KR20140000403A - 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르는 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치는, 제1영역을 촬상하는 제1카메라 장치; 상기 제1영역을 포함하는 제2영역을 촬상하는 제2카메라 장치; 상기 제1카메라 장치로부터의 촬상정보로부터 차량을 검지하고, 상기 차량이 검지되면, 상기 제1카메라 장치와 상기 제2카메라 장치로부터의 촬상정보 중 동일영역에 대한 영상정보를 결합하여 차량에 대한 3차원 영상정보를 생성하고, 상기 차량에 대한 3차원 영상정보에서 차량의 특징점들 중 어느 하나를 선택하고, 그 선택된 특징점에 대한 높이를 검출하고, 그 높이와 특징점의 이동거리와 소요시간을 토대로 차량의 속도를 검출하는 제어장치;를 구비함을 특징으로 한다.

Description

스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치 및 방법 {vehicle velocity detector and method using stereo camera}

본 발명은 차량 검지 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테레오 카메라를 이용하여 차량을 검지하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 과속 카메라 시스템은 카메라와 그 카메라 전방 20~30m 앞에 사각형으로 매설된 감지선으로 구성된다. 상기 감지선을 통과하는 차량의 속도를 검출하고, 그 검출된 속도가 과속으로 판단되면 카메라가 촬상을 이행한다.

이러한 방식은 시스템 설치를 위해 도로 밑에 감지선을 매설해야 하고 이와 연동하여 동작하는 카메라를 설치하여야 하므로, 매우 한정적인 구간에서만 단속이 가능하고 한번 설치된 시스템은 이동이 불가능한 문제가 있었다.

상기한 문제를 해소하기 위해 종래에는 영상정보만을 이용하여 과속을 단속하는 기술들이 제안되었다.

예를들어 대한민국 특허청에 영상 처리 방법을 이용한 차량 속도 측정 장치 및 방법를 명칭으로 특허출원된 제10-2010-0064272호가 있다.

상기 출원된 기술은, 주행중인 차량에 대한 영상 이미지가 입력되는 비디오 카메라, 비디오 카메라에 입력된 영상 이미지를 전용 인터페이스가 된 내장 칩에서 영상처리를 통해, 동일 차량에 대한 서로 다른 시간대의 이미지를 생성하는 영상 처리부, 영상 처리부에서 처리되는 이미지를 저장하는 프레임 버퍼 메모리부, 영상 처리부에서 생성된 2개의 다른 시간대 차량 이미지를 이용하여 차량의 속도를 연산하는 속도 연산부 및 영상 처리부의 영상 이미지 생성, 프레임 버퍼 메모리부의 이미지 저장 및 속도 연산부의 차량의 속도 연산 과정을 제어하는 제어부를 포함하는 차량 속도 측정장치를 개시한다.

상기한 바와 같이 차량 이미지를 이용하여 차량의 속도를 연산하는 것은 차량 속도의 연산시에 오류가 내재되어 있는 문제가 있었다.

이를 좀더 설명하면, 차량은 차종에 따라 높이가 상이하며, 이는 카메라와 차량 사이의 거리를 가변시키는 변수가 되어 차량의 이동거리를 변경시키는 원인이 되었다.

이에 종래에는 차량의 높이를 고려하여 차량의 속도를 검출할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요망되었다.

본 발명은 다수의 카메라를 통해 촬상된 촬상정보를 이용하여 차량의 3차원 정보를 생성하여 차량의 특징점의 높이를 추정하고, 그 높이를 감안하여 상기 특징점의 이동거리를 연산하여 정확한 속도검출을 이행하는 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치는, 제1영역을 촬상하는 제1카메라 장치; 상기 제1영역을 포함하는 제2영역을 촬상하는 제2카메라 장치; 상기 제1카메라 장치로부터의 촬상정보로부터 차량을 검지하고, 상기 차량이 검지되면, 상기 제1카메라 장치와 상기 제2카메라 장치로부터의 촬상정보 중 동일영역에 대한 영상정보를 결합하여 차량에 대한 3차원 영상정보를 생성하고, 상기 차량에 대한 3차원 영상정보에서 차량의 특징점들 중 어느 하나를 선택하고, 그 선택된 특징점에 대한 높이를 검출하고, 그 높이와 특징점의 이동거리와 소요시간을 토대로 차량의 속도를 검출하는 제어장치;를 구비함을 특징으로 한다.

상기한 본 발명은 다수의 카메라를 통해 촬상된 촬상정보를 이용하여 차량의 3차원 정보를 생성하여 차량의 특징점의 높이를 추정하고, 그 높이를 감안하여 상기 특징점의 이동거리를 연산하여 정확한 속도검출을 이행할 수 있게 하는 효과를 야기한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치의 블럭구성도.
도 2는 도 1의 협각 카메라 장치와 광각 카메라 장치의 설치예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 촬상정보를 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 차량 추적 과정을 예시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치의 블럭구성도.
도 7은 도 6의 제1 및 제2협각 카메라 장치와 광각 카메라 장치의 설치예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 방법의 흐름도.
도 9는 특징점의 위치를 검출하는 과정을 예시한 도면.

본 발명은 다수의 카메라를 통해 촬상된 촬상정보를 이용하여 차량의 3차원 정보를 생성하여 차량의 특징점의 높이를 추정하고, 그 높이를 감안하여 상기 특징점의 이동거리를 연산하여 정확한 속도검출을 이행한다.

<제1실시예>

본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치의 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.

상기 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치는 제어장치(100)와 협각 카메라 장치(102)와 광각 카메라 장치(104)와 메모리부(106)와 통신모듈(108)과 조명장치(110)로 구성된다.

상기 제어장치(100)는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따라 도로를 주행하는 차량의 속도를 검출한다.

상기 협각 카메라 장치(102)는 도 2에 도시한 바와 같이 도로의 측면에 설치된 지주에 설치되며, 도로를 통해 근접해오는 차량의 전면을 촬상하기 위해 미리 정해둔 제1촬상영역(R1)을 촬상한다. 상기 협각 카메라 장치(102)는 고품위의 흑백 카메라가 채용될 수 있고, 상기 제1촬상영역(R1)은 제2촬상영역(R2)에 비해 협소한 영역이다.

상기 광각 카메라 장치(104)는 도 2에 도시한 바와 같이 도로의 측면에 설치된 지주에 설치되며, 도로를 통해 근접해오는 차량의 움직임을 촬상하기 위해 미리 정해둔 제2촬상영역(R2)을 촬상한다. 상기 광각 카메라 장치(104)는 칼라 카메라가 채용될 수 있고, 상기 제2촬상영역(R2)은 상기 제1촬상영역(R1)을 포함하는 비교적 넓은 영역으로 결정된다.

또한 상기 광각 카메라 장치(104)는 상기 협각 카메라 장치(102)의 설치위치로부터 수직방향으로 미리 정해둔 거리만큼 이격되어 설치된다. 이는 협각 카메라 장치(102)와 광각 카메라 장치(104)에 의해 촬상된 촬상정보의 촬상각도가 상이하게 되도록 하여, 상기 차량에 대한 3차원 영상정보를 생성해낼 수 있게 하기 위함이다.

상기 메모리부(106)는 상기 제어장치(100)의 처리 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장한다.

상기 통신모듈(108)은 상기 제어장치(100)와 원격지에 위치하는 모니터링 시스템(미도시)과의 통신을 담당한다.

상기 조명장치(110)는 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 구동하여 상기 협각 카메라 장치(102)와 상기 광각 카메라 장치(104)를 위한 광을 제공한다.

<차량 속도 검출 과정>

상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 차량 속도 검출 장치에 의한 차량 속도 검출 과정을 도 3을 참조하여 설명한다.

상기 제어장치(100)는 광각 카메라 장치(104)로부터 광각 촬상정보가 제공되면 광각 촬상정보를 저장하고 협각 카메라 장치(102)로부터 협각 촬상정보가 제공되면 협각 촬상정보로부터 움직임이 감지되거나 번호판이 감지되거나 차량 그릴이 감지되는지를 체크하여 차량을 검지한다(200단계).

상기 차량이 검지되면(202단계), 상기 제어장치(100)는 협각 촬상정보와 광각 촬상정보의 일부, 즉 도 4의 (a)에 점선으로 도시한 바와 같은 협각 촬상정보의 일부영역과 도 4의 (b)에 점섬으로 도시한 바와 같은 광각 촬상정보의 일부영역을 추출하고, 그 추출된 두 영역의 영상신호를 결합하여 차량에 대한 3차원 영상정보를 생성한다(204단계).

이후 상기 제어장치(100)는 검지된 차량의 특징점들 중 어느 하나를 차량속도 검출을 위한 특징점으로 결정하고, 상기 특징점의 높이를 추정한다. 상기 특징점의 높이는 3차원 영상정보로부터 획득된다(206단계). 상기 특징점들로는 번호판 영역, 차량 그릴 영역, 차량의 루프 영역 등이 될 수 있다.

이후 상기 제어장치(100)는 도 5에 예시한 바와 같이 광각 촬상정보를 토대로 상기 차량의 상기 특징점의 움직임을 역추적함과 아울러, 상기 특징점의 높이와 이동거리를 감안하여 차량 속도를 검출한다(208단계).

여기서 촬상장치가 수직선이 아니고 사선의 방향으로 차량을 촬상하므로, 도 9에 도시한 바와 같이 차량의 특징점이 실제 위치하는 도로 상의 위치와 촬상장치에 의해 촬상된 영상으로부터 추정되는 위치가 서로 다르므로, 본 발명은 촬상위치에서의 촬상각도와 상기 특징점의 높이를 토대로 오차거리(A)를 구하여 특징점의 실제위치를 보정한다.

<제2실시예>

본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치의 구성을 도 6을 참조하여 설명한다.

상기 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치는 제어장치(300)와 제1협각 카메라 장치(302)와 제2협각 카메라 장치(304)와 광각 카메라 장치(306)와 메모리부(310)와 통신모듈(312)과 조명장치(308)로 구성된다.

상기 제어장치(300)는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따라 도로를 주행하는 차량의 속도를 검출한다.

상기 제1협각 카메라 장치(302)는 도 7에 도시한 바와 같이 도로의 상면에 수평으로 설치된 지주에 설치되며, 도로를 통해 근접해오는 차량의 전면을 제1방향에서 촬상하기 위해 정해진 제1위치에서, 미리 정해둔 제3촬상영역(R3)을 촬상한다. 상기 제1협각 카메라 장치(302)는 고품위의 흑백 카메라가 채용될 수 있고, 상기 제3촬상영역(R3)은 제4촬상영역(R4)에 비해 협소한 영역이다.

상기 제2협각 카메라 장치(304)는 도 7에 도시한 바와 같이 도로의 상면에 수평으로 설치된 지주에 설치되며, 도로를 통해 근접해오는 차량의 전면을 제2방향에서 촬상하기 위해 정해진 제2위치에서, 미리 정해둔 제3촬상영역(R3)을 촬상한다. 상기 제2협각 카메라 장치(304)는 고품위의 흑백 카메라가 채용될 수 있고, 상기 제3촬상영역(R3)은 제4촬상영역(R4)에 비해 협소한 영역이다.

상기 광각 카메라 장치(306)는 도 7에 도시한 바와 같이 도로의 상면에 수평으로 설치된 지주에 설치되며, 도로를 통해 근접해오는 차량의 움직임을 촬상하기 위해 미리 정해둔 제4촬상영역(R4)을 촬상한다. 상기 광각 카메라 장치(306)는 칼라 카메라가 채용될 수 있고, 상기 제4촬상영역(R4)은 상기 제3촬상영역(R3)을 포함하는 비교적 넓은 영역으로 결정된다.

또한 상기 광각 카메라 장치(306)는 상기 제1협각 카메라 장치(302)와 제2협각 카메라 장치(304) 사이에 설치될 수 있다.

상기 메모리부(310)는 상기 제어장치(300)의 처리 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장한다.

상기 통신모듈(312)은 상기 제어장치(300)와 원격지에 위치하는 모니터링 시스템(미도시)과의 통신을 담당한다.

상기 조명장치(308)는 상기 제어장치(300)의 제어에 따라 구동하여 상기 제1 및 제2협각 카메라 장치(302,304)와 상기 광각 카메라 장치(306)를 위한 광을 제공한다.

<차량 속도 검출 과정>

상기한 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 차량 속도 검출 장치에 의한 차량 속도 검출 과정을 도 8을 참조하여 설명한다.

상기 제어장치(300)는 광각 카메라 장치(306)로부터 광각 촬상정보가 제공되면 광각 촬상정보를 저장하고 제1 및 제2협각 카메라 장치(302,304)로부터 제1 및 제2협각 촬상정보가 제공되면, 그 제1 및 제2협각 촬상정보로부터 움직임이 감지되거나 번호판이 감지되거나 차량 그릴이 감지되는지를 체크하여 차량을 검지한다(400단계).

상기 차량이 검지되면(402단계), 상기 제어장치(300)는 제1 및 제2협각 촬상정보를 결합하여 검지된 차량에 대한 3차원 영상정보를 생성한다(404단계).

이후 상기 제어장치(300)는 검지된 차량의 특징점들 중 어느 하나를 차량속도 검출을 위한 특징점으로 결정하고, 상기 특징점의 높이를 추정한다. 상기 특징점의 높이는 3차원 영상정보로부터 획득된다(406단계).

이후 상기 제어장치(100)는 광각 촬상정보를 토대로 상기 차량의 상기 특징점의 움직임을 역추적함과 아울러, 상기 특징점의 높이와 이동거리를 감안하여 차량 속도를 검출한다(408단계).

100 : 제어장치
102 : 협각 카메라 장치
104 : 광각 카메라 장치
106 : 메모리부
108 : 통신모듈
110 : 조명장치

Claims (6)

1. 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치에 있어서,
   제1영역을 촬상하는 제1카메라 장치;
   상기 제1영역을 포함하는 제2영역을 촬상하는 제2카메라 장치;
   상기 제1카메라 장치로부터의 촬상정보로부터 차량을 검지하고,
   상기 차량이 검지되면, 상기 제1카메라 장치와 상기 제2카메라 장치로부터의 촬상정보 중 동일영역에 대한 영상정보를 결합하여 차량에 대한 3차원 영상정보를 생성하고,
   상기 차량에 대한 3차원 영상정보에서 차량의 특징점에 대한 높이를 검출하고,
   상기 특징점의 높이와 상기 특징점의 이동거리와 소요시간을 토대로 차량의 속도를 검출하는 제어장치;
   를 구비함을 특징으로 하는 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1카메라 장치와 상기 제2카메라 장치는 협각 카메라로서 수평 방향으로 이격되어 설치되며,
   상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일하며,
   상기 차량의 움직임을 추적하기 위한 촬상정보를 생성하기 위해 상기 제1영역을 포함하는 영역을 촬상하는 광각 카메라가 더 구비됨을 특징으로 하는 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1카메라 장치는 협각 카메라이고,
   상기 제2카메라 장치는 광각 카메라이고,
   상기 제1카메라 장치와 상기 제2카메라 장치는 수직 방향으로 이격되어 설치됨을 특징으로 하는 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는,
   상기 특징점의 이동거리를 상기 차량의 움직임을 역추적하여 획득함을 특징으로 하는 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 장치.
5. 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 방법에 있어서,
   제1영역을 촬상하는 제1카메라 장치와 상기 제1영역을 포함하는 제2영역을 촬상하는 제2카메라 장치로부터 촬상정보를 제공받아 차량을 검지하는 단계;
   상기 차량이 검지되면, 상기 제1카메라 장치와 상기 제2카메라 장치로부터의 촬상정보 중 동일영역에 대한 영상정보를 결합하여 차량에 대한 3차원 영상정보를 생성하는 단계;
   상기 차량에 대한 3차원 영상정보에서 차량의 특징점에 대한 높이를 검출하고, 상기 특징점의 높이와 상기 특징점의 이동거리와 소요시간을 토대로 차량의 속도를 검출하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 특징점의 이동거리는 차량의 움직임을 역추적하여 획득됨을 특징으로 하는 스테레오 카메라를 이용한 차량 속도 검출 방법.

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