KR20220135892A - 영상 분석 기반의 신호 제어 시스템 - Google Patents

영상 분석 기반의 신호 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

영상 분석을 통해 도로의 대기 영역에서 객체가 검출되면 교통 감응 신호를 할당하는 신호 제어 시스템은, 상기 영상 분석을 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되지 않으면, 거리 측정 센서부의 상기 대기 영역을 향해 측정한 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되는지 여부를 확인하고, 및 상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되면 상기 교통 감응 신호의 할당을 요청하고, 상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되지 않으면 상기 교통 감응 신호의 할당을 요청하지 않도록 설정된 데이터 처리부를 포함할 수 있다.

Description

영상 분석 기반의 신호 제어 시스템{SIGNAL CONTROL SYSTEM BASED ON IMAGE ANALYSIS}
본 문서에서 개시되는 실시예들은, 영상 분석 기반의 신호 제어 시스템과 관련된다.
신호 제어 시스템은 카메라와 같은 촬영 장치를 이용하여 영상을 획득하고, 획득된 영상을 이용하여 도로 상황을 분석할 수 있다. 또한, 신호 제어 시스템은 획득된 영상을 이용하여 교통 신호의 표시 여부나 표시 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 신호 제어 시스템은 평소에는 교통 신호가 표시되지 않다가 차량이 특정한 영역에 정차하면 교통 신호가 표시되는 교통 감응 신호 기능을 이용할 수 있다. 예컨대 교차로에서 좌회전을 하려는 차량이 없이 직진하려는 차량만 있는 경우에도 주기적으로 좌회전 신호가 출력되면 직진하려는 차량은 불필요하게 신호를 기다려야 하므로 이러한 대기 시간을 줄이기 위하여 좌회전 감응 신호 기능이 이용될 수 있다.
촬영 장치는 도로나 교차로의 지정된 영역에 설치되어 일정 영역에 대한 영상을 촬영해야 하지만, 교통 사고에 따른 외부 충격, 태풍, 장치의 노후화 등과 같은 원인에 의하여 촬영 장치 혹은 촬영 장치가 설치된 지지대가 틀어지게 되고, 그 결과 촬영 장치의 화각이 틀어지면서 촬영 장치는 해당 영역에 대한 영상을 촬영할 수 없게 된다. 또한, 빛을 이용하여 영상을 획득하는 카메라의 구조상 먼지, 짙은 안개, 렌즈의 빗물 맺힘, 또는 이물질 등과 같은 원인으로 인하여 영상에 포함된 외부 객체의 식별이 어려울 수 있다. 위와 같이 촬영 장치가 제 기능을 수행하지 못하면 신호 제어 시스템은 교통 감응 신호 기능과 같이 영상의 분석이 요구되는 기능을 정상적으로 수행하지 못하게 된다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시예들은 상술한 문제점을 해결하기 위한 신호 제어 시스템 및 그에 관한 방법을 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 영상 분석을 통해 도로의 대기 영역에서 객체가 검출되면 교통 감응 신호를 할당하는 신호 제어 시스템은, 상기 영상 분석을 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되지 않으면, 거리 측정 센서부의 상기 대기 영역을 향해 측정한 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되는지 여부를 확인하고, 및 상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되면 상기 교통 감응 신호의 할당을 요청하고, 상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되지 않으면 상기 교통 감응 신호의 할당을 요청하지 않도록 설정된 데이터 처리부를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 영상 분석을 통해 도로의 대기 영역에서 객체가 검출되면 교통 감응 신호를 할당하는 신호 제어 시스템의 동작 방법은, 상기 영상 분석을 통해 상기 대기 영역 내에서 객체가 검출되지 않으면, 거리 측정 센서부의 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되는지 여부를 확인하는 동작, 상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되면 교통 감응 신호의 할당을 요청하고, 상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되지 않으면 상기 교통 감응 신호의 할당을 요청하지 않는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시예들에 따르면, 신호 제어 시스템은 촬영 장치 또는 기기(예: 카메라) 등의 화각이 틀어지는 경우에도 교통 감응 신호 기능을 정상적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 실시예들에 따르면, 신호 제어 시스템은 촬영 장치의 화각이 외부 요인에 의하여 틀어진 경우 이를 감지하여 알릴 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 실시예들에 따르면, 신호 제어 시스템은 다수의 센서가 통합적으로 구비된 객체 감지부를 이용하여 교통 감응 신호 기능을 안정적이고 지속적으로 이용할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 실시예들에 따르면, 신호 제어 시스템은 차량 및 보행자의 통행 정보, 교통 법규 위반 정보, 및 방범 정보 등을 수집함으로써 다양한 교통 관련 서비스를 제공할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 신호 제어 시스템의 환경을 도시한다.
도 2는 다양한 실시예들에 따라 교통 감응 신호를 표시하기 위한 신호 제어 시스템의 환경을 도시한다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 객체 감지부를 도시한다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 신호 제어 시스템의 블록도를 도시한다.
도 5는 다양한 실시예들에 따라 촬영부를 통해 객체를 검출하는 동작을 설명한다.
도 6은 다양한 실시예들에 따라 객체 검출 센서부를 통해 객체를 검출하는 동작을 설명한다.
도 7은 다양한 실시예들에 따라 교통 감응 신호를 제어하기 위한 동작 흐름도를 도시한다.
도 8은 다양한 실시예들에 따라 교통 감응 신호를 제어하기 위한 신호 제어 시스템의 내부 흐름도를 도시한다.
도 9는 다양한 실시예들에 따라 객체 감지부의 움직임을 감지하는 동작을 설명한다.
도 10은 다양한 실시예들에 따라 객체 감지부의 움직임을 감지하기 위한 동작 흐름도를 도시한다.
도 11은 다양한 실시예들에 따라 운영 장치를 포함하는 신호 제어 시스템의 블록도를 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 문서에서 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나”, "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나” 및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 설명되는 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
본 문서에서 사용되는 용어 "모듈", 또는 “...부”는 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램 또는 애플리케이션)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 신호 제어 시스템의 환경을 도시한다.
도 1을 참조하면, 신호 제어 시스템은 신호등 표시부(110), 촬영부(121), 객체 검출 센서부(122), 및 데이터 처리부(130)를 포함할 수 있다. 신호 제어 시스템의 구성들의 개수 및 배치는 도 1에 도시된 예로 한정되지 않으며, 일부 구성들은 다른 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 촬영부(121), 객체 검출 센서부(122), 및 데이터 처리부(130)는 신호등 표시부(110)와 동일한 구조물에 설치될 수 있다. 또한, 신호 제어 시스템의 구성은 도 1에 도시된 예로 한정되지 않으며, 일부 구성이 생략되거나 또는 추가될 수 있다. 예를 들어, 신호 제어 시스템은 도로 상황과 관련된 정보를 제공하기 위하여 안내 정보 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
신호등 표시부(110)는 교통 신호를 표시하도록 설정될 수 있다. 신호등 표시부(110)의 형태는 제한되지 않으며 다양할 수 있다. 교통 신호는 녹색 등, 노란색 등, 빨간색 등, 좌회전 신호, 보행등, 버스 삼색등, 자전거 삼색등, 또는 가변형 가변등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 교통 신호는 통행 신호를 포함할 수 있다. 통행 신호는 차량 또는 보행자가 특정 지역(예: 차도, 교차로, 또는 횡단 보도)을 지나가도록 유도하는 신호로 참조될 수 있다. 예를 들어, 통행 신호는 녹색 등과 좌회전 신호를 포함할 수 있다.
촬영부(121)는 영상을 촬영할 수 있는 카메라를 포함할 수 있다. 신호 제어 시스템은 촬영부(121)를 통해 촬영된 영상에 따라 다양한 객체를 다양한 개수만큼 감지 및 분석할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(130)는 차량(예: 51, 52)뿐만 아니라 보행자(예: 61)를 인식할 수 있다. 이 경우, 데이터 처리부(130)는 촬영된 영상을 분석함으로써 차량과 보행자를 구분할 수 있다.
객체 검출 센서부(122)는 예를 들어, 차량 또는 사람과 같은 객체를 검출하고, 객체의 이동을 추적함으로써 객체의 위치 또는 이동 거리를 측정할 수 있는 센서(예: 레이더(radio detection and ranging, RADAR), 라이다(light detection and ranging, LIDAR), 레이다(laser detection and ranging, LADAR) 등)를 포함할 수 있다. 실시예들에 따라, 신호 제어 시스템은 촬영부(121) 및 객체 검출 센서부(122)를 상호 협력적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 객체 검출 센서부(122)는 촬영부(121)에 비하여 객체의 이동 위치, 거리, 방향, 또는 속도를 보다 정확하게 검출할 수 있으므로, 이러한 정보를 획득할 시 신호 제어 시스템은 객체 검출 센서부(122)를 우선적으로 사용하고 촬영부(121)를 보조적인 수단으로 이용할 수 있다. 다른 예를 들어, 신호 제어 시스템은 객체 검출 센서부(122)를 통해 객체의 형태를 식별할 수 없으므로 이 경우에는 촬영부(121)를 이용할 수 있다. 실시예에 따르면, 촬영부(121) 및 객체 검출 센서부(122)는 하나의 통합된 모듈로 구현될 수 있다.
데이터 처리부(130)는 신호등 표시부(110), 촬영부(121), 및 객체 검출 센서부(122)와 연결되고, 각 구성들을 제어함으로써 신호 제어 시스템의 전반적인 기능을 수행할 수 있다. 데이터 처리부(130)는 예를 들어, 신호등 표시부(110)와 인접한 위치에 배치되어 신호등 표시부(110)의 작동을 제어하는 교통 신호 제어기 함체에 포함될 수 있다. 다른 예를 들어, 데이터 처리부(130)는 교통 신호 제어기 함체와 별도의 구성일 수 있다. 이 경우, 데이터 처리부(130)는 신호등 표시부(110)에 부착되거나, 별도의 구성(예: 도 11의 운영 장치(1120))으로 존재할 수 있다.
데이터 처리부(130)는 차량의 수, 이동 속도, 이동 방향, 이동 거리, 통행량, 대기 길이, 또는 점유율과 같은 차량의 통행 정보를 획득할 수 있다. 또한, 데이터 처리부(130)는 보행자의 수, 보행 속도, 또는 보행 방향과 같은 보행자의 통행 정보를 획득할 수 있다. 데이터 처리부(130)는 촬영부(121)를 통해 촬영된 영상을 분석함으로써 차량의 종류, 색상, 크기, 주행 차로, 또는 번호판과 같은 차량의 식별 정보를 획득할 수 있다. 또한, 데이터 처리부(130)는 보행자의 외형과 같은 식별 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 처리부(130)는 딥 러닝(deep learning) 또는 머신 러닝(machine learning)과 같은 인공지능(artificial intelligence, AI) 기반 영상 분석/처리 알고리즘을 적용함으로써 차량/보행자의 식별 정보 및 통행 정보를 획득할 수 있다.
데이터 처리부(130)는 획득된 차량의 식별 정보를 통해 신호 제어 시스템이 위치한 지역(예: 교차로, 골목, 또는 고속도로)의 도로 상황을 분석할 수 있다. 도로 상황은 통행 정보, 위반 정보, 또는 방범 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 방범 정보는 생활 방범 정보 또는 교통 방범 정보일 수 있다. 위반 정보는 차량의 속도 위반, 신호 위반, 역주행, 주행 차로 위반, 차선 위반, 정지선 위반, 또는 불법주정차 위반 중 적어도 하나에 대한 검출 결과를 포함할 수 있다. 이 경우, 데이터 처리부(130)는 차로 별로 구분하여 위반 정보를 획득할 수 있다. 또한, 위반 정보는 보행자의 신호 위반, 또는 무단 횡단 중 적어도 하나에 대한 검출 결과를 포함할 수 있다.
예를 들어, 데이터 처리부(130)는 지정된 영역의 촬영 영상 분석을 통해 속도 위반 차량 또는 정지선 위반 차량을 검출할 수 있다. 다른 예를 들어, 데이터 처리부(130)는 불법주정차구역에 정차된 차량을 감지 및 단속할 수 있다. 불법주정차구역에 정차된 차량이 지정된 시간(예: 10분) 동안 지정된 횟수(예: 2회) 이상 감지되면, 데이터 처리부(130)는 차량이 불법주정차를 한 것으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 데이터 처리부(130)는 횡단 보도가 없는 차도를 불법으로 건너는 보행자를 검출할 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따라 교통 감응 신호를 표시하기 위한 신호 제어 시스템의 환경을 도시한다. 도 2에 도시된 구성들 중 도 1에서 설명된 구성과 명칭 혹은 참조 번호가 동일한 구성은 해당 구성과 동일하거나 유사한 기능을 수행할 수 있으며, 이하에서 도 1과 중복되는 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 차량(150)이 대기 영역(160) 상에 정차하면 신호 제어 시스템은 신호등 표시부(110)를 통해 교통 신호를 표시할 수 있다. 대기 영역(160)은 차량(150)이 교통 감응 신호(예: 좌회전 신호)를 제공 받기 위하여 정차해야 하는 영역을 의미할 수 있다.
신호 제어 시스템은 대기 영역(160) 아래에 매립된 센서(예: 루프 검지기)를 통해 차량(150)이 대기 영역(160) 상에 정차하는 것을 감지할 수 있으나, 센서의 크기는 제한되므로 차량(150)이 매립된 센서에 정확히 정차하지 않으면 교통 감응 신호 기능이 정상적으로 작동하지 않을 수 있으며, 도로 아래에 매립된 센서를 다시 설치하는 것은 비용 및 시간상 효율적이지 않을 수 있다. 실시예들에 따른 신호 제어 시스템은 객체 감지부(120)를 통해 대기 영역(160) 상에 정차한 차량(150)을 감지하고, 감지된 차량(150)에 기반하여 교통 감응 신호를 제공함으로써 교통 감응 신호 기능의 오작동을 줄일 수 있다.
객체 감지부(120)는 도 1의 촬영부(121) 및 객체 검출 센서부(122)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(130)는 촬영부(121)에 의해 획득된 영상 내에서 대기 영역(160)에 대응하는 영역을 관심 영역으로 설정하고 차량(150)이 관심 영역 내에 진입하였는지에 기반하여 교통 감응 신호의 할당 여부를 결정할 수 있다. 데이터 처리부(130)는 촬영부(121)에 의해 획득된 영상을 이용하여 교통 감응 신호 기능뿐만 아니라 차량(150)의 통행 정보, 식별 정보, 또는 위반 정보를 확인할 수 있지만, 먼지, 짙은 안개, 렌즈의 빗물 맺힘, 또는 이물질 등과 같은 원인으로 인하여 영상 내에서 차량(150)이 감지되지 못할 수 있다. 또한, 외부 충격이나 날씨, 또는 장치의 노후화 등과 같은 원인으로 인하여 촬영부(121)의 화각이 틀어지면 영상 내에서 관심 영역이 틀어져 교통 감응 신호 기능이 정상적으로 작동하지 못할 수 있다.
실시예들에 따른 데이터 처리부(130)는 촬영부(121) 뿐만 아니라 객체 검출 센서부(122)의 센싱 결과를 이용하여 대기 영역(160) 상에 정차한 차량(150)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(130)는 객체 검출 센서부(122)로부터 방출되는 신호를 이용하여 객체 감지부(120)와 대기 영역(160) 간 거리를 측정하고, 거리의 변화에 기반하여 차량(150)이 대기 영역(160) 상에 정차함을 감지할 수 있다. 전파를 이용하는 레이더는 고정된 위치(예: 대기 영역(160))에 대한 거리를 측정할 수 없으므로, 객체 검출 센서부(122)는 고정된 위치의 거리를 측정할 수 있도록 빛(또는 레이저)를 이용하는 레이저 센서나 라이다를 포함할 수 있다. 이 경우, 객체 검출 센서부(122)는 '거리 측정 센서부'로도 참조될 수 있다. 비용의 절감을 위하여, 객체 검출 센서부(122)는 라이다 대신 레이저 센서를 포함할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 객체 감지부를 도시한다.
도 3을 참조하면, 객체 감지부(300)는 렌즈(215)를 포함하는 촬영부(210), 객체 검출 센서부(220)(또는, 거리 측정 센서부), 각도 조절 장치(310), 및 지지대(320)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 객체 감지부(300)는 움직임 감지부(260)를 더 포함할 수 있다. 촬영부(210)는 지정된 영역을 촬영하기 위하여 일정한 영역을 향할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(210)는 대기 영역(160)을 향하도록 설치될 수 있다. 객체 검출 센서부(220)는 촬영부(210)가 정상적으로 작동하지 않을 경우 교통 감응 신호 기능을 안정적으로 제공하기 위하여 촬영부(210)와 인접한 위치에 위치하고 촬영부(210)와 동일한 방향(예: 대기 영역으로의 방향)을 향하도록 설치될 수 있다. 실시예에서, 촬영부(210) 및 객체 검출 센서부(220)는 하나의 모듈로 구성될 수 있다.
움직임 감지부(260)는 촬영부(210) 또는 객체 검출 센서부(220)와 인접한 위치에 설치될 수 있다. 움직임 감지부(260)는 객체 감지부(300)의 움직임을 측정할 수 있다. 예를 들어, 움직임 감지부(260)가 자이로 센서 또는 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 경우, 움직임 감지부(260)에 의하여 측정되는 센싱 정보(이하, '움직임 정보'로 참조될 수 있다)는 기울기, 가속도, 방위각, 또는 각속도 중 적어도 하나로 표현될 수 있다. 데이터 처리부(130)는 움직임 감지부(260)에 의하여 획득된 움직임 정보에 기반하여 객체 감지부(300)의 틀어짐을 감지할 수 있다. 예를 들어, 교통 사고에 따른 외부 충격, 태풍, 장치의 노후화 등과 같은 원인에 의하여 촬영부(210), 객체 검출 센서부(220), 각도 조절 장치(310), 또는 지지대(320) 중 적어도 하나가 틀어지면 움직임 감지부(260)에 의하여 측정된 기울기, 가속도, 방위각, 또는 각속도 중 적어도 하나는 변경될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 신호 제어 시스템의 블록도를 도시한다. 도 4에 도시된 구성들 중 도 1 내지 3에서 설명된 구성과 명칭이나 참조 번호가 동일한 구성은 해당 구성과 동일하거나 유사한 기능을 수행할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 신호 제어 시스템(200)은 촬영부(210), 객체 검출 센서부(220), 데이터 처리부(230), 신호 제어부(240), 신호등 표시부(250), 및 움직임 감지부(260)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구성들 중 일부는 신호 제어 시스템(200)과 개별적인 구성으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 신호 제어부(240) 또는 신호등 표시부(250) 중 적어도 하나는 신호 제어 시스템(200)과 분리되어 독립적인 개체로 동작할 수 있다. 이 경우, 신호 제어 시스템(200)은 신호 제어부(240) 또는 신호등 표시부(250)와 유선 또는 무선 인터페이스를 통해 연결될 수 있다.
데이터 처리부(230) 및 신호 제어부(240) 각각은 프로세서와 같은 물리적인 하드웨어 칩일 수도 있고, 메모리에 저장되고 프로세서를 통해 실행되는 프로그램, 어플리케이션, 또는 명령어들(instructions)의 집합과 같은 소프트웨어일 수 있다. 데이터 처리부(230) 및 신호 제어부(240)는 별도의 구성일 수도 있고, 하나의 모듈로도 형성될 수 있다. 데이터 처리부(230) 및 신호 제어부(240)는 교통 신호 제어기 함체 내에 위치하거나 또는 관제 센터와 같은 운영 장치(예: 도 11의 운영 장치(1120))에 위치할 수 있다. 신호 제어부(240)는 신호등 표시부(250)를 통해 표시되는 신호를 할당 및 제어할 수 있다. 예를 들어, 신호 제어부(240)는 데이터 처리부(230)의 요청에 응답하여 교통 신호(예: 좌회전 신호)를 신호등 표시부(250)에 할당할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 처리부(230)는 촬영부(210)에 의해 획득된 영상과 객체 검출 센서부(220)에 의해 측정된 센싱 정보를 이용하여 관심 영역 내의 객체(예: 차량(150))를 검출할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(230)는 영상의 분석에 기반하여 관심 영역 내에서 객체가 검출되는지 여부를 확인하고, 관심 영역 내에서 객체가 검출되면 교통 감응 신호의 할당을 요청할 수 있다. 관심 영역 내에서 객체가 검출되지 않으면, 데이터 처리부(230)는 객체 검출 센서부(220)에 의하여 측정되는 거리 측정 정보를 통해 객체가 검출되는지 여부를 확인하고, 거리 측정 정보를 통해 객체가 검출되면 교통 감응 신호의 할당을 요청할 수 있다. 거리 측정 정보를 통해서도 객체가 검출되지 않으면, 데이터 처리부(230)는 교통 감응 신호의 할당을 요청하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 처리부(230)는 객체 검출 센서부(220)에 의하여 측정된 거리 측정 정보 또는 움직임 감지부(260)에 의하여 측정된 움직임 정보 중 하나를 이용하여 객체 감지부(300)의 움직임을 감지할 수 있다. 움직임이 감지되면 데이터 처리부(230)는 에러 알림을 생성할 수 있다. 또한, 객체 감지부(300)가 움직이면 교통 감응 신호 기능이 정상적으로 작동하지 못하므로, 데이터 처리부(230)는 고정된 시간 마다 교통 신호가 표시되는 TOD(time of day) 모드로 동작할 수 있도록 신호 제어부(240)에게 요청할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따라 촬영부를 통해 객체를 검출하는 동작을 설명한다.
도 5를 참조하면, 촬영부(210)는 대기 영역(510)을 포함하는 도로를 촬영할 수 있도록 일정한 화각을 가질 수 있다. 영상 내에서 대기 영역(510)은 관심 영역으로 설정될 수 있다. 차량(515)이 대기 영역(510) 상에 정차하면, 데이터 처리부(230)는 촬영부(210)를 통해 영상 내에서 관심 영역 내에 진입한 차량(515)을 검출할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예들에 따라 객체 검출 센서부를 통해 객체를 검출하는 동작을 설명한다.
도 6을 참조하면, 객체 검출 센서부(220)는 대기 영역(510)을 향하여 빛, 레이저, 또는 초음파와 같은 신호를 이용하여 객체 검출 센서부(220)와 대기 영역(510) 간 거리를 측정할 수 있다. 차량(515)이 대기 영역(510) 상에 정차하면 객체 검출 센서부(220)와 대기 영역(510) 간 거리가 제1 거리(d1)에서 제2 거리로(d2)로 변경되므로, 데이터 처리부(230)는 객체 검출 센서부(220)를 통해 차량(515)을 검출할 수 있다.
도 7은 다양한 실시예들에 따라 교통 감응 신호를 제어하기 위한 동작 흐름도를 도시한다. 이하의 동작 흐름도에 도시된 동작들은 신호 제어 시스템(200)에 의하여 구현되며, 구체적으로 신호 제어 시스템(200)에 포함된 구성(예: 데이터 처리부(230))에 의하여 구현될 수 있다.
도 7을 참조하면, 동작 705에서, 신호 제어 시스템(200)은 데이터 처리부(230)를 통해 영상을 분석할 수 있다. 동작 710에서, 신호 제어 시스템(200)은 영상 분석을 통해 대기 영역 내에서 객체가 검출되는지를 확인할 수 있다. 객체가 검출되면, 동작 720에서 신호 제어 시스템(200)은 교통 감응 신호를 표시할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(230)는 신호 제어부(240)에게 교통 감응 신호의 할당을 요청하고, 신호 제어부(240)는 요청에 기반하여 교통 감응 신호를 표시하도록 신호등 표시부(250)를 제어할 수 있다.
객체가 검출되지 않으면, 동작 715에서, 신호 제어 시스템(200)은 데이터 처리부(230)를 통해 거리 측정 정보에 기반하여 객체가 검출되는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 객체 검출 센서부(220)에 의하여 측정된 거리 값이 이전에 측정된 거리 값보다 감소하면, 데이터 처리부(230)는 객체가 검출된 것으로 결정할 수 있다. 대기 영역에서 객체가 검출되면, 동작 720에서 신호 제어 시스템(200)은 교통 감응 신호를 표시할 수 있다. 거리 측정 정보에 기반하여서도 객체가 검출되지 않으면, 동작 725에서 신호 제어 시스템(200)은 교통 감응 신호를 표시하지 않을 수 있다. 다시 말해, 신호 제어 시스템(200)은 교통 감응 신호의 배제를 유지할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예들에 따라 교통 감응 신호를 제어하기 위한 신호 제어 시스템의 내부 흐름도를 도시한다.
도 8을 참조하면, 동작 810에서 데이터 처리부(230)는 영상 분석을 통해 객체 검출을 시도할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(230)는 영상 내에 설정된 관심 영역 내에 객체가 진입하는지를 확인할 수 있다. 객체가 검출되면, 동작 820에서 데이터 처리부(230)는 신호 제어부(240)에게 교통 감응 신호 할당을 요청할 수 있다. 동작 830에서, 신호 제어부(240)는 교통 감응 신호를 할당할 수 있다.
객체가 검출되지 않으면(객체 미검출), 동작 840에서, 데이터 처리부(230)는 객체 검출 센서부(220)의 센싱 결과를 통해 객체 검출을 시도할 수 있다. 객체가 검출되면, 동작 850에서 데이터 처리부(230)는 신호 제어부(240)에게 교통 감응 신호 할당을 요청할 수 있다. 동작 860에서, 신호 제어부(240)는 교통 감응 신호를 할당할 수 있다. 객체가 검출되지 않으면(객체 미검출), 동작 870에서, 데이터 처리부(230)는 교통 감응 신호의 배제를 유지하기 위해 교통 감응 신호 할당을 요청하지 않을 수 있다.
도 9는 다양한 실시예들에 따라 객체 감지부의 움직임을 감지하는 동작을 설명한다.
도 9를 참조하면, 데이터 처리부(230)는 객체 검출 센서부(220) 또는 움직임 감지부(260)를 통해 촬영부(210), 객체 검출 센서부(220), 및 움직임 감지부(260)를 포함하는 객체 감지부(300)의 틀어짐(또는 각도 변화)을 감지할 수 있다. 예를 들어, 객체 검출 센서부(220)에 의하여 측정된 거리가 제1 거리(d1)에서 제3 거리(d3)로 변경된 채로 지정된 시간이 경과하면, 데이터 처리부(230)는 객체 감지부(300)가 틀어진 것으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 움직임 감지부(260)에 의하여 측정된 값이 변경되면 데이터 처리부(230)는 객체 감지부(300)가 틀어진 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 객체 감지부(300)가 틀어지면, 가속도 센서에 의하여 측정되는 x, y, z축의 벡터 합이 변경될 수 있다.
도 10은 다양한 실시예들에 따라 객체 감지부의 움직임을 감지하기 위한 동작 흐름도를 도시한다.
도 10을 참조하면, 동작 1005에서, 신호 제어 시스템(200)은 객체 검출 센서부(220)를 통해 거리 측정 정보를 획득할 수 있다. 동작 1010에서, 신호 제어 시스템(200)은 움직임 감지부(260)를 통해 움직임 정보를 획득할 수 있다. 동작 1015에서, 신호 제어 시스템(200)은 거리 측정 정보 또는 움직임 정보 중 적어도 하나에 기반하여 움직임을 감지할 수 있다. 동작 1020에서, 신호 제어 시스템(200)은 움직임을 감지한 것에 기반하여 TOD 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(230)는 신호 제어부(240)에게 움직임 감지 결과를 전달하고, 신호 제어부(240)는 신호등 표시부(250)가 TOD 모드로 동작할 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 실시예에서, 신호 제어 시스템(200)은 데이터 처리부(230)를 통해 에러 알림을 출력할 수 있다.
도 11은 다양한 실시예들에 따라 운영 장치를 포함하는 신호 제어 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 신호 제어 시스템(200)은 네트워크(260)를 통해 연결되는 적어도 하나의 신호 제어 시스템 유닛(예: 1101-1, 1101-2, 1101-3)과 운영 장치(1120)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)은 특정 지역(예: 교차로, 골목, 또는 고속도로) 단위로 설치될 수 있다. 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)은 특정 지역에 대한 도로 상황을 분석하고, 분석 결과 정보를 운영 장치(1120)로 전송할 수 있다. 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)은 운영 장치(1120)와 통신할 수 있는 통신 인터페이스(1110)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(1110)는 유선 또는 무선 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)이 객체 감지부(300)의 움직임을 감지하면, 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)은 감지 결과를 운영 장치(1120)에게 전달함으로써 운영 장치(1120)의 사용자(예: 관제 요원)가 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)에서 문제가 발생함을 확인하게 할 수 있다.
운영 장치(1120)는 지방자치단체, 도로공사, 시설공단, 또는 경찰청에서 운영하는 관제 센터에 설치될 수 있다. 운영 장치(1120)는 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)으로부터 수신된 정보를 데이터 베이스(1124)에 저장 및 관리하고, 저장된 정보를 이용하여 실시간으로 도로 상황을 관제할 수 있는 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 운영 장치(1120)는 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)의 부족한 하드웨어 성능을 보완할 수 있다. 예를 들어, 운영 장치(1120)의 데이터 처리부(1122)는 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)의 데이터 처리부(230) 보다 고성능의 영상 처리를 구현할 수 있는 하드웨어(예: GPU(graphic processing unit))를 포함할 수 있다. 데이터 처리부(1122)는 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)에서 수행되는 도로 상황(예: 통행 정보, 위반 정보, 또는 방범 정보) 분석을 포함하여 데이터 처리부(230)의 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)의 데이터 처리부(230)는 제거 또는 비활성화되는 것이 가능하다. 운영 장치(1120)는 분석된 도로 상황에 기반하여 신호를 제어하거나 차량에게 다른 경로를 제공하도록 신호 제어 시스템 유닛(1101-1)에게 명령을 전달할 수 있다.

Claims (13)

  1. 영상 분석을 통해 도로의 대기 영역에서 객체가 검출되면 교통 감응 신호를 할당하는 신호 제어 시스템에 있어서,
    상기 영상 분석을 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되지 않으면, 거리 측정 센서부의 상기 대기 영역을 향해 측정한 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되는지 여부를 확인하고, 및
    상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되면 상기 교통 감응 신호의 할당을 요청하고, 상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되지 않으면 상기 교통 감응 신호의 할당을 요청하지 않도록 설정된 데이터 처리부;를 포함하는, 신호 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 거리 측정 정보가 나타내는 거리 값이 변경되면 상기 객체가 검출된 것으로 결정하도록 설정된, 신호 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 대기 영역을 향하도록 설치되고 상기 영상을 촬영하도록 설정된 촬영부, 및 상기 거리 측정 센서부를 포함하는 객체 감지부를 더 포함하고,
    상기 거리 측정 센서부는,
    상기 대기 영역을 향해 거리를 측정하도록 설치되는, 신호 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 객체 감지부는,
    상기 객체 감지부의 움직임을 감지하도록 설정된 움직임 감지부를 더 포함하는, 신호 제어 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 움직임 감지부의 움직임 정보를 획득하고,
    상기 거리 측정 정보 또는 상기 움직임 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 객체 감지부의 움직임을 감지하고, 및
    상기 감지된 움직임에 기반하여 에러 알림을 생성하도록 설정된, 신호 제어 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 움직임 감지부의 움직임 정보를 획득하고,
    상기 거리 측정 정보 또는 상기 움직임 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 객체 감지부의 움직임을 감지하고, 및
    상기 객체 감지부의 움직임이 감지되면 신호 제어부가 TOD(time of day) 모드로 동작하도록 요청하도록 설정된, 신호 제어 시스템.
  7. 청구항 5 또는 6에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 거리 측정 정보가 나타내는 거리 값이 변경된 채로 지정된 시간이 경과하면 상기 객체 감지부가 움직인 것으로 결정하도록 설정된, 신호 제어 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 거리 측정 센서부는, 레이저 센서를 포함하는, 신호 제어 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 교통 감응 신호를 표시하도록 설정된 신호등 표시부;를 더 포함하는, 신호 제어 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 신호등 표시부를 제어하는 신호 제어부;를 더 포함하는, 신호 제어 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 영상 분석에 기반하여 상기 객체의 식별 정보를 획득하고, 통행 정보, 위반 정보, 또는 방범 정보 중 적어도 하나를 분석하도록 설정된, 신호 제어 시스템.
  12. 청구항 1 또는 11에 있어서,
    상기 데이터 처리부에 의하여 획득된 정보를 통해 도로 상황을 관제하도록 설정된 운영 장치를 더 포함하는, 신호 제어 시스템.
  13. 영상 분석을 통해 도로의 대기 영역에서 객체가 검출되면 교통 감응 신호를 할당하는 신호 제어 시스템의 동작 방법에 있어서,
    상기 영상 분석을 통해 상기 대기 영역 내에서 객체가 검출되지 않으면, 거리 측정 센서부의 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되는지 여부를 확인하는 동작;
    상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되면 교통 감응 신호의 할당을 요청하고, 상기 거리 측정 정보를 통해 상기 대기 영역에서 객체가 검출되지 않으면 상기 교통 감응 신호의 할당을 요청하지 않는 동작;을 포함하는, 신호 제어 시스템의 동작 방법.
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