KR102645892B1 - 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치 - Google Patents

어린이 보호 구역 안전 표지판 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 지지기둥의 상부측에 도로를 가로지르는 방향으로 설치된 안전 표지판의 일부분에 형성되는 전광판, 상기 안전 표지판의 뒤측에 차량 진행 방향을 향하도록 형성되어 상기 안전 표지판의 뒤측을 촬영하여 표지판 뒤측 영상 데이터를 생성하는 후방 영상 촬영 기기, 상기 후방 영상 촬영 기기로부터 표지판 뒤측 영상 데이터를 수신하면, 상기 표지판 뒤측 영상 데이터를 분석하여 객체가 인식되면 객체 인식 결과를 제공하는 객체 인식 처리부 및 상기 객체 인식 처리부로부터 수신된 객체 인식 결과에 따라 전방 주의 정보를 상기 전광판을 통해 표시되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

어린이 보호 구역 안전 표지판 장치{A TRAFFIC SIGN APPARATUS FOR SCHOOL ZONE TRAFFIC SAFETY}
본 발명은 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안전 표지판의 객체가 존재하면 객체의 정보를 안전 표지판의 일부분에 표시하여 운전자가 안전 표지판을 통해 전방에 위치한 객체의 존재를 미리 확인할 수 있도록 하는 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치에 관한 것이다.
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
[과제고유번호] RIC20005
[부처명] 산업통상자원부
[과제관리(전문)기관명] 한국산업단지공단
[연구사업명] 산업집적지경쟁력강화사업(산단R&BD역량강화사업)
[연구과제명] 실시간 상황 인지 가능한 지능형 안전운행 가변표지판 개발
[수행기관] ㈜인찬
[연구기간] 2020. 6. 22 ~ 2021. 6. 21
일반적으로 경제적 규모의 확대와 소득의 증가로 인하여 교통량의 급격한 팽창과 차량의 성능 향상에 따른 도로 교통의 고속화로 교통사고가 날로 증가하고 있음은 주지하는 바와 같고, 그 사고 형태도 대형화되어 막대한 국가적 사회적 손실을 초래하고 있음은 주지하는 사실이다.
한편, 자동차라는 것은 운반수단으로 사용자가 편리를 도모하고자 하는 것이 그 목적이라 할 수 있다. 이러한 목적하에 자동차는 단순한 운반수단의 차원을 넘어 자신의 생활은 물론, 사회생활에 없어서는 안 될 필수적인 요소로 자동차가 차지하는 비중은 날로 증가되고 있는 실정이다. 이와 같은 사회적인 흐름을 타고 자동차 보유대수는 계속적으로 증가하여 우리의 경우도 이미 1,000만대를 넘어선지 오래되었다.
전술한 바와 같이 자동차의 보유 대수로는 우리의 경우도 이미 선진국 대열에 진입하였으나 인구수에 비례하여 자동차 사고는 세계 1위라는 불명예를 안고 있다. 특히, 어린이 보호 구역 내에서의 교통사고는 어린이들은 물론 운전자의 주의가 필요함에도 불구하고 다른 지역에 비해 사고가 빈번하게 발생하고 있음은 주지의 사실이다.
전술한 바와 같이 어린이 보호 구역 내에서의 빈번한 사고는 어린이들의 주의력이 산만한 관계로 항시 교통사고의 위험에 노출된 상태이기도 한 이유가 되겠으나, 이보다는 차량의 운전에 앞서 보행자를 보호해야 될 의무를 안고 운전해야 할 운전자의 부주의에도 기인한다 할 수 있다.
종래의 어린이 보호 구역에는 횡단보도 전방 시점 및 종점 등에 미끄럼 방지 기능이 필요한 지점에 도 1(a)에서와 같이 암적색의 미끄럼 방지 포장을 설치해 운전자에게 어린이 보호 구역임을 인지시켜 안전사고 발생을 예방하고 있다.
그러나, 이러한 노력에도 불구하고 운전자의 순간 부주의와 운전 실력 과신 그리고 갑작스러운 돌발 상황에 대한 전방 부주의로 인해 어린이 보호 구역 또는 주변 도로에서의 사고가 끊이지 않고 있다.
한편, 도로상에는 자동차의 주행에 따른 흐름을 제어하기 위한 차량 주행에 따른 신호등, 횡단보도를 제어하기 위한 신호등, 위험 지역임을 알리는 위험 표지판, 차량의 주행 방향을 안내하기 위한 안내 표지판이나 이정표, 가로등 등과 같이 차량의 원활하고 안전한 주행을 목적으로 많은 구조물이 설치된다.
전술한 바와 같이 차량의 원활하고 안전한 주행을 목적으로 많은 구조물 중에는 특히, 도 1(b)와 같이 학교 앞의 도로변 상에 설치되어 차량의 제한 속도나 경적 소리의 금지 등을 운전자에게 알리기 위한 교통 표지판이 설치되는데, 이러한 교통 표지판은 차량의 속도 제한 표시가 고정되어 있다.
상기와 같은 종래 어린이 보호 구역의 안전 표지판은 단순히 어린이 보호 구역내 진입한 차량의 현재 속도를 표시하여 속도를 줄이도록 안내하는 역할 만을 수행할 뿐이어서, 안전사고 방지 효과가 크지 않다.
따라서, 단순히 운전자의 현재 속도에 대한 경각심 유도에서 그치지 않고 어린이 보호 구역내 사람 또는 동물 등의 객체 존재 여부를 포함하는 전반적인 주의 상황을 포괄적이고 직관적으로 안내할 수 있는 지능형 표지판에 대한 필요성이 대두되고 있다.
대한민국 공개특허 KR 10-2000-053623
따라서, 본 발명의 목적은 안전 표지판의 뒤쪽 도로를 촬영한 영상 데이터를 기초로 객체가 존재하면 객체 인식에 따른 경고 영상을 안전 표지판의 일부분에 표시하여 운전자가 전방에 위치한 객체의 존재를 육안으로 직접 확인하지 못하더라도 안전 표지판을 통해 미리 확인할 수 있도록 하는 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 안전 표지판의 하측에 형성된 영상 조사부를 통해 객체 인식에 따른 경고 영상을 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시함으로써 운전자가 공중에 떠있는 안전 표지판을 보지 못하게 되는 경우 도로 바닥면의 영상을 보고 전방에 위치한 객체의 존재를 확인할 수 있도록 하는 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 지지기둥의 상부측에 도로를 가로지르는 방향으로 설치된 안전 표지판의 일부분에 형성되는 전광판, 상기 안전 표지판의 뒤측에 차량 진행 방향을 향하도록 형성되어 상기 안전 표지판의 뒤측을 촬영하여 표지판 뒤측 영상 데이터를 생성하는 후방 영상 촬영 기기, 상기 후방 영상 촬영 기기로부터 표지판 뒤측 영상 데이터를 수신하면, 상기 표지판 뒤측 영상 데이터를 분석하여 객체가 인식되면 객체 인식 결과를 제공하는 객체 인식 처리부 및 상기 객체 인식 처리부로부터 수신된 객체 인식 결과에 따라 전방 주의 정보를 상기 전광판을 통해 표시되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 상기 안전 표지판의 하측에 형성되어 상기 전방 주의 정보를 상기 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시하는 영상 조사부를 더 포함할 수 있다.
또한, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 상기 객체 인식 처리부는 상기 표지판 뒤측 영상 데이터 각각의 프레임 및 미리 저장된 배경 프레임 각각을 비교하여 상기 배경 프레임에 존재하지 않는 이동 객체가 상기 프레임에 존재하는 경우 해당 프레임부터 연속된 프레임을 분석하여 이동 객체의 움직임을 인식할 수 있다.
또한, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 상기 객체 인식 처리부는 상기 표지판 뒤측 영상 데이터를 프레임 단위로 분석하는 과정에서 제1 프레임 및 제2 프레임 사이의 차이 프레임을 생성하고, 상기 차이 프레임을 통해 해당 촬영 영역에 존재하는 고정 객체를 결정하고, 상기 고정 객체만이 존재하는 프레임을 배경 프레임으로 미리 저장할 수 있다.
또한, 상기 객체 인식 처리부는 상기 배경 프레임을 분석하여 상기 후방 영상 촬영 기기가 향하는 방향의 배경 종류를 결정하고, 상기 배경 종류 및 상기 객체 인식 결과를 상기 제어부에 제공하고, 상기 제어부는 상기 배경 종류 및 상기 객체 인식 결과에 따라 서로 다른 종류의 전방 주의 정보를 상기 전광판을 통해 표시되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 객체 인식 처리부는 미리 생성된 학습 모델에 뒤측 영상 데이터 각각의 프레임 및 촬영 시점을 적용하여 상기 촬영 시점에 해당하는 프레임 각각에 미리 학습된 해당 시점의 이동 객체의 정보가 존재하는지 여부 및 객체 특징점에 해당하는 객체의 정보가 존재하는지 여부를 판단하여 객체 인식 결과를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안전 표지판의 뒤쪽 도로를 촬영한 영상 데이터를 기초로 객체가 존재하면 객체 인식에 따른 경고 영상을 안전 표지판의 일부분에 표시하여 운전자가 전방에 위치한 객체의 존재를 육안으로 직접 확인하지 못하더라도 안전 표지판을 통해 미리 확인할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 안전 표지판의 하측에 형성된 영상 조사부를 통해 객체 인식에 따른 경고 영상을 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시함으로써 운전자가 공중에 떠있는 안전 표지판을 보지 못하게 되는 경우 도로 바닥면의 영상을 보고 전방에 위치한 객체의 존재를 확인할 수 있다는 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래의 어린이 보호 구역의 안전 표지판을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치의 정면도를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치의 후면도를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치가 전방 주의 정보를 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치가 전방 주의 등급에 해당하는 서로 다른 전방 주의 정보를 표시하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 표지판 장치의 제어부의 동작 모드 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치의 정면도를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치의 후면도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 지지기둥(100), 안전 표지판(200), 전광판(300), 후방 영상 촬영 기기(400)를 포함한다.
지지기둥(100)은 어린이 보호 구역의 도로변 상에 일정 높이로 설치된다.
안전 표지판(200)은 지지기둥(100)의 상부측에 도로를 가로지르는 방향으로 설치되어 이정표나 지역의 홍보 혹은 어린이 보호 구역을 표시하는 공익적인 도안 및 문자가 형성된다. 도 2 및 도 3에서 안전 표지판(200)은 사각형으로 도시하였으나 그 모양은 이에 한정된 것은 아니며, 실시예에 따라 모양이 삼각형, 원형 등으로 구현될 수 있다.
이러한 안전 표지판(200)의 후면의 둘레에는 복수의 발광 장치(미도시됨)가 형성되어 있다. 따라서, 복수의 발광 장치는 제어부(도 4, 700)의 제어에 따라 온 상태 또는 오프 상태로 변경될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 발광 장치 중 일부 또는 전체는 조도 값이 특정 값 이하인 상황(예를 들어, 저녁, 비오는 날, 눈오는 날 등)인 경우 제어부(700)의 제어에 따라 온 상태로 변경되면 빛을 발광하여 후방 영상 촬영 기기(400)가 표지판 뒤측 영상 데이터를 촬영할 때 후방 영상 촬영 기기(400)의 주변이 밝아질 수 있도록 한다.
다른 일 실시예에서, 복수의 발광 장치는 조도 값이 특정 값 이상인 상황(예를 들어, 낮)인 경우 제어부(700)의 제어에 따라 오프 상태로 변경되면 빛을 발광하지 않는다.
또한, 안전 표지판(200)의 후면에는 조도 센서(미도시됨)가 형성되어 있다. 조도 센서는 안전 표지판(200)의 후면의 조도 값을 센싱하여 조도 값을 제어부(700)에 제공한다.
전광판(300)은 안전 표지판(200)의 일측면에 형성되며, LED가 일정 간격으로 배열되어 점멸을 통해 어린이 보호 구역 표시, 속도제한 표시 및 전방 보행자 주의 내용을 표출한다.
즉, 전광판(300)은 제어부(700)의 제어에 따라 전방 주의 정보를 표시한다.
일 실시예에서, 전광판(300)은 제어부(700)에 의해 배경 종류 및 객체 인식 결과 중 적어도 하나에 따라 전방 주의 등급이 결정되면 전방 주의 등급에 해당하는 서로 다른 전방 주의 정보를 표시할 수 있다.
상기의 도 2에서 전광판(300)은 두 개의 영역으로 구분되어 전방 주의 등급에 해당하는 서로 다른 전방 주의 정보(즉, 영상, 문구, 이미지 등)를 표출하였지만, 실시예에 따라 전광판(300)은 두 개 이상의 영역으로 구분되거나 또는 하나의 영역으로 통합되어 형성되어 전방 주의 등급에 해당하는 서로 다른 전방 주의 정보를 표출할 수 있다.
일 실시예에서, 전광판(300)은 이종의 색상을 발하는 다수의 LED가 규칙적으로 배열되어 제어부(140)에 의해 결정된 전방 주의 등급에 해당하는 패턴에 따라 서로 다른 전방 주의 정보를 표출할 수 있는 것이다.
후방 영상 촬영 기기(400)는 도 3과 같이 안전 표지판(200)의 뒤측에 차량 진행 방향을 향하도록 형성되며 안전 표지판(200)의 뒤측을 촬영하여 표지판 뒤측 영상 데이터를 생성한다.
이때, 표지판 뒤측 영상 데이터는 차량 진행 방향을 향하도록 설치되어 있기 때문에 안전 표지판(200)의 뒤측에 대한 영상을 의미할 수 있다. 이러한 표지판 뒤측 영상 데이터는 실시간으로 촬영된 영상이기 때문에 복수의 프레임으로 구성되어 있을 수 있다. 따라서, 객체 인식 처리부(600)는 후방 영상 촬영 기기(400)로부터 수신된 표지판 뒤측 영상 데이터를 프레임 단위로 분석하여 객체를 인식할 수 있는 것이다.
영상 조사부(500)는 안전 표지판의 하측에 형성되어 전방 주의 정보를 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시한다.
상기와 같이, 안전 표지판(200)의 하측에 형성된 영상 조사부(500)를 통해 객체 인식에 따른 경고 영상을 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시함으로써 운전자가 공중에 떠있는 안전 표지판을 보지 못하게 되는 경우 도로 바닥면의 영상을 보고 전방에 위치한 객체의 존재를 확인할 수 있다는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 전광판(300), 후방 영상 촬영 기기(400), 영상 조사부(500), 객체 인식 처리부(600) 및 제어부(700)를 포함한다.
이러한 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 내부의 객체 인식 처리부(600)를 통해 후방 영상 촬영 기기(400)를 통해 촬영된 표지판 뒤측 영상 데이터를 분석하여 객체를 인식할 수 있도록 구성되었으나, 실시예에 따라 외부의 객체 인식 서버(미도시됨)에 후방 영상 촬영 기기(400)를 통해 촬영된 표지판 뒤측 영상 데이터를 제공함으로써 표지판 뒤측 영상 데이터가 분석된 후 분석 결과를 수신할 수 있다.
객체 인식 처리부(600)는 후방 영상 촬영 기기(400)로부터 표지판 뒤측 영상 데이터를 수신하면, 표지판 뒤측 영상 데이터를 분석하여 객체가 존재하는지 여부를 판단한다.
이를 위해, 객체 인식 처리부(600)는 후방 영상 촬영 기기(400)로부터 표지판 뒤측 영상 데이터를 수신하면 표지판 뒤측 영상 데이터를 프레임 단위로 분석하여 이동 객체를 검출하면 객체가 인식되었음을 지시하는 객체 인식 결과를 제어부(700)에 제공하고, 이동 객체를 검출하지 않으면 객체가 인식되지 않았음을 지시하는 객체 인식 결과를 제어부(700)에 제공한다.
일 실시예에서, 객체 인식 처리부(600)는 후방 영상 촬영 기기(400)로부터 수신된 표지판 뒤측 영상 데이터를 프레임 단위로 분석할 때 표지판 뒤측 영상 데이터 각각의 프레임 및 미리 저장된 배경 프레임 각각의 픽셀을 비교하여 미리 저장된 배경 프레임에 존재하지 않는 미리 정의된 이동 객체가 프레임에 존재하는 경우, 해당 프레임부터 연속된 프레임을 분석하여 이동 객체의 움직임을 인식할 수 있다. 이때, 미리 정의된 이동 객체는 자전거, 유모차, 사람, 동물, 카트 등을 포함할 수 있다.
또한, 객체 인식 처리부(600)는 위와 같이 이동 객체의 존재를 인식하는 경우, 이동 객체의 움직임 패턴을 분석하여 위와 같은 자전거, 유모차, 사람, 동물, 카트 등의 다양한 이동 객체의 종류를 자동으로 인식할 수 있다.
이를 위해, 객체 인식 처리부(600)는 후방 영상 촬영 기기(400)로부터 수신된 표지판 뒤측 영상 데이터를 프레임 단위로 분석하는 과정에서 제1 프레임 및 제2 프레임 사이의 차이 프레임을 생성한 후 차이 프레임을 통해 해당 촬영 영역에 존재하는 고정 객체를 결정하고, 고정 객체만이 존재하는 프레임을 배경 프레임으로 미리 저장할 수 있다. 이때, 촬영 영역은 도로 영역 뿐만 아니라 도로 영역에 진입하는 도로 진입 영역을 포함할 수 있다.
예를 들어, 후방 영상 촬영 기기(400)에 의해 촬영되는 표지판 뒤측 영상 데이터는 언제나 같은 촬영 영역을 촬영한 영상 데이터이기 때문에 촬영 영역에 해당하는 나무, 가드레일 등과 같은 고정 객체는 표지판 뒤측 영상 데이터의 각각의 프레임에 위치하게 될 것이다.
따라서, 객체 인식 처리부(600)는 표지판 뒤측 영상 데이터를 프레임 단위로 분석한 후 고정 객체만 존재하는 프레임을 배경 프레임으로 미리 저장한 후에 후방 영상 촬영 기기(400)로부터 표지판 뒤측 영상 데이터를 수신한 후 이동 객체의 분석 과정에 참조될 수 있도록 한다.
이와 같은 이유로, 객체 인식 처리부(600)는 후방 영상 촬영 기기(400)에 의해 촬영되는 표지판 뒤측 영상 데이터의 모든 프레임을 분석하지 않고 배경 프레임과 차이가 발생된 프레임부터 이동 객체 인식을 처리하기 때문에 데이터 처리 속도는 빨리지며 데이터 처리 양은 줄어든다는 장점이 있다.
상기의 실시예에서, 객체 인식 처리부(600)는 배경 프레임을 분석하여 후방 영상 촬영 기기가 향하는 방향의 배경 종류를 결정하고, 상기 배경 종류 및 상기 객체 인식 결과를 상기 제어부(700)에 제공한다.
예를 들어, 객체 인식 처리부(600)는 배경 프레임을 분석하여 전방에 직선 도로, 횡단 보도 및 신호등이 존재하는 경우, 배경 종류가 도로라고 판단하여 배경 종류 “도로” 및 객체 인식 결과를 상기 제어부(700)에 제공한다.
다른 예를 들어, 객체 인식 처리부(600)는 배경 프레임을 분석하여 전방에 오르막 도로, 횡단 보도 및 신호등이 존재하는 경우, 배경 종류가 오르막 도로라고 판단하여 배경 종류 “오르막 도로” 및 객체 인식 결과를 상기 제어부(700)에 제공한다.
또 다른 예를 들어, 객체 인식 처리부(600)는 배경 프레임을 분석하여 전방에 내리막 도로, 횡단 보도 및 신호등이 존재하는 경우, 배경 종류가 내리막 도로라고 판단하여 배경 종류 “내리막 도로” 및 객체 인식 결과를 상기 제어부(700)에 제공한다.
다른 일 실시예에서, 객체 인식 처리부(600)는 미리 생성된 학습 모델에 후방 영상 촬영 기기(400)로부터 수신된 표지판 뒤측 영상 데이터 각각의 프레임 및 촬영 시점을 입력하여 미리 생성된 학습 모델로부터 객체 인식 결과를 수신할 수 있다.
이때, 미리 생성된 학습 모델은 표지판 뒤측 영상 데이터 각각의 프레임의 촬영 시점 별 고정 객체 및 이동 객체의 정보와 객체 특징점이 딥러닝학습되어 생성된 모델이다.
따라서, 미리 생성된 학습 모델은 표지판 뒤측 영상 데이터 각각의 프레임 및 촬영 시점이 입력되면, 촬영 시점에 해당하는 프레임에 미리 학습된 해당 시점의 이동 객체의 정보가 존재하는지 여부 및 객체 특징점에 해당하는 객체의 정보가 존재하는지 여부를 판단하여 객체 인식 결과를 출력하게 된다.
결론적으로, 객체 인식 처리부(600)는 미리 생성된 학습 모델로부터 객체 인식 결과를 수신하면, 객체 인식 결과에 따라 객체의 움직임이 검출되었다고 판단하여 객체 인식 결과를 제어부(700)에 제공한다.
제어부(700)는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 객체 인식 결과 및 배경 종류 중 적어도 하나에 따라 전방 주의 등급을 결정한 후, 전방 주의 등급에 따라 서로 다른 종류의 전방 주의 정보를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
일 실시예에서, 제어부(700)는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 배경 종류가 직선 도로 또는 오르막 도로이고 객체 인식 결과가 객체 미인식을 지시하는 경우, 전방 주의 등급을 보통 등급으로 결정하고 보통 일반 등급에 해당하는 전방 주의 정보(즉, 제한 속도 및 주의 문구)를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
만일, 제어부(700)는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 배경 종류가 내리막 도로이고 객체 인식 결과가 객체 미인식을 지시하는 경우, 전방 주의 등급을 보통 변경 등급으로 결정하고 보통 변경 등급에 따라 보통 일반 등급에 해당하는 전방 주의 정보를 변경한 후 변경된 전방 주의 정보를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
상기의 실시예에서, 제어부(700)는 보통 변경 등급에 따라 보통 일반 등급에 해당하는 전방 주의 정보 중 제한 속도를 미리 결정된 제한 속도보다 낮춘 후 변경된 전방 주의 정보를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
다른 일 실시예에서, 제어부(700)는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 배경 종류가 직선 도로 또는 곡선 도로이고 객체 인식 결과가 객체 인식을 지시하는 경우, 전방 주의 등급을 조심 등급으로 결정하고 조심 등급에 해당하는 전방 주의 정보(즉, 사람 이미지 및 주의 문구)를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
또 다른 일 실시예에서, 제어부(700)는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 배경 종류가 내리막 도로 또는 오르마 도로이고 객체 인식 결과가 객체 인식을 지시하는 경우, 전방 주의 등급을 위험 등급으로 결정하고 위험 등급에 해당하는 전방 주의 정보(즉, 사람 이미지 및 주의 문구)를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
또한, 제어부(700)는 조도 센서로부터 수신된 안전 표지판(200)의 후면의 조도 값 및 배경 프레임에 있는 고정 객체 중 빛을 내는 객체가 존재하는지 여부에 따라 복수의 발광 장치 중 온 상태로 전환해야 하는 발광 장치의 개수를 결정하여 해당 발광 장치가 온 상태로 전환되도록 제어한다.
일 실시예에서, 제어부(700)는 조도 센서로부터 수신된 안전 표지판(200)의 후면의 조도 값이 특정 값 이하인 경우, 배경 프레임에 있는 고정 객체 중 빛을 내는 객체의 개수에 해당하는 가중치를 조도 값에 반영하여 보정된 조도 값을 산출하고, 보정된 조도 값에 따라 복수의 발광 장치 중 온 상태로 전환해야 하는 발광 장치의 개수를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 전광판(300)을 횡단보도 및 차량 수신 data의 유무를 검사하여 수신 대기 시간의 일부를 슬립(sleep)상태로 전환함으로써 전력 소비를 절감시킬 수 있도록 한다.
도 8은 객체인식 신호의 수신 여부에 따른 제어부(700)에서의 시간별 동작 상태 전환 개념을 도시한 것이다. 즉, 제어부(700)는 객체인식 처리부(600)로부터 객체가 인식되어 정보가 수신되는 것을 알리는 예비신호(900)가 수신되는 경우, 슬립모드에서 웨이크업되어 정상상태로 전환한 후, 객체인식 처리부(600)로부터 전송되는 정보를 수신한 후(RX), 수신된 정보를 분석하여 전광판(300) 등에 정보를 전송(TX)하여 표시시키거나, 원격지로 정보를 송신(TX)하게 된다.
이어, 제어부(700)는 다시 객체인식 처리부(600)로부터 정보가 수신되지 않는 경우에는 다음 예비신호(910)가 수신되기 전까지 슬립모드로 전환하게 된다.
즉, 제어부(700)는 객체인식 처리부(600)로부터 정보가 수신되는 T1, T3 주기에만 웨이크업하여 정상적인 동작을 수행하고, T2 주기 동안에는 슬립모드로 전환함으로써 전력소모를 줄이게 되는 것이다. 본 발명에 따른 제어부(700)에서의 이러한 슬립모드 적용을 통해 3% 이상의 에너지를 절감시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치가 전방 주의 정보를 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 안전 표지판(200)의 하측에 형성되어 있는 영상 조사부(500)를 통해 전광판(300)에서 표시되는 전방 주의 정보를 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시한다.
상기와 같이, 안전 표지판(200)의 하측에 형성된 영상 조사부(500)를 통해 객체 인식에 따른 경고 영상을 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시함으로써 운전자가 공중에 떠있는 안전 표지판을 보지 못하게 되는 경우 도로 바닥면의 영상을 보고 전방에 위치한 객체의 존재를 확인할 수 있다는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치가 전방 주의 등급에 해당하는 서로 다른 전방 주의 정보를 표시하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6을 참조하면, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 객체 인식 결과 및 배경 종류 중 적어도 하나에 따라 전방 주의 등급을 결정한 후, 전방 주의 등급에 따라 서로 다른 종류의 전방 주의 정보를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
일 실시예에서, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 배경 종류가 직선 도로 또는 오르막 도로이고 객체 인식 결과가 객체 미인식을 지시하는 경우, 전방 주의 등급을 보통 등급으로 결정하고 보통 일반 등급에 해당하는 전방 주의 정보(즉, 제한 속도 및 주의 문구)를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
만일, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 배경 종류가 내리막 도로이고 객체 인식 결과가 객체 미인식을 지시하는 경우, 전방 주의 등급을 보통 변경 등급으로 결정하고 보통 변경 등급에 따라 보통 일반 등급에 해당하는 전방 주의 정보를 변경한 후 변경된 전방 주의 정보를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
상기의 실시예에서, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 보통 변경 등급에 따라 보통 일반 등급에 해당하는 전방 주의 정보 중 제한 속도를 미리 결정된 제한 속도보다 낮춘 후 변경된 전방 주의 정보를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
다른 일 실시예에서, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 배경 종류가 직선 도로 또는 곡선 도로이고 객체 인식 결과가 객체 인식을 지시하는 경우, 전방 주의 등급을 조심 등급으로 결정하고 조심 등급에 해당하는 전방 주의 정보(즉, 사람 이미지 및 주의 문구)를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
또 다른 일 실시예에서, 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 배경 종류가 내리막 도로 또는 오르마 도로이고 객체 인식 결과가 객체 인식을 지시하는 경우, 전방 주의 등급을 위험 등급으로 결정하고 위험 등급에 해당하는 전방 주의 정보(즉, 사람 이미지 및 주의 문구)를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 안전 표지판(200)은 지지기둥(100)의 상부측에 도로를 가로지르는 방향으로 설치되어 이정표나 지역의 홍보 혹은 어린이 보호 구역을 표시하는 공익적인 도안 및 문자가 형성되어 있다. 도 7에서 안전 표지판(200)은 사각형으로 도시하였으나 그 모양은 이에 한정된 것은 아니며, 실시예에 따라 모양이 삼각형, 원형 등으로 구현될 수 있다.
이러한 안전 표지판(200)의 뒤측에 차량 진행 방향을 향하도록 형성되어 있는 후방 영상 촬영 기기(400)는 안전 표지판(200)의 뒤측을 촬영하여 표지판 뒤측 영상 데이터를 생성한다.
이때, 표지판 뒤측 영상 데이터는 차량 진행 방향을 향하도록 설치되어 있기 때문에 안전 표지판(200)의 뒤측에 대한 영상을 의미할 수 있다. 이러한 표지판 뒤측 영상 데이터는 실시간으로 촬영된 영상이기 때문에 복수의 프레임으로 구성되어 있을 수 있다.
따라서, 객체 인식 처리부(600)는 후방 영상 촬영 기기(400)로부터 수신된 표지판 뒤측 영상 데이터를 프레임 단위로 분석하여 객체를 인식할 수 있는 것이다.
전광판(300)은 안전 표지판(200)의 일측면에 형성되며, LED가 일정 간격으로 배열되어 점멸을 통해 어린이 보호 구역 표시, 속도제한 표시 및 전방 보행자 주의 내용을 표출한다.
일 실시예에서, 전광판(300)은 제어부(700)에 의해 배경 종류 및 객체 인식 결과 중 적어도 하나에 따라 전방 주의 등급이 결정되면 전방 주의 등급에 해당하는 서로 다른 전방 주의 정보를 표시할 수 있다. 이러한 과정은 도 6에서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제어부(700)는 객체 인식 처리부(600)로부터 수신된 객체 인식 결과 및 배경 종류 중 적어도 하나에 따라 전방 주의 등급을 결정한 후, 전방 주의 등급에 따라 서로 다른 종류의 전방 주의 정보를 전광판(300)을 통해 표시하도록 제어한다. 이러한 과정은 도 4에서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 지지기둥,
200: 안전 표지판,
300: 전광판,
400: 후방 영상 촬영 기기,
500: 영상 조사부,
600: 객체 인식 처리부,
700: 제어부

Claims (8)

  1. 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치에 있어서,
    지지기둥의 상부측에 도로를 가로지르는 방향으로 설치된 안전 표지판의 일부분 또는 전체에 형성되는 전광판;
    상기 안전 표지판의 뒤측에 차량 진행 방향을 향하도록 형성되어 상기 안전 표지판의 뒤측을 촬영하여 표지판 뒤측 영상 데이터를 생성하는 후방 영상 촬영 기기;
    상기 후방 영상 촬영 기기로부터 표지판 뒤측 영상 데이터를 수신하면, 상기 표지판 뒤측 영상 데이터를 분석하여 객체가 인식되면 객체 인식 결과를 제공하고, 상기 표지판 뒤측 영상 데이터 각각의 프레임 및 미리 저장된 배경 프레임 각각을 비교하여 상기 배경 프레임에 존재하지 않는 이동 객체가 상기 프레임에 존재하는 경우 해당 프레임부터 연속된 프레임을 분석하여 상기 이동 객체의 움직임을 인식하고, 상기 이동 객체의 움직임 패턴을 분석하여 상기 이동 객체를 사람 또는 물체로 구분하며, 상기 표지판 뒤측 영상 데이터를 프레임 단위로 분석하는 과정에서 제1 프레임 및 제2 프레임 사이의 차이 프레임을 생성하고, 상기 차이 프레임을 통해 해당 촬영 영역에 존재하는 고정 객체를 결정하며, 상기 고정 객체만이 존재하는 프레임을 배경 프레임으로 미리 저장하고, 상기 배경 프레임을 분석하여 상기 후방 영상 촬영 기기가 향하는 방향의 배경 종류를 결정하는 객체 인식 처리부;
    상기 객체 인식 처리부로부터 수신된 상기 객체 인식 결과 및 상기 배경 종류 중 적어도 하나에 따라 전방 주의 등급을 결정한 후, 상기 전방 주의 등급에 따라 서로 다른 종류의 전방 주의 정보를 상기 전광판을 통해 표시하도록 제어하는 제어부; 및
    상기 안전 표지판의 하측에 형성되어 상기 전방 주의 정보를 상기 차량이 진행하는 앞쪽 도로에 표시하는 영상 조사부;를 포함하되,
    상기 전광판은,
    두 개의 영역으로 구분되어 상기 전방 주의 등급에 해당하는 서로 다른 전방 주의 정보를 영상, 문구 또는 이미지로 표출하고,
    상기 제어부는,
    상기 객체 인식 처리부로부터 수신된 배경 종류가 직선 도로 또는 오르막 도로이고 상기 객체 인식 결과가 객체 미인식을 지시하는 경우 상기 전방 주의 등급을 보통 등급으로 결정하며, 상기 객체 인식 처리부로부터 수신된 배경 종류가 내리막 도로이고 상기 객체 인식 결과가 객체 미인식을 지시하는 경우 상기 전방 주의 등급을 보통 변경 등급으로 결정하고, 상기 객체 인식 처리부로부터 수신된 배경 종류가 직선 도로 또는 곡선 도로이고 상기 객체 인식 결과가 객체 인식을 지시하는 경우 상기 전방 주의 등급을 조심 등급으로 결정하며, 상기 객체 인식 처리부로부터 수신된 배경 종류가 내리막 도로 또는 오르막 도로이고 상기 객체 인식 결과가 객체 인식을 지시하는 경우 상기 전방 주의 등급을 위험 등급으로 결정하고,
    상기 제어부는,
    상기 객체 인식 처리부로부터 정보가 수신되지 않으면 슬립모드로 전환하고, 상기 객체 인식 처리부로부터 객체가 인식되어 정보가 수신되는 것을 알리는 예비신호가 수신되면 슬립모드에서 웨이크업되어 정상상태로 전환한 후 객체 인식 처리부로부터 전송된 정보를 상기 전광판에 전송하여 표시시키는,
    어린이 보호 구역 안전 표지판 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후방 영상 촬영 기기는,
    상기 안전 표지판의 뒤측에 위치한 횡단 보도상 전체 영역인 제1 영역을 촬영하거나, 제1 영역과 인접하며 횡단 보도의 사각 테두리로부터 일정 이격 거리 이내로 설정되는 제2 영역을 촬영하며,
    상기 제어부는,
    외부 제어 신호에 따라 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역을 선택하고, 상기 후방 영상 촬영 기기로부터 선택된 영역에 대한 영상 촬영이 실행되도록 제어하는 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 객체 인식 처리부는
    미리 생성된 학습 모델에 뒤측 영상 데이터 각각의 프레임 및 촬영 시점을 적용하여 상기 촬영 시점에 해당하는 프레임 각각에 미리 학습된 해당 시점의 이동 객체의 정보가 존재하는지 여부 및 객체 특징점에 해당하는 객체의 정보가 존재하는지 여부를 판단하여 객체 인식 결과를 생성하는 것을 특징으로 하는 어린이 보호 구역 안전 표지판 장치.
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