KR20220118040A - 입차차단기 제어 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입차차단기 제어시스템 및 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기계적 구성에 있어서는 차량번호인식기(LPR), RF카드리더 등의 차량인식기를 보좌하여 카메라를 추가적으로 포함하고, 논리적 구성에 있어서는 차량번호인식, RFID 인식 등의 차량인식단계를 영상촬영을 통한 다중객체검출 및 다중객체 추적을 통해 보조함으로써 주차장의 효율성을 제고하고, 주차장 진입로 인근 교통체증을 해소할 수 있는 카메라를 활용한 입차차단기 제어시스템 및 제어 방법이다.

Description

입차차단기 제어 시스템 및 제어 방법 {Controlling System and Method for Boom Barriers}

본 발명은 입차차단기 제어 시스템 및 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기존 차량번호인식기 및 RF카드리더를 기반으로 하는 주차관리시스템에 CCTV를 포함하여 컴퓨터 비전 기술을 활용하여 입차차단기의 제어를 보조하고, 효율적으로 입차를 제어하는 입차차단기 제어 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.

현재 국내에서 운영되고 있는 지능형 주차관리 시스템은 대부분 차량번호인식기(LPR)과 RF카드리더(안테나)를 기반으로 하고 있다. 이들 주차장에 차량이 진입하는 경우, LPR 또는 RF카드리더(안테나)로 차량의 번호(판) 또는 차량에 위치하는 RF카드의 ID를 인식하고 그 번호가 등록·예약 차량의 것이거나 그 ID 가 등록·예약 차량의 것인 경우 입차차단기를 개방한 후 LPR 또는 RF카드리더(안테나)에서 입차차단기에 이르는 구간에 설치된 센서(루프센서, 초음파센서, 광센서 등)를 통해 그 차량이 입차차단기를 통과하였는지 센싱하고 또는 상기 LPR 또는 RF카드리더(안테나)에서 입차차단기에 이르는 구간에 차량이 존재하지 않는지 센싱하고 입차차단기를 차단하는 방식이 주로 사용되고 있다.

이와 같은 기존의 지능형 줄차관리 시스템은 등록·예약 차량과 함께 미등록·예약 차량이 진입하는 것을 방지하고 각종 센서의 수량을 최소화하여 각종 장비가 점유하거나 진입로가 점유하는 면적을 최소화하기 위하여 LPR 또는 RF카드리더와 입차차단기를 인접하여 배치하거나 일체로 제작· 설치하는 경우도 있다.

그러나 기존 지능형 주차관리시스템은 상기와 같은 배치와 차량의 위치 또는 존재여부를 센서로 검출하는 특성으로 인해 다수의 등록·예약 차량이 연속하여 진입하는 경우에도 개별 차량단위로 입차차단기가 개방 및 차단을 반복하거나 개방 후 차단으로 이행하는 중 다시 개방되는 현상이 불가피하게 발생하고 있으며, 이와 같은 현상은 입차시간 증대로 인한 주차장 운용의 효율성을 저해함은 물론, 주차장 진입로 주변의 교통 정체를 유발할 가능성을 증가시키며, 급정지 등에 따른 각종 안전사고는 물론 차단기의 수명을 단축시키는 원인이 되고 있다.

일부 선행기술의 경우, 컴퓨터 비전기술을 이용하여 단일 카메라로 식별구간에 위치하는 차량의 위치(또는 수량), 차량의 번호 등을 동시에 식별하는 기술을 제시하고 있으나, 복수의 차량에 대해 위치를 파악하는 동시에 차량의 번호를 인식하기 위해서는 초고해상도의 카메라를 필요로하며, 대부분의 기존 주차장은 이미 LPR장비를 갖추고 있어, 기술적으로는 차량의 위치나 수량과 차량의 번호 중 어느 하나는 그 정확도가 낮아지는 현상, 이미지 처리 및 인식ㆍ식별에 소요되는 시간이 길어지는 것이 불가피하여 경제적으로는 고가의 초고해상도 카메라 등 고가의 장비가 필요하고 기존 LPR기반 주차장에 대한 적용성이 낮은 문제점이 있다.

이에 본 발명에서는 기존 LPR 또는 RF카드리더(안테나) 기반의 주차관리시스템에 다중객체검출(Multi-Object Detection : MOD), 다중객체추적((Multiple Object Tracking: MOT) 등의 컴퓨터 비전 기술을 적용하여 보다 효율적으로 입차를 제어할 수 있는 입차차단기 제어시스템 및 제어 방법을 제공하고자 한다.

[문헌1] KR10-2020-0072291A

본 발명은 차량번호인식기 및 RF카드리더 등의 기존 지능형 주차관리 시스템에서 차량을 개별적으로 인식하여 입차차단기의 개폐여부를 결정하는 태생적 한계점에 따라 발생하는 주차장 운용의 효율성 저해현상과 주차장 주변의 교통 체증을 해소하기 위한 입차차단기 제어 시스템 및 제어 방법을 제공함을 그 목적으로 하고 있다.

상기의 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 지능형 주차관리 시스템(장치)는 입차차단기(200)의 전방에 위치하여 진입하는 차량의 고유번호를 식별하며 차량번호인식기(LPR) 또는 RF카드리더(안테나)인 식별기(100); 상기 식별기(100)의 후방에 이격되어 위치하여 차량의 입장을 단속(개방/차단)하는 입차차단기(200); 상기 식별기(100)의 전방에서 상기 입차차단기(200)의 후방에 이르는 식별구간(301)을 포함하는 주차장의 영상을 촬영하는 주차장의 영상을 촬영하는 하나 이상의 카메라(300); 상기 카메라(300)가 촬영한 영상에서 상기 식별구간(301)에 진입하는 차량을 검출하고 상기 식별구간(301)의 위치정보와 상기 식별기(100)가 차량의 고유번호를 식별하기 위해 차량의 영상정보를 취득한 시간정보를 이용하여 차량검출 결과와 등록ㆍ예약 차량여부를 판단한 후 적어도 입차차단기(200)를 완전히 통과할 때까지 시간에 따른 위치를 추적하는 검출추적부(400); 상기 검출추적부(400)의 검출, 구분 및 추적 결과에 따라 상기 입차차단기(200)를 차량 군집 단위로 제어하는 제어부(500); 상기 입차차단기(200)의 표시부잔여시간(602)을 전송받은 잔여개방시간(601)으로 갱신하여 표시하는 표시부(600);를 필수요소로 하며, 상기 제어부(500)는 상기 식별구간(301)에 연속하여 등록·예약 차량이 위치하는 경우에는 그 등록·예약 차량들 중 맨 앞에 위치하는 차량의 이동위치를 기준으로 입차차단기(200)를 개방하고 그 등록·예약 차량들 중 맨 뒤에 위치하는 차량의 이동위치를 기준으로 입차차단기(200)를 차단하고, 상기 식별기(100)와 상기 입차차단기(200) 간의 이격거리는 3m 이상이며, 상기 검출추적부(400)는 차량의 위치와 속도를 추가로 검출하고, 상기 제어부(500)는 다음 산식에 따라 잔여개방시간(601)을 산출한다.

[수학식 1]

상기 제어부(500)는 상기 차량검출부(400)가 검출한 차량의 수가 변경될 때마다 잔여개방시간(601)을 재산정하며, 상기 표시부(600)는 상기 제어부(500)가 산출한 잔여개방시간(601)을 시간 경과에 따라 갱신하여 표시 또한, 상기 제어부(500)가 잔여개방시간(601)을 재산정할 때마다 해당 표시부잔여시간(602)을 추가로 갱신, 잔여개방시간(601)에 대응되는 하나 이상의 발광체로 구성되며, 상기 표시부(600)를 구성하는 발광체는 상기 입차차단기(200)의 전면부에 위치하는 하나 이상의 발광체로 구성되는 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어시스템을 제공한다.

본 발명은 차량번호인식기(또는 차량번호인식 단계), RF카드리더(또는 RFID 인식 단계) 등을 보조하여 CCTV(또는 영상 촬영 단계)를 포함하는 시스템을 구축하여 다중객체인식, 다중객체추적 등과 같은 컴퓨터 비전 기술을 적용한 입차차단기 제어 시스템(또는 방법)을 제공함으로써 차량번호인식기(또는 차량번호인식 단계) 및 RF카드리더(또는 RFID 인식 단계)기반의 기존 지능형 주차관리 시스템(방법)과 대조적으로 개별 차량이 아닌 지정 구역 내 존재하는 차량 군집 단위로 입차차단기를 제어함으로써 입차시간을 단축시켜 주차장 운용의 효율성을 제고하고 주차장 진입로 인근 교통정체를 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 입차차단기 제어 시스템의 개략적인 구성
도 2는 본 발명에 따른 입차차단기 제어 시스템 표시부의 개략적인 구성

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 컴퓨터비전 기반 주차관리 시스템 및 그 방법을 활용하는 일례를 도식으로 표현한 것으로, 식별기(100)는 진입하는 차량의 고유번호를 식별하며 차량번호인식기(LRP) 또는 RF카드리더(안테나)로 활용할 수 있다.

입차차단기(200)는 상기 식별기(100)와 3m정도 이격된 거리에 위치하며 차량의 입장을 단속(개방/차단)하며, 상기 제어부(500)에서 산출된 잔여개방시간(601)에 따라 차단기의 차단봉을 개방하는 방식으로 진행되며 통상적으로 사용되는 BLDC모터 구동 방식의 주차차단기 등이 사용될 수 있으며, 다만 기존 BLDC 구동 방식의 주차차단기 등에서 필수적으로 요구되는 루프/광/초음파 센서 등의 추가적인 매설 혹은 공사는 필요치않다.

카메라(300)는 PTZ 카메라 및 현재 상용제품으로 널리 판매 중인 CCTV카메라, 연산처리, 통신 등의 기능을 내장한 다기능카메라 등도 사용될 수 있으며, 상기 식별기(100)의 전방에서 입차차단기(200)의 후방에 이르는 주차장의 전체적인 영상 등을 촬영한다.

검출추적부(400)는 차량의 고유번호를 식별하기 위해 차량의 영상정보를 취득 후 시간정보를 이용하여 차량검출 결과와 등록ㆍ예약 차량여부를 판단한 후 상기 입차차단기(200)를 완전히 통과할 때까지 시간에 따른 위치를 추적하고 또한 속도를 추가로 검출하며, 다중객체 검출을 위하여, 검출추적부(400)는 R-CNN(Region-based Convolutional Neural Network), Fast R-CNN, Faster R-CNN, YOLO(You Only Look Once), YOLO 9000, YOLO v3, SSD(Single Shot Multi-box Detector), Deep SORT(Simple Online and Real-Time Tracking), Hungarian(Kuhn-Munkres) 중 어느 하나 이상의 알고리즘을 사용할 수 있다.

제어부(500)는 상기 검출추적부(400)의 검출, 구분 및 추적 결과에 따라 상기 입차차단기(200)를 차량 군집단위로 제어하며, 상기 차량검출부(400)가 검출한 차량의 수가 변경될 때마다 잔여개방시간(601)을 재산정하며 맨 앞에 위치하는 차량의 이동위치를 기준으로 상기 입차차단기(200)를 개방하고 맨 뒤에 위치하는 차량의 이동위치를 기준으로 상기 입차차단기(200)를 차단하며 다음 산식에 따라 잔여개방시간(601)을 산출한다.

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표시부(600)는 표시부잔여시간(602)을 표시하고, 상기 표시부잔여시간(602)은 상기 제어부(500)가 일정시간단위로 잔여개방시간(601)을 검출할때마다 갱신되어 재표시되며, 도2를 참조하여 설명하면 상기 표시부(600)는 하나 이상의 발광체로 구성되며 상기 입차차단기(200)의 네 면에 위치하여 운전자에게 주차장 진입 시 상기 입차차단기(200)의 개방 및 개폐를 인지시켜준다.

예를 들어, 상기 표시부(600)가 발광체를 통해 표시부잔여시간(602)을 도2와 같이 표기될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 운전자에게 명확하고 신속한 차단봉 개방 및 개폐에 대한 인식이 이루어지도록 할 수 있는 별도의 방안이 있을 경우, 해당 방안을 채택하여 운용할 수 있다.

따라서 이 출원 명세서의 특허 청구범위에 기재된 발명들은 발명의 상세한 설명에 의하여 뒷받침됨은 물론 이 기술이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명의 출원 명세서에 기재된 사항을 바탕으로 용이하게 실시할 수 있음이 명백하다.

Claims (10)

1. 입차차단기(200)의 전방에 위치하여 진입하는 차량의 고유번호를 식별하는 식별기(100);
   상기 식별기(100)의 후방에 이격되어 위치하여 차량의 입장을 단속(개방/차단)하는 입차차단기(200);
   상기 식별기(100)의 전방에서 상기 입차차단기(200)의 후방에 이르는 식별구간(301)을 포함하는 주차장의 영상을 촬영하는 주차장의 영상을 촬영하는 하나 이상의 카메라(300);
   상기 카메라(300)가 촬영한 영상에서 상기 식별구간(301)에 진입하는 차량을 검출하고 상기 식별구간(301)의 위치정보와 상기 식별기(100)가 차량의 고유번호를 식별하기 위해 차량의 영상정보를 취득한 시간정보를 이용하여 차량검출 결과와 등록ㆍ예약 차량여부를 판단한 후 적어도 입차차단기(200)를 완전히 통과할 때까지 시간에 따른 위치를 추적하는 검출추적부(400);
   상기 검출추적부(400)의 검출, 구분 및 추적 결과에 따라 상기 입차차단기(200)를 개별 차량 단위로 제어하는 제어부(500);를 포함하여 구성되는 입차차단기 제어시스템에 있어서, 상기 제어부(500)는 상기 식별구간(301)에 연속하여 등록·예약 차량이 위치하는 경우에는 그 등록·예약 차량들 중 맨 앞에 위치하는 차량의 이동위치를 기준으로 입차차단기(200)를 개방하고 그 등록·예약 차량들 중 맨 뒤에 위치하는 차량의 이동위치를 기준으로 입차차단기(200)를 차단하는 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어 시스템
   
2. 상기 청구항 제1항에 있어서,
   상기 식별기(100)는 차량번호인식기(LPR) 또는 RF카드리더(안테나)인 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어 시스템
   
3. 상기 제1항에 있어서,
   상기 식별기(100)와 상기 입차차단기(200) 간의 이격거리는 3m 이상인 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어시스템
   
4. 상기 청구항 제 1항에 있어서,
   상기 입차차단기(200)의 표시부잔여시간(602)을 전송받은 잔여개방시간(601)으로 갱신하여 표시하는 표시부(600);를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어시스템
   
5. 상기 청구항 제1항에 있어서,
   상기 검출추적부(400)는 차량의 위치와 속도를 추가로 검출하고, 상기 제어부(500)는 다음 산식에 따라 잔여개방시간(601)을 산출하는 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어시스템
   [수학식 1]
   

   

   
   

   

   
   

   

   

   
   

   

   

   
   
6. 상기 청구항 제5항에 있어서,
   상기 제어부(500)는 상기 차량검출부(400)가 검출한 차량의 수가 변경될 때마다 잔여개방시간(601)을 재산정하는 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어시스템
   
7. 상기 청구항 제6항에 있어서,
   상기 표시부(600)는 상기 제어부(500)가 산출한 잔여개방시간(601)을 시간 경과에 따라 갱신하여 표시하는 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어시스템
   
8. 상기 청구항 제7항에 있어서,
   상기 표시부(600)는 상기 제어부(500)가 잔여개방시간(601)을 재산정할 때마다 해당 표시부잔여시간(602)을 추가로 갱신하여 표시하는 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어시스템
   
9. 상기 청구항 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 표시부(600)는 잔여개방시간(601)에 대응되는 하나 이상의 발광체로 구성되는 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어시스템
   
10. 상기 청구항 제9항에 있어서,
    상기 표시부(600)를 구성하는 발광체는 상기 입차차단기(200)의 네 면에 위치하는 하나 이상의 발광체로 구성되는 것을 특징으로 하는 입차차단기 제어시스템

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