KR940007714B1 - 비디오 센서를 이용한 이동 물체의 속도 측정 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

비디오 센서를 이용한 이동 물체의 속도 측정 방법

제 1 도는 본 발명에 이용되는 선행기술의 비디오 센서를 개략적으로 도시하는 블록도.

제 2 도는 본 발명에 따른 비디오 센서를 이용한 이동물체의 속도 측정에 접합한 구성을 도시하는 블록도.

제 3 도는 모니터상에 디스플레이된 다수의 마크를 도시한 것으로, 속도 측정에 이용되는 마크간의 거리를 예시하는 도면.

제 4 도는 본 발명에 따른 이동물체의 속도를 측정을 수행하기 위한 방법을 설명하는 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 비디오 카메라 4 : 동기 신호 분리부

5 : 믹서 25 : OSD 제어 회로부

30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 : 휘도변동 검출부

50 : 비디오 센서 60 : 마이콤

100 : 속도 측정 장치.

본 발명은 이동하는 물체의 속도 측정에 관한 것으로, 특히, 비디오 센서를 이용한 이동물체의 속도 측정 방법에 관한 것이다.

비디오 센서는 고정 영상의 복합 비디오 신호중의 일부에 대하여 휘도 레벨의 변동을 가져오는 신호를 형성하고, 그 일부의 비디오 신호에 대하여 물체의 개입에 따른 휘도변동을 검출하는 장치이다.

먼저, 제 1 도를 참조하면, 점선으로 구분된 참조부호(50)의 비디오 센서가 도시된다.

비디오 센서(50)는 크게 동기 신호 분리 회로(4), 휘도 변도 검출부(30), 믹서(5)를 포함한다. 동기 신호 분리 회로(4)는 카메라(1)로부터 전달되는 영상에 관련한 비디오 신호로부터 수직 및 수평 동기 신호를 분리한다. 각각의 휘도 변동 검출부(30)는 동기 분리 회로(4)로부터 전달되는 수평 및 수직 동기 신호를 내부적으로 시상수 회로를 이용하여 지연처리한 후 믹서(5)로 출력하며, 믹서(5)는 카메라(1)로부터의 비디오 신호와 휘도 변동 검출부(30)로부터 전달된 지연 처리된 신호를 믹스하여 모니터(10)로 출력한다. 상기 지연 처리된 신호는 마크 형성신호를 의미하는데, 믹서(15)를 통하여 마크 형성신호가 혼합된 비디오 신호가 모니터상에 디스플레이될 때 전체의 고정영상에 비하여 휘도가 높아진 부분으로서 사각형상의 마크와 같이 보여진다.

또한, 상기 휘도 변동 검출부(25)는 상기 지연 처리된 신호를 이용하여 카메라(1)로부터 직접 전달되는 비디오 신호로부터 상기 마크 부분에 대응하는 프레임 일부의 비디오 신호를 선택한다. 이렇게 선택된 일부 비디오 신호에 대하여 어떠한 물체의 개입된다면, 이 신호부분에서 휘도 변동이 발생될 것이다. 휘도 변동 검출부(30)는 이러한 휘도 변동에 대응하는 전압변동을 검출한 후 검출된 신호를 외부에 접속된 VCR(20)을 작동시키는 트리거 신호로서 출력한다. 작동상, 검출대상은 실제로 상기 선택된 일부 비디오 신호의 전압변동이지만, 이것은 상기 마크 부분이 어떠한 변화, 예를들면, 점멸현상과 같은 변화를 일이키므로써 식별될 수 있다. 또한, 비디오 센서는 다수개의 휘도 변동 검출부를 포함할 수도 있다. (비디오 센서에 관한 보다 상세한 설명은 본 명세서에 참조문헌으로 인용되는 본 발명의 동일 출원인에 의해 1991년 12월 31일 "침입 감시 및 녹화시스템" 이라는 명칭으로 출원된 특허출원 제91-25876호와 제91-25877호를 참조할 것).

본 발명의 발명자는 이러한 비디오 센서에 의해 모니터상에 두개의 마크부와 일렬로 사전설정된 거리를 두고 배치되어 있을때, 이동물체에 의해 첫번째 마크가 감응된 후 두번째 마크가 감응될 때까지의 시간을 계산한다면, 그 이동물체의 속도를 계산할 수 있다는 착상을 하게 되었다. 즉, 제 2 도를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 비디오 카메라(1)와 적어도 두개의 휘도 변동 검출부를 가지는 비디오 센서가 예를들어, 고속도로, 또는 일반 도로상에 설치되어 있다고 가정하며, 각각의 휘도 변동 검출부에 의해 마크신호가 설정되고, 또한 각각의 마크 신호에 대응하는 마크부가 모니터상에 제공될 것이다. 이 마크부를 도로의 차선 예로, 상행선에 평행하게 일렬로 이격배치시켜 놓으면, 통행되는 차량에 의해 마크부가 감응될 것이다. 이때, 모니터 상측의 마크를 형성시키는 하나의 휘도 변동 검출부에 의해 트리거 신호가 제공되는 시점으로부터 모니터 하측의 마크부를 형성시키는 다른 하나의 휘도 변동 검출부에 의해 트리거 신호가 제공되는 시점까지의 기간이 계산될 수 있다. 계산에 필요한 거리는 모니터상의 상측과 하측의 마크부간의 거리로서 알고 있기 때문에 이를 상기 시간으로 나눈다면 이동물체의 속도가 쉽게 계산될 수 있을 것이다. 이러한 속도 계산에 의해 과속 자동차의 속도 측정도 가능할 수 있다. 자동차의 규정속도(ν)가 100km/h(=27.778m/s)이고, 마크간의 거리(x)가 10cm라고 가정해 보자. 그러면, 자동차는 두 마크가 시간적으로 감지되는 (x)의 거리를 단지 3.6msec만에 통과할 것이다. 따라서, 상기 규정 속도를 초과하는 자동차는 3.6msec를 초과할 때이며, 그 값을 임계값으로 하여 측정되는 기간을 비교한다면 규정 속도 이상으로 주행하는 과속 자동차의 속도 측정이 가능해질 것이다. 이러한 기간 계산과 속도 계산 그리고 임계값과 기간 계산값과의 비교등은 마이크로프로세서와 같은 제어·연산 수단에 의해 수행될 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명에 목적은 비디오 센서를 이용하여 이동물체의 속도를 측정하고, 필요에 따라 그 상황을 기록할 수도 있는 녹화 속도 측정 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 비디오 카메라로부터 전달되는 복합 비디오 신호의 프레임의 일부분에 대하여 이동물체가 개입되었을 때 발생되는 휘도 변동을 각기 검출하며, 상기 프레임이 일부분에 대응하는 마크 형성 신호가 포함된 상기 복합 비디오 신호를 출력하는 적어도 두개의 제1 및 제 2 휘도 변동 검출부를 포함하는 비디오 센서와, 상기 비디오 센서의 출력에 접속된 각각의 모니터, VCR 및 비디오 프린터와, 각각의 상기 제1 및 제 2 휘도 변동 검출부로부터 제공되는 각각의 검출 신호를 수신하며, 상기 VCR 및 비디오 프린터를 작동시키는 트리거 신호를 제공하는 제어수단을 포함하는 장치에 있어서, 상기 각각의 제1 및 제 2 휘도 변동 검출부에서 제공된 제1 및 제 2 의 마크 형성 신호에 의해 상기 모니터상에 나타나는 각각의 제1 및 제 2 마크부를 상기 이동물체의 궤적에 대응하도록 사전설정된 거리를 두고 일렬로 배치되는 단계와 ; 상기 제 1 휘도 변동 검출부의 제 1 마크 형성 신호의 휘도 변동에 대한 검출 신호에 응답하여 상기 제어수단내의 카운터부에서 시간적으로 카운트 작동을 시작하는 단계와 ; 상기 제 2 휘도 변동 검출부의 검출 신호에 응답하여 상기 카운터부의 카운트 작동을 종료하는 단계와 ; 사용자에 의해 상기 제어수단내 메모리 수단에 세트된 임계값과 상기 카운터에서 계수된 카운트 값을 비교하는 단계와 ; 상기 임계값이 카운트 값보다 클 때 상기 사전설정된 거리와 상기 시간에 대한 카운트 값을 이용하여 상기 이동물체의 속도를 계산하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 상세히 설명될 것이다.

제 2 도를 참조하면, 비디오 센서를 이용한 이동물체의 속도 측정에 적합한 구성이 도시된다.

속도 측정 장치(100)는 비디오 카메라(1), 비디오 센서(50) 및 제어수단(60)를 포함한다.

비디오 카메라(1)는 고정 위치에서 측정하고자 하는 이동물체의 영상을 촬영한다. 카메라(1)는 이동물체가 일직선으로 진행하는 것이 바람직하지만, 어느정도의 편향을 고려하여 이동물체의 궤적을 범위내로 할 수 있는 정도로 촬영가능하게 배치된다.

비디오 카메라(5)로부터 전방의 영상을 담고 있는 비디오 신호를 수신하는 비디오 센서(50)는 다수개의 휘도 변동 검출부(31, 32, …36)를 가지고 있다. 각각의 휘도 변동 검출부(31 내지 36)는 도시되지 않은 마크 발생부, 전압 변동 검출부와 마크 점멸부를 포함한다. 상기 기술된 바와 같이 각각의 마크 발생부는 비디오 신호의 각 프레임의 일부분에 대하여 전압차를 발생시킴으로써 모니터(10)상에 마크부를 형성시키며, 전압 변동 검출부는 상기 마크부에 대응하는 프레임의 일부분에 대하여 개입하는 물체에 따른 전압 변동을 검출 한다. 전압 변동 검출부에서 검출된 신호는 선행기술로부터 알 수 있는 바와 같이, 모니터(10)상에 디스플레이된 마크부를 점멸시킬 수 있다.

모니터(10), VCR(20) 및 비디오 프린터(40)는 비디오 신호 출력 라인(22)을 통하여 비디오 센서(50)에 각기 연결되어 있다. 따라서, 이들 모니터, VCR, 비디오 프린터를 각기 비디오 카메라(1)로부터 전달되는 영상을 동시에 포착할 수 있다.

제 3 도에는 각각의 휘도 변동 검출부(31 내지 36)에 의해 모니터(10)상에 형성된 마크부(M1 내지 M6)가 도시된다. 즉, 제 1 조의 마크부(M1, M2)는 각기 휘도 변동 검출부(31, 32)에 제 2 조의 마크부(M3, M4)는 각기 휘도 변동 검출부(33, 34)에, 그리고 제 3 조의 마크부(M5, M6)는 각기 휘도 변동 검출부(35, 36)에 대응하여 발생된 것으로 도시된다. 동도면에서, (x)는 마크(M1)와 (M2) 사이의 거리이다. 이 거리는 각조의 마크부마다 상이할 수도 있으며 같을 수도 있다. 보다 많은 이동물체의 속도 검출을 위해서 마크부 생성과 관련하는 휘도 변동 검출부를 짝수배로 비디오 센서(50)내에 제공할 수 있을 것이다.

각각의 휘도 변동 검출부(31 내지 36)로부터 출력된 신호는 로우레벨로서 라인(11 내지 16)을 통하여 제어수단(60)의 대응하는 각각의 입력 포트(P1 내지 P6)에 연결된다. 제어수단(60)은 입력 포트(P1, P3, P5)로 인가된 로우레벨 신호에 의해 시작되어 입력 포트(P2, P4, P6)로 로우레벨 신호가 인가될때까지의 기간을 카운트하는 각각의 카운터(62, 64, 66)를 포함한다. 제어수단(60)은 사용자에 의해 내부의 메모리 수단 또는 레지스터(도시안됨)내에 세트된 임계값과 상기 카운터들에 의해 계수된 카운트 값을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 카운트 값이 임계값보다 클때 VCR(20)과 비디오 프린터(40)를 녹화작동시키는 트리거 신호를 제공하는 기능을 수행한다. 이러한 제어수단(60)은 VCR(20)내에서 사용되는 제어수단인 마이콤을 이용할 수도 있고, 별개의 마이콤을 이용하여 구현될 수도 있다.

마이콤(60)의 라인(26)을 통하여 트리거 신호를 제공하는 출력은 카운터의 수에 대응하는 수만큼 제공될 수도 있지만 제 2 도에 도시된 바와 같이 한개의 출력으로도 가능하다. 이것은 하나의 비디오 카메라로부터 한번에 다수개의 이동물체가 촬영되는 것이기 때문에 어느 하나의 이동물체라도 측정대상에 해당되면, VCR과 비디오 프린터에는 모든 이동물체가 기록될 수 있기 때문이다. 또한, 마이콤(60)은 출력라인(24)을 통하여 비디오 센서(50)와 모니터(10)사이에 배치된 것으로 도시된 VCR(20)의 OSD 제어회로부(15)를 제어한다. 따라서, 마이콤(60)이 이동물체의 속도를 계산했을 때, OSD 기능을 이용하여 그 시간, 날짜, 속도 등을 OSD 화면상에 표시하고, 또한 이들 VCR 및 비디오 프린터에 기록할 수도 있을 것이다.

이제, 제 3 도의 본 발명에 따른 이동물체의 속도 측정을 설명하는 플로우차트를 참조하여 본 발명의 작동이 상세히 설명된다.

처음 단계 S0는 모니터상에 형성된 각각의 조를 이루는 마크부를 이격배치시키고, 그 마크부간의 거리를 측정하여, 마이콤(60)의 내부에 세트시키는 단계이다.

다음 단계 S1는 마이콤(60)내 메모리 수단을 세트하는 단계로서 사용자가 이동물체에 대하여 속도의 임계값을 정하는 것이다.

그 다음 단계는 이동물체가 감지되었을 때부터 카운터 하는 단계이다. 즉, 비디오 센서(50)의 각각의 휘도 변동 검출부(31, 33, 35)는 감지하고자 하는 이동물체의 개입이 검출되었을 때 각각의 라인(11, 13, 15)을 통하여 로우레벨 신호를 출력한다. 마이콤(60)은 상기 출력 신호에 응답하여 해당하는 카운터를 작동시킨다. 단계 S2와 S3는 제 2 도의 마크부(M1)가 감지되었을 때 마이콤(60)의 카운터(62)가 작동하는 것을 나타내면, 단계 S4, S5 및 단계 S6, S7는 각기 마크부(M3),(M5)가 감지되었을 때 카운터(64),(66)가 작동하는 것을 나타낸다.

그 다음 단계는 사전결정된 거리내에서 이동물체가 또다시 검출될 때 카운트를 종료하는 단계이다. 비디오 센서(50)의 휘도 변동 검출부(32, 34, 36)는 상기 이동물체의 개입이 사전결정된 거리를 지난 후 또다시 검출되었을 때 라인(12, 14, 16)을 통하여 마이콤(60)으로 로우레벨 신호를 출력한다. 마이콤(60)은 그 신호에 응답하여 대응하는 카운터를 작동중지시킨다. 단계 S8, S9는 제 2 도의 마크부(M2)가 감지되었을 때 마이콤(60)의 카운터(52)의 작동 종료를 나타내며, 단계 S10, S11 및 단계 S12, S13는 각기 마크부(M4), (M6)가 감응되었을 때 카운터(64),(66)의 작동 종료를 나타낸다. 이렇게 카운터가 작동하는 기간은 도로상에서 고속 주행하는 자동차의 속도를 측정하고자 할때는 지극히 짧을 것이다. 비록 마이컴(60)의 작동 사이클 고속일지라도 트리거 신호 발생과 녹화 개시까지의 시간을 고려하여 각각의 마크부는 모니터의 상단측으로 설정시키는 것이 바람직할 것이다.

그 다음 단계는 이동물체의 속도를 판단하는 단계로서, 메모리에 세트된 임계값과 작동된 카운터에 의해 계수된 값을 비교한다(단계 S14). 이때 계수값이 임계값 보다 크다면, 이동물체의 속도가 규정을 벗어난 것으로 판단한다. 따라서, 마이콤(60)은 이 상황을 VCR(20) 또는 비디오 프린터(40)에 기록시키기 위하여 속도값을 계산한다(단계 S15). 속도값 계산은 사전설정된 거리(x)를 계수된 값으로 나눔으로써 구해질 수 있다. 이동물체의 속도가 계산되면, 마이콤(60)은 OSD 제어부(15)를 통해 OSD 화면상에 해당 물체의 속도, 날짜 등을 디스플레이 되게 할 수도 있으며(단계 S16), VCR(20)과 비디오 프린터(40)에 기록시키는 트리거 신호를 제공한다(단계 S17).

메모리에 세트된 임계값을 변경시키지 않는다면, 상기와 같은 과정이 단계 S12로부터 계속적으로 반복될 것이며, 비록 본 명세서에서 자동차의 주행 속도를 측정하는 것으로 예시되었지만, 다른 어떠한 물체의 이동속도도 검출할 수 있을 것이다. 또한, 비디오 센서의 휘도 변동 검출부의 수가 여섯개를 도시되었지만 그 배수에 따라 검출되는 물체의 갯수도 증가될 수 있을 것이다.

그러므로, 상기 기술된 바로부터 알 수 있듯이 본 발명에 따라 비디오 센서를 이용하므로써 이동물체의 속도를 검출하고 또한 이를 기록할 수도 있는 신규한 속도 측정장치가 제공된다.

Claims (3)

1. 비디오 카메라(1)로부터 전달되는 복합 비디오 신호의 프레임의 일부분에 대하여 이동물체가 개입되었을 때 발생되는 휘도 변동을 각기 검출하며, 상기 프레임이 일부분에 대응하는 마크 형성 신호가 포함된 상기 복합 비디오 신호를 출력하는 적어도 두개의 제1 및 제 2 휘도 변동 검출부를 포함하는 비디오 센서(50)와, 상기 비디오 센서(50)의 출력에 접속된 각각의 모니터(10), VCR(20) 및 비디오 프린터(40)와, 각각의 상기 제1 및 제 2 휘도 변동 검출부로부터 제공되는 각각의 검출 신호를 수신하며, 상기 VCR(20) 또는 비디오 프린터(40)를 작동시키는 트리거 신호를 제공하는 제어수단(60)을 포함하는 장치에 있어서, 상기 각각의 제1 및 제 2 휘도 변동 검출부에서 제공된 제1 및 제 2 의 상기 마크 형성 신호에 의해 상기 모니터(10) 상에 나타나는 각각의 제1 및 제 2 마크부를 상기 이동물체의 궤적에 대응하도록 사전설정된 거리를 두고 일렬로 배치하는 단계와 ; 상기 제 1 휘도 변동 검출부의 제 1 마크 형성 신호의 휘도 변동에 대한 검출 신호에 응답하여 상기 제어수단(60)내의 카운터부에서 시간적으로 카운트 작동을 시작하는 단계와 ; 상기 제 2 휘도 변동 검출부의 검출 신호에 응답하여 상기 카운터부의 카운트 작동을 종료하는 단계와 ; 상기 제어수단내 메모리 수단에 세트된 임계값과 상기 카운터에서 계수된 카운트 값을 비교하는 단계와 ; 상기 임계값이 카운트 값보다 클 때 상기 사전설정된 거리와 상기 시간에 대한 카운트 값을 이용하여 상기 이동물체의 속도를 계산하는 단계를 포함하는 이동물체의 속도 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동물체의 속도가 측정될 때, 상기 제어수단(60)은 상기 비디오 센서(50)와 모니터(10) 사이에 배치된 OSD 제어부(15)를 제어하는 신호를 제공하므로서 모니터(10)상에 상기 이동물체의 속도가 표시되게 하는 방법.
3. 제 1 항에 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이동물체의 속도가 측정될 때, 상기 제어수단(60)으로부터 제공되는 트리거 신호에 의해 VCR(20) 또는 비디오 프린터(40)에 상기 이동물체와 그 속도가 기록되는 방법.