KR20030021777A - Traffic information system using image detector and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상검지기를 이용한 교통정보시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로 영상데이터를 실시간으로 획득하여 영상데이터를 무선 채널을 통하여 실시간 전송이 가능한 포맷으로 압축하고, 영상 데이터의 배열공간을 분할하고 영상루프를 설정하여 영상추적 및 영상분석함으로써 이동차량의 수, 속도 및 차간거리를 포함하는 차선별차량정보와 교차로별 지역교통정보를 계산하는 영상검지기와 영상검지기로부터 차선별차량정보 및 지역교통정보를 무선전송받아 도로 전구간의 교통상황정보를 생성하여 교통을 관리하는 교통정보시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a traffic information system using an image detector and a method thereof, and more particularly, to obtain road image data in real time, compress the image data into a format capable of real-time transmission through a wireless channel, and arrange an image data space. Image segmentation and image analysis by setting image loop and image tracking and image analysis to calculate lane information including lane number, speed and distance of vehicle and local traffic information by intersection. The present invention relates to a traffic information system and a method for managing traffic by generating traffic status information between all roads by wirelessly receiving local traffic information.
최근, 교통을 관리함에 있어서 인식기능을 갖춘 전자기기가 활발히 이용되고 있다. 인식기능을 갖춘 전자기기가 이용되는 대표적인 예로는 고속도로상의 속도 위반 차량을 적발하여 증거 사진을 촬영하는 것을 들 수 있는데, 대부분의 경우 도로 바닥에 센서 기능을 가지는 검지루프를 설치하여 이동차량의 속도를 물리적으로 계산하고 계산된 속도가 제한 속도 이상이면 무인감시카메라가 적발된 차량을 촬영하는 방식으로 기능을 수행한다.In recent years, electronic devices with recognition functions have been actively used in managing traffic. A representative example of the use of electronic devices with a recognition function is the detection of speeding vehicles on the highway and taking photographs of evidence. In most cases, a detection loop is installed on the floor of a road to increase the speed of a moving vehicle. If the speed is calculated physically and the speed exceeds the speed limit, the unmanned surveillance camera performs the function by photographing the vehicle detected.
도로에 동축선을 매설하여 차량의 유무, 속도, 크기 등을 검지하는 루프방식은 정밀한 속도 측정이 가능한 장점이 있으나, 설치가 힘들고 가격이 고가이며 유지보수가 어려우므로 다량의 검지 루프를 설치하여 보다 광범위한 도로의 교통상황을 분석하기에는 적합하지 않다.The loop system that detects the presence, speed, size, etc. of vehicles by laying coaxial lines on the road has the advantage of being able to measure precise speed, but it is difficult to install, expensive, and difficult to maintain, so a large amount of detection loops are installed. Not suitable for analyzing traffic conditions on a wide range of roads.
그 외에 압전소자를 사용하여 차량의 중량에 의한 압력을 검지하는 피에조 검지기, 초음파 검지기 및 레이저 검지기 등이 있으나, 피에조 검지기는 차량의 유무를 검지하는 기능만을 수행하고, 초음파 검지기 및 레이저 검지기와 같이 진행파를 매개로 하는 검지기는 일방향으로만 작동하므로 선택되지 않은 방향으로 진행하는 물체에 대한 정보는 처리되지 않고 측정 각도 및 속도 보정이 어려운 점등의 문제점을 가지고 있다.In addition, there are piezo detectors, ultrasonic detectors, and laser detectors for detecting pressure by the weight of the vehicle using piezoelectric elements, but piezo detectors only perform the function of detecting the presence or absence of a vehicle, and traveling waves such as ultrasonic detectors and laser detectors. Since the detector operates only in one direction, information about an object traveling in an unselected direction is not processed, and it has a problem of lighting that is difficult to correct the measurement angle and speed.
또한, 이러한 검지기들은 한정된 차선 혹은 교차로 한 곳만을 검지하여 국부적인 교통 정보를 생성하는데 그치고 있고 생성된 교통정보를 전송하기 위하여 별도의 유선망을 설치해야하는 등의 이유로, 광범위하게 설치된 검지기들을 통합하여 도로 전구간에 해당하는 교통상황정보를 제공하는 종합시스템의 구축을 어렵게 하고 있다.In addition, these detectors only generate local traffic information by detecting only a limited lane or intersection, and install a wide wired network to transmit the generated traffic information. It is difficult to build a comprehensive system that provides traffic situation information.
도로상에 설치된 검지기로부터 교통정보를 관제센터로 전송하기 위하여 기존의 공중 전화망을 이용하는 경우가 많으나 이 경우에 데이터량이 많은 화상정보를 전송하기엔 대역폭이 부족하고, 인터넷망을 이용하는 것은 지역적 여건에 의하여 사실상 불가능한 실정이다.In many cases, the existing public telephone network is used to transmit traffic information from a detector installed on a road to a control center. However, in this case, there is insufficient bandwidth to transmit a large amount of image information. It is impossible.
이에, 저비용으로서 설치 및 유지보수가 간편하고, 한정된 데이터 획득으로도 많은 교통정보의 분석이 가능하며, 실시간으로 데이터를 전송하여 교통제어기의 관리, 교통상황정보의 제공, 교통위반차량의 단속 등의 기능을 수행할 수 있는 종합적인 교통관리수단의 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is easy to install and maintain at low cost, and it is possible to analyze a lot of traffic information with limited data acquisition, and to transmit data in real time to manage traffic controllers, provide traffic situation information, and crack down on traffic violation vehicles. There is a demand for the development of a comprehensive traffic management system that can perform its functions.
본 발명은 상기한 바와 같은 요구에 부응하기 위하여 창작된 것으로서, 영상데이터를 획득하고 영상루프를 통하여 화면을 분석하며 화면상의 차량을 추적하여 이동차량의 수, 속도, 차간거리를 포함하는 차선별차량정보 및 지역교통정보를 계산하는 영상검지기, 영상검지기로부터 무선채널을 통하여 차선별차량정보 및 지역교통정보를 전달받고 교통상황정보 및 교통신호기 제어신호를 생성하여 무선전송하는 영상검지기를 이용한 교통정보시스템 및 교통 관리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was created in order to meet the above-described demands, and includes a number of vehicles, a speed, and a distance between vehicles by acquiring image data, analyzing the screen through the image loop, and tracking the vehicles on the screen. Traffic information system using image detector that receives lane information and local traffic information through wireless channel from image detector and image detector that calculates information and local traffic information, and generates and transmits traffic status information and traffic signal control signal. And a traffic management method.
도 1은 본 발명에 의한 영상검지기를 이용한 교통정보시스템이 유무선 네트워크를 통하여 클라이언트와 연결되는 형태를 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a traffic information system using an image detector according to the present invention connected to a client through a wired or wireless network.
도 2는 본 발명에 의한 교통정보시스템의 영상검지기가 교차로상의 교통제어기에 설치되어 도로를 촬영하는 모습을 예시한 것이다.2 is a view illustrating a state in which an image detector of a traffic information system according to the present invention is installed in a traffic controller on an intersection and photographs a road.
도 3은 본 발명에 의한 교통정보시스템의 다수 영상검지기가 관제센터에 설치된 교통정보분기와 무선채널을 통하여 연결된 모습을 예시한 것이다.3 is a view illustrating a plurality of image detectors of a traffic information system according to the present invention connected to a traffic information branch installed in a control center through a wireless channel.
도 4는 본 발명에 의한 영상검지기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.4 is a block diagram schematically showing an internal configuration of an image detector according to the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 영상검지기가 촬영한 영상의 데이터 배열공간상에 차선별로 설정한 다수 영상루프를 예시한 것이다.5 illustrates a plurality of image loops set for each lane on a data array space of an image photographed by the image detector according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 영상검지기의 영상입력기가 영상 데이터의 좌표값을 실제 도로상의 거리와 보정하기 위하여 설치상 고려되는 요소들을 도시한 것이다.FIG. 6 illustrates elements considered in the installation of the image input device of the image detector according to the present invention to correct the coordinates of the image data with the distance on the actual road.
도 7은 본 발명에 의한 영상검지기가 화면상에 설정하는 영상루프의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.7 schematically shows the configuration of an image loop set on a screen by an image detector according to the present invention.
도 8은 본 발명에 의한 영상검지기가 화면상에 설정하는 영상루프가 영상 분석을 위하여 화면 프레임별로 사용되는 예를 도시한 것이다.8 illustrates an example in which an image loop set on a screen by an image detector according to the present invention is used for each screen frame for image analysis.
도 9는 본 발명에 의한 영상검지기를 이용한 교통정보시스템의 교통정보분석기의 내부구성 및 클라이언트와 유무선 네트워크를 통하여 연결되는 형태를 개략적으로 도시한 블록도이다.9 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a traffic information analyzer of a traffic information system using an image detector according to the present invention and a form in which a client is connected through a wired or wireless network.
도 10은 본 발명에 의한 영상 검지 및 교통상황 관리의 제1방법을 도시한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a first method of image detection and traffic situation management according to the present invention.
도 11은 본 발명에 의한 영상 검지 및 교통상황 관리의 제2방법을 도시한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a second method of image detection and traffic situation management according to the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100: 영상검지기를 이용한 교통정보시스템100: traffic information system using image detector
110: 영상입력기120: 교통제어기110: video input device 120: traffic controller
122: 교통신호기 130: 영상검지기122: traffic signal 130: image detector
140: 교통정보분석기 200: 유선네트워크140: traffic information analyzer 200: wired network
300: 클라이언트300: client
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 영상검지기를 이용한 교통정보시스템은 도로상의 차선별 이동차량을 촬영하여 디지털 영상데이터를 실시간으로 송출하는 하나 이상의 영상입력기; 다수개의 교통신호기와 유선으로 연결되어 교통신호기를 제어하는 하나 이상의 교통제어기; 영상입력기 및 교통제어기와 유선으로 연결되어 있으며, 영상입력기로부터 입력된 디지털 영상 데이터를 압축하고 디지털 영상 데이터를 영상처리하여 분석하며 분석된 영상 데이터에 의하여 이동차량의 수, 속도 및 차간거리를 포함하는 차선별차량정보를 추출하여, 압축된 디지털 영상 데이터 및 차선별차량정보를 무선전송하고 교통신호기 제어신호를 무선전송받아 교통제어기로 전달하는 하나 이상의 영상검지기; 및 다수개의 영상검지기로부터 영상 데이터 및 차선별차량정보를 무선전송받고, 차선별차량정보를 통합분석하여 영상검지기가 설치된 지역들간의 연결구간을 포함하는 도로 전구간의 차선별 및 도로별 교통량, 이동차량의 평균속도 및 도로 점유율을 계산하고 통계처리하여 교통상황정보를 생성하며, 영상 데이터 및 교통상황정보를 클라이언트에게 제공하고, 교통상황정보에 상응하는 교통신호기 제어신호를 생성하여 영상검지기로 무선전송하는 교통정보분석기를 포함한다.In order to achieve the above object, a traffic information system using an image detector according to the present invention comprises at least one image input unit for transmitting the digital image data in real time by taking a moving vehicle for each lane on the road; At least one traffic controller connected in wire with a plurality of traffic signals to control the traffic signals; It is connected to the video input device and the traffic controller by wire, compresses the digital video data inputted from the video input device, processes and analyzes the digital video data, and includes the number, speed, and distance between the moving vehicles by the analyzed video data. One or more image detectors for extracting lane-specific vehicle information, wirelessly transmitting compressed digital image data and lane-specific vehicle information, and wirelessly receiving a traffic signal control signal and transmitting the traffic signal to a traffic controller; And the traffic data of each lane and the road, including the connection section between the regions where the image detector is installed by wirelessly receiving the image data and the lane-specific vehicle information from a plurality of image detectors, and analyzing the vehicle-specific vehicle information. Calculate and statistically process average speed and road occupancy rate to generate traffic status information, provide video data and traffic status information to client, generate traffic signal control signal corresponding to traffic status information, and transmit wirelessly to video detector. Includes a traffic information analyzer.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 영상데이터를 분석하여 교통상황정보를 생성하고, 교통제어기를 관리하는 방법은 (a) 실제 도로상의 검지영역의 크기를 설정하고 화면의 픽셀을 좌표 단위로하여 화면상의 거리를 실제 도로상의 거리로 환산할 수 있도록 픽셀간의 거리를 일정 거리로 보정하는 단계; (b) 영상검지기는 차선별 도로를 초당 일정수의 프레임으로 실시간 촬영하여 영상 데이터를 획득하고, 영상루프의 설정 및 영상 데이터의 분석을 통하여 차선별차량정보를 생성하고 영상데이터를 압축하는 단계; (c) 영상검지기는 생성된 차선별차량정보 및 압축된 영상데이터를 무선 네트워크를 통하여 교통정보분석기로 전송하고, 교통정보분석기는 교통상황정보 및 교통신호기 제어신호를 생성하는 단계; 및 (d) 교통정보분석기는 교통신호기 제어신호를 영상검지기로 무선전송하고, 영상검지기는 무선전송된 교통신호기 제어신호를 교통제어기로 전달하여 교통 신호기를 제어하도록 하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method of generating traffic situation information by analyzing image data according to the present invention and managing a traffic controller includes (a) setting the size of a detection area on an actual road and coordinates pixels on a screen. Correcting the distance between pixels to a predetermined distance so that the distance on the screen can be converted into the distance on the actual road in units of units; (b) the image detector acquires image data by real-time photographing a road for each lane at a predetermined number of frames per second, and generates vehicle information for each lane and compresses the image data by setting the image loop and analyzing the image data; (c) the image detector transmits the generated lane-specific vehicle information and the compressed image data to the traffic information analyzer through a wireless network, and the traffic information analyzer generates traffic status information and traffic signal control signals; And (d) the traffic information analyzer wirelessly transmitting the traffic signal control signal to the image detector, and the image detector transferring the wirelessly transmitted traffic signal control signal to the traffic controller to control the traffic signal.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 영상검지기를 이용한 교통정보시스템을 상세히 설명한다.Hereinafter, a traffic information system using an image detector according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 영상검지기(130)를 이용한 교통정보시스템이 유무선 네트워크를 통하여 클라이언트(300)와 연결되는 형태를 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a traffic information system using an image detector 130 according to the present invention connected to a client 300 through a wired or wireless network.
도 1에 의하면, 본 발명에 의한 영상검지기(130)를 이용한 교통정보시스템은 영상입력기(110), 교통제어기(120), 영상검지기(130) 및 교통정보분석기(140)를 포함하여 구성된다.According to FIG. 1, the traffic information system using the image detector 130 according to the present invention includes an image inputter 110, a traffic controller 120, an image detector 130, and a traffic information analyzer 140.
영상입력기(110)는 도로상의 차선별 이동차량을 촬영하여 디지털 영상데이터를 실시간으로 송출하는 장치로서, 도로를 촬영할 수 있도록 도로 상공에 다수개로설치되는 것이 바람직하다.Image input unit 110 is a device for transmitting the digital image data in real time by photographing the moving vehicle for each lane on the road, it is preferable that a plurality is installed over the road so that the road can be photographed.
영상입력기(110)로는, 현재 널리 사용되는 CCD카메라가 사용될 수 있다.As the image inputter 110, a CCD camera which is widely used at present may be used.
CCD(Charge Coupled Device)는 전하결합소자 혹은 고체촬상소자를 의미하는 것으로서, 렌즈를 통해 들어온 광에너지를 전기적인 신호로 변환(빛의 양을 전하의 양으로 변환)하는 집적회로가 내장된 이미지 센서를 사용하여 빛의 양을 검출할 수 있다. 즉, CCD는 빛의 강도에 따라 반응하는 트랜지스터가 일정하게 배열되어 있고, 각각의 트랜지스터의 정보가 수집되어 전체적인 하나의 이미지를 만든다. 화소란 이미지를 인식할 수 있는 CCD내부의 최소 개체 단위(포토 다이오드)를 말하며, 그 수가 많을수록 더 정확하게 이미지를 인식할 수 있다.CCD (Charge Coupled Device) refers to a charge-coupled device or a solid-state image pickup device, and an image sensor with an integrated circuit that converts light energy input through a lens into an electrical signal (converts the amount of light into the amount of charge). The amount of light can be detected using. In other words, the CCD has a constant array of transistors that react according to the intensity of light, and information of each transistor is collected to form an overall image. The pixel is a minimum individual unit (photo diode) inside the CCD capable of recognizing an image, and the larger the number, the more accurately the image can be recognized.
영상검지기(130)와 연계하기 위하여 영상입력기(110)는 화소(픽셀)에 따른 해상도, 조도, 지원가능한 색상 레벨, 촬영 프레임수, 렌즈의 집적 거리, 자동 초점 기능 등을 고려하여 선택되어야 한다.In order to be associated with the image detector 130, the image input unit 110 should be selected in consideration of the resolution, illuminance, supportable color level, the number of shot frames, the integration distance of the lens, and the auto focus function according to the pixel (pixel).
교통제어기(120)는 유선으로 연결된 다수개의 교통신호기를 제어하는 장치로서, 보통 교차로의 한 구역에 위치한 철제 박스형태의 하우징에 설치되어 있다. 기존의 교통제어기는 관제센터의 제어를 받을 수 있도록 관제센터와 연결되어 있으나 특정 경우에만 관제센터의 관리자에 의해 제어될 뿐이고, 평상시에는 일정 주기로 신호가 점멸되도록 시간이 설정되어 있다.The traffic controller 120 is a device for controlling a plurality of traffic signals connected by wire, and is usually installed in a steel box-shaped housing located in an area of an intersection. The existing traffic controller is connected to the control center so that it can be controlled by the control center, but it is only controlled by the manager of the control center only in certain cases, and the time is set so that the signal blinks at regular intervals.
영상검지기(130)는 영상입력기(110) 및 교통제어기(120)와 유선으로 연결되어 있으며, 영상입력기(110)로부터 입력된 디지털 영상 데이터를 압축하고 디지털 영상 데이터를 영상처리하여 분석한다.The image detector 130 is connected to the image inputter 110 and the traffic controller 120 by wire, compresses the digital image data input from the image inputter 110, and analyzes the digital image data by image processing.
또한, 영상검지기(130)는 분석된 영상 데이터에 의하여 이동차량의 수, 속도 및 차간거리를 포함하는 차선별차량정보를 추출하고, 압축된 디지털 영상 데이터 및 차선별차량정보를 교통정보분석기(140)로 무선전송한다. 영상검지기(130)는 교통신호기 제어신호를 교통정보분석기(140)로부터 무선전송받아 교통제어기(120)로 전달한다.In addition, the image detector 130 extracts lane-specific vehicle information including the number, speed, and distance of the moving vehicle based on the analyzed image data, and compares the compressed digital image data and the lane-specific vehicle information with the traffic information analyzer 140. Wireless transmission. The image detector 130 receives the traffic signal control signal from the traffic information analyzer 140 and transmits it to the traffic controller 120.
교통정보분석기(140)는 다수개의 영상검지기(130)로부터 영상 데이터 및 차선별차량정보를 무선전송받고, 차선별차량정보를 통합분석하여 영상검지기(130)가 설치된 지역들간의 연결구간을 포함하는 도로 전구간의 차선별 및 도로별 교통량, 이동차량의 평균속도 및 도로 점유율을 계산/통계처리하여 교통상황정보를 생성한다.The traffic information analyzer 140 may wirelessly receive image data and lane-specific vehicle information from a plurality of image detectors 130, and may include a connection section between regions where the image detector 130 is installed by analyzing the lane-specific vehicle information. Traffic status information is generated by calculating / statistically processing traffic volume by lane and road, road average speed and road occupancy between roads.
또한, 교통정보분석기(140)는 영상 데이터 및 교통상황정보를 클라이언트(300)에게 제공하고, 교통상황정보에 상응하는 교통신호기 제어신호를 생성하여 영상검지기(130)로 무선전송한다. 따라서, 교통제어기(120)는 교통 상황에 맞추어 실시간으로 교통신호기를 제어할 수 있게 된다.In addition, the traffic information analyzer 140 provides image data and traffic situation information to the client 300, generates a traffic signal control signal corresponding to the traffic condition information, and wirelessly transmits the generated traffic signal to the image detector 130. Therefore, the traffic controller 120 can control the traffic signal in real time according to the traffic situation.
교통정보분석기(140)는 유무선 네트워크(가령, 인터넷 및 이동통신망)를 통하여 클라이언트(300)에게 교통상황정보를 제공할 수 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.The traffic information analyzer 140 may provide traffic status information to the client 300 through a wired or wireless network (eg, the Internet and a mobile communication network), which will be described later.
본 발명에 의한 영상입력기(110), 영상검지기(130) 및 교통정보분석기(140)가 생성하는 데이터를 단계별로 구분하여 설명하면 다음과 같다.The data generated by the image input unit 110, the image detector 130 and the traffic information analyzer 140 according to the present invention will be described in stages as follows.
영상입력기(110)는 도로를 촬영하여 영상 데이터를 생성한다.영상검지기(130)는 영상 데이터를 통하여 영상을 인식하고 수치분석하여 이동차량에 한정되는 차선별차량정보를 생성한다. 여기서, 차선별차량정보로는 차량 자체의 인식에 관련된 정보, 속도 정보, 차간거리 정보 및 카운트 정보를 들 수 있다.The image inputter 110 photographs a road and generates image data. The image detector 130 recognizes an image through the image data and numerically analyzes the image to generate lane-specific vehicle information limited to the moving vehicle. Here, the lane-specific vehicle information may include information related to recognition of the vehicle itself, speed information, inter-vehicle distance information, and count information.
영상검지기(130)는 생성된 차선별차량정보에 의하여 교차로에 한정되는 지역교통정보를 생성하는 기능을 더 구비할 수도 있는데, 지역교통정보는 도로의 점유율, 교차로별 평균 차량속도 등의 평균수치화된 교차로별 교통량을 포함한다.The image detector 130 may further include a function of generating local traffic information limited to the intersection by the generated lane information of the lane, and the local traffic information may be converted into an average value such as the share of the road and the average vehicle speed of each intersection. Include traffic by intersection.
영상검지기(130)는 지역교통정보를 생성하는 경우에 직접 교통신호기 제어신호를 발생하여 교통제어기(120)를 관리할 수 있다.The image detector 130 may manage the traffic controller 120 by directly generating a traffic signal control signal when generating local traffic information.
교통정보분석기(140)는 여러 지역의 영상검지기(130)로부터 차선별차량정보를 무선전송(지역교통정보가 생성된 경우에는 지역교통정보도 함께 전송)받고 이를 통합분석하여 전체 도로의 교통상황정보를 계산한다. 교통정보분석기(140)는 교통상황정보에 의하여 교통신호기 제어신호를 생성하여 교차로에 설치된 영상검지기(130)로 무선전송하고, 영상검지기(130)는 제어신호를 교통제어기(120)로 전달하여 교통신호기를 제어하도록 한다.The traffic information analyzer 140 wirelessly transmits vehicle information for each lane from the image detectors 130 of various regions (when local traffic information is generated) and transmits traffic information of the entire road by integrating and analyzing the traffic information. Calculate The traffic information analyzer 140 generates a traffic signal control signal based on the traffic situation information and wirelessly transmits it to the image detector 130 installed at the intersection, and the image detector 130 transmits the control signal to the traffic controller 120 for traffic. Control the signal.
도 2는 본 발명에 의한 교통정보시스템의 영상검지기(130)가 교차로상의 교통제어기(120)에 설치되어 도로를 촬영하는 모습을 예시한 것이다.2 illustrates a state in which the image detector 130 of the traffic information system according to the present invention is installed in the traffic controller 120 on an intersection to photograph a road.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상검지기(130)의 영상입력기(110)는 교차로에 다수개로 설치되어 복수 차선을 촬영하는데, 영상검지기(130)는 교통제어기(120) 하우징 내에 설치될 수도 있다.As illustrated in FIG. 2, the image input unit 110 of the image detector 130 is installed in a plurality of intersections and photographs a plurality of lanes. The image detector 130 may be installed in the housing of the traffic controller 120.
도 3은 본 발명에 의한 교통정보시스템(100)의 다수 영상검지기(130)가 관제센터에 설치된 교통정보분석기와 무선채널을 통하여 연결된 모습을 예시한 것이다.3 is a view illustrating a plurality of image detectors 130 of the traffic information system 100 according to the present invention connected to a traffic information analyzer installed in a control center through a wireless channel.
도 4는 본 발명에 의한 영상검지기(130)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.4 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the image detector 130 according to the present invention.
도 3에 의하면, 교차로에 설치된 다수개의 영상검지기(130)는 각 교차로별 도로 영상 데이터, 차선별차량정보 및 지역교통정보를 무선채널을 통하여 중앙관제센터에 설치된 교통정보분석기(140)으로 전송한다. 전술한 바와 같이, 교통정보분석기(140)는 이를 통합하여 전 도로의 교통상황정보 및 교통신호기 제어신호를 생성한다. 제어신호는 영상검지기(130)가 무선수신하여 교통제어기(120)로 전달한다. 여기서, 도로의 구성이 단순한 지역인 경우에는 교통정보분석기(140)의 교통상황정보에 의하지 않고 영상검지기(130)의 지역교통정보에 의하여 생성된 제어신호로서 영상검지기(130)가 바로 교통제어기(120)를 제어할 수 있는데 이에 대해서는 후술한다.Referring to FIG. 3, the plurality of image detectors 130 installed at an intersection transmits road image data, lane-specific vehicle information, and local traffic information for each intersection to a traffic information analyzer 140 installed at a central control center through a wireless channel. . As described above, the traffic information analyzer 140 integrates this to generate traffic status information and traffic signal control signals of all roads. The control signal is wirelessly received by the image detector 130 and transmitted to the traffic controller 120. Here, in the case where the road configuration is a simple area, the image detector 130 is a traffic controller (B) as a control signal generated by the local traffic information of the image detector 130 instead of the traffic situation information of the traffic information analyzer 140. 120, which will be described later.
디지털 영상 데이터를 생성하는 영상입력기(110), 차선별차량정보를 생성하는 영상검지기(130)의 영상분석수단(134), 지역교통정보를 생성하는 영상검지기(130)의 데이터분석수단(135) 및 교통정보분석기(140)의 네 가지 구성요소는 교차로의 형태, 교통상황 등에 의하여 여러 가지 실시예로 구성될 수 있음을 유의하여야 한다.Image input unit 110 for generating digital image data, image analysis means 134 of the image detector 130 for generating lane-specific vehicle information, data analysis means 135 of the image detector 130 for generating local traffic information And it should be noted that the four components of the traffic information analyzer 140 may be configured in various embodiments depending on the shape of the intersection, traffic conditions, and the like.
가령, 첨부한 도면의 실시예 외에도 영상검지기(130)가 영상입력기(110)와 하나의 하우징내에 함께 구성되고, 영상검지기(130)의 데이터분석수단(135)이 외부로 구성되어 다수의 영상검지기(130)와 유선으로 연결되고 지역교통정보를 생성하는 제1서버의 역할을 수행하며, 교통정보분석기(140)가 도로 전구간의 교통상황정보를 생성하는 제2서버의 역할을 수행하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 구성적 개연성에도 불구하고 각 요소의 기능은 변함이 없으므로 이 점을 유의하여 발명의 기술적 사상을 이해해야 할 것이다.For example, in addition to the embodiments of the accompanying drawings, the image detector 130 is configured together with the image input unit 110 in one housing, and the data analyzing means 135 of the image detector 130 is configured to be external to a plurality of image detectors. It is connected to the wire 130 and serves as a first server for generating local traffic information, the traffic information analyzer 140 may be configured to perform the role of a second server for generating traffic situation information between the road light bulbs. have. However, despite the constitutive probability, the function of each element does not change, so it should be noted that the technical spirit of the present invention should be kept in mind.
도 4에 의하면, 본 발명에 의한 교통정보시스템(100)의 영상검지기(130)는 인터페이스(131), 전처리수단(132), 영상분석수단(134), 데이터분석수단(135), 교통제어수단(136), 영상압축수단(133) 및 데이터통신수단(137)을 포함하여 구성된다.According to Figure 4, the image detector 130 of the traffic information system 100 according to the present invention is the interface 131, pre-processing means 132, image analysis means 134, data analysis means 135, traffic control means 136, image compression means 133 and data communication means 137.
인터페이스(131)는 교통제어기(120) 및 다수개의 영상입력기(110)와 유선으로 연결되는데, 연결 수단으로는 동축 RF케이블이 사용될 수 있다. 인터페이스(131)는 다수개의 영상입력기(110)별로 디지털 영상데이터를 분류하여 수신하고, 데이터통신수단(137)이 교통정보분석기(140)로부터 수신하거나 교통제어수단(136)에 생성한 교통신호기 제어신호를 교통제어기(120)로 전달한다.The interface 131 is connected to the traffic controller 120 and the plurality of image inputters 110 by wire, and a coaxial RF cable may be used as a connection means. The interface 131 classifies and receives digital image data for each of the plurality of image inputters 110 and controls the traffic signal generated by the data communication means 137 from the traffic information analyzer 140 or generated in the traffic control means 136. The signal is transmitted to the traffic controller 120.
인터페이스(131)는 수신한 디지털 영상데이터를 전처리수단(120)과 영상압축수단(133)으로 각각 제공한다.The interface 131 provides the received digital image data to the preprocessing means 120 and the image compression means 133, respectively.
전처리수단(132)은 영상입력기(110)로부터 입력된 영상 데이터를 중간값 필터링 및 평균값 필터링처리하여 영상분석수단(134)이 원활하게 영상을 인식할 수 있도록 전처리과정을 수행한다. 전처리 과정을 통하여 조명에 의한 반사 및 악천후 등에 의한 화질의 저하가 발생하여도 영상분석수단(134)은 영상인식기능을 극대화할 수 있다.The preprocessing means 132 performs a preprocessing process so that the image analyzing means 134 smoothly recognizes the image by performing intermediate value filtering and average value filtering on the image data input from the image inputter 110. The image analysis means 134 may maximize the image recognition function even when the degradation of the image quality due to the reflection and the bad weather caused by the illumination through the preprocessing process.
영상분석수단(134)은 필터링처리된 영상 데이터의 배열공간을 분할하고 영상루프를 설정하여 영상 데이터를 수치연산한다. 영상분석수단(134)은 연산값에 의하여 차량을 인식하고 차량의 이동을 추적하여 이동차량의 수를 카운트하며 속도 및 찻간거리를 포함하는 차선별차량정보를 계산하는데, 이 과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The image analyzing means 134 numerically calculates the image data by dividing an array space of the filtered image data and setting an image loop. The image analyzing means 134 recognizes the vehicle based on the calculated value, tracks the movement of the vehicle, counts the number of the moving vehicles, and calculates lane-specific vehicle information including the speed and the distance between the vehicles. It demonstrates in detail with reference.
도 5는 본 발명에 의한 영상검지기(130)가 촬영한 영상의 데이터 배열공간상에 차선별로 설정한 다수 영상루프를 예시한 것이다.5 illustrates a plurality of image loops set for each lane on a data array space of an image captured by the image detector 130 according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 영상검지기(130)의 영상입력기(110)이 영상 데이터의 좌표값을 실제 도로상의 거리와 보정하기 위하여 설치상 고려되는 요소들을 도시한 것이다.FIG. 6 illustrates elements considered in the installation of the image input unit 110 of the image detector 130 according to the present invention in order to correct the coordinates of the image data with the actual distance on the road.
도 7은 본 발명에 의한 영상검지기(130)가 화면상에 설정하는 영상루프의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 7 schematically illustrates a configuration of an image loop set on the screen by the image detector 130 according to the present invention.
영상루프는 이동차량을 인식하고 속도를 계산하기 위하여 화면의 데이터배열공간상에 설정한 데이터처리의 기준 라인들을 의미한다. 영상루프는 차선당 한 개씩 설정(도 5의 10)되는 것이 바람직하며, 영상처리를 부분적으로 수행하기 위하여 X축으로 일정 수의 분할 라인(도7의 E)을 형성하고 차량의 이동거리를 계산하기 위하여 Y축으로 일정 수치의 도로상의 실제 거리가 설정된 화면 픽셀 단위로서 좌표값(도 7의 D)을 가진다.The image loop refers to reference lines of data processing set on a data array space of a screen in order to recognize a moving vehicle and calculate a speed. It is preferable to set one image loop per lane (10 in FIG. 5), and to form a predetermined number of dividing lines (E in FIG. 7) on the X-axis in order to partially perform the image processing, calculate the moving distance of the vehicle. In order to achieve this, a coordinate value (D of FIG. 7) is provided as a screen pixel unit in which the actual distance on the road of a predetermined value is set on the Y axis.
전술한 바와 같이 화면의 데이터배열공간을 분할하기 위하여 영상입력기(110)은 최적화된 높이(도 6의 B)와 각도(도 6의 C)로 설치되어야 하는데, 가령 설치높이(도 6의 B)의 10배에 해당하는 거리에 촬영영역(도 6의 A 및 D)을 가지도록 설치되는 것이 바람직하다. 영상분석수단(134)은 관리자 패널을 구비하여 거리 수치를 입력받아 변환 수치를 초기화(보정)한다.As described above, in order to divide the data array space of the screen, the image input unit 110 should be installed at an optimized height (B of FIG. 6) and an angle (C of FIG. 6), for example, an installation height (B of FIG. 6). It is preferable to be provided to have a photographing area (A and D in Fig. 6) at a distance corresponding to 10 times. The image analyzing means 134 is provided with an administrator panel to receive the distance value and initialize (correct) the converted value.
가령, Y축(도 7의 D)이 100개의 좌표를 가지고 실제도로상의 검지영역이 10미터로 설정되었다면 영상분석수단(134)은 하나의 좌표를 구성하는 픽셀간의 거리는 0.1미터로 환산시킨다. X축의 분할라인은 영상추적에 있어서 화소간의 데이터 연산을 분산처리(특히, 차선을 끼고 주행하는 등의 복수개의 차량의 경우에 유리하다)하기 위한 것이다.For example, if the Y-axis (D in FIG. 7) has 100 coordinates and the detection area on the actual road is set to 10 meters, the image analysis means 134 converts the distance between pixels constituting one coordinate into 0.1 meters. The dividing line on the X-axis is used for distributed processing (particularly advantageous in the case of a plurality of vehicles such as driving along a lane) for data operation between pixels in image tracking.
영상분석수단(134)은 기설정된 도로화면 데이터배열공간과 차량 진입시의 도로화면 데이터배열공간을 비교연산(가령, 각 화소의 수치를 논리곱 연산)하여 차량을 인식한다.The image analyzing unit 134 recognizes the vehicle by comparing (eg, logically calculating the numerical value of each pixel) the preset road screen data array space with the road screen data array space when the vehicle enters the vehicle.
도 7에 의하면, 영상루프는 인식된 차량의 추적을 개시하도록 하는 진입검지부(A), 인식된 다수개의 차량을 추적하기 위하여 화면 프레임별 패턴 선택 및 패턴 추적을 실행하는 추적부(B) 및 차량의 추적을 종료하도록 하는 이탈검지부(C)로 구성된다.According to FIG. 7, the image loop includes an entry detection unit A for starting tracking of a recognized vehicle, a tracking unit B for executing pattern selection and pattern tracking for each screen frame, and a vehicle for tracking a plurality of recognized vehicles. It consists of a deviation detection unit (C) to end the tracking of.
진입검지부(A)와 이탈검지부(C)는 차량이 차선을 변경하여 주행하는 경우(도 5의 20)에 이중인식됨을 방지하기 위하여 그 크기가 영상루프 전체 폭의 1/3정도로 축소되어 설정된다. 진입검지부(A), 추적부(B) 및 이탈검지부(C)는 프로그램상에 상태 플래그를 가지며, 디폴트된 초기 상태에서 차량이 인식되면 데이터배열공간상의 위치에 따라 'DETECT', 'TRACK' 및 'STOP'가 설정되어 각 기능을 수행한다.The entry detection unit A and the departure detection unit C are set in such a way that their size is reduced to about 1/3 of the entire width of the video loop in order to prevent the vehicle from being duplex when the vehicle changes lanes (20 in FIG. 5). . The entry detection unit (A), the tracking unit (B) and the departure detection unit (C) have a status flag on the program. When the vehicle is recognized in the default initial state, 'DETECT', 'TRACK' and 'STOP' is set to perform each function.
도 8은 본 발명에 의한 영상검지기(130)가 화면상에 설정하는 영상루프가 영상 분석을 위하여 화면 프레임별로 사용되는 예를 도시한 것이다.8 illustrates an example in which an image loop set on the screen by the image detector 130 according to the present invention is used for each screen frame for image analysis.
영상분석수단(134)은 프레임수 제한으로 인한 시간의 단위오차 및 픽셀거리의 보정값으로서 차량의 속도를 산출하는데, 프레임들 중에서 일정 프레임을 차량의 특징을 추출하기 위한 패턴선택용 프레임(1프레임~m프레임)으로 할당한다. 이는 복수의 차량, 잡음 및 초기 차량인식오류에 의한 속도 산출의 에러를 방지하기 위함이다.The image analyzing unit 134 calculates the speed of the vehicle as a correction value of the time unit error and pixel distance due to the limitation of the number of frames, and a pattern selection frame for extracting a feature of the vehicle from among the frames (one frame). ~ m frames). This is to prevent an error in speed calculation due to a plurality of vehicles, noise, and initial vehicle recognition error.
도 8에 의하면, 영상분석수단(134)은 m프레임까지 패턴 선택을 설정하고 나머지 프레임(m+1프레임~m+n프레임까지 해당)에는 패턴 추적을 설정한다.According to FIG. 8, the image analyzing means 134 sets pattern selection up to m frames, and sets pattern tracking for the remaining frames (corresponding to m + 1 frames to m + n frames).
속도 계산은 다음과 같이 수식화될 수 있다.The velocity calculation can be formulated as follows.
전술한 수식에서 시간은 0.01초 단위로 측정된 것이므로 100을 곱하는 것이고, 수치 '3.6'은 초속을 시속으로 변환하기 위하여 곱셈되는 것이다.In the above formula, since time is measured in units of 0.01 seconds, the value is multiplied by 100, and the value '3.6' is multiplied in order to convert the speed into the speed per second.
속도 계산을 처리하는 알고리즘을 부분적으로 예시하면 다음과 같다.A partial example of an algorithm that handles speed calculation is as follows.
" if (이전 객체(차량)와의 (차두)간격 > 최대 차량 길이)"if (car head distance from previous object (vehicle)> maximum vehicle length)
{ 속도를 계산하여 통계처리 and 점유율 계산 and 데이터 출력{Calculate speed for statistical processing and occupancy calculation and data output
}}
elseelse
{측정된 데이터를 버림{Discard measured data
} "} "
영상분석수단(134)은 인식된 차량의 특징을 추출한 차선별차량정보를 데이터분석수단(135)으로 제공하는데, 데이터분석수단(135)은 차선별차량정보에 의하여 차종을 분류할 수 있다.The image analyzing means 134 provides the lane information of the vehicle from which the recognized feature of the vehicle is extracted to the data analyzing means 135. The data analyzing means 135 may classify the vehicle types based on the lane information.
영상압축수단(133)은 전처리수단(132)으로부터 영상데이터를 전달받아 무선 채널을 통하여 실시간 전송이 가능한 포맷으로 압축한다. 이러한 압축포맷으로는 JPEG(Joint Photographic Expert Group), 멀티미디어 부호화 국제 표준인 MPEG(Moving Picture Experts Group)1, MPEG2, MPEG4 등이 사용될 수 있다. 특히, MPEG4는 MPEG1/2와는 달리 화면을 압축하는 것이 아니라 화면을 객체 단위로 부호화하기 때문에 객체 단위의 편집이 가능하다. 또한, MPEG-4는 전송 에러에 강하기 때문에 이동통신망(IMT-2000에 적합한 포맷이다) 및 인터넷을 통한 영상데이터의 전송에 적합하다.The image compression means 133 receives the image data from the preprocessing means 132 and compresses the image data into a format capable of real time transmission through a wireless channel. As such a compression format, a JPEG (Joint Photographic Expert Group), a multimedia encoding international standard MPEG (Moving Picture Experts Group) 1, MPEG2, MPEG4, etc. may be used. In particular, unlike MPEG1 / 2, MPEG4 encodes a screen in object units instead of compressing the screen, thereby enabling object-based editing. In addition, MPEG-4 is suitable for transmission of video data through a mobile communication network (a format suitable for IMT-2000) and the Internet since it is resistant to transmission errors.
데이터통신수단(137)은 영상압축수단(133)에서 압축된 영상데이터 및 영상분석수단(134)에서 분석된 차선별차량정보를 무선채널을 통하여 관제센터에 설치된 교통정보분석기(140)로 전송하고, 교통정보분석기(140)로부터 제어신호를 전송받아 인터페이스(131)로 제공한다. 또한, 데이터통신수단(137)은 데이터분석수단(135)으로부터 지역교통정보를 전달받아 무선채널을 통하여 교통정보분기(140)로 전송한다.The data communication means 137 transmits the image data compressed by the image compression means 133 and the lane-specific vehicle information analyzed by the image analysis means 134 to the traffic information analyzer 140 installed in the control center through a wireless channel. The control signal is received from the traffic information analyzer 140 and provided to the interface 131. In addition, the data communication means 137 receives the local traffic information from the data analysis means 135 and transmits it to the traffic information branch 140 through a wireless channel.
무선채널을 통하여 차선별차량정보를 전송함에 있어서 데이터통신수단(137)은 cdma(code-division multiple access)2000 방식 혹은 IMT2000 방식을 사용한다.cdma2000-1x는 주파수 대역 1.8~2GHz를 사용하며 무선 데이터 전송속도는 최고 144Kbps가 가능하므로 cdma2000-1x 모듈을 사용하면 도로의 영상 데이터를 고화질 컬러 동영상으로 제공할 수 있다.In transmitting lane-specific vehicle information through a wireless channel, the data communication means 137 uses a cdma (code-division multiple access) 2000 method or an IMT2000 method. The cdma2000-1x uses a frequency band of 1.8 to 2 GHz. The transmission speed is up to 144Kbps, so the cdma2000-1x module can provide high quality color video of road image data.
데이터분석수단(135)은 영상분석수단(134)으로부터 차선별차량정보를 전달받아 차선별 및 교차로별 교통량을 평균수치화하고 비교하여 지역교통정보를 생성한다. 전술한 바와 같이, 영상분석수단(134)은 패턴추적 구간동안의 프레임수 및 픽셀수를 카운트하고 거리보정하여 개개의 차량속도(차선별차량정보)를 산출하고, 데이터분석수단(135)은 각 영상루프의 추적 패턴에서 계산된 다수의 차량의 속도(차선별차량정보)들을 통계처리하여 전체 도로의 차량 이동속도(지역교통정보)를 얻는다. 예를 들면, 가중평균을 사용하여 수치를 통계처리할 수 있을 것이다.The data analysis means 135 receives the vehicle information for each lane from the image analysis means 134 and generates local traffic information by averaging and comparing the traffic volume for each lane and the intersection. As described above, the image analyzing means 134 counts the number of frames and the number of pixels during the pattern tracking section and corrects the distance to calculate individual vehicle speeds (lane-specific vehicle information). The vehicle speeds (local traffic information) of the entire road are obtained by statistically processing the speeds (lane-specific vehicle information) of a plurality of vehicles calculated from the tracking pattern of the image loop. For example, a weighted average may be used to statistically quantify numbers.
데이터분석수단(135)은 영상분석수단(134)으로부터 차선별차량정보를 전달받아 차종을 파악하고, 기설정된 도로화면 데이터배열공간의 전용선 표식을 인식하여 전용선 위반을 검지한다. 또한, 데이터분석수단(135)은 불법주차차량을 인식하고, 제어신호와 차량의 이동을 비교하여 신호위반차량을 검지하며, 교통위반과 관련되는 다수의 검지 영상데이터를 포함하는 교통위반정보를 생성한다.The data analyzing unit 135 receives vehicle information for each lane from the image analyzing unit 134, identifies a vehicle type, and detects a leased line violation by recognizing a dedicated line mark of a preset road screen data array space. In addition, the data analysis unit 135 recognizes illegal parking vehicles, detects a signal violation vehicle by comparing a control signal with a movement of the vehicle, and generates traffic violation information including a plurality of detection image data related to traffic violations. do.
교통제어수단(136)은 지역교통정보에 상응하는 교통신호기 제어신호를 생성하여 인터페이스(131)로 전송함으로써 교통제어기(120)가 교통신호기를 제어할 수 있도록 한다.The traffic control means 136 generates a traffic signal control signal corresponding to the local traffic information and transmits it to the interface 131 so that the traffic controller 120 can control the traffic signal.
인터페이스(131)는 교통제어기(120)로 제어신호를 빠른 속도로 전송하기 위하여 RS-232 케이블을 사용하여 교통제어기(120)의 통신 모듈과 연결될 수 있고,UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter: 범용 비동기화 송수신기)를 구비하여 교통제어기(120)의 통신모듈로 RS-232 인터페이스를 제공할 수 있다.The interface 131 may be connected to the communication module of the traffic controller 120 by using an RS-232 cable to transmit a control signal at a high speed to the traffic controller 120, and may include a universal asynchronous receiver / transmitter (UART). Synchronous transceiver) may provide an RS-232 interface to the communication module of the traffic controller 120.
도 9는 본 발명에 의한 영상검지기(130)를 이용한 교통정보시스템(100)의 교통정보분석기(140)의 내부구성 및 클라이언트(300)와 유무선 네트워크를 통하여 연결되는 형태를 개략적으로 도시한 블록도이다.9 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of the traffic information analyzer 140 of the traffic information system 100 using the image detector 130 and a connection between the client 300 and a wired or wireless network. to be.
도 9에 의하면, 본 발명에 의한 교통정보분석기(140)은 데이터통신수단(141), 교통상황분석수단(142), 교통정보제공수단(143), 교통제어수단(144), 교통위반관리수단(145) 및 데이터베이스(146)를 포함하여 구성된다.9, the traffic information analyzer 140 according to the present invention is a data communication means 141, traffic situation analysis means 142, traffic information providing means 143, traffic control means 144, traffic violation management means 145 and database 146.
데이터통신수단(141)은 다수의 영상검지기(130)로부터 전술한 바와 같이 실시간으로 이동차량의 수, 속도 및 차간거리를 포함하는 차선별차량정보, 차선별 및 교차로별 교통량을 평균수치화하고 비교하여 생성된 지역교통정보 및 도로의 영상 압축 데이터를 무선채널을 통하여 전송받는다.As described above, the data communication means 141 averages and compares the vehicle information per lane including the number, the speed, and the distance of the moving vehicle, the traffic amount by lane and the intersection, in real time as described above. The generated local traffic information and road image compression data are transmitted through a wireless channel.
그리고, 교통상황분석수단(142)이 차선별차량정보 및 지역교통정보(영상검지기(130)가 데이터분석수단(135)을 구비하지 않은 경우에는 차선별차량정보만을 전송한다)를 통합분석하여 교통상황정보를 생성하고, 교통제어수단(144)은 교통상황정보에 의하여 교통신호기 제어신호를 발생한다. 데이터통신수단(141)은 제어신호를 전달받아 교통제어기(120)에 설치된 영상검지기(130)로 무선채널을 통하여 전송하고, 영상검지기(130)로부터 교통위반과 관련되는 다수의 영상데이터를 포함하는 교통위반정보를 수신한다.In addition, the traffic situation analysis means 142 performs traffic analysis by performing integrated analysis of lane-specific vehicle information and regional traffic information (if the image detector 130 does not have the data analysis means 135, only lane-specific vehicle information is transmitted). Generates situation information, and the traffic control means 144 generates a traffic signal control signal based on the traffic situation information. The data communication means 141 receives a control signal and transmits the control signal to the image detector 130 installed in the traffic controller 120 through a wireless channel, and includes a plurality of image data related to the traffic violation from the image detector 130. Receive traffic violation information.
교통상황분석수단(142)은 전술한 바와 같이 차선별차량정보 및 지역교통정보를 분석하여 영상검지기(130)가 설치된 지역들간의 연결구간을 포함하는 도로 전구간의 차선별 및 도로별 교통량, 이동차량의 평균속도 및 도로점유율을 계산하고 통계처리하여 교통상황정보를 생성한다.As described above, the traffic situation analysis means 142 analyzes the vehicle information of each lane and the regional traffic information, and the traffic volume and traffic of each lane and road between roads and roads including the connection section between the regions where the image detector 130 is installed. The traffic speed information is generated by calculating and statistically processing the average speed and road occupancy rate.
교통정보제공수단(143)은 교통상황분석수단(142)에서 계산된 데이터를 텍스트정보, 음성정보 및 지리정보시스템이 제공하는 지리정보와 결합된 영상정보로 생성하고, 생성된 영상정보, 텍스트정보, 음성정보 및 영상 데이터 중에서 전송 대상 정보를 클라이언트(300)로부터 선택받아 유선네트워크(200)를 통하여 클라이언트(300)로 전송한다. 또한, 교통정보제공수단(143)은 데이터통신수단(141)으로 전술한 데이터를 전달함으로써 클라이언트(300)로 무선 전송할 수 있다.The traffic information providing means 143 generates the data calculated by the traffic condition analysis means 142 as image information combined with text information, voice information, and geographic information provided by the geographic information system, and generates the generated image information and text information. The transmission target information is selected from the client 300 through the wired network 200 and transmitted to the client 300 through the wired network 200. In addition, the traffic information providing means 143 may transmit the above-mentioned data to the data communication means 141 to transmit wirelessly to the client 300.
클라이언트(300)로는 공중파방송국, 인터넷방송국(사이트 운영자), CP(Content Provider) 및 이동통신사업자 등을 예로 들 수 있는데, 이동통신사업자에게로 교통상황정보를 제공하는 경우에 전술한 데이터통신수단(137, 141)의 cdma모듈을 통하여 무선전송할 수도 있다. 본 발명에 의한 교통정보시스템(100)이 교통상황정보를 각 클라이언트(300)로 제공함에 있어 정보를 처리하는 과정에 대해서는 본 발명의 기술적 사상과는 무관하므로 그 설명을 생략하기로 한다.Examples of the client 300 include an airwave broadcasting station, an internet broadcasting station (site operator), a content provider (CP), and a mobile communication service provider. In the case of providing traffic status information to the mobile communication service provider, the data communication means ( Wireless transmission may be performed through the cdma modules 137 and 141. Since the traffic information system 100 according to the present invention provides the traffic status information to each client 300, a process of processing the information is irrelevant to the technical idea of the present invention, and thus description thereof will be omitted.
데이터베이스(146)는 영상데이터, 차선별차량정보, 지역교통정보 및 교통상황정보를 저장한다.The database 146 stores image data, lane-specific vehicle information, local traffic information, and traffic situation information.
교통위반관리수단(145)은 데이터통신수단(141)으로부터 교통위반정보를 전달받아 교통위반차량의 번호를 읽고, 교통위반 일시 및 위반시의 영상데이터를 데이터베이스(146)에 저장하여 관리한다. 번호판을 읽는 과정은 번호판 영역 추출, 문자 분할 및 문자 인식의 세 단계로 이루어지는데, HSI(H: Hue, S: Saturation, I: Intensity)색상모델의 H성분과 YIQ(Y:Luminance, IQ: Inphase & Quadrature)색상모델의 Q성분을 결합하여 영역을 추출한다. 또한, 문자 분할은 번호판이 영상의 하단에 위치하고 프레임의 일정 영역에 연속하여 표시되는 점을 이용하여 라인별 탐색을 실시하고, 수평/수직 프로젝션에 의하여 숫자 영역의 경계를 예상함으로써 가능하다.The traffic violation management means 145 receives the traffic violation information from the data communication means 141, reads the number of the traffic violation vehicle, and stores and manages the traffic violation date and time and the image data at the time of the violation in the database 146. The process of reading the license plate consists of three phases: number plate area extraction, character segmentation, and character recognition. Quadrature) Extracts the region by combining the Q components of the color model. In addition, character segmentation is possible by performing line-by-line searching using a point where the license plate is located at the bottom of the image and continuously displayed in a predetermined region of the frame, and the boundary of the numeric region is estimated by horizontal / vertical projection.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 영상 검지 및 교통상황 관리 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, an image detection and traffic situation management method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 10은 본 발명에 의한 영상 검지 및 교통상황 관리의 제1방법을 도시한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a first method of image detection and traffic situation management according to the present invention.
우선, 영상분석수단(134)은 실제 도로상의 검지영역의 크기를 설정하고 화면의 픽셀을 좌표 단위로하여 화면상의 거리를 실제 도로상의 거리로 환산할 수 있도록 픽셀간의 거리를 일정 거리로 보정한다(S100).First, the image analyzing means 134 sets the size of the detection area on the actual road and corrects the distance between the pixels to a predetermined distance so that the distance on the screen can be converted into the distance on the actual road using the pixels of the screen as coordinate units ( S100).
이어서, 영상분석수단(134)은 차선별 도로를 초당 일정수의 프레임으로 실시간 촬영하여 영상 데이터를 획득하고, 영상루프의 설정 및 영상 데이터의 분석을 통하여 차선별차량정보를 생성한다(S110).Subsequently, the image analyzing means 134 acquires image data by real-time photographing the roads for each lane at a predetermined number of frames per second, and generates vehicle information for each lane by setting the image loop and analyzing the image data (S110).
또한, 영상압축수단(133)은 도로의 영상데이터를 전송하기(S120) 위하여 동영상 전송이 가능한 MPEG4 방식으로 압축하고(S140), 데이터통신수단(137)은 영상분석수단(134) 및 영상압축수단(133)으로부터 차선별차량정보 및 압축 영상데이터를 전달받아 무선 네트워크를 통하여 교통정보분석기(140)로 전송한다(S130).In addition, the video compression means 133 is compressed in the MPEG4 method capable of transmitting video (S140) to transmit the image data of the road (S120), the data communication means 137 is the image analysis means 134 and the image compression means The vehicle receives the lane information and the compressed image data from 133 and transmits it to the traffic information analyzer 140 through the wireless network (S130).
교통정보분석기(140)는 전술한 차선별차량정보를 분석하여 교통상황정보를 생성하고, 교통상황정보에 의하여 교통신호기 제어신호를 생성한다(S150).The traffic information analyzer 140 analyzes the above-described lane-specific vehicle information to generate traffic situation information, and generates a traffic signal control signal based on the traffic situation information (S150).
다음으로, 교통정보분석기(140)는 교통신호기 제어신호를 영상검지기(130)로 CDMA 무선채널을 통하여 전송하고(S180), 영상검지기(130)는 전송된 교통신호기 제어신호를 교통제어기(120)로 전달하여 교통 신호기를 제어한다(S190).Next, the traffic information analyzer 140 transmits the traffic signal control signal to the image detector 130 through the CDMA wireless channel (S180), and the image detector 130 transmits the transmitted traffic signal control signal to the traffic controller 120. Transfer to control the traffic signal (S190).
또한, 교통정보분석기(140)의 교통정보제공수단(143)은 유무선 네트워크를 통하여 연결된 클라이언트(300)로부터 도로를 선택받아(S160) 해당 영상 데이터 및 교통상황정보를 실시간으로 스트림전송하거나 데이터베이스(146)에서 검색하여 제공한다(S170).In addition, the traffic information providing means 143 of the traffic information analyzer 140 receives a road from the client 300 connected through the wired / wireless network (S160) and transmits the corresponding video data and traffic situation information in real time or in a database 146. In search for and provide (S170).
도 11은 본 발명에 의한 영상 검지 및 교통상황 관리의 제2방법을 도시한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a second method of image detection and traffic situation management according to the present invention.
우선, 영상분석수단(134)은 실제 도로상의 검지영역의 크기를 설정하고 화면의 픽셀을 좌표 단위로 하여 화면상의 거리를 실제 도로상의 거리로 환산할 수 있도록 픽셀간의 거리를 일정 거리로 보정한다(S200).First, the image analyzing means 134 sets the size of the detection area on the actual road and corrects the distance between the pixels to a predetermined distance so that the distance on the screen can be converted into the distance on the actual road using pixels of the screen as coordinate units ( S200).
이어서, 영상분석수단(134)은 차선별 도로를 초당 일정수의 프레임으로 실시간 촬영하여 영상 데이터를 획득하고, 영상루프의 설정 및 영상 데이터의 분석을 통하여 차선별차량정보를 생성한다(S210).Subsequently, the image analyzing means 134 acquires the image data by real-time photographing the roads for each lane at a predetermined number of frames per second, and generates the vehicle information for each lane by setting the image loop and analyzing the image data (S210).
영상검지기(130)는 생성된 차선별차량정보를 통하여 지역교통정보를 생성하고, 지역교통정보에 따라 교통신호기 제어신호를 생성한다(S220). 영상검지기(130)는 교통신호기 제어신호를 교통제어기(120)로 전달하여 교통 신호기를 제어하도록한다(S230).The image detector 130 generates local traffic information through the generated lane information and generates a traffic signal control signal according to the local traffic information (S220). The image detector 130 transmits the traffic signal control signal to the traffic controller 120 to control the traffic signal (S230).
한편, 다수의 영상검지기(130)는 영상 데이터를 압축하여(S240) 차선별차량정보 및 지역교통정보와 함께 무선채널을 통하여 관제센터의 교통정보분석기(140)로 전송하고(S250), 교통정보분석기(140)는 다수의 지역교통정보를 통합/분석하여 교통상황정보를 생성한다(S260).Meanwhile, the plurality of image detectors 130 compress the image data (S240) and transmit the image data to the traffic information analyzer 140 of the control center through the wireless channel together with the lane information and the local traffic information (S250). The analyzer 140 generates traffic situation information by integrating / analyzing a plurality of local traffic information (S260).
마지막으로, 교통정보분석기(140)의 교통정보제공수단(143)은 클라이언트(300)의 요청에 따라 교통상황정보 및 영상 데이터를 유무선채널을 통하여 제공한다(S270).Finally, the traffic information providing means 143 of the traffic information analyzer 140 provides traffic status information and image data through wired / wireless channels according to a request of the client 300 (S270).
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, which are merely examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible that are not illustrated above. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
본 발명에 의하면, 일정 프레임수의 영상데이터를 분석하여 이동차량의 수, 속도, 차간거리를 포함하는 차선별차량정보, 교차로의 지역교통정보를 생성하고 생성된 정보를 무선채널을 통하여 관제센터로 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, by analyzing the image data of a certain number of frames to generate vehicle information for each lane including the number of vehicles, speed, distance between vehicles, local traffic information of the intersection and the generated information to the control center through the wireless channel It can be provided.
또한, 본 발명에 의하면, 무선전송된 영상데이터, 차선별차량정보 및 지역교통정보에 따라 도로 전 구간의 교통상황정보 및 교통위반정보를 생성하고 교통상황정보에 의한 제어신호를 교통제어기로 무선전송할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, it is possible to generate traffic situation information and traffic violation information of all sections of the road according to the wirelessly transmitted image data, lane-specific vehicle information and local traffic information, and to wirelessly transmit a control signal based on the traffic condition information to the traffic controller. It becomes possible.
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