KR100688390B1 - 교통정보 검지시스템 및 이를 이용한 교통정보 검지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교통정보 검지시스템 및 이를 이용한 교통정보 검지방법에 관한 것이다. 본 발명의 교통정보 검지방법은 도로의 특정 구간을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 단계와; 획득된 영상데이터에 검지영역을 차선별로 구분하여 설정하되, 소정 구간의 차선을 소정 길이로 소정 간격을 두고 나누어서 설정하는 단계와; 설정된 각 검지영역의 영상데이터를 이진화하는 단계와; 이진화된 각 검지영역의 영상데이터에서 차량 주변의 노이즈를 제거하는 단계와; 노이즈가 제거된 각 검지영역의 영상데이터를 처리하고 그 평균값을 산출하여 교통정보를 검지하는 단계를 포함한다. 그리고 교통정보 검지시스템은, 도로의 특정 구간을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 카메라와; 획득된 영상데이터에 검지영역을 차선별로 구분하여 설정하되, 소정 길이의 구간을 소정 간격으로 번갈아가며 설정하는 검지영역 설정부와; 검지영역 설정부에 의해 설정된 각 검지영역의 영상데이터를 이진화하는 이진화부와; 이진화부에 의해 이진화된 각 검지영역의 영상데이터에서 차량 주변의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부와; 노이즈 제거부로부터 입력된 각 검지영역의 영상데이터를 처리하고 그 평균값을 산출하여 교통정보를 검지하는 교통정보 검지수단을 포함한다.

Description

교통정보 검지시스템 및 이를 이용한 교통정보 검지방법{TRAFFIC INFORMATION DETECTING SYSTEM AND DETECTING METHOD USING THE SAME}

도 1은 본 발명에 따른 교통정보 검지시스템의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명을 구성하는 카메라로부터 전송된 영상데이터를 나타내는 도면,

도 3은 본 발명을 구성하는 컴퓨터의 구성을 블록화하여 나타내는 도면,

도 4는 본 발명을 구성하는 카메라로부터 전송된 영상데이터에 검지영역을 설정하여 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 검지시스템을 이용한 교통정보 검지방법을 나타내는 블록도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 카메라 20: 검지기

22: 디코더(Decoder) 30: 컴퓨터

32: 검지영역 설정부 34: 이진화부

35: 노이즈(Noise) 제거부 36: 교통량 검지부

37: 주행속도 검지부 38: 점유율 검지부

40: 유,무선 통신장치 50: 수집서버

본 발명은 교통정보 검지시스템 및 이를 이용한 교통정보 검지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광범위한 영역의 교통정보를 높은 정밀도로 검지할 수 있는 교통정보 검지시스템 및 이를 이용한 교통정보 검지방법에 관한 것이다.

교통흐름을 원활하게 제어하기 위해서는 도로의 교통정보, 예를 들면 차량의 속도, 구간별 차량 대수, 도로 점유율 등을 정확하게 검지하는 것이 중요하다. 따라서, 최근에는 교통정보를 검지할 수 있는 다양한 장치들이 개발되고 있다.

교통정보 검지장치의 일례로서, 루프식 검지기가 있다. 루프식 검지기는 도로 매설형으로서, 차량이 통과할 때의 차량의 속도, 크기 등을 검지하여 교통정보를 검지한다.

그런데, 이러한 루프식 검지기는 검지정보의 신뢰성이 우수한 반면, 차종을 구분하기 어렵고, 차량의 하중에 쉽게 손상 및 파손된다는 문제점이 있다. 특히, r검지기가 손상되거나 파손되었을 경우, 이를 수리하기 위해 도로를 뜯고 이를 다시 복구해야 하므로, 많은 유지보수비용이 소모된다는 문제점이 있다.

한편, 이를 감안하여 최근에는 영상데이터를 이용하여 교통정보를 검지하는 영상 검지기가 개발되어 사용되고 있다. 상기 영상 검지기는 도로의 특정 존(Zone)을 비디오 카메라로 찍어서 영상데이터를 획득한 다음, 획득한 영상데이터 중 검지영역(5m 길이의 1개 차선)내의 영상데이터를 검지 알고리즘으로 처리하여 차량의 속도, 교통량, 도로 점유율, 차량의 종류 등을 검지한다.

그런데, 이러한 종래의 영상 검지기는, 통상적으로 1개의 차선에서 길이 5m 구간의 교통정보만을 검지하므로, 검지 영역이 매우 협소하고 제한적이라는 단점이 있으며, 따라서 검지정보의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 여러 차선의 교통정보를 검지하기 위해서는 차선별로 여러 대의 검지기를 설치해야 하는 바, 설치비용도 증가되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 넓은 영역의 교통정보를 정밀하게 검지할 수 있도록 구성함으로써, 신뢰성이 우수한 교통정보를 확보할 수 있는 교통정보 검지시스템 및 이를 이용한 교통정보 검지방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 한 대로도 여러 차선의 교통정보를 한꺼번에 검지할 수 있도록 함으로써 설치비용이 매우 저렴한 교통정보 검지시스템 및 이를 이용한 교통정보 검지방법을 제공하는 데 있다.

이러한, 목적을 달성하기 위한 본 발명의 교통정보 검지방법은, 도로의 특정 구간을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 단계와; 획득된 영상데이터에 검지영역을 차선별로 구분하여 설정하되, 소정 구간의 차선을 소정 길이로 소정 간격을 두고 나누어서 설정하는 단계와; 설정된 각 검지영역의 영상데이터를 이진화하는 단계와; 이진화된 각 검지영역의 영상데이터에서 차량 주변의 노이즈를 제거하는 단계 와; 노이즈가 제거된 각 검지영역의 영상데이터를 처리하고 그 평균값을 산출하여 교통정보를 검지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 검지영역을 설정하는 단계는, 상기 검지영역을 100m 구간의 차선을 5m 길이로 5m 간격을 두고 나누어서 설정하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 교통정보 검지시스템은, 도로의 특정 구간을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 카메라와; 획득된 영상데이터에 검지영역을 차선별로 구분하여 설정하되, 소정 길이의 구간을 소정 간격으로 번갈아가며 설정하는 검지영역 설정부와; 상기 검지영역 설정부에 의해 설정된 각 검지영역의 영상데이터를 이진화하는 이진화부와; 상기 이진화부에 의해 이진화된 각 검지영역의 영상데이터에서 차량 주변의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부와; 상기 노이즈 제거부로부터 입력된 각 검지영역의 영상데이터를 처리하고 그 평균값을 산출하여 교통정보를 검지하는 교통정보 검지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 교통정보 검지시스템 및 이를 이용한 교통정보 검지방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 교통정보 검지시스템은, 도로의 특정 존을 촬영할 수 있는 카메라(10)를 구비한다.

카메라(10)는 널리 사용되고 있는 씨씨디(CCD) 카메라로 구성되며, 도로 상에 입설되는 지주대에 설치된다. 여기서, 카메라(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 전체의 차선을 100m 이상의 길이(L)로 촬영할 수 있는 높이와 각도로 설치된다.

이러한 카메라(10)는, 도로의 특정 존을 촬영하여 영상데이터를 획득하되, 전체의 차선을 100m 이상의 길이로 촬영함으로써 넓은 영역의 영상데이터를 획득한다.

다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 검지시스템은, 카메라(10)로부터 입력된 영상데이터를 처리하여 교통정보를 검지하는 검지기(20)를 구비한다.

검지기(20)는 카메라(10)로부터 입력된 영상데이터를 표준 디지털 영상데이터로 변환시켜주는 디코더(22)와, 표준 디지털 영상데이터를 처리하여 교통량과, 차량의 속도와, 차량의 도로 점유율을 산출하는 컴퓨터(30)를 구비한다.

컴퓨터(30)는 마이크로프로세서, 모니터, 입력장치 등을 갖춘 것으로, 표준 디지털 영상데이터(이하, "영상데이터"라 약칭함)를 처리하는 영상처리 프로그램을 내장하고 있다.

영상처리 프로그램은, 도 3에 도시된 바와 같이, 영상데이터에 검지영역을 설정하는 검지영역 설정부(32)와, 설정된 검지영역의 영상데이터를 이진화하는 이진화부(34)와, 이진화된 영상데이터를 필터링하여 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부(35)를 구비한다.

검지영역 설정부(32)는, 검지영역에 해당하는 픽셀좌표들을 선택함에 따라 설정되는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 검지영역(A)을 각 차선 별로 구분하여 설정하되, 소정 구간(L)의 차선을 소정 길이(ℓ)로 소정 간격(ℓ′)을 두고 나누어서 설정하도록 구성된다. 바람직하게는, 검지영역(A)은 100m 구간(L)의 차선을 5m 길이(ℓ)로 5m 간격(ℓ′)을 두고 나누어서 설정하는 것이 좋다.

여기서, 검지영역 설정부(32)는, 각 검지영역(A)에 해당하는 각 픽셀좌표들 을 내장하고 있으며, 이들 각 픽셀좌표들은 카메라 켈리브레이션(Camera Calibration), 즉 카메라(10)의 위치를 조절하여 모니터(30a) 상의 각 픽셀좌표들과 이에 해당하는 실제지점의 좌표들을 매칭시키면, 검지영역(A)을 자동 설정하도록 구성된다. 한편, 모니터(30a) 상에는 각 픽셀좌표들을 임의로 표시하는 사각의 가상선(i)들이 표시되어 있으며, 이들 가상선(i)을 카메라(10)로부터 입력된 영상정보와 비교하여 매칭시키면 된다.

다시, 도 3을 참조하면, 이진화부(34)는, 이진화 알고리즘을 이용하여, 검지영역(A)의 영상데이터를 이진화한다. 따라서, 이진화된 검지영역(A)의 각 픽셀의 명도 값에 따라 검지영역(A)내의 배경과 차량을 서로 구분할 수 있게 한다. 이진화 알고리즘은 공지된 기술이므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

노이즈 제거부(35)는 차량을 제외한 주변의 노이즈를 삭제하여 차량의 외곽선을 추출하는 기능을 수행하며, 이를 위해 노이즈 제거부(35)는 노이즈 제거를 위한 라벨링(labeling) 알고리즘을 구비한다.

라벨링 알고리즘은 이진화된 검지영역(A)의 영상데이터에서 차량을 표시하는 흑픽셀 영역을 그룹핑(Grouping)함으로써 객체(Object)로 설정하고, 각 객체에 일정한 라벨을 부여(Labeling)하고, 각 객체의 기하학적인 특성을 추출(Feature Extraction)함으로써 차량과 주변의 노이즈를 분리한다. 라벨링 알고리즘은 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다시, 도 3을 참조하면, 영상처리 프로그램은, 노이즈가 제거된 각 검지영역(A)의 영상데이터를 처리하여 교통정보를 검지하는 교통정보 검지수단을 구비한다.

교통정보 검지수단은 교통량을 검지하는 교통량 검지부(36)를 갖추고 있다. 교통량 검지부(36)는 교통량 검지 알고리즘을 구비하여, 각 검지영역(A)으로 진입하는 차량을 체크하고, 체크된 차량의 검지영역(A)내에서의 움직임을 추적하며, 추적한 차량이 검지영역(A)으로부터 완전히 이탈하였을 때, 각 검지영역(A)내로 진입한 차량의 평균 대수를 산출함으로써 교통량을 검지한다. 교통량 검지 알고리즘은 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 영상처리 프로그램은, 각 검지영역(A)의 영상데이터를 처리하여 차량의 주행속도를 검지하는 주행속도 검지부(37)를 구비한다.

주행속도 검지부(37)는 속도 검지 알고리즘을 내장하고 있어, 검지영역(A)의 길이(5m)를, 검지영역(A)에 대한 차량의 점유시간{검지영역(A)으로의 진입시간과, 검지영역(A)으로부터의 이탈시간을 계수한 시간}으로 나누어서 산출하되, 산출된 각 검지영역(A)에 대한 주행속도의 평균을 산출한다.

여기서, 속도 검지 알고리즘은, 정밀도가 우수한 트래킹(Tracking) 알고리즘으로 구성된다. 그리고 속도 검지 알고리즘은 측정된 값을 보정하기 위해 메디안 필터(Median Filter) 기법을 사용한다. 트래킹 알고리즘과 메디안 필터 기법은 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그리고 영상처리 프로그램은, 검지영역(A)의 영상데이터를 처리하여 차량의 도로 점유율을 검지하는 점유율 검지부(38)를 구비한다.

점유율 검지부(38)는 점유율 검지 알고리즘을 내장하고 있어, 각 검지영역(A)에 대한 차량의 평균 점유시간을 백분율로 산출하여 나타낸다. 여기서, 점유율 검지 알고리즘은, 차량의 외곽선을 추출하는 외곽선 추출 알고리즘과, 외곽선이 추출된 차량의 실제 길이를 구하는 차량길이 알고리즘을 구비하고 있다. 이들 각 알고리즘들은 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 구성의 영상처리 프로그램에 의하면, 디코터(30)로부터 입력된 디지털 영상데이터를 각각의 검지 알고리즘으로 처리함으로써, 교통량, 주행속도, 점유율을 정밀하게 산출한다. 특히, 검지영역(A)을 광범위하게 분포시킨 후, 각 검지영역(A)의 교통정보를 종합적으로 산출하여 그 평균값을 구함으로써, 보다 넓은 범위의 교통정보를 정밀하게 검지할 수 있으며, 따라서 신뢰성이 높은 교통정보를 고객에게 제공할 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 본 발명의 컴퓨터(30)는, 인터페이스부(39)를 구비한다. 인터페이스부(39)는 컴퓨터(30)에 설치된 연결포트(Port)로서, 교통량 검지부(36)와 주행속도 검지부(37)와 점유율 검지부(38)에서 검지된 각각의 교통정보를 외부로 전송한다.

다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 검지시스템은, 컴퓨터(30)와 연결되는 유,무선 통신장치(40)를 구비한다. 유,무선 통신장치(40)는 컴퓨터(30)의 인터페이스부(39)로부터 송출되는 교통정보, 즉 교통량, 주행속도, 점유율 등을 무선 또는 유선으로 전송한다.

그리고 본 발명의 검지시스템은, 유,무선 통신장치(40)로부터 전송되는 교통정보를 수집하고 저장하는 수집서버(50)를 구비한다. 수집서버(50)는 유,무선 통신장치를 통해 각각의 운전자 및 교통관제 센터 등과 연결되며, 수집된 교통정보를 운전자 및 교통관제 센터에 제공하기도 한다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 검지시스템을 이용한 교통정보 검지방법을 도 5를 참고하여 설명한다.

먼저, 도로의 특정 구간을 카메라로 촬영하여 영상데이터를 획득한다(S101). 이때, 영상데이터는 100m 구간의 차선이 천체적으로 획득된다.

한편, 영상데이터의 획득이 완료되면, 획득된 영상데이터에 검지영역을 설정한다(S103). 이때, 검지영역은 각 차선 별로 구분하여 설정하되, 100m 구간의 차선을 5m 길이로 5m 간격을 두고 나누어서 설정한다.

그리고 검지영역의 설정이 완료되면, 검지영역의 영상데이터를 이진화하고(S105), 이진화된 검지영역의 영상데이터를 필터링하여 노이즈를 제거한다(S107).

검지영역의 이진화는 검지영역의 영상데이터를 흑과 백으로 이진화하여 검지영역내의 배경과 차량을 서로 구분할 수 있게 한다. 검지영역의 노이즈 제거는 차량을 제외한 주변의 노이즈를 삭제하여 차량의 외곽선을 추출한다.

그리고 노이즈 제거가 완료되면, 각 검지영역의 영상데이터를 표준 디지털 영상데이터로 변환시키고(S109), 변환이 완료되면, 곧이어서 각 검지영역의 디지털 영상데이터를 처리하여 교통량과, 차량의 속도와, 도로 점유율을 검지한다(S111). 이때, 각 검지영역으로부터 산출된 교통량과, 차량의 속도와, 도로 점유율를 다시 계산하여 그 평균값을 산출하며, 따라서 광범위한 영역의 도로 교통정보를 정확하게 검지할 수 있게 된다.

교통정보의 산출이 완료되면,산출된 교통정보를 수집하고(S113). 필요에 따 라 수집된 교통정보를 운전자 및 교통관제 센터 등에 제공한다(S115).

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 교통정보 검지시스템 및 이를 이용한 교통정보 검지방법은, 검지영역을 광범위하게 분포시킨 후, 각 검지영역에서 검지된 교통정보를 종합적으로 산출함으로써, 보다 넓은 범위의 도로 교통정보를 정밀하게 검지할 수 있으며, 따라서 신뢰성이 높은 교통정보를 제공할 수 있다. 또한, 여러 차선의 교통정보를 한꺼번에 검지할 수 있으므로, 최소한의 설치비용으로 보다 많은 교통정보를 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 도로의 특정구간을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 단계와;

   획득된 영상데이터에 검지영역을 차선별로 구분하여 설정하되, 상기 검지영역을 100m 구간의 차선을 5m 길이로 5m 간격을 두고 나누어서 설정하는 단계와;

   설정된 각 검지영역의 영상데이터를 이진화하는 단계와;

   이진화된 각 검지영역의 영상데이터에서 차량 주변의 노이즈를 제거하는 단계와;

   상기 각 검지영역내로 진입한 차량의 평균 대수를 산출하여 교통량을 검지하는 단계와;

   상기 각 검지영역에 대한 차량의 평균 통과속도를 산출하여 차량의 주행속도를 검지하는 단계와;

   상기 각 검지영역에 대한 차량의 평균 점유시간을 백분율로 산출하여 점유율을 검지하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통정보 검지방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 도로의 특정구간을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 카메라와;

   획득된 영상데이터에 검지영역을 차선별로 구분하여 설정하되, 상기 검지영역을 100m 구간의 차선을 5m 길이로 5m 간격을 두고 나누어서 설정하는 검지영역 설정부와;

   상기 검지영역 설정부에 의해 설정된 각 검지영역의 영상데이터를 이진화하는 이진화부와;

   상기 이진화부에 의해 이진화된 각 검지영역의 영상데이터에서 차량 주변의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부와;

   상기 각 검지영역내로 진입한 차량의 평균 대수를 산출하여 교통량을 검지하는 교통량 검지부와;

   상기 각 검지영역에 대한 차량의 평균 통과속도를 산출하여 차량의 주행속도를 검지하는 주행속도 검지부와;

   상기 각 검지영역에 대한 차량의 평균 점유시간을 백분율로 산출하여 점유율을 검지하는 점유율 검지부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통정보 검지시스템.
5. 삭제

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