KR100402645B1 - 영상처리에 의한 교통법규위반 단속 장치와 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신호기가 있는 도로의 한쪽 방향의 전차선 촬영이 가능한 카메라를 이용하여 전용차로위반, 속도위반, 신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반, 중앙선침범 등의 교통법규위반은 물론, 교통량과 같은 교통정보를 포함하는 교통법규위반 단속 장치로서, 영상추적을 통해 정확한 교통법규위반의 검출 및 교통정보의 검출이 가능하도록 하는 제어 방법을 사용하고; 특히 CCD카메라의 상태를 사용자가 중앙통제 및 감시소에서 네트워크를 이용하여 원격으로 제어할 수 있도록 하여 악조건하에서도 확실하게 교통법규위반을 단속하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로; 카메라에서 입력되는 디지털 영상을 통해서 번호판인식, 교통법규위반 차량 검출 등의 디지털 영상을 제어하고 처리할 수 있는 디지털 비디오 프로세싱부와; 주간시간대, 전이시간대, 야간시간대를 결정하고 이에 따라 기준 시간체크 및 적외선라이트 제어, 신호등 제어, 플래시 제어 등의 제어 및 전체시스템 운용의 메인 프로세싱부와; 원격으로 무인 교통법규위반 단속 장치를 제어하거나 중앙 통제 및 감시를 위한 단속결과물 영상 전송을 처리하는 네트워크 프로세싱부로; 구성됨을 특징으로 하는 영상처리에 의한 교통법규위반 단속 장치 및 제어 방법으로, 전차선에 대한 통합적인 촬영이 가능한 카메라와 이의 제어수단을 구성하여 이의 영상으로부터 차량 영상을 검지하도록 하는 디지털 비디오 프로세싱부에 의해 각 교통법규위반 이벤트의 발생을 판정하고, 이에 따라서, 디지털영상 단속결과물과 내부정보를 이용함으로써, 정확한 단속과 명확한 단속근거를 제시할 수 있도록 하는것이다.
Description
본 발명은 교통법규위반 차량을 단속하기 위한 장치 및 제어 방법에 관한 것으로 특히 전용차로위반, 속도위반, 교통신호위반 등의 교통법규위반 단속은 물론 중앙 통제 및 감시소에서 전송받은 실시간 영상을 통해서 사고발생, 교통량 등의 다양한 교통정보를 검출해낼 수 있도록 하여 교통의 흐름을 원활히 하며, 교통법규위반 차량에 대한 단속을 무인으로 할 수 있도록 한 교통법규위반 단속 장치와 그 제어 방법에 관한 것이다.
오늘날 차량이 필수수단으로 인식되면서 차량이 급증하게 되고, 교통의 목적인 안전과 신속이 차량 증가에 따른 만성지체와 교통사고로 그 본래의 목적에 이르지 못하고 있다. 교통사고의 주요인은 운전자의 교통법규위반으로 볼 수 있어, 운전자의 교통법규 위반에 대한 단속은 필수적이다.
현재 교통법규위반의 단속은 교통경찰이 교차로 또는 횡단보도 신호를 위반하는 차량을 적발하여 위반고지서를 발부하는 시스템으로 운용되고 있으나 교통경찰이 신호위반 차량을 적발시 위반사실을 증명할 수 없으므로 시비가 벌어지는 일이 많으며, 위반사실을 적발하기 위하여 많은 인원이 필요하게 된다. 또한 운전자는 단속경찰이 없을 경우에는 교통법규를 무시하고 주행하는 경우가 많아 사고를 유발하는 요인이 되었다.
교통법규위반 단속을 무인 단속 장치를 이용하게 되기도 한다. 이와 같은 무인 단속 장치는, 도로 노면을 절삭하여 루프(loop) 감지기와 같은 수단을 통해 차량의 유무를 인식하여 교통신호위반 단속, 속도위반 단속, 전용차로위반을 검출하게 되는바, 상기의 무인 단속 장치는 교통신호위반, 속도위반, 전용차로위반 등과 같은 세분화된 각 단속항목에 대하여 각각의 프로세서 및 시스템을 달리하며, 설치되는 장소별로 단속항목에 해당하는 프로세서를 탑재하고, 이에 따른 시스템을 갖춘 단속 장치를 설치하여 처리하고 있다.
교통신호위반 단속 장치, 속도위반 단속 장치, 전용차로위반 단속 장치 등 각각은 개별적으로 각각의 항목에 대하여 하나의 시스템이 담당하여 해당 지역별로 요구되는 장치를 설치하여 사용하고 있다. 이와 같이 종래 무인 단속 장치들은 기능적으로 시스템이 독립된 상태이며, 교통신호위반, 속도위반 도주차량 검지 등 하나의 목적에 따라 별도의 장치가 존재하게 된다는 것을 의미하는 것이다. 또한 이와 같은 무인 단속 장치들은 여러대의 카메라를 각각의 해당 프로세서에서 처리하게 된다.
종래의 무인 단속 장치에 따르면, 속도위반과 같이 일정한 지점에서 일정속도이상으로 도로를 주행하는 차량의 촬영된 영상을 통하여 위반 차량을 검출해내는 경우에는 문제없지만 단속 지점에 차량이 진입된 후 일정 주행을 해야 위반의 조건을 만족하게 되는 교통신호위반, 전용차로위반의 경우, 단순지점을 촬영하게 되는 종래의 장치로는 문제점이 많이 제기되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 교차로, 횡단보도가 있는 도로등의 신호기가 있는 도로에서 전용차로위반, 속도위반, 교통신호위반 차량을 카메라로 촬영하여 위반 사실이 촬영된 사진을 위반자에게 제시함으로써 위반 사실에 대한 시비를 없앨 수 있고 교통법규위반 차량의 적발을 무인 단속 장치로 작동하여 인력의 낭비를 줄일 수 있다. 또한 교통법규위반은 물론 교통량, 교통사고와 같은 교통정보를 중앙 통제 및 감시소에 전달하여 원활한 교통흐름을 유도할 수 있도록하고, 이러한 영상을 이용하여 정확한 교통법규위반의 검출 및 교통정보의 검출이 가능하도록 한 것이다.
도 1은 본 발명의 장치가 교차로에 설치된 예시도.
도 2는 본 발명 장치의 개략도.
도 3은 본 발명 장치의 교통법규위반 단속 처리 및 제어 흐름도.
도 4는 본 발명 장치의 전용차로위반 단속의 실시예.
도 5는 본 발명 장치의 속도위반 단속의 실시예,
도 6은 본 발명 장치의 직진신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반 단속의 실시예.
도 7은 본 발명 장치의 좌회전신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반 단속의 실시예.
도 8은 본 발명 장치의 U턴신호위반, 중앙선침범 단속의 실시예.
1 : 카메라, 적외선라이트, 플래시 모듈함
2 : 신호기
3 : 교통법규위반 단속 신호처리함
4 : 직진차량
5 : 정지선
6 : 직진, 좌회전, U턴 차량
7 : 횡단보도
8 : 진입금지구역
9 : 중앙선
10 : U턴 허가 지역
11 : 교차로
12 : 영상자료 및 제어정보 송수신을 위한 네트워크
13 : 중앙 통제 및 감시소
14 : 중앙 통제 및 감시 장치
본 발명은 교차로 또는 횡단보도 신호등과 연동하여 운영하는 카메라, 적외선라이트, 플래시의 모듈함과; 차량에 교통신호 상태를 알리는 신호기와; 교통법규위반 단속 및 교통정보 데이터를 처리하고 중앙 통제 및 감시소와 네트워크를 형성하는 교통법규위반 단속 신호처리함으로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 장치는 단속 차량의 영상추적을 위해 영상을 촬영하는 아날로그 영상촬영부와; 촬영된 아날로그 영상신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 영상변환부와; 변환된 디지털 영상을 저장하기 위한 디지털 비디오 메모리부와; 변환된 디지털 영상을 이용하여 촬영된 영상을 분석하여 교통법규위반 판단과 단속할 차량의 증거용 영상 확보 및 번호판 인식을 수행하는 디지털 비디오 프로세싱부와; 적외선라이트, 플래시, 신호기 등을 제어하고 전체 시스템을 관리하고 제어하는 메인 프로세싱부와; 단속결과를 실시간으로 중앙 통제 및 감시소에 전송하고 이곳에서 원격으로 장치를 제어할 수 있게 하는 네트워크 프로세싱부와; 단속결과 저장, 장치 제어 자료 보관, 장치 수행 프로그램 저장 등의 역할을 하는 메인 메모리부로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 교통법규위반 단속 특징은 광센서 및 만년달력 시계 등을 이용한 시간체크에 의해 주야간을 판단하여 야간에는 조명장치를 구동시키는 단계와; 영상에서 차량의 움직임을 감지하여 연속적으로 나타나는 전용차로위반 차량을 판단하고 단속하는 단계와; 영상에서 차량 움직임의 초기영상과 말기영상을 비교하여 움직이는 차량의 속도를 측정하고 기준속도에 위반되는 속도위반 판단과 단속하는 단계와; 신호등이 직진신호, 좌회전신호, U턴신호인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 신호등의 신호가 끝났을 때 신호위반의 결과로서 각 신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반을 단속하는 단계와; 교통법규위반 단속 결과를 중앙 통제 및 감시소로 전송하는 단계로 이루어지며, 상기 교통법규위반 단속 단계에서 촬영된 화상에서 위반 차량의 증거용 영상과 위반 차량의 번호판을 인식하는 과정과; 상기 과정에서 인식된 화상데이터를 실시간으로 중앙 통제 및 감시소로 압축 전송하는 과정으로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 장치와 제어 방법의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 장치가 교차로(11) 및 횡단보도(7)가 있는 도로에 설치된 예시도를 나타낸 것으로, 촬영 카메라(1)가 신호등(2)에 연동하여 전용차로가 있는 교차로, 횡단보도가 있는 도로 등의 신호기가 있는 도로에서 전용차로위반 차량(4), 교차로나 횡단보도가 있는 차로에 진입하는 차량에 대해서 속도위반 차량(4,6), 직진신호위반 차량(4,6), 좌회전신호위반 차량(6), 정지선(5)위반 차량(4,6), 진입금지구역(8)위반 차량(4,6), U턴 가능한 지역(10)이 있는 교차로, 횡단보도가 있는 도로 등의 신호기가 있는 도로에서 U턴신호위반 차량(6), 중앙선(9)침범 차량(6)을 촬영한 영상만으로 위반 상황을 판단하고 단속을 교통법규위반 단속 신호처리함(3)에서 행한다. 도 1은 교통법규위반 단속을 교차로의 한쪽 방향만을 나타내고 있지만 교통법규위반 신호처리함 1대로 카메라, 적외선라이트, 플래시 등의 모듈함(1)의 추가 설치가 이루어지면 교차로의 전방향을 단속할 수 있다.
도 2는 본 발명 장치의 개략적인 구성을 나타내는 것으로, 카메라, 적외선라이트, 플래시 등의 모듈함(1) 내의 카메라(101)가 촬영한 영상을 교통법규위반 신호처리함(3) 내의 아날로그-디지털 변환부(301)에서 아날로그영상을 장치에서 처리할 디지털 영상으로 변환하여 디지털 비디오 메모리부(303)에 저장한다. 교차로 등에서 카메라가 여러대일 경우에 각각의 카메라에서 촬영된 영상들을 병렬로 아날로그-디지털 변환(302)을 행하고, 디지털 비디오 메모리(304)에 저장하게 된다. 디지털로 변환된 영상은 디지털 비디오 프로세싱부(305)로 입력되어 교통법규위반 판단 및 단속을 행하며 그 결과물을 네트워크 프로세싱부(305)를 통하여 중앙 통제 및 감시소(13)로 전용망, 인터넷, 유무선 기간망 등의 네트워크(12)를 이용하여 전송하고 중앙 통제 및 감시 시스템(14) 운용자에 의하여 단속결과를 자동 또는 수동으로 고지서 형태로 발급하여 교통법규위반자에게 통지한다. 필요에 의해서 장치 운용자는 네트워크를 이용하여 장치를 원격으로 메인 프로세싱부(305)를 통해서 신호등(2), 카메라(101), 적외선라이트(102), 플래시(103) 등을 제어할 수 있으며, 이러한 원격 제어 프로그램 및 전체 장치 운용 프로그램, 장치에서 발생하는 모든 저장사항 등을 메인 메모리(306)에 저장하고 필요시 저장된 자료들을 로드하여 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명 장치의 교통법규위반 단속 처리 및 제어 흐름도를 나타내는 것으로, 도 2에서 교통법규위반 단속 신호처리함(3) 내에서 본 발명 장치를 운용하는 메인 프로세싱부(305)의 카메라, 적외선라이트, 플래시 등의 모듈함(1)을 제어, 디지털 비디오 프로세싱부(305)의 교통법규위반 판단 및 단속, 네트워크 프로세싱부(305)의 단속결과를 중앙 통제 및 감시소(13)에 전송하는 과정을 보여주고 있다.
상기에서와 같이 본 발명 장치의 교통법규위반 단속은 교차로, 횡단보도가 있는 도로 등의 신호기가 있는 도로에서 전용차로위반, 속도위반, 직진신호위반,좌회전신호위반, U턴신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반, 중앙선침범 등에 대해서 단속이 이루어진다. 첨부된 교통법규위반 단속의 실시예 도면들을 중심으로 자세히 설명한다.
도 4는 교차로, 횡단보도가 있는 도로 등의 신호기가 있는 도로에서 전용차로위반 단속의 실시예를 보인 것으로, 감시카메라(1)가 감시할 수 있는 최대 원거리 영역(401) 내에서 전용차로위반 차량(4)이 검출되었을 때 최초 전용차로위반 지점(403)에서부터 감시영역의 최대 근접 영역(402)까지 연속 감시를 일정 시간동안 실시하여 감시 마지막 지점(404)을 기준으로 감시 방향(405) 내에서 전용차로위반 사실 판단과 위반을 증명할 수 있는 증거용 영상(406) 생성을 교통법규위반 신호처리함(3)에서 처리한다. 처리된 단속결과물은 실시간으로 중앙 통제 및 감시소로 전송된다. 단속결과물의 내용은 단속을 증명할 수 있는 전용차로(407), 전용차로위반 차량의 번호인식결과물(408), 단속지점, 일자, 단속 근거 법규 등을 포함하여야 한다.
도 5는 신호기(2)가 있는 도로에서 본 발명 장치가 속도위반 단속을 하는 실시예를 보인 것으로, 감시카메라(1)가 감시할 수 있는 최대 원거리 영역(401) 내에서 움직임이 감지된 차량(4,6)이 검출되었을 때 움직이는 차량의 속도를 측정할 최초 지점(403)과 최후 지점(409) 사이의 속도를 측정할 차량의 진행 구간(410) 내의 영상을 사용하여 촬영된 동일 차량이 최소 크기와 최대 크기의 비율과 각각 차량 크기 변화에 걸린 시간을 분석(411)하여 속도위반 여부를 교통법규위반 신호처리함(3)에서 판단하고 속도위반으로 판단되면 감시영역의 최대 근접영역(402)의 감시 마지막 지점(404) 내에서 속도위반 차량 진행 방향(412)의 단속결과물(413)을 저장하고 중앙 통제 및 감시소에 실시간으로 전송한다. 단속결과물에는 속도위반 차량의 번호인식결과물(414), 단속지점, 일자, 단속 근거 법규 등이 포함되어 있어야 한다.
도 6은 신호기(2)가 있는 도로에서 본 발명 장치가 직진신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반 단속을 하는 실시예를 보인 것으로, 감시카메라(1)가 신호등(2)과 연동하여 감시영역의 최대 근접 영역(402)까지 감시를 행하는 것이며, 신호등에서 직진신호 끝을 인지하여 촬영된 정지선(5)을 위반한 영상(417)을 정지선이나 횡단보도시작 지점(415)과 위반 차량(4,6)의 진행구간(416) 내에서 확보한다. 그리고 진입금지구역 시작 지점(418)과 끝 지점(419)의 차량 진행 구간(420) 내에서 진입금지구역(8)위반 사실을 증명하는 영상(421)을 확보한다. 계속해서 동일한 차량이 정지하지 않고 진행하는 것이라고 교통법규위반 단속 신호처리함(3)에서 판단되면 이 차량에 대해서는 직진신호위반 단속이 실행되고 각각에서 정지해 있다면 각각에 대해서 정지선위반, 진입금지구역위반 단속을 실행한다. 단속결과물은 저장되고 실시간으로 중앙 통제 및 감시소로 전송한다. 단속결과물에는 위반 차량에 대한 정지선(5), 진입금지구역(8) 각각이 포함되고, 위반 차량의 번호인식결과물(422), 단속지점, 일자, 단속근거 법규 등이 포함되어 있어야 한다.
도 7은 신호기(2)가 있는 도로에서 본 발명 장치가 좌회전신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반 단속의 실시예를 보인 것으로, 좌회전하는 차량(6), 정지선위반 증거영상(601), 진입금지구역위반 최후 지점(602), 진입금지구역위반구간(603), 진입금지구역위반 증거 영상(604), 위반 차량의 번호인식결과물(605), 좌회전하는 구간(606), 좌회전 중인 영상(607) 등을 이용하여 도 6과 같은 방법으로 좌회전신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반 등의 단속을 행한다.
도 8은 신호기(2)가 있는 도로에서 본 발명 장치가 U턴신호위반, 중앙선침범 단속을 하는 실시예를 보인 것으로, 감시카메라(1)가 신호기(2)와 연동하여 U턴하는 차량(6)에 대해서 U턴 허가 지역(10)에서 U턴신호 끝을 인식하여 U턴 직전 구간(608), U턴 허가 지역, U턴 직후 구간(609), 중앙선(9) 등과 관련한 U턴 직전 영상(610), U턴 중인 영상(612), U턴 직후 영상(613) 등을 분석하여 U턴신호위반, 중앙선침범 등을 단속하고 중앙 통제 및 감시소에 단속결과물을 전송한다. 단속결과물에는 위반 차량에 대한 중앙선(9), 위반 차량의 번호인식결과물(611, 614), 단속지점, 일자, 단속근거 법규 등이 포함되어 있어야 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 교통법규위반 차량의 단속을 무인 단속 장치로 운영하며 중앙 통제 및 감시소에서 원격으로 제어할 수 있어 인력의 낭비를 줄일 수 있으며 위반 차량의 영상을 운전자에게 제시함으로써 불필요한 민원의 발생을 줄일 수 있게 된다. 또한 전용차로위반, 속도위반, 교통신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반, 중앙선침범, 교통량파악, 사고발생 등에 대하여 복합적으로 교통법규위반 단속 및 실시간 교통정보 파악이 가능하므로, 설치경비 절감 및 유지보수의 어려움을 해소할 수 있으며, 실시간 교통량 등에 대한 교통정보의 제공이 가능하며, 각종 교통법규위반, 사고발생 등의 차량 주행 증거용 영상의 제공으로인하여 정확한 단속근거를 제시할 수 있게 된다.
Claims (5)
- 신호기가 있는 도로에서 도로 한쪽 방향의 전차선 촬영이 가능한 카메라를 이용하여 교통법규위반 판단과; 교통법규위반 차량 단속과; 교통법규위반 단속결과물, 교통량, 교통사고와 같은 교통정보를 실시간으로 중앙 통제 및 감시소에 전송하는 것과; 중앙 통제 및 감시소에서 신호기제어, 감시카메라제어, 저장정보 송수신제어, 기타 주변장치기제어를 원격으로 감시 및 제어하기 위해, 신호기와 연동하여 운영하는 카메라, 적외선라이트, 플래시의 등의 모듈함과; 차량에 교통신호상태를 알리는 신호기와; 교통법규위반 단속 및 교통정보 데이터를 처리하고 중앙통제 및 감시소와 네트워크를 형성하는 교통법규위반 단속 신호처리함으로 구성되고, 특히 교통법규위반 단속 신호처리함이 아날로그 영상신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 영상변환부와; 변환된 디지털 영상을 저장하기 위한 디지털 비디오 메모리부와; 디지털 영상을 분석하여 교통법규위반 판단과 단속할 차량의 증거용 영상 확보 및 번호판 인식을 수행하는 디지털 비디오 프로세싱부와; 적외선라이트, 플래시, 신호기, 전체 장치 등을 관리하고 제어하는 메인 프로세싱부와; 단속결과를 실시간으로 중앙 통제 및 감시소에 전송하고 이곳에서 원격으로 장치를 제어할 수 있게 하는 네트워크 프로세싱부와; 단속결과 저장, 장치 제어 자료 보관, 장치 수행 프로그램 저장 등의 역할을 하는 메인 메모리부로 구성됨을 특징으로 하는 교통법규위반 단속 장치.
- 청구항 1에 있어서, 한 카메라 모듈을 이용하고 카메라에서 입력된 영상만을 사용하여 전용차로위반, 속도위반, 교통신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반, 중앙선침범 등의 상기 교통법규위반을 동시에 수행함을 특징으로 하는 교통법규위반 단속 장치.
- 청구항 1에 있어서, 전용망, 공중망, 인터넷, 유무선 기간망 등을 이용하여 교통법규위반 단속결과물 영상을 중앙 통제 및 감시소에 전송하고; 중앙 통제 및 감시소에서 카메라, 신호기, 적외선라이트, 플래시, 교통법규위반 단속 장치 및 기타 주변기 등을 원격으로 제어할 수 있는 제어 자료를 전송하는 방법을 특징으로 하는 교통법규위반 단속 장치.
- 광센서 및 만년달력 시계 등을 이용한 시간체크에 의해 주야간을 판단하는 단계와; 야간에는 조명장치를 구동시키는 단계와; 진입하는 차량이나 정지해 있던 차량의 움직임을 감지하여 연속적으로 나타나는 전용차로위반 차량을 판단하고 단속하는 단계와; 영상에서 차량 움직임의 초기영상과 말기영상을 비교하여 움직이는 차량의 속도를 측정하고 기준속도에 위반되는 속도위반 판단과 단속하는 단계와; 신호등이 직진신호, 좌회전신호, U턴신호인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 신호등의 신호가 끝났을 때 교통신호위반의 결과로서 각 신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반, 중앙선침범 등을 단속하는 단계와; 교통법규위반 단속 결과를 중앙 통제 및 감시소로 전송하는 단계로 이루어지며, 상기 교통법규위반 단속 단계에서 촬영된 화상에서 위반 차량의 증거용 영상을 확보하는 과정과; 교통법규위반 차량의 번호판을 인식하는 과정과; 상기 과정에서 인식된 화상데이터를 실시간으로 중앙 통제 및 감시소로 압축 전송하는 과정으로 구성됨을 특징으로 하는 교통법규위반 장치 및 제어 방법.
- 청구항 4에 있어서, 영상만을 사용하여 영상속의 단속 대상 차량의 크기와 단속 대상 차량의 크기 변화시간 만을 이용하여 차량의 속도를 감지하는 방법과; 신호기의 직진신호 끝 정보를 이용하여 직진신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반 등을 동시에 단속하는 방법과; 신호기의 좌회전신호 끝 정보를 이용하여 좌회전신호위반, 정지선위반, 진입금지구역위반 등을 동시에 단속하는 방법과; U턴신호 끝 정보를 이용하여 U턴신호위반, 중앙선침범 등을 동시에 단속하는 방법을 특징으로 하는 교통법규위반 단속 장치 및 제어 방법.
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