KR20130097868A - 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템 - Google Patents

카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 카메라를 이용하여 자동으로 주차장을 관리하고 보안기능을 수행하기 위해 물체탐지 및 인식 기술, 이동물체의 추적 기술, PTZ(Pan-Tilt-Zoom) CCTV 카메라 및 영상저장 기술, 차량번호 인식기술, 사용자에게 주차정보를 제공하기 위한 인터페이스 장치 및 알고리즘을 제공하기 위한 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, n(n은 1 이상의 자연수)개의 광역 PTZ 카메라, m(m은 1 이상의 자연수)개의 지역 PTZ 카메라, 그리고 상기 광역 PTZ 카메라 및 상기 지역 PTZ 카메라를 제어하는 지능형 주차관제 장치를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템에 있어서, 상기 지능형 주차관제 장치는, 상기 광역 PTZ 카메라 영상으로부터 이동하는 객체를 탐지하고 탐지된 객체가 사람인지 차량인지 분류하며, 주차장에서 객체의 위치를 추정하는 객체 검출부; 상기 광역 PTZ 카메라 영상으로부터 추정된 객체의 위치에 기초하여 상기 객체를 근접하여 촬영하도록 1 내지 n 개의 주차구역마다 설치된 상기 지역 PTZ 카메라 중에서 상기 추정된 객체의 위치에 가장 가까운 상기 지역 PTZ 카메라의 방향 및 각도를 제어하는 객체 추적부; 및 상기 1 내지 m개의 주차구역마다 설치된 상기 지역 PTZ 카메라를 회전시키면서 주차구역의 차량을 탐지하고 번호인식을 수행하는 차량 인식부; 를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템을 제공한다.

Description

카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템{INTELLIGENT PARKING MANAGEMENT METHOD AND SYSTEM BASED ON CAMERA}
개시된 기술은, 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 카메라를 이용하여 자동으로 주차장을 관리하고 보안기능을 수행하기 위해 물체탐지 및 인식 기술, 이동물체의 추적 기술, PTZ(Pan-Tilt-Zoom) CCTV 카메라 및 영상저장 기술, 차량번호 인식기술, 사용자에게 주차정보를 제공하기 위한 인터페이스 장치 및 알고리즘을 제공하기 위한 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근에는 RFID(Radio Frequency Identification) 센서만이 아니라, 카메라 영상으로부터 번호를 인식하여 출입문이나 주차장 전체에서 주차 관리가 자동화되어 가고 있다. 대형 건물이나 쇼핑센터, 아파트 단지, 공공기관에서는 RFID 카드를 부착한 차량이나 등록된 번호판을 가진 차량만을 통과하는 출입 시스템을 설치하고 있다. 한 단계 나아가서는 각 주차구역 마다 그 위치를 식별할 수 있는 카메라를 설치하고, 카메라 영상으로부터 번호를 인식하여 차량의 주차 위치를 사용자에게 알려주거나 비어 있는 주차공간을 알려주는 기능을 제공하기도 한다. 그러나 이러한 자동화 시스템은 차량이 드나드는 출입구나 단일 주차구역에 대해서만 독립적으로 영상을 취득하기 때문에, 전체 주차 지역에 대한 관리와 유기적인 감시는 전반적으로 어렵다. 또한, 설치된 CCTV 카메라는 대부분 넓은 지역을 하나의 카메라로 촬영하는데, 실내나 지하공간의 경우 그 높이가 낮기 때문에 쉽게 시야가 가려지게 되고, 줌(Zoom) 기능을 이용하더라도 낮은 조도의 실내환경으로 인하여 십여 미터의 비교적 먼 거리의 차량이나 물체에 대해서는 선명한 영상을 얻기 어렵다. 이러한 이유로 아파트 단지, 백화점, 대형 건물 안에 있는 주차장에서는 자동으로 주차 관리가 수행되기 어렵고, 특히, 차량사고나 범죄 사건이 발생하는 경우에 감시 및 녹화 기능을 충분히 수행할 수 없게 되는 문제점이 있어왔다.
[관련기술문헌]
1. 무인 자동카메라가 설치된 주차장 차단장치(parking zone's lifting gateinstalled a manlessauto-camera)(특허출원번호 제10-2001-0034495호)
2. 주차장용 감시카메라(watching camera for parking area)(특허출원번호 제10-2003-0094874호)
개시된 기술이 이루고자 하는 제 1 기술적 과제는, 주차장 안에서 카메라를 이용하여 이동하는 물체(사람, 차량)를 실시간으로 탐지 및 추적하며, 주차된 차량의 번호와 위치를 인식하여 각 차량의 주차 위치 및 비어 있는 주차위치 등의 주차 상황 정보를 제공하기 위한 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 개시된 기술이 이루고자 하는 제 2 기술적 과제는, 복수의 카메라를 연계하여 탐지된 물체와 가장 근접한 카메라를 회전시켜 움직이는 사람이나 차량을 근접 촬영하기 때문에, 앞에 있는 다른 물체에 의해 먼 거리에 있는 추적중인 대상 물체가 가려지는 문제를 제거하고, 실내 주차장의 낮은 조도에 의하여 잡음이 많고 선명하지 못한 영상을 개선함으로써, 주차시설의 보안 감시 기능을 강화하기 위한 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 개시된 기술의 제 1측면은, n(n은 1 이상의 자연수)개의 광역 PTZ 카메라, m(m은 1 이상의 자연수)개의 지역 PTZ 카메라, 그리고 상기 광역 PTZ 카메라 및 상기 지역 PTZ 카메라를 제어하는 지능형 주차관제 장치를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템에 있어서, 상기 지능형 주차관제 장치는, 상기 광역 PTZ 카메라 영상으로부터 이동하는 객체를 탐지하고 탐지된 객체가 사람인지 차량인지 분류하며, 주차장에서 객체의 위치를 추정하는 객체 검출부; 상기 광역 PTZ 카메라 영상으로부터 추정된 객체의 위치에 기초하여 상기 객체를 근접하여 촬영하도록 1 내지 n 개의 주차구역마다 설치된 상기 지역 PTZ 카메라 중에서 상기 추정된 객체의 위치에 가장 가까운 상기 지역 PTZ 카메라의 방향 및 각도를 제어하는 객체 추적부; 및 상기 1 내지 m개의 주차구역마다 설치된 상기 지역 PTZ 카메라를 회전시키면서 주차구역의 차량을 탐지하고 번호인식을 수행하는 차량 인식부; 를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템을 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 개시된 기술의 제 2측면은, 주차장 진입로에 위치한 지역 PTZ 카메라를 제어하여 주차장 안으로 진입하는 객체를 촬영하는 제 1 단계; 상기 촬영된 객체를 영상 처리하여 객체가 차량인지 사람인지를 인식하는 제 2 단계; 상기 촬영된 객체가 차량인 경우 차량의 번호판을 인식하고, 차량의 이동을 추적하고, 차량이 주차하는 주차 구획을 기록하는 제 3 단계; 및 복수 개의 주차구획 및 상기 복수 개의 주차구획의 통로를 포함하는 주차 섹션 내의 객체의 움직임을 감시하여, 상기 촬영된 차량을 포함하는 두 개의 차량이 미리 설정된 거리 이하로 접근 시 상기 영상 처리에 기초하여 두 차량 상이에 접촉 사고가 발생하였는지를 판단하는 제 4 단계; 를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 방법을 제공한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시 예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템은,주차장 안에서 카메라를 이용하여 이동하는 차량을 실시간으로 추적하고, 번호인식을 통하여 개별 차량의 주차 위치를 제공하며, 전체 주차 시설의 주차 상황을 모니터링할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템은, 객체의 추적 및 객체의 추출 기능을 통해, 주차장의 상태를 자동으로 확인하고 주차 가능한 위치를 알려주기 때문에, 주차장 안에서의 교통 혼잡을 방지할 수 있으며 통제가 수월해질 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템은, 차량의 추적 기능을 위하여 복수의 PTZ 카메라를 연동함으로써, 사각지대가 없고 객체를 근접 촬영하는 것이 가능하여 주차 시설의 보안 감시가 더욱 강화되고 차량 사고 및 범죄의 예방효과를 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 방법 및 시스템은, 건물이나 아파트 단지에서는 등록된 차량의 번호를 연계하는 경우, 외부 차량의 위치를 파악하거나 주차 위반 여부를 쉽게 확인할 수 있어서, 주차 공간을 효율적으로 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템에서의 카메라의 설치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템에서 도 1의 광역 PTZ 카메라(10)의 기능과 동작을 제어하기 위한 지능형 주차관제 장치에 구비된 객체 검출부와 객체 추적부의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 객체 추출부에 의해 이동하는 차량 객체를 탐지하고 그 영역을 이진화하여 표시한 예를 보여준다.
도 4는 도 2의 객체 인식부에 의해 수행된 영역기반 형태 인식자(ATR-Angular Radial Transform)를 이용한 이진 영상의 형태인식 과정의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 객체 인식부에 의해 수행된 HOG를 이용하여 일반 영상에서 사람을 검출하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템에서 도 1의 지역 PTZ 카메라의 기능과 동작을 제어하기 위한 지능형 주차관제 장치에 구비된 차량 인식부의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 차량 인식부에 의해 수행되는 번호판 검출과 직사각형 보정, 번호 영역 분리 추출 및 인식 과정의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6의 근접도 판단부에 의해 수행되는 3차원 차량 모델링을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 방법을 나타내는 흐름도이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템에서의 카메라의 설치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 카메라 기반 지능형 주차 관제 시스템은 객체의 검출과 형태 식별, 객체의 위치를 추정하는데 사용되는 넓은 주차구역을 관찰하는 n개의 광역 PTZ 카메라(10, 10-1 내지 10-n: n은 1 이상의 자연수)를 구비한다.
또한, 카메라 기반 지능형 주차 관제 시스템은 1 내지 m개의 주차구역 단위로 차량의 번호인식 및 주차위치를 인식하고 객체를 근접 관찰하는데 사용되는 m개의 지역 PTZ 카메라(20, 20-1 내지 20-m: m은 1 이상의 자연수)를 구비한다.
또한, 카메라 기반 지능형 주차 관제 시스템은 광역 PTZ 카메라(10)와 지역 PTZ 카메라(20)을 이용한 주차가능 구역 안내 및 주차위치를 모니터링할 수 있는 모니터장치(30)를 포함한다.
실시 예로서, 지능형 주차 관제 시스템은 주차 구역 안에서 움직이는 객체가 발생하면, 광역 PTZ 카메라(10)의 영상을 통하여 움직임을 감지하고 객체 영역을 추출하여 추적을 수행한다.
이때, 추출된 객체가 사람인지 차량인지를 식별하여, 사람인 경우에는 객체가 최종적으로 추적된 위치를 추정하고, 차량인 경우에는 일정한 시간(예컨대, 1 내지 2초) 이상 위치 변화가 거의 없는 지점을 추정한다.
객체의 위치는 미리 설정된 카메라의 영상 좌표와 실제 위치에 대한 관계로부터 도출할 수 있다. 광역 PTZ 카메라(10)에 의하여 객체의 최종 위치를 파악하면, 1 내지 m개의 주차구역 단위로 설치된 지역 PTZ 카메라(20) 중에서 객체의 최종 위치와 가장 가까운 지역 카메라를 객체가 존재하는 방향으로 회전시켜서 근접 감시촬영을 하게 된다.
만약 주차 공간이 넓은 경우에는 복수의 광역 PTZ 카메라(20)를 연동하여 객체를 추적할 수 있다. 이러한 광역 PTZ 카메라(10) 및 지역 PTZ 카메라(20)를 연동함으로써, 낮은 조도 및 낮은 공간구조를 갖는 실내 주차장에서 다른 객체에 가려지거나 화질이 좋지 않은 일반적인 문제를 해결할 수 있으며, 다른 각도에서 근접 촬영을 함으로써, 차량 사고, 범죄 및 이상행위에 대한 감시보안 기능이 더욱 강화된다.
다른 실시 예로서, 카메라 기반 지능형 주차 관제 시스템은 지역 PTZ 카메라(20)의 영상에 기초하여 주차된 차량을 탐지하고 번호를 인식하여 주차위치를 모니터링할 수 있으며, 주차 가능 지역을 표시할 수 있다. 1 내지 m개의 주차구역 단위로 설치된 지역 PTZ 카메라(20)는 자신이 담당하는 주차구역을 일정한 주기마다 회전하면서 영상을 취득하며, 이 영상으로부터 해당 주차 구역에 차량이 주차되어 있는지를 판단하고, 주차된 차량의 번호판 검출 및 번호인식을 수행한다. 이를 통하여, 개별 차량의 주차위치를 확인할 수 있고 주차 가능 구역을 표시하거나 모니터링할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템에서 도 1의 광역 PTZ 카메라(10)의 기능과 동작을 제어하기 위한 지능형 주차관제 장치(30)에 구비된 객체 검출부(31)와 객체 추적부(32)의 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 객체 검출부(31)는 객체 추출부(31a) 및 객체 인식부(31b)를 포함하며, 객체 추적부(32)는 위치 추정부(32a) 및 지역 카메라 PTZ 제어부(32b)를 포함할 수 있다.
객체 추출부(31a)는 고정된 배경영상 정보에 대하여 이동하는 새로운 물체를 탐지하고, 객체의 영역을 이진 영상으로 표시하는 것이다. 배경영상은 일정한 시간(예컨대, 1 내지 2초) 동안 고정된 카메라의 영상들을 각 픽셀마다 평균한 값으로 사용할 수 있으며, 또는 각 픽셀마다 컬러값의 평균과 분산을 구하여 각 픽셀단위로 컬러값의 확률적인 분포로 표현된 결과를 이용할 수도 있다.
도 3은 객체 추출부(31a)에 의해 이동하는 차량 객체를 탐지하고 그 영역을 이진화하여 표시한 예를 보여준다.
객체 인식부(31b)는 광역 PTZ 카메라(10)로부터 영상을 수신하고, 영역 기반 형태 표현자(region-based shape descriptor) 또는 방향성 히스토그램(histogram of gradient) 방법에 근거하여 객체가 사람 또는 차량인지를 판단한다. 객체 인식부(31b)는 MPEG-7에서 정의된 형태 표현자를 이용하여 인간 및 차량 형태를 학습하고 그 특성을 모델링할 수 있으며, 사람 또는 차량의 다양한 형태를 분류할 수 있다. 방향성 히스토그램 방법의 경우, 객체의 경계부분의 에지의 방향에 대하여 히스토그램을 구하고 이를 학습하여 모델링하는 것으로서, 에지 히스토그램(edge histogram)은 에지의 방향을 4 내지 8 종류로 분류하여 그 분포를 표현한다.
방향성 히스토그램 방법은 형태 표현자와 마찬가지로 객체의 형태에 대응되는 방향성 히스토그램 모델을 사전에 학습하여 구한다. 도 4는 객체 인식부(31b)에 의해 수행된 영역기반 형태 인식자(ATR-Angular Radial Transform)를 이용한 이진 영상의 형태인식 과정의 예를 보여주고 있으며, 도 5는 객체 인식부(31b)에 의해 수행된 HOG를 이용하여 일반 영상에서 사람을 검출하는 예를 보여주고 있다.
위치 추정부(32a)는 광역 PTZ 카메라(10)의 영상으로부터 검출된 객체의 주차 구역 위치를 계산한다. 미리 설정된 카메라의 영상좌표와 실제 공간위치 사이의 관계를 이용하면, 영상에서 검출된 객체 영역이 실제 어느 주차구역 위치인지를 대략적으로 추정할 수 있다. 사전에 각각의 광역 PTZ 카메라(10) 설치 과정에서 이러한 관계를 유도하면, 특정한 광역 PTZ 카메라(10)에서 검출된 객체의 위치를 알 수 있다.
지역 카메라 PTZ 제어부(32b)는 광역 PTZ 카메라(10)로부터 수신된 영상으로부터 추정된 객체의 현재 위치와 가장 가까운 위치에 설치된 지역 PTZ 카메라(20)를 선택하고, 이를 객체의 방향으로 회전시키거나 줌기능을 동작시켜서 객체를 근접 촬영하도록 한다. 이를 위하여 이동하는 객체는 광역 PTZ 카메라(10) 또는 지역 PTZ 카메라(20)에 의하여 실시간으로 추적된다. 영상 내에서의 객체 추적은, Kalman 필터, Particle 필터, CAMSHIFT 필터 등을 이용할 수 있다. 객체 추적을 통해 해당 객체 영역을 설정하는 경우, 가장 유사한 컬러 분포를 가지면서 객체의 움직임 방향과 일치하는 객체 영역을 추적하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템에서 도 1의 지역 PTZ 카메라(20)의 기능과 동작을 제어하기 위한 지능형 주차관제 장치(30)에 구비된 차량 인식부(33)의 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 차량 인식부(33)는 차량 탐지부(33a) 및 번호 인식부(33b)를 포함한다. 한편, 지역 PTZ 카메라(20)는 1 내지 m(m은 자연수)개의 주차구역 단위로 설치되어 해당 구역의 영상을 취득하는데, 이를 제어하기 위해 차량 인식부(33)는 차량 탐지부(33a)와 번호 인식부(33b)를 포함한다. 지역 PTZ 카메라(20)는 광역 PTZ 카메라(10)에 의하여 추정된 객체의 위치 정보에 따라서 가장 가까운 지역 PTZ 카메라(20)가 선택되어 차량 인식부(33)에 의해 PTZ 기능이 제어되며, 객체의 방향으로 회전 또는 줌되어 객체를 근접 촬영한다. 또한 지역 PTZ 카메라(20)는 차량 인식부(33)의 제어에 따라 일정한 주기마다 자신이 담당하는 주차구역을 회전하면서 영상을 취득하여 차량의 주차여부를 판단하고, 주차된 차량의 번호를 인식한다. 보다 구체적으로, 차량 탐지부(33a)는 각 주차구역에 대하여 지역 PTZ 카메라(20)에 의해 취득된 영상을 분석하여 차량이 주차되어 있는지 여부를 판단한다. 사전에 학습된 주차장 바닥의 영상정보와 차량의 번호판 영역 검출 기술을 이용하면, 차량이 주차되어 있는지를 판단할 수 있다. 차량의 번호판은 작은 오차범위에서 그 크기가 일정한 직사각형으로서, 에지검출과 사각형 영역 검출 기술을 이용해 차량 탐지부(33a)는 1차적으로 검출할 수 있다. 또한, 차량 탐지부(33a)는 사각형 영역에 대하여 흰색과 검은색의 히스토그램 정보 또는 초록색과 흰색의 히스토그램 정보를 분석하여 번호판 영역임을 검증할 수 있다. 이러한 차량 탐지부(33a)를 통하여 각 주차구역에 대하여 차량의 주차 여부를 알 수 있으며, 이러한 주차 상태를 모니터링하거나 주차장 내 디스플레이하여 주차 가능한 구역을 안내할 수 있다.
번호 인식부(33b)는 검출된 차량의 번호판 영역에 대하여 우선 직사각형 형태가 되도록 보정을 수행하고, 이진영상으로 변환한 후 개별 숫자 부분을 분리 추출한다. 번호 인식부(33b)는 번호판의 종류에 따라서 바탕은 흰색이거나 초록색 또는 노란색이며, 숫자 영역은 흰색이거나 검은색인데, 숫자의 색상이 존재하는 영역을 번호판 영역에 대하여 일정한 사각형 크기로 분리함으로써, 각각의 숫자를 구분할 수 있다. 그리고 번호 인식부(33b)는 분리된 각각의 숫자 영역에 대하여 사전에 구축한 0 내지 9의 데이터베이스 숫자 영상을 매칭하여 가장 매칭이 잘 되는 숫자를 찾아 인식을 수행한다. 숫자 폰트는 번호판의 종류에 따라 다르기 때문에, 번호판 종류에 대해서 모든 숫자를 데이터베이스로 갖고 있어야 한다. 도 7은 차량 인식부(33)에 의해 수행되는 번호판 검출과 직사각형 보정, 번호 영역 분리 추출 및 인식 과정의 예를 보여주고 있다.
다음으로, 도 1에서의 지능형 주체관제 장치(30)에 포함된 관제부(34) 및 사고 판단부(35)에 대해서 살펴본다. 관제부(34)는 차량 인식부(33)에 의해 객체가 차량에 해당하여 차량의 번호판을 인식되면, 차량의 번호판을 인식한 지역 PTZ 카메라(20)를 제어하여 차량의 이동을 추적하고, 차량이 주차하는 주차구획을 기록한다. 사고 판단부(35)는 관제부(34)에 의해 추적되는 차량이 다른 차량과 일정 수준 이상으로 근접하는 경우 영상 처리에 기초하여 두 차량 사이에 접촉 사고가 발생하였는지를 판단한다. 이를 위해 상술한 관제부(34)는 지역 PTZ 카메라(20)로부터 촬영된 영상으로부터 차량의 실루엣을 추출하고, 차량의 실루엣을 미리 촬영된 차량들의 실루엣 정보와 대조하여 차량의 차종을 인식하는 차종 인식부(34a)를 포함한다. 한편, 사고 판단부(35)는 영상 처리에 있어서 관제부(34)의 차종 인식부(34a)에 의해 인식된 차량의 차종 정보에 기초하여 두 차량 사이의 근접도를 판단하는 근접도 판단부(35a)를 내부에 포함한다. 근접도 판단부(35a)는 근접도가 미리 설정된 정량적 수치 이하인 두 차량의 실루엣으로부터 두 차량의 위치 관계를 계산하되, 두 차량의 차종에 각각 대응되는 3차원 차량 모델링을 두 차량의 실루엣과 동일하게 형성되도록 배치하여 판단한다. 여기서 3차원 차량 모델은 도 8과 같을 수 있다. 즉 도 8a와 같이 60도의 경우에는 두 차량 사이에 사고가 나지 않은 것으로 판단되나, 120도의 경우에는 두 차량 사이에 사고가 난 것으로 판단될 수 있는 것을 위해 근접도 판단부(35a)는 3차원 차량 모델을 수행하는 것이다.
한편, 도 8에서는 하나의 지역 PTZ 카메라(20)를 기준으로 설명하였으나, 다수의 지역 PTZ 카메라(20)를 이용한 두 차량을 기준으로 360도의 영상 처리를 수행할 수 있다.
최종적으로 사고 판단부(35)는 이동중인 차량이 주차중인 차량의 주차구획을 침범할 경우 주차구획의 검지선(L)을 기준으로 하여 두 차량의 위치 관계를 계산하여 사고 여부를 판단한다.
한편, 도 1의 모니터링 장치(40)는 주차된 차량의 위치를 번호를 통하여 확인할 수 있도록 하거나, 주차 가능 구역을 디스플레이하여 운전자가 자신의 주차위치를 쉽게 알 수 있도록 하고, 주차장 내에서 교통 혼잡없이 주차가 가능하게 한다. 주차장 내에 차량의 유입에 따라 주차 가능한 구역의 상황이 변하는 것에 맞춰서 실시간으로 주차 상황을 정정하여 디스플레이한다. 모니터링 장치(40) 상에서 개별 차량의 주차 위치를 검색하기 위해 터치스크린이나 키보드 입력과 같은 검색 장치를 제공할 수 있고, 미리 등록된 휴대전화 번호로 알려주는 기능도 구비할 수 있다. 또한, 주차 가능여부를 알려주는 디스플레이 장치(50)는 주차구역마다 전등으로 표시할 수도 있고, 일정한 주차구간마다 대형 모니터나 LED 안내판으로 표시할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 기반 지능형 주차관제 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1 내지 도 9를 참조하면, 지능형 주차관제 장치(30)는 주차장 진입로에 위치한 지역 PTZ 카메라(20)를 제어하여 주차장 안으로 진입하는 객체를 촬영한다(S101). 단계(S101) 이후, 지능형 주차관제 장치(30)는 객체를 영상 처리하여 객체가 차량인지 사람인지를 인식한다(S102). 단계(S102) 이후, 지능형 주차관제 장치(30)는 객체가 차량인 경우 차량의 번호판을 인식하고, 차량의 이동을 추적하고, 차량이 주차하는 주차 구획을 기록한다(S103). 단계(S103) 이후, 지능형 주차관제 장치(30)는 복수 개의 주차구획 및 복수 개의 주차 구획의 통로를 포함하는 주차 섹션 내의 객체의 움직임을 감시함으로써, 단계(S102)에서 인식된 차량을 포함하는 두 개의 차량이 미리 설정된 거리 이하로 접근시 단계(S102)의 영상 처리에 기초하여 두 차량 상이에 접촉 사고가 발생하였는지를 판단한다(S104).
이와 같이 본 발명은 실내 주차공간에서 복수의 카메라를 연동하여 위치를 추적하고 가까운 카메라를 동작시켜서 근접 촬영을 하기 때문에, 단순히 고성능 줌기능을 이용하여 객체를 근접 촬영하는 방법에 비하여 더욱 선명한 화질을 얻을 수 있고, 낮은 카메라의 위치로 인하여 다른 객체나 구조물에 의하여 가려지는 문제를 해소할 수 있다. 또한, 객체를 다른 시점에서도 촬영할 수 있기 때문에, 사고 및 범죄 감시 기능이 더욱 강화된 장치라 할 수 있다.
1대의 PTZ 카메라를 이용하여 1개 내지 m개(m은 자연수)의 주차구역을 담당하기 때문에, 적은 카메라를 이용하여 전체 주차장을 관리하고 주차상황을 모니터링할 수 있어서 비용 및 설치운영 측면에서 훨씬 효과적이다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10(10-1 내지 10-n): 광역 PTZ 카메라
20(20-1 내지 20-m): 지역 PTZ 카메라
30: 지능형 주차관제 장치 31: 객체 검출부
31a: 객체 추출부 31b: 객체 인식부
32: 객체 추적부 32a: 위치 추적부
32b: 지역 PTZ 제어부 33: 차량 인식부
33a: 차량 탐지부 33b: 번호 인식부
34: 관제부 35: 사고 판단부
40: 모니터 장치 50: 디스플레이 장치

Claims (11)

  1. n(n은 1 이상의 자연수)개의 광역 PTZ 카메라, m(m은 1 이상의 자연수)개의 지역 PTZ 카메라, 그리고 상기 광역 PTZ 카메라 및 상기 지역 PTZ 카메라를 제어하는 지능형 주차관제 장치를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템에 있어서, 상기 지능형 주차관제 장치는,
    상기 광역 PTZ 카메라 영상으로부터 이동하는 객체를 탐지하고 탐지된 객체가 사람인지 차량인지 분류하며, 주차장에서 객체의 위치를 추정하는 객체 검출부;
    상기 광역 PTZ 카메라 영상으로부터 추정된 객체의 위치에 기초하여 상기 객체를 근접하여 촬영하도록 1 내지 n 개의 주차구역마다 설치된 상기 지역 PTZ 카메라 중에서 상기 추정된 객체의 위치에 가장 가까운 상기 지역 PTZ 카메라의 방향 및 각도를 제어하는 객체 추적부; 및
    상기 1 내지 m개의 주차구역마다 설치된 상기 지역 PTZ 카메라를 회전시키면서 주차구역의 차량을 탐지하고 번호인식을 수행하는 차량 인식부; 를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차량 인식부에 의해 인식된 차량의 번호와 해당 주차 위치를 사용자가 확인할 수 있도록 하는 모니터링 장치; 및
    상기 차량의 주차 가능한 구역을 표시하는 디스플레이 장치; 를 더 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 지능형 주차관제 장치는,
    상기 차량 인식부에 의해 객체가 차량에 해당하여 차량의 번호판을 인식되면, 차량의 번호판을 인식한 상기 지역 PTZ 카메라를 제어하여 차량의 이동을 추적하고, 차량이 주차하는 주차구획을 기록하는 관제부; 를 더 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 지능형 주차관제 장치는,
    상기 관제부에 의해 추적되는 차량이 다른 차량과 일정 수준 이상 근접하는 경우 영상 처리에 기초하여 두 차량 사이에 접촉 사고가 발생하였는지를 판단하는 사고 판단부; 를 더 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 관제부는,
    상기 지역 PTZ 카메라로부터 촬영된 영상으로부터 차량의 실루엣을 추출하고, 차량의 실루엣을 미리 촬영된 차량들의 실루엣 정보와 대조하여 차량의 차종을 인식하는 차종 인식부; 를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 사고 판단부는,
    상기 영상 처리에 있어서 상기 관제부의 차종 인식부에 의해 인식된 차량의 차종 정보에 기초하여 두 차량 사이의 근접도를 판단하는 근접도 판단부; 를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 근접도 판단부는,
    근접도가 미리 설정된 정량적 수치 이하인 두 차량의 실루엣으로부터 두 차량의 위치 관계를 계산하되, 두 차량의 차종에 각각 대응되는 3차원 차량 모델링을 두 차량의 실루엣과 동일하게 형성되도록 배치하여 상기 사고 판단부에 의해 두 차량 사이에 접촉 사고가 발생하였는지를 판단하도록 하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 객체 검출부는,
    상기 광역 PTZ 카메라 영상으로부터 객체를 탐지하는 객체 추출부;
    상기 추출된 객체의 형태를 분석하여 그 객체가 사람인지 차량인지를 식별하는 객체 인식부; 를 포함하며,
    상기 객체 추적부는,
    상기 광격 PTZ 카메라 영상으로부터 추출된 객체영역에 기초하여 객체의 현 위치를 추정하는 위치 추정부; 및
    상기 위치 추정부에 의해 판단된 객체의 현재 위치와 가장 가까운 위치에 설치된 지역 PTZ 카메라를 선택하여 객체의 방향으로 회전시키거나 줌기능을 동작시켜서 객체를 근접 촬영하도록 하는 지역 카메라 PTZ 제어부; 를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 차량 인식부는,
    각 주차구역에 대하여 상기 지역 PTZ 카메라에 의해 취득된 영상을 분석하여 차량이 주차되어 있는지 여부를 판단한 뒤 차량의 번호판 영역을 추출하는 차량 탐지부; 및
    검출된 차량의 번호판 영역에 대하여 우선 직사각형 형태가 되도록 보정을 수행하고, 이진영상으로 변환한 후 개별 숫자 부분을 분리 추출하여 번호판의 숫자를 인식하는 번호 인식부; 를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 시스템.
  10. 주차장 진입로에 위치한 지역 PTZ 카메라를 제어하여 주차장 안으로 진입하는 객체를 촬영하는 제 1 단계;
    상기 촬영된 객체를 영상 처리하여 객체가 차량인지 사람인지를 인식하는 제 2 단계;
    상기 촬영된 객체가 차량인 경우 차량의 번호판을 인식하고, 차량의 이동을 추적하고, 차량이 주차하는 주차 구획을 기록하는 제 3 단계; 및
    복수 개의 주차구획 및 상기 복수 개의 주차구획의 통로를 포함하는 주차 섹션 내의 객체의 움직임을 감시하여, 상기 촬영된 차량을 포함하는 두 개의 차량이 미리 설정된 거리 이하로 접근시 상기 영상 처리에 기초하여 두 차량 상이에 접촉 사고가 발생하였는지를 판단하는 제 4 단계; 를 포함하는 카메라 기반 지능형 주차관제 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제 4 단계는,
    상기 미리 설정된 거리 이하인 두 차량의 실루엣으로부터 두 차량의 위치 관계를 계산하며, 상기 두 차량의 차종에 각각 대응되는 3차원 차량 모델링을 두 차량의 실루엣과 동일하게 형성되도록 배치하여 상기 두 차량 사이에 접촉 사고가 발생하였는지를 판단하는 카메라 기반 지능형 주차관제 방법.
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