WO2020130209A1

WO2020130209A1 - 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법 및 장치

Info

Publication number: WO2020130209A1
Application number: PCT/KR2018/016507
Authority: WO
Inventors: 정상훈; 김의용
Original assignee: 주식회사 엑시냅스
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-25
Also published as: KR101996368B1

Abstract

영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법 및 장치를 개시한다. 본 실시예는 루프, 레이저, 레이더 등과 같은 별도의 센서를 구비하지 않은 상태에서 카메라의 영상 프레임만을 이용하여 이중으로 차량번호판 인식한 후 차량에 대한 속도를 정밀하게 산출할 수 있도록 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법 및 장치를 제공한다.

Description

영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법 및 장치

본 실시예는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

일반적으로 영상검지기는 카메라로 도로상에 주행하는 차량의 교통상황과 특정 지점을 통과하는 차량을 VIP(Video Image Processing) 보드에 입력한다. 이후 영상검지기는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 연산처리하여 총 통과교통량, 차선별 통과차량의 대수 및 속도, 점유시간, 차두시간, 차종구분 등의 교통자료를 생성한다. 일반적인 영상검지는 저장된 데이터를 필요로 하는 경우, 영상자료를 재생하거나 교통분석 자료로 이용한다.

종래의 일반적인 영상검지기는 ITV(Industrial Television)나 CCD(Charged Coupled Device)를 이용한 비디오 동영상(Moving Picture)을 실시간 처리(Real Time Processing)한다. 일반적인 영상검지기는 교통 흐름의 공간적인 정보를 수집할 수 있으며, 지능형 교통 시스템(ITS), 위치검출 시스템(GPS), 첨단 교통신호 시스템, 자동 추적 시스템 등과 함께 현장제어와 교통 통제용으로 활용될 수 있다.

일반적인 영상검지기는 지나가는 차량의 속도를 인식하기 위해서는 레이더를 적용하여 차량의 과속을 탐지해야 한다. 하지만, 차량의 속도를 인식하기 위한 레이더 기기의 원가가 매우 비싸기 때문에, 레이더를 이용하지 않고 영상만으로 차량의 과속을 감지하는 기술을 필요로 한다.

본 실시예는 루프, 레이저, 레이더 등과 같은 별도의 센서를 구비하지 않은 상태에서 카메라의 영상 프레임만을 이용하여 이중으로 차량번호판 인식한 후 차량에 대한 속도를 정밀하게 산출할 수 있도록 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 샘플링 차량이 기 설정된 영역을 지나갈 때 상기 샘플링 차량의 실제 속도(V)를 측정하는 속도 측정 과정; 상기 샘플링 차량이 지나갈 때 기 설정된 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영하여 샘플링 차량 영상을 생성하는 샘플링 영상 획득 과정; 상기 샘플링 차량 영상에 대해 상기 실제 속도(V), 상기 폴대 높이(h)를 변수로 입력한 후 샘플링 알고리즘을 적용하여 샘플링 상수를 산출하는 샘플링 변수 산출 과정; 상기 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 속도측정 대상차량 영상을 생성하는 측정대상 영상 획득 과정; 및 상기 속도측정 대상차량 영상에 상기 샘플링 상수를 적용하여 상기 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산하는 실제 속도 산출 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법을 제공한다.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 샘플링 차량이 기 설정된 영역을 지나갈 때 상기 샘플링 차량의 실제 속도(V)를 측정하는 속도 측정부; 상기 샘플링 차량이 지나갈 때 기 설정된 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영하여 샘플링 차량 영상을 생성하는 샘플링 영상 획득부; 상기 샘플링 차량 영상에 대해 상기 실제 속도, 상기 폴대 높이(h)를 변수로 입력한 후 샘플링 알고리즘을 적용하여 샘플링 상수를 산출하는 샘플링 변수 산출부; 상기 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 속도측정 대상차량 영상을 생성하는 측정대상 영상 획득부; 및 상기 속도측정 대상차량 영상에 상기 샘플링 상수를 적용하여 상기 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산하는 실제 속도 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 이용한 차량속도 측정장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 루프, 레이저, 레이더 등과 같은 별도의 센서를 구비하지 않은 상태에서 카메라의 영상 프레임만을 이용하여 이중으로 차량번호판 인식한 후 차량에 대한 속도를 정밀하게 산출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 영상 처리를 이용한 차량속도 측정장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

도 2는 본 실시예에 따른 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 시 인식되는 규격화된 차량 번호판을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 실시예에 따른 샘플링 차량 영상에 입력되는 변수를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 실시예에 따른 샘플링 알고리즘을 적용하여 샘플링 상수를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 실시예에 따른 샘플링 상수를 적용하여 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 실시예에 따른 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 보호의 설명>

100: 차량속도 측정장치

110: 속도 측정부 120: 샘플링 영상 획득부

130: 샘플링 변수 산출부 140: 측정대상 영상 획득부

150: 실제 속도 산출부

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 차량속도 측정장치(100)는 별도의 레이더를 이용하지 않고 영상만으로 차량의 과속을 감지하는 장치이다.

본 실시예에 따른 차량속도 측정장치(100)는 속도 측정부(110), 샘플링 영상 획득부(120), 샘플링 변수 산출부(130), 측정대상 영상 획득부(140), 실제 속도 산출부(150)를 포함한다. 차량속도 측정장치(100)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

차량속도 측정장치(100)에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.

도 2에 도시된 차량속도 측정장치(100)의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

속도 측정부(110)는 샘플링 차량이 기 설정된 영역을 지나갈 때 샘플링 차량의 실제 속도(V)를 측정한다.

샘플링 영상 획득부(120)는 샘플링 차량이 지나갈 때 기 설정된 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 샘플링 차량을 촬영하여 샘플링 차량 영상을 생성한다.

샘플링 영상 획득부(120)는 기 설정된 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영한 제1 샘플링 영상을 획득한다. 샘플링 영상 획득부(120)는 기 설정된 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영한 제2 샘플링 영상을 획득한다.

샘플링 변수 산출부(130)는 샘플링 차량 영상에 대해 실제 속도(V), 폴대 높이(h)를 변수로 입력한 후 샘플링 알고리즘을 적용하여 샘플링 상수(α,β)를 산출한다.

샘플링 변수 산출부(130)는 실제 속도(V)와 샘플링 차량이 제1 위치에서 촬영된 후 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(T)를 기반으로 제1 위치와 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)를 산출한다. 샘플링 변수 산출부(130)는 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 길이(Pl1)와 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호파의 길이(Pl2)를 기반으로 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R)를 산출한다. 샘플링 변수 산출부(130)는 제1 위치와 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)의 제곱값(D), 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R), 폴대 높이의 제곱값(H)을 기반으로 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)를 산출한다.

샘플링 변수 산출부(130)는 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)와 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R)를 기반으로 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L1)를 산출한다.

샘플링 변수 산출부(130)는 폴대 높이(h)와 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L1)를 기반으로 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)를 산출한다. 샘플링 변수 산출부(130)는 폴대 높이(h)와 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)를 기반으로 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)를 산출한다.

샘플링 변수 산출부(130)는 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)과 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 차이값(θ1-θ2)과 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y)과 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y)의 차이값(P1y-P2y)을 기반으로 샘플링 상수 중 α값을 산출하여 저장한다.

샘플링 변수 산출부(130)는 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)과 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 차이값(θ1-θ2)과 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y)와 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 곱에서 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y)와 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)의 곱을 차감한값(P1y·θ2-P2y·θ1)을 기반으로 샘플링 상수 중 β값을 산출하여 저장한다.

측정대상 영상 획득부(140)는 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 속도측정 대상차량 영상을 생성한다. 측정대상 영상 획득부(140)는 기 설정된 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 제1 속도측정 대상차량 영상과 기 설정된 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 제2 속도측정 대상차량 영상을 획득한다.

실제 속도 산출부(150)는 속도측정 대상차량 영상에 샘플링 상수(α,β)를 적용하여 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산한다. 실제 속도 산출부(150)는 샘플링 상수 중 α값, 제1 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y), 샘플링 상수 중 β 값을 근거로 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1)를 산출(α·P1y + β)한다.

실제 속도 산출부(150)는 샘플링 상수 중 α값, 제2 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y), 샘플링 상수 중 β 값을 근거로 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ2)를 산출(α·P2y + β)한다.

실제 속도 산출부(150)는 폴대 높이(h), 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1), 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ2), 속도측정 대상차량이 제1 위치에서 촬영된 후 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(T)를 기반으로 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산(3.6·h·(tanθ1 - tanθ2) / T)한다.

차량속도 측정장치(100)는 영상 내에서 차량번호판 인식을 2번 수행한다. 여기서, 차량번호판은 도 2에 도시된 바와 같이, 물리적으로 사이즈가 규격화되어 있다. 차량속도 측정장치(100)는 제1 위치에서 차량을 촬영한 제1 영상과 제2 위치에서 차량을 촬영한 제2 영상의 차이를 기반으로 번호판 사이즈를 산출한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 차량번호판은 비사업용 보통 등록 번호판(335mm×155mm), 비사업용 보통 등록 번호판(520mm×110mm), 자동차 운수 사업용 보통 등록 번호판(335mm×170mm), 자동차 운수 사업용 보통 등록 번호판(520mm×110mm)로 규격화되어 있다.

차량속도 측정장치(100)는 카메라 설치 후 샘플링 과정을 수행한다. 차량속도 측정장치(100)는 샘플링 과정을 수행하기 위해 샘플링 차량이 지나갈 때 샘플링 차량의 속도를 측정한다. 다시 말해, 차량속도 측정장치(100)는 샘플링 과정에서 샘플링 차량이 지나갈 때 폴대 높이(h)에 설치된 카메라가 차량을 검지 및 인식하여 촬영을 수행한다.

차량속도 측정장치(100)는 구비된 장비(예컨대, 스피드건)를 이용하여 샘플링 차량의 실제 속도(V)를 측정하고 샘플링 차량의 실제 속도(V)를 샘플링 상수를 산출하기 위한 변수로 입력한다. 그 후 차량속도 측정장치(100)는 카메라로부터 획득한 속도측정 대상차량 영상만으로 속도측정 대상차량의 실제 속도를 산출이 가능하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 차량속도 측정장치(100)는 카메라가 설치된 폴대 높이(h), 샘플로 선택된 차량의 속도(V), 스텝(샘플링 횟수)을 샘플링 차량 영상에 대해 변수로 입력한다.

차량속도 측정장치(100)는 카메라가 설치된 폴대 높이(h), 샘플로 선택된 차량의 속도(V), 스텝(샘플링 횟수)을 샘플링 차량 영상에 대해 변수로 입력하여 샘플링 알고리즘을 적용하여 샘플링 상수(α, β)를 산출한다. 여기서, 샘플링 상수(α, β)는 제1 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y)값을 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1)로 치환하고, 제2 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y)값을 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ2)로 치환하기 위한 상수이다.

차량속도 측정장치(100)는 제1,2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1, θ2)와 폴대 높이(h)를 기반으로 속도측정 대상차량의 거리를 산출할 수 있다.

차량속도 측정장치(100)는 실제 속도(V)와 샘플링 차량이 제1 위치에서 촬영된 후 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(T)를 기반으로 제1 위치와 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)를 산출한다. 차량속도 측정장치(100)는 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 길이(Pl1)와 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호파의 길이(Pl2)를 기반으로 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R)를 산출한다. 차량속도 측정장치(100)는 제1 위치와 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)의 제곱값(D), 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R), 폴대 높이의 제곱값(H)을 기반으로 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)를 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 [수학식 1]을 이용하여 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)를 산출한다.

L2: 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리

D: d²⁽제1 위치와 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)의 제곱값)

d: (V × T) / 3.6 (1번 위치와 2번 위치의 실제 차량 이동 거리(meter))

V(Km/h): 샘플링시 입력한 샘플링 차량의 실제 속도

T: 샘플링 차량이 제1 위치에서 촬영된 후 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(Seconds)

R: Pl2 / Pl1 (샘플링 차량의 번호판의 길이비)

Pl1: 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 길이

Pl2: 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 길이

h: 폴대 높이

H: h^{2 (}폴대 높이의 제곱값)

차량속도 측정장치(100)는 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)와 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R)를 기반으로 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L1)를 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 [수학식 2]를 이용하여 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L1)를 산출한다.

L1: 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리

R: Pl2 / Pl1 (샘플링 차량의 번호판의 길이비)

Pl1: 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 길이

Pl2: 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 길이

차량속도 측정장치(100)는 폴대 높이(h)와 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L1)를 기반으로 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)를 산출한다. 차량속도 측정장치(100)는 폴대 높이(h)와 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)를 기반으로 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)를 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 [수학식 3]을 이용하여 제1,2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1,θ2)를 산출한다.

θ1: 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도

θ2: 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도

h : 폴대 높이

차량속도 측정장치(100)는 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)과 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 차이값(θ1-θ2)과 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y)과 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y)의 차이값(P1y-P2y)을 기반으로 샘플링 상수 중 α값을 산출하여 저장한다.

차량속도 측정장치(100)는 [수학식 4]를 이용하여 샘플링 상수 중 α값을 산출한다.

P1y: 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표

P2y: 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표

P1y, P2y는 제1 샘플링 영상, 제2 샘플링 영상에서의 y 좌표를 의미한다. 제1 샘플링 영상, 제2 샘플링 영상에서 수직을 y 좌표로 인식한다. 샘플링 차량이 카메라와 가까워지는 쪽이 +가 되고, 멀어지는 쪽이 -가 된다.

차량속도 측정장치(100)는 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)과 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 차이값(θ1-θ2)과 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y)와 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 곱에서 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y)와 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)의 곱을 차감한값(P1y·θ2-P2y·θ1)을 기반으로 샘플링 상수 중 β값을 산출하여 저장한다.

차량속도 측정장치(100)는 [수학식 5]를 이용하여 샘플링 상수 중 β값을 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 샘플링 상수(α, β)를 산출하면 샘플로 촬영한 제1,2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y, P2y)와, 제1,2 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y, P2y)이 달라지더라도 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산할 수 있다.

차량속도 측정장치(100)는 속도측정 대상차량의 제1,2 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y, P2y)값이 제1,2 속도측정 대상차량 영상의 수직 위치와 무관하게 속도를 계산한다.

차량속도 측정장치(100)는 속도측정 대상차량이 지나가면 제1,2 위치에서 각각 영상을 촬영한다.

차량속도 측정장치(100)는 제1,2 위치에서 각각 영상 간의 시간 차이, 촬영된 영상(고정된 프레임)에서의 y좌표 2개를 구해서 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산한다.

차량속도 측정장치(100)는 샘플링 상수 중 α값, 제1 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y), 샘플링 상수 중 β 값을 근거로 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1)를 산출(α·P1y + β)한다. 차량속도 측정장치(100)는 샘플링 상수 중 α값, 제2 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y), 샘플링 상수 중 β 값을 근거로 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ2)를 산출(α·P2y + β)한다.

차량속도 측정장치(100)는 [수학식 6]을 이용하여 제1,2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1,θ2)를 산출한다.

θ1: 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도

θ2: 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도

P1y: 제1 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표

P2y: 제2 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표

P1y, P2y는 제1 속도측정 대상차량 영상, 제2 속도측정 대상차량 영상에서의 y 좌표를 의미한다. 제1 속도측정 대상차량 영상, 제2 속도측정 대상차량 영상에서 수직을 y 좌표로 인식한다. 속도측정 대상차량이 카메라와 가까워지는 쪽이 +가 되고, 멀어지는 쪽이 -가 된다.

α,β: 샘플링 상수

차량속도 측정장치(100)는 폴대 높이(h), 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1), 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ2), 속도측정 대상차량이 제1 위치에서 촬영된 후 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(T)를 기반으로 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산(3.6·h·(tanθ1 - tanθ2) / T)한다.

차량속도 측정장치(100)는 [수학식 7]를 이용하여 속도측정 대상차량의 실제 속도를 산출한다.

T: 속도측정 대상차량이 제1 위치에서 촬영된 후 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(seconds)

h: 폴대 높이

차량속도 측정장치(100)는 샘플링 차량이 기 설정된 영역을 지나갈 때 샘플링 차량의 실제 속도(V)를 측정한다(S610).

차량속도 측정장치(100)는 샘플링 차량이 지나갈 때 기 설정된 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 샘플링 차량을 촬영하여 샘플링 차량 영상을 생성한다(S620).

단계 S620에서, 차량속도 측정장치(100)는 기 설정된 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영한 제1 샘플링 영상을 획득한다. 차량속도 측정장치(100)는 기 설정된 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영한 제2 샘플링 영상을 획득한다.

차량속도 측정장치(100)는 샘플링 차량 영상에 대해 실제 속도(V), 폴대 높이(h)를 변수로 입력한 후 샘플링 알고리즘을 적용하여 샘플링 상수(α,β)를 산출한다(S630).

단계 S630에서, 차량속도 측정장치(100)는 실제 속도(V)와 샘플링 차량이 제1 위치에서 촬영된 후 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(T)를 기반으로 제1 위치와 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)를 산출한다. 차량속도 측정장치(100)는 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 길이(Pl1)와 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호파의 길이(Pl2)를 기반으로 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R)를 산출한다. 차량속도 측정장치(100)는 제1 위치와 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)의 제곱값(D), 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R), 폴대 높이의 제곱값(H)을 기반으로 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)를 산출한다. 차량속도 측정장치(100)는 [수학식 1]을 이용하여 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)를 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)와 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R)를 기반으로 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L1)를 산출한다. 차량속도 측정장치(100)는 [수학식 2]를 이용하여 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L1)를 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 폴대 높이(h)와 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L1)를 기반으로 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)를 산출한다. 차량속도 측정장치(100)는 폴대 높이(h)와 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 샘플링 차량과 카메라와의 거리(L2)를 기반으로 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)를 산출한다. 차량속도 측정장치(100)는 [수학식 3]을 이용하여 제1,2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1,θ2)를 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)과 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 차이값(θ1-θ2)과 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y)과 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y)의 차이값(P1y-P2y)을 기반으로 샘플링 상수 중 α값을 산출하여 저장한다. 차량속도 측정장치(100)는 [수학식 4]를 이용하여 샘플링 상수 중 α값을 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)과 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 차이값(θ1-θ2)과 제1 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y)와 제2 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 곱에서 제2 위치에서 촬영된 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y)와 제1 위치에서 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)의 곱을 차감한값(P1y·θ2-P2y·θ1)을 기반으로 샘플링 상수 중 β값을 산출하여 저장한다. 차량속도 측정장치(100)는 [수학식 5]를 이용하여 샘플링 상수 중 β값을 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 속도측정 대상차량 영상을 생성한다(S640).

단계 S640에서, 차량속도 측정장치(100)는 기 설정된 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 제1 속도측정 대상차량 영상과 기 설정된 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 제2 속도측정 대상차량 영상을 획득한다.

차량속도 측정장치(100)는 속도측정 대상차량 영상에 샘플링 상수(α,β)를 적용하여 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산한다(S650).

단계 S650에서, 차량속도 측정장치(100)는 샘플링 상수 중 α값, 제1 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y), 샘플링 상수 중 β 값을 근거로 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1)를 산출(α·P1y + β)한다. 차량속도 측정장치(100)는 샘플링 상수 중 α값, 제2 위치에서 촬영된 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y), 샘플링 상수 중 β 값을 근거로 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ2)를 산출(α·P2y + β)한다. 차량속도 측정장치(100)는 [수학식 6]을 이용하여 제1,2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1,θ2)를 산출한다.

차량속도 측정장치(100)는 폴대 높이(h), 제1 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1), 제2 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ2), 속도측정 대상차량이 제1 위치에서 촬영된 후 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(T)를 기반으로 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산(3.6·h·(tanθ1 - tanθ2) / T)한다. 차량속도 측정장치(100)는 [수학식 7]를 이용하여 속도측정 대상차량의 실제 속도를 산출한다.

도 6에서는 단계 S610 내지 단계 S650을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 6에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 6은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이 도 6에 기재된 본 실시예에 따른 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

샘플링 차량이 기 설정된 영역을 지나갈 때 상기 샘플링 차량의 실제 속도(V)를 측정하는 속도 측정 과정;

상기 샘플링 차량이 지나갈 때 기 설정된 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영하여 샘플링 차량 영상을 생성하는 샘플링 영상 획득 과정;

상기 샘플링 차량 영상에 대해 상기 실제 속도(V), 상기 폴대 높이(h)를 변수로 입력한 후 샘플링 알고리즘을 적용하여 샘플링 상수를 산출하는 샘플링 변수 산출 과정;

상기 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 속도측정 대상차량 영상을 생성하는 측정대상 영상 획득 과정; 및

상기 속도측정 대상차량 영상에 상기 샘플링 상수를 적용하여 상기 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산하는 실제 속도 산출 과정을 포함하고,

상기 샘플링 영상 획득 과정은,

기 설정된 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 제1 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영한 제1 샘플링 영상과 기 설정된 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영한 제2 샘플링 영상을 획득하는 것이며,

상기 샘플링 변수 산출 과정은,

상기 실제 속도(V)와 상기 샘플링 차량이 상기 제1 위치에서 촬영된 후 상기 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(T)를 기반으로 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)를 산출하고,

상기 제1 위치에서 촬영된 상기 샘플링 차량의 번호판의 길이(Pl1)와 상기 제2 위치에서 촬영된 상기 샘플링 차량의 번호파의 길이(Pl2)를 기반으로 상기 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R)를 산출하고,

상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)의 제곱값(D), 상기 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R), 상기 폴대 높이의 제곱값(H)을 기반으로 상기 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 상기 샘플링 차량과 상기 카메라와의 거리(L2)를 산출하는 것을 특징으로 하는,

영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법.
제1항에 있어서,

상기 샘플링 변수 산출 과정은,

상기 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 상기 샘플링 차량과 상기 카메라와의 거리(L2)와 상기 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R)를 기반으로 상기 제1 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 상기 샘플링 차량과 상기 카메라와의 거리(L1)를 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 샘플링 변수 산출 과정은,

상기 폴대 높이(h)와 상기 제1 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 상기 샘플링 차량과 상기 카메라와의 거리(L1)를 기반으로 상기 제1 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 상기 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)를 산출하고,

상기 폴대 높이(h)와 상기 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 상기 샘플링 차량과 상기 카메라와의 거리(L2)를 기반으로 상기 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 상기 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)를 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법.
제3항에 있어서,

상기 샘플링 변수 산출 과정은,

상기 제1 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 상기 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)과 상기 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 상기 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 차이값과

상기 제1 위치에서 촬영된 상기 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y)과 상기 제2 위치에서 촬영된 상기 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y)의 차이값을 기반으로 상기 샘플링 상수 중 α값을 산출하여 저장하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법.
제4항에 있어서,

상기 샘플링 변수 산출 과정은,

상기 제1 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 상기 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)과 상기 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 상기 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 차이값과

상기 제1 위치에서 촬영된 상기 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y)와 상기 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 상기 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ2)의 곱에서 상기 제2 위치에서 촬영된 상기 샘플링 차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y)와 상기 제1 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 카메라와 상기 샘플링 차량의 번호판과의 각도(θ1)의 곱을 차감한값을 기반으로 상기 샘플링 상수 중 β값을 산출하여 저장하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법.
제5항에 있어서,

상기 측정대상 영상 획득 과정은,

기 설정된 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 제1 위치에서 상기 속도측정 대상차량을 촬영한 제1 속도측정 대상차량 영상과 기 설정된 제2 위치에서 상기 속도측정 대상차량을 촬영한 제2 속도측정 대상차량 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법.
제6항에 있어서,

상기 실제 속도 산출 과정은,

상기 샘플링 상수 중 α값, 상기 제1 위치에서 촬영된 상기 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P1y), 상기 샘플링 상수 중 β 값을 근거로 상기 제1 위치에서 상기 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 상기 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1)를 산출하며,

상기 샘플링 상수 중 α값, 상기 제2 위치에서 촬영된 상기 속도측정 대상차량의 번호판의 화면상의 y좌표(P2y), 상기 샘플링 상수 중 β 값을 근거로 상기 제2 위치에서 상기 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 상기 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ2)를 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법.
제7항에 있어서,

상기 실제 속도 산출 과정은,

상기 폴대 높이(h), 상기 제1 위치에서 상기 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 상기 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ1), 상기 제2 위치에서 상기 속도측정 대상차량을 촬영할 때 카메라와 상기 속도측정 대상차량의 번호판과의 각도(θ2), 상기 속도측정 대상차량이 상기 제1 위치에서 촬영된 후 상기 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(T)를 기반으로 상기 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 이용한 차량 속도 측정 방법.
샘플링 차량이 기 설정된 영역을 지나갈 때 상기 샘플링 차량의 실제 속도(V)를 측정하는 속도 측정부;

상기 샘플링 차량이 지나갈 때 기 설정된 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영하여 샘플링 차량 영상을 생성하는 샘플링 영상 획득부;

상기 샘플링 차량 영상에 대해 상기 실제 속도, 상기 폴대 높이(h)를 변수로 입력한 후 샘플링 알고리즘을 적용하여 샘플링 상수를 산출하는 샘플링 변수 산출부;

상기 폴대 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 특정 위치에서 속도측정 대상차량을 촬영한 속도측정 대상차량 영상을 생성하는 측정대상 영상 획득부; 및

상기 속도측정 대상차량 영상에 상기 샘플링 상수를 적용하여 상기 속도측정 대상차량의 실제 속도를 계산하는 실제 속도 산출부를 포함하고,

상기 샘플링 영상 획득부는,

기 설정된 높이(h)로 설치된 카메라로부터 기 설정된 제1 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영한 제1 샘플링 영상과 기 설정된 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영한 제2 샘플링 영상을 획득하고,

상기 샘플링 변수 산출부는,

상기 실제 속도(V)와 상기 샘플링 차량이 상기 제1 위치에서 촬영된 후 상기 제2 위치에서 촬영될 때의 시간차(T)를 기반으로 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)를 산출하고,

상기 제1 위치에서 촬영된 상기 샘플링 차량의 번호판의 길이(Pl1)와 상기 제2 위치에서 촬영된 상기 샘플링 차량의 번호파의 길이(Pl2)를 기반으로 상기 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R)를 산출하고,

상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 실제 차량 이동 거리(d)의 제곱값(D), 상기 샘플링 차량의 번호판의 길이비(R), 상기 폴대 높이의 제곱값(H)을 기반으로 상기 제2 위치에서 상기 샘플링 차량을 촬영할 때 상기 샘플링 차량과 상기 카메라와의 거리(L2)를 산출하는 것을 특징으로 하는,

영상 처리를 이용한 차량속도 측정장치.