KR20080076353A - 차량번호 인식용 카메라 - Google Patents

Abstract

영상광이 입사되는 렌즈와; 렌즈를 통해 들어온 영상광을 입력받아 전기신호로 변환하는 복수의 이미지센서와; 렌즈를 통해 들어온 영상광을 분할하여 상기 복수의 이미지센서 각각으로 가이드하는 광 가이드부재;를 포함하여, 분할되어 복수의 이미지센서로 각각 입력되어 전기신호로 변환된 분할 영상을 합쳐서 차량번호를 확대 인식할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라가 개시된다.

차량번호인식, 카메라, 이미지센서, 광가이드부재

Description

차량번호 인식용 카메라{a camera for recognizing number of vehicles}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량번호 인식용 카메라를 나타내 보인 개략적인 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 차량번호 인식용 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 종래기술과 비교한 도면.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량번호 인식용 카메라를 나타내 보인 개략적인 구성도.

도 4는 도 3에 도시된 차량번호 인식용 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 종래기술과 비교한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10,100..렌즈모듈 11,102..렌즈

21,22,121,122,123,124..이미지센서

30..광가이드부재 40,160..제어부

31,131,141,151..제1반사면 32,132,142,152..제2반사면

130..제1광가이드부재 140,150..제2광가이드부재

본 발명은 차량번호 인식을 위한 카메라에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해상도를 높여 차량의 번호를 인식할 수 있는 차량번호 인식용 카메라에 관한 것이다.

일반적으로 카메라는, 렌즈를 통해 입력되는 영상이 CCD 또는 CMOS와 같은 이미지 센서에 입력되고, 이미지 센서는 입력된 영상을 디지털신호로 변환하여 프로세서에 전달함으로써, 영상데이터를 얻을 수 있다.

상기 이미지센서는 일반적인 칩과 유사한 형태를 가지고 있으며, 일측면에 빛의 양에 따라 전기신호를 발생하는 CCD 또는 CMOS 어레이 형태의 수광부를 가진다. 각 어레이의 개수에 따라서 고유 해상도가 결정되며, 그 예로서는 640*480, 1024*768 등이 있다.

한편, 최근에는 차량의 대수가 늘어나고, 그 사용이 일반화됨에 따라서 차량으로 인한 각종 사고와, 위법행위가 끊이지 않고 발생하고 있다. 이를 위해서, 차량의 번호를 촬영하여 인식함으로써, 위법차량을 단속하고, 단속차량의 진위여부를 확인하기 위한 차량번호 인식용 카메라가 널리 사용되고 있다.

종래에는 카메라를 이용하여 차량번호를 인식하기 위해서, 카메라를 통해 입력된 영상 내에서 차량 번호판을 찾아내고, 그 번호판의 번호를 읽어내는 기술을 이용하여 차량의 번호를 인식하였다. 따라서, 카메라의 해상도와 그 인식률은 매우 밀접한 관계가 있다. 일반적으로 이미지센서의 해상도가 높을수록 인식률은 높아지지만, 해상도가 높을수록 이미지센서 자체의 프레임 레이트(frame rate)는 떨어지 는 단점이 있다.

따라서, 기존의 방법과 같이 렌즈를 통과한 영상(빛)이 곧바로 이미지센서로 입력되는 방식의 카메라를 이용하여 주행중이거나 움직이는 차량 또는 원거리의 차량을 촬영할 경우에는, 해상도와 프레임 레이트의 상관관계로 인하여 번호를 정확하고 정밀하게 인식하기 힘들다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 프레임레이트는 정상적으로 유지하면서 해상도를 높일 수 있도록 개선된 차량번호 인식용 카메라를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량번호 인식용 카메라는, 영상광이 입사되는 렌즈와; 상기 렌즈를 통해 들어온 영상광을 입력받아 전기신호로 변환하는 복수의 이미지센서와; 상기 렌즈를 통해 들어온 영상광을 분할하여 상기 복수의 이미지센서 각각으로 가이드하는 광 가이드부재;를 포함하여, 분할되어 상기 복수의 이미지센서로 각각 입력되어 전기신호로 변환된 분할 영상을 합쳐서 차량번호를 확대 인식할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이미지센서는 한 쌍이 마련되며, 상기 광가이드부재는, 입력되는 영상광을 2분할하여 상기 한 쌍의 이미지센서 각각으로 1/2 영상광을 반사시키기 위한 제1 및 제2반사면을 가지는 반사미러를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2반사면은 서로 60도 각도가 되도록 마련되어, 상기 영 상광의 입사방향에 대해 90도 각도로 반사시키는 것이 좋다.

또한, 상기 제1 및 제2반사면의 상기 영상광의 입사방향으로의 높이는 상기 이미지센서의 상기 입사방향으로의 높이보다 작거나 같은 것이 좋다.

또한, 상기 광 가이드부재는, 상기 렌즈를 통해 들어온 영상광을 2분할하여 반사하는 제1광가이드부재와; 상기 제1광가이드부재에서 각각 2분할되어 반사된 1/2 영상광들을 다시 2분할하여 1/4 영상광으로 가이드하는 한 쌍의 제2광가이드부재;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 이미지센서들은 상기 한 쌍의 제2광가이드부재에서 분기되어 반사된 1/4영상광을 입력받아 전기신호로 변환하도록 4개가 마련된 것이 좋다.

또한, 상기 제1 및 제2광가이드부재는 서로 동일한 크기의 제1 및 제2반사면을 각각 가지며, 상기 제2광가이드부재는 상기 제1광가이드부재에 대해 90도 각도 틀어진 자세로 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 제2광가이드부재들은 상기 제1광가이드부재를 사이에 두고 마주하도록 배치되며, 상기 이미지센서들은 상기 제2광가이드부재들을 사이에 두고 서로 대응되게 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 4개의 이미지센서들은 서로 동일한 프레임레이트를 가지며, 상기 제1 및 제2광가이드부재의 반사면들은 입사광의 광축방향으로 상기 이미지센서보다 작거나 같은 높이를 가지는 것이 좋다.

또한, 상기 제1 및 제2반사면은 서로 60도 각도를 이루도록 배치된 것이 조다.

또한, 상기 광가이드부재에 의해 분할되어 상기 복수의 이미지센서에서 전기신호로 변환된 분할영상을 하나의 영상으로 완성하여, 완성된 영상에 포함된 차량번호를 인식하는 제어부를 더 포함하는 것이 좋다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량번호 인식용 카메라를 자세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량번호 인식용 카메라는, 영상광이 입사되는 적어도 하나의 렌즈(11)를 가지는 렌즈모듈(10)과, 상기 렌즈(11)를 통해 들어온 영상광을 입력받아 전기신호로 변환하는 복수의 이미지센서(21,22)와, 상기 렌즈(11)를 통해 들어온 영상광(L1)을 분할하여 상기 복수의 이미지센서(21,22) 각각으로 가이드하는 광 가이드부재(30) 및 제어부(40)를 구비한다.

상기 렌즈모듈(10)은 카메라의 종류에 따라서 복수의 다양한 렌즈(11)를 포함할 수 있다. 상기 렌즈(11)는 포커싱렌즈, 줌렌즈 등을 포함할 수 있다. 이러한 렌즈모듈(10)은 다양한 예가 가능하며, 그 구체적인 예가 본 발명을 한정하지는 않는다.

상기 이미지센서(21,22)는 한 쌍 즉, 제1 및 제2이미지센서(21,22)가 광가이드부재(30)를 사이에 두고 서로 마주하도록 배치된다. 상기 각 이미지센서(21,22)는 서로 동일한 프레임레이트(frame rate)를 가진다. 이 이미지센서(21,22)는 CCD 또는 CMOS일 수 있다. 상기 이미지센서들(21,22)은 상기 렌즈모듈(10)을 통과한 영상광(L1)이 상기 광가이드부재(30)에 의해 1/2로 분기되어 가이드된 1/2영상광(L2)을 입력받아, 전기신호로 변환한다. 즉, 이미지센서들(21,22)은 입력된 아날로그 광신호를 디지털 전기신호로 변환하는 것으로서, 그 종류에 따라서 소정 프레임 레이트를 가진다.

상기 광 가이드부재(30)는 상기 입사되는 영상광(L1)을 2분할하여 상기 제1 및 제2이미지센서(21,22)로 반사시킴으로써, 2분할된 1/2영상광(L2)이 이미지센서(21,22) 각각으로 입사되도록 하기 위한 것이다. 이러한 광가이드부재(30)는 영상광(L1)을 2분할하여 반사시키기 위한 제1 및 제2반사면(31,32)을 가진다. 상기 제1 및 제2반사면(31,32)은 동일한 면적을 가지며, 상기 입사광(L1)의 입사방향(A)에 대해 동일한 입사각을 갖도록 배치된다. 그리고 제1 및 제2반사면(31,32) 서로 간의 각도(θ)는 60°를 이루는 것이 바람직하다. 이와 같이 되면, 제1 및 제2반사면(31,32)의 상기 입사방향(A)으로의 높이(H1) 즉, 광가이드부재(30)의 높이는 상기 이미지센서들(21,20)의 상기 입사방향(A)으로의 높이보다 작거나 같게 된다. 이와 같이, 입사광(L1)을 2분할하여 90도 각도 반사시켜 각 이미지센서(21,22)로 입력되도록 함으로써, 동일한 프레임 레이트를 가지고, 2개의 이미지센서(21,22)에서 1/2씩만 영상광을 입사받아 전기신호를 변환함으로써 가로방향으로 해상도를 2배 높일 수 있게 된다.

즉, 하나의 이미지센서를 이용하여 상기 입사광(L1) 전체를 직접 입력받는 종래의 경우, 그 해상도가 도 2에 도시된 바와 같이, 낮은 반면에, 본 발명의 실시예와 같이, 2개의 이미지센서(21,22)를 이용하게 되면, 분할된 1/2영상광 각각을 종래와 같은 동일한 해상도로 변환 가능하게 됨으로써, 그 1/2영상을 합치게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 확대된 영상 즉, 고해상도의 영상을 얻을 수 있게 된다.

상기와 같이 영상광(L1)을 1/2분할하는 광가이드부재(30)는 3각 기둥형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 제1 및 제2반사면(31,32)은 상기 각 이미지센서(21,22)로 반사시키는 1/2영상광(L2)이 상기 입사광(L1)에 대해 90°각도를 이루도록 배치되는 것이 좋다.

상기 제어부(40)는 상기 제1 및 제2이미지센서(21,22)에서 입력되어 변환된 전기신호 즉, 1/2영상신호들을 하나의 완성된 이미지로 합치는 역할을 한다. 따라서, 실제로 상기 2개의 이미지센서(21,22)로 입력된 영상정보 각각의 해상도를 높인 상태에서, 하나의 완성된 이미지는 종래에 비하여 동일한 프레임 레이트를 가지는 동시에 2배의 해상도를 갖게 된다. 더 구체적으로 설명하면, 제어부(40)는 종래의 카메라에 비하여 가로로 2배 늘린 영상을 입력받게 된다. 예를 들어, 종래방식에 사용된 이미지센서의 해상도가 640*480 이였다면, 동일한 센서를 2개 사용한 본 발명의 실시예에서는, 제어부(40)로 최종 입력된 이미지는 1280*480의 영상이 된다. 따라서, 차량을 촬영할 경우, 영상 내의 차량번호판 역시 가로로 2배가 늘어나게 된다. 즉, 종래방식의 카메라는 영상 내의 차량번호판이 차지하는 픽셀이 80*40이었다고 가정하면, 본 발명의 실시예에서는 영상 내에서 차량번호판이 차지하는 픽셀이 160*40으로 받아들일 수 있으므로, 가로 해상도가 2배 늘어나게 되고 그만큼 차량번호의 인식률을 높일 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량번호 인식용 카메라를 나타내 보인 것으로서, 적어도 하나의 렌즈(101)를 가지는 렌즈모듈(100)과, 복수의 이미지센서(121,122,123,124)와, 제1광가이드부재(130)와, 한 쌍의 제2광가이드부 재(140,150) 및 제어부(160)를 구비한다.

상기 렌즈모듈(100)은 적어도 하나 이상의 소정 기능을 가지는 렌즈(101)를 가지며, 앞서 도 1을 통해 설명한 렌즈모듈(10)과 동일한 구성요소이므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 복수의 이미지센서(121,122,123,124)는 서로 동일한 프레임레이트를 가진다. 즉, 4개의 이미지센서들(121,122,123,124)은 동일한 해상도를 가지는 것으로서, 상기 한 쌍의 제2광가이드부재(140,150)에서 분기되어 입사한 1/4영상광(L3)을 전기신호로 변환하여 상기 제어부(160)로 전달한다. 이를 위해, 상기 두 개의 이미지센서(121,122)는 하나의 제2광가이드부재(140)를 사이에 두고 서로 마주하도록 배치되고, 다른 두 개의 이미지센서(123,124)는 상기 다른 제2광가이드부재(150)를 사이에 두고 서로 마주하도록 배치된다.

상기 제1광가이드부재(130)는 상기 렌즈모듈(100)을 통과한 영상광(L1)을 2분할하여 상기 한 쌍의 제2광가이드부재(140,150) 각각으로 반사시킨다. 이를 위해, 제1광가이드부재(130)는 동일한 면적의 제1 및 제2반사면(131,132)을 가지며, 상기 제1 및 제2반사면(131,132)은 영상광(L1)의 입사방향에 대해 동일한 입사각과 동일한 반사각을 각각 갖도록 마련된다. 바람직하게는 상기 각 반사면들(131,132) 간의 각도(θ1)는 60°인 것이 좋다. 그리고, 상기 방향(A)으로의 제1광가이드부재(130)의 높이(H1)는 상기 이미지센서(121,122,123,124)의 높이(H2)와 동일하다. 이러한 제1광가이드부재(130)는 삼각기둥 형상을 가지며, 그 중에서 2개의 면이 상기 제1 및 제2반사면(131,132)이 된다.

상기 한 쌍의 제2광가이드부재(140,150)는 제1광가이드부재(130)를 사이에 두고 서로 대칭이 되도록 배치된다. 이 제2광가이드부재들(140,150)은 제1광가이드부재(130)와 동일한 크기 및 형상을 가지는 것이 바람직하다. 다만, 제2광가이드부재들(140,150)은 제1광가이드부재(130)에 대해 90°각도 자세변환된 상태로 배치됨으로써, 제1광가이드부재(130)의 제1 및 제2반사면(131,132)에서 반사된 1/2영상광(L2) 각각을 다시 2분할하여 1/4영상광(L3)으로 반사시켜 상기 복수의 이미지센서들(121,122,123,124) 각각으로 향하도록 안내한다.

상기 제2광가이드부재들(140,150)도 1/2영상광(L2)을 2분할하여 서로 반대방향으로 반사시키는 제1 및 제2반사면들(141,151)(142,152)을 가진다. 그리고, 상기 각 반사면들(141,151)(142,152)이 이루는 각도(θ2,θ3)는 60°각도를 이룬다. 또한, 상기 각 반사면들(141,151)(142,152)의 상기 1/2영상광(L2)의 입사방향으로의 높이(H1)는 이미지센서들(121,122,123,124)의 높이와 동일하거나 낮으며, 또한 제1광가이드부재(130)의 높이(H1)와 동일하거나, 또는 클 수 있다.

상기 구성에 의하면, 렌즈모듈(100)을 통과한 영상광(L1)은 제1광가이드부재(130)에 의해 1/2로 분할되어 1/2영상광(L2)이 되어 서로 반대방향으로 반사된다. 제1광가이드부재(130)에서 분할되어 반사된 1/2영상광(L2) 각각은 상기 제2광가이드부재들(140,150) 각각에 의해 다시 2분할됨으로써, 결국 최초 영상광(L1)의 1/4영상광(L3)이 되어 각각의 대응되는 이미지센서(121,122,123,124)로 입력된다.

상기 각 이미지센서(121,122,123,124)는 입력된 1/4영상광(L3)을 전기신호 즉, 디지털신호로 변환하여 상기 제어부(160)로 전송한다.

상기 제어부(160)에서는 상기 각 이미지센서(121,122,123,124)에서 전송된 1/4영상들을 합쳐서 하나의 완성된 이미지로 만든다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 하나의 이미지센서로 얻은 영상에 비해 가로 및 세로 2배씩, 전체적으로는 4배 확대된 영상을 얻을 수 있게 된다.

따라서, 이와 같은 카메라를 이용하여 위법차량을 촬영할 경우, 차량번호판은 종래에 비해서 픽셀이 4배 증가한 영상정보 중에서 인식하게 되므로, 그 차량번호의 인식률을 높일 수 있어서, 위법차량을 효과적으로 단속 및 관리할 수 있게 된다.

한편, 이상에서 설명한 광가이드부재들(30, 130,140,150)은 모두 반사미러로서, 각각이 제1 및 제2반사면을 가진다. 물론, 광가이드부재들(30,130,140,150)은 몸체는 미러가 아니면서 그 표면만 반사물질로 코팅된 반사부재일수도 있다. 이와 같이, 광가이드부재(30,130,140,150)는 다양한 방법에 의해서 그 변형 실시예가 가능함은 당연한 것으로 이해될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 차량번호 인식용 카메라에 따르면, 동일한 해상도의 이미지센서를 복수 개 마련하고, 렌즈를 통해 입력되는 영상광을 분할하여 각각을 전기신호로 영상 처리한 다음, 하나의 이미지로 다시 완성함으로써, 최종 이미지의 픽셀 즉, 프레임 레이트를 그대로 유지하면서도 해상도를 높일 수 있게 된다.

특히, 영상광을 분할하는 광가이드부재를 추가적으로 설치하고, 그 분기된 영상광의 수에 대응되는 수로 이미지센서를 마련함으로써, 최종 얻는 이미지의 픽셀 즉, 해상도를 짝수 배로 증가시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 카메라를 이용하어 차량을 촬영할 경우, 영상 내의 차 번호판을 고해상으로 확대 가능하여 차량번호를 보다 정확하고 명확하게 인식할 수 있게 되고, 결국 위법차량의 단속을 보다 용이하고 효과적으로 수행할 수 있는 이점이 있다.

이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (11)

1. 영상광이 입사되는 렌즈와;

   상기 렌즈를 통해 들어온 영상광을 입력받아 전기신호로 변환하는 복수의 이미지센서와;

   상기 렌즈를 통해 들어온 영상광을 분할하여 상기 복수의 이미지센서 각각으로 가이드하는 광 가이드부재;를 포함하여,

   분할되어 상기 복수의 이미지센서로 각각 입력되어 전기신호로 변환된 분할 영상을 합쳐서 차량번호를 확대 인식할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
2. 제1항에 있어서, 상기 이미지센서는 한 쌍이 마련되며,

   상기 광가이드부재는, 입력되는 영상광을 2분할하여 상기 한 쌍의 이미지센서 각각으로 1/2 영상광을 반사시키기 위한 제1 및 제2반사면을 가지는 반사미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2반사면은 서로 60도 각도가 되도록 마련되어, 상기 영상광의 입사방향에 대해 90도 각도로 반사시키는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2반사면의 상기 영상광의 입사방향으로의 높이는 상기 이미지센서의 상기 입사방향으로의 높이보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
5. 제1항에 있어서, 상기 광 가이드부재는,

   상기 렌즈를 통해 들어온 영상광을 2분할하여 반사하는 제1광가이드부재와;

   상기 제1광가이드부재에서 각각 2분할되어 반사된 1/2 영상광들을 다시 2분할하여 1/4 영상광으로 가이드하는 한 쌍의 제2광가이드부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
6. 제5항에 있어서, 상기 이미지센서들은 상기 한 쌍의 제2광가이드부재에서 분기되어 반사된 1/4영상광을 입력받아 전기신호로 변환하도록 4개가 마련된 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2광가이드부재는 서로 동일한 크기의 제1 및 제2반사면을 각각 가지며, 상기 제2광가이드부재는 상기 제1광가이드부재에 대해 90도 각도 틀어진 자세로 배치된 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2광가이드부재들은 상기 제1광가이드부재를 사이에 두고 마주하도록 배치되며,

   상기 이미지센서들은 상기 제2광가이드부재들을 사이에 두고 서로 대응되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
9. 제7항에 있어서, 상기 4개의 이미지센서들은 서로 동일한 프레임레이트를 가지며,

   상기 제1 및 제2광가이드부재의 반사면들은 입사광의 광축방향으로 상기 이미지센서보다 작거나 같은 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
10. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2반사면은 서로 60도 각도를 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광가이드부재에 의해 분할되어 상기 복수의 이미지센서에서 전기신호로 변환된 분할영상을 하나의 영상으로 완성하여, 완성된 영상에 포함된 차량번호를 인식하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 카메라.

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