KR20170088692A - 영상을 이용한 차량속도 산출장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상을 이용한 차량속도 산출장치에 관한 것이다. 본 발명은, 이동하는 차량을 촬영하여 차량 영상을 얻는 촬영부와, 상기 차량 영상 중 최소한 2개의 영상을 이미지 프로세싱하여 상기 차량 영상에서 상기 차량 영상의 소정 부분의 크기 변화량을 계산하는 영상처리부와, 상기 차량의 영상의 크기 변화량을 상기 차량의 이동거리로 환산하여 상기 차량의 속도를 계산하는 속도계산부를 포함하는 영상을 이용한 차량속도 산출장치를 제공한다.

Description

영상을 이용한 차량속도 산출장치 및 그 방법{Device and Method for Calculating Vehicle Speed by Image}
본 발명은 영상을 이용한 차량속도 산출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 영상을 이용하여 차량의 속도를 산출하는 차량속도 산출장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 CCTV 카메라를 이용하여 공공치안 및 범죄예방 시스템, 법규위반 단속 시스템 등과 같은 차량번호 판독시스템이 보편화되고 있다. 차량번호 판독시스템은 차량을 촬영하고, 촬영된 영상에서 차량번호를 판독하여 적절한 용도로 사용한다. 예들 들어, 과속단속 시스템과 같은 법규위반 단속 시스템은 과속한 차량의 번호판을 판독하여 범칙금을 부과하고, 공공치안 및 범죄예방 시스템에서는 범죄 용의 차량 등을 찾아낸다.
일반적으로 과속단속 시스템은 주행하는 차량 중에 과속으로 판단되는 차량을 촬영한다. 그런데, 주행하는 차량의 과속 여부는 한 쌍의 루프, 레이저 등과 같은 차량 검지 센서를 이용하여 판단한다. 따라서 이러한 종래의 과속단속 시스템은 차량검지 센서 및 카메라를 같이 사용하므로 구조가 복잡하고 비용이 증가한다는 단점이 있다. 한편, 골목길, 어린이 보호구역, 스쿨존과 같은 지역에서도 통행하는 차량의 속도를 산출하여 소정 속도 이상으로 주행하는 것을 제한할 필요가 있다. 그러나, 종래의 일반적인 시스템 즉 검지 센서와 카메라를 사용하는 방식은 구조가 복잡하고 고가의 장비가 필요하여 설치에 제약이 따른다는 문제점이 있다.
한편 차량을 검지하는 센서를 사용하지 않고 촬영된 차량의 영상을 이용하여 차량의 속도를 산출하는 것이 제안되어 있다. 즉 평균 통행 속도 등과 같은 교통정보를 수집하는 장치에서는 영상을 이용하여 주행하는 차량의 속도 산출하는 것이 제안되어 있다. 그러나 이러한 방식에서는 영상에서 차량의 끝선을 이용하여 차량의 속도를 산출할 수 있으나, 이러한 방식에서는 영상 획득을 위하여 8-10m 높이의 철주를 포함하는 구조물이 필요하다. 또한 이러한 종래의 방식에서는 촬영된 차량에서 차량번호와 같은 차량정보를 알 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 속도를 감지하는 차량검지 센서를 사용하지 않고 영상을 이용하여 차량속도를 산출하는 차량속도 산출장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 본 발명은 이동하는 차량을 촬영하여 차량 영상을 얻는 촬영부와; 상기 차량 영상 중 최소한 2개의 영상을 이미지 프로세싱하여, 상기 차량 영상에서 상기 차량 영상의 소정 부분의 크기 변화량을 계산하는 영상처리부와; 상기 차량의 영상의 크기 변화량을 상기 차량의 이동거리로 환산하여 상기 차량의 속도를 계산하는 속도계산부를 포함하는 영상을 이용한 차량속도 산출장치를 제공한다.
상기 차량의 크기 변화량은 상기 차량 영상에서 미리 정의된 기준지표부를 이용하여 계산하는 것이 바람직하다. 상기 기준지표부는, 상기 차량의 폭, 상기 차량의 사이드 미러 사이의 거리, 상기 차량의 타이어 사이의 거리, 상기 차량의 헤드 라이트 사이의 거리 및 상기 차량의 번호판의 크기, 상기 번호판의 글씨크기 중의 최소한 한 개를 사용할 수 있다.
상기 기준지표부의 픽셀 변화량을 이용하여 상기 차량의 크기 변화량을 판단하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 차량의 영상의 크기 변화량을 상기 차량의 이동거리로 환산한 환산 이동거리 테이블을 저장하는 저장부를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 환산 이동거리 테이블은, 한 개의 기준 픽셀수를 정하고, 상기 기준 픽셀수에 대한 픽셀수의 변화량에 대응하는 실제 이동거리로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 촬영부는 노면에 설치되는 것이 바람직하다. 한편, 산출된 차량의 속도가 소정 속도 이상이면 알람을 출력하는 경보부를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은, 이동하는 차량을 촬영하여 최소한 2개의 차량 영상을 얻는 영상획득단계와; 상기 차량 영상 중 최소한 2개의 영상을 이미지 프로세싱하여, 상기 차량 영상에서 상기 차량 영상의 소정 부분의 크기 변화량을 계산하는 영상처리단계와; 상기 차량의 영상의 크기 변화량을 상기 차량의 이동거리로 환산하여 상기 차량의 속도를 계산하는 속도계산단계를 포함하는 영상을 이용한 차량속도 산출방법을 제공한다. 상기 속도계산단계에서 계산된 차량의 속도가 소정 속도 이상이면 소정의 후속 조치를 수행하는 후속처리단계를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 후속처리 단계는 계산된 차량의 속도가 소정 속도 이상이면 알람을 발생시키는 것일 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출장치 및 그 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명에 따르면, 차량검지 센서를 사용하지 않고도 차량의 속도를 산출할 수 있다는 이점이 있다. 또한 차량 속도뿐만 아니라 차량번호 등과 같은 차량정보를 동시에 획득할 수 있다는 이점이 있다.
둘째, 본 발명에 따르면, 설치가 간단하고 비용이 저렴하게 차량속도 산출장치를 구현할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 차량검지 센서를 사용하지 않으므로, 카메라부를 도로에 매설할 수 있어, 지주 등과 같은 구조물을 사용하지 않을 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출장치의 설치를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출장치 및 그 방법의 원리를 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출장치의 실시예의 구성을 개략적으로 도시한 구성도
도 4는 본 발명에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출방법의 실시예를 도시한 흐름도
도 5 및 도 6은 도 4에서 실제 촬영된 영상을 도시한 사진
첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출장치 및 그 방법의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 아래에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.
먼저 도 1 및 도 2를 참조하여, 영상을 이용한 차량속도 산출장치 및 그 방법의 원리를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량속도 산출장치(1)는 차량(3)이 주행하는 도로(5) 등에 설치된다. 카메라와 같은 촬영부(10)는 차량(3)을 소정 시간 간격(t1, t2)으로 촬영하고, 촬영된 최소한 2개의 영상을 이용하여 상기 차량(3)의 속도를 산출한다.
본 발명에서는, 촬영부(10)를 이용하여 주행하는 차량(3)을 촬영하며, 촬영된 영상 중 적어도 2개의 영상을 이용하여 차량 영상의 크기 변화량을 산출하고, 상기 차량 영상의 크기 변화량을 실제 차량의 이동거리를 환산하고, 이를 이용하여 차량의 주행 속도를 산출한다. 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2(a)는 소정 시점(t1)에 촬영된 영상(A1)이며, 도 2(b)는 소정 시간 경과 후의 시점(t2)에 촬영된 영상(A2)이다. 도 2에 예시된 바와 같이, 차량(3)이 촬영부(10)를 향하여 접근하는 경우에는 t1 시점의 영상(A1)에서 차량(3)의 크기(B1)에 비하여 t2 시점의 영상(A2)에서의 차량(3)의 크기(B2)가 크게 된다. 반대로 차량(3)이 촬영부(10)로부터 멀어지는 경우에는 t1 시점의 영상에서의 차량의 크기에 비하여 t2 시점의 영상에서의 차량의 크기가 작게 된다.
두 가지 경우 모두 차량 영상의 크기 변화량은 차량의 실제 이동거리와 일정한 상관관계를 가지게 된다.(도 2에서는 차량 영상의 크기 변화량을 편의상 차량의 폭(B1, B2)을 기준으로 도시 및 설명하였다.) 따라서, 이러한 상관관계를 이용하며, 차량 영상의 크기 변화량(ΔB=B2-B1)을 차량의 실제 이동거리(s)로 환산(이하 "환산 이동거리")하고, 상기 환산 이동거리를 두 개의 영상의 촬영 간격(t2-t1)으로 나누면 차량의 속도(v)를 산출할 수 있다. 즉 차량의 속도 v= s / |t1-t2| = f(ΔB) / |t1-t2|로 산출할 수 있다.
차량 영상의 크기 변화량의 의미, 그 판단 방법, 환산 이동거리의 판단 방법 등에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
차량 영상의 크기 변화량(ΔB)은 촬영된 영상에서 차량의 크기의 변화량을 의미한다. 따라서 차량 영상의 크기 변화량은 촬영된 영상에서 차량의 소정 부분의 변화량을 의미할 수 있다. 도 2에서는 차량의 소정 부분은 차량의 폭(B1, B2)을 이용하였지만 이에 한정되지는 않는다. 즉, 차량의 소정 부분(이하 편의상 "기준지표부")은 차량 영상에서 두 개의 지점을 이용하는 것이 가능하며, 이미지 프로세싱에서 분석이 용이한 부분을 사용하는 것이 바람직하다. 예들 들어, 상기 기준지표부는, 차량의 폭, 차량의 사이드 미러 사이의 거리, 차량의 타이어 사이의 거리, 상기 차량의 헤드라이트 사이의 거리, 차량의 그릴의 폭 중의 최소한 한 개를 사용할 수 있다. 또한 차량의 타이어의 폭, 번호판의 크기, 번호판 글씨의 크기 등을 이용할 수도 있다.
그런데 기준지표부로서 차량의 번호판(7)을 이용하는 것이 편리하고 정확하다. 왜냐하면, 차량의 종류가 다양하므로 차량의 형상 등도 다양하다. 그러나 차량의 다른 부분에 비하면 차량의 번호판의 종류는 훨씬 적고, 크기 변화를 산출하기 위한 영상이 배경과 대비를 이루는 특징이 명확하다. 따라서, 차량의 번호판이 차량의 다른 부분에 비하여 이미지 프로세싱을 하기가 용이하기 때문이다. 또한 차량의 번호판은 차량의 중앙에 위치하므로, 촬영 영상(A1, A2)에서도 대략 중앙에 위치하므로, 영상의 왜곡을 최소화 또는 균일화할 수 있어 정확한 크기 변화량을 획득할 수 있기 때문이다. 또한 번호판의 크기도 좌우의 폭 또는 상하의 폭 중의 최소한 한 개를 이용하는 것이 가능하다.
위에서 예시한 기준지표부는 대략 차량의 가로축에서 2가지 지점이지만, 차량의 세로축에서의 2가지 지점 예를 들어 차량의 높이 등을 이용하는 것도 가능하다. 물론 차량의 가로축에서 영상 크기 변화량 및 차량의 세로축의 영상 크기 변화량을 혼용하는 것도 가능하다. 또한, 차량을 촬영하는 카메라의 렌즈의 특성에 따라 발생되는 왜곡에 따른 수차 문제를 해결하는 것이 바람직하다.
한편, 차량 영상의 크기 변화량을 차량의 실제 이동거리로 환산하기 위하여, 여러 가지 방법을 사용하는 것이 가능하다. 예들 들어, 기준지표부의 크기 변화에 따른 실제 이동거리를 함수화할 수도 있다. 또한, 특정 카메라로 획득한 차량 영상의 기준지표부의 크기에 따른 실제 이동거리를 측정하여 영상의 크기 변화량과 실제 차량의 이동거리를 대비한 테이블을 미리 만들어 놓은 것이 바람직하다. 물론 차량을 촬영하는 카메라의 종류에 따라서 이러한 테이블을 각각 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 촬영된 영상에서 차량의 기준지표부의 크기 변화량을 산출하기 위해서는, 획득한 영상에서 기준지표부를 검출하는 영상처리 알고리즘을 필요로 하다. 그런데 이미지 프로세싱을 이용한 차량의 소정 부분의 검출은 다양한 기술이 당해 기술분야 예들 들어 과속단속 시스템 등에서 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
촬영된 영상에서 이미지 프로세싱을 이용하여 기준지표부의 크기 변화량을 산출할 때, 영상에서 기준지표부의 물리적인 크기 또는 영상의 픽셀을 이용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 픽셀을 이용하면, t1 시점의 차량의 폭이 360 픽셀이고, t2 시점의 차량 폭이 780 픽셀이면 크기 변화량은 420 픽셀이 된다.
한편, 기준지표부의 크기 변화량 예들 들어 픽셀의 크기 변화량에 대응하는 차량의 환산 이동거리의 획득을 위하여 충분한 실험 데이터를 확보하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 카메라는 센서, 렌즈, 초점거리 등 카메라를 구성하는 요소의 특징에 따라서 영상에서 다양한 차이가 발생한다. 따라서 카메라의 종류에 따른 특성에 따라서 환산 이동거리가 달라질 수 있다. 따라서, 보다 정확한 환산 이동거리를 확보하기 위해서는 이용 가능한 카메라의 종류에 따라서 이에 대한 환산 이동거리를 산출하고 검증하는 것이 바람직하다. 또한 산출되고 검증된 환산 이동거리 즉 차량의 크기변화량에 대한 실제 이동거리(환산 이동거리)를 소정의 테이블(이하 "환산 이동거리 테이블")로 만들어, 미리 소정의 방식으로 저장하여 두는 것이 바람직하다.
환산 이동거리 테이블은 여러가지 방식으로 구현하는 것이 가능하다. 예들 들어, 2개의 촬영 시점 사이의 영상의 크기 변화량(ΔB)에 각각 대응하는 환산 이동거리를 테이블화할 수 있다. 또한, 하나의 시작 시점의 영상에 대응하는 다수의 종료시점에 영상 크기에 대한 환산 이동거리를 테이블화 할 수도 있다.
영상의 촬영시점(t1,t2)의 최소 간격은 속도 산출이 오차 범위를 최소화하도록 충분한 시간적 차이를 갖는 것이 바람직하다. 예들 들어 밀리초 단위보다는 수초 단위인 것이 바람직하다.
한편, 위에서는 차량이 주행하는 방향으로 차량의 전면을 촬영하는 것을 예시 및 설명하였지만, 반대로 차량의 후방을 촬영한 차량의 영상을 이용하는 것도 가능하다.
도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출장치의 바람직한 실시예의 구성을 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출장치(1)는, 이동하는 차량을 촬영하여 차량 영상을 얻는 촬영부(10)를 구비한다. 상기 촬영부(10)는, 차량 영상 중 최소한 2개의 영상을 이미지 프로세싱하여, 상기 차량 영상에서 상기 차량 영상의 크기 변화를 계산하는 영상처리부(22)에 연결된다. 상기 영상처리부(22)는, 상기 차량의 영상의 크기 변화를 상기 차량의 이동거리로 환산하여 상기 차량의 속도를 계산하는 속도계산부(24)에 연결된다. 본 실시예에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출장치(1)는, 촬영 영상 및 환산 이동거리 테이블를 보관하는 저장부(30)를 더욱 구비하는 것이 바람직하다. 또한 상기 저장부(30)에는 촬영부(10), 영상처리부(22) 및 속도계산부(24)에 연결되는 것이 바람직하다. 또한 차량속도 산출장치(1)는 입력부(40) 및 출력부(50)를 구비하는 것이 바람직하다. 도 3에서는, 입력부(40) 및 출력부(50)가 속도계산부(24)에 연결되는 것을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예들 들어, 영상처리부(22)에 연결되는 것도 가능하며, 영상처리부(22) 및 속도계산부(24)를 하나의 제어부(20)도 구성하여, 상기 제어부(20)에 연결되는 것도 물론 가능하다.
각각의 구성요소를 상세히 설명하면 다음과 같다.
촬영부(10)는 일반적으로 과속단속 시스템 등에서 사용되는 카메라를 사용하는 것이 가능하다. 상기 촬영부(10)는 주행하는 차량을 동일한 화각에서 동일한 위치에서 시간을 달리하여 적어도 2개의 영상을 획득하는 것이 바람직하다. 즉 촬영부(10)는 차량이 주행하는 도로의 소정 위치에 설치되어, 주행하는 차량을 연속적으로 촬영할 수 있는 것이 바람직하다. 물론 각각의 영상에는 촬영 시각이 기록된다.
영상처리부(22)는 상기 촬영부(10)에서 전달된 영상에서 차량의 기준지표부의 변화량을 이미지 프로세싱에 의하여 획득하는 기능을 한다. 상술한 바와 같이, 영상처리부(22)에서는 기준지표부 예들 들어 번호판의 폭의 변화량을 이미지 프로세싱에 의하여 분석할 수 있다. 차량의 번호판의 크기 변화량을 산출하기 위해서는 우선 차량의 번호판을 검출해야 하는데, 이러한 것은 현재 과속단속 시스템 등에서 사용되는 알고리즘을 사용하는 것이 가능하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 영상처리부(22)에서는 기준지표부의 변화량을 정확히 판단하는 것이 바람직하다. 그런데, 촬영부(10) 예들 들어 카메라의 렌즈는 평면이 아니므로 중앙에서 멀어지면 구간에 따라서 굴절에 따른 차이가 발생할 수 있으므로, 이를 보정하거나 수차가 적은 구간에서 획득한 영상을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, t1 시점의 영상은 적어도 촬영된 영상에서 기준지표부가 소정 픽셀 구간(예들 들어 일반적으로 영상의 중앙부분)에서 촬영된 영상을 이용하고, t2 시점의 영상도 소정 픽셀 구간(예들 들어 일반적으로 영상의 중앙부분)에서 촬영된 영상을 이용하는 것이 가능하다. 그리고 영상처리부(22)는 촬영 영상에서 차량번호를 판독하는 알고리즘을 포함하는 것이 바람직하다.
속도계산부(24)를 설명하면 다음과 같다. 속도계산부(24)는, 영상처리부(22)에서 해석된 기준지표부의 변화량을 차량의 실제 이동거리로 환산하여 환산 이동거리를 계산한다. 속도계산부(24)에서는 기준지표부의 변화량과 환산 이동거리의 함수를 만들어 실시간으로 차량의 이동거리를 계산하여도 되며, 미리 환산 이동거리 테이블을 만들어 이를 이용하여 차량의 이동거리를 계산하는 것도 가능하다. 환산 이동거리는 카메라의 종류, 설치 위치 등에 따라서 달라지므로, 실험에 의하여 미리 환산 이동거리 테이블을 만들어 이를 저장부(30)에 보관하고 이용하는 것이 바람직하다.
그리고 저장부(30)에는 실제 촬영된 차량 영상, 환산 이동거리 테이블, 계산된 차량의 속도, 판독된 차량번호 등이 저장되는 것이 바람직하다. 또한 저장부(30)에는 차량 종류별 차량의 실제 특성치 정보를 포함하여 보관하는 것이 바람직하다.
다음으로 입력부(40) 및 출력부(50)를 설명하면 다음과 같다. 입력부(40) 및 출력부(50)는, 사용자가 차량속도 산출장치를 사용하기 위한 인터페이스를 제공한다. 예들 들어, 사용자가 지정한 영역을 기준지표부로 사용할 수 있도록, 기준지표부를 사용자가 지정할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다. 한편 도시되지는 않았지만, 촬영부(10)를 보조하기 위한 조명장치를 더욱 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
한편 상술한 실시예에서는, 촬영부(10), 영상처리부(22) 및 속도계산부(24)를 각각 다르게 도시 및 설명하였지만, 이는 설명의 편의상 구분한 것이며 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 촬영부(10), 영상처리부(22) 및 속도계산부(24)를 일체형 또는 별개로 구성할 수 있다. 특히 영상처리부(22) 및 속도계산부(24)는 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 일체로 구현하거나 하나로 구현할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량속도 산출장치를 과속단속 시스템에 사용할 수 있다. 이러한 경우에는 차량속도 산출장치(1)가 통신망(60)에 의하여 통합운영부(70)에 연결된다. 통합운영부(70)는 경찰청 등에 설치되며, 소정의 데이터 베이스를 구비하여 통합 검색 및 운용, 법규 위반 차량에 대한 범칙금 통지 기능 등을 수행할 수 있다. 즉 차량속도 산출장치(1)는 도로 등과 같은 특정 현장에 설치되며, 통합운영부(70)는 원격지에 설치되는 것이 일반적이다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 차량속도 산출장치(1)의 촬영부(10) 만을 도로에 설치하고, 영상처리부(22) 및 속도계산부(24)를 통합운영부(70)에 함께 구비하는 것도 물론 가능하다.
한편 본 발명은 차량 또는 차량 속도를 감지하기 위한 루프, 레이저 등의 별도의 센서를 사용하지 않아도 된다. 따라서 본 발명에서는 촬영부(10)는 도로에 매설되어, 상기 촬영부(10)는 주행하는 차량을 노면에서 촬영할 수도 있다. 이렇게 구성하면, 촬영부(10)를 설치하기 위한 지주 등을 사용하지 않아도 되므로 구조가 간단하고 설치가 용이하다는 이점이 있다. 따라서 본 발명에 따른 차량속도 산출장치는 비교적 간단하고 상대적으로 저비용으로 골목길, 어린이 보호구역, 스쿨존과 같은 지역에 설치되는 것이 가능하다. 따라서 본 발명에 의하면, 골목길, 어린이 보호구역, 스쿨존과 같은 지역에서 통행하는 차량의 속도를 산출하여 소정 속도 이상으로 주행하는 것을 제한할 수 있다.
경보부(52)는 영상을 이용하여 속도를 계산하고 그 결과에 따라서 차량에게 소정의 알람 등을 하기 위한 기능을 가진다. 예를 들어, 제어부(24)에 산출된 차량의 속도가 소정 속도 이상이면 해당 차량에게 규정 속도를 위반하였으니 감속하라는 알람을 발생시킬 수 있다. 경보부(52)에서 여러 가지 형태로 예를 들어 시청각적 방법의 알람을 수행하는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 영상을 이용한 차량속도 산출 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 촬영부에서는 이동하는 차량을 촬영하여 최소한 2개의 차량 영상을 얻는다(영상획득단계, S1). 다음에는, 영상처리부에서는 촬영된 차량 영상 중 최소한 2개의 영상을 이미지 프로세싱하여, 상기 차량 영상에서 상기 차량 영상의 소정 부분의 크기 변화량을 판단한다(영상처리단계, S3). 그리고, 속도계산부에서는 상기 차량의 영상의 크기 변화량을 상기 차량의 이동거리로 환산하여 상기 차량의 속도를 계산한다(속도계산단계, S5). 속도계산단계에서 계산된 차량의 속도가 소정 속도 이상이면 정해진 후속처리를 한다(후속처리 단계, S7) 후속처리단계에서는, 예들 들어 스쿨존 등에서는 규정속도 이상으로 주행하는 차량에서 감속하라는 알람을 경보부를 통하여 줄 수 있다. 또는, 통합운영부에서 해당 차량에게 과속에 기한 범칙금 등을 통보할 수도 있다.
이때, 상술한 바와 같이, 차량 영상의 소정 부분은 차량의 2점을 잇는 기준지표부를 사용하며, 상기 기분지표부는 차량의 폭, 차량의 번호판의 크기 등이 될 수 있다. 또한, 차량의 영상의 크기 변화량은 기준지표부의 픽셀의 변화량을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 픽셀의 변화량에 대응하는 실제 이동거리(환산 이동거리)를 만들어 테이블(환산 이동거리 테이블)로 만들어 놓은 것이 바람직하다.
환산 이동거리 테이블은 여러가지 방식으로 구현하는 것이 가능하다. 예들 들어, 2개의 촬영 시점 사이의 영상의 크기 변화량(ΔB)에 각각 대응하는 환산 이동거리를 테이블화할 수 있다. 또한, 한 개의 시작 시점의 영상에 대응하는 다수의 종료 시점에 영상 크기에 대한 환산 이동거리를 테이블화 할 수도 있다. 즉 시작 시점의 한 개의 기준 픽셀수를 정하고, 상기 기준 픽셀수에 대한 픽셀수의 변화량에 대응하는 실제 이동거리로 구성되는 환산 이동거리 테이블을 만드는 것이 바람직하다. 보다 상세히 설명하면, 소정의 시작 시점의 영상에서 번호판의 크기를 기준 픽셀수로 정하고, 여러가지 다른 영상에서의 번호판의 픽셀수와 기준 픽셀수의 차이를 각각 실제 거리를 테이블화하는 것이 바람직하다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 예들 들어 설명하면 다음과 같다. S사 카메라를 이용하여 실험하였다 사용된 카메라는 센서 크기 1/1.8, 해상도(1280 X 1920)이다. 기준지표부로는 차량의 번호판의 폭을 이용하였다. 예를 들어, 도 5와 같이, 카메라로 부터 10m 거리에서 촬영된 영상에서 번호판의 픽셀수을 기준으로 한다. 그리고, 10m 안쪽의 영상에서 다수의 번호판의 픽셀수를 각각 영상처리하여 테이블을 만든다. 편의상 4m 거리의 영상만을 도 6에 표시하였다.
실험 결과, 시작 시점의 영상에서 번호판의 픽셀수가 100인 경우에, 다른 영상의 번호판의 픽셀수가 110인 경우(즉 픽셀수 변화량이 10인 경우)에는 실제 이동거리가 3m, 210인 경우에는 실제 이동거리가 3.1m, 310인 경우에는 실제 이동거리가 3.3m, 410인 경우에는 실제 이동거리가 4.4m, 510인 경우에는 실제 이동거리가 5m였다. 물론 이러한 관계는 카메라 및 설치 환경에 따라 달라지며, 따라서 카메라 설치시에 적절한 실험을 통하여 한 번 미리 만들 수 있으며, 일단 테이블이 만들어지면 상기 테이블을 계속적으로 사용할 수 있다.
이러한 방식으로 환산 이동거리 테이블을 만들어 놓으면, 기준지표부의 크기 변화량에 대응하는 실제 이동거리를 용이하고 정확하게 계산하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로 환산 이동거리 테이블을 만들어 놓는 경우에는, 영상을 이용하여 속도를 산출할 때 최소한 2개의 영상이 필요한데, 한 개의 영상(t1의 영상)은 번호판의 픽셀수가 100인 것을 찾아내고, 또 다른 영상(t2의 영상)은 t1 영상 이외의 적절한 영상을 선정하면 된다. 한편, 환산 이동거리 테이블을 만들 때, 한개 시작 시점의 영상에서 번호판의 크기를 기준 픽셀수로 정하고 이에 대한 여러가지 다른 영상에서의 번호판의 픽셀수와 기준 픽셀수의 차이를 각각 실제 거리를 테이블화하는 것도 가능하지만, 다수개의 시작시점을 정하여 상기 다수개의 시작시점에 대한 각각의 테이블을 만들어 놓은 것도 가능하다. 즉, 기준픽셀수가 100, 200, 300인 경우에 대한 각각의 환산 이동거리 테이블을 만들어 놓을 수도 있다. 이렇게 구성하면, 기준 영상의 픽셀수가 여러 개가 되므로 보다 편리하게 2개의 영상을 비교하여 거리를 환산할 수 있다. 또한 각기 다른 기준픽셀수에 근거하여 속도를 계산하고 이를 평균할 수도 있다.
상술한 본 발명의 실시예는 컴퓨터와 같은 정보처리장치에서 수행될 수 있는 형태로 구현되어 상기 정보처리장치가 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 정보처리장치가 판독 가능한 매체에는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등이 단독으로 또는 조합하여 포함될 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 컴퓨터 소프트웨어 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려져 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예는 하드디스크, 플로피 디스크 및 자기테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광매체(magneto-optical media), 및 롬, 램, 플레시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예는 컴파일러에 의해 만들어지는 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의하여 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상술한 바와 같이, 본 발명을 구체적 구성요소 등과 같은 특정 사항을 가지는 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다. 즉 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 이러한 수정 및 변형의 본 발명의 범주이다.
10 : 촬영부 20 : 제어부
22 : 영상처리부 24 : 속도계산부

Claims (11)

  1. 이동하는 차량을 촬영하여 차량 영상을 얻는 촬영부와;
    상기 차량 영상 중 최소한 2개의 영상을 이미지 프로세싱하여, 상기 차량 영상에서 상기 차량 영상의 소정 부분의 크기 변화량을 계산하는 영상처리부와;
    상기 차량의 영상의 크기 변화량을 상기 차량의 이동거리로 환산하여 상기 차량의 속도를 계산하는 속도계산부를 포함하는 영상을 이용한 차량속도 산출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차량의 크기 변화량은 상기 차량 영상에서 미리 정의된 기준지표부를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 차량속도 산출장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기준지표부는, 상기 차량의 폭, 상기 차량의 사이드 미러 사이의 거리, 상기 차량의 타이어 사이의 거리, 상기 차량의 헤드 라이트 사이의 거리 및 상기 차량의 번호판의 크기, 상기 번호판의 글씨크기 중의 최소한 한 개인 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 차량속도 산출장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 기준지표부의 픽셀 변화량을 이용하여 상기 차량의 크기 변화량을 판단하는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 차량속도 산출장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차량의 영상의 크기 변화량을 상기 차량의 이동거리로 환산한 환산 이동거리 테이블을 저장하는 저장부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 차량속도 산출장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 환산 이동거리 테이블은, 한 개의 기준 픽셀수를 정하고, 상기 기준 픽셀수에 대한 픽셀수의 변화량에 대응하는 실제 이동거리로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 차량속도 산출장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬영부는 노면에 설치되는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 차량속도 산출장치.
  8. 제8항에 있어서, 산출된 차량의 속도가 소정 속도 이상이면 알람을 출력하는 경보부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 차량속도 산출장치.
  9. 이동하는 차량을 촬영하여 최소한 2개의 차량 영상을 얻는 영상획득단계와;
    상기 차량 영상 중 최소한 2개의 영상을 이미지 프로세싱하여, 상기 차량 영상에서 상기 차량 영상의 소정 부분의 크기 변화량을 계산하는 영상처리단계와;
    상기 차량의 영상의 크기 변화량을 상기 차량의 이동거리로 환산하여 상기 차량의 속도를 계산하는 속도계산단계를 포함하는 영상을 이용한 차량속도 산출방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 속도계산단계에서 계산된 차량의 속도가 소정 속도 이상이면 소정의 후속작업을 하는 후속처리단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 영상을 이용한 차량속도 산출방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 후속처리단계에서, 상기 계산된 차량속도가 소정 속동 이상이면 경보를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량속도 산출방법.
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