KR20190040658A - 위법운전 자동 촬영, 분석, 신소 및 전송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 내부에 설치한 카메라를 이용하여 주변의 위법운전을 실시간으로 감시하고 위법 운전이 발견되었을 경우, 사용자의 아무런 조작 없이 위법 운전 영상을 취득하고 취득한 영상을 사용자가 미리 지정해 놓은 저장 공간 또는 위법운전의 신고 대상 관청의 서버로 자동으로 전송하는 시스템이다.
본 발명품은 카메라로 입수되는 영상을 근거로 위법 운전을 판단하는 소프트웨어 알고리즘과 카메라로 구분되며, 일반적으로 많이 설치되어 있는 차량용 블랙박스 카메라와 연계작업도 가능하도록 구성된다.
본 발명에 의하면, 본 발명품을 차량에 설치하고 주행중 발생하는 주변의 차량들을 연속적으로 촬영하고, 본 발명의 소프트웨어 알고리즘은 촬영된 영상을 실시간으로 판독하여 위법 운전이 확인된 경우, 위법 운전의 영상 및 위법 운전 차량의 차량 번호판 영상, 시간, 촬영 장소를 취득하여, 사용자가 지정해 놓은 별도의 저장공간에 저장하거나 해당 위법 행위를 단속하는 관할 관청의 서버로 제보자의 정보를 추가하여 전송하는 행위를 하게 된다.
이 과정에서 사용자의 별도의 조작이 전혀 불필요하다는 것이 본 발명품의 특징이라 하겠다.
[실시예]
본 발명품이 설치된 차량을 운전자가 운전하기 시작하면, 본 발명품에서는 실시간으로 현재의 시각과 위치 정보를 포함한 영상을 카메라를 통해 취득하게 된다. 취득된 영상은 연산장치로 실시간으로 전송되고 연산장치에서는 입력되는 영상을 감시하며, 알고리즘 상 위법운전이라고 판단되는 영상을 잘라낸 후 GPS 모듈을 통해 얻은 위치 정보와 시간 정보와 미리 입력해 둔 운전자의 정보를 영상과 포함하여 저장장치에 기록하게 된다. 기록된 영상은 사용자의 설정에 따라 보관되거나, 또는 무선 통신 모듈을 이용해서 지정해둔 장소로 전송된다.
이런 복잡한 연산과 처리 과정이 수행됨에 있어, 운전자는 그 사실조차 인지하지 못하며, 오로지 본 발명품에 의해 자동으로 처리되는 것이므로 운전자는 추후 전송된 영상의 처리결과를 전송 받은 자 로부터 전달 받을 수 있다.

Description

위법운전 자동 촬영, 분석, 신고 및 전송 시스템 {automatic Illegal driving shooting, analysis, reporting and transmission system}

본 발명은 운전 중 운전자 본인 또는 다른 운전자 및 보행자에게 위해를 가할 수 위법 운전을 자동으로 단속하고 신고할 수 있는 시스템으로서, 본 발명의 프로세서가 수행되는 과정에 사용자의 임의적인 조작이나 인지가 전혀 필요하지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프로세서가 원활하게 구동되기 위해서는 차량 내부에 전방 또는 후방을 주시하는 카메라가 필요하며 GPS 수신기가 같이 구성되며, 카메라를 통해 입수된 영상을 실시간으로 분석할 수 있는 연산 장치 및 위법 운전으로 판단된 영상을 사용자가 지정한 저장 공간으로의 저장 또는 해당 영상의 신고 접수 관청의 서버로 전송하는 무선 통신 기술을 포함한다.

운전 중 흔히 일어나는 위법운전으로 인해 운전자 본인은 물론이거니와 다른 운전자 및 보행자는 항상 위험에 노출되어 있다. 이런 위법운전을 근절하기 위해서는 많은 단속 인원과 장비가 필요로 하지만 이런 단속 인원과 장비는 유한하기 때문에 극히 일부의 위법운전자만이 단속되고 있는 현실이다.

본 발명은 본 발명품이 장착되어 도로를 운행하는 모든 차량이 위법운전을 단속할 수 있는 기능을 갖추도록 하는데 목적이 있다.

본 장치의 기본이 되는 장치인 카메라는 영상을 촬영하는 목적의 장치이고, 이런 카메라가 취득하는 영상을 스스로 연산하고 분석하여 이후의 과정을 수행하도록 하는 기능을 부여하여 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 사용되는 기술은 영상 분석 및 무선 통신을 근간으로 한다.

본 발명에서 적발할 수 있는 위법 운전 행위는 불법 차선 변경, 불법 유턴 및 중앙선 침범, 과속 운전, 신호 위반이다.

본 발명의 연산 프로그램은 카메라로 촬영되고 있는 영상을 실시간으로 모니터링 한다.

연산 프로그램의 알고리즘은 각 단속 항목별로 각각 구분된다.

1)불법 차선 변경 알고리즘

도로교통법 제 14조제4항 (진로변경 금지장소에서 진로변경 위반) 은 흰색 실선에서의 차선 변경을 위법 운전이라 정의한다.

본 알고리즘은 자동차의 주행시 카메라로 입력 되는 신호 중 일부에 흰색 실선이 입력되면 동작한다. 흰색 실선 영역을 실시간으로 인식하게 되며, 인식된 흰색 실선 영역에 가상의 구획을 정하여, 해당 인식 공간을 가로지르는 물체로 인해 흰색 실선 영역이 침범 당할 경우 3초 전의 촬영분량부터 별도의 저장을 시작하며, 침범된 흰색 실선이 다시 원상 복귀 된 후 3초가 지나서 저장을 마치게 된다. 이때 번호판 식별 알고리즘을 이용하여 흰색 실선 영역을 침범한 영역 내에서 인식된 번호판의 숫자와 문자 정보를, 저장된 동영상과 같은 이름으로 저장하게 된다. 사용자가 미리 설정해 둔 전송 위치가 있을 경우 카메라 내부의 무선 전송 장치를 통해 전송되며, 스마트폰과 와이파이 또는 블루투스로 연결 되어 있을 경우 저장된 정보는 스마트폰을 거쳐 전송되게 할 수 있다.

발명품에는　GPS 장치와 현재 시간을 확인할 수 있는 디지털 방식의 시계가 포함되며, 미리 부여 받은 개인 식별 정보와 같이 불법 차선 변경 동영상, 해당 동영상에서의 차량 번호 정보, 해당 장치를 이용하여 시간과 위치 정보를 포함한 데이터를 같이 전송하게 되며, 이는 즉시 신고의 요건을 갖추게 된다.

2)불법유턴 및 중앙선 침범 알고리즘

도로교통법 12조 (통행 구분) 유턴이 허용되지 않는 곳에서의 유턴은 불법 운전 행위에 속한다.

본 알고리즘은 자동차의 신호대기 또는 주행시 카메라로 입력 되는 신호 중 일부에 주황색 실선이 입력되면 동작한다. 1) 항과 마찬가지로 주황색 실선 영역에 구획이 지정되고 해당 인식 공간을 가로지르는 물체로 인해 주황색 실선 영역이 침범 당할 경우 3초 전의 촬영분량부터 별도의 저장을 시작하며, 침범된 주황색 실선이 다시 원상 복귀 된 후 3초가 지나서 저장을 마치게 된다. 이때 번호판 식별 알고리즘을 이용하여 주황색 실선 영역을 침범한 영역 내에서 인식된 번호판의 숫자와 문자 정보를, 저장된 동영상과 같은 이름으로 저장하게 된다. 사용자가 미리 설정해 둔 전송 위치가 있을 경우 카메라 내부의 무선 전송 장치를 통해 전송되며, 스마트폰과 와이파이 또는 블루투스로 연결 되어 있을 경우 저장된 정보는 스마트폰을 거쳐 전송되게 할 수 있다.

발명품에는　GPS 장치와 현재 시간을 확인할 수 있는 디지털 방식의 시계가 포함되며, 미리 부여 받은 개인 식별 정보와 같이 불법 유턴 및 중앙선 침범 동영상, 해당 동영상에서의 차량 번호 정보, 해당 장치를 이용하여 시간과 위치 정보를 포함한 데이터를 같이 전송하게 되며, 이는 즉시 신고의 요건을 갖추게 된다.

3)과속 운전 단속 알고리즘

도로교통법 15조 (속도위반) 자동차 도로에서 차량이 주행할 수 있는 최고 속도를 제한하게 되며, 이를 위반할 시 과속 운전이 된다.

본 알고리즘은 본 발명품인 카메라 장치의 내부에 GPS를 내장하여 본인의 차량의 속도를 확인하고 기록할 수 있으며, 운전자가 주행하는 도로의 최고속도는 주행 도로의 속도 제한 표시판의 숫자를 인식하는 알고리즘을 통해 지정하여 과속의 기준점으로 지정할 수 있다.

운전자의 차량과 과속하는 차량의 속도의 차이를 계산하는 알고리즘은 아래와 같이 구성된다.

80km 제한 도로를 운전자가 80km 로 주행하고 있을 때 옆차선의 주행 차량이 과속운전을 할 경우 운전자의 차량을 지나쳐서 앞으로 나아가게 되는데, 이때 과속 차량이 흰색 점선 차선을 따라 달리게 될 경우, 과속 차량의 후미가 흰색 점선 차선의 끝을 통과하고, 다음 차선의 끝을 통과하는 시간을 계산하여, 특정 거리를 이동한 시간을 연산을 통해 얻어낼 수 있으며, 얻어낸 속도에 운전자의 차량 속도를 더하여 과속 차량의 속도를 계측할 수 있다.

단, 흰색 실선 구간의 경우는 상기의 분석 알고리즘을 사용할 수 없으며, 이럴 경우 차량이 추월하여 나가는 시점에 차량의 번호판의 면적 정보를 픽셀 단위로 확인한 후 1초 단위로 번호판의 면적을 다시 연산하며 데이터를 수집하여 차량의 속도를 확인할 수 있다.

상기의 두가지 방법은 병행하여 운전자의 차량의 속도와 비교할 수 있다.

사용자가 미리 설정해 둔 전송 위치가 있을 경우 카메라 내부의 무선 전송 장치를 통해 전송되며, 스마트폰과 와이파이 또는 블루투스로 연결 되어 있을 경우 저장된 정보는 스마트폰을 거쳐 전송되게 할 수 있다.

발명품에는　GPS 장치와 현재 시간을 확인할 수 있는 디지털 방식의 시계가 포함되며, 미리 부여 받은 개인 식별 정보와 같이 GPS에서 확인한 운전자의 차량의 속도 정보, 시간별 과속 차량의 주행 거리 정보와 해당 동영상, 해당 동영상에서의 차량 번호 정보, 해당 장치를 이용하여 시간과 위치 정보를 포함한 데이터를 같이 전송하게 되며, 이는 즉시 신고의 요건을 갖추게 된다.

4)신호 위반 단속 알고리즘

도로교통법 제5조 (신호 또는 지시에 따를 의무) 도로를 통행하는 차량은 교통 안전 시설이 표시하는 신호의 지시를 따라야 하며, 이를 어길 시 불법 운전 행위에 속한다.

본 알고리즘은 구현하기 위한 조건이 다소 제약적이다.

신호 대기 정차시 반드시 정차된 차량들의 최선두에 위치해 있어야 한다.

본 알고리즘은 자동차의 신호대기시 전방의 빨간 신호등과 운전자의 차량이 정차하고 있어야 하는 조건을 충족해야 한다. 카메라로 입력 되는 신호로 운전자의 차량이 정차임을 인식하고, 동시에 화면에 식별되는 신호등의 점멸등이 빨간 등으로 인식 될 경우, 프로그램은 전면의 빨간 신호등의 하부에 가로로 가상의 구획을 설정함과 동시에 동작한다.

해당 구획을 Y 축 방향으로 침범하는 차량으로 인해 가상의 구획 영역이 침범 당할 경우 3초 전의 촬영분량부터 별도의 저장을 시작하며, 침범된 가상의 구획 영역이 다시 원상 복귀 된 후 3초가 지나서 저장을 마치게 된다. 이때 번호판 식별 알고리즘을 이용하여 가상의 구획 영역을 침범한 영역 내에서 인식된 번호판의 숫자와 문자 정보를, 저장된 동영상과 같은 이름으로 저장하게 된다. 사용자가 미리 설정해 둔 전송 위치가 있을 경우 카메라 내부의 무선 전송 장치를 통해 전송되며, 스마트폰과 와이파이 또는 블루투스로 연결 되어 있을 경우 저장된 정보는 스마트폰을 거쳐 전송되게 할 수 있다.

발명품에는　GPS 장치와 현재 시간을 확인할 수 있는 디지털 방식의 시계가 포함되며, 미리 부여 받은 개인 식별 정보와 같이 신호 위반 동영상, 해당 동영상에서의 차량 번호 정보, 해당 장치를 이용하여 시간과 위치 정보를 포함한 데이터를 같이 전송하게 되며, 이는 즉시 신고의 요건을 갖추게 된다.

본 발명은 상기에 기술한 바와 같이 각 차량에 장착한 본 발명품을 이용하여 차량 운행중에 빈번하게 발생하는 불법 운전 행위를 단속하여 불법운전 행위를 줄이는 효과를 기대할 수 있을 것이다.

불법 운전을 단속하기 위해 투입되는 많은 인력을 치안이나 보다 주용한 사회적 문제 해결을 위해 사용할 수 있도록 하고, 운전자 스스로가 불법 운전이 가져오는 피해를 가까이 느끼게 되어 안전하게 운전하고, 보행할 수 있는 시민의 권리를 찾아주기 위한 장치와 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 차량에 장착되는 본 발명품이 얼마만큼 많은 교통 위반을 식별해 낼 수 있도록 하는가에 대한 범위의 확장이고, 운전자가 운전중에 별도의 조작을 하게 되면 이에 수반한 위험이 새롭게 발생하게 되므로, 별도의 조작 없이 불법 운전을 식별하고, 얻어낸 결과를 정확하게 목표지점에 전달되게 하느냐에 있다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 발명품의 구성 장치는 아래와 같이 구성된다.

사용자가 조작하거나 인식하지 않은 상태에서 위법 운전을 적발하고 유관기관에 관련 내용을 전달하기 위해서는, 발명품에 다음과 같은 장치가 포함되어야 한다.

1) 전방과 후방등을 촬영할 수 있는 카메라가 필요하다. 차량 주변 10m 내외의 거리가 떨어져 있는 차량의 번호판을 식별을 위해서는 Full HD 이상급의 카메라가 필요하며, 본 하드웨어는 위법 운전 적발 용도 이외에 차량용 블랙박스 용도로 병행되어 사용할 수 있다. 또는 기존에 사용하는 블랙박스를 해당 용도에 맞추어 변경을 할 수 있으며, 그러기 위해서는 별도의 SW를 설치하여야 한다.

2) 현재의 장치의 위치와 속도를 확인할 수 있는 GPS 장치가 포함되어야 한다. 위법 영상을 취득하게 되면 해당 위법행위가 이루어진 위치가 포함되어야 하고, 만약 운행 속도의 위법이라고 한다면, 앞서 설명한 알고리즘을 구현하기 위해서 GPS 장치가 반드시 필요하다.

3) 입력된 영상 정보를 분석할 수 있는 CPU(연산장치)가 필요하다. 카메라에서 입력된 영상 정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 SW를 구동시키기 위해서는 CPU 가 반드시 필요하며, 휴대전화로 영상을 전송하여 휴대전화의 CPU를 사용하여 모니터링이 가능하다.

4) 카메라로 입수한 영상을 모니터링 하는 과정에서 위법이라고 인지되는 영상을 별도로 저장하여 사용자가 원하는 위치로 전송하기 위해서는 무선 전송 장치가 필요하다. 무선 통신을 할 수 있는 하드웨어가 있어야 하며, 만약 해당 장치가 없을 경우는 휴대전화의 무선 통신 장치를 사용하여 데이터를 전송할 수 있다.

4)휴대폰의 CPU를 사용하거나, 휴대폰의 무선 통신 장치를 사용하기 위해서는 휴대폰과 통신할 수 있는 블루투스 장치 또는 근접 무선 통신 장치가 반드시 필요하다.

본 발명은, 보행자 또는 운전자를 일부의 위법 운전자로부터 보호하는 것을 최종적 목적으로 본다.

그러기 위해서는 지속적이고 정기적인 위법 운전의 단속이 필요하지만, 인적 자원과 물적 자원은 한정이 되어 있기 때문에, 단속 인력을 계속 증가시키기도 쉽지 않고, 단속 장비를 구축하는데에도 막대한 비용이 소모되고 이를 유지하기 위해서는 지속적인 고정 비용이 추가될 수 밖에 없는 것이 현실이다. 위법운전이 이루어지는 도로를 운행하는 수많은 차량이 각각 위법운전을 감시하고 제보할 수 있는 장치를 가지고 있다면 위법운전의 빈도는 현저하게 줄어들 것이고, 단속 경찰이 없다는 이유로 위법운전을 하는 운전자는 획기적으로 줄어들 것이다. 외국에서는 위법운전을 줄이기 위해 국내보다 훨씬 더 큰 금액의 벌금을 부과하는 방식으로 위법운전을 억제하는 곳도 있지만, 이 역시 다수의 감시자가 있는 환경 만큼의 억제효과에는 미치지 못한다. 본 발명이 일반화되고 다수의 차량에 설치가 된다면, 각 차량 한 대 한 대가 모두 단속 경찰의 역할을 수행할 수 있을 것이고, 위법운전은 현저하게 줄어들 것이다.

도 1 은 본 발명장치의 처리 과정을 나타낸 도면으로서, 카메라로부터 촬영된 영상을 연산장치에서 계산하고, 알고리즘상 위법운전이라고 판단 될 경우 GPS에서 얻은 정보와 정보 제공자(본 발명품의 사용자)의 정보를 포함한 영상과 정보를 저장장치에 저장하고, 해당 영상을 무선통신 모듈을 통해 사용자가 미리 지정해 놓
은 장소로 자동으로 전송하는 시스템을 도식화 한 것이다.
도 2는 도 1에서 연산, 위치 및 시간 정보, 무선 전송 가능을 담당하는 부속장치를 스마트폰으로 대체할 경우 카메라와 스마트폰의 데이터 전송을 위해 블루투스 통신 모듈이 추가되고, GPS 모듈, 연산장치, 무선 통신장치가 제거된 상태에서, 같은 결과를 얻을 수 있는 장치를 도식화 한 것이다.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용은 아래와 같다.

본 발명품은 도 1 의 카메라(100)가 중심이 되어 카메라 장치의 내부에는 GPS 모듈(101) 을 내장하고 있다. 본 발명품이 얻고자 하는 결과물을 얻기 위해서는 카메라(100)는 최소 FHD 급 이상의 카메라가 사용되어여야 하며, 야간 영상 획득을 위하여 충분한 화질 성능을 갖춘 카메라를 사용해야 한다. 카메라(100)로 촬영되고 있는 영상은 GPS 모듈(101) 에서 생성하는 위치 정보와 시간 정보를 포함하여 생성된다. 생성된 영상은 즉시 발명품에 포함된 연산장치(103) 로 보내져 위법 차량을 식별하는 연산을 수행하게 된다. 연산을 수행하는 내용은 불법 차선 변경, 불법유턴, 중앙선 침범, 과속, 신호 위반을 발명품의 자체 연산과정을 통해 감시하게 되고, 분석 알고리즘에 근거하여 위법 운전이라고 판단된 영상은 저장장치(104)에 기록이 되고, 사용자의 설정에 따라 무선통신 모듈(105)을 통해 지정 위치로 무선 전송된다.

전송되는 영상에는 GPS 모듈(102)에서 수집된, 영상이 촬영된 위치와 시간 정보를 포함하고, 연산장치(103)에서 식별된 위법운전 조항이 포함되며, 전송자의 정보가 포함된다. 연산장치(103)에서는 위법 영상 중 차량 번호판을 자동으로 인식하는 알고리즘이 포함되어 해당 차량의 번호판 정보를 포함한다.

이렇게 하여 위법운전을 신고하는 과정에서 필요로 하는 정보를 모두 하나의 파일로 전송하여, 최종 전송 도착지에서는 해당 정보를 확인할 수 있다.

위의 내용이 본 발명품의 기본 구성이지만, 일반인에게도 매우 상용화된 스마트폰과 해당 발명품을 연계하면 보다 효율적인 구성이 가능하다.

도 2 와 같이 연산장치가 수행하는 위치에 스마트폰(203)으로 구성을 하게 되면, 스마트폰이 연산장치의 역할을 할 수 있다. 다만 해당 연산을 하기 위해서는 스마트폰에 앱 형태의 SW 가 설치되어 있어야하며, 카메라(201) 내부에 블루투스 모듈(202)을 내장하여 스마트폰과(203)의 무선통신을 지원해야 한다.

스마트폰(203)은 GPS 모듈과 연산장치, 저장장치 및 무선 통신 모듈을 모두 내장하고 있기 때문에 임무를 수행하기 위해 기본적으로 필요한 장치를 대체할 수 있다.

Claims (6)

1. 카메라로 입력된 영상을 이용하여 위법 차선변경을 자동으로 판독하는 방법.
2. 카메라로 입력된 영상을 이용하여 불법 유턴 및 중앙선 침범을 자동으로 판독하는 방법.
3. 카메라로 입력된 영상과 발명품에 내장된 GPS 모듈을 이용하여 추월하는 차량의 속도를 자동으로 판독하는 방법.
4. 카메라로 입력된 영상을 이용하여 자동으로 신호위반을 판독하는 방법.
5. 위법임이 판독된 영상에 위치와 시간 정보 및 사용자 정보를 자동으로 삽입하는 방법
6. 본 발명품을 통해 만들어진 영상을 무선통신 모듈을 이용하여 지정된 장소로 자동으로 전송하는 방법

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