KR101480992B1 - 레이더 장치 및 영상 맵핑을 이용한 물체 감지 장치, 방법 및 시스템 - Google Patents

레이더 장치 및 영상 맵핑을 이용한 물체 감지 장치, 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더 장치 및 영상 맵핑를 이용한 물체 감지 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 안테나를 이용하여 하나 이상의 물체에 의해 반사되는 무선 신호를 수신하는 레이더 센서부, 상기 하나 이상의 물체가 포함되는 소정의 공간에 대한 영상을 생성하는 영상 처리부, 및 상기 하나 이상의 물체 각각에 고유의 식별자(ID)를 부여하여 상기 반사되는 무선 신호로부터 상기 하나 이상의 물체를 검출하는 연산부를 포함하고, 상기 연산부는 상기 반사되는 무선 신호로부터 검출한 상기 하나 이상의 물체를 상기 고유의 식별자에 기초하여 상기 영상과 맵핑(mapping)함으로서 상기 하나 이상의 물체에 대한 감지 정보를 생성하는 물체 감지 장치를 제안한다.

Description

레이더 장치 및 영상 맵핑을 이용한 물체 감지 장치, 방법 및 시스템{APPARATUS, METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING OBJECTS USING RADAR DEVICE AND IMAGE MAPPING}
본 발명은 레이더 장치를 이용하여 하나 이상의 물체를 검출하고, 검출한 물체 각각에 부여된 고유의 식별자(ID)를 이용하여 검출한 물체를 레이더 장치의 커버 영역에 대한 영상과 맵핑(mapping)함으로써 도로, 교차로 등에서 차량과 보행자, 기타 물체의 위치를 정확히 감지할 수 있는 무선 신호를 이용한 물체 감지 장치, 방법, 및 시스템에 관한 것이다.
차량 및 사람이 이용하는 도로 교통에서는 항상 사고 가능성이 잠재되어 있으며, 실제로 전국적으로 하루에도 수많은 교통 사고 및 위험 상황이 발생한다. 특히 고속도로와 같은 초고속 주행 환경 또는 야간에는 운전자의 주변 상황 인지능력이 현저히 저하될 가능성이 크고, 이는 곧 대형 교통 사고로 이어질 수 있다.
도로 상의 상황을 감지하기 위한 다양한 기술들이 제안되고 있지만, 종래에는 도로 또는 차량에 설치된 적외선 카메라를 이용하여 전방의 물체를 감지하고 이를 통보하는 기술에 국한되어 있고, 이러한 방식은 감지 효율이 떨어지는 단점이 있다. 실제로 도로 상에는 운행 차량과 보행자를 포함하여 예기치 못한 원인에 의한 낙하물, 고장 차량 등이 다양하게 존재할 수 있는데 이들 각각의 경우를 서로 구별하여 정확하게 감지할 필요성이 있다.
한국등록특허 제10-0987177호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이더 장치를 이용하여 검출한 하나 이상의 물체 각각에 고유의 식별자(ID)를 부여하고, 검출한 하나 이상의 물체와 레이더 장치의 커버 영역에 대한 영상을, 물체에 부여된 고유의 식별자에 기초하여 서로 맵핑(mapping)함으로써 물체의 감지 정보를 정확하게 감지할 수 있는 물체 감지 장치, 방법, 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 안테나를 이용하여 하나 이상의 물체에 의해 반사되는 무선 신호를 수신하는 레이더 센서부, 상기 하나 이상의 물체가 포함되는 소정의 공간에 대한 영상을 생성하는 영상 처리부, 및 상기 하나 이상의 물체 각각에 고유의 식별자(ID)를 부여하여 상기 반사되는 무선 신호로부터 상기 하나 이상의 물체를 검출하는 연산부를 포함하고, 상기 연산부는 상기 반사되는 무선 신호로부터 검출한 상기 하나 이상의 물체를 상기 고유의 식별자에 기초하여 상기 영상과 맵핑(mapping)함으로서 상기 하나 이상의 물체에 대한 감지 정보를 생성하는 물체 감지 장치를 제안한다.
또한, 상기 감지 정보는, 상기 하나 이상의 물체 각각의 위치, 이동 속도, 이동 방향, 크기, 및 형상 정보 중 적어도 하나를 포함하는 물체 감지 장치를 제안한다.
또한, 상기 센서부는 복수의 안테나를 포함하고, 상기 연산부는 상기 복수의 안테나 장치와 연결되는 복수의 고주파 스위치의 온/오프를 결정하여 상기 복수의 안테나 장치 각각의 커버 영역 사이에서 핸드 오버(hand-over)를 제어하는 물체 감지 장치를 제안한다.
또한, 상기 연산부는, 상기 하나 이상의 물체 중 적어도 하나가 상기 복수의 안테나 장치 각각의 커버 영역 사이에서 이동하면, 상기 복수의 안테나 장치의 커버 영역 사이에서 핸드 오버를 적용하여 상기 이동하는 물체를 연속적으로 추적(tracking)하는 물체 감지 장치를 제안한다.
또한, 상기 연산부는, 상기 감지 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 물체의 정지 여부를 판단하고, 이동하는 것으로 판단된 상기 하나 이상의 물체에 대해 이동 속도 및 이동 방향 중 적어도 하나를 감지하는 물체 감지 장치를 제안한다.
또한, 상기 연산부는, 상기 센서부와 통신 가능하도록 연결되는 외부 단말기 또는 차량에 상기 감지 정보를 전송하는 물체 감지 장치를 제안한다.
또한, 상기 연산부는, 상기 감지 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 물체가 위치한 공간을 촬영할 수 있는 추적 카메라의 동작을 제어하는 물체 감지 장치를 제안한다.
또한, 상기 연산부는, 상기 레이더 센서부가 수신하는 무선 신호에 기초하여 상기 하나 이상의 물체에 대한 감지 정보를 나타내는 2차원 또는 3차원 지도를 구성하고, 상기 고유의 식별자에 기초하여 상기 2차원 또는 3차원 지도를 상기 영상과 맵핑하는 물체 감지 장치를 제안한다.
한편, 본 발명의 제2 기술적인 측면에 따르면, 복수의 안테나를 포함하는 레이더 장치와 연동되어 하나 이상의 물체에 의해 반사되는 무선 신호를 수신하는 단계, 상기 반사되는 무선 신호로부터 감지한 상기 하나 이상의 물체 각각에 고유의 식별자(ID)를 부여하는 단계, 상기 고유의 식별자(ID)에 기초하여 상기 반사되는 무선 신호로부터 감지한 상기 하나 이상의 물체를, 상기 하나 이상의 물체가 포함되는 공간의 영상에 맵핑(mapping)하는 단계, 및 상기 하나 이상의 물체에 대한 감지 정보를 생성하는 단계를 포함하는 물체 감지 방법을 제안한다.
또한, 복수의 안테나를 통해 상기 하나 이상의 물체에 상기 무선 신호를 송출하는 단계를 더 포함하는 물체 감지 방법을 제안한다.
또한, 상기 감지 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 물체 각각의 정지 여부를 판단하는 단계, 및 이동하는 것으로 판단된 상기 하나 이상의 물체에 대하여 위치, 이동 속도, 이동 방향, 크기, 및 형상 정보 중 적어도 하나의 정보를 산출하는 단계를 더 포함하는 물체 감지 방법을 제안한다.
또한, 통신 가능하도록 연결된 외부 단말기 또는 차량에 상기 감지 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 물체 감지 방법을 제안한다.
또한, 상기 감지 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 물체가 위치한 공간을 촬영할 수 있는 추적 카메라의 동작을 제어하는 단계를 더 포함하는 물체 감지 방법을 제안한다.
한편, 본 발명의 제3 기술적인 측면에 따르면, 복수의 안테나를 통해 소정의 공간에 무선 신호를 송출하고, 하나 이상의 물체에 의해 반사되는 상기 무선 신호를 수신하는 레이더 장치, 상기 공간에 대한 영상을 촬영하는 영상 촬영 장치, 및 상기 레이더 장치 및 상기 영상 촬영 장치와 통신 가능하도록 연결되며, 상기 반사되는 무선 신호로부터 검출되는 상기 하나 이상의 물체 각각에 고유의 식별자(ID)를 부여하는 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 반사되는 무선 신호로부터 검출한 상기 하나 이상의 물체를 상기 고유의 식별자에 기초하여 상기 영상과 맵핑(mapping)함으로서 상기 하나 이상의 물체에 대한 감지 정보를 생성하는 물체 감지 시스템을 제안한다.
또한, 상기 하나 이상의 물체를 촬영하는 추적 카메라를 더 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 감지 정보에 기초하여 상기 추적 카메라의 동작을 제어하는 물체 감지 시스템을 제안한다.
또한, 상기 감지 정보는, 상기 하나 이상의 물체 각각의 위치, 이동 속도, 이동 방향, 크기, 및 형상 정보 중 적어도 하나를 포함하는 물체 감지 시스템을 제안한다.
또한, 상기 레이더 장치는 복수의 안테나 장치, 상기 복수의 안테나 장치 각각의 동작을 제어하는 복수의 고주파 스위치, 및 상기 반사되는 무선 신호를 수신하기 위한 수신 회로를 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 복수의 고주파 스위치 각각의 온/오프를 결정하여 상기 복수의 안테나 장치가 형성하는 커버 영역 사이의 핸드 오버(hand-over)를 제어하는 물체 감지 시스템을 제안한다.
또한, 상기 하나 이상의 물체 중 적어도 하나가 상기 복수의 안테나 장치 각각의 영역 사이에서 이동하면, 상기 복수의 안테나 장치의 영역 사이에서 핸드 오버를 적용하여 상기 이동하는 물체를 연속적으로 추적(tracking)하는 물체 감지 시스템을 제안한다.
또한, 상기 제어 장치는, 통신 가능하도록 연결되는 외부 단말기 또는 차량에 상기 감지 정보를 전송하는 물체 감지 시스템을 제안한다.
본 발명에 따르면, 레이더 장치를 이용하여 하나 이상의 물체를 검출하고, 검출한 물체에 고유의 식별자(ID)를 부여한다. 검출한 물체와, 레이더 장치의 커버 영역을 촬영한 영상을 물체에 부여한 고유의 식별자(ID)를 이용하여 맵핑하고, 그로부터 물체의 위치 및 이동 정보 등을 산출함으로써, 보행자, 이동 차량은 물론 낙하물, 고장 차량 등과 같은 다양한 돌발 상황에서도 복수의 물체를 정확히 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물체 감지 장치를 간단하게 나타낸 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물체 감지 시스템을 설명하기 위해 제공되는 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물체 감지 방법을 설명하는 데에 제공되는 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물체 감지 장치를 간단하게 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 물체 감지 장치(100)는 레이더 센서부(110), 영상 처리부(120), 연산부(130), 및 카메라(140) 등을 포함할 수 있다. 도 1에는 물체 감지 장치(100)가 4개의 모듈로 구성되는 것으로 도시하였으나, 반드시 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 추가적인 모듈이 포함될 수도 있다.
도 1에 도시한 물체 감지 장치(100)는 레이더 센서부(110)를 통해 복수의 물체를 동시에 감지할 수 있다. 이때, 레이더 센서부(110)는 특정 영역(예를 들어, 자동차가 운행하는 도로, 교차로 등)의 상황을 감지하기 위해 물체 감지 장치(100)에 포함될 수 있다. 물체 감지 장치(100)의 연산부(130)는 레이더 센서부(110)가 외부로 송출 및 외부로부터 수신하는 무선 신호로부터 레이더 센서부(110)가 무선 신호를 송출하는 지역에 포함되는 하나 이상의 물체에 대한 감지 정보를 생성한다. 또한, 연산부(130)는 생성한 감지 정보로부터, 레이더 센서부(110)가 무선 신호를 송출하는 지역에 대한 2차원 또는 3차원 지도를 구성할 수 있다.
레이더 센서부(110)는 외부로 송출되거나 외부로부터 수신되는 무선 신호를 처리하는 모듈로서, 신호 처리를 위한 고주파 스위치 회로, A/D 또는 D/A 컨버터 회로, 무선 신호 생성 회로 등을 포함할 수 있다. 레이더 센서부(110)는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 안테나가 외부로 방사하는 무선 신호를 조절하거나, 물체에 반사되어 되돌아오는 무선 신호를 수신하여 디지털 형태의 데이터로 변환하고, 이를 연산부(130)에 전달할 수 있다. 무선 신호를 외부로 송출하고 물체에서 반사되어 되돌아오는 무선 신호를 수신하기 위해 레이더 센서부(110)에 포함되는 안테나는 특정한 방향으로 신호를 방사하는 지향성 안테나일 수 있다. 또한 연산부(130)는 사용자의 단말기, 차량에 마련된 통신 가능한 기기(네비게이션, GPS 장치 등)와 데이터 통신망 등을 통해 연결될 수 있다.
영상 처리부(120)는 CCTV 등과 같이 외부에 설치되는 영상 촬영 장치로부터 특정 공간에 대한 영상을 생성한다. 본 실시예에서는 레이더 센서부(110)가 무선 신호를 송출하고, 송출한 무선 신호의 반사 신호를 수신하여 물체의 존재 여부를 감지할 수 있는 영역(이하, 레이더 센서부(110)의 "커버 영역"이라 함)을 촬영하는 영상 촬영 장치가 영상 처리부(120)와 연동될 수 있다. 즉, 레이더 센서부(110)의 커버 영역을 촬영하는 CCTV 등의 장치와 영상 처리부(120)가 연결되고, 영상 처리부(120)는 레이더 센서부(110)의 커버 영역을 촬영한 영상을 생성할 수 있다.
하나 이상의 물체에 대해 송출 및 반사하는 무선 신호로부터 레이더 센서부(110)가 생성하는 감지 데이터와, 영상 촬영 장치로부터 영상 처리부(120)가 생성하는 영상 데이터는 연산부(130)로 전송된다. 연산부(130)는 감지 데이터와 영상 데이터를 분석하여 감지 데이터에 포함된 물체가 영상 데이터에도 포함되어 있는지 여부 등을 결정하고, 그로부터 레이더 센서부(110)의 커버 영역에 대한 차량 운행 정보, 보행자 유무, 돌발 상황의 발생 여부 등을 판단할 수 있다. 이때, 연산부(130)는 레이더 센서부(110)로부터 수집한 감지 데이터를 이용하여 2차원 또는 3차원 지도를 구성할 수 있으며, 해당 지도에는 레이더 센서부(110)가 송출한 무선 신호를 반사시킨 물체에 대한 감지 정보가 포함될 수 있다.
레이더 센서부(110)가 송출 및 수신하는 무선 신호에 기초하여 하나 이상의 물체에 대해 생성되는 감지 정보는, 해당 물체의 위치, 이동 방향, 속도, 크기 및 대략적인 형상 정보 등이 포함될 수 있다. 연산부(130)는 무선 신호로부터 물체 각각의 대략적인 윤곽선과 경계 등을 판단하고, GPS 기반으로 위치를 파악함으로써, 물체 각각에 대한 감지 정보를 다양하게 생성할 수 있다.
돌발 상황 발생 여부를 판단하기 위해, 연산부(130)는 레이더 센서부(110)가 생성한 데이터로부터 검출되는 하나 이상의 물체에 각각 고유의 식별자(ID)를 부여하고, 부여한 식별자(ID)에 기초하여 감지 데이터와 영상 데이터를 맵핑(mapping)할 수 있다. 예를 들어, 운행 중인 차량에 고유의 식별자들 부여하고, 부여한 식별자에 따라 2차원 도로 상에서 무선 신호에 의해 검출된 차량을 촬영한 영상에 맵핑한다. 단순히 영상만으로 운행 중인 차량을 구분하거나, 무선 신호를 이용한 감지 데이터만으로 운행 중인 차량을 구분하지 않고, 레이더 센서부(110)를 이용하여 구성한 2차원 또는 3차원 지도와, 영상 처리부(120)가 생성한 영상을 모두 이용하여 도로 위의 상황을 종합적으로 분석함으로써, 더욱 정확하게 운행 상황 및 돌발 상황 등을 판단할 수 있다.
한편, 넓은 지역의 커버 영역을 생성하기 위해, 레이더 센서부(110)는 복수의 안테나를 포함할 수 있다. 각 안테나는 별도의 고주파 스위치와 믹서에 의해 동작할 수 있으며, 연산부(130)는 각 고주파 스위치와 믹서의 동작을 제어함으로써 복수의 안테나 각각이 커버하는 영역 사이의 핸드 오버(hand-over)를 조절한다. 따라서, 복수의 안테나에 의해 하나의 안테나를 사용할 때보다 넓은 공간을 커버 영역으로 설정할 수 있을 뿐 아니라, 복수의 안테나 각각이 감지할 수 있는 영역 사이에서 이동하는 물체를 끊김없이 연속적으로 추적(tracking)할 수 있다. 이때, 레이더 센서부(110)에 포함되는 복수의 안테나가 지향성 안테나인 경우, 복수의 안테나 중 일부 또는 전부를 그룹으로 구성하여 특정 방향을 커버하도록 배치함으로써, 물체의 감지 영역을 효율적으로 넓힐 수 있다.
연산부(130)가 감지 데이터와 영상 데이터를 조합하여 레이더 센서부(110)의 커버 영역 내의 상황을 판단한 결과, 커버 영역 내에서 돌발 상황이 발생한 경우로 판단되면 카메라(140)를 이용하여 해당 돌발 상황을 촬영하고 이를 차량의 운전자 또는 보행자 등의 단말기나, 차량에 마련된 통신 가능한 전자 기기, 및 도로 상황을 관리하는 교통 관제 센터 등에 전송할 수 있다. 연산부(130)가 돌발 상황이라고 판단하는 경우는 도로에 낙하물이 갑자기 떨어진 경우, 고장차량 등이 운행을 멈추고 갓길에 정차한 경우, 또는 횡단보도가 아닌 곳에서 보행자가 도로를 건너는 경우 등일 수 있다. 보행자는 이동 속도 및 영상 데이터에서 검출되는 객체의 크기 등으로부터 운행 중인 차량과 구분 가능하며, 고장차량은 주변에 운행중인 다른 차량과의 속도 비교 등으로부터 구분할 수 있다.
이때, 연산부(130)에 의해 돌발 상황을 촬영하는 카메라(140)는 추적 카메라일 수 있다. 연산부(130)는 추적 카메라를 이용하여 해당 돌발 상황을 촬영하고, 물체 감지 장치(100)와 연결된 외부 이동통신망을 통해 운전자 또는 보행자의 단말기에 해당 상황을 알림으로써 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물체 감지 시스템을 설명하기 위해 제공되는 도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 물체 감지 시스템(200)은 복수의 안테나를 포함하는 레이더 장치(210), 레이더 장치(210)의 커버 영역에 대한 영상을 촬영하는 영상 촬영 장치(220), 추적 카메라(230), 및 제어 장치(240)를 포함할 수 있다. 레이더 장치(210)와 영상 촬영 장치(220), 및 추적 카메라(230)의 동작을 제어하여 관제 센터로 기능하는 제어 장치(240)가 도 2에는 레이더 장치(210) 등과 별도로 마련되는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니다. 즉, 제어 장치(240)가 레이더 장치(210), 영상 촬영 장치(220), 추적 카메라(230) 등의 다른 모듈 등과 함께 하나의 장치로 구현되는 것도 가능하다.
앞서 설명한 바와 같이 레이더 장치(210)는 무선 신호를 송출, 수신하는 복수의 안테나와, 각 안테나의 동작을 제어하는 고주파 스위치, 믹서 등을 포함할 수 있다. 복수의 안테나는 각각 무선 신호를 일정 공간으로 송출하고, 해당 공간에 포함되는 물체로부터 반사되는 무신 신호를 수신하여 일정한 영역을 형성하게 된다. 안테나 각각이 무선 신호를 송출, 수신하는 영역 사이의 핸드 오버를 통해 복수의 안테나 각각이 형성하는 영역 사이에서 이동하는 물체를 끊김 없이 검출할 수 있다. 이하 도 3을 참조하여 더욱 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물체 감지 시스템(200)에 포함되는 레이더 장치(210)를 나타낸 블록도이다. 도 3을 참조하면, 레이더 장치(210)는 복수의 안테나를 포함하는 안테나부(213), 안테나부(213)가 송출, 수신하는 무선 신호를 전달하는 송수신 회로(215), 및 무선 신호를 생성하는 신호 처리기(217) 등을 포함할 수 있다. 송수신 회로(215)는 안테나부(213)에 포함되는 복수의 안테나와 연결되는 고주파 스위치, 및 믹서를 포함할 수 있다.
신호 처리기(217)는 각 안테나가 송출하는 무선 신호를 생성하거나, 반사되어 돌아온 무선 신호를 디지털 데이터 형태로 변환하는 회로를 포함할 수 있다. 신호 처리기는 통신 모듈과 연결되며, 물체로부터 반사되어 돌아온 무선 신호에 기초한 데이터를 제어 장치(240)에 전달할 수 있다.
영상 촬영 장치(220)는 CCTV와 같은 동영상 촬영 장치일 수 있으며, 촬영 범위는 레이더 장치(210)가 무선 신호를 송출, 수신하여 하나 이상의 물체를 검출할 수 있는 레이더 장치(210)의 커버 영역을 포함할 수 있다. 영상 촬영 장치(220)가 촬영한 영상과, 레이더 장치(210)가 수신한 무선 신호로부터 생성되는 감지 데이터는 제어 장치(240)로 전송되어 도로 위의 운행 상황 및 돌발 상황 발생 여부 등을 판단하는 데에 이용된다.
추적 카메라(230)는 돌발 상황 발생시 제어 장치(240)로부터 전달되는 명령에 의해 도로 상황을 촬영한다. 제어 장치(240)는 추적 카메라(230)가 촬영한 영상을 통신망을 통해 연결된 사용자들의 단말기에 전달할 수 있으며, 운전자 및 보행자는 돌발 상황 발생 여부를 영상 또는 음성 등을 통해 실시간으로 안내 받을 수 있다. 추적 카메라(230)는 영상 촬영 장치(220)와 별개로 구비될 수도 있지만, 영상 촬영 장치(220)와 동일한 하나의 장치로 구현하는 것도 가능하다.
제어 장치(240)는 연산 모듈, 저장 모듈, 통신 모듈 등을 포함할 수 있으며, 레이더 장치(210)로부터 수신한 감지 데이터와, 영상 촬영 장치(220)가 촬영한 영상 데이터를 조합하여 도로의 운행 상황 등을 판단한다. 레이더 장치(210)가 특정 공간에 송출한 무선 신호는 운행 중인 차량, 보행자, 정차 중인 차량 등에 의해 반사되어 다시 레이더 장치(210)로 돌아오며, 반사되는 무선 신호로부터 생성된 감지 데이터가 제어 장치(240)에 전송된다. 제어 장치(240)는 감지 데이터로부터 레이더 장치(210)의 커버 영역에 존재하는 물체의 크기, 이동 여부, 이동 방향, 속도 등을 판단하고, 운행 중인 차량에는 각각 고유의 식별자(ID)를 부여할 수 있다.
영상 촬영 장치(220)로부터 레이더 장치(210)의 커버 영역에 대한 촬영 영상을 수신하면, 제어 장치(240)는 각 차량에 부여된 고유의 식별자(ID)를 이용하여 2차원 도로 상에서 운행 중인 차량(250)을 영상에 맵핑(mapping)한다. 이때 운행 중인 차량(250)이 복수의 안테나 각각이 커버할 수 있는 영역 사이를 이동할 때, 레이더 장치(210)는 각각의 안테나 사이의 경계 영역에서 핸드 오버(hand-over)를 적용하여 끊김 없이 운행 중인 차량(250)을 추적할 수 있다.
레이더 장치(210)가 무선 신호를 송출하고, 송출한 무선 신호가 운행 중인 차량(250) 등으로부터 반사되어 되돌아오면, 레이더 장치(210)가 수신한 반사 신호에 기초하여 제어 장치(240)는 운행 중인 차량(250)을 포함한 각 물체까지의 거리를 산출한다. 또한 제어 장치(240)는 반사된 신호의 패턴을 분석하여 무선 신호를 반사한 물체의 대략적인 특성을 분석하고, 그로부터 지도를 구성한다. 일례로, 제어 장치(240)는 레이더 장치(210)의 커버 영역에 포함되는 복수의 물체의 대략적인 형상과 크기 및, 복수의 물체 각각과 레이더 장치(210) 사이의 거리 정보 등을 포함하는 3차원 또는 2차원 지도를 생성할 수 있다.
한편, 제어 장치(240)는 영상 촬영 장치(220)가 촬영한 영상을 분석하여 영상 내에 포함된 복수의 물체를 분석한다. 영상 촬영 장치(220)가 촬영한 영상에서 이동중인 물체와 정지한 물체를 구분함으로써, 보행자 및 차량과, 정지 상태인 장애물(예를 들면, 가로수, 중앙 분리대, 가로등)을 구분하여 인식할 수 있다. 또한, 제어 장치(240)는 레이더 장치로부터 구성한 지도에 포함되는 각 물체의 형상 및 크기 정보에 기초하여 레이더 장치로부터 구성한 지도 내에서 각 물체의 종류를 구분하여 파악할 수 있다.
제어 장치(240)는 레이더 장치(210)로부터 수신한 반사 신호를 이용하여 구성한 3차원 지도와, 영상 촬영 장치(220)가 촬영하는 영상에서 구분한 이동 중인 물체를 서로 비교하고, 그로부터 이동중인 물체와 장애물, 특히 도로 중앙에 돌발 상황 등으로 인해 정지한 물체를 효율적으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 고장 차량이 도로에 정차해 있는 경우, 레이더 장치(210)로부터 구성한 3차원 지도에서는 특정 물체가 차도로 인식되는 영역에서 다른 물체와 달리 정지한 것으로 나타나며, 영상 촬영 장치(220)에서는 이동중인 다른 물체와 비슷한 윤곽 및 크기로 인식되는 특정 물체가 정지한 것으로 나타난다.
즉, 레이더 장치(210)로부터 구성한 3차원 지도와, 영상 촬영 장치(220)가 촬영한 영상으로부터 분석한 데이터를 종합적으로 고려하여 교통 상황을 판단함으로써, 판단 미스를 줄일 수 있다. 레이더 장치(210)의 오작동 등으로 인해 고장 차량을 제대로 인식하지 못 하는 경우에도 영상 촬영 장치(220)가 촬영한 영상으로부터 고장 차량을 감지하고, 그로부터 사용자에게 정확한 교통 상황을 전달해 줄 수 있다.
효율적인 맵핑을 위해, 영상 촬영 장치(220)는 GPS 모듈을 포함할 수 있다. 영상 촬영 장치(220)가 설치된 곳의 좌표와, 영상 촬영 장치(220)가 촬영할 수 있는 화각에 대한 를 기준으로 촬영한 영상과 레이더 장치(210)로부터 구성한 3차원 지도를 맵핑함으로써, 물체 식별의 정확도를 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물체 감지 방법을 설명하는 데에 제공되는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 물체 감지 방법은, 무선 신호를 송출하는 것으로 시작된다(S40). 무선 신호는 복수의 안테나를 포함하는 레이더 장치(210)로부터 송출될 수 있으며, 송출된 무선 신호는 차량, 보행자 등과 같은 물체에 의해 반사된다. 반사된 신호는 레이더 장치(210)에 의해 수신되고(S41), 레이더 장치(210)로부터 무선 신호 수신 데이터를 받으면, 제어 장치(240)는 검출된 각 물체에 고유의 식별자(ID)를 부여한다(S42).
한편, 영상 촬영 장치(220)는 레이더 장치(210)가 무선 신호를 송출하는 커버 영역에 대해 영상을 촬영하고, 이를 제어 장치(240)에 전송한다. 제어 장치(240)는 각 물체에 부여된 식별자(ID)를 영상 촬영 장치(220)가 촬영한 영상에 맵핑하고(S43), 운행 중인 차량과 보행자 등을 실시간으로 감지하여 돌발 상황이 발생하는지 여부를 감시한다(S44).
돌발 상황이 발생한 것으로 판단되면, 제어 장치(240)는 추적 카메라(230)를 이용하여 도로에 발생한 돌발 상황을 추적한다(S45). 앞서 설명한 바와 같이 추적 카메라(230)는 영상 촬영 장치(220)와 별도로 구비되거나 또는 하나의 촬영 장치 모듈로 구비될 수도 있다.
추적 카메라(230)와 제어 장치(240)에 의해 수집된 돌발 상황 정보는 차량 또는 사용자의 통신 기기, 관제센터에 전송되고(S46), 특히 돌발 상황이 발생한 경우에는 이를 음성 또는 영상에 의한 경고 메시지로 알림으로써 돌발 상황에 따른 사고를 미리 방지할 수 있다. 반면, S44 단계의 판단 결과, 돌발 상황이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 레이더 장치(210)로부터 구성한 지도와 영상 촬영 장치(220)로부터 촬영한 영상을 이용하여 지속적으로 교통 및 돌발 상황을 모니터링하고, 관제센터에 모니터한 정보(예, 영상 정보)를 전송한다(S47).
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
210 : 레이더 장치
220 : 영상 촬영 장치
230 : 추적 카메라
240 : 제어 장치

Claims (19)

  1. 도로 위의 서로 다른 영역을 커버하는 복수 개의 지향성 안테나를 이용하여 하나 이상의 물체에 의해 반사되는 무선 신호를 수신하는 레이더 센서부;
    상기 하나 이상의 물체가 포함되는 소정의 공간에 대한 영상을 생성하는 영상 처리부; 및
    상기 하나 이상의 물체 각각에 고유의 식별자(ID)를 부여하여 상기 반사되는 무선 신호로부터 상기 하나 이상의 물체를 검출하는 연산부를 포함하고,
    상기 연산부는,
    상기 복수의 안테나 장치와 연결되는 복수의 고주파 스위치의 온/오프를 결정하여 상기 복수의 안테나 장치 각각의 커버 영역 사이에서 핸드 오버(hand-over)를 제어하되, 상기 하나 이상의 물체 중 적어도 하나가 상기 복수의 안테나 장치 각각의 커버 영역 사이에서 이동하면, 상기 복수의 안테나 장치의 커버 영역 사이에서 핸드 오버를 적용하여 상기 이동하는 물체를 연속적으로 추적(tracking)하고,
    상기 반사되는 무선 신호로부터 상기 하나 이상의 물체의 윤곽선 및 경계를 포함하는 2차원 또는 3차원 지도를 구성하고,
    상기 반사되는 무선 신호로부터 검출한 상기 하나 이상의 물체를 상기 고유의 식별자에 기초하여 상기 영상과 맵핑(mapping)함으로서 상기 하나 이상의 물체에 대한 감지 정보를 생성하되, 상기 고유의 식별자에 기초하여 상기 2차원 또는 3차원 지도를 상기 영상과 맵핑하고,
    상기 반사되는 무선 신호로부터 검출한 상기 하나 이상의 물체가, 상기 영상에도 포함되어 있는지 여부를 판단하여, 상기 하나 이상의 물체의 검출 정확성을 증가시키고,
    상기 2차원 또는 3차원 지도와 상기 영상을 모두 이용하여, 상기 도로 위에서 상기 하나 이상의 물체에 대한 상황을 분석하는 물체 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지 정보는, 상기 하나 이상의 물체 각각의 위치, 이동 속도, 이동 방향, 크기, 및 형상 정보 중 적어도 하나를 포함하는 물체 감지 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 감지 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 물체의 정지 여부를 판단하고,
    이동하는 것으로 판단된 상기 하나 이상의 물체에 대해 위치, 이동 속도, 이동 방향, 크기, 및 형상 정보 중 적어도 하나를 감지하는 물체 감지 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 연산부는,
    통신 가능하도록 연결되는 외부 단말기 또는 차량에 상기 감지 정보를 전송하는 물체 감지 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 감지 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 물체가 위치한 공간을 촬영할 수 있는 추적 카메라의 동작을 제어하는 물체 감지 장치.
  8. 삭제
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