KR102307937B1 - 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템에 관한 것이다.
구체적으로는, 영상 촬영을 위해 차량속도를 측정할 때 정확도 향상을 위해서 차로중앙에 내민식으로 구성된 종래 기술의, 설계의 복잡함과 설계비용이 증가되는 문제점을 극복하기 위하여, 측주식으로 구성하되, 측주식의 속도 정확도가 저하되는 문제점을 극복할 수 있도록 구성된, 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템에 관한 것이다.

Description

측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템{Vehicle speed extraction system for side detection camera}

본 발명은 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템에 관한 것이다.

구체적으로는, 영상 촬영을 위해 차량속도를 측정할 때 정확도 향상을 위해서 차로중앙에 내민식으로 구성된 종래 기술의, 설계의 복잡함과 설계비용이 증가되는 문제점을 극복하기 위하여, 측주식으로 구성하되, 측주식의 속도 정확도가 저하되는 문제점을 극복할 수 있도록 구성된, 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템에 관한 것이다.

CCTV 영상은 범죄 예방은 물론 범죄 발생 후에도 중요한 증거 자료가 된다. 또한, 도로 교통 상황의 모니터링, 도로 상의 차량 번호 감지 등의 다양한 용도에 활용될 수 있다.

CCTV 영상에서는 그 용도에 따라 특정 영역에 대한 촬영을 하는데, 자동 모니터링을 위해서는 CCTV 영상 내에서 필요로 하는 특정 영역의 객체와 그 배경을 구별하는 알고리즘이 요구된다. 또한, CCTV 영상에서 필요하지 않은 배경에 대한 전처리 작업에는 상당한 작업과 리소스(resource)가 요구된다.

즉, 전경(foreground)과 배경(background)의 처리에서 배경이 너무 복잡하거나 특징이 있으면 전경의 객체의 특징까지 묻혀버리는 현상이 발생하게 된다.

이에, CCTV 영상에서 전경만 추출하여 표시하여 객체의 인식을 용이하게 하고 영상 처리에 요구되는 리소스(resources)를 줄일 필요가 있다.

한편, 도로를 촬영하는 CCTV의 경우, 주요하게 측주식과 내민식으로 구성되는데, 측주식은 도로 상의 CCTV 카메라는 도로의 중앙 위에 설치되는 것이 아니라 도로가에 설치된다.

즉, 도로의 일편에 설치되기 때문에 CCTV 카메라에서 먼 반대편 차로는 거리상으로 멀어져 객체 인식률이 상대적으로 낮아지는 문제점이 있다.

이에, 관심 영역의 영상에 대해 거리에 무관하게 모두 동일한 인식률을 가질 수 있게 할 기술이 필요하다.

관련된 기술로서, 등록특허공보 제10-2173419호의 관심 검지 영역 확장 기법을 이용한 적응적 물체 검지 시스템(선행기술 1)과; 등록특허공보 제10-2055496호에는 이미지 워핑을 이용한 오브젝트 디텍팅 방법 및 시스템(선행기술 2)이 기재되어 있다.

선행기술 1은, CCTV 영상을 촬영하는 CCTV 카메라; 상기 CCTV 카메라에서 촬영된 CCTV 영상을 수신하는 CCTV 영상 수신 모듈; 상기 CCTV 영상 수신 모듈에서 수신된 CCTV 영상이 저장되는 CCTV 영상 저장 모듈; 상기 CCTV 영상 저장 모듈에 저장된 CCTV 영상에서 사용자에 의해 설정된 CCTV 영상을 추출하는 CCTV 영상 추출 모듈; 상기 CCTV 영상 수신 모듈에서 수신되거나 상기 CCTV 영상 추출 모듈에서 추출된 CCTV 영상에서 관심 검지 영역을 설정하는 관심 검지 영역 설정 모듈; 상기 CCTV 영상에서 상기 관심 검지 영역 설정 모듈에서 설정된 관심 검지 영역을 추출하는 관심 검지 영역 추출 모듈; 상기 관심 검지 영역 추출 모듈에서 추출된 관심 검지 영역에서 다수의 메쉬 영상으로 구성되는 메쉬를 설정하는 메쉬 설정 모듈; 상기 메쉬 설정 모듈에서 설정되는 메쉬에 따라 상기 CCTV 영상의 관심 검지 영역에 메쉬 포인트를 지정하는 메쉬 포인트 지정 모듈; 상기 메쉬 포인트 지정 모듈에서 지정되는 메쉬 포인트를 워핑(warping)하여 각각의 워핑 영상을 형성하는 메쉬 포인트 워핑 모듈; 상기 메쉬 포인트 워핑 모듈에서 형성된 각각의 워핑 영상을 서로 다른 확대율로 확대하는 워핑 영상 확대 모듈; 상기 워핑 영상 확대 모듈에서 확대된 각각의 워핑 영상을 표시하는 워핑 영상 표시 모듈을 구성한다.

또한, 선행기술 2는, 사다리꼴 형상의 관심영역을 사각 평면으로 보정하여 왜곡된 오브젝트에 대한 최종 오브젝트 데이터를 출력하는 오브젝트 디텍팅 방법 및 시스템에 관한 것으로, 주야간, 환경, 조도, 날씨, 시간 등의 환경 상태에 따라 관심영역의 넓이, 위치 및 개수를 변경하여 이미지 워핑 방식을 적용함으로써, 부가적인 장치 또는 기기 없이도 원거리에 위치하는 오브젝트를 효율적으로 검출할 수 있다.

등록특허공보 제10-2173419호(2020.11.03. 공고) 등록특허공보 제10-2055496호(2019.12.12. 공고) 공개특허공보 제10-2010-0129745호(2010.12.09.) 등록특허공보 제10-2166784호(2020.10.16. 공고)

본 발명의 목적은, 영상 촬영을 위해 차량속도를 측정할 때 정확도 향상을 위해서 차로중앙에 내민식으로 구성된 종래 기술의, 설계의 복잡함과 설계비용이 증가되는 문제점을 극복하기 위하여, 측주식으로 구성하되, 측주식의 속도 정확도가 저하되는 문제점을 극복할 수 있도록 구성된, 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템을 제공하는데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템은, 도로의 일측면에 설비되어 도로를 촬영하는 측주식 카메라로부터 수신된 영상을 워핑처리하여, 도로의 진행방향을 기준으로 직선방향 및 대각선방향으로 이동한 차량의 속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템은,

도로에 설비된 다수의 측추형 카메라와; 상기 다수의 측추형 카메라로부터 통신하여 영상을 수신하는 서버;를 포함하여 구성되되,

상기 서버는,

측추형 카메라로부터 영상을 수신하는 영상수신모듈과; 상기 영상수신모듈로부터 수신된 영상을 저장하는 영상저장모듈과; 상기 영상저장모듈에 저장된 영역 내에서 검지영역을 추출하고, 추출된 검지영역 내 차량의 번호판을 추출하는 검지영역 추출모듈과; 상기 검지영역 추출모듈을 통해 검지영역에 추출된 영상에 일정간격으로 메쉬포인트를 지정하는 메쉬포인트 지정모듈과; 상기 메쉬포인트 지정모듈을 통해 메쉬포인트가 지정된 영상을 워핑처리함으로써 측추형 카메라로 촬영됨에 따라 휘어진 방향을 가지는 영상을 워핑처리하는 메쉬포인트 워핑모듈과; 상기 메쉬포인트 워핑모듈을 통해 워핑처리된 워핑영상 확대처리하는 워핑영상 확대모듈과; 상기 워핑영상 확대모듈을 통해 확대된 워핑영상 내의 차량번호판 좌표를, 검지영역 추출모듈을 통해 추출된 번호판정보에 기반하여 보정하는 번호판좌표 보정모듈과; 상기 번호판좌표의 이동위치 주변의 셀을 선택하여, 해당 셀의 비율에 따른 번호판좌표의 이동거리를 산출하는 이동거리 산출모듈과; 상기 이동거리 산출모듈에서 산출된 이동거리에 기반한 차량속도를 산출하는 차량속도 산출모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템에 의하면, 종래 측주식의 설계비용 감소에 대한 효과를 가지면서, 동시에 내민식 구조가 가지는 오차의 감소를 모두 확보할 수 있는 장점을 가진다.

또한, 종래와 다르게 차량이 대각선 방향으로 이동하여도 차량번호판의 인식에 기반한 차량속도 산출이 가능해지는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템을 블록도로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템의 서버를 블록도로 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템의 영상워핑을 설명하는 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템에 관한 것이다.

구체적으로는, 영상 촬영을 위해 차량속도를 측정할 때 정확도 향상을 위해서 차로중앙에 내민식으로 구성된 종래 기술의, 설계의 복잡함과 설계비용이 증가되는 문제점을 극복하기 위하여, 측주식으로 구성하되, 측주식의 속도 정확도가 저하되는 문제점을 극복할 수 있도록 구성된, 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템을 블록도로 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 1에 따른 본 발명은, 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템에 관한 것으로서, 도로에 설비된 다수의 측추형 카메라와; 상기 다수의 측추형 카메라로부터 통신하여 영상을 수신하는 서버;를 포함하여 구성된다.

이때, 측추형 카메라와 내민식 카메라를 아래 [표 1]을 통해 부연한다.

측주식

내민식

[표 1]과 같이 내민식은 도로 상면에서 도로를 촬영할 수 있도록 구성되고, 측주식은 도로 일측방향에서 도로를 촬영할 수 있도록 구성되는데, 내민식은 도로 바로 상면에서 촬영을 하므로 영상 내에서 이동범위에 따른 속도를 산출할 때 오차가 적지만, 측주식의 경우 일측방향에서 도로를 촬영하므로 오차범위가 존재한다.

그러나, 내민식의 경우, 설비를 위한 시간과 비용이 증가되는 문제점이 존재한다.

이를 극복하기 위한 본 발명에 따르면, 서버는 측추형 카메라로부터 영상을 수신하여 보정 작업을 수행하는데, 이를 위하여 첨부된 도면의 도 2와 같이 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템의 서버를 블록도로 나타낸 것이다.

상기 서버는 측추형 카메라로부터 영상을 수신하는 영상수신모듈과;

상기 영상수신모듈로부터 수신된 영상을 저장하는 영상저장모듈과; 상기 영상저장모듈에 저장된 영역 내에서 검지영역을 추출하고, 추출된 검지영역 내 차량의 번호판을 추출하는 검지영역 추출모듈과;

상기 검지영역 추출모듈을 통해 검지영역에 추출된 영상에 일정간격으로 메쉬포인트를 지정하는 메쉬포인트 지정모듈과;

상기 메쉬포인트 지정모듈을 통해 메쉬포인트가 지정된 영상을 워핑처리함으로써 측추형 카메라로 촬영됨에 따라 휘어진 방향을 가지는 영상을 워핑처리하는 메쉬포인트 워핑모듈과;

상기 메쉬포인트 워핑모듈을 통해 워핑처리된 워핑영상 확대처리하는 워핑영상 확대모듈과;

상기 워핑영상 확대모듈을 통해 확대된 워핑영상 내의 차량번호판 좌표를, 검지영역 추출모듈을 통해 추출된 번호판정보에 기반하여 보정하는 번호판좌표 보정모듈과;

상기 번호판좌표의 이동위치 주변의 셀을 선택하여, 번호판에 따른 차량을 특정하고, 해당 셀의 비율에 따른 번호판좌표의 이동거리를 산출하는 이동거리 산출모듈과;

상기 이동거리 산출모듈에서 산출된 특정차량의 이동거리에 기반한 차량속도를 산출하는 차량속도 산출모듈;을 포함하여 구성된다.

이때, 이동거리 산출모듈에서 이동위치 주변의 셀은, 영상 내 픽셀을 의미하고, 해당 셀의 비율이란, 픽셀의 1개 단위 크기를 기준으로 몇개의 픽셀만큼 이동했는지를 분석하는 것으로서, 만약 1개 단위의 픽셀 한변의 크기가 1cm로 가정한다면, 5칸 이동한 경우, 그 비율에 따라 이동거리를 산출하는 것이다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템의 영상워핑을 설명하는 것이다.

이때, 첨부된 도면의 도 3 및 도 4를 통해 부연하면, 검지영역이란, 저장된 영상 내에서 차량을 검지할 소정의 영역을 의미하는 것으로, 도 3의 점선과 같이 관리자의 선택에 의해 지정될 수 있다.

또한, 메쉬포인트란 영상을 일정간격으로 분할하여 지정된 포인트로서, 첨부된 도면의 도 3과 같이 지정된다.

또한, 워핑은 종래 통상의 영상워핑 기술을 의미하며, 첨부된 도면의 도 4와 같이 측주식 카메라로 촬영됨에 따라 일측으로 휘거나 쏠리는 형식으로 촬영된 영상을 메쉬포인트의 일자(수직, 수평)방향으로 워핑하는 것이다.

예컨대, 측주식 카메라로 촬영됨에 따라 [표 2]와 같이 휘거나 쏠리는 영상이 획득된다.

또한, 번호판좌표 보정모듈의 보정의 의미는, 영상이 워핑됨에 따라 영상 내 객체가 [표 3]과 같이 휘어지게 되는데, 이 경우 객체의 정확한 검지자체는 가능하지만, 번호판의 정확한 인식은 어려우므로, 상술된 검지영역 추출모듈에서 추출된 차량번호판을, 영상이 워핑된 값만큼 보정하여 적용함으로써 객체, 즉 차량의 번호판을 각 객체에 적용하여 판단할 수 있도록 하는 것을 의미한다.

부연하면, 워핑되기 전의 원본영상에서 인식된 번호판정보를 워핑으로 왜곡된 영상에 매핑하여 번호판 위치를 파악하도록 하는 것이다.

이때, 번호판좌표란, 도 3을 참조할 수 있으며, 별도로 지정된 영역이거나 혹은 픽셀분석 등에 의해 설정된 좌표를 의미할 수 있다.

한편, 차량속도 산출모듈은 1개 단위의 메쉬포인트에서 다른 1개 단위의 메쉬포인트로 이동한 거리와 시간을 이용하여 속도를 산출하는데, 이는 통상의 속도 산출식을 이용하도록 한다.

이때 1개 단위의 메쉬포인트는 상술된 바와 같이 일정기준으로 메쉬포인트를 지정함에 따라 거리를 쉽게 산출할 수 있고, 시간의 경우, 영상이 촬영된 시간에 기반한다.

예를 들어, 메쉬포인트를 지정할 때 실제 도로 비율의 100:1로 하는 경우, 실제 거리 1m(100cm)를 1cm로 환산하여, 메쉬포인트의 각 변의 길이가 1cm가 되도록 하여 거리 산출이 가능하도록 하는 것이다.

일예로서, 상기 차량속도 산출모듈은, 워핑영상 내 대각선 방향으로 움직인 차량의 속도를 산출하는 경사방향 산출유닛과; 워핑영상 내 직선 방향으로 움직인 차량의 속도를 산출하는 세로방향 산출유닛;을 포함한다.

여기서, 상기 경사방향 산출유닛과 세로방향 산출유닛을 포함하는 구성은, 다른 일예로서 이동거리 산출모듈일 수도 있다.

이때, 세로방향 산출유닛의 경우, 상술된 바와 같이 픽셀의 비율에 기반하여 이동거리를 산출할 수도 있으나,

다른 일예로는 메쉬포인트의 1변의 길이에 기반한 거리 산출을 통해 산출될 수도 있다. 이때, 거리 산출의 기준은, 1개 단위의 메쉬포인트 내에 설정된 번호판좌표를 기준으로 하는데, 예를 들어 어느 1개 단위의 메쉬포인트 내 번호판좌표에서부터 다른 1개 단위의 메쉬포인트 내 번호판좌표까지 이동한 거리를 기반으로 시간과 함께 산출하여 속도를 산출하는 것이다.

상기 번호판좌표는 차량이 위치하였을 때, 검지되는 기준영역을 의미하며, 첨부된 도면의 도 3과 같이 1개 단위의 메쉬포인트의 도로진행방향 끝단에 소정의 크기로 형성되도록 할 수 있다.

또한, 경사방향 산출유닛의 경우, 거리 산출의 기준은 동일하게 번호판좌표를 기준으로 하며, 대각선방향으로의 이동거리는, 1개 단위의 메쉬포인트의 가장 먼 2개의 점성분의 거리(d')를 기반으로 산출될 수 있다.

예컨대, 어느 1개 단위의 메쉬포인트에서, 이에 가장 인접한 경사방향의 다른 1개 단위의 메쉬포인트로 이동한 경우, 상술된 1개 단위의 메쉬포인트의 가장 먼 2개의 점성분의 거리(d')의 값을 거리정보로 활용하는 것이고, 만약 2개 단위의 경우 1개 단위의 메쉬포인트의 가장 먼 2개의 점성분의 거리(d')의 x2를 적용하면 된다.

이때, 메쉬포인트를 이용하지 않고, 픽셀을 이용하는 경우라면 거리(d')는 메쉬포인트가 아닌 픽셀의 1개 단위에서 있어서 가장 먼 2개의 점성분의 거리(d')로 정의할 수 있다.

그러나, 메쉬포인트의 경우 점성분이 명확하기 때문에 더 정확한 검출을 위해 메쉬포인트를 이용할 수 있을 것이다.

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.

Claims (2)

1. 도로의 일측면에 설비되어 도로를 촬영하는 측주식 카메라로부터 수신된 영상을 워핑처리하여, 도로의 진행방향을 기준으로 직선방향 및 대각선방향으로 이동한 차량의 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템에 있어서,
   상기 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템은,
   도로에 설비된 다수의 측추형 카메라와;
   상기 다수의 측추형 카메라로부터 통신하여 영상을 수신하는 서버;를 포함하여 구성되되,
   상기 서버는,
   측추형 카메라로부터 영상을 수신하는 영상수신모듈과;
   상기 영상수신모듈로부터 수신된 영상을 저장하는 영상저장모듈과; 상기 영상저장모듈에 저장된 영역 내에서 검지영역을 추출하고, 추출된 검지영역 내 차량의 번호판을 추출하는 검지영역 추출모듈과;
   상기 검지영역 추출모듈을 통해 검지영역에 추출된 영상에 일정간격으로 메쉬포인트를 지정하는 메쉬포인트 지정모듈과;
   상기 메쉬포인트 지정모듈을 통해 메쉬포인트가 지정된 영상을 워핑처리함으로써 측추형 카메라로 촬영됨에 따라 휘어진 방향을 가지는 영상을 워핑처리하는 메쉬포인트 워핑모듈과;
   상기 메쉬포인트 워핑모듈을 통해 워핑처리된 워핑영상 확대처리하는 워핑영상 확대모듈과;
   상기 워핑영상 확대모듈을 통해 확대된 워핑영상 내의 차량번호판 좌표를, 검지영역 추출모듈을 통해 추출된 번호판정보에 기반하여 보정하는 번호판좌표 보정모듈과;
   상기 번호판좌표의 이동위치 주변의 셀을 선택하여, 해당 셀의 비율에 따른 번호판좌표의 이동거리를 산출하는 이동거리 산출모듈과;
   상기 이동거리 산출모듈에서 산출된 이동거리에 기반한 차량속도를 산출하는 차량속도 산출모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 측주식 감지카메라 차량속도 추출 시스템.
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