WO2017003150A1 - 트램 교차로 영상검지장치 및 방법 - Google Patents

트램 교차로 영상검지장치 및 방법 Download PDF

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WO2017003150A1
WO2017003150A1 PCT/KR2016/006887 KR2016006887W WO2017003150A1 WO 2017003150 A1 WO2017003150 A1 WO 2017003150A1 KR 2016006887 W KR2016006887 W KR 2016006887W WO 2017003150 A1 WO2017003150 A1 WO 2017003150A1
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WO
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tram
intersection
moving
direction vector
traffic
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/006887
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English (en)
French (fr)
Inventor
명묘희
송수연
정미경
심태일
Original Assignee
도로교통공단
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/04—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using optical or ultrasonic detectors

Definitions

  • the present invention relates to a tram intersection image detection device and method, and more particularly, a tram that is installed at a tram intersection including a tram dedicated lane and a general lane to determine whether or not an intersection situation exists based on a photographed image and traffic light information of the intersection.
  • An intersection image detecting apparatus and method are provided.
  • tram-only lanes (hereinafter referred to as tram-only lanes) of trams are installed on general lanes where general vehicles such as automobiles move, but have a boundary so that they can be distinguished from general lanes. Therefore, the tramway only is designed to use the intersection of the normal lane, but because the tram uses the intersection at the same time as the passenger car, traffic control must be different from the general intersection.
  • Patent No. 1260373 improves the safety of the intersection by interlocking the line switching direction and the direction of the tram signal and the road traffic signal at the intersection with the trajectory branch of the tram. It is controlling the progress so that the use efficiency of the road is increased.
  • Patent No. 1387435 when a tram detection signal is input, a speed code according to the traffic signal information is generated and wirelessly transmitted to the tram vehicle, thereby preventing or slowing down the tram intersection or crossing when the traffic signal is warned or cautioned. To prevent collisions and accidents with the vehicle.
  • the tram intersection image detection method of the present invention is a tram intersection image detection method in a tram intersection image detection apparatus installed at a tram intersection including a tram dedicated lane and a general lane.
  • a yugo situation determination step of judging whether or not the intersection is based on the basis is provided.
  • the information collecting step includes photographing an image of a tram intersection and receiving traffic light information of a tram intersection from a tram traffic signal controller installed at the tram intersection.
  • the information extraction step includes extracting moving objects from the photographed image, extracting feature points of each moving object and grouping them by moving objects, and calculating moving distance, moving direction vector, and moving speed of each feature point group. .
  • Determination of the yugo situation the step of determining the traffic signal direction vector according to the current traffic signal from the traffic light information of the tram intersection, and checking whether the pattern of the representative traffic direction vector and the traffic signal direction vector match, and the pattern If there is a mismatch for more than a predetermined time, determining that a yugo situation has occurred at the tram intersection includes reporting the tram traffic signal controller to the tram traffic signal controller.
  • the tram intersection image detecting apparatus of the present invention includes a camera for photographing an image of a tram intersection, a communication unit for receiving traffic light information from a tram traffic signal controller, an image from the camera and traffic light information from the tram traffic signal controller. And a signal processor for extracting information about a moving body in the intersection including the representative moving direction vectors of the moving bodies and determining whether or not the intersection is present based on the representative moving direction vectors of the moving bodies.
  • the signal processor extracts the length of each feature point group, and determines whether the moving object is a tram vehicle from the length of the feature point group. If the length of the feature point group is greater than or equal to a predetermined length, it is determined that the moving object is a tram vehicle and transmits the moving direction vector and the moving speed of the feature point group to the tram traffic signal controller.
  • the intersection is due to the image information of the tram intersection and the traffic signal information of the tram intersection, so if a traffic accident occurs at the intersection or the cars are stopped at the intersection due to traffic congestion It can be determined quickly and reported to the tram traffic signal controller, so that it is possible to respond quickly to the situation of intersection at the intersection.
  • the image of the traffic situation information is transmitted to the tram control center, it is easier to understand the situation of the intersection in the tram control center.
  • FIG. 1 is a system diagram showing a state in which a tram intersection image detecting apparatus of the present invention is connected to a tram traffic signal controller and a tram control center.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of a tram intersection.
  • Figure 3 is a block diagram showing the internal configuration of the tram intersection image detection apparatus of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the tram intersection image detection method of the present invention.
  • 5 is a flowchart showing the moving object information extraction step in more detail.
  • FIG. 6 is a flowchart showing in more detail the step of determining the presence of intersections.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a traffic signal direction vector for each traffic signal pattern of a tram intersection.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a state in which tram vehicle information is transmitted according to the detected length of the moving object.
  • 9 is an example of a tram intersection image combining the traffic light information and the traffic signal direction vector.
  • FIG. 1 is a system diagram showing a state in which a tram intersection image detecting apparatus of the present invention is connected to a tram traffic signal controller and a tram control center.
  • the tram intersection image detecting apparatus 100 of the present invention is installed at each tram intersection.
  • the tram intersection is also provided with a tram traffic signal controller 200 for controlling the traffic signal of the tram intersection.
  • the tram intersection image detection apparatus 100 and the tram traffic signal controller 200 are connected to each other by wire or wireless communication.
  • a portion of the tram intersection image detecting apparatus 100 except for the camera may be installed in the housing of the tram traffic signal controller 200.
  • the tram traffic signal controller 200 may be a form in which the tram signal controller and the traffic signal controller are integrated into one, or the tram signal controller and the traffic signal controller may be configured independently.
  • the tram control center 300 centrally manages the operation of the tram.
  • the tram intersection image detection device 100 and the tram control center 300 are connected through a communication network such as a wired dedicated network, a wired / wireless internet network, and a mobile communication network.
  • the tram intersection center detects the tram intersection image while the operating personnel reside. Monitor the image of the tram intersection coming from the device 100.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of a tram intersection.
  • a general lane 21 in which a general vehicle operates and a tramway 22 in which a tram operates are coexist.
  • the tram runs only through the tramway 22.
  • the tramway only crosses the intersection in the horizontal direction and the vertical direction, but in some cases, when the tramway exists only in the horizontal direction at the tram intersection, the tramway may exist only in a '-' shape. Etc. may exist in various forms.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the tram intersection image detection apparatus of the present invention.
  • the tram intersection image detecting apparatus 100 of the present invention includes a camera 120 for capturing an image of a tram intersection, a first communication unit 130 for receiving traffic light information from the tram traffic signal controller 200, and a camera.
  • a signal processor 110 is used to determine whether or not an intersection exists using the image from the 120 and the traffic light information from the tram traffic signal controller 200.
  • the camera 120 is preferably installed at a position high enough to photograph the entire intersection, and it is preferable to use a camera capable of capturing a moving image or a still image at a high resolution enough to distinguish each moving object.
  • the signal processor 110 extracts information on the moving object in the intersection including the representative traffic direction vectors of the moving objects in the intersection from the image signal from the camera 120 and the traffic light information from the tram traffic signal controller 200. That is, the signal processor 110 extracts moving objects from the photographed image, extracts feature points of each moving object and groups the moving objects, and calculates a moving distance, a moving direction vector, and a moving speed of each feature point group.
  • the signal processor 110 may perform the transformation from the image space to the physical space on the feature point groups before calculating the moving distance, the moving direction vector, and the moving speed of each feature point group.
  • the moving distance, the moving direction vector, the moving speed, and the like are calculated after the conversion to the physical space, the moving distance, the moving direction vector, the moving speed, and the like in the physical space can be obtained.
  • the signal processor 110 calculates a representative passage direction vector of the feature point groups from the movement direction vector of each feature point group. Further, the traffic signal direction vector according to the current traffic signal is determined from the traffic light information of the tram intersection received from the tram traffic signal controller 200. When the signal processing unit 110 does not match the pattern of the representative traffic direction vector and the traffic signal direction vector for a predetermined time or more, the signal processing unit 110 determines that a yugo situation has occurred at the tram intersection, and then the tram traffic signal controller 200 through the first communication unit 130. Report this to.
  • the traffic signal direction vector is previously stored in the memory for each traffic signal pattern of the tram intersection, and the representative traffic direction vector is calculated as a vector sum of the moving direction vectors of each feature point group.
  • the tram intersection image detecting apparatus 100 further includes a second communication unit 140 for communication with an external tram control center 300.
  • the signal processor 110 synthesizes a picture representing the representative traffic direction vector and the traffic signal direction vector to the captured image, and transmits the synthesized image to the tram control center 300 through the second communication unit 140.
  • the current traffic light state can also be synthesized.
  • the presence state can be displayed in the form indicating that the state. For example, the entire screen can be displayed in red and synthesized.
  • all the traffic lights may be blinked in red when in a known state, and may be expressed in various forms.
  • the signal processor 110 may also extract the length of each feature point group when calculating the moving distance, the moving direction vector, and the moving speed of each feature point group. Since the length of the tram vehicle is considerably longer than the length of a general vehicle (eg, five times or more), it may be determined whether the moving object is a tram vehicle from the length of the feature point group. That is, the signal processor 110 determines that the moving object is a tram vehicle if the length of the extracted feature point group is greater than or equal to a predetermined reference, and the movement direction of the feature point group is transmitted to the tram traffic signal controller 200 through the first communication unit 130. Send vector, speed of movement. In addition, when the moving object determined to be a tram vehicle passes through the intersection, it reports to the tram traffic signal controller 200.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of a tram intersection image detection method according to an embodiment of the present invention.
  • the signal processing unit 110 collects traffic situation information of the tram intersection (step S41).
  • Information collection step (S41) the step of taking a picture of the tram intersection with the camera 120, and the traffic light information of the tram intersection from the tram traffic signal controller 200 installed at the tram intersection through the first communication unit 130. Receiving.
  • the signal processing unit 110 extracts information on the moving objects in the intersection including the representative traffic direction vectors of the moving objects using the collected traffic situation information (step S43).
  • the information extraction step (S43) as shown in Figure 5, the step of extracting (segment) the moving objects from the captured image (S431), the step of extracting the feature points of each moving object and grouped by the moving object (S433),
  • the method may include calculating a moving distance, a moving direction vector, and a moving speed of each feature point group (S435), and calculating a representative passage direction vector of moving bodies from the moving direction vector of each feature point group (S437).
  • the representative passage direction vector may be calculated as a vector sum of the movement direction vectors of each feature point group. That is, the moving direction vector of the feature point group A And move direction vector of feature group B If the moving object has only the feature points group A and B, the representative passage direction vector is Becomes
  • the signal processor 110 may perform the transformation from the image space to the physical space on the feature point groups before calculating the movement distance, the movement direction vector, and the movement speed of each feature point group. After the conversion to the physical space is performed, the moving distance, the moving direction vector, the moving speed, and the like are calculated to obtain the moving distance, the moving direction vector, and the moving speed in the physical space.
  • step S45 determines whether or not there is an intersection condition based on the representative travel direction vectors of the moving bodies (step S45). As shown in Fig. 6, step S45 determines the traffic signal direction vector according to the current traffic signal from the traffic light information of the tram intersection (S451), the representative traffic direction vector and the traffic signal direction vector. (S453) to check whether the pattern of the match. As a result of checking whether the pattern matches, if the pattern does not match for more than a predetermined time (YES in S455), the signal processing unit 110 determines that a yugo situation has occurred at the tram intersection, and then the tram traffic signal through the first communication unit 130. This is reported to the controller 200 (step S457).
  • the traffic signal direction vector is preferably stored in memory for each traffic signal pattern of the tram intersection. That is, the traffic signal direction vector when the left traffic signal in the vertical direction, the left traffic signal in the vertical direction, the left traffic signal in the up direction, the left traffic signal in the upward direction, and the left traffic signal straight in the downward direction is shown in FIG. 7.
  • the traffic signal direction vector for the signal in the horizontal direction is shown from the lower left to the lower right.
  • the signal processor 110 may detect the tram vehicle from the length information of the moving object (step S47). Since the length of the tram vehicle is considerably longer than the length of a general vehicle (eg, five times or more), it may be determined whether the moving object is a tram vehicle from the length of the feature point group. The signal processor 110 also extracts the length of each feature point group when calculating the moving distance, the moving direction vector, and the moving speed of each feature point group in step S43, and determines whether the moving object is a tram vehicle from the length of the feature point group in step S47. Determine whether or not. That is, as shown in FIG.
  • the moving object is determined to be a tram vehicle, and the trajectory traffic signal controller 200 through the first communication unit 130 moves the vector of the feature point group. , Transmit the moving speed. If the tram vehicle ID is known, the tram vehicle ID is also transmitted.
  • the vertical axis represents the length of the detected moving object, and the horizontal axis represents the execution order.
  • the signal processor 110 may synthesize a picture showing the representative traffic direction vector and the traffic signal direction vector to the captured image, and transmit the synthesized image to the tram control center 300 through the second communication unit 140.
  • the current traffic light state can also be synthesized. In this case, when it is determined that the intersection is in a state of presence, the current traffic light state may also be synthesized together.
  • the presence state can be displayed in the form indicating that the state. For example, as shown in the example of FIG. 9, the entire screen may be displayed in red and synthesized.
  • a moving image format such as the GIF format
  • all the traffic lights flash red when in a yugo state, or the entire screen repeats between red and the original color.
  • the present invention has been described with some examples, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, although all components constituting the embodiments of the present invention have been described as being combined or operating in combination. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented in one independent hardware, each or all of the components may be selectively combined to perform some or all functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art.
  • Such a computer program may be stored in a computer readable storage medium and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention.
  • the storage medium of the computer program may include a semiconductor recording medium, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.

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Abstract

트램 전용차로와 일반 차로가 포함된 트램 교차로에 설치되어 촬영된 영상과 교차로의 교통신호등 정보로부터 교차로 유고상황 여부를 판단하는 트램 교차로 영상검지장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 트램 교차로 영상검지방법은, 트램 교차로의 교통상황정보를 수집한다. 수집된 교통상황정보를 이용하여 이동체들의 대표통행방향벡터를 포함하는 교차로 내의 이동체에 관한 정보를 추출한다. 이동체들의 대표통행방향벡터와 교통신호방향벡터의 패턴이 소정 시간 이상 불일치하는 경우에는 트램 교차로에 유고상황이 발생하였다고 판단한다. 본 발명에 따르면, 교차로에서 교통사고가 발생하였거나 도로 정체에 의하여 교차로에 차들이 정지되어 있는 경우에 이를 신속하게 판단하고 트램교통신호제어기에 보고하므로, 교차로에서의 유고상황에 신속하게 대처할 수 있다.

Description

트램 교차로 영상검지장치 및 방법
본 발명은 트램 교차로 영상검지장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트램 전용차로와 일반 차로가 포함된 트램 교차로에 설치되어 촬영된 영상과 교차로의 교통신호등 정보로부터 교차로 유고상황 여부를 판단하는 트램 교차로 영상검지장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 트램의 트램전용주행로(이하, 트램전용주행로라고 함)는 자동차 등과 같은 일반차량이 이동하는 일반차로에 설치되나 일반차로와 구분이 가능하도록 경계를 가지는데 이는 철도와 유사하다. 따라서, 트램전용주행로는 일반차로의 교차로를 이용가능하도록 설계되지만, 트램이 승용차와 동시에 교차로를 이용하게 되므로 일반적인 교차로와는 교통제어를 다르게 하여야 한다.
이러한 트램 교차로에서의 교통신호 운용방법과 관련해서는 예를 들면 특허제1260373호, 특허 제1387435호 등이 있다.
특허 제1260373호에서는 트램의 진로 분기가 있는 교차로에서 트램이 교차로 진행시에 선로전환 방향과 트램신호 및 도로교통신호의 방향을 연동 제어하여 교차로의 안전성을 높이고, 트램의 진행방향과 동시에 역방향 트램의 진행을 가능하도록 제어하여 도로의 사용 효율을 높이고 있다.
특허 제1387435호에서는 트램 검지신호가 입력되는 경우 교통신호 정보에 따른 속도코드를 생성하여 트램차상장치에 무선으로 송신함으로써, 교통신호가 경고 또는 주의시에는 트램의 교차로나 건널목의 진입을 방지하거나 감속하여 차량과의 충돌이나 접촉사고를 방지하도록 하고 있다.
그러나, 종래의 시스템에서는 교차로에서 교통사고가 발생하였거나 도로 정체에 의하여 교차로에 차들이 정지되어 있는 경우에 이를 신속하게 판단하고 보고하는 방법은 제시하지 못하고 있다. 또한, 트램 차량이 교차로를 완전히 통과하였는지 여부를 판단하는 방법도 제시하지 못하고 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 트램 교차로 영상검지방법은, 트램 전용차로와 일반 차로가 포함된 트램 교차로에 설치된 영상검지장치에서의 트램 교차로 영상검지방법에 있어서, 트램 교차로의 교통상황정보를 수집하는 정보수집단계와, 상기 수집된 교통상황정보를 이용하여 이동체들의 대표통행방향벡터를 포함하는 교차로 내의 이동체에 관한 정보를 추출하는 정보추출단계와, 이동체들의 대표통행방향벡터에 기반하여 교차로 유고상황 여부를 판단하는 유고상황 판단단계를 구비한다. 정보수집단계는, 트램 교차로의 영상을 촬영하는 단계와, 트램 교차로에 설치된 트램교통신호제어기로부터 트램 교차로의 교통신호등 정보를 수신하는 단계를 포함한다. 정보추출단계는, 촬영된 영상으로부터 이동체들을 추출하는 단계와, 각 이동체의 특징점들을 추출하여 이동체별로 그룹화하는 단계와, 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출하는 단계를 포함한다. 유고상황 판단단계는, 트램 교차로의 교통신호등 정보로부터 현재의 교통신호에 따른 교통신호방향벡터를 정하는 단계와, 대표통행방향벡터와 상기 교통신호방향벡터의 패턴이 일치하는지를 확인하는 단계와, 상기 패턴이 소정 시간 이상 불일치하는 경우에는 트램 교차로에 유고상황이 발생하였다고 판단하여 트램교통신호제어기에 이를 보고하는 단계를 포함한다.
본 발명의 트램 교차로 영상검지장치는, 트램 교차로의 영상을 촬영하기 위한 카메라, 트램교통신호제어기로부터 교통신호등 정보를 수신하기 위한 통신부, 상기 카메라로부터의 영상과 상기 트램교통신호제어기로부터의 교통신호등 정보로부터 이동체들의 대표통행방향벡터를 포함하는 교차로 내의 이동체에 관한 정보를 추출하고, 이동체들의 대표통행방향벡터에 기반하여 교차로 유고상황 여부를 판단하는 신호처리부를 구비한다. 신호처리부는 각 특징점 그룹의 길이를 추출하며, 상기 특징점 그룹의 길이로부터 해당 이동체가 트램차량인지의 여부를 판단한다. 특징점 그룹의 길이가 소정 길이 이상이면 해당 이동체가 트램차량이라고 판단하고, 트램교통신호제어기에 해당 특징점 그룹의 이동방향벡터, 이동속도를 전송한다.
본 발명에 따르면, 트램 교차로의 영상정보와 트램 교차로의 교통신호정보를 이용하여 교차로 유고상황 여부를 판단하므로, 교차로에서 교통사고가 발생하였거나 도로 정체에 의하여 교차로에 차들이 정지되어 있는 경우에 이를 신속하게 판단하고 트램교통신호제어기에 보고하므로, 교차로에서의 유고상황에 신속하게 대처할 수 있다. 또한, 트램관제센터에 교통상황정보를 합성한 영상을 전송하므로 트램관제센터에서 교차로의 상황을 보다 쉽게 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 트램 교차로 영상검지장치가 트램교통신호제어기와 트램관제센터에 연결되는 모습을 보여주는 시스템 다이아그램이다.
도 2는 트램 교차로의 일예를 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 트램 교차로 영상검지장치의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 트램 교차로 영상검지방법의 동작 흐름을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 이동체 정보추출단계를 좀더 상세히 보여주는 흐름도이다.
도 6은 교차로 유고상황 판단단계를 좀더 상세히 보여주는 흐름도이다.
도 7은 트램 교차로의 교통신호 패턴별 교통신호방향벡터를 보여주는 도면이다.
도 8은 검지된 이동체의 길이에 따라 트램차량 정보를 전송하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 9는 교통신호등 정보와 교통신호방향벡터 등을 합성한 트램 교차로 영상의 예이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 트램 교차로 영상검지장치가 트램교통신호제어기와 트램관제센터에 연결되는 모습을 보여주는 시스템 다이아그램이다.
트램 교차로마다 본 발명의 트램 교차로 영상검지장치(100)가 설치된다. 트램 교차로에는 또한 트램 교차로의 교통신호를 제어하는 트램교통신호제어기(200)가 설치된다. 트램 교차로 영상검지장치(100)와 트램교통신호제어기(200)는 유선 또는 무선통신으로 서로 연결된다. 실시예에 따라서는 트램 교차로 영상검지장치(100)의 카메라를 제외한 부분이 트램교통신호제어기(200)의 하우징 내에 설치될 수도 있다. 트램교통신호제어기(200)는 트램신호제어기와 교통신호제어기가 하나로 통합된 형태일 수도 있고, 트램신호제어기와 교통신호제어기가 독립적으로 구성된 형태일 수도 있다.
트램관제센터(300)는 트램의 운행을 중앙집중적으로 관리한다. 트램 교차로 영상검지장치(100)와 트램관제센터(300)는 유선 전용망, 유무선 인터넷망, 이동통신망 등의 통신망을 통해 연결되어 있으며, 트램관제센터(300)에는 운용요원들이 상주하면서 트램 교차로 영상검지장치(100)로부터 전송되어 오는 트램 교차로의 영상을 모니터링한다.
도 2는 트램 교차로의 일예를 보여주는 개념도이다. 트램 교차로(20)에는 일반 차량이 운행하는 일반 차로(21)와 트램이 운행하는 트램 전용차로(22)가 공존하고 있다. 트램은 트램 전용차로(22)를 통해서만 운행한다. 도 2에서는 트램 전용차로가 가로 방향과 세로 방향으로 교차로에서 교차하는 경우를 보여주고 있지만, 경우에 따라서는 트램 전용차로가 트램 교차로에서 가로 방향으로만 존재하는 경우, 'ㄱ'자 형태로만 존재하는 경우 등 다양한 형태로 존재할 수 있다.
도 3은 본 발명의 트램 교차로 영상검지장치의 내부 구성을 보여주는 블록도이다. 본 발명의 트램 교차로 영상검지장치(100)는, 트램 교차로의 영상을 촬영하기 위한 카메라(120), 트램교통신호제어기(200)로부터 교통신호등 정보를 수신하기 위한 제1 통신부(130), 그리고 카메라(120)로부터의 영상과 트램교통신호제어기(200)로부터의 교통신호등 정보를 사용하여 교차로 유고상황 여부를 판단하는 신호처리부(110)를 구비한다.
카메라(120)는 교차로 전체를 촬영할 수 있을 정도의 높은 위치에 설치되는 것이 바람직하며, 동영상 또는 정지영상을 각 이동체들을 구분할 수 있을 정도의 고해상도로 촬영할 수 있는 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.
신호처리부(110)는 카메라(120)로부터의 영상신호와 트램교통신호제어기(200)로부터의 교통신호등 정보로부터교차로 내에 있는 이동체들의 대표통행방향벡터를 포함하는 교차로 내의 이동체에 관한 정보를 추출한다. 즉, 신호처리부(110)는 촬영된 영상으로부터 이동체들을 추출하고, 각 이동체의 특징점들을 추출하여 이동체별로 그룹화한 후에, 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도 등을 산출한다.
또한, 실시예에 따라서는 신호처리부(110)는 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출하기 전에 특징점 그룹들에 대해서 영상 공간에서 물리 공간으로의 변환을 수행할 수 있다. 이와 같이 물리 공간으로의 변환 후에 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도 등을 산출하게 되면, 물리 공간 내에서의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도 등을 얻을 수 있다.
신호처리부(110)는, 각 특징점 그룹의 이동방향벡터로부터 특징점 그룹들의 대표통행방향벡터를 산출한다. 또한, 트램교통신호제어기(200)로부터 수신한 트램 교차로의 교통신호등 정보로부터 현재의 교통신호에 따른 교통신호방향벡터를 결정한다. 신호처리부(110)는 대표통행방향벡터와 교통신호방향벡터의 패턴이 소정 시간 이상 불일치하는 경우에는 트램 교차로에 유고상황이 발생하였다고 판단하여 제1 통신부(130)를 통해 트램교통신호제어기(200)에 이를 보고한다. 교통신호방향벡터는 트램 교차로의 교통신호 패턴별로 미리 메모리에 저장되어 있으며, 대표통행방향벡터는 각 특징점 그룹의 이동방향벡터의 벡터합으로 산출한다.
트램 교차로 영상검지장치(100)는 외부의 트램관제센터(300)와의 통신을 위한 제2 통신부(140)를 더 포함한다. 신호처리부(110)는, 촬영된 영상에 대표통행방향벡터와 교통신호방향벡터를 나타낸 그림을 합성하여, 합성된 영상을 제2 통신부(140)를 통하여 트램관제센터(300)로 전송한다. 이때, 현재의 신호등 상태도 함께 합성할 수도 있다. 한편, 유고상태인 경우에 유고상태임을 나타내는 형태로 표시할 수 있다. 예를 들면 화면전체를 적색으로 표시하여 합성할 수 있다. 또는, GIF 포맷과 같은 움직이는 영상 포맷으로 합성할 때에는 유고상태일 때 모든 신호등이 적색으로 점멸하도록 구성하는 등, 다양한 형태로 표현할 수 있다.
신호처리부(110)는 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출할 때 각 특징점 그룹의 길이도 추출할 수 있다. 트램차량의 길이는 일반 차량의 길이보다 상대적으로 현저하게 기므로(예: 5배 이상의 길이), 특징점 그룹의 길이로부터 해당 이동체가 트램차량인지의 여부를 판단할 수 있다. 즉, 신호처리부(110)는 추출된 특징점 그룹의 길이가 소정 기준 이상이면 해당 이동체가 트램차량이라고 판단하고, 제1 통신부(130)를 통해 트램교통신호제어기(200)에 해당 특징점 그룹의 이동방향벡터, 이동속도를 전송한다. 또란, 트램차량이라고 판단된 이동체가 교차로를 통과하면 이를 트램교통신호제어기(200)에 보고한다.
다음으로, 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 트램 교차로 영상검지방법에 대해서 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트램 교차로 영상검지방법의 절차를 보여주는 흐름도이다.
먼저, 신호처리부(110)는 트램 교차로의 교통상황정보를 수집한다(단계 S41). 정보수집단계(S41)는, 카메라(120)로 트램 교차로의 영상을 촬영하는 단계와, 제1 통신부(130)를 통해 트램 교차로에 설치된 트램교통신호제어기(200)로부터 트램 교차로의 교통신호등 정보를 수신하는 단계를 포함한다.
신호처리부(110)는 수집된 교통상황정보를 이용하여 이동체들의 대표통행방향벡터를 포함하는 교차로 내의 이동체에 관한 정보를 추출한다(단계 S43). 정보추출단계(S43)는, 도 5에 도시된 것처럼 촬영된 영상으로부터 이동체들을 분리(segment)하여 추출하는 단계(S431)와, 각 이동체의 특징점들을 추출하여 이동체별로 그룹화하는 단계(S433)와, 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출하는 단계(S435)와, 각 특징점 그룹의 이동방향벡터로부터 이동체들의 대표통행방향벡터를 산출하는 단계(S437)를 포함할 수 있다. 대표통행방향벡터는 각 특징점 그룹의 이동방향벡터의 벡터합으로 산출할 수 있다. 즉, 특징점 그룹 A의 이동방향벡터를
Figure PCTKR2016006887-appb-I000001
라 하고 특징점 그룹 B의 이동방향벡터를
Figure PCTKR2016006887-appb-I000002
라 하고, 이동체가 특징점 그룹 A와 B만 있다면, 대표통행방향벡터는
Figure PCTKR2016006887-appb-I000003
가 된다.
한편, 신호처리부(110)는 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출하기 전에 상기 특징점 그룹들에 대해서 영상 공간에서 물리 공간으로의 변환을 수행할 수 있다. 물리 공간으로의 변환을 수행한 후에 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도 등을 산출하면, 물리 공간 내에서의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도 등을 얻을 수 있다.
다음으로, 신호처리부(110)는 이동체들의 대표통행방향벡터에 기반하여 교차로 유고상황 여부를 판단한다(단계 S45). 유고상황 판단단계(S45)는, 도 6에 도시된 것처럼, 트램 교차로의 교통신호등 정보로부터 현재의 교통신호에 따른 교통신호방향벡터를 정하는 단계(S451)와, 대표통행방향벡터와 교통신호방향벡터의 패턴이 일치하는지를 확인하는 단계(S453)를 구비한다. 패턴 일치 여부를 확인한 결과, 패턴이 소정 시간 이상 불일치하는 경우(S455의 '예')에는 신호처리부(110)는 트램 교차로에 유고상황이 발생하였다고 판단하여 제1 통신부(130)를 통해 트램교통신호제어기(200)에 이를 보고한다(단계 S457).
교통신호방향벡터는 도 7에 도시된 것처럼 트램 교차로의 교통신호 패턴별로 미리 메모리에 저장하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 도 7의 좌상단부터 우상단으로 순차적으로, 세로 방향으로의 직진 교통신호일 때, 좌회전 교통신호일 때, 상행방향으로 직진좌회전 교통신호일 때, 하행방향으로 직진좌회전 교통신호일 때의 교통신호방향벡터가 도시되어 있으며, 좌하단부터 우하단까지는 가로방향으로의 신호에 대한 교통신호방향벡터가 도시되어 있다.
도 4로 돌아가서, 신호처리부(110)는 이동체의 길이 정보로부터 트램 차량을 검지할 수 있다(단계 S47). 트램차량의 길이는 일반 차량의 길이보다 상대적으로 현저하게 기므로(예: 5배 이상의 길이), 특징점 그룹의 길이로부터 해당 이동체가 트램차량인지의 여부를 판단할 수 있다. 신호처리부(110)는 단계 S43에서 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출할 때 각 특징점 그룹의 길이도 추출하며, 단계 S47에서 특징점 그룹의 길이로부터 해당 이동체가 트램차량인지의 여부를 판단한다. 즉, 도 8에 도시한 것처럼 특징점 그룹의 길이가 소정의 기준 이상이면 해당 이동체가 트램차량이라고 판단하고, 제1 통신부(130)를 통하여 트램교통신호제어기(200)에 해당 특징점 그룹의 이동방향벡터, 이동속도를 전송한다. 또한, 트램차량의 ID를 알고 있는 경우에는 해당 트램차량 ID도 함께 전송한다. 도 8에서 세로축은 검지된 이동체의 길이를, 가로축은 수행 순번을 나타낸다.
한편, 신호처리부(110)는 촬영된 영상에 대표통행방향벡터와 교통신호방향벡터를 나타낸 그림을 합성하여, 합성된 영상을 제2 통신부(140)를 통하여 트램관제센터(300)로 전송할 수 있다. 또한, 촬영된 영상에 대표통행방향벡터와 교통신호방향벡터를 나타낸 그림을 합성할 때에, 현재의 신호등 상태도 함께 합성할 수 있다. 이때, 교차로 유고상태라고 판단된 경우에는 이때, 현재의 신호등 상태도 함께 합성할 수도 있다. 한편, 유고상태인 경우에 유고상태임을 나타내는 형태로 표시할 수 있다. 예를 들면 도 9의 예와 같이 화면전체를 적색으로 표시하여 합성할 수 있다. 또는, GIF 포맷과 같은 움직이는 영상 포맷으로 합성할 때에는 유고상태일 때 모든 신호등이 적색으로 점멸하도록 구성하거나 전체 화면이 적색과 원래 색 사이를 반복하도록 하는 등, 다양한 형태로 표현할 수 있다.
이상, 본 발명을 몇가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 반도체 기록매체, 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
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. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 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 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
* 부호의 설명 *
100 트램 교차로 영상검지장치,
110 신호처리부,
120 카메라,
200 트램교통신호제어기,
300 트램관제센터.

Claims (19)

  1. 트램 전용차로와 일반 차로가 포함된 트램 교차로에 설치된 영상검지장치에서의 트램 교차로 영상검지방법에 있어서,
    트램 교차로의 교통상황정보를 수집하는 정보수집단계와,
    상기 수집된 교통상황정보를 이용하여 이동체들의 대표통행방향벡터를 포함하는 교차로 내의 이동체에 관한 정보를 추출하는 정보추출단계와,
    이동체들의 대표통행방향벡터에 기반하여 교차로 유고상황 여부를 판단하는 유고상황 판단단계
    를 구비하는 트램 교차로 영상검지방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정보수집단계는
    트램 교차로의 영상을 촬영하는 단계와,
    트램 교차로에 설치된 트램교통신호제어기로부터 트램 교차로의 교통신호등 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 정보추출단계는
    상기 촬영된 영상으로부터 이동체들을 추출하는 단계와,
    각 이동체의 특징점들을 추출하여 이동체별로 그룹화하는 단계와,
    각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지방법.
  4. 제3항에 있어서,
    각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출하기 전에 상기 특징점 그룹들에 대해서 영상 공간에서 물리 공간으로의 변환을 수행하며,
    상기 산출하는 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도는 물리 공간 내에서의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도인 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 정보추출단계는 각 특징점 그룹의 이동방향벡터로부터 특징점 그룹들의 대표통행방향벡터를 산출하는 단계를 더 포함하며,
    상기 유고상황 판단단계는,
    상기 트램 교차로의 교통신호등 정보로부터 현재의 교통신호에 따른 교통신호방향벡터를 정하는 단계와,
    상기 대표통행방향벡터와 상기 교통신호방향벡터의 패턴이 일치하는지를 확인하는 단계와,
    상기 패턴이 소정 시간 이상 불일치하는 경우에는 트램 교차로에 유고상황이 발생하였다고 판단하여 트램교통신호제어기에 이를 보고하는 단계를 포함하는 트램 교차로 영상검지방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 교통신호방향벡터는 트램 교차로의 교통신호 패턴별로 미리 메모리에 저장되어 있으며,
    상기 대표통행방향벡터는 각 특징점 그룹의 이동방향벡터의 벡터합으로 산출하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 촬영된 영상에 상기 대표통행방향벡터와 상기 교통신호방향벡터를 나타낸 그림을 합성하여, 합성된 영상을 트램관제센터로 전송하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 촬영된 영상에 상기 대표통행방향벡터와 상기 교통신호방향벡터를 나타낸 그림을 합성할 때에 현재의 신호등 상태도 함께 합성하되, 유고상태인 경우에는 유고상태임을 나타내는 형태로 합성하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지방법.
  9. 제3항 또는 제4항에 있어서, 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출할 때 각 특징점 그룹의 길이도 추출하며,
    상기 특징점 그룹의 길이로부터 해당 이동체가 트램차량인지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 특징점 그룹의 길이가 소정 길이 이상이면 해당 이동체가 트램차량이라고 판단하고, 트램교통신호제어기에 해당 특징점 그룹의 이동방향벡터, 이동속도를 전송하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지방법.
  11. 트램 전용차로와 일반 차로가 포함된 트램 교차로에 설치된 영상검지장치에 있어서,
    트램 교차로의 영상을 촬영하기 위한 카메라,
    트램교통신호제어기로부터 교통신호등 정보를 수신하기 위한 통신부,
    상기 카메라로부터의 영상과 상기 트램교통신호제어기로부터의 교통신호등 정보로부터 이동체들의 대표통행방향벡터를 포함하는 교차로 내의 이동체에 관한 정보를 추출하고, 이동체들의 대표통행방향벡터에 기반하여 교차로 유고상황 여부를 판단하는 신호처리부
    를 구비하는 트램 교차로 영상검지장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 신호처리부는 촬영된 영상으로부터 이동체들을 추출하고, 각 이동체의 특징점들을 추출하여 이동체별로 그룹화한 후에, 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 신호처리부는 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출하기 전에 상기 특징점 그룹들에 대해서 영상 공간에서 물리 공간으로의 변환을 수행하며,
    상기 산출하는 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도는 물리 공간 내에서의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도인 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 신호처리부는, 각 특징점 그룹의 이동방향벡터로부터 특징점 그룹들의 대표통행방향벡터를 산출하고, 상기 트램 교차로의 교통신호등 정보로부터 현재의 교통신호에 따른 교통신호방향벡터를 정하여, 상기 대표통행방향벡터와 상기 교통신호방향벡터의 패턴이 소정 시간 이상 불일치하는 경우에는 트램 교차로에 유고상황이 발생하였다고 판단하여 상기 통신부를 통해 트램교통신호제어기에 이를 보고하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 교통신호방향벡터는 트램 교차로의 교통신호 패턴별로 미리 메모리에 저장되어 있으며,
    상기 대표통행방향벡터는 각 특징점 그룹의 이동방향벡터의 벡터합으로 산출하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 트램 교차로 영상검지장치는 외부의 트램관제센터와의 통신을 위한 제2통신부를 더 포함하며,
    상기 신호처리부는, 상기 촬영된 영상에 상기 대표통행방향벡터와 상기 교통신호방향벡터를 나타낸 그림을 합성하여, 합성된 영상을 상기 제2통신부를 통하여 트램관제센터로 전송하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 신호처리부는, 상기 촬영된 영상에 상기 대표통행방향벡터와 상기 교통신호방향벡터를 나타낸 그림을 합성할 때에 현재의 신호등 상태도 함께 합성하되, 유고상태인 경우에는 유고상태임을 나타내는 형태로 합성하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지장치.
  18. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 신호처리부는 각 특징점 그룹의 이동거리, 이동방향벡터, 이동속도를 산출할 때 각 특징점 그룹의 길이도 추출하며, 상기 특징점 그룹의 길이로부터 해당 이동체가 트램차량인지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 신호처리부는, 상기 특징점 그룹의 길이가 소정 길이 이상이면 해당 이동체가 트램차량이라고 판단하고, 상기 통신부를 통해 트램교통신호제어기에 해당 특징점 그룹의 이동방향벡터, 이동속도를 전송하는 것을 특징으로 하는 트램 교차로 영상검지장치.
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