KR20050042123A - 차량번호 인식시스템 및 그 시스템을 이용한 차량번호판영상의 선명도 개선방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량번호 인식시스템 및 그 시스템을 이용한 차량번호판 영상의 선명도 개선방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 하늘 방향의 조도를 감지하는 센서와, 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도를 감지하는 두 개의 센서를 포함하는 차량번호 인식시스템을 구비하고, 상기 두 개의 감지센서에 의해 측정된 조도값 즉, 하늘 방향의 조도와, 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도와, 카메라에서 촬영된 노면영상에 의해 측정된 노면 조도값을 이용하여 최적의 차량번호판 조도를 연산하고, 그 연산된 최적의 차량번호판 조도에 비례하여 카메라의 조리개를 제어함으로써 태양의 이동에 의한 역광 및 순광은 물론, 맑은날과 흐린날, 그리고 구름이 수시로 태양을 가리는 현상으로 인한 조도 변화에 관계없이 항시 선명한 번호판의 영상을 얻을 수 있도록 하는 차량번호 인식시스템 및 그 시스템을 이용한 차량번호판 영상의 선명도 개선방법에 관한 것이다.

본 발명은 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도를 측정하는 제1조도센서와, 상기 제1조도센서의 출력을 디지털신호로 변환하는 A/D변환기와, 차량감지부의 출력에 의해 카메라, 스트로브, 차단기, 조리개구동부를 제어하는 MPU와, 상기 MPU에서 출력되는 트리거신호에 의해 카메라로부터 전송되는 번호판영상을 분석하여 차량번호를 인식하는 컴퓨터로 이루어진 차량번호 인식시스템에 있어서, 상기 A/D변환기의 타측 입력단에 연결되어 하늘방향의 조도를 센싱하고 그 센싱된 조도 값에 비례하는 신호를 출력하는 제2조도센서와, 상기 카메라의 출력단에 연결되어 상기 카메라로부터 전송되는 노면영상을 이용하여 노면조도를 판독하고, 그 판독된 데이터를 상기 MPU로 출력하는 노면조도판독부가 포함되는 것에 특징이 있다.

또한 본 발명은 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)를 측정하는 제1조도센서와, 상기 제1조도센서의 출력을 디지털신호로 변환하는 A/D변환기와, 차량감지부의 출력에 의해 카메라, 스트로브, 차단기, 조리개구동부를 제어하는 MPU와, 하늘 방향의 조도(St)를 측정하는 제2조도센서와, 노면영상을 이용하여 노면조도를 측정하는 노면조도판독부와, 상기 MPU에서 출력되는 트리거신호에 의해 카메라로부터 전송되는 번호판영상을 분석하여 차량번호를 인식하는 컴퓨터로 이루어진 차량번호 인식시스템에 있어서, 상기 MPU는 차량번호판 방향의 조도(Sf)와, 하늘방향의 조도(St)와, 노면조도(Ct)를 읽어들이는 조도수신과정과, 상기 조도수신과정에서 수신된 차량번호판 방향의 조도(Sf), 하늘방향의 조도(St), 노면조도(Ct)를

Description

차량번호 인식시스템 및 그 시스템을 이용한 차량번호판 영상의 선명도 개선방법{Vehicle license plate recognition system and the method for improving the definition of vehicle license plate image thereby}

본 발명은 차량번호 인식시스템 및 그 시스템을 이용한 차량번호판 영상의 선명도 개선방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 하늘 방향의 조도를 감지하는 센서와, 차량번호판에 비치는 태양광의 조도를 감지하는 두 개의 센서를 포함하는 차량번호 인식시스템을 구비하고, 상기 두 개의 감지센서에 의해 측정된 조도값 즉, 하늘 방향의 조도와, 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도와, 카메라에서 촬영된 노면영상에 의해 측정된 노면 조도값을 이용하여 최적의 차량번호판 조도를 연산하고, 그 연산된 최적의 차량번호판 조도에 비례하여 카메라의 조리개를 제어함으로써 태양의 이동에 의한 역광 및 순광은 물론, 맑은날과 흐린날, 그리고 구름이 수시로 태양을 가리는 현상으로 인한 조도 변화에 관계없이 항시 선명한 번호판의 영상을 얻을 수 있도록 하는 차량번호 인식시스템 및 그 시스템을 이용한 차량번호판 영상의 선명도 개선방법에 관한 것이다.

최근 차량의 증가로 인해 교통사고, 교통체증, 도난차량, 과속차량 등 차량과 관련하여 발생하는 많은 문제들이 사회적인 이슈로 대두되고 있으며, 이에 따라 차량관리, 차량추적, 통행료 자동과금, 주차관리 및 수배차량 관리 등의 응용분야에서 차량번호판 인식을 통해 문제 해결하고자 많은 연구들이 진행되고 있다.

일반적으로 차량번호 인식시스템의 응용분야로는 과속단속시스템(고정형, 휴대용, 이동형), 신호위반단속시스템, 통행료 면탈 방지시스템, 주차장관리시스템 등에 활용되고 있으며, 디지털카메라, 스트로브(조명장치), 그래브 보드(Grab Board), 차량번호인식 주 제어기, 자동 IRIS렌즈, 차량감지센서(Loop Coil 등) 등으로 구성된다.

이와 같은 차량번호 인식시스템에서 중요한 핵심 기술은 주 제어기가 번호를 인식 할 수 있는 좋은 영상을 얻는 것으로, 이러한 인식율의 관건은 얻어진 차량영상이 인식하기 좋은 영상인가에 가장 크게 의존하는 것이며, 그 외에 차량번호 인식알고리즘의 정확성 및 신뢰성, 차량번호판의 상태 등이 인식 성공률에 영향을 준다.

통상적으로 차량 번호판의 보다 낳은 영상을 얻기 위해서는 스트로브의 세기를 조절하거나, 자동 조리개(IRIS)렌즈를 채택하거나, 계절별 시간대 조도를 미리 설정하여 활용하거나, 촬상된 영상의 밝기를 가지고 조리개를 피드백제어 하는 등 많은 시도가 이루어져 왔으나, 날씨조건, 태양의 이동조건, 구름의 이동조건 등의 변수에 대한 조건을 만족시키기 못하여 실효를 거두지 못하였다.

따라서, 보다 좋은 번호판의 영상을 획득하기 위해 대한민국 특허 416252호 (등록일자:2004년01월12일)에서는 촬영된 영상을 색좌표 변환하여 기 설정된 번호판색 정보에 대응되는 데이터를 추출함으로써 번호판영상 데이터를 정확히 추출할 수 있으며, 이와 동시에 번호판색 정보에 따라 번호판영상 데이터를 검출하고, 검출된 번호판영상 데이터를 2차원 평면에 투영하여 번호판영상의 좌표를 추출함으로써 번호판의 테두리선이 선명하지 못하거나 잡음이 있는 경우에도 번호판영상을 정확히 추출할 수 있도록 하고 있다.

또한, 대한민국 공개특허 제 2003-51557호(공개일자:2003년06월25일)에서는 실시간으로 연속 촬영된 영상에서 차량이 있는지를 시스템이 지능적으로 식별하고, 차량의 영상으로 판단된 경우 차량번호를 인식 및 추출함으로써 여러 개의 영상에서 가장 높은 정확도를 가진 차량번호를 선택하므로 미인식과 오인식이 될 확률을 감소시키고 있다.

상기와 같은 종래 등록특허 416252호 및 공개특허 제 2003-51557호는 조도가 일정하게 유지된 상태에서는 선명한 차량번호판의 영상을 획득할 수 있지만, 태양의 이동에 의한 역광 및 순광의 경우나, 또는 구름이 태양을 가리는 상황이 반복되어 조도가 수시로 변할 경우 차량번호판의 선명한 영상을 얻을 수 없게 된다.

즉, 도 1의 (가)에서와 같이 태양의 이동경로에 따라 역광이 되면 번호판의 영상이 전체적으로 어둡게되어 선명한 영상을 얻기 어려우며, 반대로 도 1의 (나)에서와 같이 태양의 이동 경로에 따라 순광이 되면 번호판의 영상이 전체적으로 밝게되어 빛의 반사로 인해 선명한 영상을 얻을 수 없는 문제점이 있는 것이다.

또한, 맑은날과 우천시 촬영 조도가 서로 다르게 되며, 특히 맑은날일 경우에도 구름이 수시로 태양을 가리는 현상으로 인하여 촬영 조도가 변화됨으로 인해 선명도에 많은 차이가 있는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 하늘 방향의 조도를 감지하는 센서와, 차량번호판에 비치는 태양광의 조도를 감지하는 두 개의 센서를 포함하는 차량번호 인식시스템을 구비하고, 상기 두 개의 감지센서에 의해 측정된 조도값 즉, 하늘 방향의 조도와, 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도와, 카메라에서 촬영된 노면 영상으로 측정된 노면 조도값을 이용하여 최적의 차량번호판 조도를 연산하고, 그 연산된 최적의 차량번호판 조도에 비례하여 카메라의 조리개를 제어함으로써 태양의 이동에 의한 역광 및 순광은 물론, 맑은날과 흐린날, 그리고 구름이 수시로 태양을 가리는 현상으로 인한 조도 변화에 관계없이 항시 선명한 번호판의 영상을 얻을 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

이하 본 발명에 따른 차량번호 인식시스템 및 그 시스템을 이용한 차량번호판 영상의 선명도 개선방법을 첨부된 도 2 내지 도 6에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 차량번호 인식시스템의 설치상태도로서 하우징(1)의 일측면에는 차량번호판을 영상으로 촬영하는 카메라(2)와, 야간에 차량번호판에 조명을 공급하는 스트로브(3)가 설치되며, 상기 하우징(1)의 타측면에는 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도를 측정하여 그 측정된 조도값에 비례하는 전기신호를 출력하는 제1조도센서(4)가 각각 설치되고, 상기 하우징(1)의 상면에는 낮에 하늘 방향의 조도를 측정하여 그 측정된 고조도 값에 비례하는 전기신호를 출력하는 제2조도센서(5)와, 야간일 경우의 어두운 저조도를 측정하여 그 측정된 조도값에 비례하는 전기신호를 출력하는 제3조도센서(6)가 설치된다.

그리고, 상기 하우징(1)과 일정 간격을 두고 차량의 진입을 통제하는 차단기(7)와, 컴퓨터 프로그램에 의해 최적의 차량번호판 조도를 연산하여 카메라(2)의 조리개를 제어하고 기타 차량번호 인식시스템 장비(10)를 전체적으로 제어하는 콘트롤박스(8)가 설치된다.

도 3은 본 발명에 따른 차량번호 인식시스템의 블록도로서, 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도와 하늘방향의 조도 및 야간의 어두운 저조도를 측정하여 전기적인 아날로그신호를 출력하는 제1 내지 제3조도센서(4)(5)(6)의 출력단에는 그 센싱된 조도에 비례하는 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(27)가 연결된다.

상기 차량의 진입을 센싱하는 차량감지부(9) 및 차단기(7)의 승하강에 따라 접점되는 리미트스위치(9a)의 출력단과, 상기 차단기(7)를 승하강시키는 차단기구동부(7a)의 입력단에는 제1증폭부(28)가 연결된다.

상기 A/D변환기(27)의 출력단과 제1증폭부(28)의 입.출력단에는 일정 간격 마다 카메라(2)로부터 전송되는 노면의 영상을 분석하여 노면조도를 측정하고, 이 측정된 노면조도와 상기 제1, 제2조도센서(4)(5)로부터 전송되는 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도 및 하늘방향의 조도를 이용하여 최적의 차량번호판 조도값을 연산한 후, 그에 대응되는 카메라(2) 조리개를 제어하기 위한 데이터를 전송하고 시스템의 모든 장치를 제어하는 마이크로 프로세서 유니트(이하 'MPU'라함)(26)가 접속되어 있다.

상기 MPU(26)의 일측 출력단에는 입력되는 각종 정보에 의해 카메라(2)와 스트로브(3)를 구동하고 통신포트(21)를 경유하여 컴퓨터(23)에 정보를 전송하는 제2증폭부(25)가 연결되며, 상기 MPU(26)의 다른 출력단에는 차량감지부(9)에 의한 차량감지시 컴퓨터(23)로 트리거신호를 전송하는 제3증폭부(24)가 접속되고, 상기 MPU(26)의 또 다른 출력단에는 카메라(2)의 조리개를 조절하는 조리개구동부(11)가 연결되며, 상기 컴퓨터(23)의 타측에는 카메라(2)로부터 전송되는 노면영상으로 노면조도를 판독하여 데이터신호로 처리하여 전송하는 노면조도판독부(22)가 접속되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량번호 인식시스템에서 이미 알려져 있는 통상적인 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량감지부(9)에서 차량 진입이 센싱되면 제1증폭부(28)를 통해 MPU (26)에 차량 검출신호를 전송하게 되며, 상기 MPU(26)는 제2증폭부(25)를 통해 카메라(2)를 구동하여 차량번호판을 촬영함과 동시에 상기 MPU(26)는 제3증폭부(24)를 통해 차량 검출신호 즉, 트리거신호를 컴퓨터(23)로 전송하게 된다.

이때, 상기 카메라(2)에서 촬영된 차량번호판의 영상은 노면조도판독부(22)에 의해 데이터로 변환되어 컴퓨터(23)로 전송되고, 상기 컴퓨터(23)는 트리거신호에 의해 노면조도판독부(22)로부터 수신되는 데이터를 읽어들여 차량번호를 판독하고, 상기 차량번호가 판독되는 즉시 프로그램에 의해 각종 정보(차량번호, 입출 시간, 통과지역, 차종 등)를 처리하여 주차권(통행권)을 발급하거나 또는 주차료(통행료)를 징수하게 된다.

이와 같이 주차권(통행권)을 발급하거나 또는 주차료(통행료)의 징수가 완료되면 MPU(26)에서는 차단기구동부(7a)를 제어하여 차단기(7)를 승하강시키게 되며, 상기 승하강의 상.하한점에 도달시 리미트스위치(9a)가 작동되어 차단기(7)의 과도한 승하강을 방지하게 된다.

또한, 상기 MPU(26)에서 제3조도센서(6)의 출력 신호값을 판독하여 어두운 야간으로 인지될 경우 차량감지부(9)에서 차량 진입이 센싱될 때 마다 스트로브(3)를 동작시켜 차량번호판을 촬영하도록 되어 있다.

다음은 본 발명에 따른 차량번호 인식시스템에 있어 번호판영상의 선명도 개선방법을 도 4a 내지 및 도 6에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 번호판영상의 선명도 개선방법을 실현하기 위해서는 3종류의 조도를 인식하여야 하며, 그 첫 번째로서는 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)이고, 두 번째는 하늘방향의 조도(St)이고, 세 번째는 노면조도(Ct)로서 상기의 3가지 조도를 인식함으로써 최적의 차량번호판 조도(Cf)를 정확히 측정할 수 있으며, 이 측정된 최적의 차량번호판 조도(Cf)에 의해 카메라(2)의 조리개를 조절함으로써 선명한 차량번호판의 영상을 획득할 수 있는 것이다.

이하 전술한 3종류의 조도를 얻는 과정을 도 4a 및 도 4b에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4a는 첫 번째의 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)를 측정하기 위해 제1조도센서(4)(4a)를 특정 장소의 주차장에 설치된 입.출차측 하우징(1)에 설치하여 일몰에서 일출까지 조도에 따른 출력파형을 기록한 것이다.

즉, 도 4a의 (가)는 흐린날 입차측에 설치된 제1조도센서(4)의 출력파형도이며, (나)도는 흐린날 출차측에 설치된 제1조도센서(4a)의 출력파형도이고, (다)도는 맑은날 입차측에 설치된 제1조도센서(4)의 출력파형도이며, (라)도는 맑은날 출차측에 설치된 제1조도센서(4a)의 출력파형도이다.

상기 도 4a의 (가),(나) 및 (다),(라)도에서 보는 바와같이 날씨가 맑은날에 비해 흐린날이 입.출차측 제1조도센서(4)(4a)의 출력파형이 불규칙함을 알 수 있으며, 이는 흐린 정도에 따른 조도변화의 요인 뿐만 아니라, 구름이 수시로 태양을 가림으로 인해 조도가 변화됨으로써 발생되는 현상이다.

또한, 도 4a의 (가),(다) 및 (나),(라)에서 보는 바와같이 입.출차측의 출력파형이 서로 대칭형상을 띠고 있음을 확인할 수 있으며, 이는 태양의 이동에 따른 역광 및 순광에 의해 발생되는 현상이다.

이와 같이 날씨와 구름, 그리고 순광 및 역광에 의해 수시도 변화되는 차량번호판 방향의 조도(Sf)를 제1조도센서(4)에서 센싱하여 그에 비례하는 전기신호를 출력하게 되며, 상기 제1조도센서(4)로부터 출력되는 차량번호판 방향의 조도(Sf)신호는 A/D변환기(27)를 통하여 디지털신호로 변환되어 MPU(26)로 전송된다.

다음은 두 번째의 하늘방향 조도(St)를 측정하기 위해서는 하우징(1)의 상면에 설치된 제2조도센서(5)에 의해 의존하며, 이러한 제2조도센서(5)는 하늘방향의 조도를 측정하기 때문에 날씨의 영향 즉, 흐린날과 맑은날, 그리고 구름의 흐름에 영향 만을 받게되므로 순광과 역광에는 영향을 받지 않는다.

이와 같이 흐린날과 맑은날, 그리고 구름의 흐름에 의해 수시로 변화되는 하늘방향의 조도(St)를 제2조도센서(5)에서 센싱하여 그에 비례하는 전기신호를 출력하게 되며, 상기 제2조도센서(5)로부터 출력되는 하늘방향의 조도(St) 신호는 A/D변환기(27)를 통하여 디지털신호로 변환되어 MPU(26)로 전송된다.

다음은 세 번째의 노면조도(Ct)를 측정하기 위해서는 카메라(2)에서 일정 주기 마다 차량 진입방향의 노면을 촬영하고, 그 촬영된 영상으로 노면의 조도를 측정한다.

즉, MPU(26)에서는 제2증폭부(25)를 통해 카메라(2)에 일정 주기 마다 촬영신호를 전송하게 되며, 상기 카메라(2)는 MPU(26)로부터 촬영신호가 수신되면 차량 진입방향의 노면을 촬영하고, 이 촬영된 노면영상을 노면조도판독부(22)로 전송하게 된다.

상기 노면조도판독부(22)는 카메라(2)로부터 전송되는 노면영상을 수신하여 노면조도(Ct)를 측정하고, 이 측정된 노면조도(Ct)를 디지털신호로 변환되어 MPU (26)로 전송한다.

상기 노면조도판독부(22)에서 노면영상을 수신하여 노면조도(Ct)를 측정하는 과정은 게트픽셀(GetPixel) 함수를 사용하고, 인자 값으로는 해당하는 픽셀의 가로, 세로 위치 값을 넘겨주고 이 함수를 호출하면 그 위치에 표현된 픽셀의 색상 값을 십육진 값으로 돌려주게 되며, 상기의 색상 값이 구해지면 이것을 다시 R, G, B 세가지 색상별로 분류하고, 또한 이것을 색상온도별로 분류하여 조도를 판단하는 것으로 이는 일반적인 공지기술에 해당하므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 상기 노면조도판독부(22)는 컴퓨터(23) 내부에 내장할 수 있으며, 또한 상기 컴퓨터(23)에 노면조도판독 프로그램을 설치하여 소트트웨어로서 구현할 수 있다.

도 4b는 상기 노면조도판독부(22)에서 카메라(2)로부터 전송되는 노면영상을 수신하여 노면조도(Ct)를 측정한 것으로서, 특정 장소의 주차장에 설치된 입.출차측의 노면을 일몰에서 일출까지 측정된 노면조도에 따른 출력파형을 기록한 것이다.

즉, 도 4b의 (가)는 흐린날 입차측 노면조도의 출력파형도이며, (나)도는 흐린날 출차측 노면조도의 출력파형도이고, (다)도는 맑은날 입차측 노면조도의 출력파형도이며, (라)도는 맑은날 출차측 노면조도의 출력파형도이다.

상기 도 4b의 (가),(나) 및 (다),(라)도에서 보는 바와같이 날씨가 맑은날에 비해 흐린날이 입.출차측 노면조도(Ct)의 출력파형이 불규칙함을 알 수 있으며, 이는 구름량의 정도에 따른 조도변화의 요인 뿐만 아니라, 구름이 수시로 태양을 가림으로 인해 조도가 변화됨으로써 발생되는 현상이다.

또한, 도 4b의 (가),(다) 및 (나),(라)에서 보는 바와같이 입.출차측의 출력파형이 서로 유사한 형상을 띠고 있음을 확인할 수 있으며, 이는 노면조도(Ct)가 태양의 이동에 따른 역광 및 순광에 큰 영향을 받지 않고, 날씨의 영향 즉, 흐린날과 맑은날, 그리고 구름의 흐름에 의한 영향 만을 받는 것을 알 수 있다.

이상에서와 같이 3종류의 조도 즉, 차량번호판 방향의 조도(Sf)와 하늘방향의 조도(St) 및 노면조도(Ct)를 MPU(26)에서 수신하여 최적의 차량번호판 조도(Cf)값을 연산하고, 그 판단된 최적의 차량번호판 조도(Cf)에 비례하여 카메라(2) 조리개를 조정하여 선명한 차량번호판의 영상을 획득할 수 있는 과정을 도 5에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 최적의 차량번호판 조도(Cf)를 산출하기 위해 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)와 하늘방향의 조도(St) 및 노면조도(Ct)와의 관계를 설명하면 다음과 같다.

즉, 제1조도센서(4)로부터 출력되는 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)와, 제2조도센서(5)로부터 출력되는 하늘방향의 조도(St)와, 노면영상에 의해 측정된 노면조도(Ct)와, 최적의 차량번호판 조도(Cf)의 상호관계는 아래의 수식 1과 같은 등식이 성립된다.

Ct : Cf = St : Sf .......(수식 1)

(여기서 Ct는 노면의 조도이고, Cf는 최적의 차량번호판 조도이며, St는 하늘방향의 조도이고, Sf는 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도이다.)

상기 수식 1에 의해 아래의 비례식이 성립된다.

Cf × St ∝ Ct × Sf .......(수식 2)

또한, 상기 수식 2에 의해 아래의 수식 3과 같은 연산식이 성립된다.

.......(수식 3)

즉, 상기 수식 3에서 보는 바와 같이 최적의 차량번호판 조도(Cf)는 하늘방향의 조도(St)에 반비례하며, 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)와 노면조도(Ct)의 곱에 비례함을 알 수 있다.

(여기서 k는 상수로서 이상적인 값은 '1'이지만 카메라(2)의 종류 및 기종에 따라 달라질 수 있으며, 전체 수식에서 거의 영향을 주지 않는 값이다.)

따라서, 상기 MPU(26)에서는 제1조도센서(4)로부터 출력되는 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)와, 제2조도센서(5)로부터 출력되는 하늘방향의 조도(St)와, 노면조도판독부(22)로부터 출력되는 노면조도(Ct)를 상기 수식 3에 의한 연산으로 최적의 차량번호판 조도(Cf)를 얻을 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 MPU(26)에는 연산된 최적의 차량번호판 조도(Cf) 값에 따라 카메라(2)의 조리개를 여러 단계로 조절할 수 있는 데이터가 아래의 표 1과 같이 데이터 베이스로 저장되어 있다.

(표 1)

연산된 최적의 차량번호판 조도(Cf)	조리개 조절값
a≤Cf≤b	k1
b〈Cf≤c	k2
c〈Cf≤d	k3
....	....
y〈Cf≤z	kn

도 5는 본 발명에 따른 차량번호 인식시스템에 있어 제어부의 동작흐름도로서 차량번호 인식시스템(10)에 전원이 공급되면 MPU(26)에서는 시스템을 초기화 시킨 다음, 일정 주기 마다 제1조도센서(4)로부터 출력되는 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)와, 제2조도센서(5)로부터 출력되는 하늘방향의 조도(St)를 A/D변환기(27)를 통해 읽어 들인다(단계 101, 102).

이와 동시에 MPU(26)에서는 일정 주기 마다 제2증폭부(25)를 통해 카메라(2)에 촬영신호를 전송하게 되며, 상기 카메라(2)는 MPU(26)로부터 촬영신호가 수신되면 차량 진입방향의 노면을 촬영하고, 이 촬영된 노면영상을 노면조도판독부(22)로 전송하게 되며, 상기 노면조도판독부(22)는 카메라(2)로부터 전송되는 노면영상을 수신 및 판독하여 노면조도(Ct)를 측정하고, 이 측정된 노면조도(Ct)를 디지털신호로 변환되어 출력되며, 이러한 노면조도(Ct)를 MPU(26)에서 읽어(단계 103)들이는 조도수신과정(L1)을 수행하게 된다.

상기 조도수신과정(L1)이 완료되면 MPU(26)에서 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)와 하늘방향의 조도(St) 및 노면조도(Ct)를 이용하여 전술한 수식 3에 의해 최적의 차량번호판 조도(Cf)를 산출하는 연산과정(L2)을 수행하게 된다.

이 후, 상기 연산과정(L2)을 통해 산출된 최적의 차량번호판 조도(Cf)와 저장된 데이터 베이스를 서로 비교하여 표 1에서와 같이 산출된 최적의 차량번호판 조도(Cf)에 해당하는 조리개 조절 데이터를 추출하는 데이터 추출과정(L3)을 실행하며, 이 추출된 데이터를 조리개구동부(11)에 전송함에 따라 수신된 데이터에 비례하도록 조리개를 조절하는 조리개 조절과정(4)을 수행하게 된다.

상기의 과정을 통해 조절된 조리개는 태양의 이동경로에 따른 역광 및 순광에 큰 영향을 받지 않고, 날씨의 영향 즉, 흐린날과 맑은날, 그리고 구름의 흐름에 의해 변화되는 조도에 대응하여 광량(光量)을 최적으로 받아들일 수 있게 함으로써 선명한 차량번호판의 영상을 얻을 수 있으며, 이러한 조리개의 조절은 일정 주기 마다 반복 실행되는 것이다.

도 6의 (가), (나)는 본 발명의 방법에 의해 역광 및 순광시 차량번호판을 촬영한 상태도로서, (가)는 역광상태에서 촬영한 것이며, (나)는 순광상태에서 촬영한 것으로 태양의 이동 경로에 의한 순광 및 역광시에도 언제나 선명한 영상을 얻게되는 것이다.

이와 같이 MPU(26)의 제어에 의해 일정 주기 마다 카메라(2) 조리개가 조절되는 상태에서 차량번호 인식시스템(10)으로 차량이 진입하게 되면 차량감지부(9)에서 감지신호를 출력하고, 이 신호는 제1증폭부(28)를 통해 MPU(26)로 전송된다.

상기 MPU(26)에서는 차량감지신호가 수신되면 제2증폭부(25)를 통해 카메라(2)를 구동시켜 진입하는 차량의 번호판을 촬영하여 컴퓨터(23)로 전송함과 동시에 제3증폭부(24)를 통해 컴퓨터(23)에 트리거신호를 전송하게 된다.

상기 컴퓨터(23)는 MPU(26)로부터 트리거신호가 수신되면 카메라(2)로부터 전송되는 도 6에서와 같은 선명한 차량번호판의 영상을 수신 및 분석하여 프로그램에 의해 진입하는 차량의 번호를 인식하게 되고, 그 인식된 차량번호를 기준데이터로 각종 정보(입.출차시간, 통과지역, 차종 등)을 처리하여 주차권(통행권)을 발급하거나 또는 주차료(통행료)를 징수하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 제1조도센서(4)에 의한 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)와, 제2조도센서(5)에 의한 하늘방향의 조도(St)와, 카메라(2)에 의해 촬영된 노면영상을 분석하는 노면조도판독부(22)에 의한 노면조도(Ct)를 이용하여 전술한 수식 3에 의한 연산을 통해 최적의 차량번호판 조도(Cf)를 산출하고, 그 값으로 카메라(2)의 조리개를 일정 주기 마다 조절되도록 함으로써 태양의 이동에 의한 역광 및 순광은 물론, 맑은날과 흐린날, 그리고 구름이 수시로 태양을 가리는 현상으로 인한 조도 변화에 관계없이 항시 선명한 번호판의 영상을 얻을 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 하늘 방향의 조도를 감지하는 센서와, 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도를 감지하는 두 개의 센서를 포함하는 차량번호 인식시스템을 구비하고, 상기 두 개의 감지센서에 의해 측정된 조도값 즉, 하늘 방향의 조도와, 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도와, 촬영된 노면의 이미지에 의해 측정된 노면 조도값을 이용하여 최적의 차량번호판 밝기를 연산하고, 그 연산된 최적의 차량번호판 조도에 비례하여 카메라의 조리개를 제어함으로써 태양의 이동에 의한 역광 및 순광은 물론, 맑은날과 흐린날, 그리고 구름이 수시로 태양을 가리는 현상으로 인한 조도 변화에 관계없이 항시 선명한 번호판의 영상을 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1의 (가), (나)는 통상적인 방법에 의한 역광 및 순광시 차량번호판의 촬 영상태도.

도 2는 본 발명에 따른 차량번호 인식시스템의 설치상태도.

도 3은 본 발명에 따른 차량번호 인식시스템의 블록도.

도 4a는 입.출차측에 설치된 제1조도센서로부터 일출에서 일몰까지 출력되는 차량번호판 방향의 조도파형도.

도 4b는 입.출차측에 설치된 카메라로부터 전송되는 노면영상을 일출에서 일몰까지 분석하여 측정된 노면조도의 파형도.

도 5는 본 발명에 따른 차량번호 인식시스템에 있어 제어부의 동작흐름도.

도 6의 (가), (나)는 본 발명의 방법에 의한 역광 및 순광시 차량번호판의 촬영상태도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 하우징 2,2a : 카메라 3,3a : 스트로브

4,4a : 제1조도센서 5,5a : 제2조도센서 6,6a : 제3조도센서

7 : 차단기 7a : 차단기구동부 8 : 콘트롤박스

9 : 차량감지부 10 : 차량번호 인식시스템 11 : 조리개구동부

21 : 통신포트 22 : 노면조도판독부 23 : 컴퓨터

24 : 제3증폭부 25 : 제2증폭부 26 : MPU

27 : A/D변환기 28 : 제1증폭부

Claims (2)

1. 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도를 측정하는 제1조도센서(4)와, 상기 제1조도센서(4)의 출력을 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(27)와, 차량감지부(9)의 출력에 의해 카메라(2), 스트로브(3), 차단기(7), 조리개구동부(11)를 제어하는 MPU(26)와, 상기 MPU(26)에서 출력되는 트리거신호에 의해 카메라(2)로부터 전송되는 번호판영상을 분석하여 차량번호를 인식하는 컴퓨터(23)로 이루어진 차량번호 인식시스템에 있어서,

   상기 A/D변환기(27)의 타측 입력단에 연결되어 하늘방향의 조도를 센싱하고 그 센싱된 조도 값에 비례하는 신호를 출력하는 제2조도센서(5)와,

   상기 카메라(2)의 출력단에 연결되어 상기 카메라(2)로부터 전송되는 노면영상을 이용하여 노면조도를 판독하고, 그 판독된 데이터를 상기 MPU(26)로 출력하는 노면조도판독부(22)가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식시스템.
2. 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)를 측정하는 제1조도센서(4)와, 상기 제1조도센서(4)의 출력을 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(27)와, 차량감지부(9)의 출력에 의해 카메라(2), 스트로브(3), 차단기(7), 조리개구동부(11)를 제어하는 MPU(26)와, 하늘 방향의 조도(St)를 측정하는 제2조도센서(5)와, 노면영상을 이용하여 노면조도(Ct)를 측정하는 노면조도판독부(22)와, 상기 MPU(26)에서 출력되는 트리거신호에 의해 카메라(2)로부터 전송되는 번호판영상을 분석하여 차량번호를 인식하는 컴퓨터(23)로 이루어진 차량번호 인식시스템에 있어서,

   상기 MPU(26)는 차량번호판 방향에 비치는 태양광의 조도(Sf)와, 하늘방향의 조도(St)와, 노면조도(Ct)를 읽어들이는 조도수신과정(L1)과,

   상기 조도수신과정(L1)에서 수신된 차량번호판 방향의 조도(Sf), 하늘방향의 조도(St), 노면조도(Ct)를 식에 의해 최적의 차량번호판 조도(Cf)를 산출하는 연산과정(L2)과,

   상기 연산과정(L2)을 통해 산출된 최적의 차량번호판 조도(Cf)와 저장된 데이터 베이스를 서로 비교하여 최적의 차량번호판 조도(Cf)에 해당하는 조리개 조절 데이터를 추출하는 데이터 추출과정(L3)과,

   상기 데이터 추출과정(L3)을 통해 추출된 데이터로서 조리개구동부를 제어하여 조리개를 조절하는 조리개 조절과정(4)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식시스템을 이용한 차량번호판 영상의 선명도 개선방법.