KR102637924B1 - System and method for cracking down on non-wearing helmets of two-wheeled vehicles based on artificial intelligence - Google Patents

System and method for cracking down on non-wearing helmets of two-wheeled vehicles based on artificial intelligence Download PDF

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Abstract

본 발명은 딥러닝기반 컴퓨터비전 기술을 활용하여 이륜자동차의 불법운행을 단속 시 도로에 설치된 카메라로부터 영상신호를 수신하여 이륜자동차 영역을 추출하고, 이륜자동차 영역에서 운전자 및 동승자의 헬맷(안전모) 착용여부에 따라 헬맷 미착용 시 이륜자동차의 번호판을 감지하고 판독하여 이를 단속관련 기관으로 전송하는 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 각각 이륜자동차의 후면을 촬영하도록 설치된 카메라를 통해 촬영된 영상신호에서 이륜자동차를 검출하고, 검출된 이륜자동차의 운전자와 동승자에 대한 헬맷 착용여부를 검출한 후 헬맷 미착용의 경우 차량번호판에서 차량번호를 추출하고 이를 단속관련 기관의 서버인 교통위반 단속서버(200)로 전송하는 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103); 및 복수의 제1 내지 제N 운행위반 단속장치(101, 102, 103)로부터 전송된 운행위반 단속차량에 대한 헬맷 미착용 단속정보를 통지하는 교통위반 단속서버(200);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템을 제공한다.The present invention uses deep learning-based computer vision technology to extract video signals from cameras installed on the road when cracking down on illegal driving of two-wheeled vehicles, extracts the area of the two-wheeled vehicle, and requires the driver and passengers to wear helmets (hard hats) in the area of the two-wheeled vehicle. This relates to an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system and method for not wearing a helmet, which detects and reads the license plate number of a two-wheeled vehicle and transmits it to enforcement agencies when a helmet is not worn. The present invention detects a two-wheeled vehicle from an image signal captured through a camera installed to photograph the rear of each two-wheeled vehicle, detects whether the driver and passengers of the detected two-wheeled vehicle are wearing helmets, and, if not wearing a helmet, plates the vehicle license plate. A plurality of first to Nth non-wearing helmet enforcement devices (101, 102, 103) that extract the license plate number from the vehicle and transmit it to the traffic violation enforcement server (200), which is a server of the enforcement agency; And a traffic violation enforcement server (200) that notifies enforcement information on violation of helmets for vehicles transmitted from a plurality of first to Nth traffic violation enforcement devices (101, 102, 103). Provides an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing helmets.

Description

인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템 및 방법{System and method for cracking down on non-wearing helmets of two-wheeled vehicles based on artificial intelligence}{System and method for cracking down on non-wearing helmets of two-wheeled vehicles based on artificial intelligence}

본 발명은 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 딥러닝기반 컴퓨터비전 기술을 활용하여 이륜자동차의 불법운행을 단속시 도로에 설치된 카메라로부터 영상신호를 수신하여 이륜자동차 영역을 추출하여 운전자 및 동승자의 헬맷(안전모) 착용여부에 따라 헬맷 미착용 시 이륜자동차의 번호판을 감지 및 판독하여 이를 단속관련 기관으로 전송하는 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the crackdown on non-wearing of helmets on two-wheeled vehicles. More specifically, when cracking down on illegal driving of two-wheeled vehicles using deep learning-based computer vision technology, video signals are received from cameras installed on the road to extract the area of the two-wheeled vehicle. This relates to an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system and method that detects and reads the license plate number of a two-wheeled vehicle when the driver and passenger are not wearing a helmet (hard hat) and transmits this to the enforcement agency.

이륜자동차는, 자동차의 보급이 활성화되기 이전부터 많은 국민들에게 사용되어왔다. 아울러 현대 시대에는 자동차의 보급이 활발해졌지만, 여전히 이륜자동차 특유의 매력을 따라, 여가생활 혹은 이동수단으로서 이륜자동차를 사용하고 있다.Two-wheeled vehicles have been used by many people even before the widespread use of automobiles. In addition, although the spread of automobiles has become more active in the modern era, two-wheeled vehicles are still used for leisure or as a means of transportation, following the unique charm of two-wheeled vehicles.

특히, 코로나로 인해 배달문화가 활성화된 현재, 이륜자동차의 도로 주행량은 증가하고 있다.In particular, with the delivery culture revitalized due to the coronavirus, the amount of two-wheeled vehicles driven on the road is increasing.

그러나 이륜자동차는 일반 자동차와 다르게 도로 상에서 주행범위가 다소 자유롭다. 이는 법적으로 자유로운 것은 아니고, 크기가 자동차에 비해 작고, 2개의 휠로 구동되어지다 보니, 자전거와 마찬가지로 자유로운 이동이 가능하다는 것이다.However, unlike regular cars, two-wheeled vehicles have a somewhat freer driving range on the road. This is not legally free, and since it is smaller than a car and driven by two wheels, it is possible to move freely like a bicycle.

때문에, 도로 상에서 도로법규를 지키지 않고 무분별한 주행을 하는 운전자가 늘고 있다. 이러한 이륜자동차로 인해 도로 상에서 안전하게 주행하는 일반 자동차나, 안전하게 보행 중인 보행자가 피해를 보는 경우도 발생되고 있다.Therefore, the number of drivers who do not follow road laws and drive recklessly on the road is increasing. There are cases where ordinary cars driving safely on the road or pedestrians walking safely are harmed by these two-wheeled vehicles.

이와 같이 일반적으로 이륜 자동차(이하 이륜자동차)의 교통 법규 위반 사항을 단속하고자 할 경우, 이륜자동차 운전자는 단속 경찰의 지시에 순응하지 않고, 도주 시 번호판의 식별이 어렵고, 또한 무인 카메라를 이용하여 이륜자동차를 자동 촬영하여 단속하고자 하여도 전면부에 번호판이 없으므로 촬영을 한다 해도 누구의 소유인지 알 수가 없어 단속의 효과가 없었다.In this way, in general, when trying to crack down on traffic law violations by two-wheeled vehicles (hereinafter referred to as two-wheeled vehicles), drivers of two-wheeled vehicles do not comply with the instructions of the police, it is difficult to identify license plates when running away, and unmanned cameras are used to control two-wheeled vehicles. Even if you tried to crack down on cars by automatically filming them, there was no license plate on the front, so even if you filmed them, you couldn't tell who owned them, so the crackdown was ineffective.

특히, 안전 사고 예방을 위해 이륜자동차 탑승자는 헬맷을 필히 착용해야 함에도 불편함 등의 이유로 헬맷을 착용하지 않는 경우가 많다. 하지만 이를 단속하기 위해서는 단속 경찰이 직접 단속해야 하는 어려움이 있다.In particular, although riders of two-wheeled vehicles are required to wear helmets to prevent safety accidents, they often do not wear helmets for reasons such as discomfort. However, in order to crack down on this, there is a difficulty in that the police must crack down on it themselves.

이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 기술이 개발되고 있다.Various technologies are being developed to solve these problems.

예컨대, 등록특허공보 제10-1942491호에는 도로교통 상황 모니터링 관제·실시간 교통정보 분석·교통신호제어로 이루어진 인공지능형 CCTV통합관제중개제어모듈을 갖는 CCTV통합관제센터시스템이 기재되어 있다.For example, Registered Patent Publication No. 10-1942491 describes a CCTV integrated control center system with an artificial intelligence CCTV integrated control intermediary control module consisting of road traffic situation monitoring control, real-time traffic information analysis, and traffic signal control.

상기 기술은, 기존의 CCTV카메라에서 촬영된 현장용 CCTC영상이 DSP처리 및 통합관제용 인터페이스처리없이, 바로 통합관제센터시스템으로 전달되기 때문에, 현장용 CCTV영상의 화질이 흔들리거나 희미해져서, 특정개체를 육안으로 파악하기가 힘든 문제점과, 종래의 통합관제센터시스템에서는 관제자인 사람이 24시간 모니터를 보며 감시하는 체제이므로 즉각적인 반응이 어렵고, 실제 위험요소를 객체인식으로 판별하여 추적하기는 어려운 문제점, 다양한 이상 상황 발생 시 위험 요소의 실시간 객체검출 및 추적이 불가능한 문제점, 그리고, 통합관제센터 시스템에 도로교통 상황 모니터링 관제시스템 따로, 교통정보 분석시스템 따로, 교통신호등 제어시스템 따로, 구축이 되기 때문에, 시스템구축비용이 비싸지고, 시스템과부하에 따른 처리속도가 늦어지고, 잦은 고장이 발생되는 문제점을 개선하고자, 현장용 CCTV 모듈(100), CCTV 통합관제관리서버(200), 인공지능형 CCTV통합관제중개 제어모듈(300)로 구성됨으로서, 복수개의 현장용 CCTV모듈과 CCTV 통합관제관리서버 사이에 형성된 인공지능형 CCTV통합관제중개제어모듈을 통해, DSP처리와 관제인터페이스 처리를 통해, 기존에 비해 80% 향상된 양질의 현장용 CCTV영상데이터를 통합관제센터의 모니터링화면에 표출시킬 수 있으며, CCTV 통합관제관리서버가 해야할 도로교통 상황 모니터링 관제기능과, 특정이동차량검출기능, 특정이동차량추적기능, 교통정보분석기능, 교통신호제어기능을 인공지능형 CCTV통합관제중개제어모듈을 수행시킬 수 있어, CCTV 통합관제관리서버의 업데이트되는 시스템구축비용을 기존에 비해 70% 저렴하게 할 수 있고, CCTV 통합관제관리서버의 모니터링화면 표출속도 및 분석처리속도를 기존에 비해 2배~4배 향상시킬 수 있으며, CCTV 통합관제관리서버의 고장발생율을 60%이하로 낮출 수 있고, 그리드 셀 기반형 합성곱 신경망구조와 RNN (Recurrent Neural Network) 신경망 구조를 통해 자가학습하면서, 학습한 자가학습데이터를 기반으로, 프레임별 현장용 CCTV영상데이터 속에 있는 이동차량과 비교하여, 특정이동차량만을 검출시킬 수 있어, 특정이동차량의 검출속도를 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있고, 장애 시간이나 횟수를 줄임으로 인한 공백시간을 기존에 비해, 80% 줄일 수가 있으며, 이동차량 검출시, 정지된 환경에서 구현되는 기존의 차량검출과는 다르게 이동차량마다 ID를 부여하여 현재 프레임화면에서 알아볼 수 없다 하더라도, 또 다른 이웃하는 현장용 CCTV모듈에서 촬영된 다음 프레임화면의 이동차량의 특징 패턴과 벡터, 색정보를 비교하여 동일 이동차량임을 설정할 수 있어, 기존에 비해 특정이동차량검출율을 80% 향상시킬 수 있는 도로교통 상황 모니터링 관제/실시간 교통정보 분석/교통신호제어로 이루어진 인공지능형 CCTV통합관제중개 제어모듈을 갖는 CCTV통합관제센터시스템를 제공하는데 그 목적이 있다.In the above technology, on-site CCTC images taken from existing CCTV cameras are directly transmitted to the integrated control center system without DSP processing and integrated control interface processing, so the image quality of on-site CCTV images is shaken or blurred, making it difficult to detect specific objects with the naked eye. In the conventional integrated control center system, immediate response is difficult because the controller monitors the system 24 hours a day, and it is difficult to identify and track actual risk factors through object recognition, and various abnormalities. The problem of real-time object detection and tracking of risk factors when a situation occurs is impossible, and the cost of system construction is that the road traffic situation monitoring and control system, traffic information analysis system, and traffic light control system are built separately in the integrated control center system. In order to improve the problems of increased cost, slow processing speed due to system overload, and frequent breakdowns, on-site CCTV module (100), CCTV integrated control management server (200), and artificial intelligence CCTV integrated control brokerage control module (300) ), through the artificial intelligence CCTV integrated control mediation control module formed between multiple on-site CCTV modules and the CCTV integrated control management server, through DSP processing and control interface processing, quality on-site CCTV video improved by 80% compared to the existing one. Data can be displayed on the monitoring screen of the integrated control center, and the road traffic situation monitoring and control functions required by the CCTV integrated control management server, specific mobile vehicle detection function, specific mobile vehicle tracking function, traffic information analysis function, and traffic signal control function are performed. The artificial intelligence CCTV integrated control intermediary control module can be implemented, so the cost of building an updated system of the CCTV integrated control management server can be reduced by 70% compared to the existing one, and the monitoring screen display speed and analysis of the CCTV integrated control management server can be improved. The processing speed can be improved by 2 to 4 times compared to the existing one, and the failure rate of the CCTV integrated control management server can be reduced to less than 60%, and the grid cell-based convolutional neural network structure and RNN (Recurrent Neural Network) neural network structure. Through self-learning, based on the learned self-learning data, only specific moving vehicles can be detected by comparing them with moving vehicles in field CCTV video data for each frame, increasing the detection speed of specific moving vehicles by 80% compared to the existing method. It can be improved, and by reducing the time or number of failures, the blank time can be reduced by 80% compared to the existing one, and when detecting a moving vehicle, an ID is given to each moving vehicle, unlike the existing vehicle detection implemented in a stationary environment. Therefore, even if it cannot be recognized in the current frame screen, it is possible to establish that it is the same moving vehicle by comparing the characteristic pattern, vector, and color information of the moving vehicle in the next frame screen captured by another neighboring site CCTV module. The purpose is to provide a CCTV integrated control center system with an artificial intelligence CCTV integrated control brokerage control module consisting of road traffic situation monitoring control/real-time traffic information analysis/traffic signal control that can improve vehicle detection rate by 80%.

물론, 종래 도로상황과 더불어 자동차를 감시하는 기술이 이륜자동차 역시 감시하도록 되어 있지만, 이러한 종래의 자동차 감시 기술을 적용하기에 이륜자동차의 경우 헛점이 존재한다.Of course, the conventional technology for monitoring automobiles along with road conditions is also designed to monitor two-wheeled vehicles, but there is a loophole in applying this conventional automobile monitoring technology in the case of two-wheeled vehicles.

예를 들어, 이륜자동차가 횡단보도를 통해 차도로 진입하면서 교통법규를 위반하는 경우, 차량 번호판을 촬영하도록 구성된 종래 기술은, 방향을 틀어짐에 따른 이륜자동차의 번호판을 놓치는 경우가 발생될 수 있다.For example, when a two-wheeled vehicle enters the roadway through a crosswalk and violates traffic laws, the conventional technology configured to photograph the vehicle's license plate may miss the two-wheeled vehicle's license plate due to turning.

또한, 등록특허공보 제10-2166784호에는 자전거 전용차로 CCTV 단속관리 시스템이 기재되어 있다.In addition, Registered Patent Publication No. 10-2166784 describes a bicycle lane regulation and management system.

상기 기술은, 자전거 전용차로 CCTV 단속관리 시스템에 관한 것으로, 자전거 전용차로 상에 고정된 지지대의 상부에 설치되고, 카메라를 이용하여 자전거 전용차로 상에 기 지정된 특정 영역의 영상을 획득하며, 기 설정된 상기 지지대의 위도 및 경도와 함께 획득된 특정 영역의 영상을 전송하는 영상획득장치와, 영상획득장치와 통신망을 통해 연결되며, 통신망을 통해 영상획득장치로부터 기 설정된 지지대의 위도 및 경도와 함께 획득된 특정영역의 영상을 제공받아 이를 기반으로 기 설정된 영상인식 기술을 이용한 영상처리 및 분석을 통해 자전거 전용차로 상의 불법차량을 인식함과 아울러 해당 불법차량 번호판을 검출하고, 기 설정된 지지대의 위도와 경도를이용하여 해당 불법차량 번호판에 대한 현재 위치의 위도와 경도를 산출하여 해당 불법차량의 현재 위치정보를검출하며, 관리자가 해당 불법차량에 대한 번호판 이미지를 비롯하여 해당 불법차량의 차량번호, 위도와 경도를 갖는 현재 위치 및 시간을 시각적 또는 청각적으로 실시간 모니터링(Monitoring)할 수 있도록 서비스를 제공하는 도로 관리서버를 포함함으로써, 자전거 운전자에게 사전에 충분한 주의를 줄 수 있을 뿐만 아니라 추돌사고발생을 효과적으로 줄일 수 있다.The above technology relates to a bicycle lane CCTV enforcement management system, which is installed on the upper part of a support fixed on the bicycle lane, uses a camera to acquire images of a specific area designated on the bicycle lane, and preset An image acquisition device that transmits an image of a specific area acquired along with the latitude and longitude of the support, is connected to the image acquisition device and a communication network, and acquires the image with the latitude and longitude of the support preset from the image acquisition device through the communication network. By receiving images of a specific area and processing and analyzing images using preset image recognition technology based on this, illegal vehicles on bicycle lanes are recognized, the license plates of the illegal vehicles are detected, and the latitude and longitude of the preset support are determined. The current location information of the illegal vehicle is detected by calculating the latitude and longitude of the current location of the license plate of the illegal vehicle, and the manager obtains the license plate image of the illegal vehicle as well as the license plate number, latitude and longitude of the illegal vehicle. By including a road management server that provides a service that allows real-time monitoring of the current location and time visually or audibly, it is possible to not only provide sufficient warning to cyclists in advance but also effectively reduce the occurrence of collision accidents. there is.

또한, 등록특허공보 제10-0464619호에는 이륜 자동차의 단속 및 관리를 위한 데이터 송, 수신 장치가 기재되어 있다.Additionally, Registered Patent Publication No. 10-0464619 describes a data transmission and reception device for regulating and managing two-wheeled vehicles.

그러나 상술된 기술들은, 이륜자동차에 특화되어 번호판 감지를 도모하기 위한 기술을 적용하지 않고 있다는 문제가 있었다.However, the above-described technologies had a problem in that they were specialized for two-wheeled vehicles and did not apply technology to detect license plates.

등록특허공보 제10-2349113호(2022.01.11.)Registered Patent Publication No. 10-2349113 (2022.01.11.) 등록특허공보 제10-2368127호(2022.02.23.)Registered Patent Publication No. 10-2368127 (2022.02.23.) 등록특허공보 제10-2166784호(2020.10.16.)Registered Patent Publication No. 10-2166784 (2020.10.16.) 등록특허공보 제10-0464619호(2005.01.06.)Registered Patent Publication No. 10-0464619 (2005.01.06.)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 딥러닝기반 컴퓨터비전 기술을 활용하여 이륜자동차의 불법운행을 단속 시 도로에 설치된 카메라로부터 영상신호를 수신하여 이륜자동차 영역을 추출하고, 이륜자동차 영역에서 운전자 및 동승자의 헬맷(안전모) 착용여부에 따라 헬맷 미착용 시 이륜자동차의 번호판을 감지하고 판독하여 이를 단속관련 기관으로 전송하는 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is intended to solve all the shortcomings and problems of the prior art as described above. By utilizing deep learning-based computer vision technology, video signals are received from cameras installed on the road when cracking down on illegal driving of two-wheeled vehicles, and the two-wheeled vehicles are An artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system that extracts the area and detects and reads the license plate of the two-wheeled vehicle when the driver and passenger are not wearing a helmet (hard hat) in the area of the two-wheeled vehicle and transmits this to the enforcement agency. The purpose is to provide methods and methods.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 각각 이륜자동차의 후면을 촬영하도록 설치된 카메라를 통해 촬영된 영상신호에서 이륜자동차를 검출하고, 검출된 이륜자동차의 운전자와 동승자에 대한 헬맷 착용여부를 검출한 후 헬맷 미착용의 경우 차량번호판에서 차량번호를 추출하고 이를 단속관련 기관의 서버인 교통위반 단속서버(200)로 전송하는 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103); 및 복수의 제1 내지 제N 운행위반 단속장치(101, 102, 103)로부터 전송된 운행위반 단속차량에 대한 헬맷 미착용 단속정보를 통지하는 교통위반 단속서버(200);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention detects a two-wheeled vehicle from an image signal captured through a camera installed to photograph the rear of the two-wheeled vehicle, and detects whether the driver and passenger of the detected two-wheeled vehicle are wearing helmets. In case of not wearing a helmet, a plurality of first to Nth non-wearing helmet enforcement devices (101, 102, 103) extract the license plate number from the vehicle license plate and transmit it to the traffic violation enforcement server (200), which is a server of the enforcement agency; And a traffic violation enforcement server (200) that notifies enforcement information on violation of helmets for vehicles transmitted from a plurality of first to Nth traffic violation enforcement devices (101, 102, 103). Provides an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing helmets.

여기서 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103) 각각은 도로 진행방향의 후방에서 이륜자동차의 객체가 감지되기 위해서 0도에서 60도 사이에서 촬영된 이륜자동차의 데이터를 확보하고, FPS(Frame per second)가 높은 딥러닝 네트워크를 사용하며, MS COCO 데이터 셋으로 학습된 딥러닝 네트워크에 탑뷰에서 촬영된 이륜자동차의 데이터를 추가하기 위한 전이학습을 진행한 것을 특징으로 한다.Here, each of the plurality of first to Nth helmet non-wearing control devices 101, 102, and 103 secures data of the two-wheeled vehicle taken between 0 degrees and 60 degrees in order to detect the object of the two-wheeled vehicle from the rear in the direction of travel. A deep learning network with a high FPS (Frame per second) is used, and transfer learning is performed to add data of a two-wheeled vehicle captured from the top view to the deep learning network learned with the MS COCO data set.

그리고 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일반 자동차, 이륜자동차 인식 신경망 학습 시 후방촬영 영상에 대하여 일반, 이륜자동차 인식, 바운더리 박스 생성, 번호판 영역 검출, 번호판 영역 판독 및 학습 데이터를 포함하는 인식 신경망 학습이된 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)를 설치하는 단계(S100); 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 영상수신부(120)로부터 영상이 수신되면(S110), 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 이륜차 검출부(130)를 통해 영상에서 이륜자동차를 검출하는 단계(S120); 상기 검출된 이륜자동차에 대하여 운전자 또는 동승자의 헬맷 미착용을 검출하는 단계(S150); 및 헬맷 미착용이라면 이륜자동차 객체를 추적하고, 객체 ID를 부여하며, 번호판에서 차량번호를 추출하여 통신망(300)을 통해 교통위반 단속서버(200)로 교통위반 단속정보를 전송하는 단계(S170);를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a recognition neural network that includes general and two-wheeled vehicle recognition, boundary box creation, license plate area detection, license plate area reading, and learning data on rear-view images when training a general automobile and two-wheeled vehicle recognition neural network. Installing the learned first to Nth non-wearing helmet control devices (101, 102, 103) (S100); When an image is received from the image receiver 120 of the plurality of first to Nth helmet non-wearing enforcement devices 101, 102, and 103 (S110), the two-wheeled vehicle detection unit 130 of the helmet non-wearing enforcement devices 101, 102, and 103 Detecting a two-wheeled vehicle in an image through (S120); Detecting that the driver or passenger is not wearing a helmet for the detected two-wheeled vehicle (S150); And if the helmet is not worn, tracking the two-wheeled vehicle object, assigning an object ID, extracting the vehicle number from the license plate, and transmitting traffic violation enforcement information to the traffic violation enforcement server 200 through the communication network 300 (S170); Provides an artificial intelligence-based method of cracking down on non-wearing of helmets for two-wheeled vehicles, comprising:

이와 같이 이루어지는 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention achieved in this way has the following effects.

첫째, 딥러닝기반 컴퓨터비전 기술을 활용하여 이륜자동차의 불법운행을 단속 시 도로에 설치된 카메라로부터 영상신호를 수신하여 이륜자동차 영역을 추출하고, 이륜자동차 영역에서 운전자 및 동승자의 헬맷(안전모) 착용여부에 따라 헬맷 미착용 시 이륜자동차의 번호판을 감지하고 판독하여 이를 단속관련 기관으로 전송함으로써 단속 편의성을 높일 수 있다.First, when cracking down on illegal driving of two-wheeled vehicles using deep learning-based computer vision technology, the area of the two-wheeled vehicle is extracted by receiving video signals from cameras installed on the road, and whether the driver and passengers are wearing helmets (hard hats) in the two-wheeled vehicle area. Accordingly, the convenience of enforcement can be increased by detecting and reading the license plate of a two-wheeled vehicle and transmitting it to the enforcement agency when a helmet is not worn.

둘째, 번호판이 뒤에만 있는 이륜자동차(이륜자동차)의 후방을 촬영함으로써 특히 이륜자동차 단속에 효율적으로 활용할 수 있다.Second, it can be used particularly effectively in crackdown on two-wheeled vehicles by filming the rear of a two-wheeled vehicle with a license plate only on the back.

셋째, 도로에 설치된 카메라로부터 영상신호를 수신한 차량번호인식장치를 통해 이륜자동차의 번호판을 추출하고, 추출된 번호판에 대하여 딥러닝 기반의 객체 인식 작업을 통해 일반 자동차와 이륜자동차를 분류 및 검출 한 후 검출된 객체의 번호판에 대한 이미지 확대 및 번호판 이미지 확대에 따른 영상 노이즈 및 딥러닝 기반의 후방 촬영 영상 보정 알고리즘을 통해서 신뢰도 높은 번호판 인식이 가능한 효과가 있다.Third, the license plate of a two-wheeled vehicle is extracted through a license plate recognition device that receives video signals from a camera installed on the road, and a deep learning-based object recognition task is performed on the extracted license plate to classify and detect regular cars and two-wheeled vehicles. It has the effect of enabling highly reliable license plate recognition through image noise and deep learning-based rear-shot image correction algorithms that enlarge the image of the license plate of the detected object and enlarge the license plate image.

도 1은 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템 의 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1에 나타낸 헬맷 미착용 단속장치의 실시예를 설명하기 위한 블록 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서 이용되는 신경망의 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서의 헬맷 미착용 단속 흐름의 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서의 전이학습의 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서 이용되는 IOU를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서 핼멧과 번호판 판별의 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a diagram illustrating an embodiment of an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention;
FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the non-wearing helmet enforcement device shown in FIG. 1;
Figure 3 is a diagram illustrating an example of a neural network used in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention;
Figure 4 is a diagram illustrating an embodiment of the flow of enforcement for not wearing a helmet in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention;
Figure 5 is a diagram illustrating an example of transfer learning in an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention;
Figures 6 and 7 are diagrams for explaining the IOU used in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention;
Figure 8 is a diagram illustrating an embodiment of helmet and license plate discrimination in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention;
Figure 9 is a flowchart for explaining an embodiment of an artificial intelligence-based method of cracking down on not wearing a helmet on a two-wheeled vehicle according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. This example is provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shapes of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description. It should be noted that identical members in each drawing may be indicated by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템 의 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 나타낸 차량번호인식장치의 실시예를 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서 이용되는 신경망의 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서의 헬맷 미착용 단속 흐름의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the license plate recognition device shown in FIG. 1. Figure 3 is a diagram illustrating an example of a neural network used in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle's non-wearing helmet enforcement system according to the present invention, and Figure 4 is an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle's helmet not wearing enforcement system according to the present invention. This is a diagram to explain an embodiment of the flow of enforcement for not wearing a helmet.

본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)와, 교통위반 단속서버(200) 및 통신망(300)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle's non-wearing enforcement system according to the present invention includes a plurality of first to Nth helmet non-wearing enforcement devices (101, 102, 103), a traffic violation enforcement server (200), and Includes a communication network 300.

여기서 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)는 각각 이륜자동차의 후면을 촬영하도록 설치된 카메라를 통해 촬영된 영상신호에서 이륜자동차를 검출하고, 검출된 이륜자동차의 운전자와 동승자에 대한 헬맷 착용여부를 검출한 후 헬맷 미착용의 경우 차량번호판에서 차량번호를 추출하고 이를 단속관련 기관의 서버인 교통위반 단속서버(200)로 전송하도록 구성된다.Here, the plurality of first to Nth helmet non-wearing control devices 101, 102, and 103 each detect a two-wheeled vehicle from an image signal captured through a camera installed to photograph the rear of the two-wheeled vehicle, and detect the driver of the detected two-wheeled vehicle and the driver of the two-wheeled vehicle. After detecting whether the passenger is wearing a helmet, if the helmet is not worn, the vehicle number is extracted from the vehicle license plate and transmitted to the traffic violation enforcement server 200, which is a server of the enforcement agency.

여기서 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103) 각각은 도 2에 나타낸 바와 같이, 통신부(110), 영상수신부(120), 이륜차 검출부(130), 헬맷 검출부(140), 객체 추적부(150), 객체 ID 부여부(160), 번호판 판단부(170), 차량번호 추출부(180), 메모리부(190) 및 제어부(195)로 구성된다.Here, each of the plurality of first to Nth helmet non-wearing control devices 101, 102, and 103 includes a communication unit 110, an image reception unit 120, a two-wheeled vehicle detection unit 130, and a helmet detection unit 140, as shown in FIG. 2. , It consists of an object tracking unit 150, an object ID granting unit 160, a license plate determining unit 170, a vehicle number extracting unit 180, a memory unit 190, and a control unit 195.

교통위반 단속서버(200)는 복수의 제1 내지 제N 운행위반 단속장치(101, 102, 103)로부터 전송된 운행위반 단속차량에 대한 단속정보(범칙금, 벌점 등)를 통지하는 서버로 예로써 경찰청 서버일 수 있다. The traffic violation enforcement server 200 is a server that notifies enforcement information (fine fines, penalty points, etc.) on traffic violation enforcement vehicles transmitted from a plurality of first to Nth traffic violation enforcement devices 101, 102, and 103. It could be the National Police Agency server.

통신망(300)은 복수의 제1 내지 제N 운행위반 단속장치(101, 102, 103)와 교통위반 단속서버(200)간 통신을 수행하는 유무선 통신망으로 구성된다.The communication network 300 is composed of a wired and wireless communication network that performs communication between a plurality of first to Nth traffic violation enforcement devices 101, 102, and 103 and the traffic violation enforcement server 200.

여기서 통신부(110)는 통신망(300)을 통해 교통위반 단속서버(200)와 통신한다.Here, the communication unit 110 communicates with the traffic violation enforcement server 200 through the communication network 300.

영상수신부(120)는 카메라(CCTV)를 통해 촬영되는 도로나 인도의 영상을 수신받는다. 이때, 카메라는 전방은 물론 이륜자동차 번호판 확인을 위하여 도로 진행방향의 후방에서 촬영하는 것이 이용된다. 이를 보다 상세히 설명하면 지상에서 일정거리만큼 떨어진 곳에 설치된 단속카메라로부터 이륜자동차의 객체가 감지되기 위해서 다양한 각도(0도에서 60도 사이)에서 촬영된 이륜자동차의 데이터를 확보한다. 이때, 본 발명 단속 시스템은 높은 정확도와 함께 FPS(Frame per second)가 높은 딥러닝 네트워크를 사용한다(YOLO v4 등). 또한 MS COCO 데이터 셋으로 학습된 딥러닝 네트워크에 탑뷰에서 촬영된 이륜자동차의 데이터를 추가하기 위한 전이학습을 진행한다. 또한 인도주행을 검출하기 위하여 인도에 설치된 카메라 영상데이터는 인도만의 영역을 표기하기 위한 ROI(Region of Interest) 설정을 진행한다. ROI 영역에 이륜자동차가 검출될 경우, 헬맷 착용 여부와 관계없이 번호판을 검출, 인식하는 동작이 수행된다. The video receiving unit 120 receives video of a road or sidewalk captured through a camera (CCTV). At this time, the camera is used to take pictures not only from the front but also from the rear of the road in order to check the license plate of a two-wheeled vehicle. To explain this in more detail, in order to detect the object of a two-wheeled vehicle from an enforcement camera installed at a certain distance from the ground, data on the two-wheeled vehicle captured at various angles (between 0 degrees and 60 degrees) is secured. At this time, the enforcement system of the present invention uses a deep learning network with high accuracy and high FPS (Frame per second) (YOLO v4, etc.). In addition, transfer learning is performed to add data of a two-wheeled vehicle captured from the top view to the deep learning network trained with the MS COCO data set. In addition, in order to detect Indian driving, video data from cameras installed in India are set to ROI (Region of Interest) to indicate India's only area. When a two-wheeled vehicle is detected in the ROI area, the operation of detecting and recognizing the license plate is performed regardless of whether or not a helmet is worn.

이륜차 검출부(130)는 영상수신부(120)를 통해 수신된 영상에서 이륜자동차(이륜차)만을 검출한다.The two-wheeled vehicle detection unit 130 detects only two-wheeled vehicles (two-wheeled vehicles) from the image received through the image receiving unit 120.

이때, 도 3에서와 같은 신경망 학습 데이터에 따라 일반자동차와 이륜자동차(오토바이)의 차량에 대한 인식신경망 학습 데이터를 통해 이륜자동차를 검출한다. At this time, the two-wheeled vehicle is detected through recognition neural network learning data for general cars and two-wheeled vehicles (motorcycles) according to the neural network learning data as shown in FIG. 3.

헬맷 검출부(140)는 이륜차 검출부(130)에서 이륜자동차가 검출되면 운전자와 동승자에 대한 헬맷 착용 여부를 검출한다. 이러한 헬맷 착용 여부는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같은 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서 이용되는 IOU( Area of Overlap / Area of Union)를 통해 검출하게 된다.When a two-wheeled vehicle is detected by the two-wheeled vehicle detector 130, the helmet detection unit 140 detects whether the driver and passenger are wearing helmets. Whether or not a helmet is worn is detected through IOU (Area of Overlap / Area of Union) used in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle's non-wearing enforcement system as shown in FIGS. 6 and 7.

객체 추적부(150)는 헬맷 검출부(140)에서 헬맷 미착용으로 검출된 객체, 즉 오토바이 객체에 대한 추적을 수행한다.The object tracking unit 150 tracks an object detected by the helmet detection unit 140 as not wearing a helmet, that is, a motorcycle object.

객체 ID 부여부(160)는 객체 추적부(150)에서 추적하는 객체에 대한 식별자(ID)를 부여한다. 이때 이륜자동차량에 대한 바운딩 박스(Bounding Box) 생성을 통해 고유 ID를 부여한다. 이에 대하여는 도 3을 통해 보다 상세히 설명한다.The object ID granting unit 160 assigns an identifier (ID) to the object tracked by the object tracking unit 150. At this time, a unique ID is assigned by creating a bounding box for the two-wheeled vehicle. This will be explained in more detail with reference to FIG. 3 .

번호판 판단부(170)는 객체 ID 부여부(160)에서 부여한 헬맷 미착용 이륜자동차의 번호판을 판단한다. 이에 대하여는 도 4를 통해 보다 상세히 설명한다.The license plate determination unit 170 determines the license plate of the two-wheeled vehicle not wearing a helmet assigned by the object ID granting unit 160. This will be explained in more detail with reference to FIG. 4 .

차량번호 추출부(180)는 번호판 판단부(170)에서 판단한 번호판에서 차량번호를 추출한다. 이때, 차량번호 추출은 이륜차 검출부(130)에서 이륜자동차를 검출하고, 헬맷 검출부(140)에서 헬맷 미착용(No helmet)인 경우에 객체 추적부(150)에서 추적한 객체 중 번호판 판단부(170)에서 판단한 번호판의 차량번호를 추출하는데, 도로상에서 보면 이륜자동차는 하나의 차선에 인접해서 복수의 이륜자동차가 붙어 있는 경우가 있는 것을 알 수 있다. 그에 따라 헬맷 미착용 이륜자동차가 아닌 다른 이륜자동차의 차량번호를 검출하는 오류를 방지하고자 본 발명에서는 도 8에서와 같이 헬맷 검출부(140)의 검출결과 헬맷 미착용(No helmet)의 경우 차량번호 추출부(180)는 가장 가까운 번호판을 인지하도록 설정된다. The license plate extraction unit 180 extracts the license plate number from the license plate determined by the license plate determination unit 170. At this time, the vehicle number is extracted by detecting the two-wheeled vehicle in the two-wheeled vehicle detection unit 130, and in the case of no helmet in the helmet detection unit 140, the license plate determination unit 170 among the objects tracked by the object tracking unit 150. The vehicle number of the license plate determined in is extracted, and when viewed on the road, it can be seen that there are cases where multiple two-wheeled vehicles are adjacent to one lane. Accordingly, in order to prevent errors in detecting the vehicle number of a two-wheeled vehicle other than a two-wheeled vehicle not wearing a helmet, the present invention uses a vehicle number extractor ( 180) is set to recognize the nearest license plate.

메모리부(190)는 영상수신부(120)에서 수신되고, 이륜차 검출부(1300에서 검출한 이륜자동차 중 헬맷 검출부(140)에서 운전자나 동승자 중 한명이라도 헬맷 미착용한 경우에 대한 영상과, 차량번호 추출부(180)에서 추출한 차량번호가 매칭되어 저장된다.The memory unit 190 is received from the image receiving unit 120, and includes an image of a case where either the driver or a passenger is not wearing a helmet among the two-wheeled vehicles detected by the two-wheeled vehicle detection unit 1300, and the vehicle number extractor. The vehicle number extracted from (180) is matched and stored.

제어부(195)는 통신부(110), 영상수신부(120), 이륜차 검출부(130), 헬맷 검출부(140), 객체 추적부(150), 객체 ID 부여부(160), 번호판 판단부(170), 차량번호 추출부(180) 및 메모리부(190)를 제어하며, 메모리부(190)에 저장된 헬맷 미착용 이륜자동차의 차량번호를 교통위반 단속서버(200)로 전송되도록 제어한다. 또한 제어부(195)는 영상수신부(120)에서 수신한 영상에 대하여 이륜차 검출부(130)에서 이륜자동차를 검출하되 해당 영상수신부(120)가 차도가 아닌 인도만의 영역을 표기하기 위한 ROI(Region of Interest) 설정된 영상수신부(120)로부터의 영상인 경우 헬맷 검출 여부와 관계없이 차량번호판을 검출, 인식하고 차량번호를 교통위반 단속서버(200)로 전송되도록 제어한다. The control unit 195 includes a communication unit 110, an image receiver 120, a two-wheeled vehicle detection unit 130, a helmet detection unit 140, an object tracking unit 150, an object ID granting unit 160, a license plate determination unit 170, The vehicle number extraction unit 180 and the memory unit 190 are controlled, and the vehicle number of the two-wheeled vehicle not wearing a helmet stored in the memory unit 190 is controlled to be transmitted to the traffic violation enforcement server 200. In addition, the control unit 195 detects a two-wheeled vehicle in the two-wheeled vehicle detection unit 130 with respect to the image received from the image receiving unit 120, but the image receiving unit 120 detects a two-wheeled vehicle (ROI) to indicate the area of the sidewalk only, not the roadway. Interest) In the case of an image from the set image receiver 120, the license plate is detected and recognized regardless of whether a helmet is detected, and the license plate number is controlled to be transmitted to the traffic violation enforcement server 200.

한편 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서 이용되는 신경망은 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 카메라를 통해 일반자동차와 이륜자동차(오토바이)의 차량에 대한 인식신경망 학습을 수행한다. 이를 위하여 우선 차량인식 후, 이륜자동차로 인식된 차량에 대한 바운딩 박스(Bounding Box) 생성을 통해 고유 ID가 부여되고, 고유 ID가 부여된 이륜자동차량에 대한 벡터 값 추적(+ 또는 -), 학습 데이터 완성 및 불법 유턴 단속 신경망 학습을 수행한다.Meanwhile, the neural network used in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle's helmet failure enforcement system according to the present invention performs recognition neural network learning for general cars and two-wheeled vehicles (motorcycles) through cameras, as shown in Figures 3 and 4. do. To achieve this, first, after vehicle recognition, a unique ID is assigned through the creation of a bounding box for the vehicle recognized as a two-wheeled vehicle, and vector value tracking (+ or -) for the two-wheeled vehicle assigned a unique ID is learned. Perform data completion and illegal U-turn enforcement neural network learning.

그리고 신경망에서는 카메라를 통해 실시간 이미지에서 헬맷착용 여부를 판단하고, 차량번호판 영역을 인식한다. 즉 신경망 학습과정에서 학습된 학습 데이터에 따라 운전자와 동승자에 대하여 헬맷 미착용자가 있는 이륜자동차량에 대한 차량번호를 검출한다.And the neural network determines whether a helmet is worn in real-time images through a camera and recognizes the license plate area. In other words, the license plate number for a two-wheeled vehicle with a driver and passenger not wearing a helmet is detected according to the learning data learned in the neural network learning process.

이때, 카메라로부터 수신된 영상데이터에서 실시간으로 이미지 프레임 데이터를 추출하고, 이미지 데이터는 이륜자동차 객체 감지(Object detection)를 위한 CNN(Convolutional Neural Network)의 입력으로 사용된다. 이륜자동차 객체감지의 결과로 얻어진 Bounding box에 고유 ID를 부여하고 현재 프레임과 이전 프레임을 비교하여 객체 추적을 진행한다(Deep SORT; Simple Online and Realtime Tracking 알고리즘 등의 사용).At this time, image frame data is extracted in real time from the image data received from the camera, and the image data is used as input to a CNN (Convolutional Neural Network) for object detection of two-wheeled vehicles. A unique ID is assigned to the bounding box obtained as a result of two-wheeled vehicle object detection, and object tracking is performed by comparing the current frame with the previous frame (using Deep SORT; Simple Online and Realtime Tracking algorithm, etc.).

도 5는 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서의 전이학습의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.Figure 5 is a diagram illustrating an example of transfer learning in an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention.

전이학습에서는 이륜자동차 데이터를 획득하고, 이를 pre-trained CNN 학습과 MS COCO Dataset 등을 통해 새로운 영상에서 추론결과를 확인한다. pre-trained CNN의 경우 학습을 별도로 시킬 필요는 없고, pre-trained 모델을 찾아서 바로 inference 진행할 수 있다는 장점이 있다.In transfer learning, two-wheeled vehicle data is acquired, and inference results are confirmed in new images through pre-trained CNN learning and MS COCO Dataset. In the case of pre-trained CNN, there is no need for separate learning, and the advantage is that you can find a pre-trained model and proceed with inference right away.

그리고 번호판 검출 및 인식 과정은 CNN과 RNN(Recurrent Neural Network)이 결합된 복합구조 모델인 CRNN(Convolution Recurrent Neural Network)등을 통해서 번호판 검출과 인식이 진행된다. CRNN은 CNN을 통해 입력이미지로부터 Feature sequence를 추출하고, 이들은 RNN의 입력으로 이미지의 텍스트 시퀀스를 예측한다. 예측된 텍스트 시퀀스는 텍스트로 변환된다.And the license plate detection and recognition process is carried out through CRNN (Convolution Recurrent Neural Network), a complex structure model that combines CNN and RNN (Recurrent Neural Network). CRNN extracts feature sequences from input images through CNN, and they predict the text sequence of the image as input to RNN. The predicted text sequence is converted to text.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서 이용되는 IOU를 설명하기 위한 도면이다.Figures 6 and 7 are diagrams to explain the IOU used in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention.

본 발명에 따른 인공지능기반 운행위반 이륜자동차 단속 시스템에서 이륜자동차 검출에 이용되는 IOU(Area of Overlap / Area of Union)는 학습 시 각 클래스 별 신뢰도는 개별 신뢰도 예측과 조건부 클래스 확률을 곱하여 얻게 되며 기존 확률과 예측 된 개체 간의 적합성이 모두 고려된다.When learning the IOU (Area of Overlap / Area of Union) used to detect two-wheeled vehicles in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for driving violations according to the present invention, the reliability of each class is obtained by multiplying the individual reliability prediction and the conditional class probability, and the existing Both probability and fit between predicted entities are considered.

각 셀은 바운딩 박스와 분류한 클래스의 확률을 예측한다. Each cell predicts the bounding box and the probability of the classified class.

바운딩박스는 X, Y 좌표, 가로, 세로 크기 정보와 Confidence Score(Score) 수치를 가지고 있다. Score는 B(Bonnding Box)가 물체를 영역으로 잡고 있는지와 클래스를 잘 예측하였는지를 나타낸다. Score는 일반적으로 Pr(Object) * IOU로 정의하고 있으며, Pr(Object)는 바운딩 박스 안에 물체가 존재할 확률이다. 만약 바운딩 박스가 배경만을 영역으로 잡고 있다면 Pr(Object)의 값이 0이므로 Score는 0이 된다. IOU는 Intersection over time의 약자로 학습 데이터의 바운딩 박스와 예측한 바운딩 박스가 일치하는 정도를 나타낸다. The bounding box has X, Y coordinates, horizontal and vertical size information, and Confidence Score (Score) values. Score indicates whether B (Bonnding Box) holds the object in the area and predicts the class well. Score is generally defined as Pr(Object) * IOU, where Pr(Object) is the probability that an object exists within the bounding box. If the bounding box holds only the background as the area, the value of Pr(Object) is 0, so the Score is 0. IOU stands for intersection over time and indicates the degree to which the bounding box of the training data matches the predicted bounding box.

0 ≤ IOU ≤ 10 ≤ IOU ≤ 1

이때, IOU < 0.7 = Poor, 0.7 < IOU < 0.89 = Good, IOU > 0.9 = Excellent로 나타낼 수 있다.At this time, it can be expressed as IOU < 0.7 = Poor, 0.7 < IOU < 0.89 = Good, IOU > 0.9 = Excellent.

여기서, 클래스 확률이란 그리드 셀 안에 있는 그림의 분류 확률을 나타낸다. 기호로는 Pr(Class_i | Object)로 표현하며 B가 배경이 아닌 객체를 포함하는 경우의 각 클래스의 조건부 확률로 B가 배경을 예측했다면 확률은 0이 된다. 최종적으로 클래스 조건부 확률 C와 각 바운딩 박스의 Confidence 예측값을 곱하면 각 박스의 클래스별 Confidence Score 수치를 구할 수 있다.Here, the class probability represents the classification probability of the picture in the grid cell. It is expressed symbolically as Pr(Class_i | Object), and is the conditional probability of each class when B contains an object that is not the background. If B predicts the background, the probability becomes 0. Finally, by multiplying the class conditional probability C and the Confidence prediction value of each bounding box, the Confidence Score value for each class of each box can be obtained.

도 7에서, 는 딥러닝 네트워크를 통해 감지된 영역의 중심좌표와 너비 및 높이를 뜻하고 는 그리드의 왼쪽 상단 좌표를 는 그리드의 치수를 나타낸다.In Figure 7, refers to the center coordinates, width, and height of the area detected through the deep learning network. is the top left coordinate of the grid represents the dimensions of the grid.

이때, CCTV 카메라로부터 수신된 영상데이터에서 실시간으로 이미지 프레임 데이터를 추출하고, 이미지 데이터는 이륜자동차 객체 감지(Object detection)를 위한 CNN(Convolutional Neural Network)의 입력으로 사용된다. 이륜자동차 객체감지의 결과로 얻어진 Bounding box에 고유 ID를 부여하고 현재 프레임과 이전 프레임을 비교하여 객체 추적을 진행한다(Deep SORT; Simple Online and Realtime Tracking 알고리즘 등의 사용).At this time, image frame data is extracted in real time from the video data received from the CCTV camera, and the image data is used as input to a CNN (Convolutional Neural Network) for object detection of two-wheeled vehicles. A unique ID is assigned to the bounding box obtained as a result of two-wheeled vehicle object detection, and object tracking is performed by comparing the current frame with the previous frame (using Deep SORT; Simple Online and Realtime Tracking algorithm, etc.).

그리고 앞에서 설명한 바와 같이 번호판 검출 및 인식 과정은 CNN과 RNN(Recurrent Neural Network)이 결합된 복합구조 모델인 CRNN(Convolution Recurrent Neural Network)등을 통해서 번호판 검출과 인식이 진행된다. CRNN은 CNN을 통해 입력이미지로부터 Feature sequence를 추출하고, 이들은 RNN의 입력으로 이미지의 텍스트 시퀀스를 예측한다. 예측된 텍스트 시퀀스는 텍스트로 변환된다.And as previously explained, the license plate detection and recognition process is carried out through CRNN (Convolution Recurrent Neural Network), a complex structure model that combines CNN and RNN (Recurrent Neural Network). CRNN extracts feature sequences from input images through CNN, and they predict the text sequence of the image as input to RNN. The predicted text sequence is converted to text.

도 8은 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서 핼멧과 번호판 판별의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.Figure 8 is a diagram illustrating an embodiment of helmet and license plate discrimination in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet according to the present invention.

본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템에서 핼멧과 번호판 판별의 실시예는 예를 들어 차도의 오토바이에 대하여 영상수신부(120)에서 수신한 영상에서 이륜차 검출부(120)가 이륜자동차를 검출하고, 검출한 이륜자동차의 운전자의 헬맷 착용 여부에 대하여 헬맷 검출부(140)에서 헬멧 착용여부를 검출하는데, 객체 ID 추적부(160)에서 부여한 복수의 객체 ID(예를 들어 bike 1 ~ bike 10) 중 2대의 이륜자동차인 bike 5와 bike 6에서 운전자나 동승자가 헬맷 미착용인 것이 검출된 것(no_helmet 2, no_helmet 3)을 도시한 도면이다. 이때 본 발명에서는 헬맷 미착용을 검출(No helmet)한 경우 Object는 그 중심점이 가장 가까운 번호판을 인지하도록 하여 도로상에서 이륜자동차가 근접해 있음에 따라 발생될 수 있는 헬맷 미착용 이륜자동차 번호판에 대한 차량번호 추출 오류를 방지하거나 최소화하였다.An embodiment of helmet and license plate discrimination in the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle's non-wearing helmet enforcement system according to the present invention is, for example, the two-wheeled vehicle detection unit 120 detects the two-wheeled vehicle in the image received from the image receiving unit 120 regarding a motorcycle on the roadway. The helmet detection unit 140 detects whether the driver of the two-wheeled vehicle is wearing a helmet, and a plurality of object IDs (for example, bike 1 to bike 10) assigned by the object ID tracking unit 160 are detected. ) This is a diagram showing that in two two-wheeled vehicles, bike 5 and bike 6, it was detected that the driver or passenger was not wearing a helmet (no_helmet 2, no_helmet 3). At this time, in the present invention, when detecting that no helmet is worn (No Helmet), the object recognizes the license plate whose center point is closest to the vehicle number extraction error for the license plate of the two-wheeled vehicle without a helmet that may occur due to the proximity of the two-wheeled vehicle on the road. was prevented or minimized.

도 9는 본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 9 is a flowchart illustrating an embodiment of an artificial intelligence-based method of cracking down on not wearing a helmet on a two-wheeled vehicle according to the present invention.

본 발명에 따른 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속 방법의 실시예는 도 9에 나타낸 바와 같이, 일반 자동차, 이륜자동차 인식 신경망 학습 시 후방촬영 영상에 대하여 일반, 이륜자동차 인식, 바운더리 박스 생성, 번호판 영역 검출, 번호판 영역 판독 및 학습 데이터를 포함하는 인식 신경망 학습이된 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)를 도로와 인도의 이륜자동차(이륜차) 단속을 위하여 설치한다(S100). 이때, 인도에 설치된 단속장치는 인도주행을 검출하기 위하여 인도에 설치된 카메라 영상데이터는 인도만의 영역을 표기하기 위한 ROI(Region of Interest) 설정이 진행된다.An embodiment of the artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement method for not wearing a helmet according to the present invention is shown in Figure 9, when learning a general car and two-wheeled vehicle recognition neural network, general and two-wheeled vehicle recognition, boundary box creation, and license plate recognition are performed on rear-view images. The first to Nth non-wearing helmet enforcement devices (101, 102, 103) trained with a recognition neural network including area detection, license plate area reading, and learning data are installed to control two-wheeled vehicles (two-wheeled vehicles) on roads and sidewalks (S100) ). At this time, in order for the enforcement devices installed in India to detect Indian driving, the video data from cameras installed in India is set as ROI (Region of Interest) to indicate India's only area.

그리고 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 영상수신부(120)로부터 영상이 수신되면(S110), 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 이륜차 검출부(130)를 통해 영상에서 이륜자동차(이륜차)를 검출한다(S120).And when an image is received from the image receiver 120 of the plurality of first to Nth helmet non-wearing enforcement devices 101, 102, and 103 (S110), the two-wheeled vehicle detection unit 130 of the helmet non-wearing enforcement devices 101, 102, and 103 ) to detect a two-wheeled vehicle (two-wheeled vehicle) in the image (S120).

이때, 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 영상이 인도 영역을 표기하기 위한 ROI 설정이 되었는지를 판단한다(S130).At this time, it is determined whether the images of the non-helmet enforcement devices 101, 102, and 103 have an ROI set to indicate the delivery area (S130).

판단결과(S130), 인도에서의 영상이면서 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)이더라도 헬맷 착용과 관계없이 인도의 이륜자동차를 단속하기 위하여 객체 추적부(150)를 통해 객체를 추적하고, 객체 ID 부여부(160)를 통해 객체 ID를 부여하며, 번호판 판단부(170)를 통해 번호판을 판단하고, 차량번호 추출부(180)를 통해 차량번호판을 추출하여 저장부(190)에 저장됨과 동시에 통신망(300)과 통신부(110)를 통해 교통위반 단속서버(200)로 교통위반 단속정보(이륜자동차 영상, 차량번호, 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 설치위치 정보 등)이 전송된다(S140). As a result of the judgment (S130), even though it is a video from India and the enforcement devices 101, 102, and 103 do not wear helmets, the object is tracked through the object tracking unit 150 to crack down on two-wheeled vehicles in India regardless of helmet wearing, and the object is tracked through the object tracking unit 150. An object ID is assigned through the ID granting unit 160, the license plate is determined through the license plate determination unit 170, and the license plate is extracted through the license plate extraction unit 180 and stored in the storage unit 190. Traffic violation enforcement information (two-wheeled vehicle video, license plate number, installation location information of helmet non-wearing enforcement devices (101, 102, 103), etc.) is transmitted to the traffic violation enforcement server (200) through the communication network (300) and communication department (110). (S140).

그러나 인도에서의 영상이 아니면, 즉 차도에서의 영상이라면 헬맷 검출부(140)를 통해 운전자 및/또는 동승자의 헬맷 미착용을 검출한다(S150). However, if the image is not from a sidewalk, that is, from a roadway, the helmet detection unit 140 detects whether the driver and/or passenger is not wearing a helmet (S150).

그리고 검출결과 헬맷 미착용인가를 판단한다(S160).And as a result of the detection, it is determined whether the helmet is not worn (S160).

판단결과(S160), 헬맷 미착용이라면 헬맷 미착용 상태에서 도로에 주행 또는 신호등에의한 정차 등인 상태의 이륜자동차를 단속하기 위하여 객체 추적부(150)를 통해 객체를 추적하고, 객체 ID 부여부(160)를 통해 객체 ID를 부여하며, 번호판 판단부(170)를 통해 번호판을 판단하고, 차량번호 추출부(180)를 통해 차량번호판을 추출하여 저장부(190)에 저장됨과 동시에 통신망(300)과 통신부(110)를 통해 교통위반 단속서버(200)로 교통위반 단속정보(이륜자동차 영상, 차량번호, 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 설치위치(단속위치) 정보 등)이 전송된다(S170). 이때, 이륜자동차가 근접해 있는 경우에 대한 헬맷 미착용 이륜자동차의 단속 오류 방지를 위하여 헬맷 미착용(No helmet) 인자를 가진 이륜자동차(object)에 대하여 그 중심점이 가장 가까운 번호판을 판단하고, 차량 번호판을 추출한다.As a result of the determination (S160), if the helmet is not worn, the object is tracked through the object tracking unit 150 and the object ID granting unit 160 is used to control the two-wheeled vehicle while driving on the road or stopped at a traffic light while not wearing a helmet. ), the object ID is assigned through the license plate determination unit 170, the license plate is determined through the license plate determination unit 170, the license plate is extracted through the license plate extraction unit 180, and stored in the storage unit 190, and at the same time, the communication network 300 and Traffic violation enforcement information (two-wheeled vehicle video, license plate number, installation location (enforcement location) information, etc. of the non-helmet enforcement devices 101, 102, 103) is transmitted to the traffic violation enforcement server 200 through the communication unit 110. (S170). At this time, in order to prevent errors in cracking down on two-wheeled vehicles without helmets when two-wheeled vehicles are nearby, the license plate whose center point is closest to the two-wheeled vehicle (object) with the no helmet factor is determined, and the vehicle license plate is extracted. do.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.One embodiment of the present invention described above is merely illustrative, and those skilled in the art will be able to appreciate that various modifications and other equivalent embodiments are possible. . Therefore, it will be understood that the present invention is not limited to the forms mentioned in the detailed description above. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims. In addition, the present invention should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

101, 102, 103 : 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치
110 : 통신부 120 : 영상 수신부
130 : 이륜차 검출부 140 : 헬맷 검출부
150 : 객체 추적부 160 : 객체 ID 부여부
170 : 번호판 판단부 180 : 차량번호 추출부
190 : 메모리부 195 : 제어부
200 : 교통위반 단속서버 300 : 통신부
101, 102, 103: 1st to Nth helmet non-wearing enforcement devices
110: Communication unit 120: Video receiving unit
130: Two-wheeled vehicle detection unit 140: Helmet detection unit
150: object tracking unit 160: object ID granting unit
170: License plate determination unit 180: Vehicle number extraction unit
190: memory unit 195: control unit
200: Traffic violation enforcement server 300: Department of Communications

Claims (3)

각각 이륜자동차의 후면을 촬영하도록 설치된 카메라를 통해 촬영된 영상신호에서 이륜자동차를 검출하고, 검출된 이륜자동차의 운전자와 동승자에 대한 헬맷 착용여부를 검출한 후 헬맷 미착용의 경우 차량번호판에서 차량번호를 추출하고 이를 단속관련 기관의 서버인 교통위반 단속서버(200)로 전송하는 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103); 및
복수의 제1 내지 제N 운행위반 단속장치(101, 102, 103)로부터 전송된 운행위반 단속차량에 대한 헬맷 미착용 단속정보를 통지하는 교통위반 단속서버(200);를 포함하여 구성되되,
복수의 상기 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103) 각각은,
통신망(300)을 통해 상기 교통위반 단속서버(200)와 통신하는 통신부(110)와, 카메라(CCTV)를 통해 촬영되는 도로나 인도의 영상을 수신받되, 상기 카메라는 전방은 물론 이륜자동차 번호판 확인을 위하여 도로 진행방향의 후방에서 촬영하는 것이 이용되며, 인도주행을 검출하기 위하여 인도에 설치된 카메라 영상데이터는 인도만의 영역을 표기하기 위한 ROI(Region of Interest) 설정을 진행하여 ROI 영역에 이륜자동차가 검출될 경우, 헬맷 착용 여부와 관계없이 번호판을 검출, 인식하는 동작이 수행되는 영상수신부(120)와, 상기 영상수신부(120)를 통해 수신된 영상에서 이륜자동차만을 검출하는 이륜차 검출부(130)와, 상기 이륜차 검출부(130)에서 이륜자동차가 검출되면 운전자와 동승자에 대한 헬맷 착용 여부를 검출하는 헬맷 검출부(140)와, 상기 헬맷 검출부(140)에서 헬맷 미착용으로 검출된 이륜차동차 객체에 대한 추적을 수행하는 객체 추적부(150)와, 상기 객체 추적부(150)에서 추적하는 객체에 대한 식별자(ID)를 부여하는 객체 ID 부여부(160)와, 상기 객체 ID 부여부(160)에서 부여한 헬맷 미착용 이륜자동차의 번호판을 판단하는 번호판 판단부(170)와, 상기 번호판 판단부(170)에서 판단한 번호판에서 차량번호를 추출하는 차량번호 추출부(180)와, 상기 영상수신부(120)에서 수신되고, 상기 이륜차 검출부(130)에서 검출한 이륜자동차 중 상기 헬맷 검출부(140)에서 운전자나 동승자 중 한명이라도 헬맷 미착용한 경우에 대한 영상과, 상기 차량번호 추출부(180)에서 추출한 차량번호가 매칭되어 저장되는 메모리부(190) 및 상기 통신부(110), 영상수신부(120), 이륜차 검출부(130), 헬맷 검출부(140), 객체 추적부(150), 객체 ID 부여부(160), 번호판 판단부(170), 차량번호 추출부(180) 및 메모리부(190)를 제어하며, 메모리부(190)에 저장된 헬맷 미착용 이륜자동차의 차량번호를 상기 교통위반 단속서버(200)로 전송되도록 제어하고, 상기 영상수신부(120)에서 수신한 영상에 대하여 상기 이륜차 검출부(130)에서 이륜자동차를 검출하되 해당 영상수신부(120)가 차도가 아닌 인도만의 영역을 표기하기 위한 ROI(Region of Interest) 설정된 상기 영상수신부(120)로부터의 영상인 경우 헬맷 검출 여부와 관계없이 차량번호판을 검출, 인식하고 차량번호를 상기 교통위반 단속서버(200)로 전송되도록 제어하는 제어부(195)로 구성되고,
상기 차량번호 추출부(180)는 헬맷 미착용 이륜자동차 번호판에 대한 차량번호 추출 오류를 방지하기 위하여 상기 객체 ID 추적부(160)에서 부여한 복수의 객체 ID에서 운전자나 동승자가 헬맷 미착용인 것이 검출한 경우 Object는 그 중심점이 가장 가까운 번호판을 인지하도록 하여 도로상에서 이륜자동차가 근접해 있음에 따라 발생될 수 있는 차량번호 추출 오류를 방지하도록 구성되며,
상기 복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103) 각각은 도로 진행방향의 후방에서 이륜자동차의 객체가 감지되기 위해서 0도에서 60도 사이에서 촬영된 이륜자동차의 데이터를 확보하고, MS COCO 데이터 셋으로 학습된 딥러닝 네트워크에 탑뷰에서 촬영된 이륜자동차의 데이터를 추가하기 위한 전이학습이 진행됨을 특징으로 하는 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속시스템.
Two-wheeled vehicles are detected from video signals captured through cameras installed to capture the rear of each two-wheeled vehicle, and whether the driver and passengers of the detected two-wheeled vehicle are wearing helmets is detected. If helmets are not worn, the vehicle number is retrieved from the vehicle license plate. A plurality of first to Nth non-helmet enforcement devices (101, 102, 103) that extract and transmit the extracted information to the traffic violation enforcement server (200), which is a server of a enforcement agency; and
It is configured to include a traffic violation enforcement server (200) that notifies information on enforcement of non-wearing of helmets for vehicles violating driving violations transmitted from a plurality of first to Nth traffic violation enforcement devices (101, 102, 103),
Each of the plurality of first to Nth helmet non-wearing control devices (101, 102, 103),
The communication unit 110 communicates with the traffic violation enforcement server 200 through the communication network 300, and receives images of the road or sidewalk captured through a camera (CCTV), and the camera checks the license plate of a two-wheeled vehicle as well as the front. For this purpose, filming is used from the rear of the road, and in order to detect Indian driving, the camera image data installed on the sidewalk is set to ROI (Region of Interest) to indicate India's only area, and two-wheeled vehicles are placed in the ROI area. When detected, an image receiver 120 that detects and recognizes the license plate regardless of whether or not a helmet is worn, and a two-wheeled vehicle detector 130 that detects only two-wheeled vehicles in the image received through the image receiver 120. and a helmet detection unit 140 that detects whether the driver and passenger are wearing helmets when a two-wheeled vehicle is detected in the two-wheeled vehicle detection unit 130, and tracking a two-wheeled vehicle object detected by the helmet detection unit 140 as not wearing a helmet. An object tracking unit 150 that performs, an object ID granting unit 160 that grants an identifier (ID) to the object tracked by the object tracking unit 150, and an object ID granting unit 160 assigns an identifier (ID) to the object tracked by the object tracking unit 150. A license plate determination unit 170 that determines the license plate of a two-wheeled vehicle not wearing a helmet, a license plate extractor 180 that extracts a license plate number from the license plate determined by the license plate determination unit 170, and a video reception unit 120 that receives the license plate number. Among the two-wheeled vehicles detected by the two-wheeled vehicle detection unit 130, the image of a case where the driver or passenger is not wearing a helmet in the helmet detection unit 140 and the vehicle number extracted from the vehicle number extraction unit 180 match. The memory unit 190 and the communication unit 110, the image receiver 120, the two-wheeled vehicle detection unit 130, the helmet detection unit 140, the object tracking unit 150, the object ID granting unit 160, and the license plate determination unit are stored. Controls the unit 170, the license plate extraction unit 180, and the memory unit 190, and controls the license plate number of the two-wheeled vehicle not wearing a helmet stored in the memory unit 190 to be transmitted to the traffic violation enforcement server 200. , The two-wheeled vehicle detection unit 130 detects a two-wheeled vehicle with respect to the image received from the image receiving unit 120, but the image receiving unit 120 is set as an ROI (Region of Interest) to indicate the area of the sidewalk only, not the roadway. In the case of an image from the image receiver 120, it is composed of a control unit 195 that detects and recognizes the license plate number regardless of whether or not a helmet is detected and controls the license plate number to be transmitted to the traffic violation enforcement server 200,
When the vehicle number extraction unit 180 detects that the driver or passenger is not wearing a helmet from the plurality of object IDs assigned by the object ID tracking unit 160 to prevent errors in vehicle number extraction for license plates of two-wheeled vehicles not wearing helmets, the vehicle number extraction unit 180 detects that the driver or passenger is not wearing a helmet. The object is configured to recognize the license plate whose center point is closest to prevent license plate extraction errors that may occur due to the proximity of two-wheeled vehicles on the road.
Each of the plurality of first to Nth non-wearing helmet enforcement devices (101, 102, 103) secures data of the two-wheeled vehicle taken between 0 degrees and 60 degrees in order to detect the object of the two-wheeled vehicle from the rear of the road in the direction of travel. And, an artificial intelligence-based two-wheeled vehicle enforcement system for not wearing a helmet, characterized by transfer learning to add data of a two-wheeled vehicle captured from the top view to a deep learning network learned with the MS COCO data set.
삭제delete 일반 자동차, 이륜자동차 인식 신경망 학습 시 후방촬영 영상에 대하여 일반, 이륜자동차 인식, 바운더리 박스 생성, 번호판 영역 검출, 번호판 영역 판독 및 학습 데이터를 포함하는 인식 신경망 학습이 되고, 각각 통신망(300)을 통해 교통위반 단속서버(200)와 통신하는 통신부(110)와, 카메라(CCTV)를 통해 촬영되는 도로나 인도의 영상을 수신받되, 상기 카메라는 전방은 물론 이륜자동차 번호판 확인을 위하여 도로 진행방향의 후방에서 촬영하는 것이 이용되며, 인도주행을 검출하기 위하여 인도에 설치된 카메라 영상데이터는 인도만의 영역을 표기하기 위한 ROI(Region of Interest) 설정을 진행하여 ROI 영역에 이륜자동차가 검출될 경우, 헬맷 착용 여부와 관계없이 번호판을 검출, 인식하는 동작이 수행되는 영상수신부(120)와, 상기 영상수신부(120)를 통해 수신된 영상에서 이륜자동차만을 검출하는 이륜차 검출부(130)와, 상기 이륜차 검출부(130)에서 이륜자동차가 검출되면 운전자와 동승자에 대한 헬맷 착용 여부를 검출하는 헬맷 검출부(140)와, 상기 헬맷 검출부(140)에서 헬맷 미착용으로 검출된 이륜차동차 객체에 대한 추적을 수행하는 객체 추적부(150)와, 상기 객체 추적부(150)에서 추적하는 객체에 대한 식별자(ID)를 부여하는 객체 ID 부여부(160)와, 상기 객체 ID 부여부(160)에서 부여한 헬맷 미착용 이륜자동차의 번호판을 판단하는 번호판 판단부(170)와, 상기 번호판 판단부(170)에서 판단한 번호판에서 차량번호를 추출하되 헬맷 미착용 이륜자동차 번호판에 대한 차량번호 추출 오류를 방지하기 위하여 상기 객체 ID 추적부(160)에서 부여한 복수의 객체 ID에서 운전자나 동승자가 헬맷 미착용인 것이 검출한 경우 Object는 그 중심점이 가장 가까운 번호판을 인지하도록 하여 도로상에서 이륜자동차가 근접해 있음에 따라 발생될 수 있는 차량번호 추출 오류를 방지하도록된 차량번호 추출부(180)와, 상기 영상수신부(120)에서 수신되고, 상기 이륜차 검출부(130)에서 검출한 이륜자동차 중 상기 헬맷 검출부(140)에서 운전자나 동승자 중 한명이라도 헬맷 미착용한 경우에 대한 영상과, 상기 차량번호 추출부(180)에서 추출한 차량번호가 매칭되어 저장되는 메모리부(190) 및 상기 통신부(110), 영상수신부(120), 이륜차 검출부(130), 헬맷 검출부(140), 객체 추적부(150), 객체 ID 부여부(160), 번호판 판단부(170), 차량번호 추출부(180) 및 메모리부(190)를 제어하며, 메모리부(190)에 저장된 헬맷 미착용 이륜자동차의 차량번호를 상기 교통위반 단속서버(200)로 전송되도록 제어하고, 상기 영상수신부(120)에서 수신한 영상에 대하여 상기 이륜차 검출부(130)에서 이륜자동차를 검출하되 해당 영상수신부(120)가 차도가 아닌 인도만의 영역을 표기하기 위한 ROI(Region of Interest) 설정된 상기 영상수신부(120)로부터의 영상인 경우 헬맷 검출 여부와 관계없이 차량번호판을 검출, 인식하고 차량번호를 상기 교통위반 단속서버(200)로 전송되도록 제어하는 제어부(195)로 구성된 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)를 설치하는 단계(S100);
복수의 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 상기 영상수신부(120)로부터 영상이 수신되면(S110), 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 상기 이륜차 검출부(130)를 통해 영상에서 이륜자동차를 검출하는 단계(S120);
상기 제1 내지 제N 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 영상이 인도 영역을 표기하기 위한 ROI 설정이 되었다면(S130), 헬맷 착용과 관계없이 인도의 이륜자동차를 단속하기 위하여 상기 객체 추적부(150)를 통해 객체를 추적하고, 상기 객체 ID 부여부(160)를 통해 객체 ID를 부여하며, 상기 번호판 판단부(170)를 통해 번호판을 판단하고, 상기 차량번호 추출부(180)를 통해 차량번호판을 추출하여 상기 메모리부(190)에 저장됨과 동시에 상기 통신망(300)과 통신부(110)를 통해 상기 교통위반 단속서버(200)로 교통위반 단속정보인 이륜자동차 영상, 차량번호, 헬맷 미착용 단속장치(101, 102, 103)의 설치위치 정보가 전송되는 단계(S140);
인도에서의 영상이 아닌 차도에서의 영상이라면 상기 검출된 이륜자동차에 대하여 운전자 또는 동승자의 헬맷 미착용을 검출하는 단계(S150); 및
헬맷 미착용이라면 이륜자동차 객체를 추적하고, 객체 ID를 부여하며, 번호판에서 차량번호를 추출하여 통신망(300)을 통해 교통위반 단속서버(200)로 교통위반 단속정보를 전송(S170)하되, 번호판에서 차량번호를 추출 시 이륜자동차가 근접해 있는 경우에 대한 헬맷 미착용 이륜자동차의 단속 오류 방지를 위하여 헬맷 미착용(No helmet) 인자를 가진 이륜자동차(object)에 대하여 그 중심점이 가장 가까운 번호판을 판단하고, 차량 번호판을 추출하는 것을 특징으로 하는 인공지능기반 이륜자동차의 헬맷 미착용 단속 방법.
When learning a general car or two-wheeled vehicle recognition neural network, a recognition neural network including general and two-wheeled vehicle recognition, boundary box creation, license plate area detection, license plate area reading, and learning data is trained on rear-view images, respectively, through the communication network 300. The communication unit 110 communicates with the traffic violation enforcement server 200 and receives images of the road or sidewalk captured through a camera (CCTV), and the camera is directed not only to the front but also to the rear of the road in order to check the license plate of a two-wheeled vehicle. In order to detect Indian driving, video data from cameras installed in India are set to ROI (Region of Interest) to indicate India's only area. If a two-wheeled vehicle is detected in the ROI area, helmets are worn. An image receiver 120 that detects and recognizes a license plate regardless of whether it has a license plate, a two-wheeled vehicle detection unit 130 that detects only two-wheeled vehicles in the image received through the image receiver 120, and a two-wheeled vehicle detection unit 130 ), when a two-wheeled vehicle is detected, a helmet detection unit 140 that detects whether the driver and passengers are wearing helmets, and an object tracking unit that tracks the two-wheeled vehicle object detected as not wearing a helmet in the helmet detection unit 140 ( 150), an object ID granting unit 160 that assigns an identifier (ID) to the object tracked by the object tracking unit 150, and a license plate of a two-wheeled vehicle without a helmet assigned by the object ID granting unit 160. The license plate determination unit 170 determines the vehicle number, and the object ID tracking unit 160 extracts the vehicle number from the license plate determined by the license plate judgment unit 170 to prevent an error in extracting the vehicle number for the license plate of a two-wheeled vehicle without a helmet. If it is detected that the driver or passenger is not wearing a helmet from the multiple object IDs provided, the object recognizes the license plate whose center point is closest to prevent license plate extraction errors that may occur due to the proximity of two-wheeled vehicles on the road. Among the two-wheeled vehicles received by the license plate extraction unit 180 and the image receiving unit 120 and detected by the two-wheeled vehicle detection unit 130, the helmet detection unit 140 detects cases where either the driver or the passenger is not wearing a helmet. A memory unit 190 and the communication unit 110, an image receiver 120, a two-wheeled vehicle detection unit 130, a helmet detection unit 140, in which the image and the vehicle number extracted from the vehicle number extraction unit 180 are matched and stored, Controls the object tracking unit 150, object ID granting unit 160, license plate determining unit 170, vehicle number extracting unit 180, and memory unit 190, and stores a two-wheeled vehicle without a helmet stored in the memory unit 190. The vehicle number of the vehicle is controlled to be transmitted to the traffic violation enforcement server 200, and the two-wheeled vehicle detection unit 130 detects a two-wheeled vehicle with respect to the image received from the image receiving unit 120, and the image receiving unit 120 detects a two-wheeled vehicle on the roadway. In the case of an image from the image receiver 120 with an ROI (Region of Interest) set to indicate an area only in India, the license plate is detected and recognized regardless of whether a helmet is detected, and the vehicle number is sent to the traffic violation enforcement server ( Step (S100) of installing the first to Nth non-wearing helmet enforcement devices (101, 102, 103) consisting of a control unit (195) that controls the transmission to 200);
When an image is received from the image receiver 120 of a plurality of first to Nth helmet non-wearing enforcement devices 101, 102, and 103 (S110), the two-wheeled vehicle detection unit of the helmet non-wearing enforcement devices 101, 102, and 103 ( 130) detecting a two-wheeled vehicle in the image (S120);
If the images of the first to Nth helmet non-wearing enforcement devices (101, 102, 103) have an ROI set to indicate the Indian area (S130), the object is tracked to crack down on two-wheeled vehicles in India regardless of helmet wearing. Tracks an object through the unit 150, assigns an object ID through the object ID granting unit 160, determines the license plate through the license plate determination unit 170, and determines the license plate through the license plate extractor 180. The vehicle license plate is extracted and stored in the memory unit 190, and at the same time, traffic violation enforcement information such as two-wheeled vehicle image, license plate number, and helmet is sent to the traffic violation enforcement server 200 through the communication network 300 and the communication unit 110. A step (S140) in which installation location information of the unworn control devices (101, 102, 103) is transmitted;
If the image is not from the sidewalk but from the roadway, detecting that the driver or passenger is not wearing a helmet for the detected two-wheeled vehicle (S150); and
If a helmet is not worn, the two-wheeled vehicle object is tracked, an object ID is assigned, the vehicle number is extracted from the license plate, and traffic violation enforcement information is transmitted (S170) to the traffic violation enforcement server (200) through the communication network (300). When extracting the vehicle number, in order to prevent errors in cracking down on two-wheeled vehicles without helmets in cases where two-wheeled vehicles are nearby, the license plate whose center point is closest to the two-wheeled vehicle (object) with the no helmet factor is determined, and the vehicle An artificial intelligence-based method of cracking down on non-wearing of helmets for two-wheeled vehicles, characterized by extracting license plates.
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