KR20110038983A

KR20110038983A - 영상을 이용하여 승객의 승하차수를 카운트하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20110038983A
Application number: KR1020090096216A
Authority: KR
Inventors: 조용범
Original assignee: 조용범
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-04-15

Abstract

본 발명은 승객의 승하차가 있는 버스 등의 운송수단 장치에 있어서, 영상을 이용하여 승객의 승하차수를 카운트하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 버스 등의 운송수단 장치에서, 승객의 승하차 영상을 2개의 서로 다른 위치로부터 영상을 연속적으로 획득하는 과정, 상기 획득된 영상에서 배경을 제거하고 승객의 영역을 추출하는 과정, 상기 추출된 승객 영역에서 중심점을 찾는 과정, 상기 획득된 중심점을 추적하여 이동 방향을 결정하는 과정을 통하여 승객의 승하차 수를 카운트하는 방법을 제공한다. 승객의 승하차 수를 카운트하는 방법의 구현을 위하여, 2개의 영상 카메라, 상기 2개의 영상카메라로부터 영상을 입력받아 인터페이스 하는 프레임 그레버 보드, 상기 프레임 그레버 보드로부터의 영상데이터를 입력받아 승객 영역의 추출·중심점 추출 및 추적·이동방향 결정을 통한 승하차수 카운트를 수행하는 연산 보드로 구성된 장치를 제공한다.

영상, 승객, 카운트

Description

영상을 이용하여 승객의 승하차수를 카운트하는 방법 및 장치{Passenger number counting method using image and device thereof}

본 발명은 승객의 승하차가 있는 버스 등의 운송수단 장치에 있어서, 영상을 이용하여 승객의 승하차수를 카운트하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래 승객 승하차를 계수하는 장치는, 송수신부를 가지는 적외선 센서를 사용하여 승객을 검출하거나, 영상 카메라로부터 획득한 영상 데이터를 신호처리하여 승객을 검출하는 방법이 사용되었다.

그러나 이와 같이 송수신부를 가지는 적외선 센서 등을 이용하는 방법은, 승객이 겹쳐서 지나가는 경우 이를 분리해내지 못하여 정확도가 낮은 문제가 있다.

또한 영상카메라를 이용한 승객 검출에는 일반적으로 패턴인식 방법이 사용되는데, 도 1은 종래의 영상 카메라를 이용한 승객 승하차 계수 방법을 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 사람의 다양한 움직임에 따라 획득된 영상(1)과 배경만 존 재하는 영상(2)을 사용하여 클리핑 과정(3)을 거쳐 세그멘테이션(segmentation)(4)을 통해 코드 테이블(4)을 만든다.

이후 영상이 입력되면 코드 테이블을 이용한 매칭을 수행하여 사람의 영역만을 추출한다(matching and voting)(6). 이후 검출된 사람영역의 중심점을 획득하고(region marking)(7) 이를 추적하여(region tracking)(8) 움직임을 추적한다(pedestrian motion detection)(9).

그러나 이와 같은 방식은 다양한 기준 영상들을 사용하여 학습 과정을 거쳐야 하는바 승객 계수기가 설치될 때마다 배경이 변경되므로 상기 학습과정을 반드시 필요로 하는 문제가 따른다.

또한, 클리핑과 매칭 과정에서 많은 연산을 요구하므로 이의 구현을 위해서는 장치의 단가가 높아지는 문제가 있다. 또한 동작의 정확도가 코드 테이블과 학습과정에 사용된 샘플 영상의 수에 따라 달라지는 문제점이 따른다.

결론적으로 종래의 승객 계수 방법은, 적외선 센서 등의 방식을 사용하는 경우에는 승객의 승차 및 하차 상황에 따라 부정확한 카운트가 이루어지거나, 영상 카메라를 사용하는 경우에는 구현의 복잡성으로 인하여 비용이 높아지는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 종래 장치 및 방법에 수반되는 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 간단한 동작에 의해 정확하게 승객 승하차를 카운트할 수 있는, 영상을 이용하여 승객의 승하차수를 카운트하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 버스 등의 운송수단 장치에 있어서, 승객의 승하차 영상을 2 개의 서로 다른 위치로부터 영상을 연속적으로 획득하는 제1단계; 상기 획득된 영상에서 배경을 제거하고 승객의 영역을 추출하는 제2단계; 상기 추출된 승객 영역에서 중심점을 찾는 제3단계; 및 상기 획득된 중심점을 추적하여 이동 방향을 결정하는 제4단계를 통하여 승객의 승하차 수를 카운트하는 방법을 제공한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 승객의 승하차 수를 카운트하는 방법의 구현을 위하여, 2 개의 영상 카메라; 상기 2 개의 영상카메라로부터 영상을 입력받아 인터페이스 하는 프레임 그레버 보드; 및 상기 프레임 그레버 보드로부터의 영상데이터를 입력받아 승객 영역의 추출·중심점 추출 및 추적·이동방향 결정을 통한 승하차수 카운트를 수행하는 연산 보드로 구성된 장치를 제공한다.

본 발명의 영상을 이용하여 승객의 승하차수를 카운트하는 방법 및 장치 따르면, 간단한 장치 구성에 의해 정확하게 카운트하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 장 치의 구성을 단순화하여 원가절감도 기대할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 승객 승하차 계수 방법을 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 버스 등의 출입구에 장착한 2 개의 영상카메라(10)로부터 입력된 영상 데이터는, 2 개의 영상 카메라(10)로부터 동시성을 가지고 입력된 두 개의 영상이 렌즈의 특성상 곡면을 가지고 있으므로 이에 대한 보정과정을 수행한 후(11) 두 영상 사이의 차이성을 연산한다(12).

각기 다른 2 개의 영상카메라(10)의 영상간 차이점은 카메라와 사물의 거리에 반비례하기 때문에 배경을 제거하면(13) 카메라(10)에 근접하여 위치하게 되는 사람 영역을 추출할 수 있다(14).

추출된 사람 영역에서 중심점을 획득하며(15), 이 중심점을 추적함으로써(16) 승차 또는 하차 여부를 판단할 수 있어(17) 이를 이용하면 승객의 승하차 수를 카운트 할 수 있다(18).

도 3 은 본 발명에 따른 불일치 정도 측정 방법을 나타낸 것이다.

사람의 경우 2 개의 눈을 사용하여 사물의 깊이 정보를 획득한다. 마찬가지로 상기 획득한 불일치 정도를 이용하여 영상에서 카메라와 타겟까지 깊이 정보를 획득할 수 있으며, 사람의 경우 배경에 비해서 상대적으로 카메라와 근접하게 되므로 배경에서 사람 영역을 추출할 수 있다.

도 3을 참조하면, 2 개의 서로 다른 카메라로부터 입력된 영상(도 3a, 도 3b)은 같은 타겟을 기준으로 보면 카메라와 타겟까지의 거리에 반비례하여 각기 다른 위치에 상이 맺히게 된다(도 3c).

여기서 상호상관함수를 이용하여 두 개의 영상신호로부터 불일치 정도를 연산할 수 있으며 이를 위하여 제곱된 거리 합(SSD : Sum of Squared Distance) 연산을 사용할 수 있으며 이는 아래와 같다.

여기서 c(d)는 거리에 따른 상호상관함수, Il 및 Ir은 각각 좌/우에서 입력되는 영상 데이터를 의미하며, W는 상호상관함수에서 사용한 윈도우 크기를 타나낸다. 상기 연산 후 도면 3d와 같은 로우패스 필터를 통과하면 도면 3e와 같은 영상을 획득할 수 있다.

도 4 는 본 발명에 따른 중간점 선정 방법을 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면 원래 영상에서 사람은 영역을 차지하고 있으나, 여기서 중간점을 선정하면 영역의 추적이 아닌 점의 추적으로 사람의 움직임을 추적할 수 있으므로 승차 또는 하차 여부를 추정하기 위한 추적 연산이 매우 간단해지는 장점이 있다.

도 5는 본 발명에 따른 승객 추적 및 계수 방법을 나타낸 것이다.

상기 도 2 내지 도 4를 참조로 한 과정에서 획득된 사람 영역의 중간점을 추적할 때, 버스 등의 출입구에 가상의 임계점 라인을 설정하고, 추적된 중간점이 이 임계점 라인을 기준으로 출입구를 통하여 차량 외부로 움직였는지, 혹은 차량 내부로 진입하였는지를 판단할 수 있다. 이를 통하여 승차 수, 하차 수를 각각 카운트 할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 승객 승하차 계수 장치의 구조를 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 승객의 승하차 수를 카운트하는 방법의 구현을 위하여, 2 개의 영상 카메라(10)와, 상기 2 개의 영상카메라(10)로부터 영상을 입력받아 인터페이스 하는 프레임 그래버 보드(frame grabber (31)와, 상기 프레임 그래버 보드(31)로부터의 영상데이터를 입력받아 승객 영역의 추출·중심점 추출 및 추적·이동방향 결정을 통한 승하차수 카운트를 수행하는 연산 보드(embedded computer board)(32)로 구성된 장치를 제공한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 승객 승하 계수장치는, 기존의 영상데이터를 이용한 승객 카운트 방법에 비하여 저가의 연산 장치로 구성된 연산 보드를 사용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상적 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.

도 1은 종래 기술에 따른 영상을 이용한 승객 승하차 계수 방법.

도 2는 본 발명에 따른 승객 승하차 계수 방법.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 불일치 정도 측정 방법.

도 4는 본 발명에 따른 중간점 선정 방법.

도 5는 본 발명에 따른 승객 추적 및 계수 방법.

도 6은 본 발명에 따른 승객 추적 및 계수 장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 영상 카메라 31 : 프레임 그래버 보드

32 : 연산보드

Claims

운송수단 장치에 있어서,

승객의 승하차 영상을 2 개의 서로 다른 위치로부터 영상을 연속적으로 획득하는 제1단계;

상기 획득된 영상에서 배경을 제거하고 승객의 영역을 추출하는 제2단계;

상기 추출된 승객 영역에서 중심점을 찾는 제3단계; 및

상기 획득된 중심점을 추적하여 이동 방향을 결정하는 제4단계를 통하여 승객의 승하차 수를 카운트하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 2 개의 영상 데이터로부터 상호연관함수의 연산을 통하여 두 영상 사이의 차이성을 획득하고 이로부터 사람영역을 추출하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 획득된 사람 영역으로부터 중심점을 추출하고 이를 추적함으로써 사람의 동작을 검출하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 사람의 동작 추적 결과에서, 출입구에 가상적으로 설정한 출입 라인을 지나감을 이용하여 승차 또는 하차 여부를 판단하고 이를 계수하는 방법.
승객의 승하차 수를 카운트하는 방법의 구현을 위하여,

2 개의 영상 카메라;

상기 2 개의 영상카메라로부터 영상을 입력받아 인터페이스 하는 프레임 그래버 보드; 및

상기 프레임 그래버 보드로부터의 영상데이터를 입력받아 승객 영역의 추출·중심점 추출 및 추적·이동방향 결정을 통한 승하차수 카운트를 수행하는 연산 보드로 구성된 장치.