KR101248834B1 - 영상매칭방법과 이를 이용한 무인교통단속 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위반차량이 검출되면 컨트롤러가 식별 가능한 위반인덱스를 생성하여 속도정보와 함께 저장되며, 카메라 제어장치는 컨트롤러로부터 전송받은 위반인덱스에 영상정보 또는 미촬영정보를 일치시켜 다시 컨트롤러로 전송함으로써 컨트롤러가 정확하게 영상정보와 위반정보를 매칭시켜 단속의 신뢰도를 증가시키는 영상매칭방법 및 이를 이용한 무인교통단속 시스템에 관한 것이다.

Description

영상매칭방법과 이를 이용한 무인교통단속 시스템{Image matching method and automatic traffic enforcement system therewith}

본 발명은 영상매칭방법과 이를 이용한 무인교통단속 시스템에 관한 것으로서, 상세하게로는 카메라의 처리시간(Tsend)으로 인해 촬영이 이루어지지 않는 경우 촬영이 이루어지지 않았다는 미촬영정보를 생성함으로써 영상을 정확하게 매칭시키는 영상매칭방법과, 이를 이용하여 컨트롤러가 수집한 위반차량의 위반정보와 카메라의 촬영으로 인해 획득된 위반차량의 영상정보를 정확하게 매칭(Matching) 시킴으로써 영상매칭률을 증가시켜 단속의 신뢰도 또한 증가시키는 무인교통단속 시스템을 제공하기 위한 것이다.

차량이 증가하고, 도로가 확장됨에 따라 과속 및 신호위반 등과 같이 교통법규를 무시하는 차량들의 수 또한 증가하였고, 이에 따라 이러한 교통법규를 어긴 위반차량들을 단속하기 위한 다양한 단속 장비 및 시스템들이 연구되고 있다. 특히 교통법규 위반단속은 24시간 동안 지속적으로 이루어져야 하기 때문에 무인으로 위반차량을 단속하도록 하는 다양한 무인교통단속장비가 사용되고 있다.

이러한 무인교통단속장비는 일반적으로 과속 및 신호위반 등의 위반차량을 검출하기 위한 검지수단과, 검지수단에 의해 검출된 위반차량을 촬영하는 촬영수단으로 구성됨으로써 촬영수단에 의해 획득된 영상정보를 근거로 위반차량들에게 과태료를 부과하고 있다. 이에 따라 무인교통단속장비에 있어서 위반차량을 검출하는 검지수단이 얼마나 정확하게 위반차량을 검출하는지 또는 촬영수단이 얼마나 정확하게 검출수단에서 검출된 위반차량을 촬영하여 영상을 획득하는지는 장비의 성능을 결정하는 가장 중요한 부분이다.

특히 영상정보의 매칭정확도는 과태료 발급으로 인해 곧바로 민원에 직결되기 때문에 위반차량에 대한 위반정보와 영상정보를 정확하게 매칭시키기 위한 영상매칭방법에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.

도 1은 종래의 무인교통단속시스템인 과속단속시스템을 설명하기 위한 예시도이다.

도 1의 종래의 단속시스템(100)은 차량의 통과에 따른 감지신호를 검출하는 루프 검지기(107), (107')와, 루프 검지기(107), (107')로부터 감지신호를 전송받아 주행차량의 속도를 검출하여 검출한 차량속도에 대응하여 속도위반차량을 검출하는 위반차량검지부(103)와, 위반차량검지부(103)가 위반차량을 검출하면 기 설정된 영역을 촬영하여 위반차량에 대한 영상을 획득하는 카메라(105)와, 위반차량검지부(103)로부터 전송받은 위반차량에 대한 위반정보와 카메라(105)로부터 전송받은 위반차량에 대한 영상정보를 매칭시키는 과속단속장치(101)로 이루어진다.

또한 도 1에서는 단속시스템(100)이 과속차량을 단속하기 위해 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 이는 단속시스템(100)은 이에 국한되지 않으며, 다양한 교통법규를 단속하기 위한 구성으로 변형될 수 있다.

루프 검지기(107), (107')는 공지된 바와 같이 차량이 통과에 따른 감지신호를 기준으로 차량의 속도를 검출하는 장치이며, 검출한 감지신호를 위반차량검지부(103)로 전송한다.

위반차량검지부(103)는 루프 검지기(107), (107')로부터 전송받은 감지신호를 기반으로 차량의 속도를 검출하며, 검출한 차량속도를 기 설정된 제한속도에 비교하여 주행차량이 속도위반차량인지를 판단한다.

또한 위반차량검지부(103)는 주행차량이 위반차량이라고 판단하면 검출된 속도정보 등을 포함하는 위반정보를 과속단속장치(101)로, 카메라(105)를 구동시키기 위한 트리거(Trigger) 신호를 카메라(105)로 전송한다.

또한 카메라(6)는 위반차량검지부(103)로부터 트리거 신호를 전송받으면 위반차량을 촬영하여 영상정보를 획득하며, 획득한 영상정보를 과속단속장치(101)로 전송한다.

과속단속장치(101)는 위반차량검지부(103)로부터 전송받은 위반정보와, 카메라(105)로부터 전송받은 영상정보를 매칭시킨 후 매칭된 매칭정보를 외부의 관제센터(미도시)로 전송함으로써 관제센터는 전송받은 매칭정보를 기반으로 위반차량에게 과태료를 부과한다.

이와 같이 종래의 단속시스템(100)은 무인으로 속도위반차량을 검출하며, 검출된 위반차량에 대한 위반정보 뿐만 아니라 영상정보까지 획득할 수 있는 장점으로 인해 과속단속이 필요한 도로에 설치되어 사용되고 있다.

그러나 이러한 단속시스템에 있어서 카메라(105)는 트리거 신호를 전송받으면 촬영, 내부 프로세서, 연산처리 및 데이터 전송 등의 이유로 인해 이후의 트리거 신호에 대한 촬영을 수행할 수 없는 최소시간인 처리시간(Tsend)이 필요하고, 이러한 처리시간(tsend) 동안에 카메라(105)는 통상적으로 노출시간(Exposure time)을 가질 수 없기 때문에 처리시간(tsend) 동안 외부로부터 트리거 신호를 전송받더라도 촬영이 이루어지지 않아 영상을 획득하지 못하게 된다. 이때 처리시간(tsend)은 대략 100 ~ 300msec의 크기를 가진다.

즉 종래의 단속시스템(100)은 위반차량이 간격을 두고 검출되는 경우에는 영상매칭률이 우수하지만 짧은 시간 내에 여러 대의 위반차량이 검출되는 경우, 상세하게로는 1'st 위반차량이 검출된 후 카메라(105)의 처리시간(tsend) 동안 2'nd 위반차량이 검출되는 경우 카메라(105)가 2'nd 위반차량에 대한 영상을 획득하지 못하게 되는 문제점이 발생된다.

또한 종래의 단속시스템(100)은 카메라(105)가 2'nd 위반차량에 대한 영상을 획득하지 못하게 된 상태에서 시간이 경과한 후 3'rd 위반차량이 검출되는 경우 카메라(6)는 3'rd 위반차량에 대한 영상정보를 과속단속장치(101)로 전송하고, 과속단속장치(101)는 이전에 2'nd 위반차량에 대한 영상을 전송받지 못한 상태이기 때문에 전송받은 3'rd 위반차량의 영상을 2'nd 위반차량의 영상으로 판단하여 2'nd 위반차량의 위반정보를 3'rd 위반차량의 영상정보에 매칭시키게 된다.

또한 과속단속장치(101)는 영상매칭 오류에 대한 특별한 보정이 이루어지기 전(민원이 발생되기 전)까지 이후의 위반차량들에 대해서는 동일한 영상매칭 오류를 반복하는 일이 빈번하게 발생되고 있다.

도 2는 도 1의 종래의 단속시스템을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2는 도 1에서 전술하였던 바와 같이 카메라(105)의 처리시간(tsend) 동안 위반차량이 복수대가 검출되는 경우에 발생되는 영상매칭 오류를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 위반차량검지부(103)는 1'st 위반차량에 대한 위반정보를 과속단속장치(101)로, 트리거 신호를 카메라(105)로 전송한다. 이때 과속단속장치(101)는 위반차량검지부(103)로부터 전송받은 위반정보를 속도관련 큐(Queue)의 1번의 sIndex(sIndex = 1)에 저장하고, 카메라(105)는 트리거 신호를 수신받아 1'st 위반차량을 촬영을 수행한다. 이때 카메라(105)는 영상을 획득하면 위반관련 큐의 1번의 iIndex에 영상을 저장하여 과속단속장치(101)로 전송한다.

또한 과속단속장치(101)가 카메라(105)로부터 영상을 수신 받지 못한 상태에서 2'nd 위반차량이 검출되면 위반차량검지부(103)는 과속단속장치(101)로 2'nd 위반차량에 대한 위반정보, 카메라(105)로 2'nd 위반차량에 대한 트리거 신호를 전송하고, 과속단속장치(101)는 전송받은 2'nd 위반차량에 대한 위반정보를 속도관련 큐의 2번의 sIndex(sIndex = 2)에 저장한다.

또한 카메라(105)는 1'st 위반차량에 대한 처리시간(tsend) 상태이기 때문에2'nd 위반차량에 대한 트리거 신호를 전송받더라도 2'nd 위반차량을 촬영할 수 없게 된다.

또한 과속단속장치(101)는 카메라(105)로부터 위반관련 큐를 전송받으면 1번의 인덱스(iIndex = 1)에 저장된 영상정보를 1번의 인덱스(sIndex = 1)의 속도관련 큐에 저장된 속도정보를 매칭할 수 있게 된다.

이후 위반차량검지부(103)가 3'rd 위반차량을 검출하는 경우 과속단속장치(101)는 위반정보를 3번의 sIndex에 저장하고, 카메라(105)는 촬영으로 인해 획득된 영상정보를 위반관련 큐의 2번 iIndex에 저장하여 위반관련 큐를 과속단속장치(101)로 전송하게 된다. 이에 따라 과속단속장치(101)는 동일한 번호의 index를 갖는 2번의 영상정보와 위반정보를 매칭시킴으로써 3'rd 위반차량의 위반정보에 2'nd 위반차량의 영상정보가 매칭하게 됨으로써 영상매칭률이 떨어지게 된다.

이와 같이 종래의 과속단속시스템(100)은 짧은 시간 내에 여러 대의 위반차량이 검출되는 경우 영상을 정확하게 매칭하지 못하게 되며, 영상매칭 오류가 한 번 발생되면 이후 검출되는 모든 위반차량들은 영상매칭오류를 반복하게 된다.

또한 이러한 과속단속시스템(100)의 부정확한 영상매칭은 민원으로 직결되어 단속에 대한 신뢰도가 떨어지게 된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 카메라의 처리시간 동안 검출되는 위반차량들에 대해서는 카메라가 촬영이 이루어지지 않았다는 촬영불가정보를 생성하여 과속단속장치로 전송함으로써 과속단속장치는 짧은 시간 내에 여러 대의 위반차량이 검출되더라도 위반차량의 위반정보와 영상정보를 정확하게 매칭시킬 수 있는 무인교통단속 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결수단은 영상매칭률을 증가시킨 영상매칭방법을 이용하여 위반차량에 대한 영상을 정확하게 매칭시킴으로써 단속의 신뢰도를 증가시키기 위한 무인교통단속 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결수단은 카메라가 처리시간(Tsend) 이외의 시간에 트리거 신호를 전송받는 경우 획득된 영상정보를 영상을 매칭시키는 컨트롤러로 전송하되 처리시간(Tsend) 시간에 트리거 신호를 전송받는 경우 촬영을 수행하지 못했다는 미촬영정보를 생성하여 컨트롤러로 전송함으로써 영상매칭률을 증가시키는 영상매칭방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 감지대상을 감지하며, 기 설정된 상기 감지대상의 측정값을 산출하는 산출단계; 상기 측정값과 기 설정된 기준값을 비교하여 편차를 산출하고, 상기 편차가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 감지대상을 위반대상으로 판단하는 판단단계; 상기 위반대상에게 고유의 식별정보를 부여하고, 상기 위반대상의 측정값을 포함하는 위반정보를 생성하여 상기 식별정보와 상기 위반정보를 매칭시켜 저장하는 정보생성 및 저장단계; 상기 위반대상을 촬영하도록 설정된 카메라를 동작시키기 위한 트리거(Trigger)신호를 생성하는 트리거신호 생성단계; 상기 트리거 신호가 생성되면 상기 카메라는 이전 트리거 신호를 전송받은 시간부터 현재까지의 경과시간(t)과, 촬영시작 이후 다음 촬영이 가능해지기까지 소요되는 최소시간인 처리시간(Tsend)을 비교하는 비교단계; 상기 비교단계에서 상기 경과시간(t)이 상기 처리시간(Tsend) 이상인 정상상태인 경우 진행되며, 상기 카메라가 상기 위반대상을 촬영하여 상기 위반대상에 대한 영상을 획득하는 영상획득단계와, 획득된 영상을 상기 정보생성 및 저장단계에서 생성된 식별정보에 매칭시키며, 상기 식별정보에 각각 매칭된 영상과 위반정보를 매칭시키는 제1 매칭단계; 상기 비교단계에서 상기 카메라의 처리시간(Tsend) 보다 상기 경과시간(t)이 상기 처리시간(Tsend) 미만인 비정상상태라고 판단하는 경우 진행되며, 영상획득이 실패되었다는 정보인 미촬영정보를 생성하는 미촬영정보 생성단계와, 상기 미촬영정보를 상기 정보생성 및 저장단계에서 생성된 식별정보에 매칭시키며, 상기 식별정보에 각각 매칭된 미촬영정보와 위반정보를 매칭시키는 제2 매칭단계를 포함하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결수단은 차량이 감지되면 상기 차량의 주행속도를 산출하며, 산출된 주행속도가 기 설정된 제한속도 이상인 경우 상기 차량을 위반차량으로 판단하여 상기 위반차량을 촬영하도록 설정된 카메라를 동작시키기 위한 트리거(Trigger) 신호와 상기 위반차량에게 부여할 고유 식별정보와 상기 위반차량의 주행속도를 포함하는 정보인 위반정보를 생성하며, 상기 식별정보와 상기 위반정보를 매칭시켜 저장하는 단속장치; 상기 단속장치로부터 상기 트리거 신호와 상기 식별정보를 전송받으면 상기 카메라를 구동시켜 영상을 획득하며, 획득된 영상과 상기 식별정보를 일치시켜 상기 단속장치로 전송하는 카메라 제어장치를 포함하고, 상기 단속장치는 상기 카메라 제어장치로부터 전송받은 상기 식별정보에 대응하는 위반정보를 검출하여 상기 영상에 매칭시키고, 상기 카메라 제어장치는 상기 트리거 신호를 전송받으면 이전 트리거 신호를 전송받은 시간부터 현재까지 경과된 시간인 경과시간(t)과 촬영시작 이후 다음 촬영이 가능해지기까지 소요되는 최소시간인 처리시간(Tsend)을 비교하며, 만약 상기 카메라의 처리시간(Tsend) 이내에 위반대상들의 연속되는 검출로 인해 상기 카메라의 경과시간(t)이 상기 처리시간(Tsend) 미만인 경우 영상획득이 실패되었다는 정보인 미촬영정보를 생성하며, 상기 미촬영정보와 상기 식별정보를 일치시켜 상기 단속장치로 전송하고, 상기 단속장치는 전송받은 식별정보에 대응되는 위반정보를 상기 미촬영정보에 매칭시키는 것이다.

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상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 카메라의 처리시간(tsend) 동안 여러 대의 위반차량이 검출되더라도 위반정보와 영상정보들을 정확하게 매칭할 수 있게 되고, 이에 따라 단속장비의 신뢰도가 증가하게 된다.

또한 본 발명에 따르면 영상매칭률이 우수해짐에 따라 민원이 절감하게 된다.

또한 본 발명에 따르면 간단한 알고리즘을 통해 영상매칭률이 개선되도록 구성됨으로써 설치 및 구현이 간단하게 이루어지게 된다.

도 1은 종래의 무인교통단속시스템인 과속단속시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 도 1의 종래의 단속시스템을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예가 적용되는 무인교통단속 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 3의 무인교통단속 시스템의 영상매칭방법을 설명하기 위한 관계도이다.
도 5는 도 3의 컨트롤러를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 도 3의 카메라 제어장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 적용되는 영상매칭방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 적용되는 영상매칭방법을 설명하기 위한 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예가 적용되는 무인교통단속 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.

도 3의 무인교통단속 시스템(1)은 도로(4)에 매립되게 설치되어 차량(8)이 통과하면 감지신호를 검출하는 루프 검지기(7), (7')와, 루프 검지기(7), (7')로부터 전송받은 감지신호를 이용하여 주행차량(8)의 속도를 검출하며 검출한 차량속도에 따라 주행차량(8)이 위반차량인지를 판단하며 주행차량(8)을 위반차량으로 판단하면 위반차량에 대한 위반정보와 영상정보를 매칭시키는 과속단속장치의 컨트롤러(3)와, 카메라(6)가 탑재되어 카메라(6)를 제어하며 컨트롤러(3)로부터 트리거 신호를 전송받으면 카메라(6)를 구동시켜 위반차량에 대한 영상을 획득하는 카메라 제어장치(5)와, 컨트롤러(3)로부터 위반차량에 대한 위반정보 및 영상정보를 포함하는 매칭정보를 전송받는 관제센터(9)로 이루어진다. 이때 관제센터(9)와 컨트롤러(3)는 이들 간에 데이터가 송수신되는 이동경로를 제공하는 무선 통신망(미도시)으로 연결된다.

또한 도 3에서는 무인교통단속 시스템(1)이 과속차량을 검출하는 것으로 예를 들어 설명하였으나 무인교통단속 시스템(1)은 이에 국한되지 않으며, 위반차량을 검출하며 검출된 위반차량에 대한 영상정보와 위반정보를 매칭시키는 다양한 교통법규 단속에 적용될 수 있다.

또한 도 3에서는 컨트롤러(3) 내부에 주행차량의 속도를 검출하는 검출수단과, 검출수단에 의해 검출된 차량속도를 제한속도에 비교하는 비교수단과, 비교수단의 결과에 따라 주행차량을 위반차량을 결정하는 결정수단이 포함되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 검출수단, 비교수단 및 결정수단은 별도의 단말기에서 동작되는 것으로 구성되어도 무방하다.

루프 검지기(7), (7')는 공지된 바와 같이 도로(4)에 매립되어 차량이 통과하면 감지신호를 검출하며, 검출한 감지신호를 컨트롤러(3)로 전송한다.

과속단속장치의 컨트롤러(3)는 루프 검지기(7), (7')로부터 감지신호를 전송받으며, 전송받은 감지신호를 이용하여 주행차량의 속도를 검출하는 검출수단과, 검출수단에 의해 검출된 차량속도를 기 설정된 제한속도에 비교하여 주행차량이 속도위반차량인지를 판단하는 판단수단을 포함한다.

또한 컨트롤러(3)는 위반차량이 검출되면 카메라 제어장치(5)로 카메라(6)를 구동시키기 위한 트리거 신호(Trigger signal)를 전송한다. 이때 카메라 제어장치(5)는 컨트롤러(3)로부터 트리거 신호를 전송받으면 탑재된 카메라(6)를 제어하여 기 설정된 촬영영역을 촬영하도록 함으로써 위반차량에 대한 영상정보를 획득한다.

또한 컨트롤러(3)는 위반차량이 검출되면 검출된 위반차량들 각각에게 부여되어 위반차량들에 대한 정보가 식별되도록 하는 식별코드를 부여한다. 이때 상기 식별코드는 위반차량들 각각에 대해 부여되는 코드, 문자 및 숫자들 중의 하나로 형성되고, 이하 식별코드를 위반인덱스라고 하기로 한다.

또한 컨트롤러(3)는 위반차량에 대해 부여된 위반인덱스와, 검출된 속도정보를 속도관련 큐(Queue)의 1번 인덱스(sIndex = 1)에 저장한다.

또한 컨트롤러(3)는 속도관련 큐에 위반인덱스 및 속도정보를 저장하면 카메라 제어장치(5)로 위반인덱스를 전송한다. 이때 카메라 제어장치(5)는 전송받은 위반인덱스를 영상정보에 일치시킨 후 영상정보를 컨트롤러(3)로 전송한다.

또한 컨트롤러(3)는 카메라 제어장치(5)로부터 위반인덱스와 영상정보를 전송받으면 속도관련 큐에 저장된 속도정보들 중 전송받은 위반인덱스와 동일한 값을 갖는 위반인덱스 및 속도정보를 추출하며, 추출한 속도정보와 영상정보를 매칭시켜 매칭정보를 생성한다. 이때 생성된 매칭정보는 관제센터(9)로 전송된다.

카메라 제어장치(5)는 기 설정된 촬영영역(S)을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라(6)가 탑재되며, 컨트롤러(3)로부터 트리거 신호를 전송받으면 탑재된 카메라(6)를 제어하여 위반차량에 대한 촬영을 이루어지도록 하며, 카메라(6)의 촬영으로 인해 위반차량에 대한 영상정보를 획득한다. 이때 카메라 제어장치(5)가 전술하였던 바와 같이 트리거 신호를 전송받은 후 영상을 촬영하며, 획득한 영상을 컨트롤러(3)로 전송하기까지에는 처리시간(tsend)이 소요된다.

또한 카메라 제어장치(5)는 컨트롤러(3)로부터 위반인덱스를 전송받으면 전송받은 위반인덱스를 획득한 영상정보에 일치시킨 후 일치된 데이터를 컨트롤러(3)로 전송한다.

또한 카메라 제어장치(5)는 만약 처리시간(tsend) 사이에 컨트롤러(3)로부터 트리거 신호를 전송받으면 카메라(6)의 촬영을 수행할 수 없기 때문에 촬영이 수행되지 않았다는 미촬영정보를 생성하며, 처리시간(tsend) 이전에 전송받은 위반인덱스에 획득된 영상정보를 일치시키며, 처리시간(tsend) 이후에 전송받은 위반인덱스에 생성된 미촬영정보를 일치시키며, 일치된 데이터들을 컨트롤러(3)로 전송한다. 즉 본 발명에 적용되는 카메라 제어장치(5)는 처리시간(tsend) 동안에 전송받은 트리거 신호에 대해서는 미촬영정보를 생성함으로써 컨트롤러(3)는 위반차량의 영상정보 뿐만 아니라 위반차량에 대한 촬영여부를 정확하게 인지할 수 있게 되고, 이는 종래의 단속시스템(100)이 처리시간(tsend) 동안에 위반차량이 복수개가 검출되는 경우 영상매칭 오류가 발생될 뿐만 아니라 이후의 위반차량들에 대해서 영상매칭 오류가 반복되는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

도 4는 도 3의 무인교통단속 시스템의 영상매칭방법을 설명하기 위한 관계도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 루프 검지기(7), (7')는 주행차량이 통과하면 감지신호를 검출하며, 검출된 감지신호를 컨트롤러(3)로 전송한다.

컨트롤러(3)는 루프 검지기(7), (7')로부터 전송받은 감지신호들을 이용하여 공지된 바와 같이 주행차량의 속도를 검출하며, 검출된 속도를 기 설정된 제한속도에 비교한 후 만약 검출속도가 제한속도 이상이면 주행차량을 위반차량으로 결정한다.

또한 컨트롤러(3)는 위반차량을 검출하면 카메라 제어장치(5)로 트리거 신호를 전송하고, 카메라 제어장치(5)는 컨트롤러(3)로부터 전송받은 트리거 신호에 따라 카메라(6)를 제어하여 위반차량을 촬영한다. 이때 카메라 제어장치(5)는 현재 전송받은 트리거 신호 이전에 전송받은 트리거 신호에 의한 처리시간(tsend)인지를 판단한다. 만약 카메라 제어장치(5)는 현재 이전에 전송받은 트리거 신호에 의한 처리시간(tsend)이 아닌 경우 카메라(6)로 구동신호를 전송하고, 카메라(6)는 전송받은 구동신호에 따라 위반차량을 촬영하여 영상을 획득하며, 획득한 영상을 카메라 제어장치(5)로 전송한다.

또한 컨트롤러(3)는 카메라 제어장치(5)로 생성된 위반인덱스를 전송한다.

또한 컨트롤러(3)는 위반차량을 검출하면 위반차량들 각각에게 부여되는 위반인덱스를 생성하며, 생성된 위반인덱스를 속도관련 큐에 저장한다. 이때 위반인덱스는 속도관련 큐의 1번 인덱스(sIndex = 1)에 속도정보와 매칭되어 저장되고, 이러한 큐를 이용한 데이터 입력 및 출력은 데이터 통신에 있어서 통상적인 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

카메라 제어장치(5)는 카메라(6)의 촬영으로 인해 획득된 영상정보를 전송받은 위반인덱스에 일치시킨 후 일치된 영상정보 및 위반인덱스를 컨트롤러(3)로 전송한다.

컨트롤러(3)는 속도관련 큐를 탐색하여 카메라 제어장치(5)로부터 전송받은 위반인덱스와 동일한 값을 갖는 속도관련 큐의 위반인덱스 및 이에 매칭된 속도정보를 속도관련 큐로부터 독출하며, 독출된 속도정보와 전송받은 영상정보를 매칭시켜 매칭정보를 생성하며, 생성한 매칭정보를 관제센터(9)로 전송한다.

도 5는 도 3의 컨트롤러를 설명하기 위한 블록도이다.

도 5의 컨트롤러(3)는 루프 검지기(7), (7') 및 카메라 제어장치(5)와 데이터를 송수신하는 통신부(38)와, 데이터들이 저장되는 데이터베이스부(32)와, 루프 검지기(7), (7')로부터 전송받은 감지신호를 이용하여 주행차량의 속도산출 및 위반차량 여부를 판단하는 위반차량 관리부(33)와, 위반차량 관리부(33)가 주행차량(8)을 위반차량이라고 판단하면 카메라(6)를 구동시킬 트리거 신호를 생성하는 트리거 신호 생성부(34)와, 위반차량 관리부(33)가 주행차량을 위반차량이라고 판단하면 식별번호가 부여된 위반인덱스를 생성하는 위반인덱스 생성부(35)와, 위반인덱스 생성부(35)에서 위반인덱스가 생성되면 위반차량의 속도정보 및 생성된 위반인덱스를 속도관련 큐에 저장하는 속도관련 큐 관리부(36)와, 카메라 제어장치(5)로부터 전송받은 영상정보를 속도정보에 매칭시키는 영상매칭부(37)와, 이들 제어대상(32), (33), (34), (35), (36), (37), (38)들을 제어하는 제어부(31)로 이루어진다.

제어부(31)는 컨트롤러(3)의 O.S(Operating system)이며, 주기적으로 통신부(38)를 크롤링(Crawling)하여 루프 감지기(7), (7')로부터 전송받은 감지신호를 추출하며, 추출한 감지신호를 위반차량 관리부(33)로 전송한다.

또한 제어부(31)는 위반차량 관리부(33)로부터 위반차량을 검출했다는 검출신호를 입력받으면 트리거 신호 생성부(34)를 제어하여 카메라(6)를 구동시키기 위한 트리거 신호가 생성되도록 한다.

또한 제어부(31)는 위반차량 관리부(33)로부터 위반차량을 검출했다는 검출신호를 입력받으면 속도관련 큐 관리부(36)로 산출된 속도정보를 입력시킨다.

또한 제어부(31)는 속도관련 큐 관리부(36)가 위반인덱스 및 속도정보를 매칭하면 매칭된 위반인덱스 및 속도정보를 데이터베이스부(32)에 저장하며, 통신부(38)를 제어하여 위반인덱스를 카메라 제어장치(5)로 전송되도록 한다.

또한 제어부(31)는 통신부(38)를 통해 카메라 제어장치(5)로부터 일치된 위반인덱스 및 영상정보를 전송받으면 영상매칭부(37)로 전송받은 위반인덱스 및 영상정보를 입력시켜 영상매칭부(37)에 의해 위반차량에 대한 속도정보와 영상정보가 매칭되도록 한다.

데이터베이스부(32)는 기 설정된 제한속도, 속도관련 큐 관리부(36)에 의해 입력되는 위반인덱스 및 속도정보를 저장한다.

또한 데이터베이스부(32)에는 영상매칭부(37)가 생성한 매칭정보들이 저장된다. 이때 매칭정보는 위반차량에 대한 속도정보와 영상정보를 포함한다.

위반차량 관리부(33)는 루프 검지기(7), (7')로부터 감지신호를 입력받으면 공지된 속도산출방법에 따라 주행차량의 속도를 산출하는 속도산출모듈(331)과, 속도산출모듈(331)에 의해 산출된 차량속도를 기 설정된 제한속도에 비교하여 산출된 차량속도가 제한속도 이상이면 주행차량을 위반차량으로 결정하는 비교 및 판단모듈(333)을 포함한다.

또한 위반차량 관리부(33)는 비교 및 판단모듈(333)에 의해 속도측정차량이 위반차량이라고 판단되면 제어부(31)로 위반차량이 검출되었다는 검출신호를 입력하며, 제어부(31)의 제어에 따라 산출된 속도정보를 속도관련 큐 관리부(36)로 입력한다.

트리거 신호 생성부(34)는 위반차량 관리부(33)에 의해 위반차량이 검출되면 카메라(6)를 동작시키기 위한 트리거 신호를 생성하며, 생성된 트리거 신호는 제어부(31)의 제어에 따라 통신부(38)를 통해 카메라 제어장치(5)로 전송된다.

이때 카메라 제어장치(5)는 트리거 신호를 전송받으면 카메라(6)를 구동시켜 위반차량을 촬영하며, 만약 처리시간(tsend) 사이에 트리거 신호를 전송받으면 촬영을 수행할 수 없기 때문에 촬영불가 신호를 생성하며, 이러한 카메라 제어장치(5)의 동작 및 구성은 후술되는 도 6에서 상세하게 설명하기로 한다.

위반인덱스 생성부(35)는 위반차량 관리부(33)가 위반차량을 검출하면 위반차량들 각각에게 부여되는 식별번호 정보가 포함된 위반인덱스를 생성한다.

또한 위반인덱스 생성부(35)에 생성된 위반인덱스는 제어부(31)의 제어에 따라 속도관련 큐 관리부(36)로 전송되며, 통신부(38)를 통해 카메라 제어장치(5)로 전송된다.

속도관련 큐 관리부(36)는 위반차량 감지부(33)로부터 입력된 속도정보와, 위반인덱스 생성부(35)로부터 입력된 위반인덱스를 매칭시켜 속도관련 큐에 저장한다. 이때 위반인덱스 및 속도정보가 저장된 속도관련 큐는 데이터베이스부(32)에 저장된다.

영상매칭부(37)는 카메라 제어장치(5)로부터 일치된 위반인덱스 및 영상정보 또는 일치된 위반인덱스 및 미촬영정보를 전송받으면 데이터베이스부(32)를 탐색하여 전송받은 위반인덱스와 동일한 값의 위반인덱스를 갖는 속도관련 큐가 존재하는지를 탐색하는 탐색모듈(371)과, 탐색모듈(371)에 의해 동일한 값의 위반인덱스가 포함된 속도관련 큐가 탐색된 경우 데이터베이스부(32)로부터 탐색된 속도관련 큐에 포함된 속도정보를 독출하는 독출모듈(372)과, 독출모듈(372)에 의해 독출된 속도정보와 전송받은 영상정보 또는 독출된 속도정보와 전송받은 미촬영정보를 매칭시키는 매칭모듈(373)로 이루어진다.

또한 영상매칭부(37)의 매칭모듈(373)에 의해 매칭된 매칭정보는 데이터베이스부(32)에 저장되어 외부의 관제센터(9)로 전송된다.

또한 영상매칭부(37)는 제어부(31)의 제어에 따라 생성된 매칭정보를 데이터베이스부(32)에 저장하고, 제어부(31)는 기 설정된 주기에 따라 통신부(38)를 제어하여 데이터베이스부(32)에 저장된 매칭정보들이 관제센터(9)로 전송되도록 한다.

도 6은 도 3의 카메라 제어장치를 나타내는 블록도이다.

도 6의 카메라 제어장치(5)는 컨트롤러(3)와의 데이터 통신을 지원하는 통신부(57)와, 컨트롤러(3)로부터 트리거 신호를 전송받으면 카메라(6)가 동작되도록 카메라(6)를 제어하는 카메라 관리부(53)와, 컨트롤러(3)로부터 전송받은 위반인덱스에 영상정보 및 미촬영정보를 입력시키는 영상관리부(55)와, 이들 제어대상(53), (55), (57)들을 제어시키는 제어부(51)로 이루어진다.

제어부(51)는 통신부(57)를 통해 컨트롤러(3)로부터 트리거 신호를 전송받으면 카메라 관리부(53)로 구동신호를 입력하고, 카메라 관리부(53)는 제어부(51)로부터 구동신호를 입력받으면 카메라(6)를 동작시켜 위반차량에 대한 영상정보를 획득한다. 이때 제어부(51)는 획득된 영상정보를 영상관리부(55)로 입력한다.

또한 제어부(51)는 전송받은 트리거 신호를 영상관리부(55)로 입력한다.

또한 제어부(51)는 통신부(57)를 통해 컨트롤러(3)로부터 위반인덱스를 전송받으면 전송받은 위반인덱스를 영상관리부(55)로 입력시키며, 영상관리부(55)가 위반인덱스에 영상정보를 일치시키거나 또는 위반인덱스에 미촬영정보를 일치시키면 통신부(57)를 제어하여 일치된 데이터를 컨트롤러(3)로 전송한다.

카메라 구동부(53)는 탑재된 카메라(6)의 동작을 제어하며, 제어부(51)로부터 구동신호를 입력받으면 카메라(6)가 기 설정된 촬영영역을 촬영하도록 하여 영상정보를 획득한다. 이때 획득된 영상정보는 제어부(51)의 제어에 따라 영상관리부(55)로 입력된다.

또한 카메라 구동부(53)는 카메라(6)의 촬영이 제대로 이루어지지 않는 경우 촬영영역을 변경할 수 있도록 카메라(6)의 팬(Pan) 각 및 틸트(Tilt) 각을 제어하는 제어수단이 구성될 수 있다.

영상관리부(55)는 컨트롤러(3)로부터 트리거 신호를 입력받으면 입력된 트리거 신호가 처리시간(tsend) 사이에 수신되었는지를 판단하는 판단모듈(551)과, 판단모듈(551)에 의해 처리시간(tsend) 사이에 트리거 신호가 수신되었다고 판단되면 카메라 촬영이 이루어지지 않았다는 정보인 미촬영정보를 생성하는 미촬영정보 생성모듈(552)과, 수신된 위반인덱스에 영상정보 또는 미촬영정보 생성모듈(552)에 의해 생성된 미촬영정보를 일치시키는 일치모듈(553)로 이루어진다.

예를 들어 처리시간(tsend) 사이에 2대의 위반차량이 검출되는 경우 컨트롤러(3)의 위반인덱스 생성부(35)는 1'st 위반차량에 대한 위반인덱스, 2'nd 위반차량에 대한 위반인덱스, 3'rd 위반차량에 대한 위반인덱스를 생성한다.

이때 판단모듈(551)은 컨트롤러(3)로부터 트리거 신호를 전송받으면 이전에 전송받은 트리거 신호에 따른 영상정보 획득 및 전송이 완료되었는지를, 즉 전송받은 트리거 신호가 이전에 전송받은 트리거 신호의 처리시간(tsend) 이후에 전송되었는지를 판단하고, 판단모듈(551)은 2'nd 위반차량은 1'st 위반차량의 처리시간(tsend) 사이에 검출되었다고 판단하며, 3'rd 위반차량은 2'st 위반차량의 처리시간(tsend) 이후에 검출되었다고 판단한다.

즉 판단모듈(551)은 2'nd 위반차량에 대해서는 영상을 획득하지 못했다고 판단한 판단데이터를 미촬영정보 생성모듈(552)로 입력시키며, 3'rd 위반차량에 대해서는 영상을 획득하였다고 판단한 판단데이터를 일치모듈(553)로 입력시킨다.

미촬영정보 생성모듈(552)은 판단모듈(551)로부터 판단데이터를 입력받으면 2'st 위반차량에 대한 미촬영정보를 생성한다. 이때 생성된 미촬영정보는 일치모듈(553)로 전송된다.

일치모듈(553)은 미촬영정보 생성모듈(552)로부터 미촬영정보를 입력받으면 입력된 미촬영정보와, 컨트롤러(3)로부터 전송받은 위반인덱스를 일치시킨다.

또한 일치모듈(553)은 카메라(6)의 촬영에 의해 획득된 영상정보를 입력받으면 입력된 영상정보와, 컨트롤러(3)로부터 전송받은 위반인덱스를 일치시킨다.

또한 일치모듈(553)에 의해 일치된 데이터는 제어부(51)의 제어에 따라 통신부(38)를 통해 컨트롤러(3)로 전송된다.

즉 일치모듈(51)은 1'st 및 3'rd 위반차량들에 대해서는 전송받은 위반인덱스와 영상정보를 일치시키며, 2'nd 위반차량에 대해서는 처리시간(tsend) 동안 위반차량이 검출되어 카메라(6)가 동작하지 않았기 때문에 미촬영정보 생성모듈(552)에서 생성한 미촬영정보와 전송받은 위반인덱스를 일치시킴으로써 컨트롤러(3)는 위반차량에 대해서 속도정보와 영상정보를 정확하게 매칭할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 적용되는 영상매칭방법을 설명하기 위한 예시도이다.

컨트롤러(3)의 위반차량 관리부(33)가 1'st 위반차량을 검출하면 컨트롤러(3)는 트리거 신호를 카메라 제어장치(5)로 전송하며, 식별번호를 갖는 위반인덱스를 생성한다. 이때 도 7에서는 위반인덱스의 식별번호가 숫자로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하기로 한다.

이때 카메라 제어장치(5)는 트리거 신호를 전송받으면 1'st 위반차량에 대한 트리거 신호가 이전 차량의 처리시간(tsend) 사이에 전송받은 것이 아니기 때문에 카메라(6)가 동작되어 1'st 위반차량에 대한 영상정보를 획득한다.

또한 컨트롤러(3)는 일치모듈(553)은 1'st 위반차량의 인덱스번호와 획득된 영상정보를 일치시킨다.

이때 컨트롤러(3)가 카메라 제어장치(5)로부터 1'st 위반차량에 대한 영상정보를 전송받지 못한 상태에서 2'nd 위반차량을 검출하면 전술하였던 바와 같이 카메라 제어장치(5)로 트리거 신호를 전송한 후 2'nd 위반차량에 대한 위반인덱스를 생성하며, 생성된 위반인덱스와 속도정보를 속도정보 큐에 저장한 후 카메라 제어장치(5)로 2'nd 위반차량에 대한 위반인덱스를 전송한다.

또한 카메라 제어장치(5)는 현재 1'st 위반차량의 영상정보의 처리로 인해 카메라(6)를 동작시킬 수 없는 처리시간(tsend)이기 때문에 2'nd 위반차량에 대해서는 미촬영정보를 생성한다.

또한 컨트롤러(3)는 2'nd 위반차량의 위반인덱스를 생성하면 생성한 위반인덱스와 속도정보를 속도관련 큐에 저장한다.

카메라 제어장치(5)는 전송받은 1'st 위반차량의 영상정보를 전송받은 위반인덱스에 일치시키며, 일치된 위반인덱스 및 영상정보를 컨트롤러(3)로 전송한다.

또한 카메라 제어장치(5)는 2'nd 위반차량에 대한 생성된 미촬영정보를 전송받은 위반인덱스를 일치시키며, 일치된 위반인덱스 및 미촬영정보를 컨트롤러(3)로 전송한다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 적용되는 영상매칭방법을 설명하기 위한 예시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 적용되는 영상매칭방법은 카메라 제어장치(5)가 1'st 위반차량에 대한 영상정보를 컨트롤러(3)로 전송하지 않은 상태에서, 즉 처리시간(tsend) 동안 컨트롤러(3)로부터 트리거 신호를 전송받더라도 카메라(6)의 노출시간(Exposure time)이 발생되지 않게 된다.

즉 카메라 제어장치(5)는 처리시간(tsend) 동안 외부로부터 트리거 신호를 전송받더라도 내부 프로세서에 의해 영상을 취득하지 못했음을 인지하며, 이러한 정보를 컨트롤러(3)로 전송함으로써 컨트롤러(3)는 우수한 영상매칭률을 갖게 된다.

1:무인교통단속 시스템 3:과속단속장치 컨트롤러
4:도로 5:카메라 제어장치
6:카메라 7:루프검지기
31:제어부 33:위반차량관리부
32:데이터베이스부 34:트리거 신호 생성부
35:위반인덱스 생성부 36:속도관련 큐 관리부
37:영상매칭부 331:속도산출모듈
333:비교 및 판단모듈 371:탐색모듈
372:독출모듈 373:매칭모듈

Claims (3)

1. 감지대상을 감지하며, 기 설정된 상기 감지대상의 측정값을 산출하는 산출단계;
   상기 측정값과 기 설정된 기준값을 비교하여 편차를 산출하고, 상기 편차가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 감지대상을 위반대상으로 판단하는 판단단계;
   상기 위반대상에게 고유의 식별정보를 부여하고, 상기 위반대상의 측정값을 포함하는 위반정보를 생성하여 상기 식별정보와 상기 위반정보를 매칭시켜 저장하는 정보생성 및 저장단계;
   상기 위반대상을 촬영하도록 설정된 카메라를 동작시키기 위한 트리거(Trigger)신호를 생성하는 트리거신호 생성단계;
   상기 트리거 신호가 생성되면 상기 카메라는 이전 트리거 신호를 전송받은 시간부터 현재까지의 경과시간(t)과, 촬영시작 이후 다음 촬영이 가능해지기까지 소요되는 최소시간인 처리시간(Tsend)을 비교하는 비교단계;
   상기 비교단계에서 상기 경과시간(t)이 상기 처리시간(Tsend) 이상인 정상상태인 경우 진행되며, 상기 카메라가 상기 위반대상을 촬영하여 상기 위반대상에 대한 영상을 획득하는 영상획득단계와, 획득된 영상을 상기 정보생성 및 저장단계에서 생성된 식별정보에 매칭시키며, 상기 식별정보에 각각 매칭된 영상과 위반정보를 매칭시키는 제1 매칭단계;
   상기 비교단계에서 상기 카메라의 처리시간(Tsend) 보다 상기 경과시간(t)이 상기 처리시간(Tsend) 미만인 비정상상태라고 판단하는 경우 진행되며, 영상획득이 실패되었다는 정보인 미촬영정보를 생성하는 미촬영정보 생성단계와, 상기 미촬영정보를 상기 정보생성 및 저장단계에서 생성된 식별정보에 매칭시키며, 상기 식별정보에 각각 매칭된 미촬영정보와 위반정보를 매칭시키는 제2 매칭단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상매칭방법.
2. 차량이 감지되면 상기 차량의 주행속도를 산출하며, 산출된 주행속도가 기 설정된 제한속도 이상인 경우 상기 차량을 위반차량으로 판단하여 상기 위반차량을 촬영하도록 설정된 카메라를 동작시키기 위한 트리거(Trigger) 신호와 상기 위반차량에게 부여할 고유 식별정보와 상기 위반차량의 주행속도를 포함하는 정보인 위반정보를 생성하며, 상기 식별정보와 상기 위반정보를 매칭시켜 저장하는 단속장치;
   상기 단속장치로부터 상기 트리거 신호와 상기 식별정보를 전송받으면 상기 카메라를 구동시켜 영상을 획득하며, 획득된 영상과 상기 식별정보를 일치시켜 상기 단속장치로 전송하는 카메라 제어장치를 포함하고,
   상기 단속장치는 상기 카메라 제어장치로부터 전송받은 상기 식별정보에 대응하는 위반정보를 검출하여 상기 영상에 매칭시키고,
   상기 카메라 제어장치는 상기 트리거 신호를 전송받으면 이전 트리거 신호를 전송받은 시간부터 현재까지 경과된 시간인 경과시간(t)과 촬영시작 이후 다음 촬영이 가능해지기까지 소요되는 최소시간인 처리시간(Tsend)을 비교하며, 만약 상기 카메라의 처리시간(Tsend) 이내에 위반대상들의 연속되는 검출로 인해 상기 카메라의 경과시간(t)이 상기 처리시간(Tsend) 미만인 경우 영상획득이 실패되었다는 정보인 미촬영정보를 생성하며, 상기 미촬영정보와 상기 식별정보를 일치시켜 상기 단속장치로 전송하고,
   상기 단속장치는 전송받은 식별정보에 대응되는 위반정보를 상기 미촬영정보에 매칭시키는 것을 특징으로 하는 무인교통단속 시스템.
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