KR20220128779A - 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법 - Google Patents

스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법 Download PDF

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KR20220128779A
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Abstract

본 발명의 실시예들은 차량 속도나 차량 거리가 항상 변화하고 차량들 간의 거리도 다양하게 변화할 수 있는 동적인 도로 환경에서, 차량을 정확하게 감지할 수 있도록, 스테레오 카메라 및 레이더를 융합하여 차량을 감지할 수 있는 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법에 관한 것이다.

Description

스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법{VEHICLE DETECTION SYSTEM AND VEHICLE DETECTION METHOD USING STEREO CAMERA AND RADAR}
본 발명의 실시예들은 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법에 관한 것이다.
종래에는 물체를 감지하기 위하여 카메라를 이용하거나 레이더를 이용하고 있다. 카메라를 통한 물체 감지 기술의 경우, 물체 감지 성능은 괜찮은 편이지만, 물체에 대한 거리 및 속도 측정의 정밀도가 낮은 한계가 있다. 이에 비해, 레이더를 통한 물체 감지 기술의 경우, 정확한 거리 및 속도 측정의 성능은 우수하지만, 인접한 2개의 물체를 1개로 오인하거나 물체가 없는 곳에서 레이더 신호(전자파)의 교란으로 인해 물체가 오 감지되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 차량 속도나 차량 거리가 항상 변화하고 차량들 간의 거리도 다양하게 변화할 수 있는 동적인 도로 환경에서, 카메라를 통한 물체 감지 기술을 이용하거나 레이더를 통한 물체 감지 기술을 이용해서는, 정확한 차량 감지가 불가능하거나 감지의 오류도 큰 실정이다.
본 발명의 실시예들은 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 차량 속도나 차량 거리가 항상 변화하고 차량들 간의 거리도 다양하게 변화할 수 있는 동적인 도로 환경에서, 차량을 정확하게 감지할 수 있는 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 스테레오 카메라를 다양하게 제어하여 원하는 것을 정확하게 인식 및 판독할 수도 있도록 해주는 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템에 있어서, 스테레오 카메라를 통해 제1 영상과 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 이용하되(예를 들어, 깊이 맵(Depth map)을 포함하는 한 개 이상의 영상을 이용하되) 레이더에서 생성된 레이더 데이터로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 영상 감지부; 레이더에서 생성된 상기 레이더 데이터를 이용하되 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 레이더 감지부; 및 영상 기반 탐지 결과 데이터와 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 이용하여 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하는 융합 처리부를 포함하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템을 제공할 수 있다. 차량 감지 시스템은 주변에 대한 제1 영상과 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 획득하는 스테레오 카메라; 전방으로 레이더 신호를 송출하고, 레이더 신호의 송출에 따라 수신되는 신호를 토대로 레이더 데이터를 생성하는 레이더; 및 적어도 하나의 영상 및 레이더 데이터 간의 상호 분석을 통해 차량을 감지하는 융합 감지 제어부를 포함할 수 있다.
융합 감지 제어부는, 적어도 하나의 영상을 이용하되 레이더 데이터로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 영상 감지부; 레이더 데이터를 이용하되 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 레이더 감지부; 및 영상 기반 탐지 결과 데이터와 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 보정하여 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하는 융합 처리부를 포함할 수 있다.
영상 감지부는, 적어도 하나의 영상으로부터 1차 깊이 맵(Depth Map)을 추출하고, 레이더 감지부로부터 제공된 이동물체 위치정보에 근거하여, 1차 깊이 맵에서 관심영역을 설정하고, 관심영역 내에서 이동 객체를 탐지하고, 이동 객체에 대한 탐지 결과가 반영된 2차 깊이 맵을 추출하고, 2차 깊이 맵에 근거하여 이동 객체에 대한 객체 종류를 인식하고, 객체 종류의 인식 결과에 따라 이동 객체를 차량으로 인식하고, 차량의 차량 번호판을 인식하여 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독하고, 차량에 대한 영상 기반 속도를 측정하고, 차량 번호 및 영상 기반 속도를 포함하는 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성할 수 있다.
레이더 감지부는, 레이더 데이터를 이용하여 하나의 트랙 ID 또는 둘 이상의 트랙 ID를 검출하고, 영상 감지부로부터 제공된 위치 별 거리정보에 근거하여, 하나의 트랙 ID를 유효 트랙 ID로 결정하거나 둘 이상의 트랙 ID 중 유효 트랙 ID를 결정하고, 유효 트랙 ID를 토대로 이동 객체를 탐지하고, 이동 객체에 대한 레이더 기반 속도를 산출하고, 유효 트랙 ID 및 레이더 기반 속도를 포함하는 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성할 수 있다.
융합 처리부는, 유효 트랙 ID 별 영상을 추출하고, 영상 기반 속도 및 레이더 기반 속도를 토대로 차량 속도를 최종 결정하고, 유효 트랙 ID 별 영상, 차량 번호, 차량 속도 및 차량 종류를 포함하는 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.
스테레오 카메라는 제1 영상을 획득하는 제1 카메라 및 제2 영상을 획득하는 제2 카메라를 포함하고, 제1 카메라, 제2 카메라 및 레이더는 도로 구조물에 설치되고, 제1 카메라는 레이더의 일 측에 설치되고, 제2 카메라는 레이더의 타 측에 설치될 수 있다.
도로 구조물에 설치된 제1 조명 및 제2 조명을 포함하고, 제1 조명은 제1 카메라와 레이더 사이에 위치하고, 제2 조명은 제2 카메라와 레이더 사이에 위치할 수 있다.
제1 카메라의 촬영 범위는 레이더의 감지 범위와 중첩되고, 제2 카메라의 촬영 범위는 레이더의 감지 범위와 중첩될 수 있다.
차량 감지 시스템은, 융합 감지 제어부로부터 제공된 카메라 거동 제어 신호에 따라, 제1 카메라의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 제1 팬-틸트 장치 및 제2 카메라의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 제2 팬-틸트 장치를 더 포함하고, 융합 감지 제어부로부터 제공된 레이더 거동 제어 신호에 따라, 레이더의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 팬-틸트 장치를 더 포함할 수 있다.
차량 감지 시스템은, 도로 구조물에 설치되며, 제1 카메라, 제2 카메라 및 레이더의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 팬-틸트 장치를 더 포함할 수 있다. 제1 카메라, 제2 카메라 및 레이더는 팬-틸트 장치에 모두 탑재되어, 동시에 움직일 수 있다.
융합 감지 제어부는, 제1 카메라와 제2 카메라를 독립적으로 제어하고, 제1 제어 신호를 제1 카메라로 출력하여, 제1 카메라의 동작 여부, 영상 컬러, 영상 밝기 및 촬영 범위 중 하나 이상을 제어하고, 제2 제어 신호를 제2 카메라로 출력하여, 제2 카메라의 동작 여부, 영상 컬러 여부, 영상 밝기 및 촬영 범위 중 하나 이상을 제어할 수 있다.
제1 카메라는 제1 시간대 또는 주간 시간대에 동작하여 제1 영상으로서 컬러 영상을 획득하고, 제2 카메라는 제2 시간대 또는 야간 시간대에 동작하여 제2 영상으로서 흑백 영상을 획득할 수 있다.
제1 카메라 및 제2 카메라는, 제1 시간대 또는 주간 시간대에 함께 동작하여, 컬러 영상인 제1 영상 및 컬러 영상인 제2 영상을 각각 획득하고, 제1 카메라 및 제2 카메라는, 제2 시간대 또는 야간 시간대에 함께 동작하여, 흑백 영상인 제1 영상 및 흑백 영상인 제2 영상을 각각 획득할 수 있다.
융합 감지 제어부 내 영상 감지부는, 컬러 영상으로부터 차량 인식을 위해 차량 이미지를 취득하고, 흑백 영상으로부터 차량 번호판을 인식하여 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독할 수 있다.
제1 카메라는 제1 밝기 설정 값에 따라 제1 영상을 획득하고, 제2 카메라는 제1 밝기 설정 값보다 낮은 제2 밝기 설정 값에 따라 제1 영상보다 어두운 제2 영상을 획득할 수 있다.
영상 감지부는, 제1 영상으로부터 차량 인식을 위해 차량 이미지를 취득하고, 제2 영상으로부터 차량 번호판을 인식하고 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독할 수 있다.
영상 감지부는, 제1 영상으로부터 인식된 차량의 차량 번호판과 제2 영상으로부터 인식된 차량의 차량 번호판을 비교하여, 최종 차량 번호판을 인식하고, 최종 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독하거나, 제1 영상으로부터 인식된 차량의 차량 번호판에서 판독된 차량 번화와 제2 영상으로부터 인식된 차량의 차량 번호판에서 판독된 차량 번호를 비교하여, 최종 차량 번호를 판독할 수 있다.
제1 카메라는 제1 화각의 제1 영상을 획득하고, 제2 카메라는 제1 화각보다 좁은 제2 화각의 제2 영상을 획득할 수 있다.
영상 감지부는, 제1 영상으로부터 차량 인식을 위해 차량 이미지를 취득하고, 제2 영상으로부터 차량 번호판을 인식하고 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독할 수 있다.
전술한 바와 같이, 취득 대상(예: 차량 이미지, 차량 번호판 이미지) 및 감지 정보의 종류(예: 차량 종류, 차량 형태, 차량 색상 등의 차량 정보, 차량 번호 등)에 따라, 제1 카메라(111a) 및 제2 카메라(111b) 각각의 동작 여부(촬영 여부), 동작 시간(주간, 야간, 제1 시간대, 제2 시간대 등), 영상 컬러 상태(컬러 영상, 흑백 영상), 영상 밝기(밝은 영상, 어두운 영상), 화각(광각, 협각) 등이 제어될 수 있다.
차량 감지 시스템은 스테레오 카메라에서의 영상 취득 여부와 레이더에서의 신호 검출 여부를 토대로, 스테레오 카메라와 레이더 각각의 고장 여부를 판단하고, 스테레오 카메라와 레이더 중 적어도 하나의 고장이 발생한 것으로 판단되면, 미리 설정된 수신자 정보를 이용하여 고장 정보를 포함하는 고장 보고 메시지를 전송하는 고장 진단부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 방법을 제공할 수 있다. 차량 감지 방법은, 스테레오 카메라를 통해 주변에 대한 제1 영상과 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 획득하는 영상 획득 단계; 레이더를 통해 레이더 신호의 송출에 따라 수신되는 신호를 토대로 레이더 데이터를 획득하는 레이더 데이터 획득 단계; 및 적어도 하나의 영상 및 레이더 데이터 간의 상호 분석을 통해 차량을 감지하는 차량 감지 단계를 포함할 수 있다.
차량 감지 단계는, 적어도 하나의 영상을 이용하되 레이더 데이터로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 영상 감지 단계; 레이더 데이터를 이용하되 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 레이더 감지 단계; 및 영상 기반 탐지 결과 데이터와 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 보정하여 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하는 융합 처리 단계를 포함할 수 있다.
영상 감지 단계는, 적어도 하나의 영상으로부터 1차 깊이 맵(Depth Map)을 추출하는 단계; 레이더 데이터로부터 얻어진 이동물체 위치정보에 근거하여, 1차 깊이 맵에서 관심영역을 설정하는 단계; 관심영역 내에서 이동 객체를 탐지하는 단계; 이동 객체에 대한 탐지 결과가 반영된 2차 깊이 맵을 추출하는 단계; 및 2차 깊이 맵에 근거하여 이동 객체에 대한 객체 종류를 인식하고, 객체 종류의 인식 결과에 따라 이동 객체를 차량으로 인식하고, 차량의 차량 번호판을 인식하여 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독하고, 차량에 대한 영상 기반 속도를 측정하고, 차량 번호 및 영상 기반 속도를 포함하는 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
레이더 감지 단계는, 레이더 데이터를 이용하여 하나의 트랙 ID 또는 둘 이상의 트랙 ID를 검출하는 단계; 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 위치 별 거리정보에 근거하여, 하나의 트랙 ID를 유효 트랙 ID로 결정하거나 둘 이상의 트랙 ID 중 유효 트랙 ID를 결정하는 단계; 유효 트랙 ID를 토대로 이동 객체를 탐지하는 단계; 및 이동 객체에 대한 레이더 기반 속도를 산출하고, 유효 트랙 ID 및 레이더 기반 속도를 포함하는 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
융합 처리 단계에서, 유효 트랙 ID 별 영상을 추출하고, 영상 기반 속도 및 레이더 기반 속도를 토대로 차량 속도를 최종 결정하고, 유효 트랙 ID 별 영상, 차량 번호, 차량 속도 및 차량 종류를 포함하는 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 차량 속도나 차량 거리가 항상 변화하고 차량들 간의 거리도 다양하게 변화할 수 있는 동적인 도로 환경에서, 차량을 정확하게 감지할 수 있는 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 스테레오 카메라를 다양하게 제어하여 원하는 것을 정확하게 인식 및 판독할 수도 있도록 해주는 차량 감지 시스템 및 차량 감지 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 방법에 대한 상세한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템이 도로 구조물에 설치된 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템에 포함된 스테레오 카메라 및 레이더의 설치 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템에 포함된 스테레오 카메라 및 레이더의 다른 설치 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템에서, 융합 감지 제어부에 의한 스테레오 카메라 및 레이더의 독립적 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 12 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템의 스테레오 카메라 활용 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템에 포함된 스테레오 카메라 및 레이더의 고장 진단 기능을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)에 대한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)은 이종의 센서 시스템(110) 및 융합 감지 제어부(120)를 포함할 수 있다. 이종의 센서 시스템(110)은 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)를 포함할 수 있다.
스테레오 카메라(111)는 주변에 대한 제1 영상과 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 획득할 수 있다. 레이더(112)는 전방으로 레이더 신호를 송출하고, 레이더 신호의 송출에 따라 수신되는 신호를 토대로 레이더 데이터를 생성할 수 있다.
융합 감지 제어부(120)는 적어도 하나의 영상 및 레이더 데이터 간의 상호 분석을 통해 차량을 감지할 수 있다.
융합 감지 제어부(120)는, 영상 감지부(121), 레이더 감지부(122), 융합 처리부(123) 및 컨트롤러(124) 등을 포함할 수 있다.
영상 감지부(121)는 적어도 하나의 영상을 이용하되 레이더 데이터로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성할 수 있다.
레이더 감지부(122)는 레이더 데이터를 이용하되 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성할 수 있다.
융합 처리부(123)는 영상 기반 탐지 결과 데이터와 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 보정하여 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성할 수 있다.
컨트롤러(124)는 영상 감지부(121), 레이더 감지부(122) 및 융합 처리부(123) 중 하나 이상의 동작을 제어할 수 있다.
컨트롤러(124)는 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112) 각각의 동작을 제어할 수 있다.
영상 감지부(121)는, 적어도 하나의 영상으로부터 1차 깊이 맵(Depth Map)을 추출하고, 레이더 감지부(122)로부터 제공된 이동물체 위치정보에 근거하여, 1차 깊이 맵에서 관심영역을 설정할 수 있다.영상 감지부(121)는 스테레오 카메라와 영상처리 알고리즘을 통해서 구현된 1개의 깊이 맵(Depth map)을 포함한 제1 영상과 제2 영상을 획득할 수 있다.
영상 감지부(121)는, 설정된 관심영역 내에서 이동 객체를 탐지하고, 이동 객체에 대한 탐지 결과가 반영된 2차 깊이 맵을 추출하고, 2차 깊이 맵에 근거하여 이동 객체에 대한 객체 종류를 인식하고, 객체 종류의 인식 결과에 따라 이동 객체를 차량으로 인식하고, 차량의 차량 번호판을 인식하여 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독하고, 차량에 대한 영상 기반 속도를 측정할 수 있다.
영상 감지부(121)는, 차량 번호 및 영상 기반 속도를 포함하는 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성할 수 있다.
전술한 영상 감지부(121)는 영상에 기반하여 차량(객체)를 감지하고 차량을 추적하며 차량 중앙을 판단하는 영상 추적부와, 차량 번호판을 인식하고 차량 번호판에서 차량 번호를 판독하는 차량 번호 인식부 등을 포함할 수 있다. 차량 번호 인식부는 차량 번호판 인식 및 차량 번호 판독을 통해 단속 자료를 생성하고 출력할 수 있다.
레이더 감지부(122)는, 레이더 데이터를 이용하여 하나의 트랙 ID 또는 둘 이상의 트랙 ID를 검출하고, 영상 감지부(121)로부터 제공된 위치 별 거리정보에 근거하여, 하나의 트랙 ID를 유효 트랙 ID로 결정하거나 둘 이상의 트랙 ID 중 유효 트랙 ID를 결정할 수 있다.
레이더 감지부(122)는, 유효 트랙 ID를 토대로 이동 객체를 탐지하고, 이동 객체에 대한 레이더 기반 속도를 산출할 수 있다.
레이더 감지부(122)는, 유효 트랙 ID 및 레이더 기반 속도를 포함하는 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성할 수 있다.
융합 처리부(123)는, 유효 트랙 ID 별 영상을 추출하고, 영상 기반 속도 및 레이더 기반 속도를 토대로 차량 속도를 최종 결정하고, 유효 트랙 ID 별 영상, 차량 번호, 차량 속도 및 차량 종류를 포함하는 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.
영상 감지부(121)는 스테레오 카메라(111)에 포함될 수도 있다. 레이더 감지부(122)는 레이더(112)에 포함될 수 도 있다. 융합 처리부(123)는 스테레오 카메라(111) 또는 레이더(112)에 포함될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)은 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)를 이용하여 차량을 감지하는데, 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112) 각각의 특성을 활용한다. 이에 대하여 아래에서 설명한다.
스테레오 카메라(111)는 물체 감지에 있어서 탁월한 성능을 발휘할 수 있으마, 해상도와 카메라 간 이격 거리 문제로 인해 실외 환경에서 물체에 대한 거리 및 속도 측정에 있어서 정밀도를 높이는데 한계가 있다.
이에 비해, 레이더(112)의 경우, 정확한 거리 및 속도를 측정하는데 탁월한 성능을 보인다. 다만, 레이더(112)의 경우, 인접한 2대의 차량을 1대로 감지하거나 차량이 없는 곳에서 레이더 신호(전자파)의 교란으로 인해 차량이 오 감지되는 문제가 발생할 수 있다. 전술한 바와 같이, 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)는 장단점이 서로 반대이다.
본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)은, 스테레오 카메라(111)를 통해 비전 방식으로 차량을 감지하기 위해, 평상 시 스테레오 카메라(111)를 저해상도로 동작시켜 시스템 부하를 줄여주고, 실시간 감지 시에만 스테레오 카메라(111)를 고해상도로 동작시켜 시스템 부하를 집중시켜 운영할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)은, 스테레오 카메라(111)를 이용한 비전 방식의 감지와 레이더(112)를 이용한 감지를 동시에 수행하는 경우, 고해상도로 영상을 촬영하여 촬영된 고해상도의 영상을 이용하여 차량 번호를 판독하고, 촬영된 고해상도의 영상을 차량 번호에 대한 증빙 자료로 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 방법에 대한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 방법은 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)를 이용한 차량 감지 방법으로서, 스테레오 카메라(111)를 통해 주변에 대한 제1 영상과 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 획득하는 영상 획득 단계(S210), 레이더(112)를 통해 레이더 신호의 송출에 따라 수신되는 신호를 토대로 레이더 데이터를 획득하는 레이더 데이터 획득 단계(S220), 및 적어도 하나의 영상 및 레이더 데이터 간의 상호 분석을 통해 차량을 감지하는 차량 감지 단계(S230) 등을 포함할 수 있다.
영상 획득 단계(S210) 및 레이더 데이터 획득 단계(S220)는 동시에 진행될 수 있다. 또는, 영상 획득 단계(S210)가 먼저 진행되고, 레이더 데이터 획득 단계(S220)가 나중에 진행될 수 있다. 또는, 레이더 데이터 획득 단계(S220)가 먼저 진행되고, 영상 획득 단계(S210)가 나중에 진행될 수 있다.
전술한 차량 감지 단계(S230)는 융합 감지 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 방법은, 차량 감지 단계(S230) 이후, 스테레오 카메라(111)에서의 영상 취득 여부와 레이더(120)에서의 신호 검출 여부를 토대로, 스테레오 카메라(111)와 레이더(120) 각각의 고장 여부를 판단하고, 스테레오 카메라(111)와 레이더(120) 중 적어도 하나의 고장이 발생한 것으로 판단되면, 미리 설정된 수신자 정보를 이용하여 고장 정보를 포함하는 고장 보고 메시지를 전송하는 고장 진단 단계(S240)를 더 포함할 수 있다.
전술한 차량 감지 단계(S230)는 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 방법에 대한 상세한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 차량 감지 단계(S230)는 영상 감지 단계(S310), 레이더 감지 단계(S320) 및 융합 처리 단계(S330)를 포함할 수 있다. 영상 감지 단계(S310)에서, 융합 감지 제어부(120)는 적어도 하나의 영상을 이용하되 레이더 데이터로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 단계이다. 레이더 감지 단계(S320)에서, 융합 감지 제어부(120)는 레이더 데이터를 이용하되 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성할 수 있다. 융합 처리 단계(S330)에서, 융합 감지 제어부(120)는 영상 기반 탐지 결과 데이터와 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 보정하여 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상 감지 단계(S310)는, 적어도 하나의 영상으로부터 1차 깊이 맵(Depth Map)을 추출하는 단계(S311); 레이더 데이터로부터 얻어진 이동물체 위치정보에 근거하여, 1차 깊이 맵에서 관심영역을 설정하는 단계(S313); 관심영역 내에서 이동 객체를 탐지하는 단계(S315); 이동 객체에 대한 탐지 결과가 반영된 2차 깊이 맵을 추출하는 단계(S317); 및 2차 깊이 맵에 근거하여 이동 객체에 대한 객체 종류를 인식하고, 객체 종류의 인식 결과에 따라 이동 객체를 차량으로 인식하고, 차량의 차량 번호판을 인식하여 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독하고, 차량에 대한 영상 기반 속도를 측정하고, 차량 번호 및 영상 기반 속도를 포함하는 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 단계(S319) 등을 포함할 수 있다.
S313 단계에서, 영상 감지부(121)는 레이더 감지부(122)에 의해 레이더 데이터로부터 얻어진 이동물체 위치정보에 근거하여, 1차 깊이 맵에서 관심영역을 설정함으로써, 관심영역 설정에 필요한 연산 량을 상당히 줄여줄 수 있다.
도 3을 참조하면, 레이더 감지 단계(S320)는, 레이더 데이터를 이용하여 하나의 트랙 ID 또는 둘 이상의 트랙 ID를 검출하는 단계(S321); 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 위치 별 거리정보에 근거하여, 하나의 트랙 ID를 유효 트랙 ID로 결정하거나 둘 이상의 트랙 ID 중 유효 트랙 ID를 결정하는 단계(S323); 유효 트랙 ID를 토대로 이동 객체를 탐지하는 단계(S325); 및 이동 객체에 대한 레이더 기반 속도를 산출하고, 유효 트랙 ID 및 레이더 기반 속도를 포함하는 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 단계(S327)를 포함할 수 있다.
S323 단계에서, 레이더 감지부(122)는, 영상 감지부(121)에 의해 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 위치 별 거리정보에 근거하여, 하나의 트랙 ID를 유효 트랙 ID로 결정하거나 둘 이상의 트랙 ID 중 유효 트랙 ID를 결정함으로써, 유효 트랙 ID 결정에 필요한 연산 량을 상당히 줄여줄 수 있고, 오 감지를 방지할 수 있으며, 차선 폭을 초과하는 대형 물체 트랙 ID를 분리할 수 있다.
도 3을 참조하면, 융합 처리 단계(S330)에서, 융합 감지 제어부(120) 내 융합 처리부(123)는 유효 트랙 ID 별 영상을 추출하고, 영상 기반 속도 및 레이더 기반 속도를 토대로 차량 속도를 최종 결정하고, 유효 트랙 ID 별 영상, 차량 번호, 차량 속도 및 차량 종류를 포함하는 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)이 도로 구조물(400)에 설치된 예시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)은 도로 상에 설치되거나 도로 주변에 설치되는 도로 구조물(400)에 설치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)를 포함하는 이종 센서 시스템(110)은 도로 구조물(400)에 설치되되, 도로에서 주행하고 있는 차량들을 감지할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.
도 4의 예시를 참조하면, 도로 구조물(400)은 도로의 일 측 또는 양 측에 세워져 있는 기둥(410, 420)과 기둥(410, 420)의 상단에 연결된 상단 바(430)로 구성될 수 있다. 상단 바(430)는 도로 상단에 위치하고 도로의 모든 차선을 가로지르는 형태로 설치될 수 있다.
이종 센서 시스템(110)은 도로 구조물(400)의 상단 바(430)에 설치되고, 융합 감지 제어부(120)는 도로 구조물(400)의 앙 기둥(410) 중 한 기둥(42)에 설치될 수 있다.
이종 센서 시스템(110)과 융합 감지 제어부(120)는 유선 또는 무선 방식으로 서로 연결될 수 있다. 융합 감지 제어부(120)는 관제 센터 장치(450)와 연결될 수 있다.
관제 센터 장치(450)는 컴퓨터 및 기록매체 등을 포함할 수 있으며, 융합 감지 제어부(120)가 제공하는 각종 정보 또는 메시지를 수신하고 있고, 융합 감지 제어부(120)가 제공하는 각종 데이터(영상 포함)를 수신하고, 수신된 데이터를 기록매체에 저장 관리할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)에 포함된 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)의 설치 예시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)에 포함된 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)의 다른 설치 예시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 이종 센서 시스템(110) 내 스테레오 카메라(111)는, 제1 영상을 획득하는 제1 카메라(111a) 및 제2 영상을 획득하는 제2 카메라(111b)를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 카메라(111a), 제2 카메라(111b) 및 레이더(112)는 도로 구조물(400)의 상단 바(430)에 설치될 수 있다. 제1 카메라(111a)는 레이더(112)의 일 측에 설치되고, 제2 카메라(111b)는 레이더(112)의 타 측에 설치될 수 있다. 즉, 제1 카메라(111a), 제2 카메라(111b) 및 레이더(112) 중에서 레이더(112)가 중앙에 위치하고, 제1 카메라(111a)와 제2 카메라(111b)가 레이더(112)의 양측에 각각 위치할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 차량 감지 시스템(100)은 도로 구조물(400)의 상단 바(430)에 설치된 제1 조명(501) 및 제2 조명(502)을 더 포함할 수 있다. 제1 조명(501)은 제1 카메라(111a)와 레이더(112) 사이에 위치할 수 있다. 제2 조명(502)은 제2 카메라(111b)와 레이더(112) 사이에 위치할 수 있다.
제1 조명(501) 및 제2 조명(502)은 제1 카메라(111a) 및 제2 카메라(111b)가 촬영하는 방향을 비출 수 있다. 이 경우, 제1 카메라(111a) 및 제2 카메라(111b)는 야간에도 좋은 품질의 영상 획득이 가능할 수 있다.
도로 구조물(400)이 횡단 보도 상에 설치된 경우, 제1 조명(501) 및 제2 조명(502)은 횡단 보도를 비추어, 보행자의 안전에 도움을 줄 수 있다.
제1 카메라(111a)의 촬영 범위는 레이더(112)의 감지 범위와 중첩될 수 있다. 따라서, 제1 카메라(111a)를 이용한 비전 센싱과 레이더(112)를 이용한 센싱을 효율적으로 융합할 수 있다.
제2 카메라(111b)의 촬영 범위는 레이더(112)의 감지 범위와 중첩될 수 있다. 따라서, 제2 카메라(111b)를 이용한 비전 센싱과 레이더(112)를 이용한 센싱을 효율적으로 융합할 수 있다.
도 5를 참조하면, 차량 감지 시스템(100)은, 융합 감지 제어부(120)로부터 제공된 카메라 거동 제어 신호에 따라, 제1 카메라(111a)의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 제1 팬-틸트 장치(511a) 및 제2 카메라(111b)의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 제2 팬-틸트 장치(511b)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 차량 감지 시스템(100)은, 레이더(112)는 융합 감지 제어부(120)로부터 제공된 레이더 거동 제어 신호에 따라 레이더(112)의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 팬-틸트 장치(512)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 카메라(111a), 제2 카메라(111b) 및 레이더(112)는, 개별 팬-틸트 장치들(511a, 511b, 512)에 의해, 개별적으로 그리고 독립적으로, 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 차량 감지 시스템(100)은, 도로 구조물(400)의 상단 바(430)에 설치되며, 제1 카메라(111a), 제2 카메라(111b) 및 레이더(112)의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 팬-틸트 장치(600)를 더 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 카메라(111a), 제2 카메라(111b) 및 레이더(112)는, 팬-틸트 장치(600)에 모두 탑재되어, 동시에 움직일 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 조명(501)은 제1 카메라(111a)이 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작에 동기화 되어 움직일 수 있다. 즉, 제1 조명(501)은 제1 카메라(111a)의 촬영 방향을 비추도록, 팬-틸트 장치에 의해 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 조명(502)은 제2 카메라(111b)이 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작에 동기화 되어 움직일 수 있다. 즉, 제2 조명(502)은 제2 카메라(111b)의 촬영 방향을 비추도록, 팬-틸트 장치에 의해 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)에서, 융합 감지 제어부(120)에 의한 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)의 독립적 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 융합 감지 제어부(120)는 제1 카메라(111a)와 제2 카메라(111b)를 독립적으로 제어할 수 있다.
이를 위해, 융합 감지 제어부(120)는 제1 제어 신호(CS1)를 제1 카메라(111a)로 출력하여, 제1 카메라(111a)의 동작 여부, 영상 컬러, 영상 밝기 및 촬영 범위(화각) 등 중 하나 이상을 제어할 수 있다. 융합 감지 제어부(120)는 제2 제어 신호(CS2)를 제2 카메라(111b)로 출력하여, 제2 카메라(111b)의 동작 여부, 영상 컬러 여부, 영상 밝기 및 촬영 범위(화각) 중 하나 이상을 제어할 수 있다.
스테레이오 카메라(110)에 포함된 제1 카메라(111a) 및 제2 카메라(111b) 각각에서 획득되는 제1 영상과 제2 영상을 다양한 타입으로 구성할 수 있다.
예를 들어, 제1 영상과 제2 영상을 컬러 영상과 컬러 영상으로 각각 구성하거나, 제1 영상과 제2 영상을 컬러 영상과 흑백 영상으로 각각 구성할 수 있다.
다른 예를 들어, 제1 영상과 제2 영상을 고해상도 영상과 고 해상도 영상으로 각각 구성하거나, 제1 영상과 제2 영상을 고해상도 영상과 저 해상도 영상으로 각각 구성하거나, 제1 영상과 제2 영상을 저해상도 영상과 저 해상도 영상으로 각각 구성할 수 있다.
다른 예를 들어, 제1 영상과 제2 영상을 넓은 화각으로 촬영된 광각 영상과 좁은 화각으로 촬영된 협각 영상으로 각각 구성될 수 있다.
또 다른 예를 들어, 제1 영상과 제2 영상을 일반 영상과 열화상으로 각각 구성할 수 있다.
전술한 예시들을 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.
도 8 내지 도 12 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)의 스테레오 카메라(111)에 대한 활용 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8 및 도 9는 스테레오 카메라(110)의 시간대별 동작 및 촬영 제어를 나타낸 도면들이다.
도 8을 참조하면, 제1 카메라(111a)는 제1 시간대 또는 주간 시간대에 동작하여 제1 영상으로서 컬러 영상을 획득할 수 있다.
제2 카메라(111b)는 제2 시간대 또는 야간 시간대에 동작하여 제2 영상으로서 흑백 영상을 획득할 수 있다.
제1 시간대(야간 시간대 중 임의의 시간대) 또는 주간 시간대에, 융합 감지 제어부(120) 내 영상 감지부(121)는, 컬러 영상인 제1 영상으로부터 차량 인식을 위해 차량 이미지를 취득할 수 있다.
제1 시간대(야간 시간대 중 임의의 시간대) 또는 주간 시간대에, 융합 감지 제어부(120) 내 영상 감지부(121)는, 컬러 영상인 제1 영상으로부터 차량 번호판을 인식하여 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독할 수 있다.
제2 시간대(주간 시간대 중 임의의 시간대) 또는 야간 시간대, 융합 감지 제어부(120) 내 영상 감지부(121)는, 흑백 영상인 제2 영상으로부터 차량 번호판을 인식하여 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 카메라(111a) 및 제2 카메라(111b)는, 제1 시간대 또는 주간 시간대에 함께 동작하여, 컬러 영상인 제1 영상 및 컬러 영상인 제2 영상을 각각 획득할 수 있다. 제1 카메라(111a) 및 제2 카메라(111b)는, 제2 시간대 또는 야간 시간대에 함께 동작하여, 흑백 영상인 제1 영상 및 흑백 영상인 제2 영상을 각각 획득할 수 있다.
제1 시간대(야간 시간대 중 임의의 시간대) 또는 주간 시간대에, 융합 감지 제어부(120) 내 영상 감지부(121)는, 컬러 영상인 제1 영상 및 제2 영상 모두로부터 차량 인식을 위해 차량 이미지를 취득할 수 있다.
제2 시간대(주간 시간대 중 임의의 시간대) 또는 야간 시간대에, 융합 감지 제어부(120) 내 영상 감지부(121)는, 흑백 영상인 제1 영상 및 제2 영상 모두로부터 차량 번호판을 인식하여 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독할 수 있다.
영상 감지부(121)는 컬러 영상으로부터 차량 이미지를 취득할 수 있다.
영상 감지부(121)는 저조도 흑백 영상으로부터 차량 번호판 인식 및 차량 번호 판독을 위한 위한 이미지를 취득할 수 있고, 이를 동시에 표출하여 차량의 형태, 색상, 또는 차량 번호판 이미지 등을 동시에 취득할 수 있다.
도 10 및 도 11은 스테레오 카메라(110)의 영상 밝기 제어를 나타낸 도면들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제1 카메라(111a)는 제1 밝기 설정 값에 따라 제1 영상을 획득할 수 있다. 제2 카메라(111b)는 제1 밝기 설정 값보다 낮은 제2 밝기 설정 값에 따라 제1 영상보다 어두운 제2 영상을 획득할 수 있다. 즉, 제1 카메라(111a)에서 획득된 제1 영상은 제1 밝기를 갖고, 제2 카메라(111b)에서 획득된 제2 영상은 제1 밝기보다 어두운 제2 밝기를 가질 수 있다.
도 10을 참조하면, 영상 감지부(121)는, 제1 밝기의 밝은 제1 영상으로부터 차량 인식을 위해 차량 이미지를 취득할 수 있다. 영상 감지부(121)는 제2 밝기의 어두운 제2 영상으로부터 차량 번호판을 인식하고 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독할 수 있다.
도 11을 참조하면, 영상 감지부(121)는, 밝은 영상인 제1 영상으로부터 인식된 차량의 차량 번호판과 어두운 영상인 제2 영상으로부터 인식된 차량의 차량 번호판을 비교하여, 최종 차량 번호판을 인식하고, 최종 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독할 수 있다.
또는, 영상 감지부(121)는, 밝은 영상인 제1 영상으로부터 인식된 차량의 차량 번호판에서 판독된 차량 번화와 어두운 영상인 제2 영상으로부터 인식된 차량의 차량 번호판에서 판독된 차량 번호를 비교하여, 최종 차량 번호를 판독할 수 있다.
전술한 영상 밝기 제어의 경우, 반사 타입 또는 비 반사 타입의 차량 번호판 모두에 대하여, 차량 번호판의 정확한 인식과 차량 번화의 정확한 판독이 가능할 수 있다. 가령, 차량 번호판에 반자지를 부착하는 등의 차량 번호 판독의 방해 조작이 있다고 하더라도, 전술한 영상 밝기 제어를 통해 차량 번호판의 정확한 인식과 차량 번화의 정확한 판독이 가능할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 카메라(111a, 111b) 중에서 어느 한쪽 카메라를 낮은 밝기에 맞춰 세팅하고, 다른 한쪽을 높은 밝기에 맞춰 세팅하여, 반사/비반사 차량번호판 여부와 상관없이 차량번호판영상을 보다 정확하게 취득할 수 있다. 전술한 바에 따르면, 구형 비반사 차량번호판과 신형 차량반사번호판이 혼재되어 사용되는 경우, 차량번호판 영상의 취득이 더욱 용이할 수 있다. 또한 차량의 번호판에 자동번호판독을 방해할 목적으로 설치된 반사지 등을 무력화 할 수 있어, 차량판독이 더욱 용이 해진다.
도 12는 스테레오 카메라(110)의 화각 제어를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 제1 카메라(111a)는 제1 화각의 제1 영상을 획득하고, 제2 카메라(111b)는 제1 화각보다 좁은 제2 화각의 제2 영상을 획득할 수 있다. 즉, 제1 영상은 제2 영상에 비해서 광각 영상이고, 제2 영상은 제1 영상에 비해 협각 영상이다. 이를 위해, 제1 카메라(111a)는 광각 렌즈를 구비하거나 디지털 화각 제어 모듈을 포함하고, 제2 카메라(111b)는 협각 렌즈를 구비하거나 디지털 화각 제어 모듈을 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 영상 감지부(121)는 광각 영상인 제1 영상으로부터 차량 인식을 위해 차량 이미지를 취득할 수 있다. 이에 비해, 영상 감지부(121)는, 협각 영상인 제2 영상으로부터 차량 번호판을 인식하고 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 취득 대상(예: 차량 이미지, 차량 번호판 이미지) 및 감지 정보의 종류(예: 차량 종류, 차량 형태, 차량 색상 등의 차량 정보, 차량 번호 등)에 따라, 제1 카메라(111a) 및 제2 카메라(111b) 각각의 동작 여부(촬영 여부), 동작 시간(주간, 야간, 제1 시간대, 제2 시간대 등), 영상 컬러 상태(컬러 영상, 흑백 영상), 영상 밝기(밝은 영상, 어두운 영상), 화각(광각, 협각) 등이 제어될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)에 포함된 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)의 고장 진단 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 차량 감지 시스템(100)은 차량 감지 시스템(100)의 고장을 진단하고 필요한 경우 관제 센터 또는 관리자에게 보고하는 고장 진단부(1300)를 더 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 고장 진단부(1300)는 스테레오 카메라(111)에서의 영상 취득 여부와 레이더(112)에서의 신호 검출 여부를 모니터링 하여 모니터링 결과를 토대로, 스테레오 카메라(111)와 레이더(112) 각각의 고장 여부를 판단할 수 있다.
고장 진단부(1300)는 모니터링 결과, 스테레오 카메라(111)와 레이더(112) 중 적어도 하나의 고장이 발생한 것으로 판단되면, 미리 설정된 수신자 정보를 이용하여 고장 정보를 포함하는 고장 보고 메시지(FRM: Fault Report Message)를 전송할 수 있다. 여기서, 예를 들어 미리 설정된 수신자 정보는 관제 센터 장치(450)의 네트워크 식별정보(예: 도메인 주소, IP 주소 등)이거나, 관리자의 이동통신 전화번호 등일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 스테레오 카메라(111) 및 레이더(112)를 이용한 차량 감지 시스템(100) 및 차량 감지 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 차량 속도나 차량 거리가 항상 변화하고 차량들 간의 거리도 다양하게 변화할 수 있는 동적인 도로 환경에서, 차량을 정확하게 감지할 수 있는 차량 감지 시스템(100) 및 차량 감지 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 스테레오 카메라(111)를 다양하게 제어하여 원하는 것을 정확하게 인식 및 판독할 수도 있도록 해주는 차량 감지 시스템(100) 및 차량 감지 방법을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 차량 감지 시스템 110: 이종 센서 시스템
111: 스테레오 카메라 111a, 111b: 제1 카메라, 제2 카메라
112: 레이더 120: 융합 감지 제어부
121: 영상 감지부 122: 레이더 감지부
123: 융합 처리부 124: 컨트롤러
400: 도로 구조물 430: 상단 바

Claims (20)

  1. 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템에 있어서,
    상기 스테레오 카메라를 통해 획득 가능한 제1 영상과 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 이용하되 상기 레이더에서 생성된 레이더 데이터로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 차량에 대한 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 영상 감지부;
    상기 레이더에서 생성된 상기 레이더 데이터를 이용하되 상기 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 상기 차량에 대한 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 레이더 감지부; 및
    상기 영상 기반 탐지 결과 데이터와 상기 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 이용하여 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하는 융합 처리부를 포함하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 감지부는,
    상기 적어도 하나의 영상으로부터 1차 깊이 맵(Depth Map)을 추출하고,
    상기 레이더 감지부로부터 제공된 이동물체 위치정보에 근거하여, 상기 1차 깊이 맵에서 관심영역을 설정하고,
    상기 관심영역 내에서 이동 객체를 탐지하고,
    상기 이동 객체에 대한 탐지 결과가 반영된 2차 깊이 맵을 추출하고,
    상기 2차 깊이 맵에 근거하여 상기 이동 객체에 대한 객체 종류를 인식하고,
    상기 객체 종류의 인식 결과에 따라 상기 이동 객체를 상기 차량으로 인식하고,
    상기 차량의 차량 번호판을 인식하여 상기 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독하고,
    상기 차량에 대한 영상 기반 속도를 측정하고,
    상기 차량 번호 및 상기 영상 기반 속도를 포함하는 상기 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레이더 감지부는,
    상기 레이더 데이터를 이용하여 하나의 트랙 ID 또는 둘 이상의 트랙 ID를 검출하고,
    상기 영상 감지부로부터 제공된 위치 별 거리정보에 근거하여, 상기 하나의 트랙 ID를 유효 트랙 ID로 결정하거나 상기 둘 이상의 트랙 ID 중 유효 트랙 ID를 결정하고,
    상기 유효 트랙 ID를 토대로 이동 객체를 탐지하고, 상기 이동 객체에 대한 레이더 기반 속도를 산출하고,
    상기 유효 트랙 ID 및 상기 레이더 기반 속도를 포함하는 상기 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 융합 처리부는,
    상기 유효 트랙 ID 별 영상을 추출하고,
    상기 영상 기반 속도 및 상기 레이더 기반 속도를 토대로 차량 속도를 최종 결정하고,
    상기 유효 트랙 ID 별 영상, 상기 차량 번호, 상기 차량 속도 및 상기 차량 종류를 포함하는 상기 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하여 출력하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스테레오 카메라는 상기 제1 영상을 획득하는 제1 카메라 및 상기 제2 영상을 획득하는 제2 카메라를 포함하고,
    상기 제1 카메라, 상기 제2 카메라 및 상기 레이더는 도로 구조물에 설치되고,
    상기 제1 카메라는 상기 레이더의 일 측에 설치되고,
    상기 제2 카메라는 상기 레이더의 타 측에 설치되는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도로 구조물에 설치된 제1 조명 및 제2 조명을 포함하고, 상기 제1 조명은 상기 제1 카메라와 상기 레이더 사이에 위치하고, 상기 제2 조명은 상기 제2 카메라와 상기 레이더 사이에 위치하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 카메라의 촬영 범위는 상기 레이더의 감지 범위와 중첩되고, 상기 제2 카메라의 촬영 범위는 상기 레이더의 감지 범위와 중첩되는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    카메라 거동 제어 신호에 따라, 상기 제1 카메라의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 제1 팬-틸트 장치 및 상기 제2 카메라의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 제2 팬-틸트 장치를 포함하고,
    레이더 거동 제어 신호에 따라, 상기 레이더의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 팬-틸트 장치를 포함하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 도로 구조물에 설치되며, 상기 제1 카메라, 상기 제2 카메라 및 상기 레이더의 팬 동작, 틸트 업 동작, 또는 틸트 다운 동작을 제공하기 위한 팬-틸트 장치를 더 포함하고,
    상기 제1 카메라, 상기 제2 카메라 및 상기 레이더는 상기 팬-틸트 장치에 모두 탑재되어, 동시에 움직이는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1 카메라는 제1 시간대 또는 주간 시간대에 동작하여 상기 제1 영상으로서 컬러 영상을 획득하고,
    상기 제2 카메라는 제2 시간대 또는 야간 시간대에 동작하여 상기 제2 영상으로서 흑백 영상을 획득하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라는, 제1 시간대 또는 주간 시간대에 함께 동작하여, 컬러 영상인 상기 제1 영상 및 컬러 영상인 상기 제2 영상을 각각 획득하고,
    상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라는, 제2 시간대 또는 야간 시간대에 함께 동작하여, 흑백 영상인 상기 제1 영상 및 흑백 영상인 상기 제2 영상을 각각 획득하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 제1 카메라는 제1 밝기 설정 값에 따라 상기 제1 영상을 획득하고,
    상기 제2 카메라는 상기 제1 밝기 설정 값보다 낮은 상기 제2 밝기 설정 값에 따라 상기 제1 영상보다 어두운 상기 제2 영상을 획득하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 제1 카메라는 제1 화각의 상기 제1 영상을 획득하고,
    상기 제2 카메라는 상기 제1 화각보다 좁은 제2 화각의 상기 제2 영상을 획득하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 스테레오 카메라에서의 영상 취득 여부와 상기 레이더에서의 신호 검출 여부를 토대로, 상기 스테레오 카메라와 상기 레이더 각각의 고장 여부를 판단하고,
    상기 스테레오 카메라와 상기 레이더 중 적어도 하나의 고장이 발생한 것으로 판단되면, 미리 설정된 수신자 정보를 이용하여 고장 정보를 포함하는 고장 보고 메시지를 전송하는 고장 진단부를 더 포함하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 시스템.
  15. 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 방법에 있어서,
    스테레오 카메라를 통해 주변에 대한 제1 영상과 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 획득하는 영상 획득 단계;
    레이더를 통해 레이더 신호의 송출에 따라 수신되는 신호를 토대로 레이더 데이터를 획득하는 레이더 데이터 획득 단계; 및
    상기 적어도 하나의 영상 및 상기 레이더 데이터 간의 상호 분석을 통해 차량을 감지하는 차량 감지 단계를 포함하고,
    상기 차량 감지 단계는,
    상기 적어도 하나의 영상을 이용하되 상기 레이더 데이터로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 상기 차량에 대한 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 영상 감지 단계;
    상기 레이더 데이터를 이용하되 상기 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 상기 차량에 대한 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 레이더 감지 단계; 및
    상기 영상 기반 탐지 결과 데이터와 상기 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 보정하여 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하는 융합 처리 단계
    를 포함하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 영상 감지 단계는,
    상기 적어도 하나의 영상으로부터 1차 깊이 맵(Depth Map)을 추출하는 단계;
    상기 레이더 데이터로부터 얻어진 이동물체 위치정보에 근거하여, 상기 1차 깊이 맵에서 관심영역을 설정하는 단계;
    상기 관심영역 내에서 이동 객체를 탐지하는 단계;
    상기 이동 객체에 대한 탐지 결과가 반영된 2차 깊이 맵을 추출하는 단계; 및
    상기 2차 깊이 맵에 근거하여 상기 이동 객체에 대한 객체 종류를 인식하고, 상기 객체 종류의 인식 결과에 따라 상기 이동 객체를 상기 차량으로 인식하고, 상기 차량의 차량 번호판을 인식하여 상기 차량 번호판으로부터 차량 번호를 판독하고, 상기 차량에 대한 영상 기반 속도를 측정하고, 상기 차량 번호 및 상기 영상 기반 속도를 포함하는 상기 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 레이더 감지 단계는,
    상기 레이더 데이터를 이용하여 하나의 트랙 ID 또는 둘 이상의 트랙 ID를 검출하는 단계;
    상기 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 위치 별 거리정보에 근거하여, 상기 하나의 트랙 ID를 유효 트랙 ID로 결정하거나 상기 둘 이상의 트랙 ID 중 유효 트랙 ID를 결정하는 단계;
    상기 유효 트랙 ID를 토대로 이동 객체를 탐지하는 단계; 및
    상기 이동 객체에 대한 레이더 기반 속도를 산출하고, 상기 유효 트랙 ID 및 상기 레이더 기반 속도를 포함하는 상기 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 융합 처리 단계에서, 상기 유효 트랙 ID 별 영상을 추출하고, 상기 영상 기반 속도 및 상기 레이더 기반 속도를 토대로 차량 속도를 최종 결정하고, 상기 유효 트랙 ID 별 영상, 상기 차량 번호, 상기 차량 속도 및 상기 차량 종류를 포함하는 상기 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하여 출력하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 스테레오 카메라는 상기 제1 영상을 획득하는 제1 카메라 및 상기 제2 영상을 획득하는 제2 카메라를 포함하고, 상기 제1 카메라, 상기 제2 카메라 및 상기 레이더는 도로 구조물에 설치되고, 상기 제1 카메라는 상기 레이더의 일 측에 설치되고, 상기 제2 카메라는 상기 레이더의 타 측에 설치되는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 방법.
  20. 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 방법에 있어서,
    스테레오 카메라를 통해 주변에 대한 제1 영상과 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 획득하는 영상 획득 단계;
    레이더를 통해 레이더 신호의 송출에 따라 수신되는 신호를 토대로 레이더 데이터를 획득하는 레이더 데이터 획득 단계; 및
    상기 적어도 하나의 영상 및 상기 레이더 데이터 간의 상호 분석을 통해 차량을 감지하는 차량 감지 단계를 포함하고,
    상기 차량 감지 단계는, 상기 적어도 하나의 영상을 이용하되 상기 레이더 데이터로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 상기 차량에 대한 영상 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 영상 감지 단계; 상기 레이더 데이터를 이용하되 상기 적어도 하나의 영상으로부터 얻어진 정보를 추가로 이용하여 상기 차량에 대한 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 생성하는 레이더 감지 단계; 및 상기 영상 기반 탐지 결과 데이터와 상기 레이더 기반 탐지 결과 데이터를 보정하여 최종 차량 탐지 결과 데이터를 생성하는 융합 처리 단계를 포함하고,
    상기 차량 감지 단계 이후,
    상기 스테레오 카메라에서의 영상 취득 여부와 상기 레이더에서의 신호 검출 여부를 토대로, 상기 스테레오 카메라와 상기 레이더 각각의 고장 여부를 판단하고, 상기 스테레오 카메라와 상기 레이더 중 적어도 하나의 고장이 발생한 것으로 판단되면, 미리 설정된 수신자 정보를 이용하여 고장 정보를 포함하는 고장 보고 메시지를 전송하는 고장 진단 단계를 더 포함하는 스테레오 카메라 및 레이더를 이용한 차량 감지 방법.
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