KR20190072219A - Tire pressure measurement system and method based on image analysis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상 이미지 분석을 기반으로 타이어의 공기압을 측정하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자가 차량운행 시에 별도의 시스템 장착 없이 단순히 촬영된 타이어 영상 이미지 정보에 의해 타이어 공기압에 대한 정보를 얻을 수 있도록 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for measuring air pressure of a tire based on image analysis, and more particularly, to a system and method for measuring air pressure of a tire, And more particularly, to a system and method for providing information to a user.
타이어는 차체를 지지하면서 회전되어 차량의 주행을 실질적으로 가능케 함은 물론, 정지 시에 지면과의 마찰력으로 차량이 정차할 수 있도록 하는 차량의 필수 구성요소로서, 타이어의 공기압이 부족하거나 펑크가 나서 바람이 빠지게 되면 차량의 주행 안전성에 악영향을 미치게 된다.The tire is an essential component of a vehicle which is rotated while supporting the vehicle body to substantially allow the vehicle to run, and also allows the vehicle to stop by friction with the ground at the time of stopping. The tire is insufficiently pressurized or punctured If the wind is out, the running safety of the vehicle is adversely affected.
또한, 자동차 정비 불량 항목 중 타이어 정비 불량이 증가하고 있으며, 주로 공기압 문제가 큰 비중을 차지한다. 점검 결과, 28.3%가 타이어 정비가 불량한 상태로 운행 중이고, 그중 62%가 공기압 문제를 가지는 것으로 파악된다. 구체적으로, 대한타이어산업협회 설문조사결과(09년), 전체 차량의 44.2%가 저공기압 상태로 운전 중이며 타이어 문제 발생 경험자 중 펑크(61%), 파열(18%)로 인한 치명적 사고를 경험한 비율이 79%로, 공기압과 타이어 안전사고의 연관성이 높음을 알 수 있다. 이에 따라 차량의 관리는 지속해서 필요한 상황이다.In addition, there are increasing among poor tire maintenance car repair defective item, accounting for a large proportion, mainly air pressure problem. As a result of the inspection, 28.3% of the tires are in poor condition and 62% of them have air pressure problems. Specifically, the results of the survey conducted by the Korea Tire Industry Association (2009) show that 44.2% of all vehicles are operating under low air pressure and experienced fatal accidents caused by punctures (61%) and ruptures (18%) The ratio is 79%, indicating that the relationship between air pressure and tire safety accident is high. As a result, the management of the vehicle continues to be necessary.
미국의 경우는 2007년 9월 이후, 유럽의 경우는 2012년 11월 이후 판매되는 모든 차량 중 차중이 4,500kg 이하의 승용차 및 경트럭에 대해 타이어 공기압 측정 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)의 설치를 의무화시켰다. 국내에서는 이보다 늦은 2013년 1월부터 의무 장착을 시행하였으나, 의무 장착 시행 이전 차량에 대한 규제가 없다.In the case of the United States, the installation of the Tire Pressure Monitoring System (TPMS) for passenger cars and light trucks with a car weight of 4,500 kg or less among all vehicles sold since September 2007 and Europe since November 2012 . In Korea, since January 2013, it has been obligatory to install the vehicle at a later date.
또한, 최근에는 자동차 시장에서 에너지 절감과 환경에 대한 관심이 더욱 증가하면서 하이브리드 자동차나 수소 자동차와 같은 개발이 활발하게 진행 중이지만, 구형 자동차에 대한 에너지 절감과 환경 보호에 대한 기술 개발은 미비한 실정이다.In recent years, interest in energy saving and environment in the automobile market has been growing more and more, and development such as hybrid automobile and hydrogen automobile is progressing actively. However, development of technology for energy saving and environmental protection of old automobile is insufficient.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 타이어의 적정 공기압을 유지한 상태에서 운행함으로써 경제성과 안정성에 대한 문제를 최소화할 수 있도록 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and provides a tire air pressure measurement system and method based on a video image analysis so as to minimize the problem of economy and stability by operating the tire while maintaining proper air pressure do.
타이어는 공기압이 적으면 노면 접지 면적이 넓어져 타이어의 수명을 단축할뿐만 아니라 차량의 연비도 악화하여 에너지 낭비와 환경적인 문제를 발생시키고, 고속운행을 지속할 경우 스탠딩웨이브와 같은 현상이 발생하여 대형사고로 이어진다. 따라서, 타이어공기압 측정 시스템을 통해 타이어의 적정공기압을 유지한 상태로 운행하여 연비, 환경, 안전에 대한 문제를 해결하고자 하는데 그 목적이 있다.When the air pressure is low, the ground surface area of the tire is widened to shorten the life span of the tire, and the fuel efficiency of the vehicle is deteriorated, resulting in energy wasting and environmental problems. If the high speed operation is continued, Leading to a major accident. Therefore, it is an object of the present invention to solve the problem of fuel consumption, environment, and safety by operating the tire while maintaining the proper air pressure of the tire through the tire air pressure measurement system.
또한, 본 발명은 타이어의 공기압 측정 정보를 실시간으로 제공하고, 타이어의 공기압 측정 정보를 기저장된 공기압 측정 정보 DB와 비교해 타이어 관리를 보다 효과적으로 함으로써, 사고를 예방하고 차량 수명을 향상시킬 수 있도록 타이어 공기압 측정 정보를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides tire pressure information of a tire in real time, and compares tire pressure measurement information with pre-stored pressure measurement information DB to make tire management more effective. In order to prevent accidents and improve vehicle life, And to provide measurement information.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 방법은 차량의 차량 번호를 카메라로 촬영하고 인식하는 제1 단계와, 상기 차량의 전면과 후면 타이어를 카메라로 촬영하여 상기 차량의 타이어 영상 이미지 정보를 획득하는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 획득한 상기 타이어 영상 이미지 정보를 차량 번호별로 관리 서버에 저장하는 제3 단계와, 상기 관리 서버에 저장된 상기 타이어 영상 이미지 정보를 기반으로 상기 타이어의 공기압 레벨을 선정하는 제4 단계 및 상기 타이어의 공기압 레벨 정보를 운전자 표시기 또는 운전자의 휴대폰 단말기에 제공하는 제5 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for measuring tire air pressure based on image analysis, comprising the steps of: photographing and recognizing a vehicle number of a vehicle with a camera; and photographing the front and rear tires of the vehicle with a camera, A third step of storing the tire image information obtained in the second step in a management server for each car number; a third step of storing the tire image information stored in the management server in a management server; A fourth step of selecting an air pressure level of the tire based on the air pressure level information of the tire, and a fifth step of providing the air pressure level information of the tire to the driver's display or the cellular phone terminal of the driver.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2 단계는 상기 차량의 전면과 후면 타이어를 카메라로 촬영하여 상기 차량의 타이어 영상 이미지 정보를 획득하는 (가)단계와, 획득한 상기 타이어 영상 이미지 정보를 밝기와 대비 보정을 하고, 노이즈를 제거하는 (나)단계와, 상기 타이어 영상 이미지 정보에 허프원 검출(Hough Circle)과 RANSAC 알고리즘을 활용하여 상기 타이어의 상태 정보를 추출하는 (다)단계를 포함한다.According to a preferred embodiment, the second step includes: (a) photographing the front and rear tires of the vehicle with a camera to obtain tire image image information of the vehicle; and (B) correcting the tire image information and removing noise, and extracting state information of the tire using the Hough circle and the RANSAC algorithm in the tire image image information.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 타이어의 상태정보는, 타이어의 측면을 촬영한 경우는 타이어와 휠의 폭, 높이, 색상 정보를, 타이어의 정면을 촬영한 경우는 공기압에 따라 타이어가 변형될 가능성이 큰 관심 영역의 영상정보를, 타이어의 3차원 형상을 촬영한 경우는 타이어의 바닥 접촉면 형태 정보를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the state information of the tire includes the width, height and color information of the tire and the wheel when the side of the tire is photographed, the possibility that the tire is deformed according to the air pressure when the front side of the tire is photographed The image information of the large area of interest and the bottom contact surface type information of the tire when the three-dimensional shape of the tire is photographed.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 타이어의 3차원 형상은 타이어 공기압 측정 모듈로 촬영되며, 상기 타이어 공기압 측정 모듈은 감지 트리거와 타이어 형태 측정 센서 혹은 3D 스캐너로 구성되어, 상기 타이어의 바닥 접촉면 형태 정보를 상기 관리 서버에서 사전에 학습해둔 패턴과 비교하여 타이어의 공기압 측정뿐만 아니라 타이어의 마모도를 추가로 측정 가능한 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the three-dimensional shape of the tire is photographed by a tire air pressure measuring module, and the tire air pressure measuring module is composed of a detection trigger, a tire type measuring sensor or a 3D scanner, It is possible to measure not only the air pressure of the tire but also the wear of the tire in comparison with the patterns learned in the management server in advance.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제3 단계는, 상기 제2 단계에서 획득한 상기 타이어의 영상 이미지 정보를 차량 번호별로 관리 서버에 저장한 후, 기계 학습(Machine Learning) 또는 딥 러닝(Deep Learning)의 인식과정을 거친 지속적인 업데이트를 함으로써 공기압 측정 시 정확도를 향상시키는 것을 특징으로 한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the third step is a step of storing the image information of the tire obtained in the second step in the management server for each car number, and then performing a machine learning or a deep learning And the accuracy of the air pressure measurement is improved by performing continuous updating through the recognition process.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제4 단계는 상기 타이어의 영상 이미지 정보를 상기 관리 서버에 기저장된 공기압 측정 정보 DB와 비교하여 데이터 평가를 통해 공기압 레벨을 선정한다. 상기 데이터 평가는 차량의 무게와 크기에 따른 타이어 눌림 비율을 적정 공기압 상태인 타이어의 눌림 비율과 비교하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, the fourth step compares the image information of the tire with the air pressure measurement information DB previously stored in the management server, and selects an air pressure level through data evaluation. The data evaluation is characterized by comparing the tire pressing ratio according to the weight and size of the vehicle with the pressing rate of the tire in the proper air pressure state.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템은 차량의 차량 번호판과 타이어의 영상 이미지를 촬영하는 촬영부와, 상기 촬영부에서 촬영한 상기 차량 번호판 영상 이미지로부터 차량 번호를 인식하여 상기 타이어 영상 이미지를 차량 번호별로 관리 서버에 저장하는 영상 이미지 저장부와, 상기 영상 이미지 저장부의 상기 타이어 영상 이미지를 기계 학습(Machine Learning) 또는 딥 러닝(Deep Learning)과 같은 DB에 대한 인식 과정을 통해 지속해서 업데이트하는 제어부와, 상기 제어부에서 지속해서 업데이트 한 상기 타이어 영상 이미지의 빅데이터 값을 활용하여 상기 차량의 타이어의 공기압 레벨을 선정하는 레벨 선정부 및 상기 타이어의 공기압 레벨 정보를 운전자 표시기 또는 운전자의 휴대폰 단말기에 제공하는 알림부를 포함하며, 상기 촬영부는 차량 전면 번호판을 촬영하는 제1 카메라와, 타이어의 측면을 촬영하는 경우에 설치되는 제2 카메라와, 타이어의 정면을 촬영하는 경우에 설치되는 제3 카메라와, 타이어의 3차원 형상을 촬영하는 경우에 설치되는 타이어 공기압 측정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a tire air pressure measurement system based on a video image analysis according to the present invention comprises a photographing unit for photographing a vehicle license plate of a vehicle and a video image of a tire, And storing the image of the tire in the image storage unit in a database such as a machine learning or a deep learning, A level selecting unit for selecting an air pressure level of the tire of the vehicle by using the big data value of the tire image image continuously updated by the control unit and an air pressure level information of the tire A driver's indicator or a driver's cellular phone terminal The photographing unit includes a first camera for photographing the front plate of the vehicle, a second camera installed for photographing the side surface of the tire, a third camera installed for photographing the front side of the tire, And a tire air pressure measurement module provided when the three-dimensional shape of the tire is photographed.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법은 타이어의 공기압 정보를 실시간으로 제공해줌으로써, 타이어 수명 관리, 운전자의 안전 확보, 차량 연비 향상을 통해 경제성, 안전성, 편의성을 향상시키는 타이어 관리를 제고시킬 수 있는 이점이 있다.The tire air pressure measurement system and method based on the video image analysis of the present invention provides the tire pressure information of the tire in real time so that the tire life span, safety of the driver, safety of the driver, , There is an advantage that it is possible to enhance the tire management which improves the convenience.
또한, 타이어 공기압 측정 시스템은 자동차가 주행 도중이라도 타이어의 공기압을 자동 측정하여 제공함으로써, 육안점검에 따른 어려움을 해소하고, 공기압 측정이 용이하게 이루어질 수 있도록 할 뿐 아니라, 나아가 타이어의 펑크에 따르는 사고의 위험을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the tire air pressure measurement system automatically measures the tire air pressure even during the running of the vehicle, thereby providing a solution to the difficulty in visual inspection and facilitating the measurement of the air pressure. Further, There is an advantage that it is possible to prevent the danger of the accident.
또한, 공기압 측정을 통해 현재의 타이어 상태에 대한 문제를 운전자가 확인할 수 있도록 디스플레이함에 따라 초보 운전자나 여성운전자, 노년 운전자도 쉽게 이해할 수 있는 효과가 있다.Also, since the display of the air pressure measurement allows the driver to check the current tire condition, the novice driver, female driver, and old driver can easily understand it.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 해당 업계 종사자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법의 제1 단계(S100)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법의 제2 단계(S200)를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법의 제2 단계(S200)를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 측면의 카메라를 통해 촬영한 타이어 영상을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 정면의 카메라를 통해 촬영한 타이어 영상을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 타이어 공기압 측정모듈을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 타이어 공기압 측정모듈의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 타이어 공기압 측정모듈을 통해 촬영한 타이어 영상을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법의 예시도이다.1 is a flowchart of a system and method for measuring tire image pressure based on image image analysis, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining a first step S100 of a tire air pressure measurement system and method based on image image analysis according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram for explaining a second step S200 of a tire air pressure measurement system and method based on image image analysis according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining a second step S200 of a tire air pressure measurement system and method based on image image analysis according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a view showing a tire image taken through a side camera according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a view showing a tire image taken through a camera on the front according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view for explaining a tire air pressure measurement module according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a side view of a tire pressure measurement module according to a preferred embodiment of the present invention.
9 is a view showing a tire image taken through a tire air pressure measuring module according to a preferred embodiment of the present invention.
10 is a configuration diagram of a tire air pressure measurement system based on a video image analysis according to a preferred embodiment of the present invention.
11 is an illustration of a system and method for measuring tire air pressure based on image image analysis, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예를 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하여지도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한, 복수형도 포함한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. It is provided to inform the person completely of the scope of the invention. And the terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. The singular forms herein include plural forms unless the context clearly dictates otherwise.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Brief Description of Drawings FIG. 1 is a block diagram of a computer system according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a block diagram of a computer system according to an embodiment of the present invention; FIG.
본 발명은 영상이미지 분석을 기반으로 타이어의 공기압을 측정하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 톨게이트나 주차장에 진입하는 차량의 타이어 영상 이미지를 촬영하고, 취득한 상기 타이어 영상 이미지 정보를 기반으로 관리 서버에서 타이어 공기압의 레벨을 선정하여, 상기 타이어 공기압 레벨을 운전자 표시기 및 운전자의 휴대폰 단말기에 제공하여 운전자가 쉽게 타이어의 공기압 상태를 확인할 수 있도록 한다.The present invention relates to a system and a method for measuring tire air pressure based on image analysis, and more particularly, to a system and method for measuring air pressure of a tire based on image information of an image of a tire entering a toll gate or a parking lot, The management server selects the level of the tire air pressure and provides the tire air pressure level to the driver's display device and the mobile phone terminal of the driver so that the driver can easily check the air pressure state of the tire.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a system and method for measuring tire image pressure based on image image analysis, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법은 제1 단계(S100), 제2 단계(S200), 제3 단계(S300), 제4 단계(S400) 및 제5 단계(S500)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a system and method for measuring tire image pressure based on image image analysis according to a preferred embodiment of the present invention includes a first step S100, a second step S200, a third step S300, (S400) and a fifth step (S500).
제1 단계(S100)는 고속도로 입구 톨게이트나 공영 주차장에 진입하는 차량의 차량 번호판을 촬영하고, 차량 번호를 인식하여 구분한다.In the first step S100, the license plate of the vehicle entering the highway entrance toll gate or the public parking lot is photographed, and the vehicle number is recognized and identified.
제2 단계(S200)는 상기 차량의 전면과 후면에 위치한 타이어를 촬영하여 상기 차량의 타이어 영상 이미지 정보를 획득하는 (가)단계와 획득한 상기 타이어 영상 이미지 정보의 밝기와 대비를 보정, 노이즈를 제거하는 영상 전처리 과정의 (가)단계와 상기 타이어 영상 이미지 정보에 허프 원검출(Hough Circle)과 RANSAC 알고리즘을 활용하여 상기 타이어의 상태 정보를 추출하는 (나)단계를 포함한다.The second step S200 includes the steps of (a) obtaining tire image information of the vehicle by photographing a tire located on the front and rear surfaces of the vehicle, (b) correcting brightness and contrast of the acquired tire image information, (B) extracting state information of the tire using Hough Circle and RANSAC algorithm on the tire image information, and (b) extracting state information of the tire using the RANSAC algorithm.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 차량의 전면과 후면에 위치한 타이어를 촬영하는 방법은 측면에서 촬영하는 방법, 정면에서 촬영하는 방법, 타이어 공기압 측정 모듈을 이용한 타이어의 3차원 영상을 촬영하는 방법을 포함한다. 상기 타이어의 상태 정보는 타이어의 측면을 촬영한 경우에는 타이어와 휠의 색상과 높이 정보를 포함하고, 타이어의 정면을 촬영한 경우에는 공기압에 따라 타이어가 변형될 가능성이 큰 관심 영역(100)의 영상정보를 포함하며, 타이어의 3차원 형상을 촬영한 경우는 타이어의 바닥 접촉면 형태 정보를 포함하는 것을 특징으로한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a method of photographing a tire located on the front and rear surfaces of the vehicle includes a method of photographing from the side, a method of photographing from the front, a method of photographing a three- . The state information of the tire includes color and height information of the tire and the wheel when the side of the tire is photographed. When the front side of the tire is photographed, the state information of the tire of the region of
이때, 상기 타이어의 3차원 형상을 촬영하는 타이어 공기압 측정 모듈은 감지 트리거(200)와 타이어 형태 측정센서(400)로 구성되며, 상기 타이어의 바닥 접촉면 형태 정보를 통해 상기 관리서버에서 사전에 학습해둔 패턴과 비교하여 타이어의 공기압 측정뿐만 아니라 타이어의 마모도를 추가로 측정 가능한 것을 특징으로 한다.The tire air pressure measuring module for photographing the three-dimensional shape of the tire includes a
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법의 제1 단계(S100)를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a first step S100 of a tire air pressure measurement system and method based on image image analysis according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 고속도로 입구 톨게이트나 공용 주차장에 진입하는 차량의 전면 번호판을 차량 전방의 제1 카메라를 통해 촬영하고, 차량의 번호를 인식하여 타이어 공기압 레벨 정보를 차량 번호에 따라 제공할 수 있도록 한다.2, the front plate of the vehicle entering the highway entrance tollgate or the public parking lot is photographed through the first camera in front of the vehicle, the number of the vehicle is recognized, and the tire air pressure level information is provided according to the vehicle number .
도 3과 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법의 제2 단계(S200)를 설명하기 위한 예시도이다.3 and 4 are diagrams for explaining a second step S200 of a system and method for measuring tire image pressure based on image image analysis according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 측면의 제2 카메라를 통해 차량의 전면의 타이어 영상 이미지를 촬영하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 측면의 제2 카메라를 통해 차량의 후면 타이어 영상 이미지를 촬영한다.As shown in Fig. 3, a tire image of the front side of the vehicle is photographed through a second camera on the side, and a rear tire image of the vehicle is photographed through a second side camera, as shown in Fig. 4 .
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제2 단계(S200)에서는 타이어의 크기에 따른 화각을 고려하여 제2 카메라 위치를 선정하고, 타이어의 공기압 측정값을 도출하기 위해 필요한 타이어 영상 이미지 개수를 설정한다. 설정에 따라 촬영된 타이어 영상 이미지 정보의 밝기와 대비 보정과 노이즈를 제거하는 영상 전처리한다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the second step S200, the second camera position is selected in consideration of the angle of view according to the size of the tire, and the number of tire image images necessary for deriving the air pressure measurement value of the tire is set . And performs image preprocessing for eliminating the contrast, contrast correction and noise of the image information of the tire image photographed according to the setting.
이때, 영상 전처리 과정을 거친 상기 타이어 영상 이미지 정보를, 데이터를 추출하는 원 검출 알고리즘인 RANSAC와 데이터의 형태를 차선검출에 유리한 형태로 변환하는 호프 원 검출(Hough Circle)을 이용하여 휠과 타이어의 특징과 영역 정보를 검출하는 것을 특징으로 한다.In this case, RANSAC, which is a circle detection algorithm for extracting data, and Hook Circle, which converts the data type into a form useful for lane detection, are used for the tire image image information subjected to the image preprocessing process, And feature information and region information are detected.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 측면의 카메라를 통해 촬영한 타이어 영상을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a tire image taken through a side camera according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 타이어의 상태정보는 측면의 카메라를 통해 취득한 타이어와 휠의 폭, 높이, 색상 정보를 포함하며, 이를 기반으로 차량의 무게와 크기에 따른 타이어의 눌림 비율을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5, the state information of the tire includes the width, height, and color information of the tire and the wheel obtained through the camera on the side, and based on this, the pressing ratio of the tire according to the weight and size of the vehicle can be checked have.
이때, 상기 타이어와 휠의 폭, 높이, 색상 정보를 통해 확인한 타이어의 눌림 비율을, 관리 서버에 기저장된 적정 공기압 상태인 차량의 무게와 크기에 따른 타이어의 눌림 비율DB와 비교하여 상기 타이어의 공기압 레벨을 선정하는 것을 특징으로 한다.At this time, the pressing ratio of the tire confirmed through the width, height, and color information of the tire and the wheel is compared with the pressing ratio DB of the tire according to the weight and size of the vehicle, Level is selected.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 정면의 카메라를 통해 촬영한 타이어 영상을 나타낸 도면이다.6 is a view showing a tire image taken through a camera on the front according to a preferred embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 타이어의 상태정보는 타이어의 정면을 촬영한 경우 공기압에 따라 타이어가 변형될 가능성이 큰 관심 영역(100)의 영상정보를 포함하며, 구체적으로, 타이어 정면의 영상이미지를 통한 단면 폭을 확인하여 타이어의 영역을 검출할 수 있다. 이때, 공기압 상태에 따라 형태가 변경될 가능성이 크다고 예상되는 상기 타이어의 관심 영역(100)을 상기 관리 서버에 기저장된 적정 공기압 기준 관심영역DB와 비교하여 상기 타이어의 공기압 레벨을 선정하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 6, the state information of the tire includes image information of the region of
도 7 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 타이어 공기압 측정 모듈을 설명하기 위한 예시도이다.7 is an exemplary view for explaining a tire air pressure measurement module according to a preferred embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 차량 진입로 바닥의 타이어 공기압 측정 모듈을 통해 차량진입 시, 타이어의 3차원 형상을 촬영하여 타이어 영상 이미지 정보를 획득한다. 이는, 측면 영상 또는 정면 영상 이미지 정보를 통해 타이어의 공기압 레벨 선정이 어려운 경우 사용되는 방법으로, 상기 타이어 공기압 측정 모듈은 돌출형과 매립형으로 구분되며, 상기 타이어 공기압 측정 모듈은 감지 트리거(200)와 타이어 형태 측정센서(400)로 구성된다. 이때, 상기 타이어의 스캔 영역(300)은 공기압을 측정할 수 있는 제1 스캔영역(310)과 마모도 측정을 가능하도록 하는 제2 스캔영역(320)을 포함한다.As shown in FIG. 7, when entering the vehicle through the tire air pressure measurement module at the bottom of the vehicle entryway, the three-dimensional shape of the tire is photographed to obtain tire image image information. The tire air pressure measurement module is divided into a protruding type and a buried type, and the tire air pressure measurement module includes a
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 타이어 공기압 측정 모듈의 측면도이다.8 is a side view of a tire pressure measurement module according to a preferred embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 타이어 공기압 측정 모듈을 통해 타이어의 3차원 형상을 촬영하여 타이어 영상 이미지 정보를 획득하며, 구체적으로, 상기 타이어 공기압 측정 모듈의 감지 트리거(200)를 통해 타이어를 감지하여 타이어 형태 측정 센서(400) 혹은 3D 스캐너를 자동으로 실행되도록 한다. 이때, 상기 타이어 공기압 측정 모듈로 촬영된 타이어의 스캔영역(300)을 통해, 상기 타이어의 공기압 레벨을 선정하고, 추가로 마모도 측정의 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.8, the three-dimensional shape of the tire is photographed through the tire air pressure measurement module to obtain the tire image image information. Specifically, the tire is detected through the
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 타이어 공기압 측정모듈을 통해 촬영한 타이어 영상을 나타낸 도면이다.9 is a view showing a tire image taken through a tire air pressure measuring module according to a preferred embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 타이어 공기압 측정 모듈을 통해 취득한 타이어의 스캔영역(300)은, 타이어 공기압 측정에 이용되는 제1 스캔영역(310)과 마모도를 추가로 측정할 수 있는 제2 스캔영역(320)으로 구분된다. 진입로 바닥면에 설치된 상기 타이어 공기압 측정 모듈의 위를 차량이 지나가면 상기 타이어 공기압 측정 모듈의 감지트리거(200)가 상기 차량의 타이어를 감지하여, 차량진입 시 타이어 형태 측정 센서(400) 혹은 3D 스캐너를 자동으로 실행하도록 한다. 상기 타이어 형태 측정센서(400)로 촬영한 제1 스캔영역(310)에서는 타이어 바닥 접촉 면의 형태를 확인하고, 관리 서버에서 사전에 학습해둔 적정 공기압 상태의 타이어 형상과 상기 차량의 타이어 형상을 비교하여 상기 차량의 타이어 공기압을 측정한다. 제2 스캔영역(320)에서는 사전에 학습해둔 적정 공기압의 타이어 패턴과 상기 차량의 타이어 패턴을 비교하여 차량의 마모도를 추가로 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.9, the
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 구성도이다.10 is a block diagram of a tire air pressure measurement system based on a video image analysis according to a preferred embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템은 촬영부(500), 영상 이미지 저장부(600), 제어부(700), 레벨 선정부(800) 및 알림부(900)를 포함한다. 10, the tire air pressure measurement system based on the image analysis includes a photographing
구체적으로, 고속도로 톨게이트나 공영 주차장에 진입하는 차량의 번호판과 타이어의 영상 이미지를 촬영하는 촬영부(500)와 상기 촬영부에서 촬영한 상기 차량의 번호판 영상 이미지로부터 차량 번호를 인식하여 상기 타이어 영상 이미지를 차량 번호별로 관리 서버에 저장하는 영상 이미지 저장부(600)와 상기 영상 이미지 저장부의 상기 타이어 영상 이미지를 기계 학습(Machine Learning) 또는 딥 러닝(Deep Learning)과 같은 DB에 대한 인식 과정을 통해 지속적으로 업데이트하는 제어부(700)와 상기 제어부에서 지속해서 업데이트 한 상기 타이어 영상 이미지의 빅데이터 값을 활용하여, 상기 차량의 타이어 공기압 레벨을 선정하는 레벨선정부(800)와 상기 타이어의 공기압 레벨 정보를 운전자 표시기 또는 운전자의 휴대폰 단말기에 제공하는 알림부(900)로 구성되는 것을 특징으로 한다.Specifically, a photographing
이때, 상기 관리 서버 기반으로 DB에 대한 인식 과정 중 기계 학습(Machine Learning)은, 사람이 학습하듯이 컴퓨터에도 데이터들을 주어 학습하게 함으로써 새로운 지식을 얻어내게 하는 분야로, 즉, 컴퓨터에 명시적인 프로그램 없이 배울 수 있는 능력을 부여하는 연구 분야라고 할 수 있다. 딥 러닝(Deep Learning)은 인공신경망의 한계를 극복하기 위해 제안된 기계학습 방법으로, 사물이나 데이터를 군집화하거나 분류하는 데 사용하는 기술이다. At this time, in the recognition process of the DB based on the management server, machine learning is a field in which a new knowledge is acquired by allowing data to be given to a computer as a human being learns, This is an area of research that gives students the ability to learn without. Deep Learning is a machine learning method proposed to overcome the limitation of artificial neural networks. It is a technique used to cluster or classify objects or data.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템 및 방법의 예시도이다.11 is an illustration of a system and method for measuring tire air pressure based on image image analysis, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 11에 도시된 바와 같이, 타이어의 영상 이미지 분석을 기반으로 타이어의 공기압을 측정하여 나온 결과를 운전자 표시기에 '상', '적정', '하'의 형태로 제공한다.As shown in FIG. 11, the result of measuring the air pressure of the tire based on the analysis of the image of the tire is provided to the driver's display in the form of 'upper', 'proper', and 'lower'.
또한, 도시되지는 않았으나 운전자의 휴대폰 단말기에도 타이어의 공기압 측정 결과를 제공하여 운전자가 쉽게 차량의 타이어 공기압 상태를 확인함으로써, 타이어 공기압이 적어 노면 접지면적이 넓어져 타이어의 수명을 단축 시키는 것을 방지하고 스탠딩웨이브와 같은 현상이 발생해 대형사고로 이어지는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 에너지 낭비 또는 환경적인 문제, 안전적인 문제를 방지할 수 있다.Further, although not shown, the driver's cellular phone terminal also provides the result of the air pressure measurement of the tire so that the driver can easily check the tire air pressure state of the vehicle, thereby reducing the tire air pressure and widening the ground surface area so as to shorten the life of the tire It is possible to prevent a phenomenon such as a standing wave from leading to a major accident. This prevents energy wastage or environmental problems and safety problems.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the claims of the invention to be described below may be better understood. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the appended claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
100: 공간영역
200: 감지트리거
300: 스캔영역
310: 제1 스캔영역
320: 제2 스캔영역
400: 타이어 형태 측정센서(혹은 3D 스캐너)
500: 촬영부
600: 이미지 영상 저장부
700: 제어부
800: 레벨 선정부
900: 알림부100: space area
200: Detection trigger
300: scan area
310: First scan area
320: Second scan area
400: Tire shape sensor (or 3D scanner)
500:
600: an image storage unit
700:
800: Level selection unit
900: Notification section
Claims (9)
상기 차량의 전면과 후면 타이어를 카메라로 촬영하여 상기 타이어의 영상 이미지 정보를 획득하는 제2 단계;
상기 제2 단계에서 획득한 상기 타이어의 영상 이미지 정보를 차량 번호별로 관리 서버에 저장하는 제3 단계;
상기 관리 서버에 저장된 상기 타이어의 영상 이미지 정보를 기반으로 상기 타이어의 공기압 레벨을 선정하는 제4 단계; 및
상기 타이어의 공기압 레벨 정보를 운전자 표시기 또는 운전자의 휴대폰 단말기에 제공하는 제5 단계;를
포함하는 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 방법.A first step of photographing and recognizing the vehicle number of the vehicle with a camera;
A second step of photographing the front and rear tires of the vehicle with a camera to obtain image image information of the tire;
A third step of storing the image image information of the tire obtained in the second step in a management server for each car number;
A fourth step of selecting an air pressure level of the tire based on image image information of the tire stored in the management server; And
A fifth step of providing the tire pressure level information to the driver's display or the driver's handset terminal;
A method of measuring tire air pressure based on image image analysis.
상기 제2 단계는,
상기 차량의 전면과 후면 타이어를 카메라로 촬영하고, 상기 차량의 타이어 영상이미지 정보를 획득하는 (가)단계와,
상기 타이어의 영상 이미지 정보를 밝기와 대비 보정을 하고, 노이즈를 제거하는 (나)단계와,
상기 타이어의 영상 이미지 정보에 허프 원검출(Hough Circle)과 RANSAC 알고리즘을 활용하여 상기 타이어의 상태 정보를 추출하는 (다)단계를
포함하는 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 방법.The method according to claim 1,
The second step comprises:
(A) photographing the front and rear tires of the vehicle with a camera and obtaining tire image image information of the vehicle;
(B) correcting brightness and contrast of the image information of the tire and removing the noise,
Extracting state information of the tire using Hough circle and RANSAC algorithm on the image information of the tire;
A method of measuring tire air pressure based on image image analysis.
상기 타이어의 상태정보는,
타이어의 측면을 촬영한 경우는 타이어와 휠의 폭, 높이, 색상 정보를,
타이어의 정면을 촬영한 경우는 공기압에 따라 타이어가 변형될 가능성이 큰 관심 영역의 영상정보를,
타이어의 3차원 형상을 촬영한 경우는 타이어의 바닥 접촉면 형태정보를,
포함하는 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 방법.3. The method of claim 2,
The state information of the tire includes:
When the side of the tire is photographed, the width and height of the tire and the wheel,
When the front side of the tire is photographed, the image information of the region of interest in which the tire is likely to be deformed according to the air pressure,
When the three-dimensional shape of the tire is photographed,
A method of measuring tire air pressure based on image image analysis.
상기 타이어의 3차원 형상은 타이어 공기압 측정 모듈로 촬영되며,
상기 타이어 공기압 측정 모듈은 감지 트리거와 타이어 형태 측정 센서 또는 3D 스캐너로 구성되는 것을
포함하는 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 방법.The method of claim 3,
The three-dimensional shape of the tire is photographed by a tire air pressure measurement module,
The tire air pressure measuring module may include a detection trigger, a tire type measuring sensor or a 3D scanner
A method of measuring tire air pressure based on image image analysis.
상기 타이어의 바닥 접촉면 형태 정보를 상기 관리 서버에서 사전에 학습해둔 패턴과 비교하여 타이어의 공기압 측정뿐만 아니라 타이어의 마모도를 추가로 측정 가능한 것을
포함하는 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 방법.The method of claim 3,
The bottom contact surface type information of the tire is compared with a pattern learned in advance by the management server so as to measure not only the air pressure of the tire but also the wear degree of the tire
A method of measuring tire air pressure based on image image analysis.
상기 제3 단계는,
상기 제2 단계에서 획득한 상기 타이어의 영상 이미지 정보를 차량 번호별로 상기 관리 서버에 저장한 후, 기계 학습(Machine Learning) 또는 딥 러닝(Deep Learning)의 인식 과정을 거친 지속적인 업데이트를 함으로써 타이어 공기압 측정의 정확도를 향상시키는 것을
포함하는 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 방법.The method according to claim 1,
In the third step,
The image information of the tire obtained in the second step is stored in the management server for each car number and is continuously updated through recognition process of machine learning or deep learning, To improve the accuracy of
A method of measuring tire air pressure based on image image analysis.
상기 제4 단계는,
상기 타이어의 영상 이미지 정보를 상기 관리 서버에 기저장된 적정 공기압 상태의 타이어 영상 이미지 정보 DB와 비교하여 데이터 평가를 통해 레벨을 선정하고,
상기 데이터 평가는 상기 차량의 무게와 크기에 따른 타이어 눌림 비율과 적정 공기압 상태인 타이어의 눌림 비율 DB를 비교하는 것을
포함하는 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 방법.The method according to claim 1,
In the fourth step,
Comparing a video image information of the tire with a tire image image information DB of an appropriate air pressure state previously stored in the management server,
The data evaluation is performed by comparing the tire pressing rate according to the weight and the size of the vehicle and the pressing rate DB of the tire,
A method of measuring tire air pressure based on image image analysis.
상기 촬영부에서 촬영한 상기 차량 번호판 영상 이미지로부터 차량 번호를 인식하여 상기 타이어 영상 이미지를 차량 번호별로 관리 서버에 저장하는 영상이미지 저장부;
상기 영상 이미지 저장부의 상기 타이어 영상 이미지를 기계 학습(Machine Learning) 또는 딥 러닝(Deep Learning)과 같은 DB에 대한 인식 과정을 통해 지속해서 업데이트 하는 제어부;
상기 제어부에서 지속해서 업데이트 한 상기 타이어 영상 이미지의 빅데이터 값을 활용하여, 상기 차량의 타이어의 공기압 레벨을 선정하는 레벨 선정부; 및
상기 타이어의 공기압 레벨 정보를 운전자 표시기 또는 운전자의 휴대폰 단말기에 제공하는 알림부;를
포함하는 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템.A photographing unit for photographing a vehicle license plate of the vehicle and a video image of the tire;
A video image storage unit for recognizing the vehicle number from the license plate video image photographed by the photographing unit and storing the tire video image in the management server for each car number;
A controller for continuously updating the tire image of the image storage unit through a recognition process for a DB such as a machine learning or a deep learning;
A level selection unit for selecting an air pressure level of the tire of the vehicle by utilizing the big data value of the tire image image continuously updated by the control unit; And
And a notification unit for providing the air pressure level information of the tire to the driver's display or the driver's mobile phone terminal
A tire pressure monitoring system based on video image analysis.
상기 촬영부는,
차량 전면 번호판을 촬영하는 제1 카메라;
타이어의 측면을 촬영하는 경우에 설치되는 제2 카메라;
타이어의 정면을 촬영하는 경우에 설치되는 제3 카메라; 및
타이어의 3차원 형상을 촬영하는 경우에 설치되는 타이어 공기압 측정 모듈;을
포함하는 영상 이미지 분석 기반의 타이어 공기압 측정 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein,
A first camera for photographing the front license plate of the vehicle;
A second camera installed when the side of the tire is photographed;
A third camera installed when the front side of the tire is photographed; And
A tire air pressure measurement module installed when a three-dimensional shape of a tire is photographed;
A tire pressure monitoring system based on video image analysis.
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