KR102482341B1 - 차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불법주정차 단속에 사용되는 회전형 카메라를 장기간 사용함에 따라 카메라 회전용 벨트(타이밍 벨트)가 노후화되거나 또는 다른 이유로 인해 카메라의 회전영점이 이탈되는 현상이 발생하여, 카메라가 바른 단속영역을 촬영하지 못하게 되는 문제를 해결하고자 하는 것으로서, 회전형 카메라에 영점이탈 현상이 발생할 경우, 그 이탈상태를 검사하여 이탈된 영점의 변위량을 정확히 산출하고, 그 변위량만큼 단속 대상영역의 좌표값을 자동으로 일괄 보정함으로써, 불법주정차 차량에 대한 단속을 정확하게 수행할 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.

Description

차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템{Automatic Coordinates correction system of Vehicle control area}

본 발명은 차량단속 시스템에 사용되는 회전형 카메라의 회전 영점이 이탈하는 현상이 발생할 경우, 영점이 이탈된 변위량을 산출하고, 그 산출된 변위량만큼 차량단속영역의 좌표를 자동으로 보정하여, 불법 주정차된 차량에 대한 단속을 정확하고 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템에 관한 것이다.

불법 주정차 구역에 진입해 있는 차량을 무인으로 자동 단속하기 위한 시스템의 경우, 차량 검지 또는 단속을 위해 고정카메라 또는 회전형 카메라를 사용하게 된다. 이들 중 특히 회전형 카메라의 경우에는 차량단속을 위해 회전 동작을 많이 사용하게 되는데, 카메라의 사용 기간이 길어질 경우, 회전 동작에 사용되는 타이밍 벨트가 노후화되어 동작의 정확성이 저하될 수 있고, 또한, 카메라를 지지하고 있는 지주에 외부 충격이 가해지는 등의 원인으로 인해 카메라의 위치가 변동되는 상황이 발생할 수도 있다.

타이밍 벨트가 노후화되어 느슨해진 경우에는, 시스템 설치 당시에 설정했던 위치값에 따라 카메라를 회전시켜도 카메라가 단속대상 영역으로 정확히 향하지 못하게 되어, 카메라를 통해 획득된 영상이 단속대상 차량을 제대로 촬영하지 못하고 그 대신 주변의 사물이나 차량의 일부만 촬영하게 되는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 회전형 카메라 자체 또는 그 카메라를 지지하고 있는 주변요소에 대한 외부 충격 등으로 카메라의 위치가 변경된 경우에도, 카메라가 단속대상 차량을 향하여 정확히 정렬되지 못하고, 그 변동된 만큼의 오차를 갖는 이미지를 생성하게 된다.

회전형 카메라에서 발생하는 위와 같은 영점이탈 현상은 카메라 내 장착된 벨트의 노후화가 가장 큰 원인이다. 특히, 불법주정차 단속시스템에 사용되는 회전형 카메라는 방범시스템 등과 같은 다른 용도의 카메라에 비해 회전 기능을 자주 사용할 뿐 아니라 신속한 단속을 위하여 높은 회전속도로 동작하기 때문에 벨트의 노후화가 더욱 빠르게 진행될 수밖에 없다.

종래의 차량단속 시스템의 경우, 회전형 카메라의 영점이탈 현상에 대한 대비책이 구비되어 있지 않은 경우가 대부분이며, 카메라의 오차를 보완하기 위한 기술이 제시되어 있는 경우에도 그 기능이 제한적이었다.

선행기술 중에는 반구 형태의 투명 돔을 사용하는 카메라에 한하여 투명 돔 커버의 내부에 일정 표식을 부착하여 변위량을 계산하는 방식을 사용하는 기술이 제시된 바 있지만(국내특허 제10-1704427호, 2017.02.02. 등록), 최근 사용되는 실외용 회전형 카메라의 경우에는 투명 돔 커버를 사용하지 않기 때문에, 이 기술을 사용하기는 어렵게 되었다.

또한, 실시간 이미지 내 특징점을 검출하여 비교하는 방식도 고안되었으나, 이 기술의 경우에는 시간 경과에 따른 풍경의 변화 또는 주, 야간의 조도 변화, 기상 변화에 등에 민감하여 정확한 특징점을 추출하기 어려웠다(국내특허 제10-1817509호, 2018.01.05. 등록).

이 외에도 카메라 간의 위치 틀어짐에 의한 객체 인식의 오류를 보정하여 객체의 인식 효율을 높이기 위한 객체 정보 획득 장치에 있어서, 제1 카메라의 영상 내 소정 객체의 위치 좌표에 대응하여 기저장된 제1 제어값을 기초로 제2 카메라를 제어하고, 제2 카메라의 영상 내 기준 영역에 상기 객체가 위치하도록 상기 제2 카메라를 제어하여 제2 제어값을 추정하는 제어부, 및 상기 제1 제어값과 상기 제2 제어값 간의 오차값을 연산하고, 상기 오차값을 기초로 상기 제1 제어값을 보정하는 객체 정보 획득 장치에 관한 선행기술도 있었다(국내특허 제10-1822429호, 2018.01.22. 등록).

위와 같이 종래의 차량단속 시스템에서는 카메라의 영점이탈 현상이 발생하거나, 또는 수리, 점검 등의 이유로 탈거 후 재부착할 경우에 발생되는 영점의 변화에 대한 대비책이 없는 실정이다.

회전형 카메라에 영점이탈 현상이 발생할 경우에는, 카메라가 설정된 영역을 제대로 단속하지 못하여 단속률이 현저히 감소할 뿐 아니라, 주차장 내부 등과 같은 단속제외 영역에 위치해 있는 차량을 단속하여 민원이 발생하는 원인이 될 수도 있다. 또한, 이탈된 회전 영점을 복구하기 위하여 관리자가 모든 단속구역의 카메라에 대한 영점을 직접 재설정해야 하는 불편함이 초래될 수도 있었다.

국내특허 제10-1704427호(2017.02.02. 등록) 국내특허 제10-1817509호(2018.01.05. 등록) 국내특허 제10-1822429호(2018.01.22. 등록)

본 발명은 불법주정차 단속에 사용되는 회전형 카메라를 장기간 사용함에 따라 카메라 회전용 벨트(타이밍 벨트)가 노후화되거나 또는 다른 이유로 인해 카메라의 회전영점이 이탈되는 현상이 발생하여, 카메라가 바른 단속영역을 촬영하지 못하게 되는 문제를 해결하고자 하는 것으로서, 회전형 카메라의 회전 영점이 이탈되는 현상이 발생할 경우, 그 이탈상태를 검사하여 이탈된 영점의 변위량을 정확히 산출하고, 산출된 변위량만큼 단속대상 영역의 좌표값을 일괄 보정함으로써, 불법주정차 차량에 대한 단속을 정확하게 수행할 수 있는 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 회전형 카메라가 단속대상 영역을 정확하게 촬영하도록 하여 단속영역 이외의 지점에 주정차한 차량을 단속하여 민원이 발생하는 문제를 방지하기 위한 것이다.

본 발명의 ‘차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템’은 단속현장에 설치되는 현장부(100)와, 현장부로부터 원격지에 위치하는 상황실에 설치되는 상황실부(300)와, 현장부와 상황실부를 유무선 통신수단을 통해 연결하는 유무선 네트워크(200)를 포함하여 구성된다. 본 발명은 특히 1개의 회전형 카메라를 사용하여 차량 단속을 수행하도록 구성되는 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 현장부(100)는 차량 단속현장에 설치되어 차량을 촬영하는 촬상부(110)와, 폴(Pole; 지주) 또는 제어함체 등에 부착되는 영점표식부(120)와, 유무선 네트워크를 통해 현장부와 상황실부 사이의 통신을 수행하는 통신부(130)를 포함하여 구성된다.

상기 촬상부(110)는 차량의 영상을 획득하기 위한 수단으로서 CCTV 카메라 등의 회전형 카메라(111)로 이루어지고, 영점표식부(120)는 카메라 회전영점의 검출 및 조정을 위해 구비되는 것으로서 영점검출표식(121) 및 영점기준표식(122)을 포함하여 구성된다. 현장부(100)에 구비되는 통신부(130)에는 네트워크 허브(131)가 포함되어 있다.

본 발명에 사용되는 영점검출표식(121)은 카메라와 마주 보는 폴(지주) 또는 제어함체의 일측에 부착될 수 있으며, 상기 영점검출표식 내에는 보다 정밀한 영점조정을 할 수 있도록 하기 위한 영점기준표식(122)이 구비되어 있다. 영점검출표식은 카메라와 마주 보도록 설치되는 폴(지주) 또는 카메라와 인접한 제어함체의 일측면에 부착되는 것이 바람직하지만, 그 위치가 변하지 않는 주변의 건축물 또는 사물 등에 부착하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 상황실부(300)는 상기 회전형 카메라를 원격으로 제어하여 차량을 단속하는 동작을 수행하고 동시에 본 발명에 따른 카메라의 현재 영점값을 산출하여 단속영역의 좌표를 보정하는 동작을 수행하는 관리서버(310)와, 유무선 네트워크를 통해 상황실부와 현장부 사이의 통신을 수행하는 통신부(330)를 포함하여 구성된다. 상황실부(300)에 구비되는 통신부(330)에는 네트워크 허브(331)가 포함되어 있다.

상기 관리서버(310)는 검출모델구축부(311)와, 영점기준좌표설정부(312)와, 단속영역설정부(313)와, 카메라원격제어부(315)와, 영점표식검출부(316)와, 단속영역보정부(317) 및 관리서버에 구비되어 있는 구성요소들의 동작을 전체적으로 제어하는 제어부(314)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 시스템은 현장부(100)와 상황실부(300)가 유무선 네트워크(200)를 통해서 연결되도록 구성된다. 유무선 네트워크(200)는 현장부와 상황실부의 구성요소들이 서로 주고받는 동작관련 신호 및 카메라가 촬영한 이미지 데이터 등이 전달되는 수단이다.

본 발명의 시스템은 위와 같은 현장부(100)와 상황실부(300)의 구성요소들이 관리서버(310)에 구비되어 있는 제어부(314)의 제어를 통해 동작하면서 카메라의 영점이탈 여부를 검사하여 이탈된 영점을 보정하게 되는데, 본 발명을 통해 이루어지는 영점보정의 최종목적은 산출된 영점변위량만큼 단속영역의 좌표를 일괄적으로 보정하고, 그 결과, 회전형 카메라가 바른 단속영역을 촬영하도록 함으로써, 차량단속을 정확하게 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 시스템은 딥러닝 방식의 학습을 통해 시스템이 영점검출표식 및 영점기준표식을 정확하게 인식할 수 있도록 하는 검출모델 구축 단계를 먼저 수행한 후, 영점기준좌표의 설정 단계, 단속영역 설정 단계, 회전영점의 이탈 검사 및 보정 단계 등의 단계를 거치면서 영점보정 동작을 수행하게 된다.

본 발명의 기술을 적용할 경우, 회전형 카메라의 회전 영점 이탈현상 발생 시, 그 이탈로 인한 영점의 변위량을 자동으로 산출하고, 그 변위량만큼 차량 단속영역의 좌표를 보정함으로써 차량단속 효율을 크게 증가시킬 수 있다.

본 발명은 카메라의 회전 영점이 이탈된 경우, 시스템이 그 상태를 검출한 후 차량단속영역의 좌표를 자동으로 일괄 보정함으로써, 관리자가 전체 단속구역에 설치되어 있는 회전형 카메라의 영점을 일일이 직접 재설정하는 작업을 생략할 수 있다.

본 발명의 기술을 차량단속 시스템에 적용할 경우, 단속 대상영역에 불법으로 주정차되어 있는 차량만 단속할 수 있어서, 단속영역 이외의 지점에 위치해 있는 차량을 단속함에 따른 민원 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 종래에 사용되던 기술들과는 달리 특정 형태나 기능이 적용된 카메라가 아닌 범용 회전형 카메라를 사용하는 차량단속 시스템에도 적용할 수 있다.

도1은 본 발명의 전체 구성에 관한 블록도이다.
도2는 본 발명의 현장부 구성의 예를 보여주는 도면이다.
도3은 본 발명의 시스템에서 이루어지는 동작의 흐름에 관한 도면이다.
도4는 본 발명에 적용되는 영점검출표식 및 영점기준표식의 예에 관한 도면이다.
도5는 본 발명의 영점검출표식이 현장부의 함체에 부착되어 있는 사례들을 보여주는 도면이다.
도6은 카메라를 줌아웃시켜서 촬영한 사진의 예를 보여주는 도면이다.
도7은 차량단속 카메라의 회전영점이 정상인 경우(a)와, 이탈된 경우(b)의 예를 보여주는 도면이다.

본 발명의 ‘차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템’은 1대의 회전형 카메라를 사용하여 주정차 위반차량을 단속하는 시스템에 적용할 수 있는 기술에 관한 것으로서, 차량 단속용 카메라를 장기간 사용하여 타이밍 벨트가 늘어나는 등의 이유로 회전형 카메라의 영점이 당초 설정된 값으로부터 이탈될 경우, 그 영점이탈 상황을 검출하고, 이탈된 영점의 변위량을 정확히 산출하여, 그 산출된 변위량 만큼 차량 단속영역의 좌표를 자동으로 일괄적으로 보정하도록 하는 기술에 관한 것이다.

본 발명의 시스템은 자동으로 동작하도록 구성되어 있어서, 설정된 영점검사시간 경과시 마다 시스템이 스스로 회전형 카메라의 영점이탈 여부를 검사하고, 영점이탈에 따른 변위량을 산출하며, 그 이탈로 인한 발생한 영점변위량이 허용범위(변위량 기준)를 초과한 것으로 판단되면, 그 변위량만큼 단속영역좌표를 일괄 보정하는 동작을 수행하게 된다.

본 발명의 전체적인 구성은 도1에 나타나 있는 바와 같다.

본 발명의 ‘차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템’은 단속현장에 설치되는 현장부(100)와, 현장부로부터 원격지점에 설치되는 상황실부(300)와, 현장부와 상황실부를 유무선 통신수단을 통해 연결하는 유무선 네트워크(200)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 현장부(100)는 단속현장에 설치되어 차량을 촬영하는 촬상부(110)와, 폴(Pole) 또는 제어함체 등의 수단에 부착되는 영점표식부(120)와, 유무선 네트워크를 통해 상황실부와 통신을 수행하는 통신부(130)를 포함하여 구성된다. 현장부(100)는 도2에 나타나 있는 그림과 같은 형태로 이루어질 수 있다.

상기 촬상부(110)는 단속대상 차량의 영상을 획득하기 위한 수단으로서 CCTV 카메라 등과 같은 회전형 카메라(111)로 이루어지는 것이다. 본 발명에 사용되는 회전형 카메라(111)는 PTZ 제어를 통해 단속영역에 대한 사진을 촬영하는 카메라이며, 본 발명은 특정 제품이 아닌 범용 회전형 카메라 제품을 사용하여 시스템을 동작시킬 수 있도록 구성되어 있다.

현장부(100)에 구비되는 영점표식부(120)는 영점이탈의 범위 즉 영점변위량을 검출하기 위해 사용되는 것으로서 영점검출표식(121)과 영점기준표식(122)을 포함하여 구성된다.

현장부(100)는 도2의 한 실시예와 같이, 영점검출표식이 카메라를 지지하는 지주에 설치된 함체의 측면에 부착된 형태로 구성될 수도 있다.

도4는 본 발명에 사용되는 영점검출표식(121) 및 영점기준표식(122)의 실시예를 보여주는 것이며, 영점검출표식(121)의 중심부에 영점기준표식(122)이 구비되도록 구성되어 있다. 영점기준표식(122)은 도4에서와 같이 영점검출표식(121)의 중심부에 구비되는 것이 바람직하며, 또한, 그 중심점으로 카메라의 초점이 모아질 수 있는 형태 즉, 카메라가 그 중심점을 용이하게 포커싱할 수 있는 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 영점 검사시 카메라가 획득하게 되는 영점기준표식(122)의 PTZ값은 영점기준표식을 향하여 카메라가 정렬한 상태에서의 카메라의 위치값이다. 본 발명의 내용에 대한 설명에 사용되는 ‘카메라의 정렬’은 카메라가 줌인 및 회전 동작을 수행하면서 그 초점이 촬영대상을 향하도록 동작하는 것을 의미한다.

도1과 같이 구성되는 본 발명의 상황실부(300)는 현장부(100)로부터 원격지에 위치한 상황실에 설치되는 것으로서, 관리서버(310)의 동작을 통해 시스템이 자동으로 회전형 카메라의 영점을 조정하고 단속영역좌표를 보정하는 동작을 수행하도록 구성되어 있다. 본 발명의 상황실부(300)는 회전형 카메라의 영점보정을 위한 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 관리서버(310)와, 유무선 네트워크를 통해 상황실부(300)와 현장부(100) 사이에서 제어신호의 송수신 및 영상데이터의 전달 등과 같은 통신기능을 수행하는 통신부(330)를 포함하여 구성된다.

상황실부(300)에 구비되는 관리서버(310)는 검출모델구축부(311)와, 영점기준좌표설정부(312)와, 단속영역설정부(313)와, 제어부(314)와, 카메라원격제어부(315)와, 영점표식검출부(316) 및 단속영역보정부(317)를 포함하여 구성된다.

검출모델구축부(311)는 본 발명의 시스템이 영점조정의 기준이 되는 영점검출표식 및 영점기준표식을 정확히 인식하여 카메라의 영점조정에 사용하도록 하기 위한 것으로서, 영점검출표식 및 영점기준표식이 포함되어 있는 수많은 사진 등의 이미지를 활용한 딥러닝을 통해 본 발명의 시스템이 인식하여야 할 영점검출표식 및 영점기준표식의 형태를 학습하도록 한 후, 그 학습의 결과로 인식하게 된 영점검출표식 및 영점기준표식의 형태를 저장하는 수단이다.

영점검출표식 및 영점기준표식을 정확히 인식하기 위해서는 이들 영점표식이 포함되어 있는 수많은 사진 또는 동영상을 활용하게 되는데, 사진 또는 동영상 중에 포함되어 있는 영점검출표식 및 영점기준표식의 이미지를 각각 레이블링하고, 딥러닝 과정을 통해 그 레이블링된 영점검출표식 및 영점기준표식의 이미지를 학습함으로써, 이후 시스템 동작시 카메라를 통해 촬영되는 사진 또는 동영상 중에 영점검출표식 또는 영점기준표식과 동일하거나 유사한 이미지가 포함되어 있을 경우, 본 발명의 시스템은 그 이미지가 영점검출표식 또는 영점기준표식이라고 인식하여 카메라가 영점검출표식 또는 영점기준표식을 향하도록 한 후, 영점기준표식을 향하여 카메라가 정렬하도록 제어하게 된다.

영점기준좌표설정부(312)는 회전형 카메라의 영점검사시 사용되는 카메라 영점의 기준 위치값이 되는 영점기준좌표를 설정하고 이를 저장하기 위한 것이다. 영점기준좌표는 시스템의 최초 세팅시 설정되거나, 또는 시스템을 점검한 후 영점검사 동작을 다시 시작하게 할 때 설정되는 것이다. 영점기준좌표의 값은 카메라 주변의 고정물에 부착되어 있는 영점기준표식의 위치값에 해당되는 PTZ값이다.

영점기준좌표의 설정은 상황실부(300)에서 관리자가 카메라를 원격으로 제어하면서 현장부(100)에 구비되어 있는 영점기준표식을 검출하고, 영점기준표식의 좌표값을 획득한 후, 그 좌표값을 영점기준좌표설정부(312)에 저장하는 방법으로 이루어진다.

본 발명의 영점기준좌표설정부(312)에 설정, 저장되는 영점기준좌표는 카메라의 영점검사 동작 중에 검출되는 카메라 영점의 위치값인 검출영점좌표와 비교하기 위한 기준이 되는 값이다.

본 발명에 사용되는 ‘영점변위량’은 영점기준좌표와 검출영점좌표 사이의 좌표값 차이를 의미하는 것이며, ‘변위량기준’은 본 발명의 시스템에 설정되어 있는 회전영점 이탈의 허용값이다. 본 발명에서는 산출된 영점변위량이 변위량기준 이내일 경우에는 카메라의 영점이 이탈되지 않은 것으로 판단하게 된다.

카메라의 영점변위량이 변위량기준을 초과한 것으로 판단될 경우, 본 발명의 시스템은 검출된 영점변위량 만큼 차량 단속영역좌표를 일괄적으로 보정하게 되며, 단속영역좌표의 보정은 이하에서 설명되는 단속영역보정부(317)를 통해 이루어지게 된다.

한편, 위와 같은 방법으로 설정된 영점기준좌표는 본 발명의 시스템이 정상적으로 동작하는 동안에는 그 값이 변화되지 않고 동일하게 유지된다. 그러나 시스템을 다시 세팅하거나, 본 발명이 적용된 차량단속 시스템의 단속영역이 변경되는 등의 경우에는 영점기준좌표를 다시 설정할 수도 있다.

영점검사 중에 영점변위량이 시스템에 설정되어 있는 변위량기준을 초과할 경우, 본 발명의 시스템은 그 값에 해당되는 만큼 단속영역의 좌표를 일괄 보정하여 카메라가 바른 단속영역을 대상으로 차량단속을 할 수 있도록 한다.

단속영역설정부(313)는 본 발명의 시스템을 통하여 불법주정차 차량을 단속하는 범위, 즉 단속대상이 되는 범위인 차량 단속영역의 좌표값을 설정해 주기 위한 수단이다. 단속영역의 좌표설정은 영점기준좌표가 입력 및 저장된 후에 이루어지는 과정으로서, 단속영역의 각 부분(지점)에 대한 카메라의 좌표값을 시스템에 입력해 주는 것이며, 단속영역의 설정은 단속영역설정부(313)를 통해 이루어지게 된다.

시스템 세팅 중에 단속영역을 설정하기 위해서는 회전형 카메라에 대한 영점기준좌표가 저장된 상태에서 상황실부의 관리자가 직접 카메라를 원격으로 제어하면서 단속영역 각 부분의 좌표를 결정하여 단속영역설정부(313)에 입력, 저장하게 된다. 이와 같이 설정된 단속영역좌표는 시스템의 동작시 변동되지 않고 사용되는 단속영역의 위치에 대한 기준값이 되는 것이다.

이후에 수행되는 차량 단속과정에서는 단속영역설정부(313)에 저장되어 있는 단속영역좌표와 영점변위량을 사용하여 불법주정차 차량에 대한 단속을 수행하게 된다.

제어부(314)는 관리서버(310)에 포함되어 있는 여러 구성요소들의 동작을 제어하는 수단이다. 즉, 제어부는 본 발명의 관리서버(310)에 구비되어 있는 각 구성요소들이 도3에 나타나 있는 바와 같은 순서에 따라 동작하여 회전형 카메라의 현재 영점값을 검출하고, 그 결과 단속영역의 좌표를 바르게 보정하도록 하는 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 수단이다.

제어부(314)는 관리서버의 구성요소에 저장 또는 설정되어 있는 영점검출표식 및 영점기준표식 검출모델의 이미지 데이터, 영점기준좌표 데이터, 단속영역좌표 데이터 등의 정보와, 카메라가 촬영하여 제공하는 사진 등의 이미지 데이터를 활용하여 카메라의 현재 영점값(검출영점좌표)을 산출하고, 그 산출된 결과를 활용하여 차량 단속영역좌표를 일괄 보정하는 본 발명 시스템의 전체적인 동작을 제어하게 된다.

본 발명의 제어부(314)는 MCU와 같은 별도의 수단으로 구성될 수도 있고, 별도의 수단이 아닌, 관련 각 구성요소에 포함되어 있으면서 위와 같은 기능을 수행하는 프로그램의 형태로 구성될 수도 있다.

카메라원격제어부(315)는 현장부에 설치되어 있는 회전형 카메라의 동작을 제어하기 위한 수단이다. 회전형 카메라는 관리자가 카메라원격제어부(315)를 수동으로 조작하여 동작시킬 수도 있고, 카메라원격제어부(315)에 내장되어 있는 프로그램 및 제어부의 지시에 따라 자동으로 동작될 수도 있다.

본 시스템은 회전형 카메라가 자동 동작되는 것을 기본으로 설정되며, 시스템 세팅 후 시스템이 동작을 시작하도록 하기 위한 초기 설정시 또는 시스템에 이상이 발생하여 관리자가 직접 시스템을 재설정하여야 하는 등의 경우에는 수동으로 동작시킬 수도 있도록 구성된다. 즉, 본 발명이 적용되는 차량단속 시스템은 그 동작에 필요한 사항들이 모두 세팅된 후에는 카메라원격제어부(315) 및 제어부(314)의 제어를 통해 자동으로 동작되면서 차량의 단속 및 단속영역좌표의 보정을 수행하게 된다.

차량단속에 사용되는 회전형 카메라는 단속영역 내에 불법 주정차되어 있는 차량의 영상을 촬영하여 단속하기 위한 것이지만, 본 발명에서는 상기 회전형 카메라의 영점이 설정된 기준위치(영점기준좌표)에서 이탈된 경우, 그 이탈의 정도(영점변위량)를 검출하기 위한 용도로도 사용되는 것이다.

카메라원격제어부(315)는 단속영역좌표의 설정에도 사용된다. 즉, 본 발명에서는 시스템이 설치된 후 단속 대상영역의 범위를 설정하기 위하여 관리자가 상황실에서 카메라원격제어부를 사용하여 각 단속 대상영역의 위치값을 획득하고, 획득된 각 단속영역의 좌표(위치값)를 단속영역설정부(313)에 저장하게 된다. 단속영역좌표의 설정은 카메라원격제어부(315) 및 제어부(314)를 통하여 이루어지게 된다.

카메라원격제어부(315)는 본 발명에 따른 회전형 카메라의 이탈된 영점을 보정하기 위하여, 영점검출표식 및 영점기준표식을 검출하고 인식하는 동작에도 사용된다. 본 발명에서는 설정되어 있는 영점검사시간이 경과되었는지 여부를 제어부(314)가 판단한 후, 검사시간이 경과된 경우에는 카메라원격제어부(315)를 통해 회전형 카메라를 동작시켜서 현장부에 구비되어 있는 영점검출표식과 영점기준표식이 포함되어 있는 부분의 이미지를 촬영하고, 그 촬영된 이미지를 영점표식검출부(316)로 송신하게 된다.

위 이미지를 전달받은 영점표식검출부(316)는 받은 이미지 중에서 영점검출표식 또는 영점기준표식을 검출한 후, 그 시점에서의 영점기준표식의 위치값인 검출영점좌표를 획득하게 된다. 위와 같이 획득한 검출영점좌표를 시스템에 기저장되어 있는 영점기준좌표와 대비한 결과, 카메라의 현재 영점값(검출영점좌표)이 변위량기준을 초과하여 이탈된 경우(영점변위량이 변위량기준을 초과할 경우)에는, 단속영역보정부(314)를 통해 그 변위량만큼 단속영역의 좌표를 일괄 보정하게 된다. 참고로 본 발명의 ‘검출영점좌표’와 관련하여 사용되는 ‘검출’ 또는 ‘획득’은 동일한 의미로 이해될 수 있는 명칭이다.

본 발명의 시스템은 회전형 카메라가 자동으로 동작되는 것을 원칙으로 구성되어 있으며, 초기 시스템 세팅시 또는 시스템에 이상이 발생하여 점검 후 관리자가 직접 시스템을 재설정하는 등의 경우에만, 수동으로 동작시키도록 구성되어 있다.

시스템의 동작에 필요한 사항들이 모두 세팅된 후, 본 발명의 회전형 카메라는 카메라원격제어부(315) 및 제어부(314)의 제어를 통해 자동으로 동작되면서 차량단속을 수행하고 또한, 설정된 영점검사시간 경과시에도 자동으로 동작하면서 영점검출표식 및 영점기준표식이 포함되어 있는 사진 등을 촬영하고, 촬영된 사진 등을 영점검출표식부(316)로 전송하여 카메라 회전영점의 위치값(검출영점좌표)을 검출하도록 한다.

영점표식검출부(316)는 회전형 카메라의 영점 상태를 점검하기 위해 영점검출표식과 영점기준표식을 검출하기 위한 수단이다. 영점표식검출부(316)는 본 발명의 시스템에 있어서, 회전형 카메라가 영점검출표식 또는 영점기준표식을 검출해 내도록 동작하고, 그 표식을 사용하여 카메라의 현재 영점값을 검출하도록 하기 위한 것이다. 본 발명의 시스템은 차량단속을 수행하다가 설정된 영점검사시간이 되면, 영점표식검출부(316)를 통해 영점표식(영점검출표식 및/또는 영점기준표식)을 검출하고, 검출된 영점기준표식의 현재 위치값인 검출영점좌표와 시스템에 설정되어 있는 영점기준좌표을 비교하여 카메라 영점의 이탈값 즉, 영점변위량을 산출하며, 산출된 영점변위량이 정상 범위 내에 있는지 여부를 판단한 후, 그 변위량이 허용범위(변위량기준)를 초과한 것으로 판단될 경우에는 그 변위량만큼 차량 단속영역의 좌표를 일괄적으로 보정하게 된다.

본 발명의 영점표식검출부(316)는 시스템에 설정되어 있는 영점검사시간이 경과될 때마다, 위와 같은 동작을 자동으로 수행하도록 구성되어 있다. 영점검사시간은, 예를 들어, 3시간 또는 1일 단위로 설정할 수 있으며, 이 경우에는 3시간 마다 또는 매일 1회씩 정해진 시각에 카메라의 현재 영점값을 검출하여, 단속영역의 좌표를 보정할 수 있다.

본 발명에 사용되는 영점검출표식과 영점기준표식은 도4에 도시되어 있는 예와 같은 형태로 이루어질 수 있다. 영점기준표식은 주로 영점검출표식의 중심부에 위치하게 되며, 영점검출표식과 영점기준표식은 카메라와 근접한 위치의 카메라 설치용 지주나 시스템 제어용 함체 등에 부착할 수 있고, 카메라 주변의 건축물 등 여타 고정물에 부착할 수도 있다.

영점검출표식과 영점기준표식은 시스템이 예측할 수 있는 위치에 부착, 설치하되 회전형 카메라가 그 표식을 향해 용이하게 회전하여 영점검출표식 및 영점기준표식을 인식할 수 있는 위치에 부착하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 영점검출표식과 영점기준표식을 통칭하여 영점표식이라는 명칭을 사용한다.

본 발명의 시스템 동작 중 영점을 검사해야 할 시점이 되면, 회전형 카메라는 영점검출표식 또는 영점기준표식이 부착되어 있는 것으로 예측되는 위치를 향해 회전하여 사진을 촬영하고, 촬영된 사진에 포함되어 있는 이미지 중에서 영점검출표식과 영점기준표식을 인식하여 이들을 검출해 내게 된다. 본 발명의 시스템은 그 세팅 전에 이미 딥러닝을 통해 영점검출표식 및 영점기준표식의 이미지를 학습하였으므로, 촬영된 사진의 이미지 중에 영점검출표식 또는 영점기준표식이 포함되어 있을 경우, 이들 표식을 신속하게 인식할 수 있다. 영점검출표식을 인식한 경우에는, 그 내부에 포함되어 있는 영점기준표식도 용이하게 검출할 수 있게 된다.

본 발명의 시스템은 카메라를 통해 촬영한 사진 또는 동영상 이미지 중에 영점검출표식 또는 영점기준표식이 포함되어 있다고 판단될 경우, 그 인식된 영점검출표식 부분을 줌인하여 영점기준표식을 찾아낸 다음, 카메라의 초점을 영점기준표식의 중심점에 정렬시킨 상태에서 카메라 영점의 현재 위치값인 검출영점좌표를 획득하게 된다.

검출영점좌표를 획득한 제어부(314)는 영점기준좌표설정부(312)에 기 저장되어 있는 영점기준좌표와 검출영점좌표를 비교하여 카메라 영점의 이탈 정도 즉, 카메라의 영점변위량을 산출하게 된다.

단속영역보정부(317)는 위와 같이 산출된 영점변위량이 변위량기준을 초과할 경우, 각 단속영역의 좌표를 일괄적으로 보정하기 위한 것이다. 즉, 영점표식검출부(316)를 통해 산출된 영점변위량이 변위량기준(허용범위)을 초과한 것으로 판단될 경우, 제어부(314)는 단속영역보정부(317)를 통해 단속영역설정부(313)에 기 저장되어 있던 단속영역좌표를 상기 산출된 영점변위량 만큼 보정하여, 단속영역의 좌표를 재설정하게 된다.

카메라의 영점변위량이 변위량기준을 초과할 경우에는 회전형 카메라가 차량 단속을 효과적으로 수행하기 어려운 상태에 있는 것이므로, 단속영역의 좌표를 재설정할 필요가 있다. 본 발명에서는 위와 같이 산출된 영점변위량에 맞추어 기설정되어 있던 각 단속영역의 좌표를 일괄적으로 보정하게 된다.

한편, 카메라의 영점이 허용범위를 초과할 정도로 이탈하는 경우는, 도7의 (b)와 같이 회전형 카메라로 촬영한 이미지가 단속영역을 벗어난 부분을 촬영하게 되어 정확한 차량단속을 기대할 수 없는 상태에 있는 경우 등이다. 본 발명의 단속영역보정부(317)는 영점기준좌표설정부(312)를 통해 기설정되어 있던 영점기준좌표와 영점검사 중에 획득된 검출영점좌표를 비교하여 산출한 영점변위량 만큼 단속영역좌표를 일괄 보정하게 되며, 그와 같이 보정할 경우, 회전형 카메라는 다시 정확한 단속영역에 대한 영상을 촬영할 수 있게 된다.

본 발명의 시스템은 도3에 나타나 있는 바와 같은 단계를 거치면서 카메라의 영점을 검출하고 단속영역의 좌표를 보정하게 된다. 본 발명에서 이루어지는 동작의 상세한 내용은 아래와 같다.

- 영점검출표식과 영점기준표식의 검출모델 구축 단계(PS)

본 발명에서는 시스템이 동작을 수행하기에 앞서서, 딥러닝 기술을 활용하여 영점검출표식과 영점기준표식의 이미지를 학습한 후, 그 학습된 인식력을 바탕으로 시스템이 영점검출표식과 영점기준표식을 용이하게 인식할 수 있도록 준비하는 사전단계(PS)인 검출모델 구축 단계를 먼저 수행한다. 사전단계(PS)는 본 발명의 시스템이 동작을 시작하기 전에 미리 수행되는 것으로서 도3에는 이 단계가 나타나 있지 않다.

본 발명에서는 영점표식검출부(316)가 영점검출표식 및 영점기준표식을 정확하게 인식할 수 있도록 하기 위하여 시스템의 세팅 전에 미리 영점검출표식과 영점기준표식을 다양한 포커싱 거리, 각도 및 조도에서 촬영하여 획득한 수많은 이미지를 딥러닝 방식으로 학습하도록 한 후, 이후 시스템 동작 시 카메라가 촬영한 이미지 중에 포함되어 있는 영점검출표식 또는 영점기준표식을 정확히 인식할 수 있도록 한다.

본 시스템에 있어서, 위와 같은 내용으로 영점검출표식 및 영점기준표식의 검출모델을 구축하는 과정은 검출모델구축부(311)를 통해 수행되게 되며, 검출모델구축부(311)에는 딥러닝에 사용된 수많은 사진 또는 동영상 등의 이미지가 저장되게 된다.

위와 같이 영점검출표식과 영점기준표식에 대한 검출모델을 구축하는 단계는 본 발명의 시스템이 차량단속 및 카메라 영점보정 동작을 시작하기 전에 미리 이루어지게 된다.

- 영점기준좌표 설정 단계(S10)

본 발명의 시스템을 동작시키기 위한 세팅 과정에서는 영점기준좌표설정부(312)를 통해 영점기준좌표를 설정하는 단계(S10)가 수행되어야 한다.

영점기준좌표의 설정은 관리자가 상황실부에서 회전형 카메라를 원격으로 제어하여 카메라를 영점기준표식의 중앙으로 정렬시킨 후, 그 위치값(PAN/TILT/ZOOM)을 검출하여 영점기준좌표설정부(312)에 저장하는 방법으로 이루어진다. 본 발명에 있어서 영점기준좌표은 이후 시스템의 동작 중에 검출되는 카메라의 현재 영점값인 검출영점좌표와 비교하기 위한 것이며, 본 발명 시스템의 동작에 있어서 매우 중요한 데이터에 해당되는 것이다.

영점기준좌표를 설정하기 위해서는 먼저, 상황실부에 구비되어 있는 디스플레이에 영점기준표식이 보이도록 카메라를 이동시켜서 카메라로 촬영된 화면의 이미지 중에 영점기준표식이 나타나도록 해야 한다. 이때 카메라의 방향이 정확할 필요는 없고, 화면 내에 표식이 보이도록 이동하면 된다. 이후 제어부(314)는 영점표식검출부(316)과 카메라원격제어부(315)를 제어하여 카메라가 자동으로 중앙정렬을 시행하여 영점기준표식이 화면의 중앙에 정렬되도록 동작하게 된다. 이렇게 정렬된 상태에서 검출된 카메라의 PTZ값이 본 시스템의 영점기준좌표가 되는 것이다.

또한, 화면 내에 영점표식이 보이는 상태에서 영점기준좌표설정부(312)에 구비되어 있는 영점기준좌표 설정버튼을 누르면, 카메라가 자동으로 줌인과 함께 중앙정렬을 시행하여 영점기준표식이 화면의 중앙에 정렬되도록 할 수도 있다. 이렇게 정렬된 상태에서 검출된 카메라의 PTZ값 역시 본 시스템의 영점기준좌표가 되는 것이다.

- 차량 단속영역기준좌표 설정 단계(S20)

본 발명의 시스템을 동작시키기 위한 준비과정에서 수행되는 단계 중 다른 하나는 단속 대상영역에 대한 기준좌표를 설정하는 단계(S20)이다. 이 단계는 영점기준좌표 설정 단계 후에 수행되게 되며, 차량단속영역 설정 단계 또는 단속영역기준좌표 설정 단계라고 할 수 있다.

본 발명에 사용되는 단속영역기준좌표는 시스템 세팅 시 단속영역의 위치에 따라 부여하는 위치값으로서 영점검사결과에 따라 단속영역을 보정할 때 사용되는 기준이 되는 값이다.

단속영역기준좌표의 설정은 시스템 세팅 시 또는 시스템 점검 후 시스템을 재설정하는 등의 경우에 수행되는 것이며, 단속영역설정부(313)를 통해 이루어진다. 단속영역기준좌표는 관리자가 상황실에서 카메라를 원격으로 제어하면서 설정하는 위치값이며, 카메라를 단속영역으로 이동시킨 후, 단속영역의 각 지점에 대한 카메라의 위치값(PAN/TILT/ZOOM)을 획득하는 방법으로 설정되며, 설정된 단속영역기준좌표는 단속영역설정부(313)에 저장된다. 단속영역이 복수일 경우에는 각 단속영역별로 이 작업을 반복 시행하여 전체 단속영역에 대한 단속영역기준좌표를 설정, 저장하게 된다.

본 발명의 시스템이 영점검사를 수행한 결과 카메라의 회전 영점이 변위량기준을 초과하여 이탈한 것으로 판단될 경우에는, 단속영역보정부(317)가 전체 단속영역의 좌표를 일괄적으로 보정하게 되는데, 이때 이루어지는 단속영역좌표의 보정은 단속영역기준좌표를 기준으로 검출된 영점변위량 만큼 단속영역의 좌표값을 보정하는 것이다. 즉, 단속영역기준좌표로부터 영점변위량 만큼 카메라의 영점을 반대로 보정할 경우, 단속영역의 좌표가 바르게 보정되게 된다.

이 단계(S20)를 거치면서 단속영역기준좌표의 설정까지 이루어지면, 본 발명의 시스템은 차량단속 및 단속영역좌표 보정 동작을 수행할 수 있는 상태가 된다.

- 회전영점 이탈 여부 검사 및 단속영역좌표 보정 단계(S110, S120, S130, S140, S150, S160)

앞의 단계들(사전단계, S10 및 S20)을 거치면서 시스템의 동작을 위한 준비가 이루어지면, 본 발명의 시스템은 차량단속 동작을 수행할 수 있게 되며(S100), 그와 동시에 카메라의 영점을 검사하는 동작도 수행할 수 있게 된다.

회전형 카메라를 이용한 차량단속은 지속적으로 이루어지거나 정해진 시간대에 이루어지게 되며, 카메라의 영점보정을 위한 동작은 시스템에 설정되어 있는 영점검사시간 간격에 따라 이루어지게 된다. 즉, 카메라의 영점검사는 시스템에 설정되어 있는 영점검사시간이 경과될 때마다 수행된다.

본 발명의 경우와 같이 회전형 카메라를 사용하여 차량단속을 수행하는 시스템에서 회전형 카메라를 장기간에 걸쳐 사용할 경우, 카메라의 영점이 이탈할 수 있게 되며, 그 결과, 도7의 (b)와 같이, 카메라가 단속영역을 일부 또는 전부 벗어난 영역을 촬영하는 문제가 발생하게 된다. 이런 현상은 회전형 카메라에 사용되는 타이밍 벨트의 노후화에 기인할 수도 있고, 카메라를 지지하는 지주 등에 외력이 작용하여 카메라의 위치가 변동하여 발생할 수도 있다.

본 발명은 위와 같은 사정으로 인해 카메라의 회전영점이 이탈함으로써 발생할 수 있는 차량단속의 부정확성 문제를 개선하기 위한 것으로서, 시스템이 차량단속 동작을 수행하는 도중에 설정된 시간 간격에 따라 카메라의 영점을 검사하고, 시스템에 설정된 허용범위를 초과하여 영점이 이탈된 경우에는, 그 이탈범위(영점변위량)를 산출하고, 산출된 이탈범위 즉 영점변위량 만큼 단속영역의 좌표를 일괄적으로 보정하는 단계(S120, S130, S140, S150, S160)를 수행한다. 본 발명은 예를 들어 3시간 마다 또는 1일에 1회씩 카메라의 영점을 검사하도록 시스템을 설정할 수 있다. 또한, 그 시간 간격은 현장부의 환경이나 상태 또는 관리자의 선택에 따라 달리 설정될 수 있다.

카메라의 영점검사 시, 본 발명에서는 제어부(314) 및 카메라원격제어부(315)를 통해 영점표식의 위치로 이동하도록 카메라를 회전시키고, 영점표식이 검출된 경우에는 영점기준표식(122)의 중심을 향해 카메라가 정렬되도록 제어하는 한편, 영점표식검출부(316)를 통해 정렬된 위치에서의 회전형 카메라의 PTZ값 즉, 검출영점좌표(검출시점에서의 카메라의 영점 위치값)를 획득하게 된다(S120, S130).

위와 같이 검출영점좌표를 획득한 후, 제어부(314)는 영점기준좌표설정부(312)에 기 저장되어 있는 영점기준좌표와 상기 획득한 검출영점좌표를 비교하여 영점이 이탈된 범위 즉, 영점변위량을 산출하게 된다(S140).

산출된 영점변위량이 일정값 이하 즉, 변위량기준 이내일 경우, 제어부(314)는 회전영점이 정상인 것으로 판단하여 보정관련 동작을 중지하고, 차량단속을 위한 동작을 계속 수행하게 된다(S150의 ‘no’의 경우).

반대로, 산출된 영점변위량이 변위량기준을 초과한 것으로 판단될 경우에는 카메라의 회전영점이 이탈된 것으로 판단하여 단속영역좌표를 보정하기 위한 동작을 수행하게 된다.

위에서 산출된 영점의 이탈범위, 즉 영점변위량이 바로 본 발명에서 구하고자 하는 1차 결과물이며, 이 영점변위량이 변위량기준(허용범위)를 초과한 경우에는, 그 변위량 만큼 단속영역의 좌표를 일괄적으로 보정하게 된다. 이와 같이 영점변위량 만큼 일괄 보정된 단속영역의 좌표는 ‘보정단속영역좌표’라고 한다. 이후 본 발명의 시스템은 보정된 단속영역좌표를 사용하여 차량단속 동작을 수행하게 되며, 그 결과, 정확한 영역을 대상으로 차량단속을 수행할 수 있다.

본 발명에 있어서 회전형 카메라의 영점변위량 중 P값과(패닝값; Pand) T값(틸팅값; Tiltd)은 아래와 같은 방법으로 구할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명의 시스템에서 이루어지는 카메라의 회전 영점 이탈여부를 검사하고, 이탈된 것으로 판단될 경우에는, 그 이탈로 인해 발생한 영점변위량을 산출한 후, 산출된 영점변위량 만큼 단속영역의 좌표를 보정하게 되는데, 그와 같이 이루어지는 본 발명의 동작은 도3에 나타나 있는 S110, S120, S130, S140, S150 및 S160 단계를 차례로 거치면서 아래와 같이 수행되게 된다.

본 발명의 시스템이 회전형 카메라의 영점을 검사하고 단속영역의 좌표를 보정하는 각 단계의 내용은 아래의 내용 및 도3과 같은 순서로 이루어지게 된다.

먼저, 차량단속 진행 중에 시스템에 설정되어 있는 영점검사 시간이 경과된 것으로 판단되면(S110), 제어부(314)는 카메라원격제어부(315)를 통해 카메라의 주변에 부착되어 있는 영점표식(영점검출표식 및 영점기준표식)을 향하도록 카메라를 회전 이동시키게 된다(S120).

위와 같이 카메라가 이동된 상태에서 카메라로 촬영한 영상 중에 영점검출표식이 검출되면, 제어부(314)는 영점표식검출부(316)를 통해 영점검출표식을 인식하고, 다시 영점검출표식의 중심부에 위치한 영점기준표식을 검출한 후, 영점기준표식을 향하여 카메라를 정렬시키게 된다(S130). 이렇게 정렬된 카메라의 위치값(PTZ값)이 카메라의 현재 영점값 즉, 검출영점좌표가 된다.

카메라의 검출영점좌표를 획득한 제어부(314)는 영점기준좌표설정부(312)에 기설정되어 있는 영점기준좌표와 위와 같이 획득한 검출영점좌표를 비교하여, 그 차이값인 영점변위량을 산출하게 된다(S140).

카메라의 영점변위량을 산출한 후에는, 산출된 영점변위량이 시스템에 설정되어 있는 회전영점의 오차 허용값인 ‘변위량기준’을 초과하는지 여부를 판단한다(S150).

산출된 영점변위량이 변위량기준을 초과하지 않으면, 제어부(314)는 카메라의 영점이 정상 상태인 것으로 판단하여 영점검사를 중지하게 되고, 시스템은 차량단속 동작을 계속 수행하게 된다(S100).

그러나 산출된 영점변위량이 변위량기준을 초과한 것으로 판단될 경우, 제어부(314)는 단속영역보정부(317)를 제어하여 산출된 영점변위량에 해당되는 값만큼 차량 단속영역의 좌표를 일괄적으로 보정하게 된다(S160).

위에서 설명한 바와 같이 이루어지는 회전영점 이탈 여부의 검사 및 단속영역 보정 단계는 영점표식검출부(316)가 영점표식(영점검출표식 및/또는 영점기준표식)을 바로 검출할 수 있는 경우에 수행되는 단계이다(S130 ‘yes’의 경우). 즉, 영점표식검출부(316)가 회전형 카메라를 통해 촬영한 사진 등의 이미지에서 영점검출표식 및/또는 영점기준표식을 바로 검출할 수 있는 경우에는 단계 S110, S120, S130, S140, S150 및 S160의 순서로 각 단계가 수행되게 된다.

한편, 영점표식검출부(316)가 영점표식(영점검출표식 및/또는 영점기준표식)을 검출하지 못할 경우에는(S130 ‘no’의 경우), 아래에서 설명하는 바와 같은 단계들이 추가로 수행되게 된다.

- 영점표식 검출 실패 시 추가로 수행되는 단계(S131, S132, S133, S134, S135, S136, S137)

본 발명에 사용되는 영점검출표식 및 영점기준표식은 도4의 (a) 또는 (b)에 예시되어 있는 바와 같은 형태로 이루어질 수 있다. 영점검출표식은 영점기준표식에 비해 그 면적이 상대적으로 넓어서 카메라가 용이하게 인식할 수 있다. 영점검출표식 및 영점기준표식은 도4 이외에도 영점표식검출부(316)가 용이하게 검출할 수 있는 형태라면 어느 형태라도 무방하다.

한편, 도5(a)와 (b)는 영점표식(영점검출표식 및 영점기준표식이 포함된 것)이 지주(폴)의 측면에 고정된 함체의 일측에 부착되어 있는 실시예를 보여주는 것이다.

본 발명의 시스템에서는, 도4의 (a), (b)와는 달리, 영점기준표식이 영점검출표식의 중심부가 아닌 어느 일측에 형성되어 있는 것 역시 사용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 영점검출표식 또는 영점기준표식이 변경될 경우에는, 앞에서 설명한 검출모델 구축단계를 다시 수행하여 시스템이 새로운 영점표식을 인식할 수 있도록 학습시켜야 한다.

영점검사를 위해 카메라를 영점표식의 위치로 이동시키더라도 카메라로 촬영한 사진 등의 이미지 중에 영점표식 즉, 영점검출표식 또는 영점기준표식이 검출되지 않을 수도 있다. 영점표식이 검출되지 않는 경우는, 카메라의 영점이 과도하게 변화되어 영점표식이 부착된 위치를 찾지 못하는 경우 또는 카메라는 정상 상태이지만 영점표식이 훼손 또는 낙하되는 등의 사정으로 인해 카메라가 영점표식을 찾을 수 없는 경우 등이다.

본 발명의 시스템은 영점표식을 검출하기 위하여 제어부(314)가 영점표식검출부(316)와 카메라원격제어부(315)를 제어하면서 아래와 같은 동작을 수행하게 되는데, 영점표식검출부(316)가 영점검출표식 또는 영점기준표식의 검출에 실패할 경우에는(S130 ‘no’의 경우), 다음과 같은 단계를 수행하여 영점표식을 검출하게 된다.

먼저, 본 발명에서는 회전형 카메라를 줌아웃시켜서 영점표식을 검출하는 동작을 수행한다(S131, S132). 이때 수행되는 단계 S131, S132는 카메라를 회전시키지 않고 줌아웃 동작만으로 영점표식을 검출하기 위한 단계이다. 영점표식은 시스템이 예측할 수 있도록 설정된 위치에 부착되므로, 보통은 도6(a)와 같이, 예상되는 위치에 대한 줌아웃을 통해 영점표식을 검출할 수 있다. 한 번의 줌아웃으로도 영점표식이 검출되지 않을 경우에는 재차 줌아웃을 수행하며, 이때에는 도6(b)의 경우와 같이, 카메라를 최대한 줌아웃시켜서 영점표식을 검출하게 된다.

줌아웃 동작 중에 촬영된 사진에서 영점표식이 검출되면(S132 ‘yes’의 경우), 제어부(314)는 사진의 내부에 포함되어 있는 영점기준좌표의 중심을 향해 카메라를 정렬시키고, 그 정렬된 위치에서의 카메라 영점좌표의 현재값인 검출영점좌표를 획득하게 된다. 검출영점좌표를 획득한 후에는 앞의 ‘회전영점 이탈여부 검사 및 단속영역 보정 단계’에서 수행한 것과 동일한 단속영역의 좌표를 수정하기 위한 단계들을 수행하게 된다.

다음으로, 위와 같은 2회의 줌아웃에도 불구하고 영점표식이 검출되지 않을 경우(S132 ‘no’의 경우), 제어부(314)는 회전형 카메라를 화각 이하의 각도로 회전시켜서 영점표식을 검출하는 다음 단계의 동작을 추가로 수행하게 한다(S133, S134, S135).

카메라의 화각은 카메라의 화면에 잡히는 좌우, 상하 각도의 범위를 말하는 것이며, 카메라의 화각이 클수록 넓은 범위의 촬영이 가능하게 된다. 따라서 카메라를 회전시키면서 촬영하되 카메라의 화각 이하로 회전시키면 회전 전, 후 사진(화면)의 일부가 서로 겹치게 되어 촬영된 사진 사이에 사각지대가 발생하지 않게 된다. 본 발명에서는 이와 같이 카메라가 화각 이하의 각도로 회전하면서 촬영을 하도록 하여, 영점표식을 효과적으로 검출하도록 한다.

한편, 본 발명에 있어서 카메라를 화각 이하로 회전시킨다는 것은 상기 줌아웃 동작만으로 촬영하지 못했던 부분까지 촬영하여 영점표식을 검출할 수 있도록 카메라를 좌우 및 상하로 회전(패닝, 틸팅)시키는 것을 의미한다. 즉, 본 발명의 시스템은 카메라를 상하로 회전(틸팅)시킨 다음, 일정각도씩 좌우로 카메라를 회전(패닝)시키는 회전 동작을 수행하게 된다.

카메라를 화각 이하로 회전시키는 틸팅동작은 하향 틸팅과 상향 틸팅으로 구분될 수 있다. 하향 틸팅 또는 상향 틸팅 후에는 카메라를 좌우로 회전시키는 패닝동작이 수행된다. 하향 틸팅 또는 상향 틸팅 중 어느 것을 먼저 수행할지는 관리자가 현장상황 등에 따라 선택하여 시스템에 설정할 수 있으며, 회전 각도의 범위와 순서를 바꾸어 설정할 수도 있다. 또한, 상기와 같은 회전 동작을 수행하는 횟수 역시 설정할 수 있다.

예를 들어, 시스템이 먼저 하향 틸팅 후에 패닝동작을 수행하도록 설정되어 있을 경우에는, 설정된 각도만큼 카메라를 하향 회전(하향 틸팅)시킨 후, 다시 카메라를 일정각도씩 좌우 회전(패닝)시키면서 카메라 주변의 사진을 촬영하게 된다. 패닝 동작은 일정각도씩 이루어지게 할 수 있다. 예를 들어, 패닝 각도가 60도로 설정되어 있을 경우, 카메라는 6회의 패닝동작을 수행하여 360도를 회전하면서 주변 전체의 사진을 촬영할 수 있게 된다. 본 발명의 시스템은 패닝동작 중에 촬영된 사진 내에 영점표식이 있는지 여부를 검사하는 영점표식검출 단계를 수행한다(S134). 패닝 동작 중 촬영된 사진에서 영점표식이 검출되면(S134 ‘yes’의 경우), 제어부(314)는 사진의 내부에 포함되어 있는 영점기준좌표의 중심을 향해 카메라를 정렬시키고, 그 정렬된 위치에서의 카메라 위치값(PTZ값) 즉, 카메라 영점좌표의 현재값인 검출영점좌표를 획득하게 된다. 검출영점좌표를 획득한 후에는 앞의 ‘회전영점 이탈여부 검사 및 단속영역 보정 단계’에서 수행한 것과 동일하게 단속영역의 좌표를 수정하기 위한 단계들을 수행하게 된다.

하향 틸팅 및 카메라 주변 360도에 대한 패닝동작 수행 후에도 영점표식이 검출되지 않을 경우, 시스템은 다시 카메라를 상향 틸팅시킨 다음, 카메라를 좌우로 설정된 각도만큼 회전(패닝)시키면서 영점표식을 검출하는 동작을 다시 수행하게 된다. 상향 틸팅 후, 패닝동작 중에 이루어지는 영점표식 검출 동작도 하향 틸팅의 경우와 동일하다.

한편, 위와 같은 2회의 줌아웃과 하향 틸팅 후 패닝 동작 및 상향 틸팅 후 패닝 동작까지 모두 수행하였음에도 불구하고, 영점표식이 검출되지 않을 경우(S134 ‘no’의 경우), 즉, 도3에 있어서 S131-S132-S133-S134의 단계를 모두 수행했음에도 불구하고 영점표식이 검출되지 않을 경우, 제어부(314)는 영점표식에 이상이 발생한 것으로 판단하여 영점검사를 위한 동작을 중지하게 된다(S134, S135). 단계 S135는 영점검사 중에 수행된 틸팅 및 패닝 동작의 수행횟수가 시스템에 설정되어 있는 횟수를 초과하였는지 여부를 판단하는 단계이며, 설정된 수를 초과 것으로 판단될 경우, 영점검사 및 단속영역좌표 보정 관련 동작을 중지하게 된다(S136).

영점표식이 검출되지 않을 경우, 즉 영점표식 검출에 실패할 경우, 본 발명의 시스템은 영점검사 관련 동작을 중지하게 되며(S136), 상황실부(300)에 설치되어 있는 디스플레이 장치에 그 상태를 표시하여 관리자가 영점보정 동작의 수행이 중지되었음을 인지하도록 한다(S137). 이 상황을 인지한 관리자는 현장부의 카메라 상태 및 영점표식의 상태를 점검하는 등의 적절한 조치를 취하게 된다.

한편, 본 발명의 시스템은 영점검사 관련 동작의 수행이 중지된 경우에도 차량단속을 계속 수행할 수 있도록 구성되어 있다(S100). 영점검사 여부에 관계없이 차량단속은 계속 수행될 필요가 있으므로, 본 발명의 시스템은 차량단속 기능 자체에 이상이 발생하지 않는 한 차량단속 동작을 계속 수행하도록 구성되어 있는 것이다. 예를 들어 영점표식이 훼손 또는 낙하되는 등의 이유로 인해 영점표식이 검출되지 않을 수도 있으므로, 본 발명의 시스템은 영점검사 관련 동작을 중지시키더라도 시스템의 차량단속 관련 동작이 정상적으로 수행되도록 구성되어 있는 것이다.

위와 같은 단계(S131, S132, S133, S134)를 추가로 수행하여 영점기준표식을 검출한 이후에는, 앞의 ‘회전영점 이탈여부 검사 및 단속영역 보정 단계’에서 이루어지는 단계 중 영점변위량을 산출하고 산출된 영점변위량에 따라 단속영역좌표를 일괄 보정하는 것과 동일한 단계들이(S140, S150, S160) 수행된다.

위와 같이 본 발명에서는 영점기준표식을 향하여 카메라를 정렬시키는 동작을 시스템이 자동으로 수행하게 된다. 또한, 영점표식검출부(316)에 영점기준좌표 검출버튼을 구비하고, 관리자가 이 버튼을 눌러서 카메라가 영점기준표식을 향하여 정렬되도록 할 수도 있다. 이 경우, 버튼을 누르면 카메라가 자동으로 줌인과 함께 중앙정렬을 시행하여 영점기준표식이 화면의 중앙에 정렬되게 된다.

위와 같이 자동으로 또는 버튼을 누름으로써 카메라가 정렬된 상태에서 검출된 카메라의 PTZ값은 카메라의 현재 영점값 즉 검출영점좌표가 된다.

본 발명에서는 영점기준표식을 바로 검출하여 카메라의 영점변위량을 산출하는 경우와, 카메라를 줌아웃 및 회전시키는 동작을 설정 횟수 이내로 수행하여 영점기준표식을 검출하고 카메라의 영점변위량을 산출하게 된 경우에는, 시스템이 정상적인 영점보정 동작을 수행할 수 있게 된다.

위와 같은 단계들을 수행하면서 회전형 카메라의 영점을 검사한 결과 산출된 영점변위량이 변위량기준을 초과한 경우, 제어부(314)는 카메라의 영점이 이탈된 것으로 판단하여 산출된 영점변위량 만큼 단속영역의 좌표를 일괄 보정하게 되며(S160), 이 동작은 단속영역보정부(317)를 통해 이루어지게 된다.

본 발명의 시스템이 위와 같은 단계들을 거치면서 영점검사를 수행하는 중에 획득 또는 검출하게 되는 위치값 또는 좌표의 종류는 다음과 같다.

먼저, 영점기준좌표의 경우에는, 시스템의 세팅을 위한 준비과정에서 최초에 설정되는 영점기준표식에 대한 카메라의 영점좌표인 영점기준좌표와, 영점검사 동작의 수행 결과 검출되는 영점기준표식에 대한 카메라의 영점좌표인 검출영점좌표가 있다.

다음으로, 단속영역좌표의 경우에는, 시스템의 세팅을 위한 준비과정에서 최초에 설정되는 단속영역의 좌표인 단속영역기준좌표가 있고, 카메라의 영점검사 결과를 반영하여 보정된 단속영역의 좌표인 보정단속영역좌표가 있다.

본 발명 시스템에 있어서, 영점검사시간 경과시 수행하는 카메라의 영점검사 및 단속영역좌표의 보정을 위한 동작의 과정에서는 위 4가지 좌표 데이터는 다음과 같은 방식으로 각각 사용되게 된다.

본 발명에서는 영점기준좌표설정부(312)에 기설정되어 있는 영점기준좌표와 영점검사 과정에서 획득한 검출영점좌표를 비교하여 영점변위량을 산출하고, 산출된 영점변위량에 따라 단속영역좌표를 이전과 같이 유지하거나, 단속영역좌표를 영점변위량 만큼 일괄 보정하게 된다.

산출된 영점변위량이 변위량기준 이내일 경우에는 단속영역좌표가 보정되지 않고 이전의 좌표값을 유지하게 된다.

산출된 영점변위량이 변위량기준을 초과한 경우에는 카메라의 영점이 허용범위를 초과하여 이탈한 상태이므로 영점기준좌표의 값을 변경하여야 하는데, 이 경우에는 영점변위량 만큼 단속영역좌표를 보정하여야 한다. 단속영역좌표에 대한 보정은 정상적인 단속범위로부터 영점변위량 만큼 카메라의 영점이 이탈되어 있어서 카메라카 촬영한 사진이 바른 단속범위를 벗어난 상태를 정상적인 상태로 회복시키기 위한 것이며, 기 저장되어 있는 단속영역기준좌표에 대하여 영점변위량을 반대로 반영하여 보정한 단속영역좌표를 사용하여 차량을 단속하기 위한 것이다.

상기 단속영역기준좌표는 시스템 세팅시 설정되는 것으로, 시스템을 재설정해야 하는 등의 사정이 발생하지 않는 한, 그 좌표값이 변동되지 않는 것이다. 반면, 영점검사 결과를 반영하여 수정된 단속영역좌표인 보정단속영역좌표는 영점변위량이 변동될 때마다 그 값이 변동될 수 있는 것이다. 즉, 검출된 영점변위량이 직전 영점검사시 산출된 영점변위량과 동일한 위치값일 경우에는 보정단속영역좌표는 바뀌지 않게 되고, 영점변위량의 위치값이 변동된 경우에는 보정단속영역좌표가 변동되게 된다.

위에서 설명한 바와 같이 구성되는 본 발명의 시스템으로부터 기대되는 효과는 다음과 같다.

본 발명의 기술을 적용할 경우, 회전형 카메라의 회전영점 이탈현상이 발생 시, 자동으로 영점점검이 이루어질 수 있어서, 회전형 카메라를 사용하는 시스템의 차량단속 효율을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 시스템은 카메라의 회전영점이 이탈된 경우, 시스템이 자동으로 그 이탈된 변위량을 검출하고, 그 변위량만큼 카메라의 회전영점을 보정함으로써, 결과적으로 차량 단속영역의 좌표가 일괄적으로 보정되게 되어, 관리자가 전체 단속영역의 좌표를 일일이 재설정하는 작업을 생략할 수 있다.

본 발명의 시스템을 차량단속에 적용할 경우, 단속영역의 좌표가 항상 정확하게 유지될 수 있어서, 단속영역 이외의 영역에 있는 차량을 단속함에 따른 민원 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 종래에 사용되던 기술들과는 달리 특정 형태나 기능이 적용된 카메라가 아닌 범용 회전형 카메라를 사용하는 차량단속 시스템에도 적용할 수 있다.

본 발명은 차량단속 시스템에 설치되는 카메라가 스스로 단속영역의 범위를 관리하고 단속영역의 범위에 오차가 발생할 경우, 스스로 그 오차를 보정함으로써 상황실부에 관리자가 상주하지 않더라도 차량단속을 효과적으로 수행할 수 있어서, 차량단속 시스템의 운영효율을 높이고, 시스템 운영관련 소요비용을 크게 절감시킬 수 있다.

위와 같이 본 발명의 내용에 대하여 상세히 설명하였는바, 본 발명의 기술 사상은 위에 설명된 내용에 한정되는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상과 동일하거나 유사하여 특별한 기술적 변경 없이 적용할 수 있는 것을 포함하는 것이고, 또한, 특허청구범위에 기재되어 있는 본 발명의 기술 사상과 유사하거나 균등한 것 역시 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 현장부
110 : 촬상부 111 : 회전형 카메라
120 : 영점표식부 121 : 영점검출표식
122 : 영점기준표식
130 : 통신부 131 : 네트워크 허브
200 : 유무선 네트워크
300 : 상황실부
310 : 관리서버 311 : 검출모델구축부
312 : 영점기준좌표설정부 313 : 단속영역설정부
314 : 제어부 315 : 카메라원격제어부
316 : 영점표식검출부 317 : 단속영역보정부
330 : 통신부(330)
331 : 네트워크 허브

Claims (6)

1. 단속현장에 설치되는 현장부(100)와, 상기 현장부로부터 원격지에 위치하는 상황실부(300)와, 상기 현장부(100)와 상황실부(300) 사이에 구비되는 유무선 네트워크(200)를 포함하여 구성되는 차량단속 시스템에 있어서,
   상기 현장부(100)는 회전형 카메라가 구비되어 있는 촬상부(110)와, 영점검출표식 및 영점기준표식이 구비되어 있는 영점표식부(120)를 포함하여 구성되고,
   상기 상황실부(300)는 상기 회전형 카메라를 원격으로 제어하여 차량을 단속하는 동작을 수행하며, 설정된 영점검사시간 경과 시 상기 회전형 카메라의 회전영점을 검사하고, 검사결과에 따라 차량 단속영역좌표를 보정하는 동작을 수행하는 관리서버(310)를 포함하여 구성되며,
   상기 관리서버(310)는;
   상기 현장부(100) 및 상기 상황실부(300)에 구비되어 있는 구성요소들의 동작을 제어하는 제어부(314)와,
   딥러닝을 통해 영점검출표식 및 영점기준표식을 검출하기 위한 검출모델을 구축하는 검출모델구축부(311)와,
   영점기준표식의 기준 위치값인 영점기준좌표를 설정하는 영점기준좌표설정부(312)와,
   시스템 세팅 시 차량 단속영역좌표를 설정하고, 그 결과 설정된 단속영역기준좌표가 저장되는 단속영역설정부(313)와,
   상기 현장부(100)의 회전형 카메라를 원격제어하는 카메라원격제어부(315)와,
   상기 검출모델구축부(311)에 구축된 검출모델을 통해 영점기준표식을 검출하고 카메라의 검출영점좌표를 획득하는 영점표식검출부(316)와,
   상기 회전형 카메라의 영점변위량이 변위량기준을 초과할 경우, 각 단속영역의 좌표를 일괄적으로 보정하는 단속영역보정부(317)를 포함하여 구성되고,
   상기 영점검출표식 및 영점기준표식은 카메라와 근접한 위치의 카메라 설치용 지주나 시스템 제어용 함체 또는 카메라 주변의 건축물에 부착되고, 상기 영점검출표식의 중심부에는 상기 영점기준표식이 구비되어 있으며,
   상기 영점기준좌표와 상기 검출영점좌표를 비교하여 영점변위량을 산출하고, 산출된 영점변위량이 변위량기준을 초과할 경우, 영점변위량 만큼 단속영역의 좌표를 자동으로 보정하도록 제어하는 제어부(314)와,
   상기 제어부(314)의 제어에 따라 차량 단속영역의 좌표를 보정단속영역좌표의 값으로 일괄 보정하는 단속영역보정부(317)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 검출모델구축부(311)는 학습 이미지에 영점검출표식 및 영점기준표식의 위치를 레이블링하고, 상기 학습 이미지에 대한 딥러닝을 통해 상기 영점검출표식 및 영점기준표식의 이미지를 학습하여 상기 영점검출표식 및 영점기준표식에 대한 검출모델을 구축하는 것을 특징으로 하는, 차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 영점표식검출부(316)가 상기 영점기준표식을 검출하지 못할 경우, 상기 제어부(314)는 상기 영점표식검출부(316)와 상기 카메라원격제어부(315)를 제어하여 상기 회전형 카메라를 줌아웃시켜서 영점표식을 검출한 후, 상기 영점기준좌표의 중심을 향해 카메라를 정렬시키고, 그 정렬된 위치에서의 카메라 위치값(PTZ값)인 검출영점좌표를 획득하도록 동작하는 것을 특징으로 하는, 차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제어부(314)는 상기 회전형 카메라를 최대한 줌아웃시켜도 상기 영점표식검출부(316)가 영점표식을 검출하지 못할 경우, 상기 회전형 카메라를 화각 이하로 회전시키는 하향 및 상향 틸팅동작과 함께 상기 회전형 카메라를 좌우로 회전시키는 패닝동작을 수행하도록 하여 상기 영점표식검출부(316)가 영점표식을 검출하도록 한 후, 상기 영점기준좌표의 중심을 향해 카메라를 정렬시키고, 그 정렬된 위치에서의 카메라 위치값(PTZ값)인 검출영점좌표를 획득하도록 동작하는 것을 특징으로 하는, 차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템.
   
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 제어부(314)는 설정된 횟수만큼 회전 동작을 수행하여도 영점표식이 검출되지 않을 경우, 영점표식에 이상이 발생한 것으로 판단하고 영점검사 동작을 중지하는 것을 특징으로 하는, 차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부(314)는 영점검사 동작이 중지될 경우, 그 상태를 디스플레이에 표시한 후 차량단속 동작을 계속 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 차량 단속영역좌표 자동 보정 시스템.
   
   

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