KR20220132367A - Smart school zone system for blind spot monitoring - Google Patents

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KR20220132367A
KR20220132367A KR1020210037592A KR20210037592A KR20220132367A KR 20220132367 A KR20220132367 A KR 20220132367A KR 1020210037592 A KR1020210037592 A KR 1020210037592A KR 20210037592 A KR20210037592 A KR 20210037592A KR 20220132367 A KR20220132367 A KR 20220132367A
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맹승렬
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공주대학교 산학협력단
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Abstract

A smart school zone system for monitoring a blind spot is disclosed. The smart school zone system for monitoring a blind spot comprises: a school zone monitoring device that is installed in an arbitrary place in a children's protection area, obtains a school zone image for a preset area, analyzes the obtained school zone image to recognize pedestrians and vehicles present in an image area, calculates locations of recognized pedestrians and vehicles, compares the locations of the pedestrians and vehicles, and when there is a pedestrian in front of a vehicle, outputs a first warning signal to notify a risk of collision of a vehicle and transmits a second warning signal including pedestrian location information; and a vehicle monitoring device that receives the second warning signal, generates a pedestrian composite image in which a pedestrian image is synthesized with an image in front of the vehicle and outputs the generated pedestrian composite image through a head up display (HUD). The smart school zone system provides warning signals to a pedestrian and driver such that the pedestrian and driver recognize a situation in which the pedestrian and vehicle approach each other within a certain distance in a blind spot.

Description

사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템{Smart school zone system for blind spot monitoring}Smart school zone system for blind spot monitoring

본 발명은 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart school zone system for blind spot monitoring.

2019년 학교 주변 도로에서 발생한 어린이 교통사고에 대한 국민적 관심과 염려가 반영되어 스쿨존 내에서 발생하는 교통사고를 줄이기 위하여 소위 민식이법이 제정되어 시행되었다. 민식이법이 시행된 이후, 2020년 10월 기준으로 전체 어린이 교통사고 사망자는 19.2%로 감소했고, 어린이 보호구역내 어린이 교통사고는 21.5%로 감소했고, 사망자는 66.7%로 감소하였다. 그러나, 어린이 보호구역내 교통사고는 민식이법 시행 전보다는 감소하였을 뿐, 여전히 발생하고 있다.In 2019, the so-called Minsik Act was enacted and implemented to reduce traffic accidents occurring in school zones, reflecting the public interest and concern about traffic accidents involving children on roads around schools in 2019. After the Civil Food Act was enacted, as of October 2020, the total number of traffic accident deaths among children decreased to 19.2%, the number of traffic accidents among children in the children's protection area decreased to 21.5%, and the number of fatalities decreased to 66.7%. However, traffic accidents in child protection zones have only decreased compared to before the enforcement of the Civil Food Act, but are still occurring.

민식이법의 시행에 따라 어린이 보호구역내에는 CCTV(Closed Circuit Television)가 의무적으로 설치되어, 과속 및 신호위반을 엄격히 단속하고 있다. 현재, 어린이 보호구역 내 설치된 CCTV는 과속과 신호위반 단속을 목적으로 하는 일반 교통단속용 CCTV이다. 이러한 CCTV는, 차량과 보행자가 상호간 일정 거리 내로 근접할 때, 이러한 도로의 상황을 보행자와 운전자가 인식하지 못하는 것에 대한 주의신호를 제공하지 못한다.In accordance with the enforcement of the Civil Code Act, CCTV (Closed Circuit Television) is compulsorily installed in the child protection zone to strictly crack down on speeding and signal violations. Currently, the CCTV installed in the child protection area is a CCTV for general traffic enforcement for the purpose of cracking down on speeding and signal violations. Such CCTV does not provide a warning signal for the pedestrian and the driver not recognizing the situation of the road when the vehicle and the pedestrian approach each other within a certain distance.

한편, 차량과 보행자의 충돌사고의 대부분은, 차도의 차량 뒤에 보행자가 가려지는 사각지대에서 주행차가 보행자를 발견하지 못하여 발생한다. 그리고, 교통사고는 사후 단속보다 사전 예방이 더 중요하므로, 어린이 보호구역 내에서 CCTV의 역할이 매우 중요하다. 즉, 보행자와 운전자가 도로의 상황을 상호 인식하도록 CCTV를 활용하여 운전자의 사각지대를 제거하는 것이 필요하다.On the other hand, most of the collision accidents between the vehicle and the pedestrian occur because the driving vehicle does not find the pedestrian in the blind spot where the pedestrian is obscured behind the vehicle on the roadway. And, since prevention of traffic accidents is more important than follow-up enforcement, the role of CCTV in the child protection area is very important. In other words, it is necessary to remove the driver's blind spot by utilizing CCTV so that pedestrians and drivers can mutually recognize the road situation.

대한민국등록특허공보 제10-1355664호(2014.01.20)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1355664 (2014.01.20)

본 발명은 기존의 CCTV(Closed Circuit Television) 및 차량의 블랙박스를 활용하여, 어린이 보호구역 내의 운전자 사각지대에서 보행자와 운전자가 차량과 보행자가 상호간 일정 거리 내로 근접하는 상황을 인식하도록 보행자와 운전자에게 주의신호를 제공하는 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides pedestrians and drivers to recognize a situation in which a vehicle and a pedestrian approach within a certain distance from each other in a driver's blind spot in a child protection area by utilizing a conventional CCTV (Closed Circuit Television) and a vehicle's black box. It is to provide a smart school zone system for blind spot monitoring that provides attention signals.

본 발명의 일 측면에 따르면, 어린이 보호 구역 내에서 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템이 개시된다.According to one aspect of the present invention, a smart school zone system for blind spot monitoring in a child protection zone is disclosed.

본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템은, 상기 어린이 보호 구역 내의 임의의 장소에 설치되어 미리 설정된 영역에 대한 스쿨존 영상을 획득하고, 상기 획득된 스쿨존 영상을 분석하여 촬영 영역에 존재하는 보행자 및 차량을 인식하고, 상기 인식된 보행자 및 차량의 위치를 산출하고, 상기 보행자와 상기 차량의 위치를 비교하여 차량 전방에 보행자가 존재하는 경우, 어린이 보호 구역 내에 설치된 안전시설(경고등 또는 음향설비)을 통해 차량의 충돌위험을 알리기 위한 제1 주의신호를 출력하고, 보행자 위치 정보를 포함하는 제2 주의신호를 전송하는 스쿨존 감시 장치 및 상기 제2 주의신호를 수신하여 차량 전방 영상에 보행자 이미지가 합성된 보행자 합성 영상을 생성하고, 상기 생성된 보행자 합성 영상을 헤드업 디스플레이(HUD: Head Up Display) 또는 차량 내 표시장치(블랙박스 등)를 통해 출력하는 차량 감시 장치를 포함한다.The smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention is installed in an arbitrary place within the child protection zone to acquire a school zone image for a preset area, and analyze the acquired school zone image. Recognizes pedestrians and vehicles existing in the photographing area, calculates the recognized positions of pedestrians and vehicles, and compares the positions of the pedestrian and the vehicle to determine if there is a pedestrian in front of the vehicle, a safety facility installed in the child protection area A school zone monitoring device that outputs a first caution signal to notify the risk of collision of a vehicle through (a warning light or sound facility) and transmits a second caution signal including pedestrian location information, and a vehicle by receiving the second caution signal A vehicle monitoring device that generates a pedestrian composite image in which a pedestrian image is synthesized from a front image, and outputs the generated pedestrian composite image through a Head Up Display (HUD) or an in-vehicle display device (black box, etc.) include

상기 스쿨존 감시 장치는, 상기 스쿨존 영상을 동일한 의미를 가지는 영역으로 분할하고, 상기 분할된 영역들 중에서 객체를 추출하고, 상기 추출된 객체 중에서 보행자 및 차량을 식별하여 추출된 객체들을 보행자와 차량으로 분류한다.The school zone monitoring device divides the school zone image into regions having the same meaning, extracts objects from among the divided regions, identifies pedestrians and vehicles from among the extracted objects, and divides the extracted objects into pedestrians and vehicles. classified as

상기 스쿨존 감시 장치는, 상기 객체의 영역을 표시하는 경계 사각형과 상기 스쿨존 영상을 획득하는 카메라의 중심을 지나는 벡터를 산출하고, 지면을 나타내는 평면과 상기 산출된 벡터의 교점을 상기 보행자 및 상기 차량의 위치로 산출한다.The school zone monitoring device calculates a vector passing through the center of the boundary rectangle indicating the area of the object and the camera for acquiring the school zone image, and calculates the intersection of the plane indicating the ground and the calculated vector to the pedestrian and the Calculate the vehicle's position.

상기 차량 감시 장치는, 상기 차량 감시 장치가 장착된 차량의 지리적 위치를 측정하여 생성된 차량 위치 측정 정보를 상기 스쿨존 감시 장치로 전송한다.The vehicle monitoring device transmits vehicle location measurement information generated by measuring the geographic location of a vehicle equipped with the vehicle monitoring device to the school zone monitoring device.

상기 스쿨존 감시 장치는, 상기 스쿨존 영상을 이용하여 산출된 차량 위치와 상기 차량 위치 측정 정보를 비교하여 상기 차량 위치를 보정한다.The school zone monitoring apparatus corrects the vehicle position by comparing the vehicle position calculated using the school zone image with the vehicle position measurement information.

본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템은, 기존의 CCTV(Closed Circuit Television) 및 차량의 블랙박스를 활용하여, 어린이 보호구역 내의 운전자 사각지대에서 보행자와 운전자가 차량과 보행자가 상호간 일정 거리 내로 근접하는 상황을 인식하도록 보행자와 운전자에게 주의신호를 제공할 수 있다.The smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention utilizes a conventional CCTV (Closed Circuit Television) and a vehicle black box, and in the driver's blind spot in the child protection zone, pedestrians and drivers can communicate with vehicles and pedestrians. A caution signal may be provided to pedestrians and drivers to recognize a situation in which the two are approaching within a certain distance from each other.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템의 동작 방법을 개략적으로 예시하여 나타낸 흐름도.
도 3 내지 도 8은 도 2의 본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스쿨존 감시 장치 및 차량 감시 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart schematically illustrating an operating method of a smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention of Figure 1;
3 to 8 are diagrams for explaining a method of operating a smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention of FIG.
9 is a view schematically illustrating the configuration of a school zone monitoring device and a vehicle monitoring device according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템은, 스쿨존 감시 장치(100) 및 차량 감시 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention may include a school zone monitoring device 100 and a vehicle monitoring device 200 .

스쿨존 감시 장치(100)는 어린이 보호 구역 내에서 미리 설정된 영역을 촬영하여 감시한다. 즉, 스쿨존 감시 장치(100)는 어린이 보호 구역 내의 임의의 장소에 설치되어 미리 설정된 영역에 대한 스쿨존 영상을 획득하고, 획득한 스쿨존 영상을 분석하여 보행자(1)와 차량(2)의 충돌 가능성을 추정하고, 보행자(1)와 차량(2)의 충돌 가능성이 높을 경우, 보행자(1)와 운전자에게 충돌 위험성을 알리는 주의신호를 제공한다.The school zone monitoring device 100 monitors and captures a preset area within the child protection zone. That is, the school zone monitoring device 100 is installed in an arbitrary place within the child protection zone to acquire a school zone image for a preset area, and analyzes the acquired school zone image of the pedestrian (1) and the vehicle (2). The possibility of collision is estimated, and when the possibility of collision between the pedestrian 1 and the vehicle 2 is high, a caution signal is provided to inform the pedestrian 1 and the driver of the risk of collision.

예를 들어, 스쿨존 감시 장치(100)는 기존에 어린이 보호 구역 내에 설치된 CCTV(Closed Circuit Television) 카메라를 이용하여 구성될 수 있다. 즉, 스쿨존 감시 장치(100)는 기존의 CCTV 카메라에, CCTV 카메라 영상을 분석하여 보행자(1)와 차량(2)의 충돌 가능성을 판단하고, 주의신호를 제공하는 부품들이 결합되어 구성될 수 있다.For example, the school zone monitoring device 100 may be configured using a CCTV (Closed Circuit Television) camera installed in an existing child protection zone. That is, the school zone monitoring device 100 is a conventional CCTV camera, analyzes the CCTV camera image to determine the possibility of a collision between the pedestrian 1 and the vehicle 2, and parts that provide a caution signal can be combined. have.

스쿨존 감시 장치(100)는 운전자에게 주의신호를 제공하기 위하여, 차량 전방에 존재하는 보행자의 존재 여부 및 위치 정보를 포함하는 주의신호를 어린이 보호 구역 내의 도로에 구축된 안전설비와 후술할 차량 감시 장치(200)로 전송할 수 있다.The school zone monitoring device 100 monitors the safety equipment built on the road in the child protection zone and the vehicle to be described later in order to provide a warning signal to the driver, the warning signal including the presence and location information of pedestrians present in front of the vehicle. may be transmitted to the device 200 .

차량 감시 장치(200)는 차량에서 전방을 촬영하도록 장착되어 차량 전방 영상을 획득하고, 스쿨존 감시 장치(100)로부터 수신한 주의신호를 이용하여, 획득된 전방 영상에 보행자의 위치 정보에 따라 보행자 캐릭터 이미지가 합성된 보행자 합성영상을 출력한다.The vehicle monitoring device 200 is mounted to photograph the front of the vehicle to acquire an image of the front of the vehicle, and using the caution signal received from the school zone monitoring device 100, the pedestrian according to the location information of the pedestrian on the acquired front image Outputs a pedestrian composite image in which character images are synthesized.

예를 들어, 차량 감시 장치(200)는 기존의 차량 블랙박스 카메라를 이용하여 구성될 수 있다. 즉, 차량 감시 장치(200)는 기존의 차량 블랙박스 카메라에, 보행자의 존재 여부 및 위치 정보를 포함하는 주의신호를 수신하고, 증강 현실 기술을 이용하여 전방 영상에 보행자 캐릭터 이미지를 합성하는 부품들과 보행자 합성영상을 출력하는 헤드업 디스플레이(HUD: Head Up Display)가 결합되어 구성될 수 있다.For example, the vehicle monitoring apparatus 200 may be configured using an existing vehicle black box camera. That is, the vehicle monitoring device 200 receives an attention signal including the presence and location information of a pedestrian from the existing vehicle black box camera, and uses augmented reality technology to synthesize a pedestrian character image with a front image. and a head-up display (HUD) that outputs a composite image of pedestrians may be combined.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템의 동작 방법에 대하여 이후 도 2 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.The operation method of the smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention will be described in detail later with reference to FIGS. 2 to 8 .

도 2는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템의 동작 방법을 개략적으로 예시하여 나타낸 흐름도이고, 도 3 내지 도 8은 도 2의 본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 2를 중심으로, 본 발명의 실시예에 따른 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템의 동작 방법을 설명하되, 도 3 내지 도 8을 참조하기로 한다.2 is a flowchart schematically illustrating an operating method of a smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention of FIG. 1, and FIGS. 3 to 8 are FIGS. It is a drawing for explaining the operation method of the smart school zone system for blind spot monitoring. Hereinafter, an operating method of the smart school zone system for blind spot monitoring according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 , with reference to FIGS. 3 to 8 .

S210 단계에서, 스쿨존 감시 장치(100)는 어린이 보호 구역 내에서 미리 설정된 영역을 촬영하여 스쿨존 영상을 획득한다.In step S210, the school zone monitoring device 100 acquires a school zone image by photographing a preset area within the child protection zone.

예를 들어, 스쿨존 감시 장치(100)는 CCTV 카메라를 구비하며, 초등학교 주변과 같은 어린이 보호 구역 내에서 횡단보도 등과 같이 보행자와 차량이 공존하는 영역을 촬영하도록 설치될 수 있다. 여기서, CCTV 카메라는 기존에 어린이 보호 구역 내에 설치된 것일 수 있으며, 스쿨존 감시 장치(100)는 기존에 설치된 CCTV 카메라에 필요한 구성들이 결합되어 생성될 수 있다.For example, the school zone monitoring device 100 may be provided with a CCTV camera, and may be installed to photograph an area where pedestrians and vehicles coexist, such as a crosswalk, within a child protection area such as around an elementary school. Here, the CCTV camera may be installed in the existing child protection zone, and the school zone monitoring device 100 may be created by combining the components necessary for the existing CCTV camera installed.

S220 단계에서, 스쿨존 감시 장치(100)는 획득된 스쿨존 영상을 이용하여 해당 촬영 영역에 존재하는 보행자 및 차량을 인식한다.In step S220 , the school zone monitoring apparatus 100 recognizes pedestrians and vehicles existing in the corresponding photographing area using the acquired school zone image.

우선, 스쿨존 감시 장치(100)는 스쿨존 영상을 동일한 의미를 가지는 영역으로 분할한다.First, the school zone monitoring apparatus 100 divides the school zone image into regions having the same meaning.

예를 들어, 스쿨존 감시 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 스쿨존 영상에서 픽셀 단위로 동일한 의미를 가지는 영역을 찾아 스쿨존 영상을 의미분할(semantic segmentation)할 수 있다. 즉, 스쿨존 영상에서 동일한 물체에 해당하는 픽셀들이 그룹핑되어, 도 3에 도시된 바와 같이, 차도는 보라색, 인도는 주황색, 사람은 빨간색으로 표시될 수 있다. 여기서, 의미분할은, 도 4에 도시된 바와 같이, 합성곱 신경망(FCN: Fully Convolutional neural network)을 이용하여 입력 영상에서 객체의 가장자리 픽셀들이 구분되어 이루어질 수 있다. 합성곱 신경망의 알고리즘에는 구글 deeplab v3+ 등이 있다.For example, as shown in FIG. 3 , the school zone monitoring apparatus 100 may semantic segmentation the school zone image by finding an area having the same meaning in units of pixels in the school zone image. That is, pixels corresponding to the same object are grouped in the school zone image, and as shown in FIG. 3 , a road may be displayed in purple, a sidewalk may be displayed in orange, and a person may be displayed in red. Here, semantic segmentation may be performed by dividing edge pixels of an object in an input image using a fully convolutional neural network (FCN), as shown in FIG. 4 . Algorithms for convolutional neural networks include Google deeplab v3+.

다음으로, 스쿨존 감시 장치(100)는 의미분할된 영역들 중에서 객체를 추출하고, 추출된 객체 중에서 보행자 및 차량을 식별하여 추출된 객체들을 보행자와 차량으로 분류한다.Next, the school zone monitoring apparatus 100 extracts an object from the semantically divided areas, identifies a pedestrian and a vehicle among the extracted objects, and classifies the extracted objects into a pedestrian and a vehicle.

예를 들어, 스쿨존 감시 장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 각 객체의 영역을 경계 사각형으로 표시하여 객체를 분리하고, AI(Artificial intelligence) 객체인식 알고리즘을 이용하여 경계 사각형을 기준으로 분리된 각 객체의 종류가 보행자인지 또는 차량인지를 식별하여 객체들을 보행자 및 차량으로 구분할 수 있다.For example, the school zone monitoring apparatus 100 separates the objects by displaying the area of each object as a bounding rectangle as shown in FIG. 5, and uses an artificial intelligence (AI) object recognition algorithm based on the bounding rectangle. It is possible to classify the objects into pedestrians and vehicles by identifying whether the type of each object separated by the is a pedestrian or a vehicle.

S230 단계에서, 스쿨존 감시 장치(100)는 스쿨존 영상에서 인식된 보행자 및 차량의 위치를 산출한다.In step S230, the school zone monitoring apparatus 100 calculates the positions of pedestrians and vehicles recognized in the school zone image.

즉, 스쿨존 감시 장치(100)는 객체 영역을 표시하는 경계 사각형을 이용하여 보행자 및 차량의 위치를 산출할 수 있다. 사람 및 차량과 같은 객체는 항상 지면에 수직이라고 가정할 수 있으므로, 보행자 및 차량의 경계 사각형의 하단 변의 중간점을 보행자 및 차량의 위치로 간주할 수 있다. 그래서, 스쿨존 감시 장치(100)는 CCTV 카메라의 중심에서 경계 사각형의 중간점을 지나는 3차원 벡터를 산출하고, 산출된 3차원 벡터와 지면을 나타내는 평면의 교점을 보행자 또는 차량의 위치로 산출할 수 있다.That is, the school zone monitoring apparatus 100 may calculate the positions of pedestrians and vehicles by using a bounding rectangle indicating an object area. Since objects such as people and vehicles can always be assumed to be perpendicular to the ground, the midpoint of the lower edge of the boundary rectangle of pedestrians and vehicles can be regarded as the positions of pedestrians and vehicles. So, the school zone monitoring device 100 calculates a 3D vector passing the midpoint of the boundary rectangle from the center of the CCTV camera, and calculates the intersection of the calculated 3D vector and the plane representing the ground as the position of the pedestrian or vehicle. can

예를 들어, 도 6을 참조하면, 경계 사각형의 하단 변의 중간점을 지나는 3차원 벡터(v)는 CCTV 카메라의 중심으로부터 경계 사각형 하단 두 꼭지점을 각각 지나가는 두 2차원 벡터(v1, v2)를 합한 후, 2차원에서 3차원으로의 변환을 통해 산출될 수 있다. 여기서, 2차원 벡터는, 깊이방향이 1과 같은 상수로 설정된 투영변환 행렬을 이용하여 3차원 벡터로 변환될 수 있다.For example, referring to FIG. 6 , the three-dimensional vector (v) passing through the midpoint of the lower side of the bounding rectangle is the sum of two two-dimensional vectors (v1, v2) passing through the two vertices of the lower end of the bounding rectangle from the center of the CCTV camera. Then, it can be calculated through transformation from 2D to 3D. Here, the 2D vector may be converted into a 3D vector using a projection transformation matrix in which the depth direction is set to a constant equal to 1.

한편, 도 7을 참조하면, 경계 사각형의 중점을 지나는 3차원 벡터(v)를 이용하여 차량의 위치가 산출될 수도 있다. 즉, 경계 사각형의 중점을 지나는 3차원 벡터(v)는 CCTV 카메라의 중심으로부터 경계 사각형의 4개의 꼭지점을 각각 지나가는 4개의 벡터(v1, v2, v3, v4)를 합하여 산출될 수 있다. 그리고, 경계 사각형의 중점을 지나는 3차원 벡터(v)와 지면을 나타내는 평면의 교점이 차량의 위치로 산출될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 7 , the position of the vehicle may be calculated using a 3D vector v passing through the midpoint of the boundary rectangle. That is, the three-dimensional vector (v) passing through the midpoint of the bounding rectangle can be calculated by adding the four vectors (v1, v2, v3, v4) passing through the four vertices of the bounding rectangle from the center of the CCTV camera, respectively. And, the intersection of the 3D vector v passing through the midpoint of the boundary rectangle and the plane representing the ground may be calculated as the vehicle position.

S240 단계에서, 차량 감시 장치(200)는 구비한 위치 센서를 이용하여 해당 차량의 위치를 측정하여 차량 위치 측정 정보를 생성하고, 생성된 차량 위치 측정 정보를 스쿨존 감시 장치(100)로 전송한다.In step S240 , the vehicle monitoring apparatus 200 generates vehicle location measurement information by measuring the location of the corresponding vehicle using the provided location sensor, and transmits the generated vehicle location measurement information to the school zone monitoring apparatus 100 . .

S250 단계에서, 스쿨존 감시 장치(100)는 차량 위치 측정 정보를 수신함에 따라 스쿨존 영상을 이용하여 산출된 차량 위치와 차량 위치 측정 정보를 비교하여 차량의 위치를 보정한다.In step S250, the school zone monitoring apparatus 100, upon receiving the vehicle position measurement information, compares the vehicle position calculated using the school zone image with the vehicle position measurement information to correct the vehicle position.

여기서, 수신된 차량 위치 측정 정보는, 지구 좌표계 기반의 정보이므로, 전술한 CCTV 카메라의 중심에서 경계 사각형의 중간점을 지나는 제1 3차원 벡터와 같이, CCTV 카메라의 중심으로부터 차량 위치 측정 정보에 따른 위치를 지나는 제2 3차원 벡터로 변환될 수 있다. 그리고, 제1 3차원 벡터는 제2 3차원 벡터와 일치가 되도록 보정되고, 보정된 제1 3차원 벡터와 지면을 나타내는 평면의 교점이 차량의 위치로 확정될 수 있다.Here, since the received vehicle location measurement information is information based on the earth coordinate system, like the first three-dimensional vector passing through the midpoint of the boundary rectangle from the center of the CCTV camera, the vehicle location measurement information from the center of the CCTV camera It may be transformed into a second three-dimensional vector passing through the position. In addition, the first 3D vector may be corrected to coincide with the second 3D vector, and an intersection of the corrected first 3D vector and a plane representing the ground may be determined as the vehicle position.

이와 같이 위치가 확정되는 차량의 차량 감시 장치(200)와 스쿨존 감시 장치(100)는 통신채널이 유지될 수 있다.A communication channel may be maintained between the vehicle monitoring apparatus 200 and the school zone monitoring apparatus 100 of the vehicle whose location is determined as described above.

S260 단계에서, 스쿨존 감시 장치(100)는 보행자와 차량의 위치를 비교한 결과, 해당 차량이 진행하는 차량 전방에 보행자가 존재하는지 여부를 판단한다.In step S260 , the school zone monitoring apparatus 100 compares the positions of the pedestrian and the vehicle, and determines whether a pedestrian exists in front of the vehicle in which the corresponding vehicle proceeds.

S270 단계에서, 스쿨존 감시 장치(100)는 차량 전방에 보행자가 존재하는 경우, 각종 알림수단을 이용하여 보행자와 차량의 충돌위험을 알리기 위한 주의신호를 출력하고, 보행자 위치 정보를 포함하는 주의신호를 차량 감시 장치(200)로 전송한다.In step S270, when there is a pedestrian in front of the vehicle, the school zone monitoring device 100 outputs a caution signal for notifying the risk of collision between the pedestrian and the vehicle using various notification means, and the caution signal including the pedestrian location information. to the vehicle monitoring device 200 .

S280 단계에서, 차량 감시 장치(200)는 주의신호의 수신에 따라 주의신호에 포함된 보행자 위치 정보에 따라 차량 전방 영상 상의 위치를 설정하여 차량 전방 영상에 보행자 이미지가 합성된 보행자 합성 영상을 생성하여 출력한다.In step S280, the vehicle monitoring device 200 generates a pedestrian composite image in which the pedestrian image is synthesized with the vehicle front image by setting the position on the vehicle front image according to the pedestrian position information included in the caution signal according to the reception of the caution signal. print out

예를 들어, 차량 감시 장치(200)는 도 8에 도시된 바와 같이, 대략 차량 전방 좌측에 보행자가 존재하는 경우, 차량 전방 영상 상의 대략적인 좌측 위치에 미리 설정된 보행자 캐릭터 이미지가 합성되도록 보행자 합성 영상을 생성할 수 있다. 즉, 차량 감시 장치(200)는 증강현실(AR: Augmented Reality) 방식으로 보행자 합성 영상을 생성할 수 있으며, 구비한 헤드업 디스플레이(HUD: Head Up Display)를 통해 보행자 합성 영상을 출력할 수 있다.For example, as shown in FIG. 8 , the vehicle monitoring apparatus 200 may synthesize a pedestrian character image such that a preset pedestrian character image is synthesized at an approximate left position on the image in front of the vehicle when there is a pedestrian on the left side of the vehicle front. can create That is, the vehicle monitoring device 200 may generate a pedestrian composite image in an augmented reality (AR) method, and may output a pedestrian composite image through a head-up display (HUD) provided. .

S290 단계에서, 차량 감시 장치(200)는 차량 전방에 보행자가 존재함을 운전자에게 알리기 위하여 각종 알림수단을 이용하여 주의신호를 출력한다.In step S290 , the vehicle monitoring apparatus 200 outputs a caution signal using various notification means to notify the driver that a pedestrian exists in front of the vehicle.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스쿨존 감시 장치 및 차량 감시 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.9 is a diagram schematically illustrating the configuration of a school zone monitoring apparatus and a vehicle monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스쿨존 감시 장치(100)는, CCTV 카메라(110), 방향 센서(120), 알림부(130), 통신부(140) 및 제어부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 9 , the school zone monitoring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a CCTV camera 110 , a direction sensor 120 , a notification unit 130 , a communication unit 140 , and a control unit 150 . may be included.

CCTV 카메라(110)는 어린이 보호 구역 내에서 미리 설정된 영역을 촬영하여 스쿨존 영상을 획득한다. CCTV 카메라(110)는 전술한 바와 같이 기존의 것이 활용될 수 있다.The CCTV camera 110 acquires a school zone image by photographing a preset area within the child protection zone. The CCTV camera 110 may be utilized as an existing one as described above.

방향 센서(120)는 CCTV 카메라(110)가 촬영하는 방향을 측정한다.The direction sensor 120 measures the direction in which the CCTV camera 110 is photographed.

즉, CCTV 카메라(110)는 촬영 방향이 실시간 제어될 수 있으며, 이에 따라 방향 센서(120)는 변화하는 CCTV 카메라(110)의 촬영 방향을 측정할 수 있다. 예를 들어, 방향 센서(120)는 자이로 센서(Gyro sensor)일 수 있다.That is, the CCTV camera 110 may be controlled in real-time in the shooting direction, and accordingly, the direction sensor 120 may measure the changing shooting direction of the CCTV camera 110 . For example, the direction sensor 120 may be a gyro sensor.

알림부(130)는 제어부(150)의 제어에 따라 주의신호를 출력한다.The notification unit 130 outputs a caution signal under the control of the control unit 150 .

예를 들어, 알림부(130)는 보행자에게 차량 존재를 알리고, 차량의 운전자에게 도로 내 보행자 존재를 알리는 LED 경고등, 음향 출력기 등을 포함할 수 있다.For example, the notification unit 130 may include an LED warning light, a sound output device, etc. to notify the pedestrian of the presence of the vehicle and notify the driver of the presence of the pedestrian on the road.

통신부(140)는 차량 감시 장치(200)와 통신을 수행한다.The communication unit 140 communicates with the vehicle monitoring device 200 .

예를 들어, 통신부(140)는 블루투스, 와이파이 등과 같은 근거리 통신을 통해 차량 감시 장치(200)와 통신을 수행할 수 있다.For example, the communication unit 140 may communicate with the vehicle monitoring device 200 through short-range communication such as Bluetooth or Wi-Fi.

제어부(150)는 CCTV 카메라(110)에 의하여 획득된 스쿨존 영상을 분석하여 촬영 영역에 존재하는 보행자 및 차량을 인식하고, 인식된 보행자 및 차량의 위치를 산출하고, 보행자와 차량의 위치를 비교하여 차량 전방에 보행자가 존재하는 경우, 알림부(130)가 주의신호를 출력하도록 제어하고, 통신부(140)를 통해 보행자 위치 정보를 포함하는 주의신호를 차량 감시 장치(200)로 전송한다.The control unit 150 analyzes the school zone image obtained by the CCTV camera 110 to recognize pedestrians and vehicles existing in the shooting area, calculate the recognized positions of pedestrians and vehicles, and compare the positions of pedestrians and vehicles. Thus, when there is a pedestrian in front of the vehicle, the notification unit 130 controls to output the caution signal, and transmits the caution signal including the pedestrian location information to the vehicle monitoring device 200 through the communication unit 140 .

다시, 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 감시 장치(200)는, 블랙박스 카메라(210), 위치센서(220), 헤드업 디스플레이(230), 통신부(240) 및 제어부(250)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 차량 감시 장치(200)는 기존의 차량 블랙박스 장치, 헤드업 디스플레이, 내비게이션 장치 등을 이용하여 구현될 수 있다.Referring again to FIG. 9 , the vehicle monitoring apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes a black box camera 210 , a position sensor 220 , a heads-up display 230 , a communication unit 240 , and a control unit ( 250) may be included. For example, the vehicle monitoring device 200 may be implemented using an existing vehicle black box device, a heads-up display, a navigation device, and the like.

블랙박스 카메라(210)는 차량 운행 중 차량 전방을 상시 촬영하여 차량 전방 영상을 획득한다.The black box camera 210 acquires an image of the front of the vehicle by constantly photographing the front of the vehicle while the vehicle is running.

위치센서(220)는 차량 감시 장치(200)가 장착된 차량의 지리적 위치를 측정하여 차량 위치 측정 정보를 생성한다.The position sensor 220 generates vehicle position measurement information by measuring the geographic position of the vehicle on which the vehicle monitoring device 200 is mounted.

헤드업 디스플레이(230)는 차량 감시 장치(200)의 동작에 따라 처리되는 각종 정보를 출력하는 장치로, 차량 전방 영상에 보행자 이미지가 합성된 보행자 합성 영상을 차량 전면 유리에 출력할 수 있다.The head-up display 230 is a device for outputting various types of information processed according to the operation of the vehicle monitoring device 200 , and may output a pedestrian composite image in which a pedestrian image is synthesized with an image in front of the vehicle on the windshield of the vehicle.

통신부(240)는 스쿨존 감시 장치(100)와 통신을 수행한다.The communication unit 240 communicates with the school zone monitoring device 100 .

예를 들어, 통신부(240)는 블루투스, 와이파이 등과 같은 근거리 통신을 통해 스쿨존 감시 장치(100)와 통신을 수행할 수 있다.For example, the communication unit 240 may communicate with the school zone monitoring apparatus 100 through short-range communication such as Bluetooth or Wi-Fi.

제어부(250)는 위치센서(220)에 의하여 생성된 차량 위치 측정 정보를 통신부(240)를 통해 통신 채널이 유지되고 있는 스쿨존 감시 장치(100)로 전송한다.The control unit 250 transmits the vehicle position measurement information generated by the position sensor 220 to the school zone monitoring apparatus 100 in which the communication channel is maintained through the communication unit 240 .

그리고, 제어부(250)는 보행자 위치 정보를 포함하는 주의신호가 스쿨존 감시 장치(100)로부터 수신됨에 따라 차량 전방 영상에 보행자 이미지가 합성된 보행자 합성 영상을 생성하고, 생성된 보행자 합성 영상을 헤드업 디스플레이(230)가 출력하도록 제어한다.Then, the controller 250 generates a pedestrian composite image in which a pedestrian image is synthesized with an image in front of the vehicle as a caution signal including pedestrian location information is received from the school zone monitoring apparatus 100, and the generated pedestrian composite image is used as a head. The up display 230 is controlled to output.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The above-described embodiments of the present invention have been disclosed for the purpose of illustration, and various modifications, changes, and additions will be possible within the spirit and scope of the present invention by those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention, and such modifications, changes and additions should be regarded as belonging to the following claims.

100: 스쿨존 감시 장치
110: CCTV 카메라
120: 방향 센서
130: 알림부
140: 통신부
150: 제어부
200: 차량 감시 장치
210: 블랙박스 카메라
220: 위치센서
230: 헤드업 디스플레이
240: 통신부
250: 제어부100: school zone monitoring device
110: CCTV camera
120: direction sensor
130: notification unit
140: communication department
150: control unit
200: vehicle monitoring device
210: black box camera
220: position sensor
230: heads-up display
240: communication department
250: control unit

Claims (5)

어린이 보호 구역 내에서 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템에 있어서,
상기 어린이 보호 구역 내의 임의의 장소에 설치되어 미리 설정된 영역에 대한 스쿨존 영상을 획득하고, 상기 획득된 스쿨존 영상을 분석하여 촬영 영역에 존재하는 보행자 및 차량을 인식하고, 상기 인식된 보행자 및 차량의 위치를 산출하고, 상기 보행자와 상기 차량의 위치를 비교하여 차량 전방에 보행자가 존재하는 경우, 차량의 충돌위험을 알리기 위한 제1 주의신호를 출력하고, 보행자 위치 정보를 포함하는 제2 주의신호를 전송하는 스쿨존 감시 장치; 및
상기 제2 주의신호를 수신하여 차량 전방 영상에 보행자 이미지가 합성된 보행자 합성 영상을 생성하고, 상기 생성된 보행자 합성 영상을 헤드업 디스플레이(HUD: Head Up Display)를 통해 출력하는 차량 감시 장치를 포함하는 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템.
In the smart school zone system for blind spot monitoring in the child protection zone,
It is installed in an arbitrary place within the child protection zone to obtain a school zone image for a preset area, analyzes the acquired school zone image to recognize pedestrians and vehicles present in the photographing area, and the recognized pedestrians and vehicles calculates the position of , compares the positions of the pedestrian and the vehicle to output a first caution signal for informing of the risk of collision of the vehicle when there is a pedestrian in front of the vehicle, and a second caution signal including pedestrian location information School zone monitoring device that transmits; and
A vehicle monitoring device that receives the second caution signal to generate a pedestrian composite image in which a pedestrian image is synthesized with an image in front of the vehicle, and outputs the generated pedestrian composite image through a Head Up Display (HUD); Smart school zone system for blind spot monitoring.
 제1항에 있어서,
상기 스쿨존 감시 장치는,
상기 스쿨존 영상을 동일한 의미를 가지는 영역으로 분할하고, 상기 분할된 영역들 중에서 객체를 추출하고, 상기 추출된 객체 중에서 보행자 및 차량을 식별하여 추출된 객체들을 보행자와 차량으로 분류하는 것을 특징으로 하는 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템.
According to claim 1,
The school zone monitoring device,
The school zone image is divided into regions having the same meaning, an object is extracted from the divided regions, a pedestrian and a vehicle are identified among the extracted objects, and the extracted objects are classified into a pedestrian and a vehicle. Smart school zone system for blind spot monitoring.
 제2항에 있어서,
상기 스쿨존 감시 장치는,
상기 객체의 영역을 표시하는 경계 사각형과 상기 스쿨존 영상을 획득하는 카메라의 중심을 지나는 벡터를 산출하고, 지면을 나타내는 평면과 상기 산출된 벡터의 교점을 상기 보행자 및 상기 차량의 위치로 산출하는 것을 특징으로 하는 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템.
3. The method of claim 2,
The school zone monitoring device,
Calculating a vector passing through the center of the boundary rectangle indicating the area of the object and the camera that acquires the school zone image, and calculating the intersection of the plane representing the ground and the calculated vector as the location of the pedestrian and the vehicle Smart school zone system for blind spot monitoring.
 제1항에 있어서,
상기 차량 감시 장치는,
상기 차량 감시 장치가 장착된 차량의 지리적 위치를 측정하여 생성된 차량 위치 측정 정보를 상기 스쿨존 감시 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템.
According to claim 1,
The vehicle monitoring device,
A smart school zone system for blind spot monitoring, characterized in that the vehicle location measurement information generated by measuring the geographic location of the vehicle equipped with the vehicle monitoring device is transmitted to the school zone monitoring device.
 제4항에 있어서,
상기 스쿨존 감시 장치는,
상기 스쿨존 영상을 이용하여 산출된 차량 위치와 상기 차량 위치 측정 정보를 비교하여 상기 차량 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 사각지대 감시를 위한 스마트 스쿨존 시스템.5. The method of claim 4,
The school zone monitoring device,
A smart school zone system for blind spot monitoring, characterized in that the vehicle position is corrected by comparing the vehicle position calculated using the school zone image with the vehicle position measurement information.
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