태 별 사고 발생 가능성 정보를 산출하고, 상기 사용자 장치의 위치 정보 및 실시간 날씨를 기반으로 상기 사고 발생 가능성 정보를 송신하는 단계를 더 포함하며,
상기 사고 발생 가능성 정보 송신 단계는,
상기 리스트에 포함된 복수의 위험 지역 간의 거리가 기 설정된 거리 이하이고, 상기 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 따른 일일 사고 건수가 기 설정된 건수 이상인 경우에는 상기 복수의 위험 지역에 관한 사고 발생 가능성 정보를 더 생성하여 상기 사용자 장치로 송신하는,
딥러닝 기반의 교통 사고 예방 방법.A method performed by a server, comprising:
collecting public data and image data;
generating accident risk information for each preset weather type, respectively, based on the public data;
extracting a road area included in the image data, analyzing a road condition in the extracted road area using a first deep learning model, and generating a dangerous area list based on the analyzed road condition;
determining real-time weather in a region where the user is located based on the location information of the user device; and
transmitting accident risk information on a weather type corresponding to the determined real-time weather and risk area detection information when the user is located within a preset range from a dangerous area included in the hazardous area list;
The public data includes traffic accident information and climate statistical information for a preset period,
The road condition includes at least one of normal, crack, rutting and pothole,
The risk area list creation step is,
When the road condition corresponds to at least one of the crack, the rutting, and the porthole, the road is determined as a dangerous area, and the dangerous area list including the road determined as the dangerous area is generated,
the weather type includes a first weather type indicating sunny, a second weather type indicating cloudy or fog, and a third weather type indicating rain or snow,
The accident risk information generation step is,
Based on the traffic accident information and climate statistical information, to calculate the number of daily accidents, the number of daily fatalities, and the number of daily injuries of each of the first to third weather types,
The method is
The method further comprises calculating the accident probability information for each road condition for the first to third weather types, and transmitting the accident probability information based on the location information of the user device and real-time weather,
The accident possibility information transmission step is,
When the distance between the plurality of dangerous areas included in the list is less than or equal to a preset distance, and the number of daily accidents according to the weather type corresponding to the real-time weather is greater than or equal to the preset number, information on the possibility of occurrence of accidents related to the plurality of hazardous areas Further generating and sending to the user device,
A method for preventing traffic accidents based on deep learning.
상기 위험 지역 리스트 생성 단계는, 상기 도로의 위험 요소를 더 판단하여 상기 위험 지역 리스트를 생성하는 단계를 더 포함하고,
상기 위험 요소를 더 판단하는 단계는 오토인코더를 이용하여 상기 도로 내 블랙아이스를 판단하되, 상기 오토인코더는 제2 딥러닝 모델을 이용하여 상기 영상 데이터의 R, G, B 값 각각에 가중치를 부여하여 상기 가중치가 부여된 R, G, B 값을 1차원 벡터 표현(1D Vector Representation)을 통해 IR 값으로 변환하여 상기 도로의 블랙아이스를 판단하는 것인,
딥러닝 기반의 교통 사고 예방 방법. 10. The method of claim 9,
The risk area list generation step further comprises the step of generating the risk area list by further determining the risk factors of the road,
In the step of further determining the risk factor, the black ice in the road is determined using an autoencoder, and the autoencoder gives weights to each of the R, G, and B values of the image data using a second deep learning model. to determine the black ice of the road by converting the weighted R, G, and B values into IR values through 1D Vector Representation,
A method for preventing traffic accidents based on deep learning.
상기 위험 지역 리스트에 포함된 상기 블랙아이스를 포함한 도로의 실시간 날씨가 상기 날씨 유형 중 제3 날씨 유형에 해당하고, 기온이 제1 기준 값 미만인 경우 상기 도로에 관한 관리 정보 또는 통제 정보를 관리자 장치로 송신하는 단계를 더 포함하는,
딥러닝 기반의 교통 사고 예방 방법. 13. The method of claim 12,
When the real-time weather of the road including the black ice included in the dangerous area list corresponds to a third weather type among the weather types and the temperature is less than the first reference value, the management information or control information about the road is transmitted to the manager device further comprising the step of transmitting,
A method for preventing traffic accidents based on deep learning.
상기 사용자 장치가 차량에 포함된 경우 상기 차량의 운전자가 상기 차량의 제동 장치를 구동시키도록 하는 가이드 정보를 생성하여 송신하는 단계를 더 포함하고,
상기 가이드 정보는 다음의 수식을 이용하여 산출되는,
[수학식 1]
(상기, cvn은 상기 차량의 현재속도(km)이다.)
딥러닝 기반의 교통 사고 예방 방법. 14. The method of claim 13,
When the user device is included in the vehicle, the method further comprising the step of generating and transmitting guide information for allowing a driver of the vehicle to drive a braking device of the vehicle,
The guide information is calculated using the following equation,
[Equation 1]
(Wherein, cv n is the current speed (km) of the vehicle.)
A method for preventing traffic accidents based on deep learning.
상기 수집 단계는,
상기 사용자 장치로부터 사용자의 이동 경로 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 가이드 정보 송신 단계는,
상기 이동 경로 정보 및 상기 위험 지역 리스트를 기반으로, 상기 이동 경로에 포함되는 위험 지역을 판단하고, 상기 판단된 위험지역을 기반으로 신규 이동 경로 정보를 생성하여 상기 사용자 장치로 송신하는 단계를 더 포함하는,
딥러닝 기반의 교통 사고 예방 방법. 15. The method of claim 14,
The collection step is
Further comprising the step of receiving the movement path information of the user from the user device,
The step of transmitting the guide information,
Determining a dangerous area included in the moving path based on the moving path information and the dangerous area list, generating new moving path information based on the determined dangerous area, and transmitting the information to the user device doing,
A method for preventing traffic accidents based on deep learning.
상기 프로그램은,
공공 데이터 및 영상 데이터를 수집하는 단계;
상기 공공 데이터를 기초로 기 설정된 각각의 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보를 각각 생성하는 단계;
상기 영상 데이터에 포함된 도로 영역을 추출하고, 제1 딥러닝 모델을 이용하여 상기 추출된 도로 영역 내 도로 상태를 분석하고, 상기 분석된 도로 상태를 기반으로 위험 지역 리스트를 생성하는 단계;
사용자 장치의 위치 정보를 기반으로 상기 사용자가 위치한 지역의 실시간 날씨를 판단하는 단계; 및
상기 판단된 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 대한 사고 위험 정보 및 상기 위험 지역 리스트에 포함된 위험 지역으로부터 기 설정된 범위 내 사용자가 위치한 경우, 위험 지역 감지 정보를 송신하는 단계를 수행하고,
상기 공공 데이터는, 기 설정된 기간 동안의 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 포함하고,
상기 도로 상태는, 정상, 균열, 러팅 및 포트홀 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 위험 지역 리스트 생성 단계는,
상기 도로 상태가 상기 균열, 상기 러팅 및 상기 포트홀 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 도로를 위험 지역으로 판단하고, 상기 위험 지역으로 판단된 상기 도로를 포함한 상기 위험 지역 리스트를 생성하는 것이고,
상기 날씨 유형은, 맑음을 나타내는 제1 날씨 유형, 흐림 또는 안개를 나타내는 제2 날씨 유형 및 비 또는 눈을 나타내는 제3 날씨 유형을 포함하고,
상기 사고 위험 정보 생성 단계는,
상기 교통 사고 정보 및 기후 통계 정보를 기반으로, 상기 제1 내지 제3 날씨 유형 각각의 일일 사고 건수, 일일 사망자 수 및 일일 부상자 수를 산출하는 것이고,
상기 프로그램은,
상기 제1 내지 제3 날씨 유형에 대한 각각의 도로 상태 별 사고 발생 가능성 정보를 산출하고, 상기 사용자 장치의 위치 정보 및 실시간 날씨를 기반으로 상기 사고 발생 가능성 정보를 송신하는 단계를 더 수행하며,
상기 사고 발생 가능성 정보 송신 단계는,
상기 리스트에 포함된 복수의 위험 지역 간의 거리가 기 설정된 거리 이하이고, 상기 실시간 날씨에 상응하는 날씨 유형에 따른 일일 사고 건수가 기 설정된 건수 이상인 경우에는 상기 복수의 위험 지역에 관한 사고 발생 가능성 정보를 더 생성하여 상기 사용자 장치로 송신하는,
딥러닝 기반의 교통 사고 예방 프로그램.
In a computer program stored in a computer-readable recording medium to perform a deep learning-based traffic accident prevention method in combination with a computer,
The program is
collecting public data and image data;
generating accident risk information for each preset weather type, respectively, based on the public data;
extracting a road area included in the image data, analyzing a road condition in the extracted road area using a first deep learning model, and generating a dangerous area list based on the analyzed road condition;
determining real-time weather in a region where the user is located based on the location information of the user device; and
When the user is located within a preset range from the risk area included in the risk area list and accident risk information on the weather type corresponding to the determined real-time weather, transmitting the risk area detection information;
The public data includes traffic accident information and climate statistical information for a preset period,
The road condition includes at least one of normal, crack, rutting and pothole,
The risk area list creation step is,
When the road condition corresponds to at least one of the crack, the rutting, and the porthole, the road is determined as a dangerous area, and the dangerous area list including the road determined as the dangerous area is generated,
the weather type includes a first weather type indicating sunny, a second weather type indicating cloudy or fog, and a third weather type indicating rain or snow,
The accident risk information generation step is,
Based on the traffic accident information and climate statistical information, to calculate the number of daily accidents, the number of daily fatalities, and the number of daily injuries of each of the first to third weather types,
The program is
calculating the accident probability information for each road condition for the first to third weather types, and transmitting the accident probability information based on the location information of the user device and real-time weather,
The accident possibility information transmission step is,
When the distance between the plurality of dangerous areas included in the list is less than or equal to a preset distance, and the number of daily accidents according to the weather type corresponding to the real-time weather is greater than or equal to the preset number, information on the possibility of occurrence of accidents related to the plurality of hazardous areas Further generating and sending to the user device,
A traffic accident prevention program based on deep learning.
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