KR20180066318A - 차종분류장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차종분류장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 차종분류장치는, 주행차로 상에 설정된 포인트 지점을 통과하는 차량을 감지하는 포인트 레이저 감지부; 포인트 지점과 설정거리 전방에 설정된 스캔지점을 폭방향으로 스캔하여 차량을 감지하는 레이저 스캔부; 스캔지점의 전방에서 주행차로를 주행하는 차량의 전방을 촬영하는 영상 촬영부; 차량번호 및 전장에 따른 차종과, 차종에 따른 학습된 패턴정보를 저장하는 저장부; 및 포인트 레이저 감지부로부터 차량을 감지하여 영상 촬영부에 촬영을 요청하여 촬영영상을 입력받아 차량번호를 인식하여 차종을 분류하고, 포인트 레이저 감지부와 레이저 스캔부로부터 포인트 데이터와 스캔 데이터를 입력받아 생성한 차량의 속도, 전장, 전고 및 전폭 데이터를 기반으로 저장부에 저장된 패턴정보를 비교하여 차종을 분류하여 확정된 최종차종을 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차종분류장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR CLASSIFYING VEHICLE TYPE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 차종분류장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행차로 상에 순차적으로 설치된 포인트 레이저, 레이저 스캐너 및 전방 카메라를 통해 측정한 차량의 속도, 전장, 전고, 전폭 및 차량번호를 통해 차종을 분류하는 차종분류장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 전용 도로 또는 도로상에 설치된 터널 등을 관리하는 관리부처나 지방 자치 단체 등에서는 해당 도로나 터널 등을 통행하는 차량들에게 소정의 통행료를 부과하고 있다. 이때, 관리 부처나 지방 자치 단체 등에서는 차량의 크기나 배기량 등에 의해 차종을 구분하고(예컨대, 경차, 소형차, 중형차, 대형차 등), 그 차종별로 통행료를 차등 적용한다.
이를 위해, 관리 부처나 지방 자치 단체들은 도로나 터널 등의 진입로에 해당 도로나 터널에 진입하고자 하는 차량의 차종을 분류하기 위한 장치가 부가된 전자식 요금 징수 시스템을 설치한다.
이때, 사용되는 차종분류장치는 일반적으로 접촉식과 비접촉식 두 가지 방식으로 구분할 수 있다. 접촉식 차종분류장치는 사용하는 감지기에 따라 답판방식, 루프코일방식, 광섬유방식 등이 있으며 주 용도는 통과차량의 바퀴 축수를 세는데 있고, 비접촉식 차종분류장치는 노변에 설치된 광축센서나 레이저센서를 통해 차량의 전장, 전고 및 전폭을 측정하여 답판센서를 통해 측정된 바퀴의 축수를 통해 차종을 분류하고 있다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허 2003-0030683호(2003.04.18.) "레이저센서를 이용한 차종분류장치 및 그 방법"이 있다.
이러한 전자식 요금 징수 시스템(Electronic Toll Collection System: ETCS)은 차선의 설비가 기존의 요금징수 방식과 유사하여 교통섬(Traffic Island)이라고 부르는 각종 장비와 유인부스를 설치하기 위한 공간이 필요한 단일 차로방식이 있고, 단일 차로방식과는 다르게 교통섬이 존재하지 않아 차선간의 이동이 자유로운 방식인 다차로 방식이 있다.
특히, 다차로 방식에서는 주행차로를 주행하는 차량에 대해 차종을 분류하기 때문에 차량이 차선간 이동하는 위빙 및 지정체로 인해 검출률이 저하되고, 오류발생률이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 주행차로 상에 순차적으로 설치된 포인트 레이저, 레이저 스캐너 및 전방 카메라를 통해 측정한 차량의 속도, 전장, 전고, 전폭 및 차량번호를 기반으로 신뢰도에 따라 속도를 선택하여 전장 데이터를 생성하고, 박스화 및 패턴화를 통해 전고 및 전폭 데이터를 수집하여 차종을 분류하는 차종분류장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차종분류장치는, 주행차로 상에 설정된 포인트 지점을 통과하는 차량을 감지하는 포인트 레이저 감지부; 포인트 지점과 설정거리 전방에 설정된 스캔지점을 폭방향으로 스캔하여 차량을 감지하는 레이저 스캔부; 스캔지점의 전방에서 주행차로를 주행하는 차량의 전방을 촬영하는 영상 촬영부; 차량번호 및 전장에 따른 차종과, 차종에 따른 학습된 패턴정보를 저장하는 저장부; 및 포인트 레이저 감지부로부터 차량을 감지하여 영상 촬영부에 촬영을 요청하여 촬영영상을 입력받아 차량번호를 인식하여 차종을 분류하고, 포인트 레이저 감지부와 레이저 스캔부로부터 포인트 데이터와 스캔 데이터를 입력받아 생성한 차량의 속도, 전장, 전고 및 전폭 데이터를 기반으로 저장부에 저장된 패턴정보를 비교하여 차종을 분류하여 확정된 최종차종을 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 포인트 데이터와 스캔 데이터에서 진입시간 차에 의한 진입속도, 진출시간 차에 의한 진출속도, 진입속도와 진출속도를 평균한 평균속도 중 포인트 데이터와 스캔 데이터에서 차량 점유시간을 비교하여 어느 하나를 속도 데이터로 선택하는 속도 데이터 생성부; 속도 데이터 생성부에서 선택된 속도 데이터를 기반을 차량의 전장 데이터를 생성하는 전장 데이터 생성부; 스캔 데이터의 전폭을 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전폭 박스를 형성하고, 전폭 박스의 전폭을 평균하여 전폭 데이터를 생성하는 전폭 데이터 생성부; 스캔 데이터의 전고를 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전고 박스를 형성하고, 전고 박스의 전고를 평균하여 전고 데이터를 생성하는 전고 데이터 생성부; 및 촬영영상으로부터 차량번호를 인식하는 번호판 인식부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 속도 데이터 생성부는, 포인트 데이터에서의 차량 점유시간이 스캔 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 진출속도를 선택하고, 스캔 데이터에서의 차량 점유시간이 포인트 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 진입속도를 선택하며, 스캔 데이터에서의 차량 점유시간과 포인트 데이터에서의 차량 점유시간 차이가 설정비율 미만인 경우 평균속도를 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 저장부에 저장된 패턴정보는, 시간에 따라 다수개의 구간으로 구분된 각 구간의 평균 전고에 따른 차종별 패턴정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 저장부에 저장된 패턴정보는, 전폭 데이터와 전고 데이터에 대응되는 차종정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제어부에서 확정된 차종을 외부장치로 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 포인트 데이터와 스캔 데이터간 진입시간 차에 의한 진입속도 및 진출시간 차에 의한 진출속도의 속도오차와, 포인트 데이터와 스캔 데이터에서 차량 점유시간의 시간오차를 기반으로 신뢰도를 산출하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차종분류장치의 제어방법은, 제어부가 포인트 레이저 감지부를 통해 차량의 진입을 감지하는 단계; 제어부가 차량의 진입이 감지되면 포인트 레이저 감지부로부터 포인트 데이터를 입력받고, 촬영신호를 발생하여 영상 촬영부에 출력하며, 레이저 스캔부로부터 스캔 데이터를 입력받는 단계; 제어부가 스캔 데이터를 입력받은 후 영상 촬영부로부터 촬영영상을 입력받는 단계; 제어부가 촬영영상으로부터 차량번호를 인식하고 차종을 분류하는 단계; 제어부가 스캔 데이터로부터 박스화 알고리즘을 통해 전고 데이터와 전폭 데이터를 생성하여 차종을 분류하는 단계; 제어부가 포인트 데이터와 스캔 데이터로부터 전장 데이터를 생성하여 차종을 분류하는 단계; 및 제어부가 차량번호에 의해 분류된 차종과, 전고 및 전폭 데이터에 의해 분류된 차종과, 전장 데이터에 의해 분류된 차종으로부터 최종차종을 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전고 데이터와 전폭 데이터를 생성하여 차종을 분류하는 단계는, 제어부가 스캔 데이터의 전고와 저장부에 저장된 시간에 따라 다수개의 구간으로 구분된 각 구간의 평균 전고에 따른 차종별 패턴정보를 비교하여 차종을 분류하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전고 데이터와 전폭 데이터를 생성하는 단계는, 제어부가 스캔 데이터의 전고를 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전고 박스를 형성하고, 전고 박스의 전고를 평균하여 전고 데이터를 생성하고, 스캔 데이터의 전폭을 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전폭 박스를 형성하고, 전폭 박스의 전폭을 평균하여 전폭 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전고 데이터와 전폭 데이터를 생성하여 차종을 분류하는 단계는, 제어부가 전폭과 전고를 기반으로 저장부에 저장된 전폭과 전고에 대응되는 차종정보를 비교하여 차종을 분류하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전장 데이터를 생성하는 단계는, 제어부가 포인트 데이터와 스캔 데이터의 진입시간 차에 의한 진입속도, 진출시간 차에 의한 진출속도, 및 진입속도와 진출속도를 평균한 평균속도 중 포인트 데이터와 스캔 데이터의 차량 점유시간을 비교하여 어느 하나의 속도 데이터를 선택하고, 선택된 속도 데이터를 기반으로 전장 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 속도 데이터를 선택할 때, 제어부는 포인트 데이터에서의 차량 점유시간이 스캔 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 진출속도를 선택하고, 스캔 데이터에서의 차량 점유시간이 포인트 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 진입속도를 선택하며, 스캔 데이터에서의 차량 점유시간과 포인트 데이터에서의 차량 점유시간 차이가 설정비율 미만인 경우 평균속도를 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제어부가 포인트 데이터와 스캔 데이터간 진입시간 차에 의한 진입속도와 진출시간 차에 의한 진출속도의 속도오차와, 포인트 데이터와 스캔 데이터에서 차량 점유시간의 시간오차를 기반으로 신뢰도를 산출하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제어부에서 확정된 차종을 출력부를 통해 외부장치로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차종분류장치 및 그 제어방법은 주행차로 상에 순차적으로 설치된 포인트 레이저, 레이저 스캐너 및 전방 카메라를 통해 측정한 차량의 속도, 전장, 전고, 전폭 및 차량번호를 기반으로 신뢰도에 따라 속도를 선택하여 전장 데이터를 생성하고, 박스화 및 패턴화를 통해 전고 및 전폭 데이터를 생성하여 차종을 분류함으로써 보다 신뢰도와 정확도가 높은 차종분류 결과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치가 설치된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 스캔 데이터의 전폭과 전고를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 포인트 데이터와 스캔 데이터의 신호를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 박스화 알고리즘에 의한 전폭박스의 형성과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 박스화 알고리즘에 의한 전고박스의 형성과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 전고값의 패턴정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 박스화 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차종분류장치 및 그 제어방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치가 설치된 상태를 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 스캔 데이터의 전폭과 전고를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 포인트 데이터와 스캔 데이터의 신호를 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 박스화 알고리즘에 의한 전폭박스의 형성과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 박스화 알고리즘에 의한 전고박스의 형성과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 전고값의 패턴정보를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치에서 박스화 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치는, 포인트 레이저 감지부(10), 레이저 스캔부(20), 영상 촬영부(30), 저장부(50) 및 제어부(40)를 비롯하여 출력부(60)를 포함할 수 있다.
포인트 레이저 감지부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 주행차로를 가로질러 형성된 갠트리(70)에 설치되어 주행차로 상에 설정된 포인트 지점(12) 예를 들어, 3지점을 통과하는 차량을 감지하여 포인트 데이터를 제어부(40)에 제공한다.
레이저 스캔부(20)는 갠트리(70)에 설치되어 설정된 포인트 지점(12)과 설정거리 전방에 설정된 스캔지점(22)을 폭방향으로 2차원 스캔하여 차량을 감지하여 스캔 데이터를 제어부(40)에 제공한다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 시간에 따른 전폭과, 시간에 따른 전고를 제공할 수 있다.
영상 촬영부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 주행차로를 가로질러 형성된 갠트리(70)에 설치되어 포인트 지점(12)의 전방에서 주행차로를 주행하는 차량의 전방을 촬영하여 촬영영상을 제어부(40)에 제공한다.
저장부(50)는 차량번호 및 전장에 따른 차종과, 차종에 따른 학습된 패턴정보를 저장할 수 있다.
여기서 저장부(50)에 저장되는 패턴정보에는 도 7에 도시된 바와 같이 시간에 따라 6개의 구간으로 구분된 각 구간의 평균 전고에 따른 차종별 패턴정보를 포함하여 구간별 평균 전고를 통해 차종을 분류할 수 있도록 한다.
또한, 패턴정보는 도 8에 도시된 바와 같이 전폭과 전고에 대응되는 차종정보를 포함하여 전고 데이터와 전폭 데이터를 기반으로 차종을 분류할 수 있도록 한다.
제어부(40)는 포인트 레이저 감지부(10)로부터 차량을 감지하여 영상 촬영부(30)에 촬영을 요청하여 촬영영상을 입력받아 차량번호를 인식하여 차종을 분류하고, 포인트 레이저 감지부(10)와 레이저 스캔부(20)로부터 포인트 데이터와 스캔 데이터를 입력받아 생성한 차량의 속도, 전장, 전고 및 전폭 데이터를 기반으로 저장부(50)에 저장된 패턴정보를 비교하여 차종을 분류하여 확정된 최종차종을 출력한다.
여기서 제어부(40)는 속도 데이터 생성부(41), 전장 데이터 생성부(42), 전폭 데이터 생성부(43), 전고 데이터 생성부(44) 및 번호판 인식부(45)를 포함할 수 있다.
속도 데이터 생성부(41)는 도 4에 도시된 바와 같이 포인트 데이터와 스캔 데이터에서 진입시간 차(ti)에 의한 진입속도와 진출시간 차(to)에 의한 진출속도 중 포인트 데이터와 스캔 데이터에서 차량 점유시간을 비교하여 어느 하나를 속도 데이터로 선택할 수 있다.
즉, 포인트 데이터를 감지한 포인트 지점(12)과 설정거리 전방의 스캔 데이터를 감지한 스캔지점(22)을 차량이 진입한 시간차를 통해 진입속도를 산출할 수 있고, 차량이 진출한 시간차를 통해 진출속도를 산출할 수 있다.
여기서 속도 데이터 생성부(41)는, 포인트 데이터에서의 차량 점유시간이 스캔 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 진출속도를 선택하고, 스캔 데이터에서의 차량 점유시간이 포인트 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 진입속도를 선택할 수 있다.
한편, 포인트 데이터에서의 차량 점유시간과 스캔 데이터에서의 차량 점유시간의 시간오차가 설정비율 미만인 경우에는 진입속도와 진출속도의 평균속도를 속도 데이터로 선택할 수도 있다.
이는 차량이 두 지점을 통과하면서 위빙을 하거나 지정체되어 진입시간과 진출시간이 달라지면서 점유시간이 변경될 수 있다. 따라서 보다 정확도가 높은 속도 데이터를 선택하기 위해 점유시간이 작은 시점에서의 속도 데이터를 선택하여 사용할 수 있다.
여기서 설정비율은 5%로 설정할 수 있다.
전장 데이터 생성부(42)는 속도 데이터 생성부(41)에서 선택된 속도 데이터를 기반으로 차량의 전장 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 전장 데이터를 생성할 때 포인트 데이터에서의 차량 점유시간과 속도 데이터를 통해 진입전장을 산출할 수 있고, 스캔 데이터에서의 차량 점유시간과 속도 데이터를 통해 진출전장을 산출할 수 있을 뿐만 아니라 진입전장과 진출전장을 평균한 평균전장을 산출할 수 있다.
이때 속도 데이터 생성부(41)에서 포인트 데이터에서의 차량 점유시간과 스캔 데이터에서의 차량 점유시간에 따라 선택된 진입속도, 진출속도 및 평균속도를 기반으로 전장 데이터도 진입전장, 진출전장 및 평균전장 중 하나를 선택하여 전장 데이터로 생성할 수 있다.
전폭 데이터 생성부(43)는 스캔 데이터의 전폭을 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전폭 박스를 형성하고, 전폭 박스의 전폭을 평균하여 전폭 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 (가)에 도시된 바와 같이 스캔 데이터의 전폭을 시간에 따라 정렬하면 차량의 스카이 뷰(sky view) 상태가 된다. 여기서 박스화 알고리즘을 통해 (가)의 평균을 산출하여 평균이하를 제거하게 되면 (나)와 같이 트레일러의 경우 연결부위가 삭제된다. 다시 (나)의 결과를 평균한 후 (나)에서 평균이상을 제거하게 되면 (다)와 같이 튀어나온 부분이 삭제되면서 박스화가 된다.
이와 같이 박스화 알고리즘을 통해 스캔된 차량의 전폭을 박스화한 후 평균함으로써 (라)와 같이 전폭 데이터를 생성할 수 있다.
전고 데이터 생성부(44)는 스캔 데이터에서 전고를 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전고 박스를 형성하고, 전고 박스의 전고를 평균하여 전고 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 6의 (가)에 도시된 바와 같이 스캔 데이터의 전고를 시간에 따라 정렬하면 차량의 사이드 뷰(side view) 상태가 된다. 여기서 박스화 알고리즘을 통해 (가)의 평균을 산출하여 평균이하를 제거하게 되면 (나)와 같이 트레일러의 경우 연결부위가 삭제된다. 다시 (나)의 결과를 평균한 후 (나)에서 평균이상을 제거하게 되면 (다)와 같이 튀어나온 부분이 삭제되면서 박스화가 된다.
이와 같이 박스화 알고리즘을 통해 스캔된 차량의 전고를 박스화한 후 평균함으로써 (라)와 같이 전고 데이터를 생성할 수 있다.
번호판 인식부(45)는 촬영영상으로부터 차량번호를 인식할 수 있다.
한편, 제어부(40)는 포인트 데이터와 스캔 데이터간 진입시간 차에 의한 진입속도와 진출시간 차에 의한 진출속도의 속도오차, 및 포인트 데이터와 스캔 데이터에서의 차량 점유시간의 시간오차를 기반으로 신뢰도를 산출할 수 있다.
예를 들어, 속도오차와 점유시간의 시간오차가 설정비율 이상 차이가 발생할 경우 위빙 및 지정체로 인해 정확한 차종을 분류하기 어려워 정확도가 낮은 상태인 level 1로 설정하고, 속도오차와 점유시간의 시간오차 중 어느 하나가 설정비율 이상 차이가 발생한 경우 정확도가 중간 상태인 level 2로 설정할 수 있으며, 속도오차와 점유시간의 시간오차가 모두 설정비율 미만인 경우 정확한 차종 분류가 가능하여 정확도가 높은 상태인 level 3으로 설정할 수 있다.
여기서 설정비율은 5%로 설정할 수 있다.
따라서 제어부(40)가 확정된 최종차종과 함께 정확도를 출력함으로써 사후심사 자료에 활용할 수 있도록 하며, 정확도가 낮은 level 1과 level 2의 경우 학습을 통해 패턴정보를 갱신함으로써 차종 분류의 정확도를 높일 수 있도록 할 수 있다.
출력부(60)는 제어부(40)에서 확정된 최종차종을 외부장치인 전자식 요금 징수장치(미도시)로 출력하여 차종에 따른 통행료를 부과할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차종분류장치에 따르면, 주행차로 상에 순차적으로 설치된 포인트 레이저, 레이저 스캐너 및 전방 카메라를 통해 측정한 차량의 속도, 전장, 전고, 전폭 및 차량번호를 기반으로 신뢰도에 따라 속도를 선택하여 전장 데이터를 생성하고, 박스화 및 패턴화를 통해 전고 및 전폭 데이터를 생성하여 차종을 분류함으로써 보다 신뢰도와 정확도가 높은 차종분류 결과를 얻을 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차종분류장치의 제어방법에서는, 먼저 제어부(40)가 포인트 레이저 감지부(10)를 통해 포인트 지점(12)으로 진입하는 차량을 감지한다(S10).
S10 단계에서 차량의 진입이 감지되지 않은 경우에는 계속해서 차량의 진입을 감지하게 되고, 차량의 진입 감지된 경우, 제어부(40)는 포인트 레이저 감지부(10)로부터 감지되는 포인트 데이터를 입력받는다(S20).
또한, S10 단계에서 차량의 진입이 감지될 경우, 제어부(40)는 영상 촬영부(30)로 촬영신호를 발생시켜 진입한 차량의 전방을 촬영할 수 있도록 한다(S30).
그리고, S10 단계에서 차량의 진입이 감지된 후 포인트 지점(12)의 전방에 설정된 스캔지점(22)을 통과할 경우, 제어부(40)는 레이저 스캔부(20)로부터 스캔 데이터를 입력받는다(S40).
S40 단계에서 스캔 데이터를 입력받은 후 제어부(40)는 영상 촬영부(30)로부터 촬영 영상을 입력받는다(S50).
S10 단계로부터 S50 단계에 걸쳐 진입한 차량에 대해 촬영 영상, 포인트 데이터 및 스캔 데이터를 입력받은 후 제어부(40)는 촬영 영상으로부터 차량번호를 인식하여 차량번호의 형식을 기반으로 차종을 분류한다(S60).
차량번호를 기반으로 차종과 용도를 구분하여 차량의 대분류를 수행할 수 있다.
S60 단계에서 차량번호를 기반으로 차종을 대분류한 후 제어부(40)는 스캔 데이터로부터 박스화 알고리즘을 통해 전고 데이터 및 전폭 데이터를 생성한 후 이를 기반으로 차종을 분류한다(S80).
즉, 제어부(40)는 스캔 데이터의 전폭을 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전폭 박스를 형성하고, 전폭 박스의 전폭을 평균하여 전폭 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 (가)에 도시된 바와 같이 스캔 데이터의 전폭을 시간에 따라 정렬하면 차량의 스카이 뷰(sky view) 상태가 된다. 여기서 박스화 알고리즘을 통해 (가)의 평균을 산출하여 평균이하를 제거하게 되면 (나)와 같이 트레일러의 경우 연결부위가 삭제된다. 다시 (나)의 결과를 평균한 후 (나)에서 평균이상을 제거하게 되면 (다)와 같이 튀어나온 부분이 삭제되면서 박스화가 된다.
이와 같이 박스화 알고리즘을 통해 스캔된 차량의 전폭을 박스화한 후 평균함으로써 (라)와 같이 전폭 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 스캔 데이터에서 전고를 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전고 박스를 형성하고, 전고 박스의 전고를 평균하여 전고 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 6의 (가)에 도시된 바와 같이 스캔 데이터의 전고를 시간에 따라 정렬하면 차량의 사이드 뷰(side view) 상태가 된다. 여기서 박스화 알고리즘을 통해 (가)의 평균을 산출하여 평균이하를 제거하게 되면 (나)와 같이 트레일러의 경우 연결부위가 삭제된다. 다시 (나)의 결과를 평균한 후 (나)에서 평균이상을 제거하게 되면 (다)와 같이 튀어나온 부분이 삭제되면서 박스화가 된다.
이와 같이 박스화 알고리즘을 통해 스캔된 차량의 전고를 박스화한 후 평균함으로써 (라)와 같이 전고 데이터를 생성할 수 있다.
이와 같이 전고 데이터와 전폭 데이터를 생성한 후 제어부(40)는 도 7에 도시된 바와 같이 시간에 따라 6개의 구간으로 구분하여 각 구간의 평균 전고를 기반으로 저장부(50)에 저장된 패턴정보와 비교하여 차종을 분류할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 전폭 데이터와 전고 데이터를 도 8에 도시된 바와 같이 전폭과 전고에 대응되는 패턴정보와 비교하여 차종을 분류할 수 있다.
S80 단계에서 차종을 분류한 후 제어부(40)는 포인트 데이터와 스캔 데이터로부터 전장 데이터를 생성하여 차종을 분류한다(S90).
여기서, 제어부(40)는 포인트 데이터와 스캔 데이터간 진입시간 차에 의한 진입속도, 진출시간 차에 의한 진출속도, 및 진입속도와 진출속도를 평균한 평균속도 중 포인트 데이터와 스캔 데이터에서의 차량 점유시간을 비교하여 어느 하나를 속도 데이터로 선택하고, 선택된 속도 데이터를 기반으로 전장 데이터를 생성할 수 있다.
이때 제어부(40)는 포인트 데이터에서의 차량 점유시간이 스캔 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 진출속도를 선택하고, 스캔 데이터에서의 차량 점유시간이 포인트 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 진입속도를 선택할 뿐만 아니라 포인트 데이터에서의 차량 점유시간과 스캔 데이터에서의 차량 점유시간이 설정비율 미만인 경우에는 평균속도를 속도 데이터로 선택할 수도 있다.
이는 차량이 두 지점을 통과하면서 위빙을 하거나 지정체되어 진입시간과 진출시간이 달라지면서 점유시간이 변경될 수 있다. 따라서 보다 정확도가 높은 속도 데이터를 선택하기 위해 점유시간이 작은 시점에서의 속도 데이터를 선택하여 사용할 수 있다.
따라서 제어부(40)는 선택된 속도 데이터를 기반으로 포인트 데이터에서의 차량 점유시간과 속도 데이터를 통해 진입전장을 산출할 수 있고, 스캔 데이터에서의 차량 점유시간과 속도 데이터를 통해 진출전장을 산출할 수 있을 뿐만 아니라 진입전장과 진출전장을 평균한 평균전장을 산출할 수 있다.
이때 제어부(40)는 선택된 속도 데이터를 기반으로 진입전장, 진출전장 및 평균전장 중 하나를 선택하여 전장 데이터로 생성한 후 차종을 분류할 수 있다.
한편, 제어부(40)는 포인트 데이터와 스캔 데이터간 진입시간 차에 의한 진입속도 및 진출시간 차에 의한 진출속도의 속도오차와, 포인트 데이터와 스캔 데이터에서의 차량 점유시간의 시간오차를 기반으로 신뢰도를 산출할 수도 있다.
예를 들어, 속도오차와 점유시간의 시간오차가 설정비율 이상 차이가 발생할 경우 위빙 및 지정체로 인해 정확한 차종을 분류하기 어려워 정확도가 낮은 상태인 level 1로 설정하고, 속도오차와 점유시간의 시간오차 중 어느 하나가 설정비율 이상 차이가 발생한 경우 정확도가 중간 상태인 level 2로 설정할 수 있으며, 속도오차와 점유시간의 시간오차가 모두 설정비율 미만인 경우 정확한 차종 분류가 가능하여 정확도가 높은 상태인 level 3으로 설정할 수 있다.
여기서 설정비율은 5%로 설정할 수 있다.
한편 제어부(40)는 정확도가 낮은 level 1의 경우, S80 단계에 의한 전장 데이터를 생성하여 차종을 분류하는 과정을 생략할 수도 있다.
이후 제어부(40)는 S60 단계로부터 S80 단계까지를 통해 분류된 차종에 대해 공통으로 분류된 차종을 기반으로 최종차종을 확정한다(S90).
S90 단계에서 최종차종을 확정한 후 제어부(40)는 출력부(60)를 통해 최종차종을 외부장치인 전자식 요금 징수장치로 출력하여 차종에 따른 통행료를 부과할 수 있도록 한다(S100).
이때 제어부(40)는 확정된 최종차종과 함께 정확도를 출력함으로써 사후심사 자료에 활용할 수 있도록 하며, 정확도가 낮은 level 1과 level 2의 경우 학습을 통해 패턴정보를 갱신함으로써 차종 분류의 정확도를 높일 수 있도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차종분류장치의 제어방법에 따르면, 주행차로 상에 순차적으로 설치된 포인트 레이저, 레이저 스캐너 및 전방 카메라를 통해 측정한 차량의 속도, 전장, 전고, 전폭 및 차량번호를 기반으로 신뢰도에 따라 속도를 선택하여 전장 데이터를 생성하고, 박스화 및 패턴화를 통해 전고 및 전폭 데이터를 생성하여 차종을 분류함으로써 보다 신뢰도와 정확도가 높은 차종분류 결과를 얻을 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 포인트 레이저 감지부 12 : 포인트 지점
20 : 레이저 스캔부 22 : 스캔지점
30 : 영상 촬영부 40 : 제어부
41 : 속도 데이터 생성부 42 : 전장 데이터 생성부
43 : 전폭 데이터 생성부 44 : 전고 데이터 생성부
45 : 번호판 인식부 50 : 저장부
60 : 출력부 70 : 갠트리

Claims (15)

  1. 주행차로 상에 설정된 포인트 지점을 통과하는 차량을 감지하는 포인트 레이저 감지부;
    상기 포인트 지점과 설정거리 전방에 설정된 스캔지점을 폭방향으로 스캔하여 상기 차량을 감지하는 레이저 스캔부;
    상기 스캔지점의 전방에서 상기 주행차로를 주행하는 상기 차량의 전방을 촬영하는 영상 촬영부;
    차량번호 및 전장에 따른 차종과, 차종에 따른 학습된 패턴정보를 저장하는 저장부; 및
    상기 포인트 레이저 감지부로부터 상기 차량을 감지하여 상기 영상 촬영부에 촬영을 요청하여 촬영영상을 입력받아 차량번호를 인식하여 차종을 분류하고, 상기 포인트 레이저 감지부와 상기 레이저 스캔부로부터 포인트 데이터와 스캔 데이터를 입력받아 생성한 상기 차량의 속도, 전장, 전고 및 전폭 데이터를 기반으로 상기 저장부에 저장된 상기 패턴정보를 비교하여 차종을 분류하여 확정된 최종차종을 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 포인트 데이터와 상기 스캔 데이터에서 진입시간 차에 의한 진입속도, 진출시간 차에 의한 진출속도, 및 상기 진입속도와 상기 진출속도를 평균한 평균소도 중 상기 포인트 데이터와 상기 스캔 데이터에서 차량 점유시간을 비교하여 어느 하나를 속도 데이터로 선택하는 속도 데이터 생성부;
    상기 속도 데이터 생성부에서 선택된 상기 속도 데이터를 기반을 상기 차량의 전장 데이터를 생성하는 전장 데이터 생성부;
    상기 스캔 데이터의 전폭을 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전폭 박스를 형성하고, 상기 전폭 박스의 전폭을 평균하여 상기 전폭 데이터를 생성하는 전폭 데이터 생성부;
    상기 스캔 데이터의 전고를 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전고 박스를 형성하고, 상기 전고 박스의 전고를 평균하여 상기 전고 데이터를 생성하는 전고 데이터 생성부; 및
    상기 촬영영상으로부터 차량번호를 인식하는 번호판 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 속도 데이터 생성부는, 상기 포인트 데이터에서의 차량 점유시간이 상기 스캔 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 상기 진출속도를 선택하고, 상기 스캔 데이터에서의 차량 점유시간이 상기 포인트 데이터에서의 차량 점유시간보다 상기 설정비율 이상 클 경우 상기 진입속도를 선택하며, 상기 스캔 데이터에서의 차량 점유시간과 상기 포인트 데이터에서의 차량 점유시간 차이가 상기 설정비율 미만인 경우 상기 평균속도를 선택하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 저장부에 저장된 패턴정보는, 시간에 따라 다수개의 구간으로 구분된 각 구간의 평균 전고에 따른 차종별 패턴정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 저장부에 저장된 패턴정보는, 상기 전폭 데이터와 상기 전고 데이터에 대응되는 차종정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 확정된 차종을 외부장치로 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 포인트 데이터와 상기 스캔 데이터 간 진입시간 차에 의한 진입속도 및 진출시간 차에 의한 진출속도의 속도오차와, 상기 포인트 데이터와 상기 스캔 데이터에서의 차량 점유시간의 시간오차를 기반으로 신뢰도를 산출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치.
  8. 상기 제어부가 포인트 레이저 감지부를 통해 차량의 진입을 감지하는 단계;
    상기 제어부가 상기 차량의 진입이 감지되면 상기 포인트 레이저 감지부로부터 포인트 데이터를 입력받고, 촬영신호를 발생하여 영상 촬영부에 출력하며, 레이저 스캔부로부터 스캔 데이터를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 스캔 데이터를 입력받은 후 상기 영상 촬영부로부터 촬영영상을 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 촬영영상으로부터 차량번호를 인식하고 차종을 분류하는 단계;
    상기 제어부가 상기 스캔 데이터로부터 박스화 알고리즘을 통해 전고 데이터와 전폭 데이터를 생성하여 차종을 분류하는 단계;
    상기 제어부가 상기 포인트 데이터와 상기 스캔 데이터로부터 전장 데이터를 생성하여 차종을 분류하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 차량번호에 의해 분류된 차종과, 상기 전고 및 전폭 데이터에 의해 분류된 차종과, 상기 전장 데이터에 의해 분류된 차종으로부터 최종차종을 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치의 제어방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 전고 데이터와 상기 전폭 데이터를 생성하여 차종을 분류하는 단계는, 상기 제어부가 상기 스캔 데이터의 전고와 저장부에 저장된 시간에 따라 다수개의 구간으로 구분된 각 구간의 평균 전고에 따른 차종별 패턴정보를 비교하여 차종을 분류하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치의 제어방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 전고 데이터와 상기 전폭 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 스캔 데이터의 전고를 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전고 박스를 형성하고, 상기 전고 박스의 전고를 평균하여 상기 전고 데이터를 생성하고,
    상기 스캔 데이터의 전폭을 시간에 따라 정렬하여 박스화 알고리즘을 통해 전폭 박스를 형성하고, 상기 전폭 박스의 전폭을 평균하여 상기 전폭 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치의 제어방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 전고 데이터와 상기 전폭 데이터를 생성하여 차종을 분류하는 단계는, 상기 제어부가 전폭과 전고를 기반으로 저장부에 저장된 전폭과 전고에 대응되는 차종정보를 비교하여 차종을 분류하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치의 제어방법.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 전장 데이터를 생성하는 단계는, 상기 제어부가 상기 포인트 데이터와 상기 스캔 데이터간 진입시간 차에 의한 진입속도와, 진출시간 차에 의한 진출속도, 및 상기 진입속도와 상기 진출속도를 평균한 평균속도 중 상기 포인트 데이터와 상기 스캔 데이터의 차량 점유시간을 비교하여 어느 하나의 속도 데이터를 선택하고, 선택된 상기 속도 데이터를 기반으로 상기 전장 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치의 제어방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 속도 데이터를 선택할 때, 상기 제어부는 상기 포인트 데이터에서의 차량 점유시간이 상기 스캔 데이터에서의 차량 점유시간보다 설정비율 이상 클 경우 상기 진출속도를 선택하고, 상기 스캔 데이터에서의 차량 점유시간이 상기 포인트 데이터에서의 차량 점유시간보다 상기 설정비율 이상 클 경우 상기 진입속도를 선택하며, 상기 스캔 데이터에서의 차량 점유시간과 상기 포인트 데이터에서의 차량 점유시간 차이가 상기 설정비율 미만인 경우 상기 평균속도를 선택하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치의 제어방법.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 제어부가 상기 포인트 데이터와 상기 스캔 데이터간 진입시간 차에 의한 진입속도와 진출시간 차에 의한 진출속도의 속도오차와, 상기 포인트 데이터와 상기 스캔 데이터에서 차량 점유시간의 시간오차를 기반으로 신뢰도를 산출하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치의 제어방법.
  15. 제 8항에 있어서, 상기 제어부에서 확정된 차종을 출력부를 통해 외부장치로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차종분류장치의 제어방법.
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