KR20150035304A - 영상 기반 열차위치 검지 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 기반 열차위치 검지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열차의 간격제어, 위치 측정 등을 위해 철도 차량에 영상 인식 시스템을 설치하여 위치를 인식하여 정확도를 높이고 지상 설비 설치 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 영상 기반 열차위치 검지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 카메라 모듈; 대상물의 위치 정보를 저장하는 노선별 위치 정보 DB; 상기 카메라 모듈의 영상 정보를 저장하고, 상기 영상 정보를 이미지 정보로 나누는 영상정보 저장 및 분석모듈; 상기 영상정보 저장 및 분석모듈에서 전달받은 이미지 정보에 위치 정보를 삽입하여 저장하는 위치별 영상정보 DB; 기존 이미지 정보와 실시간 이미지정보를 비교하고, 이에 따른 위치 정보를 산출하는 위치 정보 생성부;를 포함하여 구성된다.

Description

영상 기반 열차위치 검지 시스템 및 그 방법{Train position capturing system using camera and the method thereof}

본 발명은 영상 기반 열차위치 검지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열차의 간격제어, 위치 측정 등을 위해 철도 차량에 영상 인식 시스템을 설치하여 위치를 인식하여 정확도를 높이고 지상 설비 설치 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 영상 기반 열차위치 검지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 열차제어시스템은 열차의 간격제어를 위해를 열차 위치를 정확히 인식하는 것이 필요하며 현재 열차 위치는 궤도회로나 타코메타와 RFID를 이용하여 인식한다.

그러나 궤도회로나 RFID를 이용하여 열차 위치 인식하는 방식은 궤도회로 방식은 폐색 구간내 열차의 점유 정보만 확인 가능하여 정확도가 높지 않고, 타코메타를 이용하는 경우는 열차의 슬립이나 슬라이드에 의해 정확도가 낮아지게 되고 열차 위치 보정을 위한 RFID가 필요하여 지상 설비 설치 및 유지 보수 비용이 필요한 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하고자 본 발명은 기존 이미지 정보와 실시간 이미지정보를 비교하고, 이에 따른 위치 정보를 정확하게 산출할 수 있는 영상 기반 열차위치 검지 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 카메라 모듈; 대상물의 위치 정보를 저장하는 노선별 위치 정보 DB; 상기 카메라 모듈의 영상 정보를 저장하고, 상기 영상 정보를 이미지 정보로 나누는 영상정보 저장 및 분석모듈; 상기 영상정보 저장 및 분석모듈에서 전달받은 이미지 정보에 위치 정보를 삽입하여 저장하는 위치별 영상정보 DB; 기존 이미지 정보와 실시간 이미지정보를 비교하고, 이에 따른 위치 정보를 산출하는 위치 정보 생성부;를 포함하여 구성된다.

일실시예에 있어서, 상기 위치 정보 생성부는, 상기 위치별 영상정보 DB의 이미지 정보와 상기 카메라 모듈의 실시간 이미지정보를 비교하는 이미지정보 비교 모듈; 및 상기 이미지정보 비교 모듈에서 일치하는 것으로 판단되는 이미지의 위치 정보를 산출하는 열차 위치 계산 모듈;을 포함하여 구성된다.

일 실시예에 있어서 상기 대상물은 노선별 표식, 전주, 및 특정 건물이다.

본 발명은 위치별 영상정보를 생성하는 경우 카메라에서 생성되는 영상 정보를 2차원 이미지로 랜더링하는 단계; 상기 2차원 랜더링된 이미지에 위치 정보를 입력하는 단계; 상기 2차원 랜더링된 이미지와 위치 정보를 통합하여 위치별 영상정보 DB에 저장하는 단계; 상기 실시간 위치를 검지하는 경우, 상기 위치별 영상정보 DB와 상기 카메라를 통한 실시간 영상정보를 각각 이미지화하여 비교하는 단계; 상기 비교하는 이미지의 특정 대상물을 추출하여 형상 및 크기가 일치하는 지 확인하는 단계; 상기 특정 대상물이 일치하는 경우 위치 정보를 생성하여 열차제어시스템에 전송하는 단계;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면 열차의 위치를 정확하게 측정 가능하고 열차 위치 측정을 위한 지상설비가 불필요하여 열차 간격 제어가 정밀하게 가능하고 지상 설비 구축 및 유지보수 비용이 저하된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 기반 열차위치 검지 시스템의 전체적인 구성도를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 기반 열차위치 검지 시스템의 전체적인 구성도를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 기반 열차위치 검지 방법의 순서를 보여주는 플로챠트이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 본 발명은 카메라 모듈(10)과, 노선별 위치 정보 DB(25)와, 영상정보 저장 및 분석모듈(20)과, 위치별 영상정보 DB(30)와, 위치 정보 생성부(40) 등으로 구성된다.

카메라 모듈(10)은 3차원 영상 카메라 또는 2차원 영상 카메라 또는 2차원 이미지 카메라 등에 대한 하나 이상의 모듈이 결합될 수 있다.

또한 카메라 모듈(10)을 통해 3차원 영상 카메라를 통한 3차원 영상 이미지는 2차원으로 랜더링 하여 연속된 2차원 이미지로 분리할 수 있다.

또한 상기 카메라 모듈(10)은 표식 등과의 거리를 측정하기 위해 이미지 랜더링 모듈과 추가로 설치되는 레이저를 이용하여 거리를 검출하는 레이저 거리 검출 모듈을 동시에 또는 따로 사용가능하다.

따라서 본 발명은 3차원 카메라의 영상 정보에서 깊이 정보를 랜더링 필요 없이 자동으로 측정하는 것이 가능하여 열차 간격 제어 등이 용이하게 이루어질 수 있다.

노선별 위치 정보 DB(25)는 대상물의 위치 정보를 저장하는 데이터베이스로서, 모듈 기능을 포함하고, 상기 대상물은 노선별 표식, 전주, 및 특정 건물 등임이 바람직하다.

영상정보 저장 및 분석모듈(20)은 상기 카메라 모듈(10)의 영상 정보를 저장하고, 상기 영상 정보를 이미지 정보로 나누는 모듈로서, 이미지 랜더링 모듈 등이 포함될 수 있다.

위치별 영상정보 DB(30)는 상기 영상정보 저장 및 분석모듈(20)에서 전달받은 이미지 정보에 위치 정보를 삽입하여 저장하는 데이터베이스로서, 상기 위치 정보로는 각 노선별로 전주나 특정 건물에 대한 위치 정보를 미리 확보하여 열차 위치를 추정하는 정보이거나 GPS 모듈(25')에서 생성되는 정밀 위치 정보를 사용할 수 있다.

위치 정보 생성부(40)는 기존 이미지 정보와 실시간 이미지정보를 비교하고, 이에 따른 위치 정보를 산출하는 모듈로서, 상기 각 노선별로 전주나 특정 건물에 대한 위치 정보를 이용할 수 있다.

즉 상기 위치 정보 생성부(40)는 상기 이미지 정보와 상기 카메라 모듈(10)에서 생성되는 실시간 이미지정보를 비교하고, 일치되는 상기 이미지 정보에 따라 상기 위치별 영상정보 DB에서 위치 정보를 산출한다.

이를 위해 상기 위치 정보 생성부(40)는 상기 위치별 영상정보 DB(30)의 이미지 정보와 상기 카메라 모듈(10)의 영상 정보를 이미지화한 실시간 이미지정보를 일대일 비교하는 이미지정보 비교 모듈(42)과, 상기 이미지정보 비교 모듈에서 일치하는 것으로 판단되는 이미지의 위치 정보를 산출하는 열차 위치 계산 모듈(44)을 포함할 수 있다.

또는 본 발명의 다른 실시예로서 3차원 카메라의 영상 정보에서 깊이 정보를 추출하여 노선별 표식, 전주, 및 특정 건물 등과의 열차의 거리를 측정할 수 있고, 이에 따라 열차 위치를 정확하게 측정 가능할 수 있다.

이하 본 발명의 실시를 위한 영상 기반 열차위치 검지 방법에 대하여 도면을 참고하여 자세히 설명한다.

도 3에서 보는 바와 같이 먼저 위치별 영상정보를 생성하는 경우 카메라에서 생성되는 영상 정보를 2차원 이미지로 랜더링한다(S101, S108).

여기에서 차원 카메라의 영상 정보에서 깊이 정보를 추출하는 방법을 사용할 수도 있다.

그리고 상기 2차원 랜더링된 이미지에 위치 정보를 입력한다(S109). 이 경우 상기 2차원 랜더링된 이미지 정보와 위치 정보는 동일한 데이터베이스에 저장되는 것이 바람직하다.

계속하여 상기 2차원 랜더링된 이미지와 위치 정보를 통합하여 위치별 영상정보 DB에 저장한다(S110).

한편 상기 실시간 위치를 검지하는 경우, 상기 위치별 영상정보 DB와 상기 카메라를 통한 실시간 영상정보를 각각 이미지화하여 비교한다(S103).

그리고, 상기 비교하는 이미지의 특정 대상물을 추출하여 형상 및 크기가 일치하는 지 확인하고, 상기 특정 대상물이 일치하는 경우 위치 정보를 생성하여 열차제어시스템에 전송하여 열차 위치를 정확하게 측정한다(S104, S105, S106, S107).

이상에서 설명된 본 발명의 영상 기반 열차위치 검지 시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.

그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 카메라 모듈
20 : 영상정보 저장 및 분석모듈
25 : 노선별 위치 정보 DB
25' : GPS 모듈
30 : 위치별 영상정보 DB
40 : 위치 정보 생성부
42 : 이미지정보 비교 모듈
44 : 열차 위치 계산 모듈

Claims (4)

1. 카메라 모듈;
   대상물의 위치 정보를 저장하는 노선별 위치 정보 DB;
   상기 카메라 모듈의 영상 정보를 저장하고, 상기 영상 정보를 이미지 정보로 나누는 영상정보 저장 및 분석모듈;
   상기 영상정보 저장 및 분석모듈에서 전달받은 이미지 정보에 위치 정보를 삽입하여 저장하는 위치별 영상정보 DB; 및
   상기 이미지 정보와 상기 카메라 모듈에서 생성되는 실시간 이미지정보를 비교하고, 일치되는 상기 이미지 정보에 따라 상기 위치별 영상정보 DB에서 위치 정보를 산출하는 위치 정보 생성부;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 기반 열차위치 검지 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 위치 정보 생성부는,
   상기 위치별 영상정보 DB의 이미지 정보와 상기 카메라 모듈의 실시간 이미지정보를 비교하는 이미지정보 비교 모듈; 및
   상기 이미지정보 비교 모듈에서 일치하는 것으로 판단되는 이미지의 위치 정보를 산출하는 열차 위치 계산 모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 기반 열차위치 검지 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 대상물은 노선별 표식, 전주, 및 특정 건물인 것을 특징으로 하는 영상 기반 열차위치 검지 시스템.
   
4. 위치별 영상정보를 생성하는 경우 카메라에서 생성되는 영상 정보를 2차원 이미지로 랜더링하는 단계;
   상기 2차원 랜더링된 이미지에 위치 정보를 입력하는 단계;
   상기 2차원 랜더링된 이미지와 위치 정보를 통합하여 위치별 영상정보 DB에 저장하는 단계;
   상기 실시간 위치를 검지하는 경우, 상기 위치별 영상정보 DB와 상기 카메라를 통한 실시간 영상정보를 각각 이미지화하여 비교하는 단계;
   상기 비교하는 이미지의 특정 대상물을 추출하여 형상 및 크기가 일치하는 지 확인하는 단계; 및
   상기 특정 대상물이 일치하는 경우 위치 정보를 생성하여 열차제어시스템에 전송하는 단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 기반 열차위치 검지 방법.

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